WO2007137926A1 - Verfahren zum steuern einer drehbearbeitung und für drehbearbeitung geeignete nc-maschinen - Google Patents

Verfahren zum steuern einer drehbearbeitung und für drehbearbeitung geeignete nc-maschinen Download PDF

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WO2007137926A1
WO2007137926A1 PCT/EP2007/054304 EP2007054304W WO2007137926A1 WO 2007137926 A1 WO2007137926 A1 WO 2007137926A1 EP 2007054304 W EP2007054304 W EP 2007054304W WO 2007137926 A1 WO2007137926 A1 WO 2007137926A1
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WO
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tool
software
cutting edge
axis
workpiece
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PCT/EP2007/054304
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French (fr)
Inventor
Johannes Jennessen
Norbert Olah
Stefan Peschke
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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    • G05B19/40937—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by part programming, e.g. entry of geometrical information as taken from a technical drawing, combining this with machining and material information to obtain control information, named part programme, for the NC machine concerning programming of machining or material parameters, pocket machining
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    • Y10T82/25—Lathe
    • Y10T82/2502—Lathe with program control

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a turning operation by means of a numerically controlled by means of a control device, in particular a lathe, wherein a tool with a cutting edge acts on a workpiece, wherein a first (B) rotary axis is provided, around which the tool is rotatable as a whole, and a second (C) rotary axis is provided, during the rotation of the tool rotates about its own axis.
  • the invention also relates to a suitable for turning, with the aid of a control device numerically controlled machine according to the O-term of claim 4.
  • Lathes or machines that are generally suitable for turning (which can also be milling machines) increasingly show the possibility of turning the tool with the cutting edge as a whole (B rotary axis), in some cases supplemented by the possibility of turning it around its own axis to turn (C rotary axis).
  • a control device for a cutting machine is described in EP 1 217 481 A1 in which, as a function of a rotation angle of a tool, the values of its displacement are calculated and displayed in two coordinate directions.
  • EP 1 235 125 A2 a control device for a cutting ⁇ machine is described, in which the length of a tool from the cutting edge thereof to a rotation axis of the same is taken into account during egg ⁇ ner rotation of the tool.
  • the method according to the invention thus comprises the following steps:
  • Tool in the machining position in a modified (virtual) tool in the home position f) generating the control commands for the tool in the machining position using the software provided in step a).
  • the invention thus does not provide completely new software. Rather, the existing software is used.
  • Software that uses defined input data with respect to a basic position of the rotary axes is nothing more than software that does not take into account the position of the rotary axes at all.
  • it is in a sense defines a "new" tool, and that is the real work ⁇ convincing virtually in a modified tool converted where ⁇ is defined in the modified tool from the perspective of the home position.
  • the geometry and position än the tool ⁇ countries in this way is an image of the rotation allows the input data, so that the provided in step a) software that controls the rotation around the rotary axes does not know, can be used (step f)).
  • position 2 is defined as the basic position.
  • naming the layers should be the standardized layer naming in nu ⁇ merisch controlled machines.
  • the input data comprise, in particular related to the geometry input data ⁇ , a length of the tool.
  • This length of the tool is a length used as an input date.
  • the cutting edge is rounded, but that as a model--like cutting edge without using rounding in the calculation to use cutting edge.
  • the length is based on the model cutting edge.
  • Cut depending on the position of the tool changes, so that also has to change the defined by the model cutting length.
  • the present invention suitable for turning Ma ⁇ machine is characterized in that in the control unit: a) a basic software is stored, which for a Maschi ⁇ ne without the first and second rotary axis from input data provided, the geometry and position of a tool - ben, can generate control commands, b) a control software for the rotary axes is stored, c) a patch software is stored, the cutting edge position, the main cutting directions, the clearance angle and the holder angle for the tool in any defined by rotations of the rotary axes, sosstellun ⁇ gene can calculate and convert this into input data for the basic software.
  • the basic software is software that is conventional in the prior art and does not take into account the rotations about the two rotary axes.
  • the input data for provides the basic software in such a way that even with a rotation about the rotary axes, the processing steps are performed correctly.
  • a control software is provided for the actual rotation of the rotary axes.
  • FIG 2 illustrates the definition of cutting positions and the main cutting directions
  • FIG 3 illustrates the definition of the terms holder angle, Plattenwin ⁇ angle and relief angles
  • FIG 4A to 4H the cutting position, the cutting direction, the
  • Bracket angle and the clearance angle for different combinations of rotational angles during rotations around the B rotary axis and the C rotary axis illustrate,
  • FIG. 5 illustrates the position dependency of the blade reference point to be taken into account in the length calculation of the tool.
