DE10259887A1

DE10259887A1 - Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks mit einer geregelten Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE10259887A1
Application number: DE2002159887
Authority: DE
Inventors: Martin Dowe; Dirk Dr.-Ing. Lange
Original assignee: Robert Bosch GmbH; Artis GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH; Artis GmbH
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2004-07-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks mit einer Werkzeugmaschine, bei dem der Bearbeitungsprozess über eine Regelgröße beeinflusst wird, die durch einen Vergleich einer gemessenen Beobachtungsgröße in Bezug auf eine gemessene Referenzgröße mit einer gewünschten Beobachtungsgröße in Bezug auf die gemessene Referenzgröße bestimmt wird, wobei die gewünschte Beobachtungsgröße anhand eines stumpfen Werkzeugs bestimmt wird.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks mit einer Werkzeugmaschine, bei dem der Bearbeitungsprozess über eine Regelgröße beeinflusst wird, die durch einen Vergleich einer gemessenen Beobachtungsgröße in Bezug auf eine gemessene Referenzgröße mit einer gewünschten Beobachtungsgröße in Bezug auf die gemessene Referenzgröße bestimmt wird. Solche Verfahren werden z.B. zur Überwachung von spanabhebenden Werkzeugen eingesetzt, insbesondere zu deren Bruchüberwachung, z.B. zur Bohrer-Bruchüberwachung.

Allgemein werden im Zuge einer flexiblen Automatisierung in stark zunehmendem Maße numerisch gesteuerte Werkzeugmaschinen eingesetzt. Werden diese Maschinen auch automatisch beschickt, sei es durch spezielle Zuführungsgeräte oder frei programmierbare Handhabungsgeräte, muss die Bedienperson nur noch bei Störungen eingreifen und kann somit mehrere Maschinen gleichzeitig überwachen. Die Anzahl der von einer Person überwachten Maschinen kann weiterhin deutlich gesteigert werden, wenn sich die Maschine bei einer Störung selbsttätig abschaltet und eine von weitem erkennbare Störungsmeldung abgibt. Eine häufige Störungsursache ist der Bruch des verwendeten Werkzeugs.

Zur Überwachung von Maschinen und/oder Werkzeugen werden heute in vielfältigster Art Kraftsensoren, Körperschallsensoren oder Wirkleistungssensoren eingesetzt. Die gewonnenen Signale werden geeigneten Überwachungsgeräten zugeführt, die abnormale Bearbeitungs- oder Prozesszustände erkennen und entsprechend auf die Maschine einwirken, z.B. durch Vorschubstop, Vorschubveränderung oder Maschinenstillstand. In der Regel geschieht eine solche Einwirkung über eine Regeleinheit, welche den Bearbeitungsprozess durch SOLL-IST-Vergleich z.B. der gemessenen Kraft als Beobachtungsgröße in Bezug auf z.B. den bisher zurückgelegten Bearbeitungsweg als Referenzgröße über die Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs als Regelgröße derart regelt, dass die Bearbeitung mit konstanter Kraft durchgeführt wird. Derartige, an sich bekannte Regelungseinrichtungen bzw. -strategien, werden in der Fachsprache mit dem Begriff "Adaptive Regelung" bzw. AC (Adaptiv Control) bezeichnet.

Der Begriff "Adaptiv Control" stammt aus dem amerikanischen und steht für die Regelung eines Fertigungsprozesses. Dabei wird eine Stellgröße der Maschine, d.h. die Regelgröße, so geregelt, dass eine Prozesskenngröße, d.h. die gemessene Beobachtungsgröße, konstant gehalten wird. Hier wird also trotz der Bezeichnung "Adaptive Regelung" keine selbsttätige, fortlaufende Anpassung des Reglers an den zu regelnden Prozess verstanden.

