DE4037315B4

DE4037315B4 - Verfahren zur Generierung von NC-Information für einen auf einer Drehmaschine durchzuführenden Innenspanvorgang

Info

Publication number: DE4037315B4
Application number: DE4037315A
Authority: DE
Inventors: Kyouichi Yamamoto; Yasushi Fukaya; Kenji Ito
Original assignee: Okuma Tekkosho KK; Okuma Machinery Works Ltd
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 1989-11-24
Filing date: 1990-11-23
Publication date: 2006-10-19
Anticipated expiration: 2010-11-24
Also published as: GB2239327A; GB2239327B; DE4037315A1; US5245544A; GB9025408D0; JPH03166039A; JP2752743B2

Abstract

Verfahren zur Generierung von NC-Information für einen auf einer Drehmaschine durchzuführenden Innenspanvorgang umfassend folgende Schritte:
a) Eingeben einer durch Rohlingsformelemente (1w1 ~ 1w10) definierten Rohlingsform und einer durch Bearbeitungsformelemente (1p1~1p10) definierten Bearbeitungsform, die jeweils rotationssymmetrisch zu der als Z-Achse bezeichneten Drehachse der Drehmaschine sind;
b) Bestimmen eines oder mehrerer durch Rohlingsformelemente (1w1 ~ 1w10) und Bearbeitungsformelemente (1p1 ~ 1p10) definierter Bereiche als Bearbeitungsbereiche, die übrig-bleiben, wenn eine durch unterbrechungsfrei zusammenhängende Bearbeitungsformelemente (1p1 ~ 1p10) definierte Kontur aus einer durch unterbrechungsfrei zusammenhängende Rohlingsformelemente (1w1 ~ 1w10) definierten Kontur entfernt wird,
c) Identifizieren jeweils eines solchen Bearbeitungsbereichs als Innenbearbeitungsbereich der von den gemäß Schritt b) definierten Bearbeitungsbereichen in das durch folgende Liniensegmente definierte Gebiet fällt:
– ein erstes Liniensegment (Li1), welches einen Punkt (A) mit den kleinsten Durchmesserkoordinaten in Stirnflächenrichtung (X-Achse) unter Punkten (1p1) mit größten Koordinaten in Z-Achsen-Richtung der Bearbeitungsfrom in Richtung der Stirnfläche mit der Z-Achse...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Generierung von NC-Information vor der Durchführung eines Innenspanvorgangs. Speziell bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Festlegung von Art und Umfang der spanabhebenden Bearbeitung bei jedem Schritt einer spanabhebenden Innendurchmesser-Bearbeitung. Diese Art der Bearbeitung soll im folgenden vereinfacht als "Innenspanen" bezeichnet werden.
Bei einer bereits bekannten Art der Generierung von NC-Information werden die benötigten Daten mit Hilfe einer interaktiven Graphikschirm-Anlage eingegeben, und aus graphischen Darstellungen wird die numerische Steuerinformation (NC-Information) in Form von NC-Programmen erstellt. Dieses System gestattet die Eingabe der zu bearbeitenden Form durch einfaches Drücken entsprechender Tasten auf einer Bedientafel, abhängig von der Gestalt des Bauteils auf der Zeichnung. Bei dieser Art der Erstellung von NC-Information wird die zum Einstellen der Daten benötigte Information zweckmäßigerweise in Form von graphischen Darstellungen zur Anzeige gebracht, und so können verschiedene Daten, z.B. Abmessungsdaten, als Antwort auf entsprechende Fragestellungen in allgemein verständlicher sprachlicher Form eingegeben werden. Sobald sämtliche zur Erstellung der NC-Information benötigten Daten eingegeben sind, wird augenblicklich die Form eines Rohlings oder eine Bearbeitungsform angezeigt, es schließt sich die automatische Berechnung numerischer Steuerdaten an, es werden Werkzeugwege graphisch dargestellt, und es wird schließlich die NC-Information erstellt.
Der Vorgang des Generierens der NC-Information umfaßt allgemein folgende zehn Schritte:

1. Auswahl des Arbeitsmaterials
2. Auswahl eines Graphik-Typs
3. Eingabe der Form und der Abmessung eines Werkstücks
4. Eingabe der Form und der Abmessung des zu spanenden Materials
5. Eingabe des Ausgangspunkts der Maschine und der Lage des Revolverkopfs
6. Auswahl der Arten der Bearbeitung
7. Auswahl der Werkzeuge
8. Festlegung des Umfangs für die Bearbeitung
9. Eingabe der Schneidbedingungen
10. Berechnung der Werkzeugwege

Die notwendigen Daten werden nacheinander eingegeben, um schließlich die NC-Information zu erhalten.
Bei der herkömmlichen, oben erläuterten Vorgehensweise bestimmt die Bedienungsperson nach der Eingabe der Form des Rohlings und der Form für die Bearbeitung, in welchem Bereich des Rohlings in welchem Schritt eine Bearbeitung erfolgt, indem ein bestimmtes Werkzeug in eine bestimmte Richtung bewegt wird, sie bestimmt die Reihenfolge des Einsatzes der Werkzeuge, und sie gibt die notwendigen Daten für die so vorgesehene Reihenfolge ein. Obschon das herkömmliche Verfahren insoweit flexibel ist, als die Bedienungsperson die Reihenfolge und den Umfang für den Einsatz der Werkzeuge frei auswählen kann, erfordern diese Vorgänge gewisse Kenntnisse und Erfahrungen in der spanabhebenden Bearbeitung seitens der Bedienungsperson, so daß das Einstellen der verschiedenen Daten für einen Anfänger häufig schwierig und mühsam ist.
Das herkömmliche Verfahren erfordert viel Zeit für die Eingabe, da es die Auswahl der Bezeichnungen für die Bearbeitung, die Festlegung der Reihenfolge und die Eingabe des Werkzeugtyps, der Schneidrichtung, des Bearbeitungsumfangs und der Schneidbedingungen für jeden Bearbeitungsvorgang erforderlich macht. Um diese Nachteile zu vermeiden, ist in der JP 60-126710 A ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem vorab die Reihenfolge der Bearbeitungsschritte gespeichert wird, für jeden Schritt ermittelt wird, welcher Bearbeitungstyp in der genannten Reihenfolge notwendig ist, und bei Bedarf automatisch der Umfang und die Richtung des Schneidvorgangs für einen gegebenen Bearbeitungsvorgang festgelegt wird. Allerdings ist in der genannten Druckschrift lediglich die Art offenbart, wie unterschieden wird, welche Bearbeitungsarten notwendig/nicht notwendig sind, und wie der Umfang der Bearbeitung festgelegt wird. Speziell wird im Fall des Innenspanens, bei dem verschiedene Bearbeitungsschritte abhängig von Form und Größe der abzuspanenden Bereiche und der Rohlinge benötigt werden, eine Auswahl einer optimalen Art und eines optimalen Umfangs für die jeweilige Bearbeitung unmöglich. Wenn beispielsweise Rohlinge in der in den 1A, 1B und 1C dargestellten Weise geschruppt werden sollen, werden die nach dem herkömmlichen Verfahren auszuwählenden Arten der Bearbeitung folgendermaßen bestimmt:

– Mittel-Senkbohren (Zentrieren)
– Bohren
– Schruppen des Innendurchmessers

Der jeweilige Umfang der einzelnen Bearbeitungsvorgänge bestimmt sich gemäß den 2A, 2B und 2C.
Wenn eine Bedienungsperson jedoch in der Praxis Art und Umfang für die jeweilige Bearbeitung festlegt, ergeben sich im Fall gemäß 2A folgende Bearbeitungsarten:

– Schruppen der Stirnfläche
– Schruppen des Innendurchmessers

Der Umfang des Spanens wird gemäß 3A festgelegt.
Im Fall nach 2B werden die Bearbeitungsarten allgemein folgendermaßen festgelegt:

– Mittel-Senkbohren
– Bohren
– Schaftfräsen
– Schruppen des Innendurchmessers

Der Umfang für die jeweilige Bearbeitung ist in 3B dargestellt. Im Fall der 2C ergeben sich folgende Bearbeitungsarten:

– Schaftfräsen
– Schruppen des Innendurchmessers

Der Umfang der Bearbeitung ist in 3C dargestellt.
Wie oben ausgeführt wurde, entspricht das herkömmliche Verfahren nicht in optimaler Weise den verschiedenen Bedürfnissen bei den Bearbeitungsschritten, da Art und Umfang der Bearbeitung festgelegt werden, ohne die Gestalt und die Abmessung für die Bearbeitungsteile und die Rohlinge zu berücksichtigen.
Obschon die herkömmlichen automatischen Programmiersysteme auf automatischen Wege Art und Umfang der Bearbeitung einfach dadurch bestimmen, daß die Gestalt der abzutragenden Bereiche und des Rohlings eingegeben werden, vermag keines der bekannten Verfahren die Arten der einzelnen Bearbeitungsschritte festzulegen, nachdem die Formen und die Größe der zu bearbeitenden Bereiche ausgewertet worden sind, welche durch die Gestalt der abzutragenden Bereiche und des Rohlings definiert werden. Die bekannten Verfahren können lediglich einseitig Art und Umfang der Bearbeitung für das Innenspanen (speziell bei kleinen Durchmessern) festlegen, was verschiedene Bearbeitungsverfahren erfordert, abhängig von Form und Größe des Bearbeitungsbereichs.

Aus der EP-A-0 198 927 sind Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks abhängig von der Rohlingsform bekannt. Besteht die Rohlingsform aus einem Hohlzylinder (3 der Druckschrift), so beinhaltet das Verarbeiten des mittleren hohlen Abschnitts die aufeinanderfolgdenden Schritte des Bohrens und des Innen-Schruppens. Bei diesem Verfahren werden keine besonderen Abmessungen und Gestaltungsformen des von dem Innenspanvorgang betroffenen Bereichs betroffen. Wenn zum Beispiel der nach dem bekannten Verfahren durchzuführende Spanungsvorgang einen Bearbeitungsbereich mit einem relativ kleinen Innendurchmesser betrifft, so kann die erwähnte Bearbeitungsfolge nicht durchgeführt werden. Ausgangspunkt für das bekannte Verfahren ist die Abspeicherung einer Reihe möglicher Rohlingsformen. Eine individuelle Festlegung der Art der Verarbeitung und des Bearbeitungsumfangs beim Durchführen eines Innenspanvorgangs ist nicht vorgesehen.

Aus der EP-A-0 166 783 ist ein Verfahren zur Generierung von NC-Information bekannt, welches auf eingegebenen Rohlingsformen und Bearbeitungsformen (Werkstückformen) basiert. In einem Speicher werden zunächst einzelne Verarbeitungsschritte abgespeichert. Nach der Eingabe der Daten über die Rohlingsformen und Bearbeitungsformen erfolgt das Auslesen der einzelnen Verarbeitungsschritte. Es wird in jedem einzelnen Fall entschieden, ob der Bearbeitungsschritt benötigt wird oder nicht, wozu die Form des Rohlings mit der Bearbeitungsform (das heißt der endgültigen Werkstückform nach der Bearbeitung) verglichen wird. Wird ein Bearbeitungsschritt für nicht notwendig erachtet, so wird der nächste abgespeicherte Bearbeitungsschritt überprüft. Durch diese Einhaltung der Ablauffolge bei der Überprüfung der einzelnen Bearbeitungsschritte wird das Verfahren festgelegt durch die Art, den Umfang und die Anzahl der abgespeicherten Bearbeitungsschritte, wobei je nach Bearbeitungsform mehr oder weniger viele Bearbeitungsschritte überprüft werden, die sich dann aufgrund der Überprüfung als nicht notwendig oder überflüssig erweisen.

Bei diesem Stand der Technik wird auch keine Unterscheidung der zu bearbeitenden Bereiche in Abhängigkeit der Größe der Bereiche getroffen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Generieren von NC-Information für einen auf einer Drehmaschine durchzuführenden Innenspanvorgang anzugeben, mit dessen Hilfe Art und Umfang der Bearbeitung für jeden Schritt in Abhängigkeit von den Besonderheiten der Bearbeitungsform und des Rohlings festgelegt werden können, ohne daß hierzu die Bedienungsperson vor der Dateneingabe das Bearbeitungsverfahren studieren muß. Das Verfahren soll derart einfach sein, daß auch Anfänger ohne spezielle Ausbildung und Erfahrung komplizierte Innenspanungsarbeiten einfach handhaben können.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben, vorteilhafte Ausführungsmerkmale und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ausgehend von den eingegebenen Rohlingsformelementen und Bearbeitungsformelementen eine Identifizierung der einzelnen Bearbeitungsbereiche durchgeführt, um Innenbearbeitungsbereiche zu erkennen. Da unterschiedlich große und unter schiedlich geformte Bearbeitungsbereiche unterschiedliche Ablauffolgen bei der Bearbeitung zur Erreichung jeweils effizientester Bearbeitung aufweisen können, schlägt die Erfindung die Unterscheidung von Bearbeitungsbereichen für das Innenspanen gemäß drei verschiedenen Kriterien I, II und III vor. Nach dem ersten Kriterium, welches als "nicht-fertiges Innendurchmesserloch" gekennzeichnet wird, befindet sich in der dem Bearbeitungswerkzeug zugänglichen Stirnseite des Rohlings ein nicht-durchgehendes zentrales Loch, in dessen Bereich weitere Bearbeitungsvorgänge stattfinden. Nach dem zweiten Kriterium, gekennzeichnet durch den Begriff "Rohlings-Durchgangsloch" enthält der zu bearbeitende Rohling ein axiales Durchgangsloch. Nach dem dritten Kriterium gibt es eine "hintere Stirnfläche". Abhängig davon, welches dieser drei Kriterien erfüllt ist, erfolgt eine weitergehende Entscheidung über die Art und den Umfang der Bearbeitung. So kann beispielsweise bei einem Bearbeitungsbereich entsprechend dem ersten Kriterium ("nicht-fertiges Innendurchmesserloch") die Bearbeitung mit einem Bohrer als effizient angezeigt erscheinen, wobei jedoch eine nähere Untersuchung der Abmessungen des Innendurchmesserlochs ergibt, daß die Bohrerspitze bereits bis zum Ende des zu zerspanenden Bereichs (auf der Drehmittelachse) ankommen würde, bevor der kegelförmige Bereich des Bohrers vollständig in das Material eingedrungen ist. Da eine solche Bearbeitung nicht effizient ist, wird automatisch eine alternative Bearbeitung gewählt, zum Beispiel das Schaftfräsen.

Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1A bis 1C Diagramme von Beispielen für eine Rohlingsform und eine Bearbeitungsform speziell für das Spanen eines Innendurchmessers,
2A bis 2C Diagramme von Arten und Umfang einer spanabhebenden Bearbeitung, wie sie durch das herkömmliche Verfahren für die Teile in den 1A bis 1C festgelegt werden,
3A bis 3C Diagramme von Arten und Umfang der Bearbeitung, die für die Teile nach 1A bis 1C festgelegt werden sollten,
4 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung,
5 ein Beispiel (n = 1, 2, 3 ...) von Rohlingsform-Elementen und Bearbeitungsform-Elementen,
6 ein Diagramm eines Beispiels eines Bearbeitungsbereichs (Spanbereichs),
7 ein Beispiel für den Umfang des Innenspanens (Innendurchmesser-Bearbeitung),
8 ein Beispiel für einen Innenspanbereich,
9A bis 9C Beispiele für den Bearbeitungsumfang,
10A und 10B Beispiele für eine Erneuerung des Bearbeitungsbereichs,
11A bis 15A und 15B Flußdiagramme zur Erläuterung der Erfindung,
16A und 16B sowie 17A und 17B Beispiele für Bearbeitungsform-Elemente, die virtuelle festgelegt werden,
18A bis 18C Beispiele zum Festlegen des Bearbeitungsumfangs und der Erneuerung des Innenspanbereichs für das Vorschruppen mit einem Bohrwerkzeug,
19 bis 21 Beispiele zur Festlegung des Umfangs für die Ausbildung eines Durchgangslochs mit Hilfe eines Bauwerkzeugs,
22 Beispiele zur Bestimmung des Umfangs für das Innenspanen mit Hilfe eines Außendurchmesser- und Stirnwerkzeugs,
23 Beispiele mit und ohne im Rohling gebohrtes Sackloch,
24 bis 29 Beispiele für die Festlegung des Umfangs zur der Bearbeitung an der hinteren Stirnfläche der Bearbeitungsform mit Hilfe eines Bohrwerkzeugs,
30 und 31 Beispiele für die Festlegung des Umfangs an der Bearbeitung an der hinteren Stirnfläche der Rohlingsform mit Hilfe eines Bohrwerkzeugs,
32 eine Beispiel für den Innenspanbereich beim Schlichten,
33 Beispiele für die Festlegung des Umfangs der Bearbeitung und der Erneuerung des Innenspanbereichs beim Schlichten mit Hilfe eines Bohrwerkzeugs,
34 Beispiele für den Innenspanbereich, der die Bearbeitung an der hinteren Stirnseite der Bearbeitungsform mit Hilfe eines kleineren Schneideisens des Schneidwerkzeugs erlaubt,
35 und 36 Beispiele für Innenspanbereiche, die mit einem Innenspanwerkzeug bearbeitbar sind, und
37 Beispiele von Deckeln virtueller Bearbeitungsformen entsprechend einer Ausnehmung an der Bearbeitungsform.
4 ist ein Blockdiagramm eines Systems, mit dem das Verfahren zur Festlegung des Innenspanens bei der Erstellung von NC-Information gemäß der Erfindung realisiert wird.
Eine Bedienungsperson gibt über eine Tastatur 6 Rohlingsformen und Bearbeitungsformen ein, während sie sich mit Hilfe einer Anzeigeeinheit 5 über die eingegebene Information Bestätigung einholt. Die eingegebenen Rohlingsformen und Bearbeitungsformen werden in Reihen von Formelementen entwickelt und in einem Speicher 3 für Rohlingsformen und Bearbeitungsformen abgespeichert. Die Formelement-Reihen oder -Ketten werden im folgenden erläutert. Wie aus 5 hervorgeht, umfaßt die Rohlingsform eine Reihe von Rohlingsformelementen l_w1, l_w2, ..., l_w10, während die Bearbeitungsform eine Reihe von Bearbeitungsformelementen l_p1, l_p2, ..., l_p10 umfaßt. Die Elemente der Formelement-Reihen enthalten die jeweiligen Daten für den Ort, die Form und die Größe, welche zur Spezifizierung einer graphischen Figur ausreichen.
Ein Prozessor 1 generiert eine einen Bearbeitungsbereich definierende Formelement-Reihe auf der Grundlage der Reihen von Rohlingsformelementen und Bearbeitungsformelementen, um die generierte Reihe in einem Zwischenspeicher 4 abzuspeichern. Die Formelementreihen, welche den Bearbeitungsbereich bilden, lassen sich aus der in 5 dargestellten Bearbeitungsform/Rohlingsform in der in 6 skizzierten Weise folgendermaßen ermitteln:
Bearbeitungsbereich 1

Reihe der Rohlingsformelemente
l_w'8·l_w9·l_w10·l_w1·l_w'2
Reihe der Bearbeitungsformelemente
l_p3·l_p2·l_p1·l_p10·l_p9

Bearbeitungsbereich 2

Reihe der Rohlingsformelemente
l_w'3·l_w4·l_w6
Reihe der Bearbeitungsformelemente
l_p6·l_p'7

Die Rohlingsformelemente mit dem Symbol "'" bedeuten, daß diese Elemente dadurch erhalten wurden, daß von der ursprünglichen Rohlingsform diejenigen Bereiche subtrahiert wurden, die sich mit Bearbeitungsformelementen überlappen.
Anschließend bildet der Prozessor 1 auf der Grundlage des Umfangs für das Innenspanen und der Bearbeitungsbereiche 1, 2 eine einen Innenspanbereich definierende Reihe von Formelementen und speichert diese in dem Zwischenspeicher 4 ab. Der Umfang für das Innenspanen ist derjenige Arbeitsumfang, der sich aus der Vorgabe bestimmt, daß Außendurchmesser- und Innendurchmesser-Zerspanung erfolgen, nachdem eine Stirnseitenbearbeitung abgeschlossen ist, z.B. der in 7 schraffierte Bereich. In anderen Worten: Der Innenspanbereich oder Innendurchmesser-Bearbeitungsbereich, bei dem eine Innendurchmesser-Zerspanung erfolgenden sollte, ist derjenige Bearbeitungsbereich, der innerhalb des Innendurchmesser-Zerspanungsumfangs existiert, wie in 8 durch schraffierte Bereiche angedeutet.
Innenspanbereich 1

Reihe der Rohlingsformelemente
l_wI1·l_wI2
Reihe der Bearbeitungsformelemente
l_pI1·l_pI2

Innenspanbereich 2

Reihe der Rohlingsformelemente
l_wI3·l_wI4·l_wI5·l_wI6
Reihe der Bearbeitungsformelemente
l_pI3

