DE3901621A1 - Nc-bearbeitungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft im wesentlichen eine Bearbeitungsvorrichtung zur Herstellung von Schneckenteilen, d. h. eines Fertigungsteils mit einer Evolventenfläche oder -wand, wie er üblicherweise in einem Schneckenverdichter verwendet wird, und insbesondere eine numerische gesteuerte Werkzeugmaschine.

Es wird auf den Stand der Technik Bezug genommen. Einige jüngere Modelle eines Klimageräts verwenden eine Verdrängerschneckenpumpe als Verdichter. Die Verdrängerschneckenpumpe ist als Fluidpumpe mit einem Pumpenrad oder Rotor bekannt, der eine Kreis- oder Drehbewegung durchführt, um ein Fluidmedium von Einlaß zum Auslaß zu fördern. Die Verdrängerschneckenpumpe der vorstehend aufgeführten Bauart ist mit einem Paar Scheiben ausgestattet, von denen jede eine Schneckenwand vorbestimmter Höhe aufweist, wobei die Scheiben des Paars mit 180° Phasenverschiebung zueinander um die Drehachse kombiniert sind, und die jeweiligen Schneckenwände in Anlage miteinander stehen. Beim Betrieb werden die Scheiben relativ zueinander angetrieben, um es dem Fluidmedium zu gestatten, längs der Spiralbahn vom Einlaß zum Auslaß geführt zu werden. Die Verdrängerschneckenpumpe hat zahllose Vorteile; sie arbeitet sanft, mit geringem Geräusch und niedrigem Schwingungspegel und hoher Arbeitsgeschwindigkeit.

Die Form der in der Verdrängerschneckenpumpe verwendeten Schneckenwand wird durch eine Evolventenkurve dargestellt, um geometrische Geschlossenheit zu erzielen.

Die Bearbeitung der Schneckenwand (scroll wall) erfolgt im wesentlichen durch Umsetzen der mathematischen Gleichungen, die eine angestrebte oder gewünschte Evolventenkurve beschreiben, in eine programmierte Reihe von X-Y- Koordinatenwerten und Eingabe der programmierten Reihe der X-Y-Koordinatenwerte in eine numerisch gesteuerte Profilbearbeitungsmaschine oder NC-Bearbeitungsvorrichtung, um das Werkzeug und Werkstück zu einer Relativbewegung zu veranlassen. Das bekannte NC-Bearbeitungssystem weist jedoch einige Probleme auf, da die Bearbeitungszeit wegen der Datenverarbeitungskapazität des NC-Bearbeitungssystems begrenzt ist und, falls eine Interpolation im X-Y- Koordinatensystem durchgeführt wird, ein Fehler in der Bewegung des Bearbeitungswerkzeugs an einem zentralen Abschnitt des Werkstücks dazu tendiert, infolge der Zeitverzögerung der Servonachführung des Antriebsmotors vergrößert zu werden und deshalb ein Hochgeschwindigkeitsvorschub nicht erhalten werden kann.

Im Hinblick auf die bei dem üblichen NC-Bearbeitungssystem auftretenden Schwierigkeiten zeigt beispielsweise die japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. 62-88507, die am 23. April 1987 veröffentlicht wurde, ein NC-Bearbeitungssystem, bei welchem der Mittelpunkt des Bearbeitungswerkzeugs auf einer Geraden tangential zu dem Grundkreis bewegt wird, der die Evolventenkurve erzeugt, während das Werkstück synchron mit der Bewegung des Bearbeitungswerkzeugs um den Mittelpunkt eines derartigen Grundkreises gedreht wird. Gemäß diesem bekannten Bearbeitungssystem ist die Bewegungsrichtung des Bearbeitungswerkzeugs normal zur Evolventenkurve, und daher kann eine höchstgenaue Hochgeschwindigkeitsbearbeitung erzielt werden.