  • the invention generally relates to a machine having the arrangement shown in FIG. 1.
  • a tool 10 having a shank 12 and a plate 14 having a cutting edge 16 processes a workpiece 18.
  • Such a machine may be a lathe.
  • Modern milling machines include the same functionality, so they are also suitable for turning.
  • a first rotary axis the so-called B rotary axis is provided, around which the tool 10 is rotatable as a whole, ie with its shaft 12.
  • Main cutting directions are the directions in which the cutting tool 10 is moved all the 16 or ⁇ appropriate, gege.
  • the main cutting direction 1 shown in FIG. 2 corresponds to a movement in the -x direction
  • the main cutting direction 2 corresponds to a movement in the + x direction
  • the main cutting direction 3 shown in FIG. 2 corresponds to a movement in the -z direction
  • the main cutting direction 4 corresponds to one Movement in + z direction.
  • the other sizes holder angle and clearance angle used in the invention will now be explained with reference to FIG. Shown is the tool plate 14 with the cutting edge 16 in the cutting edge position 3.
  • the main cutting direction is the -z direction.
  • the bracket angle is the angle between the blade
  • FIGS. 4A to 4H illustrate the four variables determined in the invention, namely position, main cutting direction, clearance angle and holder angle for different rotational angles about the B rotary axis (angle ⁇ in FIG. 1) and about the C rotary axis (angle ⁇ in FIG. 1). ,
  • FIG 4B In the event that a rotation about the B rotary axis gives the ( ⁇ -Stel ⁇ ment (or no rotation was initiated) and a 180 ° rotation by means of the C-round axis took place (FIG 4B) gives the cutting edge position 3, a main section - Direction in -x direction, a holder angle of 93 ° and a clearance angle of 52 °.
  • FIG. 4C illustrates the situation that a 90 ° rotation has been initiated by means of the B rotary axis and a 0 ° rotation about the C rotary axis has been defined.
  • the cutting edge position 3 the main cutting direction -z, a holder angle of 93 ° and a clearance angle of 52 ° are obtained.
  • FIG 4D illustrates the case where the B-rotary axis rotation of 90 ° has been initiated and was introduced to the C-rotary axis ei ⁇ ne rotation of 180 °.
  • the cutting edge position 4 is then obtained, the main cutting direction being the + z direction, a holder angle of 93 ° and a clearance angle of 52 °.
  • FIG. 4E illustrates the situation that the B rotary axis has been rotated by 30 ° and the C rotary axis has remained in the 0 ° position.
  • FIG. 4F illustrates the case that by means of the B rotary axis a rotation of 30 ° took place and by means of the C rotary axis ei ⁇ ne rotation by 180 °.
  • the cutting edge position 3 is obtained as Main cutting direction the direction + x, a holder angle of 28 ° and a clearance angle of 117 °.
  • 4G illustrates the case that by means of the B rotary axis a rotation of 60 ° took place and the C rotary axis remained in the 0 ° position. Then the cutting edge position 3 is obtained, as the main cutting direction the -z direction, a holder angle of 123 ° and a clearance angle of 22 °.
  • FIG. 4H illustrates the situation that a rotation of 60 ° took place about the B rotary axis and a rotation of 180 ° about the C rotary axis.
  • the cutting edge position 8 is obtained, as the main ⁇ cut direction the -z-direction, a holder angle of 78 ° and a clearance angle of 57 °.
  • Winkelgrö ⁇ determined with reference to Figures 4A to 4H are SEN basically predictable, if one has been determined for a certain position, for example, the basic position of FIG 4A (cutting position 2).
  • the four sizes are used to calculate a virtual tool, namely from the perspective of the workpiece 18. It is the fact the tool that 10 in several Stel moved ⁇ lungs, so interpreted that every time a "new "Tool is provided from a particular point of view, this view will inevitably involve software that
  • FIG 4A Basic position of FIG 4A is programmed, the other Stel ⁇ ments according to FIGS 4B to 4H but not known. You can continue working with this software if you redefine the tool. In other words, the software input data related to the tool changes. These can be calculated together with the known geometry of the tool on the basis of the cutting edge position, main cutting direction, holder angle and clearance angle shown in FIGS. 4A to 4H. The related to the basic position according to FIG 4A software can thus for generating Steuersig ⁇ dimensional for the tool 10 in the positions corresponding to FIG 4B serve to 4H.
  • the cutting edge 16 is generally rounded. However, the calculations are always made as if they were an ideal, not rounded edge. In each case a cutting reference point is determined.
  • FIG. 5 shows the cutting reference point (left-hand part of FIG. 5) for a specific position of the tool in the cutting edge position 3.
