DE2743845C3 - Vorrichtung an einer Revolverdrehmaschine zum selbsttätigen, verschleißabhängingen Einwechseln eines neuen Werkzeugs in die Bearbeitungsposition - Google Patents

Vorrichtung an einer Revolverdrehmaschine zum selbsttätigen, verschleißabhängingen Einwechseln eines neuen Werkzeugs in die Bearbeitungsposition

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DE2743845C3
DE2743845C3 DE2743845A DE2743845A DE2743845C3 DE 2743845 C3 DE2743845 C3 DE 2743845C3 DE 2743845 A DE2743845 A DE 2743845A DE 2743845 A DE2743845 A DE 2743845A DE 2743845 C3 DE2743845 C3 DE 2743845C3
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung an einer Revolverdrehmaschine zum selbsttätigen, verschleißabhängigen Einwechseln eines neuen Werkzeuges in die Bearbeitungsposition mit einem Werkzeugrevolver, auf dem eine Vielzahl gleichartiger Drehwerkzeuge mit auf demselben Umfang liegenden Schneidkanten befestigt ist, mit einer Werkstückmeßeinrichtung zum Erfassen des Drehdurchmessers, mit einem Vergleicher zum Vergleich des Sollwertes des Drehdurchmessers mit dem gemessenen Istwert, mit einer Werkzeugverschleiß-Überwachungseinrichtung und mit einer in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Werkzeugverschleiß-Überwachungseinrichtung betätigtenJBfcchalteinrichtung für den Werkzeugrevolver.
Bei^TOr bekannten Vorrichtung dieser Art (US-PS 30 10 348) i.«t eine Werkstückmeßeinrichtung vorgesehen, die den Drehdurchmesscr jedes fertiggestellten Werkstückes mißt und in Abhängigkeit von diesem gemessenen Drehdurchmesser eine Korrektur der Werkzeugposition und/oder ein Auswechseln des Werkzeuges hervorruft. Diese bekannte Vorrichtung vermag jedoch durch Werkzeugverschleiß hervorgerufene Maßabweichungen nicht vom Maßabweichungen zu unterscheiden, die sich aufgrund von thermischen Verformungen der Revolverdrehmaschine aufgrund eines Temperaturanstiegs ergeben. Der sich aus dem Temperaturanstieg ergebende Anteil der Maßabweichung ist im Verhältnis zum sich aus dem Werkzeugverschleiß ergebenden Anteil zu hoch, als daß er vernachlässigt werden könnte. Insbesondere zu Beginn des Betriebs der Revolverdrehmaschine ist der sich aus dem Werkzeugverschleiß ergebende Anteil fast vernachlässigbar gering gegenüber dem thermisch bedingten Anteil, so daß in diesem Zeitraum ein unnötiges Auswechseln des Werkzeuges erfolgen kann oder andererseits ein vorzeitiger Verschleiß des Werkzeuges nicht sicher erkannt werden kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die die Trennung des sich aus dem Werkzeugverschleiß ergebenden Anteils der Maßabweichung von dem aufgrund der thermischen Verformung auftretenden Anteil ermöglicht, so dtf der Werkzeugverschleiß mit hoher Genauigkeit bestimmt und überwacht werden kann.
Diese Aufgabe wird gemäß einem Grundgedanken der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmate des Patentanspruchs 1 gelöst
Gemäß einem anderen Grundgedanken der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 2 angegebenen Merkmale gelöst
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine Trennung des sich aufgrund des Werkzeugverschleißes
ι ο ergebenden Anteils der Maßabweichung von dem durch thermische Verformungen der Werkzeugmaschine hervorgerufenen Anteil der Maßabweichung, so daß lediglich der tatsächliche Werkzeugverschleiß-Anteil erfaßt wird. Auf diese Weise erfolgt ein Wechsel des Werkzeuges in zuverlässiger Weise nur dann, wenn ein tatsächlicher Werkzeugverschleiß bestimmter Größt eingetreten ist
Ausführungsbeispieie der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 ein schematisches Blockschaltbild der Vorrichtung;
F i g. 2 den Aufbau einer ersten Ausführungsform der Werkzeugverschleißüberwachungseinrichtung (32) nach F: g. 1;
Fig.3 Einzelheiten des Aufbaus einer Ausführungsform der Meßbefehlseinheit(33)nach Fig. 1;
F i g. 4 ein Diagramm zur Erläuterung der Betriebsweise der Meßbefehlseinheit nach F i g. 3;
ι» Fig.5 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Anzahl der bearbeiteten Werkstücke und der akkumulierten Größe der Werkzeugzustellungskompensation;
Fig.6 Einzelheiten des Aufbaus einer zweiten
r. Ausführungsform der Werkzeugverschleiß-Oberwachungseinrichtung (32) nach F i g. 1.