Jedoch erfordert es das vorausgehend aufgeführte bekannte NC-Bearbeitungssystem, daß das Bearbeitungswerkzeug auf dem Grundkreis der Evolventenkurve (oder auf der Geraden, die tangential zu einem derartigen Grundkreis verläuft) versetzt ist, bevor die Bearbeitung durch Bewegung des Werkstücks in einer dazu senkrechten Richtung erfolgt. Anders ausgedrückt, das bekannte NC-Bearbeitungssystem muß so entworfen sein, daß das Bearbeitungswerkzeug nicht nur für eine Bewegung in zwei Richtungen in einer gemeinsamen Ebene gehalten wird, während das Werkstück drehbar gehalten werden kann, sondern ebenfalls zur Bewegung in einer Richtung parallel zur Bearbeitungsrichtung und senkrecht zu der gemeinsamen Ebene, in der sich das Bearbeitungswerkzeug in den beiden Richtungen bewegen kann, d. h. in einer Richtung parallel zur Drehachse des Werkstücks.

Daher benötigt bei dem bekannten NC-Bearbeitungssystem die Bearbeitungsvorrichtung eine erhöhte Anzahl von Arbeitsachsen, wodurch das System sperrig und in der Herstellung kostspielig wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, im wesentlichen die vorausgehend aufgeführten Probleme, die bei den Bearbeitungssystemen des Stands der Technik vorliegen, zu beseitigen und im wesentlichen eine verbesserte NC-Bearbeitungsvorrichtung zu schaffen, die kompakt und kostengünstig gefertigt werden kann, während sie in der Lage ist, eine höchstgenaue Bearbeitung der Schneckenteile mit hoher Geschwindigkeit durchzuführen.

Zur Lösung dieser Aufgabenstellung betrifft die Erfindung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform derselben eine Bearbeitungsvorrichtung zur Herstellung von Schneckenteilen, die eine Spindelstockanordnung einschließlich einer Spindel zum Halten eines Werkstücks zwecks Drehung umfassen, eine Werkzeughaltevorrichtung zum Halten eines Bearbeitungsstücks, eine erste Schlittenanordnung, die zur Bewegung der Werkzeugehaltevorrichtung in einer Richtung senkrecht zur Spindel (einer X-Achse) gehalten wird, einer zweiten Schlittenanordnung, die zur Bewegung der Werkzeugehaltevorrichtung in einer Richtung parallel zur Spindel gehalten wird, und einer Steuervorrichtung zur Steuerung der Bewegung der ersten Schlittenanordnung und der Drehung der Spindel. Die Bearbeitungsvorrichtung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung derart programmiert ist, daß sie den Abstand x zwischen dem Mittelpunkt des Grundkreises, der eine gewünschte Evolventenkurve erzeugt, die von den Schneckenteilen gebildet wird, und den Mittelpunkt des Bearbeitungswerkzeugs entsprechend der nachfolgenden Glei­ chung (I) berechnet, und daß sie ferner den Drehwinkel der Spindel relativ zu dem Abstand x entsprechend der nachfolgenden Gleichung (II) berechnet:

und

C = R - tan^-1 {[a( R + Ψ ) + D/2]}/a (II)

wobei a den Radius des Grundkreises darstellt, der die Evolventenkurve erzeugt, R den Evolventwinkel, ψ den Winkel, der zwischen der X-Achse und dem Ausgangspunkt der Evolventenkurve gemessen wird, und D den Durchmesser des Bearbeitungswerkzeugs.

Die Erfindung ist somit wirksam, die Profilbearbeitung der Schneckenteile nur unter Verwendung der Drehung des Werkstücks und der Bewegung des Bearbeitungswerkzeugs in X-Achsenrichtung mit hoher Genauigkeit und hoher Geschwindigkeit durchzuführen.

Die aufgeführte und weitere Aufgabenstellungen und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform derselben in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen; es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer NC-Bearbeitungsvorrichtung zur Herstellung von Schneckenteilen entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische perspektivische Ansicht eines in der NC-Bearbeitungsvorrichtung verwendeten Bearbeitungswerkzeugs;

Fig. 3 eine Darstellung eines Systemaufbaus der erfindungsgemäßen NC-Bearbeitungsvorrichtung;

Fig. 4 eine Ablaufdarstellung, die den Arbeitsablauf eines Datenprozesors angibt, der in der NC-Bearbeitungsvorrichtung verwendet wird;

Fig. 5 eine Darstellung zur Erläuterung des Koordinatenumsetzungssystems,

Fig. 6 bis 8 Darstellungen zur Erläuterung eines Datenaufteilungsverfahrens; und

Fig. 9 eine Ablaufdarstellung, die die Arbeitsfolge einer Steuervorrichtung angibt.