  • the right-hand image part of FIG. 5 now shows a radical rotation of the tool 10 in comparison to the left-hand image part of FIG. 5.
  • the cutting edge position is changed, namely, it was rotated by the cutting edge position 3 into the cutting edge position 8.
  • the cutting reference point is now defined completely differently, specifically on the actual rounded contour (see right-hand part of FIG. 5), while the old cutting reference point is shown with a dashed line.
  • the location where the cutting reference point is located thus changes as the cutting edge position changes.
  • the type of definition changes.
  • the virtual length of the tool which plays a role in the definition of the geometry, changes. If one uses, as described Gurss o ben, a software that ge to the ground state ⁇ FIG 4A is cut and describes the rotated tool from the perspective of this ground state as a new tool with changed geometry, this length change has to be considered.
  • the invention provides the possibility, one for a machine that is suitable for rotary machining, but the kei ⁇ ne B-rotary axis and no C-rotary axis having, imaginary Soft ⁇ ware also be used when at a rotation about the B Round axis and around the C rotary axis is to be considered.
  • the previous software is then used as a basic software, and software is set up on this, which adapts the input data for the basic software. Instead of viewing a tool with a given geometry as rotated, it is thus another tool from the perspective of the basic software.
  • the conversion of the example illustrated in FIG 4A to 4H data cut position, is carried main cutting direction, holder angle and free ⁇ angle in the input data by the software patch.

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Abstract

Moderne, für die Drehbearbeitung geeignete Maschinen, bei denen ein Werkzeug (10) mit einer Schneide (16) auf ein Werkstück (18) einwirkt, weisen eine B-Rundachse, um die das Werkzeug als Ganzes drehbar ist, und eine C-Rundachse auf, bei deren Drehung sich das Werkzeug um eine eigene Achse dreht. Die Software hat bisher mit dem Bereitstellen der Rundachsen nicht Schritt gehalten. Daher wird eine Software verwendet, die Steuerbefehle für die Maschine in Abhängigkeit von Eingangsdaten erzeugt, die die Geometrie und Position eines Werkzeugs bezogen auf eine Grundstellung der Rundachsen vorgeben, welche einer jeweiligen Drehung um 0° entspricht. Auf diese Software wird dann eine Software aufgesetzt, welche bestimmte Größen (Schneidenlage, Hauptschnittrichtung, Halterwinkel und Freiwinkel) berechnet. Aus diesen Größen werden dann die Eingangsdaten für die Grundsoftware abgeleitet. Es wird durch die Berechnungsschritte simuliert, dass ein neues Werkzeug anderer Geometrie bereitgestellt wird, wenn das Werkzeug gedreht ist. Die Grundsoftware kann die Steuerbefehle für das Werkzeug so bereitstellen, dass eine korrekte Bearbeitung des Werkstücks erfolgt.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Steuern einer Drehbearbeitung und für Drehbearbeitung geeignete NC-Maschinen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Drehbearbeitung durch eine mit Hilfe einer Steuereinrichtung numerisch gesteuerten Maschine, insbesondere eine Drehmaschine, bei der ein Werkzeug mit einer Schneide auf ein Werkstück einwirkt, wobei eine erste (B-) Rundachse bereitgestellt ist, um die das Werkzeug als Ganzes drehbar ist, und eine zweite (C-) Rundachse bereitgestellt ist, bei deren Drehung sich das Werkzeug um eine eigene Achse dreht. Die Erfindung betrifft auch eine für die Drehbearbeitung geeignete, mit Hilfe einer Steuereinrichtung numerisch gesteuerte Maschine nach dem O- berbegriff von Patentanspruch 4.
Drehmaschinen oder allgemein für Drehbearbeitung geeignete Maschinen (welche auch Fräsmaschinen sein können) weisen zu- nehmend häufiger die Möglichkeit auf, das Werkzeug mit der Schneide als Ganzes zu drehen (B-Rundachse) , teilweise noch ergänzt um die Möglichkeit, es um die eigene Achse zu drehen (C-Rundachse) .
Die technische Entwicklung der Steuerung bei der Drehbearbei¬ tung hat mit der Bereitstellung dieser Rundachsen nicht völlig Schritt halten können. Während bei für die Drehbearbei¬ tung geeigneten Maschinen ohne die genannten Rundachsen Software zur Verfügung steht, die als Eingangsdaten die Form (Ge- ometrie) des Werkzeugs und seine Position/Stellung benötigt, gibt es eine solche Software nicht für Maschinen, die die beiden genannten Rundachsen aufweisen. Im Stand der Technik werden die Daten daher mit Hilfe eines CAD/CAM-Systems (com- puter aided design/computer aided manufacturing, also compu- terunterstütztes Entwerfen beziehungsweise Herstellen) aufbe¬ reitet und die einzelnen Zyklen (Bearbeitungsschritte bei der numerisch gesteuerten Arbeit der Maschine) vorbereitet. Es wäre wünschenswert, wenn man in einer Steuereinrichtung der numerisch gesteuerten Maschine auch die Drehung um die Rundachsen berücksichtigen könnte.