In der VDI-Richtlinie "Numerisch gesteuerte Arbeitsmaschinen – Adaptive Control (AC) an spanenden Werkzeugmaschinen", VDI-Richtlinien 11/75, VDI 3426, VDI-Verlag, Düsseldorf, 1975, sind die Begriffe für AC-Systeme definiert. Demnach versteht man unter einem ACC-System (Adaptiv-Control-Constraint) ein System zur Grenzwertregelung. Hierbei wird zur Verbesserung des Fertigungsprozesses ein bezüglich bestimmter Zielgrößen konstanter Prozessablauf herbeigeführt. So werden trotz des Einflusses von Störgrößen, wie z.B. Werkstoffeigenschaften, selbsttätig eine oder mehrere prozessbeschreibende Beobachtungsgrößen, wie z.B. Leistung, Kräfte usw., in Bezug auf Referenzgrößen, wie z.B. Weg oder Zeit, auf einem konstanten, vorzugebenden Sollwert gehalten, indem die Regel- oder Stellgrößen, z.B. der Vorschub, variiert werden.

ACO-Systeme (Adaptiv-Control-Optimisation) sind Optimierungssysteme, die zur Verbesserung des Fertigungsprozesses einen bezüglich einer vorgegebenen Zielgröße optimalen Prozessablauf herbeiführen. Trotz nicht vorherbestimmbarer Einflüsse von Störgrößen werden die Regel- oder Stellgrößen selbsttätig so geführt, dass die aus einer oder mehreren Mess- oder Beobachtungsgrößen ermittelte Kenngröße ein Maximum oder Minimum erreicht, sofern die Grenzwerte der Regel- oder Stellgrößen nicht über- oder unterschritten werden. ACO-Systeme benötigen für die Optimierung neben der Angabe von Grenzwerten für die Regel- oder Stellgrößen auch Parameter, z.B. aktuelle Lohn- und Maschinenstundensätze, Werkzeugkosten, etc..

Hierfür wie für die Werkzeugüberwachung ist es bekannt, Lernkurven in das Regelungssystem zu übernehmen, anhand der die gemessene Beobachtungsgröße als IST-Wert in Bezug auf eine gemessene Referenzgröße mit einer gewünschten Beobachtungsgrenze als SOLL-Wert in Bezug auf die gemessene Referenzgröße die Regelleistung beeinflusst. Ein Beispiel hierfür ist in der 1 gezeigt, in der eine Spindelleistung eines neuen Werkzeugs als gewünschte Beobachtungsgröße über einen zurückgelegten Weg des Werkzeugs als eine erste Kennlinie 1 aufgetragen ist. Diese erste Kennlinie 1 definiert also für jede Position des zurückgelegten Weges des Werkzeugs eine optimale Spindelleistung. Liegt nun die bei einem bestimmten Wegpunkt gemessene Spindelleistung unterhalb oder oberhalb der durch die erste Kennlinie 1 angegebenen, so wird durch den Regler eine Regelgröße, z.B. der Vorschub des Werkzeugs, so beeinflusst, dass die durch die erste Kennlinie 1 angegebene optimale Spindelleistung erreicht wird.

Trotz dieser auf Werkzeugmaschine, Werkzeug und Werkstück abgestimmten Regelung ist ein Bruch des Werkzeugs, z.B. der Bruch des Bohrers einer Bohrmaschine, eine häufige Störungsursache, die nicht zuletzt aus dem Regelungsziel der vollen Nutzung der Maschinenleistung und der maximalen Zerspanleistung resultiert. Wird der Werkzeugbruch nicht bemerkt, so produziert die Maschine Ausschuss, wodurch sich die Maschinenverfügbarkeit reduziert.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks mit den Merkmalen des Anspruchs 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass die gewünschte Beobachtungsgröße anhand eines stumpfen Werkzeugs bestimmt wird. Hierdurch ergibt sich erfindungsgemäß der Vorteil, dass die Taktzeiten bei gleichbleibender Qualität reduziert werden und Werkzeugbrüche vermieden werden, wodurch sich eine Erhöhung der Maschinenverfügbarkeit ergibt. Dies resultiert z.B. dadurch, dass bei einer Erhöhung der Spindelleistung, z.B. durch Spanklemmer, Aufbauschneiden, Werkstoffunterschiede, etc., und der darauffolgenden Reduzierung der Vorschubgeschwindigkeit, ein daraus zu erwartender Werkzeugbruch in vielen Fällen verhindert wird, wodurch auch falsche Bruchmeldungen vermieden werden.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bearbeitung eines Werkstücks mit einer Werkzeugmaschine, bei dem der Bearbeitungsprozess über eine Regelgröße beeinflusst wird, die durch einen Vergleich einer gemessenen Beobachtungsgröße in Bezug auf eine gemessene Referenzgröße mit einer gewünschten Beobachtungsgröße in Bezug auf die gemessene Referenzgröße bestimmt wird, ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.