Es wird zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, die den Systemaufbau angibt, wonach eine erfindungsgemäße NC- Bearbeitungsvorrichtung eine Werkzeugmaschine (20) mit einer im wesentlichen mit (10) bezeichneten Steuervorrichtung umfaßt. Die Steuervorrichtung (10) umfaßt einen Mikrocomputer, der zur Steuerung der Folge der Bearbeitungsvorgänge programmiert ist, die durch die Werkzeugmaschine (20) erfolgen, um ein Endprodukt zu liefern, das ein Schneckenteil mit einer gekrümmten Wand oder Fläche ist, die eine Evolventenkurve bildet.

Wie am besten in Fig. 2 angegeben ist, umfaßt die Werkzeugmaschine (20) ein horizontales Maschinenbett (21) mit einem Spindelstock (22) und einem Schlitten (23). Der Spindelstock (22) ist starr am Maschinenbett (21) befestigt, und trägt eine Spindel (23 A), die durch einen Servomotor (22 B) angetrieben werden kann und die dazu verwendet wird, ein Werkstück zur Drehung mit ihr zusammen in einer durch den Pfeil (C) angegebenen Richtung zu halten. Der Schlitten (23) weist einen Sattel (23 C) auf, der am Maschinenbett über eine Führungsbahn zur Bewegung in einer Richtung nahe an den Spindelstock (22) und von diesem weg entsprechend der durch den Pfeil (Z) angegebenen Z-Achsenrichtung befestigt ist, sowie einen Werkzeughalteblock (23 A) zur Halterung einer Anzahl Bearbeitungswerkzeuge (24), die durch einen Antriebsmotor (23 B) angetrieben werden können, wobei der Werkzeughalteblock (23 A) am Sattel (23 C) am Sattel (23 C) zur Bewegung in einer X-Achsenrichtung befestigt ist, die durch den Pfeil X angegeben wird und senkrecht zur Z-Achsenrichtung verläuft. Der Werkzeughalteblock (23 A) und der Sattel (23 C) können durch jeweilige Servomotoren (23 D) und (23 E) angetrieben werden. Jeder der Motoren (22 B, 23 B, 23 D und 23 E) kann durch die Steuervorrichtung (10) in programmierter Folge gesteuert werden, so daß die Drehung der Spindel (22 A) und damit des Werkstücks, die Auswahl und der Antrieb der Bearbeitungswerkzeuge (24), die Bewegung des Werkzeughalteblocks (23 A) und somit des Bearbeitungswerkzeugs (24) in X-Achsenrichtung und die Bewegung des Sattels (23 C), und somit der Bearbeitungswerkzeuge (24) in Z-Achsenrichtung miteinander koordiniert werden kann, um eine gewünschte Bearbeitung der Schneckenteile zu erzielen.

Soll die tatsächliche Bearbeitung durchgeführt werden, so werden X-Y-Koordinatenwerte, die in einer NC- Prozessorsprache programmiert sind, um Punkte auf dem X-Y-Koordiantensystem darzustellen, die zur Darstellung einer gewünschten Evolventenkurve erforderlich sind, in die Steuervorrichtung (10) eingegeben, damit das Werkstück auf der Spindel (22 A) gedreht werden kann und damit ferner der Werkzeughalteblock (23 A) mit einem ausgewählten der Bearbeitungswerkzeuge (24) in konzentrischer Fluchtung mit der Spindel (22 A) in X-Achsenrichtung angetrieben werden kann.

Gemäß Fig. 1 umfaßt die Steuervorrichtung (10) einen Datenprozessor (Datenerzeugereinheit) (11) und eine Steuereinheit (NC-Einheit) (12) zur Steuerung der Werkzeugmaschine (10) entsprechend einer Reihe verarbeiteter kodierter Daten, die durch den Datenprozessor (11) geliefert werden, wobei die Einzelheiten einer jeden Einheit (11) und (12) in Fig. 3 als Blockschaltbild angegeben sind.

