DE2138814B2 - Numerische Steuerung für Werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

triebsiirt »Gewindeschneiden« den Impulsgeber di- Eingabe einer Vorschubzahl in den Vorranginterporekt mil dem Vorschubinterpolator verbinden kann, lator 32, die dann mit der Geschwindigkeit der Spinermöglielu es, daß die Signale des Spindelimpuls- delimpulse des Wandlers 38 iteriert wird. Die Übergenerators direkt auf den Eingang des Vorranginter- laufsignale des Interpolators 32 gelangen dann an polators gelegt werden, so daß die Wiederholung 5 den Eingang des Vorschubinterpolators 34 und lösen bzw. Iteration der Vorschubzahl in dem Vorschub- die Iterierung der Vorschubzahl aus, die übei dea interpolator direkt proportional zu den Spindelum- Vorschubspcicher 30 vom Lochstreifen 28 für das drehunger, ist. Teileprogramm eingegeben wird. Das Gesamtaus-Zweckmäßigerweise verbindet der Umschalter in gangssignal des Vorschubinterpolators 34 liegt dann, einer anderen Schaltstellung den Eingang des Vor- io wie vorstehend beschrieben, am Achsenbefehlsinterranginterpolators mit dem Ausgang eines Vorschub- polator 24 an.

steucroszillators, so daß eine Betriebsart möglich ist Vorzugsweise werden die Interpolatoren 24, 32 (IPM = Zoll/min), bei der die Vorschubgeschwindig- und 34 als herkömmliche Differentialanalysatoren keit nicht an die von der Drehzahl der Spindel ab- (DDA) ausgeführt, die in bekannter Weise Überlaufhängige Impulsfrequenz des Spindelimpulsgenerators 15 impulse in Abhängigkeit von der durch die Kapaziangekoppelt ist. Die Impulsfrequenz des Vorschub- tat bestimmten Geschwindigkeit, von der ihnen einsteueiOszillators ändert sich nicht. gespeicherten Vorschubzahl sowie von der Ge-Die Erfindung soll nun an Hand der beigefügten schwhdigkeit abgeben, mit welcher der iterative Adein/igen Figur genauer beschiieben werden, in der ditionsvorgang der Vorschulvahl durchgeführt wird, sie als Blockschaltbild dargestellt ist. 20 Die andere Klemme 50 des Schalters 44 ist mit Die dargestellte numerisch gesteueue Werkzeug- dem Vorschubsteueroszillator 52 verbunden, so daß maschine ist eine Zweiachsen-Drehbank, deren An- der Schalter 44 auf zwei Stellungen geschaltet wertricbsmotor 10 mit der das Werkstück 14 führenden den kann, von denen die erste den IPR-Betrieb und Spindel 12 verbunden ist. Das Werkstück 14 wird die zweite den IPM-Betrieb auslöst. Der Vorrangdurch das Werkzeug 16 formgebend bearbeitet. Das 25 interpolator 32 empfängt auch die von Hand einge-Werkzeug wird durch den Revolverkopf 18 mit ver- gebenen Schleichgangimpulse 54, um eine Bewegung schiedenen Stellungen für andere Werkzeuge gehal- des Schlittens 20 bei sich nicht drehender Spindel 12 ten, der selbst am Maschinenschlitten 20 befestigt ist. auszulösen.

Der Schlitten 20 wird in der üblichen Weise in ⁷.wei Für die Betriebsart »Gewindeschneiden« iiber-

zueinander senkrecht stehenden Achsen X und Y ge- 30 brückt die Leitung 40 den Vorranginterpolator über

steuert (siehe die beiden Pfeile beim Kennzeichen das UND-Tor 58, dessen Ausgangsleitung 60 direkt

20). Der Schlitten ist also auf den Führungsbahnen an den Vorschubinterpolator 34 geführt ist. Das Tor

eines Supports gelagert und kann durch Schraubspin- 58 wird durch den Niederspannungssignalgeber für

dein und diesen zugeordnete Regelschleifen oder an- »Gewindeschneiden« 56 angesteuert, der seinerseits

dere Einrichtungen in den zueinander senkrecht ste- 35 bei einem Gewindeschnitt entweder von Hand oder

henden Achsen frei bewegt werden. durch den Lochstreifen angeschaltet wir 1 Wenn der