Die Symbole l_wI1, l_wI6 bedeuten ein Rohlingsformelement, welche neu generiert werden durch die Grenzlinie des Innenspanumfangs, das Symbol l_wI2 bedeutet ein Rohlingsformelement, welches dadurch erhalten wird, daß man l_w'2 mittels der Grenzlinie des Innenspanumfangs abtrennt, und das Symbol l_wI5 bedeutet das Rohlingsformelement, das gebildet wird durch Abtrennen von l_w5 durch die Grenzlinie des Innenspanumfangs gemäß folgenden Beziehungen:
l_pI1 = l_p3
l_pI2 = l_p2
l_wI3 = l_w'3
l_wI4 = l_w4
l_wI5 = l_w'5
l_pI3 = l_p6
Der Prozessor 1 erzeugt dann die Zerspanungsschritte für den Innenspanbereich, jedoch soll zunächst die Definition des Zerspanungs- oder Bearbeitungsumfangs sowie das Erneuerungsverfahren für den Bearbeitungsbereich erläutert werden. Der Bearbeitungs- oder Spanungsumfang bedeutet diejenigen Bereiche (oder Querschnittsflächen) innerhalb des Bearbeitungs- oder Spanbereichs, die von dem Bearbeitungsschritt abgespant werden sollten. Bei Bearbeitungsschritten mit einem Bohrer oder einem Schaftfräser bedeutet das also diejenigen Abschnitte, bei denen die Form des Werkzeugs den Bearbeitungsbereich überlappt, wenn ein Werkzeug mit einem vorbestimmten Durchmesser von einem Startpunkt aus zu einem Endpunkt bewegt wird. In den 9A bis 9C sind diese Abschnitte die schraffierten Abschnitte. Die Erneuerung des Bearbeitungs- oder Spanbereichs bedeutet den Schritt des Beseitigens des vorbestimmten Bearbeitungsumfangs aus dem Bearbeitungs- oder Spanbereich. Hierzu sei auf die Bearbeitungsform/Rohlingsform und den Bearbeitungsbereich in den 9A und 10A hingewiesen.
Innenspanbereich

Reihe der Rohlingsformelemente
l_wI1·l_wI2
Reihe der Bearbeitungsformelemente
l_wI1·l_pI2
dieser Bereich wird wie folgt erneuert (10B):

Innenspanbereich

Reihe der Rohlingsformelemente
l_wI3·l_wI4·l_wI5
Reihe der Bearbeitungsformelemente
l_pI1·l_pI2