Es wird auf Fig. 3 Bezug genommen; der Datenprozessor (11) umfaßt einen Koordinatenumsetzer (11 A), der betrieben wird, um X-Y-Koordinatendaten, die die gewünschte, in der NC-Prozessorsprache ausgedrückte Evolventenkurve in Polarkoordinatendaten entsprechend einer programmierten Gleichung umsetzen, eine Verarbeitungsaufteilungseinheit (11 B), die betrieben wird, um die Daten aufzuteilen, um eine Interpolation zur Optimierung der Bewegungsbahn zu erzielen, und einen X·C·T-Umsetzungsdatenerzeuger (11 C), der betrieben wird, um sowohl die Position auf der X-Achse (die Bewegungsgröße in der X-Achsenrichtung) und den Drehwinkel der Spindel (22 A) sowie verteilte Zeitspannen (T) zu berechnen, während welcher der Werkzeughalteblock (22 A) in der X-Achsenrichtung bewegt oder die Spindel (22 A) angetrieben wird. Die Ergebnisse der im Datenprozessor (11) durchgeführten Berechnung werden an die Steuereinheit (12) ausgegeben, wie an späterer Stelle beschrieben wird. Die vorausgehend beschriebene Arbeitsfolge des Datenprozessors (11) ist in der Ablaufdarstellung gemäß Fig. 4 beschrieben. Wie dort angegeben wird, werden die in der NC-Prozessorsprache ausgedrückten Daten (die X-Y- Koordinatendaten) eingegeben, die Daten werden eingelesen, und es erfolgt eine Beurteilung zur Bestimmung, ob die dermaßen eingelesenen Daten die gewünschte Evolventenkurve darstellen. Zeigt das Ergebnis der Beurteilung an, daß die eingelesenen Daten die Evolventenkurve darstellen, so werden die X-Y-Koordinatendaten in die Polarkoordinatenwerte (X-C) umgesetzt. Diese Beurteilung und Umsetzung wird durch den Koordinatenumsetzer (11 A) durchgeführt. Anschließend, falls der Evolventenwinkel R nicht den Evolventenabschlußwinkel R s erreicht, führt die Verarbeitungsaufteilungseinheit (11 B) ein Verfahren zur gleichen Aufteilung durch, um die umgesetzten Daten zu unterteilen, und falls erforderlich, auch ein Aufteilungsverfahren nach Korrekturfehler und ein Aufteilungsverfahren nach Umfangsgeschwindigkeitsänderung vorzunehmen, die beide an späterer Stelle beschrieben werden. Anschließend liefert der X·C·T- Umsetzungsdatenerzeuger (11 C) X·C·T- Umsetzungsdatenerzeuger (11 C) X·C·T-umgesetzte Daten.

Die Umsetzung der X-Y-Koordinatendaten in Polarkoordinatendaten, die durch den Koordinatenumsetzer (11 A) erfolgt, wird entsprechend den nachfolgenden Gleichungen (I) und (II) durchgeführt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 5 sei angenommen, daß a den Radius des Grundkreises darstellt, der die Evolventenkurve erzeugt, R den Evolventenwinkel angibt, ψ den Winkel darstellt, der zwischen der X-Achse und dem Ausgangspunkt der Evolventenkurve gemessen wird, und D den Außendurchmesser eines Fräsers angibt, der das in der Werkzeugmaschine verwendete Bearbeitungswerkzeug ist. Dann wird die Position in X-Achsenrichtung (die Entfernung x zwischen dem Mittelpunkt des Grundkreises der Evolventenkurve und dem Mittelpunkt des Bearbeitungswerkzeugs) entsprechend der nachfolgenden Gleichung (I) berechnet:

Es wird darauf hingewiesen, daß der Winkel ψ von der X-Achse zum Ausgangspunkt der Evolventenkurve einen positiven (+) Wert annehmen kann, falls sich die Evolventenkurve in positiver Richtung erstreckt, und einen negativen (-) Wert, falls sich die Evolventenkurve in negativer Richtung erstreckt. Es wird ferner darauf hingewiesen, daß der Wert von D/2 (der maximale Durchmesser des Fräsers) einen negativen (-) Wert annehmen kann, falls die Schneckenfläche eine Innenwandfläche, wie beispielsweise in Fig. 5 gezeigt ist, darstellt, jedoch einen positiven (+) Wert, falls die Schneckenfläche eine Außenwandfläche bildet.