Die in F i g. 1 dargestellte Revolverdrehmaschine weist ein Maschinenbett 1 auf, das auf seiner Oberseite zwei parallele Bettführungen 2 trägt, die sich horizontal in Richtung der Z-Achse erstrecken. Ein Spindelkasten 3 an einem Endteil des Bettes 1 lagen eine Hauptspindel deren Achse sich in Richtung der Z-Achse erstreckt und an deren vorderem Ende ein Spannfutter 5 für ein Werkstück 4 befestigt ist. Ein Schlitten 6 ist auf dem Bett 1 in Richtung der Z-Achse entlang der Bettführungen 2 verschiebbar und auf seiner Oberseite mit (nicht gezeigten) Führungen in Richtung der A"-Achse senkrecht zur Z-Achse versehen. Ein Quersupport 7 ist auf dem Schlitten 6 in Richtung der X-Achse verschiebbar und wird von einem Servomotor 8, der an einer Seitenfläche des Schlittens 6 befestigt ist, über e:n Zahnradgetriebe und eine Vorschubspindel 9 angetrieb sn. Bin Werkzeugträger 10 ist auf der Oberseite des Quersupports 7 befestigt und weist auf seiner dem Spindelkasten 3 zugewandten Seite einen Wirkzeugrevolver 11 auf. Es sind Einrichtungen vorgesehen um den Werkzeugrevolver 11 um seine parallel zur Z-Achse verlaufende Schwenkachse zu drehen, so daß er auf eine aus einer Vielzahl vorgegebener Winkelsteliungen einstellbar ist. Eine Vielzahl von gleichartigen Werkzeugen 12 ist unter gleichen Umfangsabständer. lösbar am äußeren Umfang des Werkzeugrevolvers 11 derart befestigt, daß die Schneidkanten der einzelnen Werkzeuge gleich gerichtet sind und auf dem gleichen Umfang liegen. Daher können diese Werkzeuge durch die Schwenkbewegung des Werkzeugrevolvers 11 aufeinanderfolgend in ihre Arbeitsstellung eingeschwenkt werden. Ein Halterungsteil 13 zur Halterung
einer Werkstückmeßeinrichtung 14 ist fesi an der Oberseite des Quersupports 7 auf der dem Werkzeugträger 10 in bezug auf das Werkstück 4 gegenüberliegenden Seite befestigt. Diese Werkstückmeßeinrichtung 14 wird durch einen (nicht gezeigten) eingebauten strömungsmittelbetätigten Zylinder in Richtung auf das Werkstück 4 vorwärtsbewegt, um nach der Bearbeitung dessen Durchmesser zu messen, wenn sich der Quersupport 7 und der Schlitten 6 in der Meßstellung befinden.
Der Steuerungsteil der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung schließt einen Eingabe-Bandleser 21, ein Befenlsregister 21 für die Aufnahme von Befehlen für die Zielposition des Quersupports 7 zur Werkstückbearbeitung, sowie einen dem Befehlsregister 22 nachgeschalteten Funktionsgenerator 23 zur Erzeugung eines Funktionswertes P auf der Grundlage der Zielposition ein. Ein Vergleicher 24 vergleicht den Funktionswert P kontinuierlich mit einem Wen (A-T), wobei A ein Stellungssignal ist, das die tatsächliche Stellung des Quersupports 7 darstellt, während 7"ein Ausgangssignal eines Akkumulators 31 ist, der weiter unten beschrieben wird. Das Ausgangssignal des Vergleichers 24, das die Differenz P-(A - T)darstellt, wird einem D/A-Umsetzer 2" und nach Umsetzen in ein Analog-Spannungssignal einer Ansteuerung 26 für den Servomotor 8 zugeführt. Der Servomotor 8 treibt die Vorschubspindel 9 an, um eine Schiebewegung des Quersupports 7 hervorzurufen. Ein Stellungsgeber 27 ist direkt mit der Vorschubspindel 9 verbunden und erzeugt das Stellungssignal A. Das Stellungssignal A wird einem Subtrahierer 28 zugeführt, in dem der Ausgangswert T des Akkumulators 31 von A subtrahiert wird.
Ein Analog-Digital-Umsetzer 29 wandelt das analoge Ausgangssignal der Werkstückmeßeinrichtung 14 in ein digitales Signal um, das einem Subtrahierer 30 zugeführt wird. Dieser bildet mit dem vorgegebenen Sollwert des Drehdurchmessers die Abweichung des gemessenen Istwerts vom Sollwert, d. h. die Maßabweichung bzw. die Werkzeugzustellungskompensation. Das Ausgangssignal des Subtrahierers 30 wird dem Akkumulator 31 zugeführt, um in diesem akkumuliert zu werden. Das den akkumulierten Wert darstellende Ausgangssignal T wird dem Subtrahierer 28 zugeführt. Der Wert Fdieses Signals setzt sich aus der unmittelbar nach dem Inbetriebsetzen des Werkzeuges gemessenen Maßabweichung und dem akkumulierten Wert der Maßabweichung zusammen, die später gemessen wird. Eine Vielzahl derartiger Akkumulatoren 31 kann entsprechend der Anzahl der Werkzeuge 12 im Werkzeugrevolver 11 vorgesehen sein, so daß die Akkumulatoren den einzelnen Werkzeugen 12 zugeordnet werden können, da die Größe der Werkzeugabweichung im Anfangszustand der Schneidbearbeitung mit einem neuen Werkzeug für die einzelnen Werkzeuge unterschiedlich sein kann.
