DE3345269C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine numerische Steuereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Eine solche Steuereinrichtung ist bekannt aus G. Haubner, Elektronische Werkzeugmaschinensteuerungen, 1972, Oldenburg Verlag, München.

Bei numerischen Steuereinrichtungen des vorerwähnten Typs wird im allgemeinen eine Vielzahl von numerischen Steuerprogrammabschnitten (NC) für die jeweiligen Werkstückbereiche im voraus in einem Speicher gespeichert und zwar in der gleichen Reihenfolge, in der auch die Werkstückbereiche aufeinanderfolgend bearbeitet werden sollen. Bei einer automatischen Betriebsweise liest die numerische Steuereinrichtung aufeinanderfolgend die NC-Programmabschnitte aus und steuert die Position des Werkzeugträgers oder des Werkstückträgers gemäß den ausgelesenen NC-Programmabschnitten, so daß die Werkstückbereiche aufeinanderfolgend bearbeitet werden.

Es sind viele Arten von zylindrischen Werkstücken mit einer Vielzahl von Stufen, welche einander in ihrer Gestalt ähneln, möglich. Wenn in einem solchen Falle ein bestimmter Bereich eines zylindrischen Werkstücks mit einer Vielzahl von Stufen nicht bearbeitet werden soll, so sollte es möglich sein, ein bereits fertiggestelltes NC-Programm zu verwenden, welches zur Bearbeitung anderer Werkstücke mit ähnlicher Gestalt erstellt wurde, ohne daß die Änderung des bereits fertiggestellten NC-Programms erforderlich ist.

Da jedoch die numerische Steuereinrichtung so aufgebaut ist, daß die Bearbeitung in einer vorbestimmten Reihenfolge vorgenommen wird, in der die NC-Programmabschnitte im Speicher gespeichert sind, muß man jeweils ein zweckentsprechendes NC-Programm herstellen und für die jeweiligen Arten von vielstufigen zylindrischen Werkstücken mit ähnlicher Gestalt eingeben.

Es ist ferner eine numerische Steuereinrichtung bekannt, welche eine Blocksprungfunktion aufweist, um das geschilderte Programmierproblem zu lösen. Zur Benutzung dieser Funktion werden Schaltziffern einer Vielzahl von Blocksprungschaltern zugeordnet. Diese Schaltziffern werden im voraus bei entsprechenden Speicheradressen eingeschrieben. Dabei handelt es sich um die Speicheradressen, bei denen diejenigen NC-Datenblocks gespeichert werden, welche für Werkstückabschnitte erstellt wurden, die mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit bei einer Bearbeitung ausgelassen werden müssen. Bei einem automatischen Betrieb werden nun einige der Speicheradressen übersprungen, so daß die Bearbeitung der zugeordneten Werkstückabschnitte unterbleibt. Dabei handelt es sich um diejenigen Speicheradressen, bei denen Schaltziffern gespeichert sind, welche einigen der Blocksprungschalter zugeordnet sind, die sich im EIN-Zustand befinden.