Der Drehwinkel (C) der Spindel (22 A) gegenüber der X-Achse entsprechend der berechneten Entfernung x wird durch nachfolgende Gleichung (II) bestimmt:

C = R - tan^-1 {[a( R + ψ ) + D/2]}/a (II)

Anschließend wird das Datenaufteilungsverfahren für die Bestimmung eines Interpolationsintervalls zwischen den Daten erläutert.

Wie vorausgehend beschrieben wurde, können die Daten entsprechend einem von drei verschiedenen Verfahren aufgeteilt werden, nämlich entsprechend dem Aufteilungsverfahren nach gleichem Drehwinkel, dem Aufteilungsverfahren nach Korrekturfehler und dem Aufteilungsverfahren nach Umfangsgeschwindigkeitsänderung, von denen jedes nunmehr beschrieben wird.

Das Aufteilungsverfahren nach gleichen Drehwinkel ist jenes, bei dem gemäß den Fig. 6A und 6B die Daten für jeden vorbestimmten Drehwinkel (C) oder Evolventenwinkel aufgeteilt werden. Fig. 6A zeigt ein Beispiel, bei welchem ein Bearbeitungsintervall A-B, das nach dem festliegenden Drehwinkel (C) aufgeteilt ist, einen Block ergibt, während Fig. 6B ein Beispiel darstellt, bei welchem ein Bearbeitungsintervall A-B, das nach dem mit R festgelegten Evolventenwinkel unterteil ist, einen Block ergibt.

Das Aufteilungsverfahren nach Korrekturfehler ist eine lineare Interpolation in einen unterteilten Block, und zwar einen, bei dem die Weite eines Blocks (Aufteilungsweite: A-B) derart bestimmt wird, daß ein Fehler Δ x, der zwischen einem theoretischen Wert (einer theoretischen Bahnbewegung, wie sie durch die voll­ ausgezogene Linie in Fig. 7 angegeben wird) und einem tatsächlichen Wert (eine interpolierte Bahnbewegung, wie sie durch die gestrichelte Linie in Fig. 7 angegeben wird) kleiner als ein vorgegebener Wert sein kann.

Das Aufteilungsverfahren nach Umfangsgeschwindigkeitsänderung ist ein Verfahren, bei welchem im Hinblick darauf, daß, falls die Bearbeitung so durchgeführt wird, um eine Evolventenkurve auf einer Zweiachsenbasis durchzuführen (Bewegung in X-Achsenrichtung und Drehung in Richtung C), wie es bei der erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung durchgeführt wird, der Bearbeitungsabstand in einem Block nicht zum Abstand X oder dem Drehwinkel C proportional ist, obgleich die Durchschnittsumfangsgeschwindigkeit (Bearbeitungsgeschwindigkeit) eine festgelegte Umfangsgeschwindigkeit ist, die tatsächliche Bearbeitungsgeschwindigkeit V zwischen der am Ausgangspunkt innerhalb des Blocks und jeder am Endpunkt innerhalb des gleichen Blocks gemäß Fig. 8 verschieden ist. Daher wird beim Aufteiltungsverfahren nach der Umfangsgeschwindigkeitsänderung ein vorbestimmter Bereich der Umfangsgeschwindigkeit (Vs) einschließlich der festgelegten Umfangsgeschwindigkeit (Vc) derart vorgesehen, daß die Breite eines Blocks, in dem die Änderung der Umfangsgeschwindigkeit fällt, bestimmt werden kann. Als Alternative kann die Weite (W) eines Blocks bestimmt werden, während der Bearbeitungsabstand (L) für eine gegebene Zeitspanne als vorgegebener Bereich (Ls) einschließlich eines festgelegten Bearbeitungsabstands verwendet wird. In der Praxis genügt es, daß das Verfahren derart durchgeführt wird, daß das Verhältnis der Toleranz Vs für die Umfangsgeschwindigkeit relativ zur festgelegten Umfangsgeschwindigkeit (V), d. h. (V/Vs) kleiner als ein vorbestimmter Wert sein kann.