Das Ausgangssignal des Subtrahierers 30 wird weiter einer Werkzeugverschleiß-Überwachungseinrichtung 32 zugeführt, in der der Fehleranteil aufgrund der thermischen Verformung der Revolverdrehmaschine von der Größe der Maßabweichung subtrahiert wird, die durch das Ausgangssignal des Subtrahierers 30 geliefert wird; das Ergebnis dieser Subtraktion, das den Werkzeugverschleißanteil darstellt, wird akkumiliert und das Werkzeug 12 wird ausgetauscht, wenn der akkumulierte Wert einen voreingestellten Zahlenwert erreicht Das Ausgangssignal des Subtrahierers 30 wird weiter einer Meßbefehlseinrichtung 33 zugeführt, die
Befehle für die Ablaufsteuerung der Werkstückmeßeinrichtung 14 auf der Grundlage der vorstehenden Eingangssignale und anderer Eingangsbedingungen liefert.
F i g. 2 zeigt in Form eines Blockschaltbildes Einzelheiten einer ersten Ausführungsform der Werkzeugverschleiß-Überwachungseinrichtung 32 nach Fig. 1. Wie aus Fig. 2 zu erkennen ist, wird der die Größe der Maßabweichung darstellende Ausgangswert des Subtrahierers 30 in einem ersten Vergleicher 41 mit einem vorgegebenen Einstellwert verglichen. Der Vergleicher 41 liefert ein Ausgangssignal, wenn die Größe der Maßabweichung kleiner als der Einstellwcrt ist. Das Ausgangssignal des Subtrahierers 30 kann ein UND-Glied 42 durchlaufen, wenn der Vergleicher 41 ein Ausgangssignal abgibt. Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 42 wird einem Werkzeugverschlciß-Akkumulator 43 zugeführt, der die Werkzeugverschleißkompoiicüic akkumulier;. Dessen Ausgsngssigna! *.v;rd c:::c"; zweiten Vergleicher 44 zugeführt und in diesem mit einem Signal verglichen, das einen vorgegebenen Wert des Werkzeugverschleißes darstellt, der den Austausch des gerade verwendeten Werkzeuges 12 erfordert. Wenn eine Übereinstimmung zwischen diesen beiden Eingängen des Vergleichers 44 erreicht ist, gibt dieser ein Koinzidenzsignal ab, das den Werkzeugverschleiß-Akkumulator 43 rücksetzt. Das Koinzidenzsignal wird ferner .iner Fortschalteinrichtung 45 für den Werkzeugrevolver 11 zugeführt. Der Werk/eugrevolver 11 wird daher in die nächste vorgegebene Winkelstellung geschwenkt, um das nächste Werkzeug in die Bearbeitungsposition zu bringen, so düß der Schneidvorgang fortgesetzt werden kann. Nach einer vollständigen Drehung des Werkzeugrevolvers 11 werden alle benutzten Werkzeuge 12 durch neue Werkzeuge ersetzt.
F i g. 3 zeigt Einzelheiten einer Ausführungsform der Meßbefehlseinrichtung 33 nach Fig. 1. Das die Größe der Maßabweichung darstellende Ausgangssignal des Subtrahierers 30 wird einer Rechenschaltung 51 zugeführt, der außerdem ein die Abmessungstoleranz An der Werkstücke darstellendes Signal, ein eine Konstante (< 1) darstellendes Signal, das zur Multiplikation mit dem Wert A0 verwendet wird, um die Abmessungsloleranz Δο zu. verkleinern, und ein Signal zugeführt wird, das die Anzahl der Werkstücke darstellt, die in jeder Meßperiode bearbeitet wurden. In Abhängigkeit von diesen Signalen berechnet die Rechenschaltung 51 die Anzahl der Werkstücke, die in jeder Meßperiode bearbeitet werden sollen. Das Ausgangssignal der Rechenschaltung 51, das die Anzahl der wähn*.id der Meßperiode zu bearbeitenden Werkstücke darstellt, wird einem dritten Vergleicher 52 zugeführt, in dem es mit einem Signal verglichen wird, das eine voreingestellte maximale Anzahl von zu bearbeitenden Werkstücken darstellt Wenn der erstere Wert kleiner als der letztere Wert ist, erzeugt der Vergleicher 52 ein Ausgangssignal derart, daß das Ausgangssignal der Rechenschaltung 51 durch ein UND-Glied 53 hindurchlaufen kann. Ist dagegen der erstere Wert gleich oder größer als der letztere Wert, so erzeugt der Vergleicher 52 ein weiteres Ausgangssignal derart, daß das die voreingestellte maximale Anzahl von zu bearbeitenden Werkstücken darstellende Signal durch ein weiteres UND-Glied 54 hindurchlaufen kann. Der Ausgang des UND-Gliedes 53 und der Ausgang des UND-Gliedes 54 sind mit einem ODER-Glied 55 verbunden, dem außerdem em Signal zugeführt wird, das die anfängliche
Anzahl π, von Werkstücken darstellt, die bis zum Zeitpunkt der ersten Messung bearbeitet werden sollen. Fiin Zähler 56 zählt die Anzahl von Bearbeitungsende-Signaien. die jeweils dann erzeugt werden, wenn die Bearbeitung eines Werkstückes beendet ist. Das Ausgangssignal des ODER-Gliedes 55 und das Ausganfecjignal des Zählers 56 werden einem vierten Verglticher 57 zugeführt, der ein Meßbefehlssignal an die Werkstückmeßeinrichtung 14 leitet, wenn der die Anzahl der bearbeiteten Werkstücke darstellende Ausgangswert des Zählers 56 mit dem Ausgangswert des ODER-Gliedes 55 übereinstimmt.