In der EP 1 217 481 Al ist ein Steuergerät für eine Schneid¬ maschine beschrieben, in dem in Abhängigkeit von einem Drehwinkel eines Werkzeugs die Werte von dessen Versetzung in zwei Koordinatenrichtungen berechnet und angezeigt werden.
In der EP 1 235 125 A2 ist ein Steuergerät für eine Schneid¬ maschine beschrieben, in dem die Länge eines Werkzeugs von dessen Schneidkante bis zu einer Drehachse desselben bei ei¬ ner Drehung des Werkzeugs berücksichtigt wird.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Steuern einer Drehbearbeitung der eingangs genannten Gattung beziehungsweise eine für Drehbearbeitung geeignete Maschine nach dem Oberbegriff nach Patentanspruch 4 bereitzustellen, das beziehungsweise die derart weitergebildet ist, dass die Steuerein- richtung vollständig die Steuerbefehle erzeugt und hierbei die Drehung um die beiden Rundachsen berücksichtigt.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 und eine für die Drehbearbeitung geeignete Maschine mit den Merkmalen von Patentanspruch 4 gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst somit die folgenden Schritte:
a) Bereitstellen einer Software in der Steuereinrichtung, die Steuerbefehle für die Maschine in Abhängigkeit von Ein¬ gangsdaten erzeugt, die die Geometrie und Position eines Werkzeugs bezogen auf eine Grundstellung der Rundachsen vorgeben, b) Ermitteln oder Vorgeben der Schneidenlage, der Hauptschnittrichtung, des Freiwinkels und des Halterwinkels für das Werkzeug bei der Grundstellung der Rundachse durch die Steuereinrichtung, c) Verbringen des Werkzeugs in eine beliebige Bearbeitungs¬ stellung durch Drehen um die Rundachsen und Ermitteln der Drehwinkel um die Rundachsen im Vergleich zur Grundstellung der Rundachsen, d) Berechnen der Schneidenlage, der Hauptschnittrichtung, des Freiwinkels und des Halterwinkels für das Werkzeug in der Bearbeitungsstellung durch die Steuereinrichtung, e) Umrechnen der in Schritt d) berechneten Daten durch die Steuereinrichtung in Eingangsdaten für die in Schritt a) bereitgestellte Software durch Umdefinieren des realen
Werkzeugs in der Bearbeitungsstellung in ein abgewandeltes (virtuelles) Werkzeug in der Grundstellung, f) Erzeugen der Steuerbefehle für das Werkzeug in der Bearbeitungsstellung mit Hilfe der in Schritt a) bereitge- stellten Software.
Die Erfindung stellt somit keine vollständig neue Software bereit. Vielmehr wird die vorhandene Software genutzt. Eine Software, die bezüglich einer Grundstellung der Rundachsen definierte Eingangsdaten verwendet, ist nichts anderes als eine Software, die die Stellung der Rundachsen überhaupt nicht berücksichtigt. Dadurch, dass die in Schritt d) berech¬ neten Daten den in Schritt b) ermittelten (beziehungsweise ebenfalls berechneten) Daten gegenüberstehen, wird der Um- rechnungsschritt e) ermöglicht. Es wird hierbei gewissermaßen ein „neues" Werkzeug definiert, und zwar wird das reale Werk¬ zeug virtuell in ein abgewandeltes Werkzeug umgerechnet, wo¬ bei das abgewandelte Werkzeug aus Sicht der Grundstellung vorgegeben ist. Mit anderen Worten bewirkt das Drehen um die Rundachsen, was die Eingangsdaten betrifft, eine Änderung des Werkzeugs; also die Geometrie und Position des Werkzeugs än¬ dern sich. Auf diese Weise wird eine Abbildung der Drehung auf die Eingangsdaten ermöglicht, so dass die in Schritt a) bereitgestellte Software, die die Drehung um die Rundachsen nicht kennt, eingesetzt werden kann (Schritt f) ) .