Wird die Regelgröße nur bestimmt und ausgegeben, wenn sich die Referenzgröße ändert, so werden zur Berechnung der Regelgröße benötigte Ressourcen möglichst gering gehalten.

Erfindungsgemäß kann die Regelgröße mittels einer adaptiven Regelung, d.h. AC, aus der gemessenen Beobachtungsgröße und der gewünschten Beobachtungsgröße in Bezug auf die gemessene Referenzgröße bestimmt werden. Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens, da die an sich bekannten Systeme zur Bearbeitung eines Werkstücks, d.h. die Werkzeugmaschine mit AC-Regelung, nur erfindungsgemäß so adaptiert werden müssen, dass die gewünschte Beobachtungsgröße anhand eines stumpfen Werkzeugs bestimmt wird.

Wenn der Bearbeitungsprozess nur in bestimmten Bereichen der Referenzgröße durch die Regelgröße beeinflusst wird, so können andere Bereiche der Referenzgröße, z.B. des Bearbeitungswegs, von der Regelung ausgeblendet werden und in diesen kann eine besonders geeignet gesteuerte Bearbeitung erfolgen, z.B. mit einer definierten Vorschubgeschwindigkeit damit bei Bohrungsverschneidungen eine Gratbildung nicht beeinflusst wird.

Wird die Beeinflussung des Bearbeitungsprozesses durch die Regelgröße über den gesamten Bereich und/oder einen Teilbereich der Referenzgröße erfasst und abhängig von einem Überschreiten eines ersten Grenzwertes und/oder einem Unterschreiten eines zweiten Grenzwertes in dem erfassten Bereich eine Alarmmeldung ausgegeben, so kann sowohl eine effiziente Werkzeugwechselwarnung abhängig vom tatsächlichen Verschleiß, als auch eine zuverlässige Bruch- und Fehlt-Meldung generiert werden.

Diese Meldung kann vorteilhafter Weise verzögert ausgegeben werden, wenn abhängig von einem mehrmaligen Überschreiten der Beeinflussung des Bearbeitungsprozesses durch die Regelgröße eines unterhalb des ersten Grenzwertes liegenden dritten Grenzwertes und/oder einem Unterschreiten eines oberhalb des zweiten Grenzwertes liegenden vierten Grenzwertes einer Alarmmeldung ausgegeben wird.

Der Bearbeitungsprozess kann über die Regelgröße so beeinflusst werden, dass er diesbezüglich zum Stillstand kommt oder bis zu der diesbezüglichen Maximalleistung der Werkzeugmaschine beschleunigt wird. Weiter vorzugsweise kann die Regelgröße den Bearbeitungsprozess in einem Bereich von 10% bis 300 der normalen die Regelgröße betreffenden Bearbeitungsleistung beeinflussen. Durch diesen im Allgemeinen möglichen Variationsbereich der Bearbeitungsleistung bezüglich der Regelgröße braucht das erfindungsgemäße Verfahren nicht speziell auf bestimmte Werkzeugmaschinen angepasst werden, sondern ist in allgemeiner Weise bei allen gängigen Werkzeugmaschinen einsetzbar.