Bei der Blocksprungfunktion ist es erforderlich, abzuschätzen, welcher Werkstückbereich wahrscheinlich bei der Bearbeitung auszulassen ist. Ferner ist es erforderlich, die Schaltziffern der Blocksprungschalter bei entsprechenden Speicheradressen desjenigen Speicherbereichs einzuschreiben, welcher dem ins Auge gefaßten Werkstückbereich zugeordnet ist. Dies muß gleichzeitig mit der Eingabe der NC-Datenblocks für den Werkstückbereich geschehen. Hierdurch gestaltet sich nachteiligerweise der Programmiervorgang zeitaufwendig. Darüber hinaus erlaubt die Blocksprungfunktion nur das Überspringen aufeinanderfolgender Datenbereiche. Es ist jedoch nicht möglich, die Reihenfolge der Bearbeitungen zu ändern. Es kann jedoch vorkommen, daß die Bearbeitungen aufeinanderfolgender Werkstückabschnitte in einer Reihenfolge ausgeführt werden muß, welche von der Reihenfolge abweicht, in der die NC-Programmabschnitte für die Werkstückbereiche eingegeben wurden. Dies kann zum Beispiel erforderlich sein zum Zwecke der aufeinanderfolgenden Bearbeitung von Werkstückabschnitten, beginnend mit dem Werkstückabschnitt mit der höchsten Genauigkeitsanforderung bis zu einem Werkstückabschnitt mit der niedrigsten Genauigkeitsanforderung. In diesem Falle kann ein NC-Programm, welches aus den vorerwähnten Programmabschnitten besteht, nicht verwendet werden. Es müssen in einem solchen Falle die Programmabschnitte erneut eingegeben werden und zwar in derjenigen Reihenfolge, in der die gewünschten Bearbeitungen der Werkstückabschnitte vorgenommen werden sollen.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte numerische Steuereinrichtung für eine Werkzeugmaschine zu schaffen, welche es gestattet, ein bereits im Speicher gespeichertes NC-Programm frei und auf einfache Weise zu revidieren, um so die Änderung der Reihenfolge der aufeinanderfolgenden Bearbeitung einer Anzahl von Werkstückbereichen zu ändern, oder auch die Bearbeitung eines oder mehrerer Werkstückbereiche auszulassen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine numerische Steuereinrichtung für eine Werkzeugmaschine, zum Beispiel für eine Drehbank oder eine Rundschleifmaschine oder dergleichen, gemäß dem Hauptanspruch gelöst.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen numerischen Steuereinrichtung zusammen mit einer Rundschleifmaschine mit gewinkelter Schleifscheibe;

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Adressenzuordnung im Speicher der Fig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht der Tastatur einer Dateneingabeeinrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 4 ein Ablaufdiagramm einer Dateneingaberoutine, welche bei manuellem Dateneingabebetrieb vom Prozessor der Fig. 1 ausgeführt und

Fig. 5 ein Ablaufdiagramm einer numerischen Steuerroutine, welche bei automatischem Betrieb vom Prozessor ausgeführt wird.

Fig. 1 zeigt eine numerische Steuereinrichtung der vorliegenden Erfindung mit einem Prozessor 1, einem Speicher 2, einer Impulsgeneratorschaltung 3, einer Dateneingabe- Einrichtung 4 und Servormotor-Treiberschaltungen 5 und 6.

Ein über die Dateneingabevorrichtung 4 eingegebenes NC- Programm wird unter Steuerung durch den Arbeitsprozessor 1 im Speicher 2 abgespeichert. Bei automatischem Betrieb wird das NC-Programm Block für Block ausgelesen und in Übereinstimmung mit diesem Programm werden die Impulse der Impulsgeneratorschaltung 3 auf die Servomotor-Treiberschaltungen 5 und 6 verteilt, so daß die Servomotoren 51 und 61 angetrieben werden.

Ein Schleifkopf 72 und ein Schlitten 73 sind relativ zueinander bewegbar auf einem Maschinenbett 71 der Schleifmaschine angeordnet. Der Schleifkopf 72 ist durch den Servomotor 51 verschiebbar, während der Schlitten 73 durch den Servomotor 61 verschiebbar ist. Ein Werkstück W mit einer abgestuften Gestalt und mehreren, zum Beispiel vier zu bearbeitenden Bereichen P1-P4, welche in axialer Richtung hintereinander liegen, wird zwischen einem Spindelstock 74 und einem Reitstock 75 des Schlittens 73 gehalten. Der Schleifkopf 72 trägt eine Schleifscheibe 76, deren Drehachse quer zur Verschieberichtung des Schleifkopfes 72 und in spitzem Winkel zur Verschieberichtung des Schlittens 73 verläuft. Die zu bearbeitenden Bereiche P1-P4 des Werkstücks W können selektiv in Kontakt mit der Schleifscheibe 76 gebracht werden und zwar durch die Bewegungen des Schleifkopfes 72 und des Schlittens 73. Auf diese Weise kann das Werkstück W geschliffen werden.