Die Arbeitsweise der Meßbefehlseinrichtung 33 nach Tig. i wird im folgenden anhand des Diagramms nach F i g. 4 beschrieben In F i g. 4 bezeichnet Λ, die Abmessungstoleranz der Werkstücke, nn. m2. nu und nu sind 'lie Zeitpunkte, zu denen Messungen durch die
**'" * ■■! O1 ' L. · 1-4^4 U» Γ" L* # 1 1
tV Cl Γ. MUl! Λ i [!Cue Il Π lL 11IUI15 'T UIlTCl ige I ill 11 ( -ACliltti κιιύ η-, η>. /7) und nt die Anzahlen der Werkstücke, die bis zu den jeweiligen Meßzeitpunkten /rii. /;;.·. nu und /»4 bearbeitet werden sollen. Mit Δ.. Δ;. Δι und J. ist die Größe der Maßabweichung bis zu den jeweiligen Meßzeitpunkten m,. m2. m, und nn bezeichnet, diese Werte werden vom Subtrahierer 30 geliefert. Die Verhältnisse Ji/πι. A2In2, Δι/ηι bzw. AJn1. d.h. die tatsächliche Maßabweichung bezogen auf die befohlene Anzahl von zu bearbeitenden Werkstücken sind mit a. c. c und g bezeichnet und als Linien dargestellt. Die gestrichelten Linien b. c/und /verlaufen parallel zu den I.in.vn a. fund cund stellen die theoretischen linien dar. die erforderlich sind, um die jeweiligen Anzahlen n2, η und nt der zu bearbeitenden Werkstücke zu erreichen.
Der Wert—Ζΐ,ι ist so gewählt, daß die Maßabweichung
der Werkstücke sicher innerhalb der Abmessungstoleranz Δ» liegt und die Anzahl der Meßzeitpunkte auf ein Minimum verringert werden kann. Dieser Wert ist
jedoch nicht auf^—Λο beschränkt und kann innerhalb des
Bereiches von beispielsweise — Δο bis — -A„ gewählt
werden. In F i g. 4 wird die Anfangszahl /J1 der bis zum Zeitpunkt m. der ersten Messung zu bearbeitenden Werkstücke vorher als Befehl eingegeben und es wird zu Anfang eine relativ kleine Anzahl von Werkstücken, beispielsweise 5 oder 10. festgelegt.
Wie aus Fig. 3 und 4 zu erkennen isi. wird das die anfängliche Anzahl n\ von zu bearbeitenden Werkstükken darstellende Signal über das ODER-Glied 55 dem Vergleicher 57 zugeführt und der Bearbeitungsvorgang wird eingeleitet. Die Anzahl der Bearbeitungsende-Signale, die jeweils am Ende der Bearbeitung eines Werkstückes auftreten, wird von dem Zähler 56 gezählt Wenn dessen Zählerstand den Wert Π\ erreicht, erscheint das Meßbefehlssignal am Vergleicher 57 und wird der Werkstückmeßeinrichtung 14 zugeführt Nach dem Ende des Meßvorgangs mit Hilfe der Werkstückmeßeinrichtung 14 wird der Sollwert des Drehdurchmessers von dem gemessenen Wert in dem Subtrahierer 30 subtrahiert und das den Wert A< darstellende Signal wird von dem Subtrahierer 30 an die Rechenschaltung 51 geleitet Aus diesem A\-Signal, dem Ausgangssignal des ODER-Glieds 55, das die Anzahl n. der bearbeiteten Werkstücke darstellt, dem die Abmessungstoleranzen An darstellenden Signal und dem die Konstante
--■darstellenden Signal berechnet die Rechenschaltung 51 die Anzahl m der Werkstücke, die bis zum Zeitpunkt
nii der nächsten Messung bearbeitet werden soll. Das den Wert n> darstellende Alisgangssignal der Rechenschaltung 51 wird dem Vergleicher 52 zugeführt, der dieses Signal mit dem Wert vergleicht, der die maximale Anzahl von zu bearbeitenden Werkstücken. z.B. 100, darstellt. Weil n2 kleiner als das voreingestellte Maximum ist, läuft das n2 darstellende Signal durch das UND-Glied 53 und das ODER-Glied 55 hindurch und wird dem Vergleicher 57 zugeführt. Die Drehbearbeitung wird erneut begonnen und das Meßbefehlssignal. das die zweite Messung zum Zeitpunkt m2 anfordert, wird von dem Vergleicher 57 zur Werkstückmeßeinrichtung 14 geleitet, wenn der Stand des Zählers 56 den Wert n2 erreicht.