Die gewünschte Beobachtungsgröße wird erfindungsgemäß vorzugsweise anhand eines Einlernens einer gemessenen Beobachtungsgröße mit einem Werkzeug bei der Bearbeitung eines repräsentativen Werkstücks ermittelt. Auf diese Weise kann eine Lernkurve, ähnlich heutigen Werkzeugüberwachungssystemen, abgespeichert, verwaltet und über Signale der Steuerung aktiviert werden.

Die Regelgröße kann ein Vorschub und/oder eine Drehzahl einer Spindel sein, die ein Werkzeug zur Bearbeitung eines Werkstücks aufnimmt. Die Referenzgröße ergibt sich vorzugsweise aus einem schon zurückgelegten Weg eines Werkzeugs zur Bearbeitung des Werkstücks und/oder einer schon verstrichenen Bearbeitungszeit für das Werkstück. Die Beobachtungsgröße ist vorzugsweise eine Spindelleistung einer Spindel, die ein Werkzeug zur Bearbeitung eines Werkstücks aufnimmt, insbesondere eine Antriebs- oder Wirkleistung der Spindel, und/oder eine gemessene Kraft bzw. gemessene Momente an dem Werkzeug oder an der Spindel, und/oder Schwingungen des Werkstücks und/oder ein Lage-IST-Wert der Spindelachse.

Das erfindungsgemäße Verfahren findet insbesondere bei Zerspanungsmaschinen mit CNC-Steuerungen Anwendung. Eine besonders vorteilhafte Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Integration in ein Prozess-Regelystem beim Schleifen, wie beim Außenrundschleifen oder beim Planschleifen, insbesondere auch beim CD-Schleifen, bei dem in der Regel mehrere Stellgrößen berücksichtigt werden müssen.

Zeichnung

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination, die der Fachmann zweckmäßiger Weise auch einzeln betrachten und/oder zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen wird.

Es zeigen:

1 einen Vergleich einer Steuerkurve einer AC-Regelung der Spindelleistung einer Zerspanungsmaschine über einen zurückgelegten Weg des Werkzeugs nach dem Stand der Technik mit einer erfindungsgemäß ermittelten; und

2 ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Bearbeitungsverfahrens.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Die 1 zeigt die schon oben beschriebene erste Kennlinie 1 der Spindelleistung einer Zerspanungsmaschine oder Schleifmaschine über einen Bearbeitungsweg des Zerspanungswerkzeugs oder Schleifwerkzeugs als Spindelleistung eines neuen Werkzeugs im Vergleich mit einer zweiten Kennlinie 2 der entsprechenden Spindelleistung eines stumpfen Werkzeugs für den Fall, dass unabhängig von der Werkzeugbeschaffenheit eine konstante Bearbeitungszeit für ein zu bearbeitendes Werkstück verwendet wird. Für das stumpfe Werkzeug ergibt sich eine Spindelleistung, die im Wesentlichen konstant höher ist und entsprechend früher ansteigt, als die Spindelleistung des neuen Werkzeugs, d.h. die zweite Kennlinie 2 liegt oberhalb der ersten Kennlinie 1 und weist steilere Übergänge zwischen verschiedenen Spindelleistungen auf.

Die erfindungsgemäße Verwendung der Spindelleistung eines stumpfen Werkzeugs als gewünschte Beobachtungsgröße, d.h. als SOLL-Wert, führt nun bei einer zeitunabhängigen Steuerung oder Regelung zu einer Reduzierung der Taktzeiten bei gleichbleibender Qualität, d.h. zu einer Reduzierung einer über viele Werkstücke gemittelten Bearbeitungszeit für jedes einzelne Werkstück, da bei neuem Werkzeug eine erhöhte Spindelleistung erzeugt wird, wodurch sich die Maschinenverfügbarkeit der gesamten Werkzeugmaschinen erhöht. Trotzdem werden Werkzeugbrüche zuverlässig vermieden, da eine Werkzeugwechselmeldung im konkreteren Bezug von dem tatsächlichen Verschleiß des Werkzeugs erstellt werden kann, d.h. bei notwendiger Reduzierung der Spindelleistung unter einen zweiten Grenzwert oder mehrmaliger z.B. kurz aufeinanderfolgender Reduzierungen unter einen etwas oberhalb des zweiten Grenzwertes liegenden dritten Grenzwert bzw. bei notwendiger Erhöhung der Spindelleistung über einen ersten Grenzwert oder mehrmaliger z.B. kurz aufeinanderfolgender Erhöhungen über einen etwas unterhalb des ersten Grenzwertes liegenden vierten Grenzwert. Abhängig von diesen Grenzwerten und deren über- oder unterschreiten kann auch zuverlässig eine Bruchwarnung oder -Meldung erfolgen.