Die Bewegung des Schlittens 20 in der X-Achse Signalgeber 56 für Gewindeschneiden angeschaltet

wird durch die Schlittensteuerung 22 gesteuert, an ist, dann überbrücken die Impulse des Spindelmeß-

dem die Werkzeugvorschubimpulse des Achsenbe- werkwandlers 38 den Vorranginterpolator 32 und ge-

fehlsinterpolators 24 anliegen. Der Interpolator 24 40 langen direkt zum Vorschubinterpolator 34, wo sie

empfängt Eingangsbefehlssignale vom Lochstreifen- die Iteration der Vorschubzahl des Speichers 30 di-

leser 26 der auch die im Teileprogramm vermerkte rekt proportional zu den Spindeiumdrehungen auslö-

Vorschubzahl von dem Lochstreifen 28 abliest. Die sen.

vom Lochstreifen 28 ausgelesene Vorschubzahl wird Arbeitsweise
in den Pufferspeicher 30 eingegeben, von wo sie in 45

den zweiten der beiden Zusatzinterpolatoren 32 und Wenn ein direkter IPR-Betrieb mit Vorrang- oder 34 eingelesen wird, deren Aufgabe nachstehend be- Handsteuerung gewünscht wird, so gelangen die Imschrieben wird. Die Überlaufsignale des Interpolators pulse vom Spindelmeßwerkwandler 38 über den 34 gelangen dann an den Achsenbefehlsinterpolator Schalter 44 an den Vorranginterpolator 32, wo sie 24, der die Iterationen mit einer durch die Itera- 50 die Iteration der effektiven Vorschubzahl bewirken, tionsgeschwindigkeitssteuerung 36 vorgegebenen Ge- die dem Interpolator durch die Betriebsartenwahlschwindigkeit durchführt. schaltung 46 bis 48 für die Handeingabe des Vor-Erfindungsgemäß wird die IPR-Steuerung (Steue- schubs eingespeist wurde. Das durch diese Iteration rung des Wegs pro Umdrehung) durch den Spindel- entstehende Überlaufsignal gelangt an den Vorschubmeßwerkwandler 38 durchgeführt, der eine festste- 55 interpolator 34 zur Iteration der Vorschubzahl des hende Zahl von Impulsen für jede Umdrehung der Teileprogramms mit der Geschwindigkeit .dieser Spindel 12 und des Werkstücks 14 erzeugt. Diese Im- Überlaufsignale. Die Überlaufsignale des Interpolapulse gelangen über die Leitungen 40 zur ersten tors 34 werden direkt dem Achsenbefehlsinterpolator Klemme 42 des Schalters 44. Wenn der Kontakt zwi- 24 eingespeist, dessen Überlaufsignale wiederum dischen dem Schalter 44 und der Klemme 42 herge- 60 rekt an die Schlittensteuerung 22 gelangen,
stellt ist, so liegen Impulse an einem Eingang des Nachstehend folgt ein charakteristisches numeri-Handsteuerungsinterpolators 32 an. Der Interpolator sches Beispiel: Der Spindelmeßwerkwandler 38 er-32 erzeugt Ausgarigsimpulse mit einer Geschwindig- zeugt 10 000 Impulse pro Umdrehung der Spindel keit, die normalerweise durch die Vorrangwahlschal- 12. Die Wahlschaltung 46 bis 48 für die Handeintung 46 für den Vorschub gesteuert wird, dessen 65 gäbe des Vorschubs wird auf 80°/o eingestellt. Die Drehknopf 48 auf Stellungen zwischen Null und Auflösung der Anlage beträgt 0,0001ZoIl oder 2,54 μ 100 %> einstellbar ist. Diese Vorrangschaltung oder pro Impuls. Der auf dem Lochstreifen 28 des Teile-Handsteuerung 46 für den Vorschub bewirkt die programms programmierte Vorschub beträgt 0.01