Im folgenden soll anhand der Flußdiagramme in den 11 bis 15 das Verfahren der Bearbeitungsschritt-Generierung für den Innenspanbereich erläutert werden. Sämtliche Verarbeitungsschritte einschließlich der Entscheidungs- und Beurteilungsschritte werden von dem Prozessor 1 durchgeführt.
Zunächst wird abgefragt, ob die ein Innenspanen definierenden Bearbeitungsformelemente, die in einem kleineren Durchmesser als dem kleinsten Bearbeitungsdurchmesser (im folgenden als α bezeichnet) des Drehmaschinenwerkzeugs existieren, andere sind als Längs- oder Stirnseitenelemente. Der genannte Durchmesser ist vorab in dem Parameterspeicher 7 abgespeichert worden. Wenn kein solches Bearbeitungsformelement existiert, schließt sich der Schritt S3 an. Falls jedoch ein solches Element innerhalb des genannten Durchmessers existiert, folgt Schritt S2.
In Schritt S2 muß eine konische/bogenförmige (einschließlich Abfasung/Abrundung) Zerspanung innerhalb des unter dem minimalen Zerspanungsdurchmesser α liegenden Bereichs während des Ausdrehvorgangs erfolgen. Weil eine vollständige Zerspanung ohne Stehenlassen gewisser Bereiche jedoch unmögich ist, wenn man nicht ein Formwerkzeug benutzt, sollte eine solche unvollständige Zerspanung minimal gehalten werden. Korrigiert wird die Bearbeitungsform durch Bildung eines virtuellen Bearbeitungsformelements, indem eine vertikale Verlängerung eines Stirnflächenelements von dem Punkt X = α verbunden wird mit einer Verlängerung des Längselements, welches in dem Bereich X < α vorhanden ist, jedoch den kleinsten X-Wert der Bearbeitungsform besitzt. Durch diese Schritte werden die Bearbeitungsform und der Bearbeitungsbereich gemäß 16A und 17A in der in den 16B bzw. 17B dargestellten Weise korrigiert. Wenn in der Zone X < α kein solches Längselement existiert, so wird als Längselement X = 0 hergenommen.
Im Schritt S3 erfolgt ein Schritt zu einer Unterroutine, wie sie in 12A bis 12C dargestellt ist, um den Schritt des Innen-Vorschruppen zu erzeugen.
Im Schritt S301 wird abgefragt, ob ein Innenbearbeitungsbereich vorhanden ist. Falls nicht, springt der Prozeß sofort unmittelbar hinter den Schritt S3 (oder den Schritt S4) zurück. Ist ein solcher Innenbearbeitungsbereich vorhanden, schließt sich der Schritt S302 an. Ob ein Bearbeitungsbereich existiert oder nicht, wird dadurch ermittelt, daß festgestellt wird, ob eine Reihe von Formelementen existiert, wenn in dem Bearbeitungsbereich eine Überlappung von Bearbeitungsformelementen und Rohlingsformelementen versetzt wird. Ein Bearbeitungsbereich beim Vorschruppen ist ein solcher Bearbeitungsbereich, den man erhält, wenn man die endgültige Bearbeitungsform zuzüglich eines Schlichtungsmaßes annimmt. Hier bedeutet die Bearbeitungsform beim Vorschruppen die Bearbeitungsform einschließlich des Schlichtungsmaterials.
Im Schritt S302 wird abgefragt, ob sich an der Bearbeitungsform eine Durchgangsbohrung befindet. Falls keine Bohrung vorhanden ist, schließt sich der Schritt S305 an. Im Fall des Vorhandenseins einer Bohrung folgt Schritt S303. Im Schritt S303 wird abgefragt, ob in der Rohlingsform eine Durchgangsbohrung vorhanden ist. Falls nicht, so bedeutet dies, daß die Bearbeitungsform eine Durchgangsbohrung aufweist, und dies wird als Bearbeitungsbereich-Kennzeichen für das Innenspanen mit einem nicht-vorgebohrten Durchgangsloch erkannt. Anschließend geht der Prozeß zu dem Schritt S316 in 12B, wo das Bearbeitungsverfahren für einen solchen Bereich angegeben ist. Anderenfalls folgt Schritt S304. In Schritt S304 wird der (als Rohlingsformelement-Minimaldurchmesser bezeichnete) Minimalwert der Rohlingsformelemente, die den Innenspanbereich in X-Richtung bilden, verglichen mit dem (als Spanformelement-Minimaldurchmesser bezeichneten) Minimalwert der Spanformelemente in X-Richtung. Wenn der minimale Durchmesser der Rohlingsformelemente kleiner ist, so wird daraus abgeleitet, daß sich in dem Rohling eine Durchgangsbohrung befindet, und daß bei der Durchgangsbohrung ein Bearbeitungsbereich existieren sollte, und der Prozeß geht über zum Schritt S307. Anderenfalls folgt Schritt S305.
Im Schritt S305 wird abgefragt, ob der Bearbeitungsbereich lediglich in dem Abschnitt einer Sackbohrung oder einem Abschnitt, der als Sackbohrung angesehen werden kann, existiert, so daß es nicht notendig ist, das Durchgangsloch des Teils zu schneiden, selbst wenn der Bearbeitungsbereich existiert. Im Schritt S305 wird der kleinste Durchmesser des Rohlingsformelements innerhalb des Innenspanbereichs mit α verglichen, und wenn dieser kleinste Durchmesser größer als α ist, so wird festgestellt, daß der gesamte Bearbeitungsbereich durch Schneiden des Innendurchmessers bearbeitbar ist. Es wird ein Prozeß für das Schruppen durch Drehen gebildet (Schritt S306), und anschließend geht der Prozeß zum Schritt S315. Anderenfalls wird als Bearbeitungsbereichskennzeichen für das Innenspanen die hintere Stirnfläche erkannt, und der Prozeß geht zum Schritt S335 in 12D, wo das Spanverfahren für einen solchen Bereich angegeben ist.
Im Schritt S307 erfolgt ein Vergleich zwischen dem kleinsten Durchmesser des Rohlingsformelements für den Innenspanbereich einerseits und α andererseits. Wenn der Rohlingsformelement-Kleinstdurchmesser größer als α ist, so wird dies dahingehend beurteilt, daß der gesamte Bearbeitungsbereich dem Innendrehen zugänglich ist, und es schließt sich der Schritt S306 an. Anderenfalls wird als Kennzeichnungsmerkmal für den Bearbeitungsbereich des Innenspanens die Durchgangsbohrung in dem Rohling erkannt, und der Prozeß geht zum Schritt S308.
Der Prozeß gemäß Schritt 308 soll nun anhand der 18A erläutert werden. Im Schritt S308 wird der Bearbeitungsformelement-Kleinstdurchmesser in dem für das Innenspanen charakteristischen Bearbeitungsbereich mit α verglichen. Wenn dieser Kleinstdurchmesser größer als α ist, oder wenn die X-Koordinate bei l_pI1 > α ist, so bedeutet dies, daß der Abschnitt des Kleinstdurchmessers hinsichtlich der Oberflächenrauhigkeit, hervorgerufen durch das Schruppen durch den Stirnfräser oder durch das Drehen, verbessert werden könnte, und der Prozeß geht weiter zum Schritt S309. Anderenfalls wird festgestellt, daß der Abschnitt mit dem Bearbeitungsformelement-Kleinstdurchmesser lediglich durch ausschließliches Bearbeiten mit dem Schaftfräser geschruppt werden kann. Der Durchmesser des Schaftfräsers für das Schruppen, der den Spanumfang festlegt, wird als Spanformelement-Kleinstdurchmesser eingestellt (Schritt S313), und der Prozeß geht zum Schritt S314. Im Schritt S309 erfolgt folgende Berechnung: D1 = (endgültiger Spanformelement-Kleinstdurchmesser – Bohrertoleranz) = (Spanformelement-Kleinstdurchmesser + Schlichtmaterial – Bohrertoleranz)