Es wird beispielsweise als Grundstellung die sogenannte Lage 2 (vergleiche FIG. 2) definiert, wobei die hier verwendete Be- nennung der Lagen die standardisierte Lagenbenennung bei nu¬ merisch gesteuerten Maschinen sein soll.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Eingangs- daten, insbesondere die auf die Geometrie bezogenen Eingangs¬ daten, eine Länge des Werkzeugs. Diese Länge des Werkzeugs ist eine als Eingangsdatum verwendete Länge. Hierbei wird da¬ von ausgegangen, dass die Schneide abgerundet ist, dass aber als für die Berechnung zu verwendende Schneide eine modell- hafte Schneide ohne Abrundungen zu verwenden ist. Die Länge ist auf die modellhafte Schneide bezogen. Bei der Berechnung der Länge werden entsprechend in Schritt e) Abrundungen der Schneide berücksichtigt, wenn die Schneidenlage in der Bear¬ beitungsstellung von der Schneidenlage in der Grundstellung verschieden ist. Grund hierfür ist, dass die modellhafte
Schneide sich je nach Lage des Werkzeugs ändert, so dass sich auch die durch die modellhafte Schneide definierte Länge zu ändern hat .
Die erfindungsgemäße, für die Drehbearbeitung geeignete Ma¬ schine ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuereinheit: a) eine Grundsoftware abgespeichert ist, die für eine Maschi¬ ne ohne die erste und zweite Rundachse aus Eingangsdaten, die die Geometrie und die Position eines Werkzeugs vorge- ben, Steuerbefehle erzeugen kann, b) eine Steuersoftware für die Rundachsen abgespeichert ist, c) eine aufgesetzte Software abgespeichert ist, die die Schneidenlage, die Hauptschnittrichtungen, die Freiwinkel und die Halterwinkel für das Werkzeug in beliebigen, durch Drehungen der Rundachsen definierten, Bearbeitungsstellun¬ gen berechnen kann und diese in Eingangsdaten für die Grundsoftware umrechnen kann.
Diese Darstellung zeigt, wie die Steuereinheit arbeiten muss. Die Grundsoftware ist als solche eine im Stand der Technik herkömmliche Software, bei der die Drehungen um die beiden Rundachsen nicht berücksichtigt werden. Auf diese Software aufgesetzt ist eine spezielle Software, die Eingangsdaten für die Grundsoftware derart zur Verfügung stellt, dass auch bei einer Drehung um die Rundachsen die Bearbeitungsschritte korrekt durchgeführt werden. Zur eigentlichen Drehung für die Rundachsen ist eine Steuersoftware bereitgestellt.
Nachfolgend wird die Erfindung, insbesondere werden die für die Erfindung notwendigen Begrifflichkeiten, näher anhand der Zeichnung erläutert, wobei
FIG 1 schematisch ein Werkzeug an einem Werkstück zeigt, wobei die Drehungen, die durch die beiden Rundachsen ermöglicht sind, erläutert werden,
FIG 2 die Definition von Schneidenlagen und Hauptschnittrichtungen veranschaulicht, FIG 3 die Definition der Begriffe Halterwinkel, Plattenwin¬ kel und Freiwinkel veranschaulicht, FIG 4A bis 4H die Schneidenlage, die Schnittrichtung, den
Halterwinkel und den Freiwinkel für unterschiedliche Drehwinkelkombinationen bei Drehungen um die B- Rundachse und die C-Rundachse veranschaulichen,
FIG 5 die bei der Längenberechnung des Werkzeugs zu berücksichtigende Lageabhängigkeit des Schneidenbezugspunkts veranschaulicht .
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Maschine mit der in FIG 1 gezeigten Anordnung: Ein Werkzeug 10 mit einem Schaft 12 und einer Platte 14, die eine Schneide 16 aufweist, bearbeitet ein Werkstück 18. Eine solche Maschine kann eine Drehmaschine sein. Moderne Fräsmaschinen umfassen dieselbe Funktionalität, sind also auch zur Drehbearbeitung geeignet. In der Drehmaschine ist eine erste Rundachse, die sogenannte B-Rundachse bereitgestellt, um die das Werkzeug 10 als Ganzes drehbar ist, also mit seinem Schaft 12. Dargestellt ist in FIG 1 eine Bearbeitungsstellung, in der das Werkzeug um einen Winkel von ß=30° um die B-Rundachse gedreht wurde. Ferner ist eine zweite Rundachse bereitgestellt, eine sogenannte C-Rundachse, die eine Drehung des Werkzeugs um sich selbst ermöglicht. Dargestellt ist eine Bearbeitungsstellung, bei der die Grundstellung der C-Rundachse eingenommen ist, der Drehwinkel γ=0° ist.