Zoll oder 0,254 mm pro Umdrehung. Die Spindeldrehzahl beträgt 500 U/min. Somit ist die Geschwindigkeit der Spindelimpulse gleich 5 Millionen Impulse pro Minute. Der Ausgang des Vorranginterpolators 32 beträgt 80 %> der Geschwindigkeit der Spindelimpulse oder 4 Millionen Impulse pro Minute. Der Ausgang des Vorschubinlerpolators 34 beträgt 4 Millionen Impulse multipliziert mit 0.01 Zoll pro Umdrehung oder 40 000 Impulse pro Minute. Somit ist der Vektorvorschub in Wegeinheiten pro Minute (Zoll pro Minute) 40 000 Impulse pro Minute multipliziert mit der Auflösungsgenauigkeit der Anlage von 0.0001 oder 4 Zoll pro Minute.

Durch Umschalten des Schalters 44 von der Klemme 42 auf die Klemme 50 kann die Anlage auch als Einrichtung benutzt werden, die im Direktweg pro Minute (IPM) arbeitet. Der Vorschubsteueroszillator 52 erzeugt Impulse mit einer Geschwindigkeit von 100 Zoll pro Minute (254 cm/min.), damit der Vorschub direkt in Wegeinheiten pro Minute

ίο (Zoll pro Minute) im Bereich von 0.01 bis 99.99 Zoll pro Minute programmiert werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 tionen für die Bahnsteuerung sowie für den VorPatentansprüche: schub von einem Datenträger abgelesen, in einem Zwischenspeicher gespeichert und einem Interpolator

1. Numerische Steuerung für Werkzeugmaschi- zugeführt werden. Der Interpolator wird von einem nen mit einem durch eine Spindel drehbar ange- 5 Impulsgeber gesteuert, der in fester Abhängigkeit triebenen Werkstück, bei der die in einem Pro- von der Drehzahl der Spindel Impulse erzeugt. Die gramm gespeicherte Vorschubzahl für den Vor- Überlaufimpulse des Interpolators werden iann dem schub des Werkzeuges einem Interpolator züge- Antrieb für die Verstellung des Werkzeuges zugeführt wird, der von einem von der Spindel ange- führt. Auf diese Weise erfolgt der Werkzeugvorschub triebenen Impulsgeber gesteuert und dessen io einerseits in Abhängigkeit von den gespeicherten In-Überlaufimpulse einem Antrieb für den Werk- formationen des Tiilprogramms und andererseits zeugvorschub zugeführt werden, wobei die pro- in Abhängigkeit von der Drehzahl der Hauptspindel, grammierte Vorschubgeschwindigkeit willkürlich Darüber hinaus läßt sich mittels eines Potentiometers zusätzlich veränderbar ist, dadurch ge- die programmierte Vorschubgeschwindigkeit in kennzeichneV, daß der von der Spindel an- 15 einem vorgegebenen Bereich willkürlich verändern, getriebene Impulsgeber (38) an einen Vorschub- so daß die vom Datenträger dem Interpolator zugeinterpolator (34) über einen Umschalter (44) führte Information für die Vorschubgeschwindigkeit und einen diesem Schalter nachgeschalteten Vor- in entsprechenden Grenzen geändert werden kann, ranginterpolator (32) angeschlossen ist, in dem Dabei wird aber nur ein der programmierten Voreine willkürlich einstellbare Vorrangzahl für den 20 Schubgeschwindigkeit entsprechendes Analogsignal Vorschub mit der Frequenz der vom Impulsgeber geändert, so daß eine genaue willkürliche Änderung (38) erzeugten Spindelimpulse wiederholt wird, der programmierten Vorschubgeschwindigkeit nicht die im Vorranginterpolator (32) erzeugten Über- erreichbar ist.