Nun wird auf Fig. 2 Bezug genommen. Diese veranschaulicht die Zuordnung der Speicherplätze. Daten, welche die Anzahl der Werkstückbereiche P1-P4 oder der zu bearbeitenden Stufen darstellen, werden bei der ersten Adresse SA0 im Speicherbereich des Speichers 2 für das Bearbeitungsprogramm abgespeichert. Andere Adressen des Speicherbereichs für das Bearbeitungsprogramm, welche auf die erste Adresse SA0 folgen, werden in eine Vielzahl von Stufendatenbereichen DA1-DA4 unterteilt, welche den Werkstückbereichen P1-P4 zugeordnet werden. Die jeweils ersten Adressen SA1, SA2, SA3 und SA4 eines jeden Stufendatenbereichs DA1-DA4 dienen als Bereiche für Reihenfolgeordnungsziffern. Eine jeweils nachfolgende Adresse SA1+1, SA2+1, SA3+1 oder SA4+1 eines jeden Stufendatenbereichs DA1-DA4 dient zur Abspeicherung der Daten "1" oder "0". Dabei handelt es sich um Bearbeitungskennzeichen (Bearbeitungsbefehlsdaten), welche anzeigen, ob eine Bearbeitung erforderlich ist oder nicht. Die verbleibenden Adressen eines jeden Stufendatenbereichs DA1-DA4 dienen zur Abspeicherung eines NC- Programmabschnitts, welcher aus einer Vielzahl von NC- Datenblocks besteht, die sich zum Beispiel beziehen auf den Schleifbetrieb, eine Schlitteneinstellposition, verschiedene Schleifzustellbeträge, verschiedene Schleifzustellgeschwindigkeiten usw.

In dem geschilderten speziellen Fall zeigt die Zahl "4" an, daß vier Bearbeitungsstufen durchgeführt werden. Diese Zahl "4" wird bei der Adresse SA0 gespeichert und die Ziffern "2", "3", "1" und "4", welche die Bearbeitungsreihenfolge wiedergeben, werden bei den Adressen SA1-SA4 gespeichert. Die Ziffern "1" oder "0" werden bei jeder der Adressen SA1+1 bis SA4+1 gespeichert, um anzuzeigen, ob eine Bearbeitung erforderlich ist oder nicht. Falls eine solche Bearbeitung erforderlich ist, wird dies durch die Ziffer "1" angezeigt.

Fig. 3 zeigt eine Eingabetastatur für die Dateneingabevorrichtung 4. Die Eingabevorrichtung 4 weist einen Satz numerischer Tasten 41 auf sowie einen Satz Funktionstasten 42 bis 48. Die Funktionstasten 42-48 umfassen eine Bearbeitungsstufen-Eingabetaste 42, eine Werkstückbereich- Bezeichnungstaste 43, eine Taste 44 zur Einstellung der Bearbeitungsreihenfolge, eine Bearbeitungsbefehlstaste 46, eine NC-Dateneinstelltaste 47 und eine Endbefehlstaste 45 sowie eine Einschreibbefehlstaste 48.

Wenn ein NC-Programm durch die Dateneingabevorrichtung 4 eingegeben wird, so führt der Betriebsprozessor 1 die Datenverarbeitungen gemäß dem Ablaufdiagramm der Fig. 4 aus, unter Steuerung der Dateneingabe. Insbesondere werden die Stufen 801 bzw. 804 ausgeführt, um festzustellen, ob die Tasten 42 und 43 gedrückt sind oder nicht. Wenn die Bearbeitungsstufen-Eingabetaste 42 gedrückt ist, so schreitet die Routine des Betriebsprozessors 1 von der Stufe 801 zur Stufe 802 vor. In der Stufe 802 wird eine Ziffer, welche über die Zifferntastatur 41 eingegeben wird und die Anzahl der Bearbeitungsstufen angibt, bei der ersten Adresse SA0 des Programmspeicherbereichs eingespeichert, wenn nachfolgend die Einschreibetaste 48 gedrückt wird. Auf die Stufe 804 folgt die Stufe 805, sobald die Taste 43 zur Bezeichnung des Werkstückbereichs gedrückt wird. In Stufe 805 wird die erste Adresse eines der Stufendatenbereiche DA1-DA4 ausgewählt zur Eingabe einer Ziffer, welche einem der Werkstückbereiche P1-P4 entspricht und zwar mit Hilfe der Zifferntasten 41.