Das die Differenz Δ: (Größe der Maßabweichung zwischen dem Soll-Drehdurchmesser und dem von der Werkstückmeßeinrichtung 14 auf den zweiten Meßbc-
frtUI U>»> »omdctnniin r^r*»hHuri*hm«»c<:*»ri^ /!»!-«t^llpmlp £.,.11.....*·.,.«... .-.ν..*..-.—.....·...... f — ... -. » .._.._._
Signal wird von dem Sublrahicrer .30 der Rechcnschaltung 51 zugeführt. In diesem Fall ist der Wert A2 kleiner
als — zlii. der als Gesamt-Abweichungswert zum
Zeitpunkt m2 der zweiten Messung erwartet wird. Es ergibt sich daraus, daß die thermische Verformung der Revolverdrehmaschine mit der Zeit graduell verringert wird.
Aus A2. n2 und—-Δα berechnet die Rechenschaltung
51 nun die Anzahl /J1 der Werkstücke, die bis zum Zeitpunkt nu der nächsten Messung bearbeitet werden sollen. Danach wird die Anzahl der bis zum Zeitpunkt nn zu bearbeitenden Werkstücke in ähnlicher Weise berechnet. Wenn die durch das Ausgangssignal der Rechenschaltung 51 dargestellte Anzahl der Werkstükke die voreingestellte maximale Anzahl von beispielsweise 100 Werkstücken, die durch das Bezugseingangssignal an den Vergleicher 52 dargestellt ist, überschreitet, leitet der Vergleicher 52 nunmehr dieses den voreingestellten Maximalwert darstellende Signal weiter, und zwar deshalb, um eine unendliche Vergrößerung des Meßintervalls aufgrund der Sättigung der thermischen Verformung der Revolverdrehmaschine zu verhindern.
Fig. 5 zeigt in einer graphischen Darstellung die Beziehung zwischen dem akkumulierten Maßabweichungswert und der Anzahl von zu bearbeitenden Werkstücken. Wie in F i g. 4 sind mit mu m-i ... m* die Meßzeitpunkte und mit Δ\.Δ2 ,Δ* die Maßabweichungen bis zu den jeweiligen Meßzeitpunkten bezeichnet. Das Symbol Δ bezeichnet einen Einstellwert, der dazu verwendet wird, um zu bestimmen, ob die zu jedem Meßzeitpunkt berechnete Größe der Maßabweichung auf der thermischen Verformung oder auf dem Werkzeugverschleiß beruht Der linke Teil der Kurve in Fig.5 zeigt daß die thermische Verformung abrupt eintritt sobald der 3earbeitungsvorgang eingeleitet wird und daß die Entfernung zwischen der Mittellinie des Werkstückes und der Schneidkante des Werkzeuges hierdurch verringert wird. Daher ist die gemessene Abmessung kleiner als der Sollwert und zu diesem Zeitpunkt kenn der Werkzeugverschleißanteil noch nicht abgeleitet werden. Die Anzahl von Werkstücken, die beispielsweise bis zum Zeitpunkt m, der vierten Messung bearbeitet wird, ist jedoch vernachlässigbar Wein gegen die Gesamtzahl der Werkstücke, die bearbeitet werden, bis das Werkzeug ausgetauscht wird, so daß diese Werkstücke nicht in die Anzahl von Werkstücken eingeschlossen werden, die zum Aufsu-
chen des akkumulierten Wertes des resultierenden Werkzeugverschleißanteils verwendet wird. In der Praxis haben diese Werkstücke keinen wesentlichen Einfluß auf die Akkumulation des Werkzeugverschleißanteils.