Zur Generierung einer effizienten Werkzeugwechselwarnung kann über die gesamte Bearbeitungszeit, oder den gesamten Bearbeitungsweg, oder wenigstens einen bestimmten Bereich der Bearbeitungszeit oder des Bearbeitungswegs, ein Mittelwert der Vorschubbeeinflussung, vorzugsweise als prozentualer Wert, gebildet werden. Liegt dieser Wert unter einem ersten gewünschten Wert, bei prozentualer Betrachtung z.B. unter 100, so wird die Werkzeugwechselmeldung generiert. Diese Meldung kann durch die Beobachtung mehrerer aufeinanderfolgender Bearbeitungen mit einem bestimmten Prozentsatz der Beeinflussung der Regelgröße verzögert ausgegeben werden, z.B. bei drei aufeinanderfolgenden Bearbeitungen mit 90% Vorschubbeeinflussung.

Wird die in der 1 gezeigte Spindelleistungskurve eines stumpfen Werkzeugs bei einer Zerspanungsmaschine eingesetzt, so ergibt sich z.B. als Regelgröße der Vorschub der Bearbeitungsachse, als Beobachtungsgröße die Spindelleistung und als Referenzgröße der zurückgelegte Weg der Bearbeitungsachse. Die in der 1 gezeigte Lernkurve, d.h. die zweite Kennlinie 2, wird erhalten, indem die Zerspanungsmaschine ein repräsentatives Werkstück, d.h. von mittlerer Qualität der zu bearbeitenden Werkstücke, mit einem stumpfen Werkzeug bearbeitet, wobei die Spindelleistung 2 aus dem Spindelantrieb ausgelesen wird, abgespeichert und verwaltet sowie über Signale aus der Steuerung aktiviert wird. Bei der tatsächlichen Bearbeitung wird dann die Spindelleistung aus dem Spindelantrieb ausgelesen und an das Überwachungssystem ausgegeben, welches ebenfalls korrespondierend das Wegsignal der Bearbeitungsachse aus der CNC-Steuerung erhält. Abhängig von der ausgelesenen Spindelleistung in Bezug auf den schon zurückgelegten Weg (bzw. eine absolute Position des Bearbeitungswerkzeugs) wird nun der Vorschub so weit erhöht bzw. vermindert, dass die als Lernkurve abgespeicherte Spindelleistung des stumpfen Werkzeugs entsprechend der zweiten Kennlinie 2 erhalten wird.
Das Wegsignal wird z.B. nur ausgegeben, wenn tatsächlich mit einem Vorschub gearbeitet wird. Hierdurch ergibt sich, dass sich bei mehreren Bearbeitungen mit dem gleichen Werkzeug der Weg zu dem Weg der vorhergehenden Bearbeitung addiert, z.B. de Weg einer zweiten Bohrung zu dem einer ersten Bohrung. Aus den Unterschieden der ersten Kennlinie 1 für die Spindelleistung eines neuen Werkzeugs zu der zweiten Kennlinie 2 für die Spindelleistung eines stumpfen Werkzeugs lässt sich das Taktzeitpotential erkennen und schon vor einer Überarbeitungsserie berücksichtigen, da der Vorschub immer so weit erhöht wird, bis die zweite Kennlinie 2 erreicht ist. Für die erfindungsgemäße Werkzeugwechselwarnung wird über die gesamte Bearbeitungszeit ein Mittelwert der Vorschubbeeinflussung in % gebildet. Liegt dieser Wert unter 100%, so kommt es zur Generierung der Alarmmeldung. Diese Meldung kann auch in der oben beschriebenen Weise verzögert ausgegeben werden.
Nach der Erfindung wird ein durch eine Erhöhung der Spindelleistung, z.B. durch Spanklemmer, Aufbauschneiden, Werkstoffunterschiede, etc., und der darauf folgenden Reduzierung der Vorschubgeschwindigkeit der daraus zu erwartende Werkzeugbruch in vielen Fällen verhindert. Auch werden falsche Bruchmeldungen verhindert, wodurch sich die Maschinenverfügbarkeit erhöht.