Die Stufen 806, 808 und 810 werden ausgeführt um festzustellen, ob die Tasten 44, 46 bzw. 47 gedrückt wurden. Wenn die Taste 44 zur Einstellung der Bearbeitungsreihenfolge gedrückt wird, so folgt auf die Stufe 806 die Stufe 807, in der mit Hilfe der Zifferntastatur 41 die Reihenfolgeordnungsziffer eingespeichert wird und zwar in einem ausgewählten Datenbereich SA1-SA4 für die Bearbeitungsreihenfolge und gleichzeitig mit dem nachfolgenden Drücken der Einschreibetaste 48. Danach hat das Drücken der Bearbeitungsbefehlstaste 46 zur Folge, daß die Stufe 809 nach der Stufe 808 ausgeführt wird. In der Stufe 809 wird der Bearbeitungsbefehl "1" bei der Adresse SA1+1, SA2+1, SA3+1 oder SA4+1 eingespeichert und zwar unmittelbar auf die Datenbereiche SA1-SA4 für die Bearbeitungsreihenfolge folgend. Die Stufe 811 wird erreicht, wenn die NC-Dateneingabetaste 47 gedrückt wird. In Stufe 811 wird ein NC-Datenblock durch die numerische Tastatur 41 eingegeben. Jeder NC-Datenblock besteht aus ersten und zweiten numerischen Daten, welche durch ein Komma getrennt sind. Die ersten numerischen Daten bezeichnen die Art des NC-Datenblocks, während die zweiten numerischen Daten einen Parameter des NC-Datenblocks bezeichnen. Wenn die Einschreibetaste 48 gedrückt wird und zwar nach dem Drücken der numerischen Tasten 41, so werden die zweiten numerischen Daten bei einer Adresse des ausgewählten Programmbereichs PS1, PS2, PS3 oder PS4 abgespeichert, welcher durch die ersten numerischen Daten bezeichnet wird.

Fig. 5 zeigt ein Ablaufdiagramm von Datenverarbeitungen, welche der Prozessor 1 bei automatischem Betrieb für die Steuerung der Schleifmaschine 7 gemäß dem NC-Programm im Speicher 2 ausführt. Ein Ordnungszähler GOC wird gesetzt, wodurch in Stufe 901 die Ziffer "1" erscheint. In Stufe 902 werden die Bearbeitungsbefehlsdaten ermittelt, welche bei den zweiten Adressen SA1+1, SA2+1, SA3+1 oder SA4+1 der Stufendatenbereiche DA1-DA4 gespeichert sind. In diesen Stufendatenbereichen findet sich die Reihenfolgeordnungsziffer, welche mit einem Zählwert des Ordnungszählers GOC koinzidiert. Sobald sichergestellt ist, daß die Bearbeitungsbefehlsdaten darin gespeichert sind, folgt auf die Stufe 903 die Stufe 904 und wiederum die Stufe 905. In den Stufen 904 und 905 werden Vorschubimpulse auf die Servomotoren 61 und 51 verteilt und zwar gemäß dem NC-Programmabschnitt, welcher in dem jeweils ausgewählten Bereich der Stufendatenbereiche DA1-DA4 abgespeichert ist. Demzufolge wird der Schlitten 73 derart bewegt, daß einer der Werkstückbereiche P1-P4, welcher durch den Ordnungszähler GOC bezeichnet wird, mit der Schleifscheibe 76 in Fluchtung kommt. Sodann wird der Schleifkopf 72 zugestellt, so daß einer der Werkstückbereiche P1-P4 geschliffen wird.

Vorstehend wurde als Anwendungsbeispiel eine Schleifmaschine herangezogen. Dabei wurden bei der zweiten Adresse SA3+1 des dritten Stufendatenbereichs DA3 keine Bearbeitungsbefehlsdaten gespeichert. Demzufolge wird die Bearbeitung des dritten Bereichs P3 des Werkstücks W ausgelassen und es werden nur die verbleibenden Bearbeitungsbereiche P1, P2 und P4 aufeinanderfolgend geschliffen.