Zum Zeitpunkt m* der vierten Messung nach P"ig. 5 ist der Betrag der Maßabweichung At kleiner als der Einstellwert Δ, die gemessene Abmessung des Werkstückes ist jedoch immer noch kleiner als der Sollwert, so daß diese Größe Δ* die thermische Verformung, jedoch nicht den Werk/eugverschleiQanteil darstellt. Zum Zeitpunkt ms der fünften Messung verläuft die gemessene Abmessung des Werkstückes in Richtung einer Überschreitung des Sollwertes: der Betrag der Maßabweichung Δ-, ist wiederum kleiner als der Einstellwert Δ und stellt somit den Werkzeugverschleißanteil dar. In F i g. 5 zeigt der linke Teil der Kurve, daß die thermische Verformung in einer Richtung erfolgt, die die tntlernung zwischen der Achse des Werkstückes und der Schneidkante des Schneidwerkzeuges verringert. Im darauffolgenden Teil erfolgt jedoch die thermische Verformung in einer Richtung, die die Entfernung zwischen der Achse des Werkstückes und der Schneidkante des Werkzeuges vergrößert. Es ist daher erforderlich, einen geeigneten Einstellwert vorzusehen, um den Werkzeugverschleißanteil von dem thermischen Verformungsanteil zu trennen. Dieser Einstellwert Δ kann gemäß den Betriebseigenschaften der Revolverdrehmaschine gewählt werden.
F i g. 6 zeigt eine zweite Ausführungsform der Werkzeugverschleiß-Überwachungseinrichtung 32 nach Fig. 1. Das die Größe der Maßabweichung darstellende Ausgangssignal des Subtrahierers 30 wird in einem Akkumulator 61 akkumuliert. Das Ausgangssignal des Akkumulators 61 wird in einem Vergleicher 62 mit einem Signal verglichen, das einen vorgegebenen Wert des Werkzeugverschleißes darstellt. Bei Übereinstimmung der beiden Eingangssignale liefert der Vergleicher 62 ein Befehlssignal an eine Fortschalteinrichtung 63, so daß ein Bezugswerkzeug, das an dem Werkzeugrevolver 11 befestigt ist, in die Bearbeitungsposition eingeschwenkt wird. Dieses Bezugswerkzeug wird nur zum Vergleich mit dem bis zu diesem Zeitpunkt eingesetzten Werkzeug verwendet, so daß der Werkzeugverschleißanteil ermittelt werden kaiin. Die Anzahl der Zeitpunkte, zu denen das Bezugswerkzeug verwendet wird, ist verglichen mit der Anzahl der Einsätze der übrigen Werkzeuge sehr klein, so daß die Abnutzung dieses Bezugswerkzeuges praktisch vernachlässigbar ist
Im folgenden wird die Feststellung des Werkzeugverschleißanteils ausführlicher beschrieben. Bei Erreichen einer Übereinstimmung zwischen den beiden Eingängen des Vergleichers 62 wird ein Signal, das die gemessene Abmessung D\ des mit dem bis zu diesem Zeitpunkt verwendeten Werkzeug bearbeiteten Werkstückes darstellt, von der Werkstückmeßeinrichtung 14 an einen Substrahierer 64 geleitet Es wird dann eine Bearbeitung mit dem Bezugswerkzeug durchgeführt und ein die gemessene Abmessung Di des bearbeiteten Werkstükkes darstellendes Signal wird ebenfalls dem Subtrahierer 64 zugeführt, der ein den Wert (D, - D2) darstellendes Ausgangssignal erzeugt, das dem Werk-
·. /eugverschleißanteil entspricht. Das Ausgangssignal des Subtrahieren 64 wird einem Vergleicher 65 zugeführt und in diesem ebenfalls mit dem vorgegebenen Wert des Werkzeugverschleißes verglichen. Wenn der Wert {D\ - Di) kleiner ist als der vorgegebene Wert des
ι» WerkzeiigverschleiBes, so enthält der Akkumulator 61 im wesentlichen den thermischen Verformungsanteil. In diesem Fall wird das Ausgangssignal des Subtrahierers 64 über ein UND-Glied 66 dem Akkumulator 61 zugeführt, um dessen Inhalt zu erneuern, d. h. auf den
ι, Wert des Ausgangssignals des Subtrahierers 64 zu setzen. Die Bearbeitung mit dem Werkzeug wini fortgesetzt, bis das Ausgangssignal des Akkumulators 61 erneut mit dem den vorgegebenen Wert des Werkzeugverschieiue» uäfSieüeinjci'i Signal übcrcifi-
;n stimmt, worauf das Bezugswerkzeug erneut in die Bearbeitungsposition gebracht wird. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis nach der Bearbeitung mit dem Bezugswerkzeug festgestellt wird, daß das Ausgangssignal des Subtrahierers 64 gleich dem vorgegebenen
.-, Wert des Werkzeugverschleißes ist, worauf ein Ausgangssignal von dem Vergleicher 65 anzeigt, daß das Werkzeug das F.nde seiner Standzeit erreicht hat. Das Ausgangssignal des Vergleichers 65 betätigt die Fortschalteinrichtung 63, um so das nächste neue
in Werkzeug in die Bearbeitungsposition zu bringen.