Gemäß Fig. 3 arbeitet die Steuervorrichtung (12), um die Werkzeugmaschine (20) entsprechend den vom Datenprozessor (1) gelieferten X·C·T-Daten zu steuern und anzutreiben. Die Steuereinheit (12) umfaßt eine Prognoseprüfung (12 A), eine Teilungsfehlerkorrekturvorrichtung (12 B), einen Impulsverteiler (12 C) und ein Servosystem (12 D). Nachdem die vom Datenprozessor (11) geliefert X·C·T-Daten durch die Prognoseprüfung (12 A) und die Teilungsfehlerkorrekturvorrichtung (12 B) korrigiert worden sind, werden Impulse durch den Impulsverteiler (12 C) verteilt, um das Servorsystem (12 D) zu veranlassen, anschließend die Servormotoren (23 C) und (22 B) der Werkzeugmaschine (20) anzutreiben. Obgleich dies nicht dargestellt ist, stehen Geschwindigkeitssensoren jeweils in Wirkungsverbindung mit den jeweiligen Servomotoren (23 C) und (22 B) und Positionsdetektoren stehen in Wirkungsverbindung mit dem Werkzeughalteblock (22 A) und der Spindel (22 A) und liefern der Steuervorrichtung (12) in einer Rückkopplungsanordnung jeweils Ausgangssignale, so daß die jeweiligen Antriebsgeschwindigkeiten der Servomotoren (23 C) und (22 B) und die jeweiligen Positionen des Werkstückhalteblocks (23 A) und der Spindel (22 A) ständig während des Betriebs überwacht werden können.

Die Prognoseprüfung (12 A) wird betrieben, um eine Übertragungsfunktion in bezug auf Frequenzkennlinien des Servosystems (12 D) zu bestimmten, die als Ergebnis einer Reihe von Versuchen erhalten wurden, und um die X·C·T- Daten entsprechend der auf diese Weise bestimmten Übertragungsfunktion zu korrigieren. Genauer ausgedrückt, kann durch Multiplizieren jeweils der Bewegungsgeschwindigkeit des Bearbeitungswerkzeugs und/oder des Werkstücks und deren Beschleunigung mit einem vorbestimmten Koeffizienten ein Korrekturwert berechnet werden, der anschließend zu den X·C·T-Daten addiert wird, so daß die korrigierten X·C·T-Daten dazu verwendet werden können, um einen Fehler in der Nachführung des Servosystems (12 D) zu kompensieren, und damit die Bearbeitungsgenauigkeit zu verbessern. Es wird darauf hingewiesen, daß keine Prognoseprüfung durchgeführt werden braucht, falls sie nicht gewünscht wird.

Die Teilungsfehlerkorrektur, die durch die Teilungsfehlerkorrekturvorrichtung (12 B) erfolgt, ist ein Verfahren zur Berechnung eines Korrekturwerts, der sich dazu eignet, den Drehwinkel (C) zu korrigieren, indem ein Unterschied zwischen dem Profil (Evolventenkurve) des bearbeiteten Werkstücks, d. h. den Schneckenteilen, die durch einen Profildetektor (30) gemessen werden, und einer Idealkurve erfaßt wird, um den Korrekturwert in einen Speicher für einen gegebenen Drehwinkel (C) zu speichern, und darauf das Bearbeitungsprofil eines nachfolgend zu bearbeitenden Werkstücks zu korrigieren, indem der Korrekturwert den X·C·T-Daten hinzuaddiert wird. Es wird darauf hingewiesen, daß die Eingabedaten in bezug auf das Ergebnis der Messung korrigiert oder modifiziert werden können, die vom Profildetektor (30) durchgeführt wird.