Wenn nun die programmierte Bearbeitungsreihenfolge geändert werden soll, so wird die Ziffer, welche den zu ändernden Werkstückbereich bezeichnet, durch die numerische Tastatur 41 eingegeben und die Taste 44 (Fig. 3) für die Einstellung der Bearbeitungsreihenfolge wird gedrückt. Sodann wird die Ziffer, auf die sich diese Änderung bezieht, durch die numerische Tastatur 41 eingegeben und schließlich wird die Einschreibetaste 48 gedrückt.

Wenn andererseits die Bearbeitung eines der Werkstückbereiche P1-P4 ausgeführt werden soll oder ausgelassen werden soll, so wird die diesen Werkstückbereich bezeichnende Ziffer in gleicher Weise designiert und danach wird die Bearbeitungsbefehlstaste 46 gedrückt. Nachfolgend wird durch die numerische Taste 41 "1" oder "0" eingegeben, worauf die Einschreibetaste 48 gedrückt wird.

Claims (3)

1. Numerische Steuereinrichtung zur aufeinanderfolgenden Bearbeitung einer Vielzahl von in axialer Richtung hintereinander liegenden Bereichen eines rotierenden Werkstücks mit einer Werkzeugmaschine gemäß einem numerischen Steuerprogramm mit einer Vielzahl von den einzelnen Werkstückbereichen zugeordneten numerischen Steuerprogrammabschnitten, die in vorgegebener Reihenfolge in einem Speicher der numerischen Steuereinrichtung gespeichert sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermöglichung der Bearbeitung aller oder eines Teils der Werkstückbereiche in einer gewünschten Reihenfolge von z. B. fallender Genauigkeitsanforderung unabhängig von der vorgegebenen Reihenfolge der Speicherung der Steuerprogrammabschnitte jeweils den einzelnen Steuerprogrammabschnitten zugeordnete Bearbeitungskennzeichen und Reihenfolgeordnungsziffern im Speicher der numerischen Steuereinrichtung einspeicherbar sind, wobei die den einzelnen Steuerprogrammabschnitten zugeordneten Bearbeitungskennzeichen festlegen, ob der betreffende Werkstückbereich bearbeitet werden soll oder nicht und die Reihenfolgeordnungsziffern die gewünschte Bearbeitungsreihenfolge festlegen, und daß ein Ordnungszähler jedesmal inkrementiert wird, wenn die Bearbeitung eines Werkstückbereichs beendet ist, und daran anschließend geprüft wird, ob für einen Werkstückbereich, dessen eingespeicherte Reihenfolgeordnungsziffer mit der neuen Ordnungsziffer des Ordnungszählers übereinstimmt, ein Bearbeitungskennzeichen eingespeichert ist oder nicht und demgemäß die Bearbeitung des betreffenden Werkstückbereichs gemäß dem numerischen Steuerprogrammabschnitt veranlaßt bzw. der Ordnungszähler inkrementiert wird.

2. Numerische Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der fest vorgegebenen Reihenfolge den einzelnen Werkstückbereichen zugeordneten Speicherabschnitte jeweils einen ersten Speicherbereich für die Reihenfolgeordnungsziffer, einen zweiten Speicherbereich für das Bearbeitungskennzeichen und einen dritten Speicherbereich für die numerischen Steuerdaten für die Bearbeitung des Werkstückbereichs umfassen.

3. Numerische Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Werkzeugmaschine vorgesehen ist, die einen ersten Servomotor (61) umfaßt zur Bewegung eines Schlittens (73), auf dem das Werkstück (W) drehbar gelagert ist, längs der Drehachse des Werkstücks (W) sowie einen zweiten Servomotor (51) zur Bewegung eines Schleifkopfes (72), der eine drehbare Schleifscheibe (76) trägt, in einer Richtung, welche die Bewegungsrichtung des Schlittens (73) in einem spitzen Winkel schneidet und daß eine Datenauslese- und Befehlsausführungseinrichtung (1, 2, 3) mit dem ersten (61) und zweiten (51) Servomotor verbunden ist zum Zwecke der Steuerung derselben gemäß dem ausgelesenen numerischen Steuerdatenblock.