Wie oben beschrieben, wird das Bezugswerkzeug in die Bearbeitungsposition gebracht, wenn der Vergleicher 62 das Befehlssignal an die Fortschalteinrichtung 63 anlegt. Wenn jedoch die Werkstückabmessungstole-
r- ranz Δο sehr klein ist, kann ein Bearbeiten mit dem Bezugswerkzeug dazu führen, daß ein Werkstück mit Untermaß erzeugt wird. Um dies zu verhindern, kann die Größe der Werkzeugzustellungskompensation zweckmäßigerweise so gewählt werden, daß das
Werkstück bis auf eine Abmessung größer als der Sollwert bearbeitet wird, worauf die resultierende Werkzeugverschleißkomponente in diesem Zustand festgestellt wird. Danach kann die Größe der Werkzeugzustellungskompensation auf den ursprünglichen
5 Wert wiederhergestellt werden. Auch bei der Ausführungsform nach F i g. 6 wird das Meßbefehlssignal, das die Messung durch die Werkstückmeßeinrichtung 14 anfordert, von der Meßbefehlseinrichtung 33 nach F i g. 3 erzeugt.
Es ist aus der vorstehenden Beschreibung zu erkennen, daß der Anteil der thermischen Verformung aus der Maßabweichung entfernt ist, so daß der reine Werkzeugverschleißanteil und nicht nur die Maßabweichung insgesamt zu jedem Meßzeitpunkt ermittelt wird.
Daher kann die Werkzeuglebensdauer in rationeller Weise mit der gewünschten hohen Genauigkeit überwacht werden, um einen kontinuierlichen automatischen Betrieb der Werkzeugmaschine über eine lange Zeit zu erzielen.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung an einer Revolverdrehmaschine zum selbsttätigen, verschleißabhängigen Einwechsein eines neuen Werkzeuges in die Bearbeitungsposition mit einem Werkzeugrevolver, auf dem eine Vielzahl gleichartiger Drehwerkzeuge mit auf demselben Umfang liegenden Schneidkanten befestigt ist, mit einer Werkstückmeßeinrichtung zum Erfassen des Drehdurchmessers, mit einem Vergleicher zum Vergleich des Sollwertes des Drehdurchmessers mit dem gemessenen Istwert, mit einer Werkzeugverschleiß-Überwachungseinrichtung und mit einer in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Werkzeugverschleiß-Überwachungseinrichtung betätigten Fortschalteinrichtung für den Werkzeugrevolver, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleicher zum Vergleich des Sollwerts mit dem gemessenen Istwert durch einen Subtrahierer (30) gebildet ist, der den Sollwert von dem Istwert subtrahiert und dessen Ausgangssignal die Größe der Maßabweichung darstellt, daß die WerkzeugverschleifJ-Überwachungseinriehtung (32) einen ersten Vergleicher (41), der ein Ausgangssignal erzeugt, wenn das Ausgangssignal des Subtrahierers (30) kleiner als ein .Signal ist, das einen vorgegebenen Einstellwert darstellt, einen Werkzeugverschleiß-Akkumulator (43), der den Ausgang des Subtrahierers (30) jedesmal dann akkumuliert, wenn der erste m Vergleicher (41) ein Ausgangssignal erzeugt, und der rückgesetzt wird, wenn der akxumulierte Wert einen vorgegebenen Wert aes Werkzeugverschleißes erreicht, und einen zweiten Vergleicher (44) aufweist, der das Ausgangssignal des Werkzeugver- a schleiß-AkkumuIators mit dem vorgegebenen Wert des Werkzeugverschleißes vergleicht und das zur Betätigung der Fortschalteinrichtung dienende Ausgangssignal der Werkzeugverschleiß-Überwachungseinrichtung erzeugt, wenn eine Übereinstimmung zwischen den beiden Eingängen erreicht ist, daß eine Meßbefehlseinrichtung (33) vorgesehen ist, die eine Rechenschaltung (51) zur Berechnung der zwischen einem Meßzeitpunkt und dem folgenden Meßzeitpunkt zu bearbeitenden Werkstücke in -r. Abhängigkeit von einem die Abmessungstoleranz (Δο) der Werkstücke darstellenden Signal, von einem eine zur Verringerung der Abmessungstoleranz [A0) verwendete Konstante darstellenden Signal und von einem die Anzahl der bis zu dem einen Meßzeitpunkt bearbeiteten Werkstücke darstellenden Signal sowie in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Subtrahierers (30) aufweist, daß ein dritter Vergleicher (52) zum Vergleich des Ausgangssignals der 'rtechenschaltung (51) mit einem eine voreingestellte maximale Anzahl von zu bearbeitenden Werkstükken darstellenden Signal vorgesehen ist, wobei der dritte Vergleicher entweder das Ausgangssignal der Rechenschaltung (51) weiterleitet, wenn die Anzahl der zwischen dem einen Meßzeitpunkt und dem mi folgenden Meßzeitpunkt zu bearbeitenden Werkstücke kleiner als die vorgegebene maximale Anzahl ist, oder das die maximale Anzahl darstellende Signal weiterleitet, wenn die Anzahl der zwischen dem einen Meßzeitpunkt und dem folgenden Meßzeitpunkt zu bearbeitenden Werkstücke gleich oder größer ist als die maximale Anzahl, und daß ein vierter Vergleicher (57) den Ausgang des dritten Vergleichers (52) mit einem Signal vergleicht, das die Anzahl der tatsächlich bearbeiteten Werkstücke darstellt und der Werkstückmeßeinrichtung (14) ein Meßbefehlssignal zuführt, wenn eine Übereinstimmung zwischen den beiden Eingängen erreicht ist.