Der Betriebsablauf der Steuervorrichtung (12) ist in der Ablaufdarstellung nach Fig. 9 dargestellt. Es wird nunmehr auf Fig. 9 Bezug genommen; die vom Datenprozessor (11) gelieferten X·C·T-Daten werden zuerst eingelesen und, falls eine Prognoseprüfung erforderlich ist, wird diese anschließend durchgeführt. Nachdem anschließend die Teilungsfehlerkorrektur durchgeführt wird, falls diese erforderlich ist, werden die Pulse durch den Impulsverteiler (12 C) verteilt, worauf sich die Steuerung und der Antrieb des Servosystems (12 D) anschließt.

Bei dem dargestellten System ist gemäß Fig. 3 eine Simulation möglich, die durch einen Simulator (40) abhängig von den X·C·T-Daten erfolgt, die durch die Prognosesteuerung (12 C) bezüglich des Nachführungsfehlers korrigiert worden sind, so daß die simulierte Kurve mit der Idealkurve verglichen werden kann, die durch einen Graphikprozessor (50) bezeichnet wird. Die durch diesen Vergleich erhaltenen Fehlerdaten können für die Korrektur der Eingabedaten oder die Korrektur des Teilungsfehlers verwendet werden.

Wie vorausgehend beschrieben wurde, ist im Einklang mit der erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung die Anzahl der Arbeitsachsen, die gleichzeigit bearbeitet werden können, gleich zwei, und daher kann die Bearbeitungsvorrichtung kompakt und kostengünstig hergestellt werden, während sie in der Lage ist, eine höchstgenaue Bearbeitung mit hoher Geschwindigkeit durchzuführen.

Zwar wurde die Erfindung in Verbindung mit der bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen vollständig beschrieben, jedoch sind verschiedene Abänderungen und Modifizierungen für den Fachmann offensichtlich. Beispielsweise wurde zwar die Werkzeugmaschine für horizontalen Betrieb dargestellt, jedoch eignet sich die Erfindung gleichermaßen für eine stehende Bauart.

Derartige Änderungen und Modifizierungen werden somit von der Erfindung im Rahmen der anliegenden Ansprüche mitumfaßt.

Claims (3)

1. Bearbeitungsvorrichtung zur Herstellung von Schneckenteilen, die eine Spindelstockanordnung einschließlich einer Spindel zum Halten eines Werkstücks zwecks Drehung umfaßt, eine Werkzeughaltevorrichtung zum Halten eines Bearbeitungswerkzeugs, eine erste Schlittenanordnung, die zur Bewegung der Werkzeughaltevorrichtung in einer Richtung senkrecht zur Spindel (einer X-Achse) gehalten wird, einer zweiten Schlittenanordnung, die zur Bewegung der Werkzeughaltevorrichtung in einer Richtung parallel zur Spindel gehalten wird, und einer Steuervorrichtung zur Steuerung der Bewegung der ersten Schlittenanordnung und der Drehung der Spindel, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (10) derart programmiert ist, daß sie den Abstand x zwischen dem Mittelpunkt des Grundkreises, der eine gewünschte Evolventenkurve erzeugt, die von den Schneckenteilen gebildet wird, und den Mittelpunkt des Bearbeitungswerkzeugs entsprechend der nachfolgenden Gleichung (1) berechnet, und daß sie ferner den Drehwinkel (C) der Spindel (22 A) relativ zu dem Abstand x entsprechend der nachfolgenden Gleichung (II) berechnet: undC = R - tan^-1 {[a( R + Ψ ) + D/2]}/a (II)wobei a den Radius des Grundkreises darstellt, der die Evolventenkurve erzeugt, R den Evolventwinkel, ψ den Winkel, der zwischen der X-Achse und dem Ausgangspunkt der Evolventenkurve gemessen wird, und D den Durchmesser des Bearbeitungswerkzeugs.

2. Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (10) einen Datenprozessor (11) aufweist, der eine Koordinatenumsetzereinheit (11 A), eine Verarbeitungsaufteilungseinheit (11 B) und einen X·C·T- Datenerzeuger (11 C) enthält.

3. Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (10) eine NC-Steuereinheit (12) aufweist, die eine Prognoseprüfung (12 A), eine Teilungsfehlerkorrekturvorrichtung (12 B), einen Impulsverteiler (12 C) und ein Servosystem (12 D) enthält.