Um bei Bohrungsverschneidungen die Gratbildung nicht zu beeinflussen, wird die Möglichkeit der Ausblendung in bestimmten Wegbereichen realisiert, d.h., in diesen Wegbereichen wird die Vorschubgeschwindigkeit auf 100 eines definierten Wertes gesetzt. Dieses Verhalten ist in der 2 gezeigt, in der als dritte Kennlinie 3 ein Drehmoment der Überarbeitungsspindel über einen Weg des stumpfen Bearbeitungswerkzeugs für eine Periode aufgetragen ist, in der der Vorschub aktiv ist, d.h. die Lernkurve nach der Erfindung. Weiter ist als vierte Kennlinie 4 ein gemessenes Drehmoment eines neuen Werkzeugs gezeigt, welches konstant unterhalb des für das stumpfe Bearbeitungswerkzeug gemessenen liegt.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nur in bestimmten Bereichen des zurückgelegten Wegs aktiviert, nämlich in einem ersten Fenster 5 von einem Wegbereich 18 bis 35 und einem zweiten Fenster 6 von einem Wegbereich 65 bis 100. In den anderen Wegbereichen erfolgt lediglich die dem Bearbeitungsprozess normalerweise zugrunde liegende Regelung und/oder Steuerung. Innerhalb des durch ein Fenster festgelegten Wegbereichs ist durch dieses Fenster ebenfalls ein bestimmter Drehmomentbereich definiert, anhand dem eine Werkzeugwechselwarnung sowie eine Bruch- und Fehlt-Überwachung erfolgt. Für das erste Fenster ist der Drehmomentbereich 20 bis 40 definiert, d.h. der erste Grenzwert 40 und der zweite Grenzwert 20, und für das zweite Fenster ist der Drehmomentbereich 30 bis 60 definiert, d.h. der erste Grenzwert 60 und der zweite Grenzwert 30, wobei für das zweite Fenster noch der dritte Grenzwert 56 und der vierte Grenzwert 34 definiert sind. Da ein stumpfes Werkzeug eingelernt wird, orientieren sich die in der Größe und Position veränderbaren Fenster an einem tatsächlichen Verschleiß.
Während der Regelung, d.h. in dem durch das erste Fenster 5 definierten ersten Wegbereich und durch das zweite Fenster 6 definierten zweiten Wegbereich, wird die Differenz zwischen Lernkurve, d.h. dritter Kennlinie 3, und aktueller Kurve, d.h. vierter Kennlinie 4, als Eingangsgröße für den Regler verwendet. Der Regler regelt auf Abweichung 0. Wenn die Reglerabweichung kleiner als ein bestimmter Prozentsatz ist, wobei eine Hysterese berücksichtigt werden kann, wird nicht nachgeregelt. Es ergibt sich also eine automatische Verstärkungseinstellung, da das System in einem ersten Schritt automatisch die korrekte Verstärkung ermittelt, und eine automatische Wegeinstellung, da sich das System automatisch an die Weginformation anpasst. Da der Sollwert aus einer Lernkurve berechnet wird, werden auch Stufenwerkzeuge korrekt erfasst und z.B. die einzelnen Durchmesser jeweils eigens betrachtet. Außerhalb des ersten und zweiten Wegbereichs wird die Regelgröße nach der Erfindung nicht (zusätzlich) beeinflusst, sondern diesbezüglich eine Stellgröße von 100 vorgegeben.
Die Stellgrößen innerhalb eines Fensters werden gemittelt und dienen als Werkzeugwechselwarnung und Bruch- und Fehlt-Überwachung. Wurde zu weit nach unten geregelt, ist das Werkzeug stumpf, wurde zu oft nach oben geregelt, fehlt das Werkzeug. Die jeweiligen ersten und zweiten Grenzwerte werden als Bruchgrenze abgefragt und führen bei Überschreitung zum Bruchalarm. Abhängig von der Anzahl der Über- bzw. Unterschreitungen des dritten und des vierten Grenzwerts kann eine Vorwarnung stattfinden. Wird ein Fenster nicht durchfahren, so wird ein Fehlt-Alarm erzeugt.
Das Prinzip der unterlagerten Regelung ist also, dass zunächst die Sensorsignale erfasst werden und abhängig davon, ob die erfindungsgemäße Regelung aktiviert wird, in der SOLL- und IST-Werte verglichen werden, eine Beeinflussung der Regelgröße geschieht, wobei die SOLL-Werte anhand eines stumpfen Werkzeugs ermittelt werden.
Selbstverständlich sind Abwandlungen von oben beschriebenen Ausführungsbeispielen möglich, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.