laufimpulse dem Vorschubin;erpolator (34) züge- Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung,

führt werden, in dem die programmierte Vor- 25 eine numerische Steuerung der oben genannten Art schubzahl mit der Frequenz der Überlaufimpulse zu schaffen, bei der die programmierte Vorschubgewiederholt wird, daß die Überlaufimpulse des schwindigkeit auf digitale Weise willkürlich verän-Vorschubini>rpolators (34) einem Achsenbe- derbar ist und die zugleich ein Arbeiten in der Befehlsinterpolator (24) zugeführt werden, um ab- triebsart »Gewindeschneidenwermöglicht.
hängig von den Informationen aus der Bahn- 30 Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß der von der steuerung die Vorschubstererimpulse für das Spindel angetriebene Impulsgeber an einem Vorschub-Werkzeug zu erzeugen, und daß zwischen dem interpolator über einen Umschalter und einen die-Spindelimpulsgeber (38) und dem Vorschubinter- sem Schalter nachgeschalteten Vorranginterpolator polator (34) eine Überbrückungsschaltung (40, angeschlossen ist, in dem eine willkürlich einstellbare 58, 60) für den Gewindeschnitt vorgesehen ist. 35 Vorrangzahl für den Vorschub mit der Frequenz der

2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch ge- vom Impulsgeber erzeugten Sfindelimpulse wiederkennzeichnet, daß die Überbrückungsschaltung holt wird, die im Vorranginterpolator erzeugten ein UND-Tor (58) aufweist, dessen einer Eingang Überlaufimpulse dem Vorschübinterpolator zugemit dem Spindelimpulsgeber (38) und dessen an- führt werden, in dem die programmierte Vorschubderer Eingang mit einem Signalgenerator (56) 40 zahl mit der Frequenz der Überlaufimpulse wiederverbunden ist, der im Falle der Betriebsart »Ge- holt wird, daß die Überlaufimpulse des Vorschubwindeschnitt« ein Signal erzeugt. interpolators einem Achsenbefehlsinterpolator zu-

3. Steuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch geführt werden, um abhängig von den Informationen gekennzeichnet, daß der Umschalter (44) in einer aus der Bahnsteuerung die Vorschubsteuerimpulse anderen Schaltstellung den Eingang des Vorrang- 45 für das Werkzeug zu erzeugen^ und daß zwischen interpolators (32) mit dem Ausgang eines Vor- dem Spindelimpulsgeber und dem Vorschubinterposchubsteueroszillators (52) verbindet. lator eine Überbrückungsschaltung für den Gewindeschnitt vorgesehen ist.

Durch den von dem Spindelimpulsgeber ansteuer-50 baren Vorranginterpolator, in dem eine willkürlich

einstellbare Vorrangzahl einstell- und in Abhängigkeit von der ihm zugeführten Taktfrequenz wiederholbar ist, wird eine digitale Einstellung der Vorschubgeschwindigkeit derart erreicht, daß apch bei

Die Erfindung betrifft eine numerische Steuerung 55 willkürlich veränderten Vorschubzahlen die Interpofür Werkzeugmaschinen mit einem durch eine Spin- latorsteuerung über den Spindelimpulsgeber aufdel drehbar angetriebenen Werkstück, bei der die in rechterhalten bleibt. Die aus dem Teileprogramm einem Programm gespeicherte Vorschubzahl für den eingelesene Vorschubzahl (FRN) wird nicht mit Vorschub des Werkzeuges einem Interpolator züge- Hilfe eines Potentiometers geändert, sondern es wird führt wird, der von einem von der Spindel angetrie- 60 der Wiederholtakt dieses Vorschubinterpolators gebenen Impulsgeber gesteuert und dessen überlaufim- ändert, so daß sich die Frequenz seiner Überlaufimpulse einem Antrieb für den Werkzeugvorschub zu- pulse ändert. Somit kann bei der Betriebsart »Werkgeführt werden, wobei die programmierte Vorschub- zeug pro Umdrehung (IPR) eine genaue Steuerung geschwindigkeit willkürlich zusätzlich veränderbar des Wiederholtaktes des Achseninterpolators erreicht ist. 65 werden, was bei den verschiedensten Bearbeitungs-

Es ist eine derartige Steuerung für Werkzeugma- vorgängen auf der Werkzeugmaschine von großem schinen bekannt (SIEMENS-Zeitschrift, Band 43 Vorteil ist.
[1969], Heft 6, S. 491 bis 494), bei der die Informa- Die überbrückungsschaltung, die im Falle der Be-