Hier bedeutet "Bohrertoleranz" den Maximalwert der Abweichung eines Spiralbohrers oder eines Schaftfräsers während des Bohrvorgangs. Der Wert D₁ bezeichnet den Maximaldurchmesser des Werkzeugs, mit dem zerspant werden kann, ohne die Schneidbedingungen einzuschränken. Im Schritt S310 wird der Durchmesser D₁ verglichen mit dem in dem Parameterspeicher 7 vorab für einen in der Maschine einsetzbaren Schaftfräser gespeicherten Maximaldurchmesser, und wenn der Wert D₁ kleiner ist als der Maximaldurchmesser des Schaftfräsers, so wird diese Beziehung als Durchmesser des Schaftfräsers für das Schruppen = D₁ eingestellt. Anderenfalls erfolgt die Einstellung "Schaftfräser-Durchmesser für das Schruppen" = (Schaftfräser-Maximaldurchmesser) und es erfolgt eine Maßnahme, gemäß der ein Schaftfräser mit dem größtmöglichen in der Maschine zu montierenden Durchmesser eingesetzt wird (Schritt S312). Im Schritt S314 wird der Bearbeitungsumfang auf der Grundlage des im Schritt S311, S312 oder S313 festgelegten Werkzeugdurchmessers bestimmt (siehe 18B), und Arten und Umfang für die Bearbeitung werden in dem Zwischenspeicher 4 abgespeichert. Im Schritt S315 wird der Bearbeitungsbereich auf der Grundlage des festgelegten Bearbeitungsumfangs (18C) erneuert, und der Prozeß kehrt zum Schritt S301 zurück.
Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die 19A, 20A und 21A die im Anschluß an den Schritt S316 nach 12B erfolgenden Schritte sowie die Schritte für für die Bearbeitungsbereichs-Kenngröße des Innenspanens mit einem nicht-vorgefertigten Durchgangsloch erläutert.
Im Schritt S316 wird der Durchmesser D₁ in einem ähnlichen Prozeß wie in Schritt S309 berechnet. Im Schritt S317 wird der Maximaldurchmesser (hier als Bohrer-Maximaldurchmesser bezeichnet) eines an der Maschine montierbaren Bohrers, vorab in dem Parameterspeicher 7 gespeichert, mit dem Wert D₁ verglichen, und wenn der Wert D₁ kleiner ist als der Maximaldurchmesser, wird die Beziehung als virtueller Bohrerdurchmesser = D₁ eingestellt (Schritt S318). Ansonsten wird der virtuelle Bohrerdurchmesser auf den maximalen Bohrerdurchmesser eingestellt, und es wird der Bohrer mit dem größtmöglichen Durchmesser angenommen (Schritt S319). Der virtuelle Bohrerdurchmesser besteht in den Schritten S320 und S322, um auf der Grundlage des Bearbeitungsumfangs des angenommenen Bohrers eine Beurteilung zu ermöglichen. Im Schritt S320 wird der Quotient (als Breiten/Längen-Verhältnis bezeichnet), den man erhält durch Dividieren der Länge des Spanumfangs durch den angenommenen Bohrer in Z-Richtung bei der maximalen Koordinate in X-Richtung, verglichen mit dem kleinsten Breiten/Längen-Verhältnis (ausgedrückt durch das Symbol ζ), welches vorab in dem Parameterspeicher 7 für den Bearbeitungsumfang einer Zerspanung mittels Bohrer gespeichert wurde. Wenn das Breiten/Längen-Verhältnis in dem angenommenen Bohrumfang kleiner als ζ ist, so wird dies so interpretiert, daß der Zerspanungsumfang zu flach ist und nicht notwendiger Weise gebohrt werden muß. Der Prozeß geht über zum Schritt S321. Anderenfalls wird festgestellt, daß für den Zerspanungsvorgang gebohrt werden muß, und der Prozeß geht zum Schritt S322.
Im Schritt S321 wird der Wert D₁ verglichen mit dem maximalen Durchmesser des Schaftfräsers. Wenn der Wert D₁ kleiner ist als der maximale Schaftfräser-Durchmesser, so wird die Beziehung "Schrupp-Schaftfräser-Durchmesser" = D₁ eingestellt (Schritt S323). Ansonsten wird der Durchmesser für den zum Schruppen vorgesehenen Schaftfräser auf den maximalen Schaft fräser-Durchmesser eingestellt, und es werden Vorkehrungen getroffen, damit ein Schaftfräser mit dem größtmöglichen montierbaren Durchmesser für diese Maschine verwendet wird (Schritt S324). Im Schritt S325 wird auf der Grundlage des in den Schritten S323 und S324 festgelegten Werkzeugdurchmessers der Spanungsumfang festgelegt (siehe 19B), und es werden die Arten und der Umfang für die Zerspanung in dem Zwischenspeicher 4 registriert. Anschließend geht der Prozeß zum Schritt S315 in 12A. Im Schritt S322 erfolgt ein Vergleich zwischen dem Breiten/Längen-Verhältnis des Bohrumfangs und dem Breiten/Längen-Verhältnis (hier mit dem Symbol β bezeichnet), welches vorab in dem Parameterspeicher 7 für den Zerspanungsumfang gespeichert wurde, wobei ein Hartmetallbohrer vorgesehen wurde, und es wird ein Vergleich angestellt zwischen dem in dem Parameterspeicher 7 gespeicherten Kleinstdurchmesser (hier mit dem Symbol γ bezeichnet) des Hartmetallbohrers und dem Wert D₁. Wenn das Breiten/Längen-Verhältnis des Bohrumfangs kleiner als β und dabei der Wert D₁ größer als γ ist, so bedeutet dies, daß der Hartmetallbohrer verwendet werden kann, und es schließt sich der Schritt S333 an. Ansonsten wird entschieden, daß ein Schnellstahlbohrer geeignet ist, und der Prozeß geht zum Schritt S326. Im Schritt S326 wird der Wert D₁ verglichen mit dem größten Bohrerdurchmesser, und wenn D₁ kleiner ist als der maximale Bohrerdurchmesser, so wird der Durchmesser für den Schnellstahlbohrer auf D₁ eingestellt (Schritt S327). Ansonsten wird der Durchmesser für den Schnellstahlbohrer auf den maximalen Bohrerdurchmesser eingestellt, und es erfolgt die Auswahl eines Bohrers mit dem größtmöglichen Durchmesser, der gerade noch an der Maschine montierbar ist (Schritt S328). Im Schritt S329 wird das Breiten/Längen-Verhältnis des Bohrumfangs verglichen mit demjenigen (ausgedrückt durch das Symbol δ) des Zerspanungsumfangs, wo eine Mittenspanung erforderlich ist. Wird entschieden, daß der Zerspanungsumfang zu flach ist, um eine Mittenzerspanung erforderlich zu machen, so geht der Prozeß zum Schritt 332. Ansonsten wird entschieden, daß eine Mittenzerspanung notwendig ist, und der Prozeß geht zum Schritt S330.
Im Schritt S330 werden der Zerspanungsumfang, der auf der Grundlage der vorab in dem Parameterspeicher 7 gespeicherten Formdaten für einen Mittenbohrer bestimmt wird, sowie die Arten und der Umfang der Zerspanung in dem Zwischenspeicher 4 registriert. In den Schritten S331 und S332 wird der Zerspanungsumfang auf der Grundlage des Schritt S327 oder S328 bestimmten Werkzeugdurchmessers festgelegt (20B), und Arten und Umfang für die Zerspanung werden in dem Zwischenspeicher 4 registriert, und der Prozeß geht zum Schritt S315 gemäß 12A.
Im Schritt S333 wird der Wert D₁ verglichen mit dem maximalen Bohrerdurchmesser, und wenn der Wert D₁ kleiner ist als der maximale Bohrerdurchmesser, wird der Durchmesser für den Hartmetallbohrer auf den Wert D₁ eingestellt (Schritt S334). Ansonsten wird der Wert auf den maximalen Bohrerdurchmesser eingestellt, und es werden Vorkehrungen getroffen, damit eine Zerspanung mit einem Bohrer erfolgt, welcher den größtmöglichen noch in der Maschine montierbaren Durchmesser aufweist (Schritt S335). Im Schritt S336 wird auf der Grundlage des in den Schritten S334 und S335 festgelegten Werkzeugdurchmessers der Zerspanungsumfang festgelegt, und die Arten sowie der Umfang für die Bearbeitung werden in dem Zwischenspeicher 4 registriert, und der Prozeß geht zum Schritt S315 (12A).
Im folgenden wird der Schritt S337 in 12C sowie die anschließenden Schritte bezüglich der Bearbeitungsbereichkennwerte für die Innenspanung an der rückseitigen Stirnseite erläutert.