2. Vorrichtung an einer Revolverdrehmaschine zum selbsttätigen, verschleißabhängigen Einwechseln eines neuen Werkzeuges in die Bearbeikmgsposition, mit einem Werkzeugrevolver, auf dem eine Vielzahl gleichartiger Drehwerkzeuge mit auf demselben Umfang liegenden Schneidkanten befestigt ist, mit einer Werkstückmeßeinrichtung zum Erfassen des Drehdurchmessers, mit einem Vergleicher zum Vergleich des Sollwertes des Drehdurchmessers mit dem gemessenen Istwert, mit einer Werkzeugverschleiß-Überwachungseinrichtung und mit einer in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Werkzeugverschleiß-Überwachungseinrichtung betätigten Fortschalteinrichtung für den Werkzeugrevolver, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleicher zum Vergleich des Sollwertes mit dem gemessenen Istwert durch einen ersten Subtrahierer (30) gebildet ist, der den Sollwert von dem Istwert subtrahiert und dessen Ausgangssignal die Größe der Maßabweichung darstellt, daß die Werkzeugverschleiß-Überwachungseinrichtung (32) einen Maßabweichungs-Akkumulator (61) aufweist, der das Ausgangssignal des ersten Substrahierers (30) akkumuliert, daß ein Vergleicher I (62) zum Vergleich des Ausgangssignals des Maßabweichungs-Akkumulators (61) mit einem Signal vorgesehen ist, das einen vorgegebenen Wert des Werkzeugverschleißes darstellt, daß der Vergleicher 1 (62) bei Übereinstimmung zwischen den beiden Eingangssignalen ein Ausgangssignal erzeugt, das die Fortschalteinrichtung derart ansteuert, daß ein Bezugswerkzeug, das zwischen der Vielzahl von Werkzeugen fest auf dem We/kzeugrevolver (11) befestigt ist, in die Betriebsstellung gedreht wird, daß ein zweiter Subtrahierer (64) die durch Bearbeitung mit dem Bezugswerkzeug erzielte Werkstückabmessung von der Werkstückabmessung subtrahiert, die durch die Bearbeitung mit dem Werkzeug erzielt wurde, das vor der Verwendung des Bezugswerkzeuges verwendet wurde, daß ein Vergleicher Il (65) das Ausgangssignal des zweiten Subtrahierers (64) mit dem den vorgegebenen Wert des Werkzeugverschleißes darstellenden Signal vergleicht und entweder den Inhalt des Maßabweichungs-Akkumulators (61) durch den Ausgang des zweiten Subtrahierers ersetzt, wenn keine Übereinstimmung zwischen den beiden Eingängen erreicht wird, oder die Fortschalteinrichtung für den Werkzeugrevolver betätigt, wenn eine Übereinstimmung zwischen den beiden Eingängen erreicht ist, daß eine Meßbefehlseinrichtung (33) vorgesehen ist, die eine Rechenschaltung (51) zur Berechnung der zwischen einem Meßzeitpunkt und dem folgenden Meßzeitpunkt zu bearbeitenden Anzahl der Werkstücke in Abhängigkeit von einem die Abmessungstolerar.z (Ao) der Werkstücke darstellenden Signal, von einem eine zur Verringerung der Abmessungstoleranz (Δη) verwendete Konstante darstellenden Signal und von einem die Anzahl der bis zu dem einen Meßzeitpunkt bearbeiteten Werkstücke darstellenden Signal sowie in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des ersten Subtrahierers (30) aufweist, daß ein dritter Vergleicher (52) zum Vergleichen des Ausgangssignals der
Rechenschaltung (51) mil einem eine voreingestellte maximale Anzahl von zu bearbeitenden Werkstükken darstellenden Signal vorgesehen ist, wobei der dritte Vergleicher (52) entweder das Ausgangssignal der Rechenschaltung (51) weiterleitet, wenn die Anzahl der zwischen dem einen Meßzeitpunkt und dem folgenden Meßieitpunkt zu bearbeitenden Werkstücke kleiner als die voreingestellte maximale Anzahl ist, oder das die maximale Anzahl darstellende Signal weiterleitet, wenn die Anzahl der zwischen dem einen Meßzeitpunkt und dem folgenden Meßzeitpunkt zu bearbeitenden Werkstücke gleich oder größer ist als die maximale Anzahl, und daß ein vierter Vergleicher (57) den Ausgang des dritten Vergleichers (52) mit einem Signal vergleicht, das die Anzahl der tatsächlich bearbeiteten Werkstücke darsiellt und der Werkstückmeßeinrichtung (14) ein MeßbefehJssignal zuführt, wenn eine Obereinstimmung zwischen den beiden Eingängen erreicht ist.
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