Claims

Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks mit einer Werkzeugmaschine, bei dem der Bearbeitungsprozess über eine Regelgröße beeinflusst wird, die durch einen Vergleich einer gemessenen Beobachtungsgröße in Bezug auf eine gemessene Referenzgröße mit einer gewünschten Beobachtungsgröße in Bezug auf die gemessene Referenzgröße bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die gewünschte Beobachtungsgröße anhand eines stumpfen Werkzeugs bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelgröße bestimmt und ausgegeben wird, wenn sich die Referenzgröße ändert.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelgröße mittels einer adaptiven Regelung aus der gemessenen Beobachtungsgröße und der gewünschten Beobachtungsgröße in Bezug auf die Referenzgröße bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bearbeitungsprozess nur in bestimmten Bereichen der Referenzgröße durch die Regelgröße beeinflusst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beeinflussung des Bearbeitungsprozesses durch die Regelgröße über den gesamten Bereich und/oder einen Teilbereich der Referenzgröße erfasst wird und abhängig von einem Überschreiten eines ersten Grenzwertes und/oder einem Unterschreiten eines zweiten Grenzwertes in dem erfassten Bereich eine Alarmmeldung ausgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von einem mehrmaligen Überschreiten der Beeinflussung des Bearbeitungsprozesses durch die Regelgröße eines unterhalb des ersten Grenzwertes liegenden dritten Grenzwertes und/oder einem Unterschreiten eines oberhalb des zweiten Grenzwertes liegenden vierten Grenzwertes eine Alarmmeldung ausgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelgröße den Bearbeitungsprozess in einem Bereich von 10% bis 300% der normalen die Regelgröße betreffenden Bearbeitungsleistung beeinflussen kann.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gewünschte Beobachtungsgröße anhand eines Einlernens einer gemessenen Beobachtungsgröße über den gesamten Bereich der Referenzgröße mit einem Werkzeug bei der Bearbeitung eines repräsentativen Werkstücks ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelgröße durch einen Vorschub und/oder eine Drehzahl einer Spindel gegeben ist, die ein Werkzeug zur Bearbeitung des Werkstücks aufnimmt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzgröße als ein schon zurückgelegter Weg eines Werkzeugs zur Bearbeitung des Werkstücks und/oder eine schon verstrichene Bearbeitungszeit für das Werkstück gegeben ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beobachtungsgröße durch eine Spindelleistung einer Spindel, die ein Werkzeug zur Bearbeitung des Werkstücks aufnimmt, insbesondere eine Antriebsleistung oder Wirkleistung der Spindel, und/oder durch eine gemessene Kraft bzw. gemessene Momente an dem Werkzeug oder an der Spindel, und/oder durch Schwingungen des Werkstücks, und/oder durch einen Lage-IST-Wert der Spindelachse gegeben ist.