Im Schritt S337 wird der (hier als Breiten/Längen-Verhältnis bezeichnete) Quotient, den man erhält durch Dividieren der Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert in X-Richtung der Bearbeitungsbereich-Kenngröße für die Innenspanung an der hinteren Stirnseite durch die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert in Z-Richtung, verglichen mit dem (durch das Symbol ε bezeichneten) Minimalwert des Breiten/Längen-Verhältnisses in dem Bearbeitungsbereich, welches zur Bildung von Stufen für die Außendurchmesser-Stirnseite notwendig ist, und das in dem Parameterspeicher 7 gespeichert worden ist. Im Schritt S338 wird abgefragt, ob eine gerade Linie, die sich von dem Punkt X = α der Bearbeitungsform gemäß 22A in Richtung eines Winkels erstreckt, unter dem das Werkzeug für die Außendurchmesser-Stirnseite quer in die Bearbeitungsform eingeführt werden sollte, innerhalb des Bereichs liegt, in welchem X > α gilt. Wenn das Breiten/Längen-Verhältnis des Bearbeitungsbereichs größer als ε ist, und wenn die genannte Linie sich nicht mit der Bearbeitungsform (Teileform) innerhalb des Bereichs X > α schneidet (Schritte S337 und S338), so wird entschieden, daß der Bearbeitungsbereich flach ist, das Werkzeug für die Außenfläche jedoch derart eingeführt werden kann, daß der Abschnitt erreicht wird, in welchem X ≥ α innerhalb der Bearbeitungsform gilt, und der Prozeß geht zum Schritt S342. Anderenfalls wird entschieden, daß das Zerspanen mit einem Außenflächenwerkzeug nicht geeignet ist, und der Prozeß geht zum Schritt S339. Im Schritt S342 wird der Umfang beim Drehen der Außendurchmesser-Stirnfläche gemäß 22B festgelegt, und die Arten und der Umfang der Zerspanung werden in dem Zwischenspeicher 4 registriert, und anschließend geht der Prozeß zum Schritt S315 gemäß 12A. Im Schritt S339 wird entschieden, ob in dem Rohling eine Sackbohrung vorhanden ist oder nicht, abhängig vom Vorhandensein/Fehlen mehrerer Stirnseitenelemente in der Rohlingsform, wie in 13 gezeigt ist, und der Maximalwert in X-Richtung der Stirnflächenelemente des Werkstücks mit dem kleinsten Wert in Z-Richtung wird mit dem Wert α verglichen. Wenn in dem Rohling eine Sackbohrung vorhanden ist, und wenn der Maximalwert in X-Richtung des Stirnflächenelements des Rohlings mit dem kleinsten Wert in Z-Richtung größer ist als der Wert α, so wird entschieden, daß eine Bohrung in der hinteren Stirnfläche der Rohlingsform lediglich aus Gründen höherer Effizienz vorgenommen werden sollte, da die Zeit für den Schneidenvorschub kürzer ist, und anschließend geht der Prozeß zum Schritt 341. Anderenfalls wird entschieden, daß das Zerspanen durch Innendrehen nicht ausschließlich durch Bohren der hinteren Stirnfläche geschehen kann, und der Prozeß geht zum Schritt S340 zur Erzeugung von Arbeitsschritten entsprechend der Zerspanungsform (Teileform).
Von Schritt S340 aus erfolgt ein Sprung zu der Unterroutine gemäß 13A und 13B. Für die Beschreibung der Schritte SP01 und die anschließenden Schritte wird auf die 24A bis 27A Bezug genommen.
Im Schritt SP01 erfolgt folgende Berechnung: D2 = (Durchmesser der hinteren Stirnfläche der entgültigen Bearbeitungsform – Bohrertoleranz) = (Durchmesser der hinteren Stirnseite der Bearbeitungsform + zu schlichtendes Material – Bohrertoleranz)
Im Schritt SP02 wird der Wert (D₂ + Bohrerabweichung) verglichen mit dem maximalen Bohrerdurchmesser, und wenn ersterer kleiner ist als der maximale Bohrerdurchmesser, wird der virtuelle Bohrerdurchmesser auf den Wert D₂ eingestellt (Schritt SP03). Ansonsten wird er auf den maximalen Bohrerdurchmesser eingestellt, und es wird ein Bohrer mit dem größtmöglichen Durchmesser angenommen (Schritt SP04). Im Schritt SP05 wird ein Schnellstahlbohrer mit einem angenommenen Durchmesser angenommen, und es wird abgeschätzt, ob dessen vorderes Ende zu Beginn des Bearbeitungsvorgangs an dem Rohling anstößt. Falls ja, so wird entschieden, daß sich die Bearbeitung mit dem Bohrer eignet, und der Prozeß geht zum Schritt SP07. Ansonsten wird das Bohren als ungeeignet beurteilt, und der Prozeß geht zum Schritt SP06.
Im Schritt SP06 wird der Durchmesser der rückseitigen Stirnfläche der Bearbeitungsform mit dem maximalen Durchmesser des Schaftfräsers verglichen. Wenn ersterer Wert kleiner ist als der maximale Durchmesser des Schaftfräsers, wird der Durchmesser für den Schrupp-Schaftfräser auf den Durchmesser der hinteren Stirnfläche der Bearbeitungsform eingestellt (Schritt SP08). Ansonsten wird der Wert auf den maximalen Durchmesser des Schaftfräsers eingestellt, und es werden Vorkehrungen getroffen, damit eine Zerspanung mit einem Schaftfräser erfolgt, welcher den größtmöglichen noch an der Maschine montierbaren Durchmesser aufweist (Schritt SP09). Im Schritt SP10 wird der Bearbeitungsumfang auf der Grundlage des in den Schritten SP08 und SP09 bestimmten Werkzeugdurchmessers festgelegt (24B), und Arten und Umfang der Zerspanung werden in dem Zwischenspeicher 4 registriert; anschließend geht der Prozeß zu dem Schritt unmittelbar hinter dem Schritt S314 in 12C zurück. Speziell geht der Prozeß zum Schritt S315 in 12A. Im Schritt SP07 erfolgt ein Vergleich zwischen dem Breiten/Längen-Verhältnis des Bohrumfangs und dem Wert β, sowie zwischen D₂ und dem Wert γ. Wenn das Breiten/Längen-Verhältnis kleiner ist als der Wert β und dennoch der Wert D₂ größer ist als der Wert γ, so wird entschieden, daß ein Hartmetallbohrer verwendet werden kann, und der Prozeß geht zu dem Schritt SP11. Ansonsten wird ein Schnellstahlbohrer als geeignet angesehen, und der Prozeß geht zu dem Schritt SP18 in 13B über. Im Schritt SP18 wird der Wert (D₂ + Bohrertoleranz) verglichen mit dem maximalen Bohrerdurchmesser, und wenn ersterer kleiner ist als der maximale Bohrerdurchmesser, wird der Durchmesser des Schnellstahl bohrers auf den Wert D₂ eingestellt (Schritt SP19).
Zum Abflachen des Boden des Lochs nach dem Bohren mit einem Bohrer wird der Durchmesser für den Schrupp-Schaftfräser auf den Durchmesser der hinteren Stirnfläche der Bearbeitungsform eingestellt (Schritt SP20). Durch Schruppen der hinteren Stirnfläche der Bearbeitungsform lediglich mit einem Bohrer und einem Schaftfräser, wird die Anzahl der notwendigen Schritte minimal gehalten. Ansonsten wird der Durchmesser des Schnellstahlbohrers auf den maximalen Bohrerdurchmesser eingestellt (Schritt SP21), und der Durchmesser des Schrupp-Schaftfräsers wird auf einen Wert eingestellt, den man durch Ermittlung von (maximaler Bohrerdurchmesser – Schaftfräsertoleranz) erhält (Schritt SP22), so daß die Zerspanung mit einem Bohrer erfolgt, der den größtmöglichen Durchmesser hat, sowie einem Schaftfräser, dessen Durchmesser geeignet ist, den von dem Schneidwerkzeug zu durchlaufenden Weg zu minimieren. Im Schritt SP23 wird das Breiten/Längen-Verhältnis des Bohrumfangs verglichen mit dem Wert δ, und wenn das Verhältnis kleiner ist als der Wert δ, wird entschieden, daß der Bearbeitungsumfang zu flach ist, um die Mittenzerspanung erforderlich zu machen, und der Prozeß geht zu dem Schritt SP27 über. Ansonsten wird eine Mittenzerspanung für erforderlich gehalten, und der Prozeß geht zu dem Schritt SP24. Im Schritt SP24 wird der Bearbeitungsumfang auf der Grundlage der Formdaten für die Mittelbohrung ermittelt, wobei diese Daten vorab in dem Parameterspeicher 7 gespeichert worden sind (25B). Arten und Umfang der Zerspanung werden in dem Zwischenspeicher 4 registriert. In Schritt SP25 wird der Bearbeitungsumfang auf der Grundlage des in Schritt SP19 oder SP21 bestimmten Werkzeugdurchmessers festgelegt (25B), und Arten und Umfang der Zerspanung werden im Zwischenspeicher 4 registriert. Im Schritt SP26 wird der Bearbeitungsumfang auf der Grundlage des im Schritt SP20 oder SP22 bestimmten Werkzeugdurchmessers festgelegt (25B), und die Arten und der Umfang für die Zerspanung werden in dem Zwischenspeicher 4 registriert. Der Prozeß kehrt dann unmittelbar hinter den Schritt S340 in 12C zurück. Speziell gelangt der Prozeß zum Schritt S315 in 12A. Im Schritt SP27 wird auf der Grundlage des im Schritt SP19 oder SP21 bestimmten Werkzeugdurchmessers der Zerspanungsumfang bestimmt (26B), und Arten und Umfang der Zerspanung werden im Zwischenspeicher 4 registriert. Im Schritt SP28 wird auf der Grundlage des im Schritt SP20 oder SP22 bestimmten Werkzeugdurchmessers der Zerspanungsumfang festgelegt (sihe 26B), und Arten und Umfang der Zerspanung werden im Zwischenspeicher 4 registriert. Dann geht der Prozeß unmittelbar hinter den Schritt S340 in 12C, oder zum Schritt S315.