In einer numerisch gesteuerten Maschine werden üblicherweise acht Schneidenlagen definiert. (Gelegentlich gibt es eine neunte Schneidenlage, die aber keiner Bearbeitungsstellung entspricht.) Die acht Schneidenlagen sind in FIG 2 darge¬ stellt im Vergleich zu einem Koordinatensystem des Werkstücks 18. Dargestellt sind die Achsen x und z des Koordinatensys- tems . Bezüglich dieses Koordinatensystems werden auch die
Hauptschnittrichtungen definiert. Hauptschnittrichtungen sind die Richtungen, in die die Schneide 16 beziehungsweise gege¬ benenfalls das ganze Werkzeug 10 bewegt wird. Die in FIG 2 dargestellte Hauptschnittrichtung 1 entspricht einer Bewegung in -x-Richtung, die Hauptschnittrichtung 2 entspricht einer Bewegung in +x-Richtung, die in FIG 2 dargestellte Hauptschnittrichtung 3 entspricht einer Bewegung in -z-Richtung, und die Hauptschnittrichtung 4 entspricht einer Bewegung in +z-Richtung.
Die bei der Erfindung verwendeten weiteren Größen Halterwinkel und Freiwinkel werden nun anhand der FIG 3 erläutert. Dargestellt ist die Werkzeugplatte 14 mit der Schneide 16 in der Schneidenlage 3. Hauptschnittrichtung ist die -z-Rich- tung. Der Halterwinkel ist der Winkel zwischen der Schneide
16, also der Platte 14 und der durch die Hauptschnittrichtung definierten Linie. Der Freiwinkel ist der Winkel zwischen der Platte 14 und der inversen Hauptschnittrichtung, vorliegend also zwischen der Platte 14 und der +z-Achse. Der Plattenwin- kel summiert sich mit dem Halterwinkel und dem Freiwinkel zu 180°. Bei der vorliegenden Erfindung ist in den Patentansprüchen vom Ermitteln von Freiwinkeln und Halterwinkeln die Rede. Hier mitgemeint ist der Fall, dass der Plattenwinkel gemessen wird und nur entweder Halterwinkel oder Freiwinkel ermittelt wird und der jeweils andere Winkel dann automatisch mitdefiniert und berechenbar ist. Die FIG 4A bis 4H veranschaulichen die vier bei der Erfindung ermittelten Größen, nämlich Lage, Hauptschnittrichtung, Freiwinkel und Halterwinkel für verschiedene Drehwinkel um die B- Rundachse (in FIG 1 Winkel ß) und um die C-Rundachse (in FIG 1 Winkel γ) .
Im Falle, dass der Drehwinkel um beide Rundachsen =0 ist (FIG 4A) erhält man die Schneidenlage 2, die Hauptschnittrichtung 2, einen Halterwinkel von 93° und einen Freiwinkel von 52°.
Im Falle, dass eine Drehung um die B-Rundachse die (^-Stel¬ lung ergibt (beziehungsweise keine Drehung eingeleitet wurde) und eine 180° -Drehung vermittels der C-Rundachse erfolgte (FIG 4B) erhält man die Schneidenlage 3, eine Hauptschnitt- richtung in -x-Richtung, einen Halterwinkel von 93° und einen Freiwinkel von 52°.
FIG 4C veranschaulicht die Situation, dass eine 90°-Drehung vermittels der B-Rundachse eingeleitet wurde und eine 0° -Drehung um die C-Rundachse definiert ist. In diesem Falle erhält man die Schneidenlage 3, die Hauptschnittrichtung -z, einen Halterwinkel von 93° und einen Freiwinkel von 52°.
FIG 4D veranschaulicht den Fall, dass um die B-Rundachse eine Drehung von 90° eingeleitet wurde und um die C-Rundachse ei¬ ne Drehung um 180° eingeleitet wurde. Man erhält dann die Schneidenlage 4, als Hauptschnittrichtung die +z-Richtung, einen Halterwinkel von 93° und einen Freiwinkel von 52°.
FIG 4E veranschaulicht die Situation, dass die B-Rundachse um 30° gedreht wurde und die C-Rundachse in der 0° -Stellung verblieben ist. Man erhält dann die Schneidenlage 7, eine Hauptschnittrichtung +x, einen Halterwinkel von 63° und einen Freiwinkel von 82°.
FIG 4F veranschaulicht den Fall, dass mittels der B-Rundachse eine Drehung um 30° erfolgte und mittels der C-Rundachse ei¬ ne Drehung um 180°. Man erhält die Schneidenlage 3, als Hauptschnittrichtung die Richtung +x, einen Halterwinkel von 28° und einen Freiwinkel von 117°.
FIG 4G veranschaulicht den Fall, dass mittels der B-Rundachse eine Drehung um 60° erfolgte und die C-Rundachse in der 0°- Stellung verblieb. Man erhält dann die Schneidenlage 3, als Hauptschnittrichtung die -z-Richtung, einen Halterwinkel von 123° und einen Freiwinkel von 22°.
FIG 4H veranschaulicht die Situation, dass um die B-Rundachse eine Drehung um 60° erfolgte und um die C-Rundachse eine Drehung um 180°. Man erhält die Schneidenlage 8, als Haupt¬ schnittrichtung die -z-Richtung, einen Halterwinkel von 78° und einen Freiwinkel von 57°.
Die unter Bezug auf die FIG 4A bis 4H ermittelten Winkelgrö¬ ßen sind grundsätzlich berechenbar, wenn man sie für eine bestimmte Stellung, zum Beispiel die Grundstellung aus FIG 4A (Schneidenlage 2) einmal ermittelt hat. Bei der Erfindung dienen die jeweils vier Größen dazu, ein virtuelles Werkzeug zu berechnen, und zwar aus Sicht des Werkstücks 18. Man kann die Tatsache, dass sich das Werkzeug 10 in verschiedene Stel¬ lungen bewegt, so interpretieren, dass jedes Mal ein „neues" Werkzeug aus einer bestimmten Sicht bereitgestellt wird. Die- se Sicht nimmt zwangsläufig eine Software ein, die für die
Grundstellung von FIG 4A programmiert ist, die anderen Stel¬ lungen entsprechend den FIG 4B bis 4H aber nicht kennt. Man kann mit dieser Software dann weiterarbeiten, wenn man jeweils das Werkzeug umdefiniert. Mit anderen Worten ändern sich die auf das Werkzeug bezogenen Eingangsdaten der Software. Diese können anhand der in den FIG 4A bis 4H gezeigten Größen Schneidenlage, Hauptschnittrichtung, Halterwinkel und Freiwinkel zusammen mit der bekannten Geometrie des Werkzeugs berechnet werden. Die auf die Grundstellung entsprechend FIG 4A bezogene Software kann damit zur Erzeugung von Steuersig¬ nalen für das Werkzeug 10 auch in den Stellungen entsprechend FIG 4B bis 4H dienen. Bei der Ermittlung der Geometrie des Werkzeugs kann folgendes Detail eine Rolle spielen: Die Schneide 16 ist im allgemeinen abgerundet. Die Berechnungen erfolgen jedoch jeweils so, als handele es sich um eine ideale, nicht abgerundete Schneide. Es wird jeweils ein Schneidenbezugspunkt ermittelt.
FIG 5 zeigt für eine bestimmte Stellung des Werkzeugs in der Schneidenlage 3 den Schneidenbezugspunkt (linker Teil von FIG 5) .
Im mittleren Teil von FIG 5 erfolgte eine leichte Drehung ge¬ genüber dem linken Bildteil von FIG 5, es bleibt aber unverändert bei der Schneidenlage 3. Der im mittleren Bildteil von FIG 5 gezeigte neue Schneidenbezugspunkt (siehe durchgezogene Linie) ist so definiert, dass die virtuelle Kontur, wie sie durch die durchgezogene Linie veranschaulicht ist, gleich ausgerichtet bleibt wie vor der Drehung im linken Bildteil von FIG 5. Der alte Schneidenbezugspunkt dreht sich somit nicht mit, so wie es durch die punktierte Linie angedeutet ist.
Der rechte Bildteil von FIG 5 zeigt nun eine radikale Drehung des Werkzeugs 10 im Vergleich zum linken Bildteil von FIG 5. Hier ist nun die Schneidenlage verändert, es wurde nämlich von der Schneidenlage 3 in die Schneidenlage 8 gedreht. Der Schneidenbezugspunkt wird nun völlig anders definiert, und zwar auf der eigentlichen abgerundeten Kontur (siehe rechter Bildteil von FIG 5), während der alte Schneidenbezugspunkt mit gestrichelter Linie dargestellt ist. Der Ort, wo sich der Schneidenbezugspunkt befindet, ändert sich somit dadurch, dass die Schneidenlage sich ändert. Die Art der Definition ändert sich. Somit ändert sich insbesondere bei Variation der Schneidenlage die virtuelle Länge des Werkzeugs, die bei der Geometriedefinition eine Rolle spielt. Verwendet man, wie o- ben beschrieben, eine Software, die auf den Grundzustand ge¬ mäß FIG 4A zugeschnitten ist und beschreibt das gedrehte Werkzeug aus Sicht dieses Grundzustands als neues Werkzeug mit geänderter Geometrie, so ist diese Längenveränderung zu berücksichtigen .
Die Erfindung stellt die Möglichkeit bereit, eine für eine Maschine, die zur Drehbearbeitung geeignet ist, aber die kei¬ ne B-Rundachse und keine C-Rundachse aufweist, gedachte Soft¬ ware auch dann zu verwenden, wenn an sich eine Drehung um die B-Rundachse und um die C-Rundachse zu berücksichtigen ist.
Die bisherige Software wird dann als Grundsoftware verwendet, und es wird eine Software auf diese aufgesetzt, welche die Eingangsdaten für die Grundsoftware anpasst. Anstatt ein Werkzeug mit gegebener Geometrie als gedreht anzusehen, ist es somit aus Sicht der Grundsoftware ein anderes Werkzeug. Die Umrechnung der in FIG 4A bis 4H veranschaulichten Daten- schneidenlage, Hauptschnittrichtung, Halterwinkel und Frei¬ winkel in die Eingangsdaten erfolgt durch die aufgesetzte Software .

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Steuern einer Drehbearbeitung durch eine mit Hilfe einer Steuereinrichtung numerisch gesteuerten Ma- schine, insbesondere eine Drehmaschine, bei der ein Werkzeug (10) mit einer Schneide (16) auf ein Werkstück (18) einwirkt, wobei eine erste Rundachse (B-Rundachse) bereitgestellt ist, um die das Werkzeug als Ganzes drehbar ist, und eine zweite Rundachse (C-Rundachse) bereitgestellt ist, bei deren Drehung sich das Werkzeug um eine eigene Achse dreht, wobei das Ver¬ fahren die folgenden Schritte aufweist: a) Bereitstellen einer Software in der Steuereinrichtung, die Steuerbefehle für die Maschine in Abhängigkeit von Eingangsdaten erzeugt, die die Geometrie und die Position eines Werkzeugs bezogen auf eine Grundstellung der Rund¬ achsen vorgeben, b) Ermitteln oder Vorgeben der Schneidenlage, der Hauptschnittrichtung, des Halterwinkels und des Freiwinkels für das Werkzeug bei der Grundstellung der Rundachse durch die Steuereinrichtung, c) Verbringen des Werkzeugs in eine beliebige Bearbeitungs¬ stellung durch Drehen um die Rundachsen und Ermitteln der Drehwinkel um die Rundachsen im Vergleich zur Grundstellung der Rundachsen, d) Berechnen der Schneidenlage, der Hauptschnittrichtung, des Halterwinkels und des Freiwinkels für das Werkzeug in der Bearbeitungsstellung durch die Steuereinrichtung, e) Umrechnen der in Schritt d) berechneten Daten durch die Steuereinrichtung in Eingangsdaten für die in Schritt a) bereitgestellte Software durch die Umdefinition des rea¬ len Werkzeugs in der Bearbeitungsstellung in ein abgewandeltes Werkzeug in der Grundstellung, f) Erzeugen der Steuerbefehle für das Werkzeug in der Bearbeitungsstellung mit Hilfe der in Schritt a) bereitge- stellten Software.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Schneidenlage, die Hauptschnitt- richtung, der Halterwinkel und der Freiwinkel in der Grund¬ stellung bekannt sind (FIG 4A) .
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e - k e n n z e i c h n e t , dass eine Länge des Werkzeugs als
Eingangsdatum für die in Schritt a) bereitgestellte Software dient, und dass bei der Berechnung dieser Länge in Schritt e) Verrundungen der Schneide berücksichtigt werden, wenn die Schneidenlage in der Bearbeitungsstellung von der Schneiden- läge in der Grundstellung verschieden ist.
4. Für Drehbearbeitung geeignete, mit Hilfe einer Steuereinrichtung numerisch gesteuerte Maschine, insbesondere Drehma¬ schine, bei der ein Werkzeug (10) mit einer Schneide (16) auf ein Werkstück (18) einwirkt, mit einer ersten Rundachse (B- Rundachse) , um die das Werkzeug als Ganzes drehbar ist, und mit einer zweiten Rundachse (C-Rundachse) , bei deren Drehung sich das Werkzeug um eine eigene Achse dreht, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass in der Steuereinheit: a) eine Grundsoftware abgespeichert ist, die für eine Ma¬ schine ohne die erste und zweite Rundachse aus Eingangs¬ daten, die die Geometrie und die Position eines Werkzeugs vorgeben, Steuerbefehle erzeugen kann, b) eine Steuersoftware für die Rundachsen abgespeichert ist, c) eine aufgesetzte Software abgespeichert ist, die die
Schneidenlage, die Hauptschnittrichtungen, die Halterwinkel und die Freiwinkel für das Werkzeug in beliebigen, durch Drehungen der rundachsendefinierten Bearbeitungs- Stellungen berechnen kann und diese in Eingangsdaten für die Grundsoftware umrechnen kann.
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