Im Schritt SP11 wird der Wert (D₂ + Bohrertoleranz) verglichen mit dem maximalen Bohrerdurchmesser, und wenn ersterer kleiner ist als der maximale Bohrerdurchmesser, wird der Durchmesser für den Hartstahlbohrer auf den Wert D₂ eingestellt (Schritt SP12), der Durchmesser für den Schrupp-Schaftfräser wird auf den Durchmesser hinteren Stirnfläche der Bearbeitungsform eingestellt (Schritt SP13), und die rückwärtige Stirnfläche wird lediglich mit einem Bohrer und einem Schaftfräser geschruppt, um die Anzahl der notwendigen Schritte zu minimieren. Ansonsten wird der Durchmesser des Hartstahlbohrers auf den maximalen Bohrerdurchmesser eingestellt (Schritt SP14), während der Durchmesser für den Schaftfräser auf einen Wert eingestellt wird, der der Berechnung (maximaler Bohrerdurchmesser – Schaftfräsertoleranz) entspricht (Schritt SP15). Das Bohren erfolgt mit einem Bohrer, der den größtmöglichen Durchmesser aufweist, sowie mit einem Schaftfräser, dessen Durchmesser sich für den von dem Schneidwerkzeug zu durchlaufenden Weg eignet. Im Schritt SP13 wird auf der Grundlage des im Schritt SP12 oder SP14 bestimmten Werkzeugdurchmessers der Bearbeitungsumfang bestimmt (27B), und Arten und Umfang der Zerspanung werden in dem Zwischenspeicher 4 registriert. Im Schritt SP17 wird auf der Grundlage des im Schritt SP13 oder SP15 bestimmten Werkzeugdurchmessers der Bearbeitungsumfang festgelegt (27B), und Art und Umfang der Bearbeitung werden im Zwischenspeicher 4 registriert. Dann geht der Prozeß zurück unmittelbar hinter den Schritt S340 in 12C oder zum Schritt S315 in 12A.
Im Schritt S341 in 12C springt der Prozeß zu der in den 14A und 14 gezeigten Unterroutine. Im folgenden soll der Prozeß nach dem Schritt SW01 unter Bezugnahme auf die 28A bis 31A erläutert werden.
Im Schritt SW01 erfolgt die Berechnung für D₃ = (Durchmesser der hinteren Stirnfläche der Rohlingsform – Bohrertoleranz). Im Schritt SW02 wird der Wert D₃ verglichen mit dem maximalen Bohrerdurchmesser, und wenn D₃ kleiner ist als dieser maximale Durchmesser, wird ein virtueller Bohrerdurchmesser auf den Wert D₃ eingestellt (Schritt SW₀₃). Ansonsten wird der virtuelle Bohrerdurchmesser auf den maximalen Bohrerdurchmesser eingestellt, so daß von einem Bohrer ausgegangen wird, der den größtmöglichen Durchmesser aufweist (Schritt SW04). Im Schritt SW05 wird das Breiten/Längen-Verhältnis in dem Bohrumfang eines angenommenen Bohrers verglichen mit dem Wert ζ. Wenn das Verhältnis kleiner als der Wert ζ ist, wird entschieden, daß der Zerspanungsumfang zu flach ist, um eine Bearbeitung mit einem Bohrer erforderlich zu machen, und der Prozeß geht zu dem Schritt SW06. Ansonsten wird das Bohren als notwendig erachtet, und der Prozeß geht zu dem Schritt SW07.
Im Schritt SW06 wird der Wert D₃ verglichen mit dem Maximaldurchmesser des Schaftfräsers. Wenn ersterer kleiner ist als der Maximaldurchmesser des Schaftfräsers, so wird der Durchmesser für den Schrupp-Schaftfräser auf den Wert D₃ eingestellt (Schritt SW08). Ansonsten wird er auf den maximalen Schaftfräserdurchmesser eingestellt, und es erfolgen Maßnahmen für eine Bearbeitung mit einem Schaftfräser, der den größtmöglichen Durchmesser aufweist, der noch an der Maschine montierbar ist (Schritt SW09). Im Schritt SW10 wird der Bearbeitungs- oder Zerspanungsumfang auf der Grundlage des in den Schritten SW08 und SW09 bestimmten Werkzeugdurchmessers festgelegt (28B), und Arten und Umfang der Zerspanung werden in dem Zwischenspeicher 4 registriert. Der Prozeß kehrt dann zu einem Schritt unmittelbar hinter dem Schritt S341 in 12C oder zum Schritt S315 in 12A zurück. Im Schritt SW07 erfolgt ein Vergleich zwischen dem Breiten/Längen-Verhältnis des Bohrumfangs und dem Wert β sowie zwischen D₃ und dem Wert γ. Wenn das Verhältnis kleiner ist als der Wert β und dabei der Wert D₃ größer ist als der Wert γ, so wird ein Hartstahlbohrer als brauchbar eingestuft, und der Prozeß geht zu dem Schritt SW11. Ansonsten wird ein Schnellstahlbohrer für geeigneter erachtet, und der Prozeß geht zu dem Schritt SW18 in 14B.
Im Schritt SW18 wird der Wert D₃ verglichen mit dem maximalen Bohrerdurchmesser, und wenn D₃ kleiner ist als der maximale Bohrerdurchmesser, so wird der Durchmesser des Hartstahlbohrer auf den Wert D₃ eingestellt (Schritt SW19). Zum Abflachen des Bodens des Bohrlochs wird der Durchmesser für den Schrupp-Schaftfräser auf (D₃ – Schaftfräsertoleranz) eingestellt (Schritt SW20), so daß das Schruppen der hinteren Stirnseite der Rohlingsform ausschließlich von einem Bohrer und einem Schaftfräser durchgeführt wird, wodurch die Anzahl der Schritt minimiert wird. Ansonsten wird der Durchmesser des Schnellstahlbohrers als maximaler Bohrerdurchmesser eingestellt (Schritt SW21), und der Durchmesser des Schaftfräsers wird auf (maximaler Bohrerdurchmesser – Schaftfräsertoleranz) eingestellt (Schritt SW22), so daß die Zerspanung mit einem Bohrer größtmöglichen Durchmessers und mit einem Schrupp-Schaftfräser eines solchen Durchmessers erfolgt, daß der Weg des Schneidwerkzeugs minimiert wird. Im Schritt SW23 wird das Breiten/Längen-Verhältnis des Bohrumfangs verglichen mit dem Wert δ, und wenn das Verhältnis keiner ist als δ, so wird entschieden, daß der Zerspanungsumfang zu flach ist, um eine Mittelzerspanung erforderlich zu machen, und der Prozeß geht zu dem Schritt SW27. Ansonsten wird entschieden, daß die Mittelbearbeitung erforderlich ist, und der Prozeß geht zu dem Schritt SW24. Dort wird auf der Grundlage der im Parameterspeicher 7 gespeicherten Formdaten für die Mittelbohrung der Zerspanungsumfang festgelegt, und Arten und Umfang für die Zerspanung werden im Zwischenspeicher 4 registriert. Im Schritt SW25 wird der Zerspanungsumfang auf der Grundlage des im Schritt SW19 oder SW21 ermittelten Werkzeugdurchmessers festgelegt (29B), und die Arten und der Umfang der Bearbeitung werden im Zwischenspeicher 4 registriert. Im Schritt SW26 wird der Zerspanungsumfang auf der Grundlage des im Schritt SW20 oder SW22 ermittelten Werkzeugdurchmessers festgelegt (27B), und Arten und Umfang der Zerspanung werden im Zwischenspeicher 4 registriert. Der Prozeß geht dann zu einem Schritt unmittelbar hinter dem Schritt S341 in 12C oder zu dem Schritt S315 in 12A zurück.
Beim Schritt SW27 wird auf der Grundlage des im Schritt SW19 oder SW21 ermittelten Werkzeugdurchmessers der Zerspanungsumfang bestimmt, und Arten und Umfang der Zerspanung werden im Zwischenspeicher 4 registriert. Im Schritt SW28 wird auf der Grundlage des im Schritt SW20 oder SW22 bestimmten Werkzeugdurchmessers der Zerspanungsumfang bestimmt (30B) und Arten und Umfang der Bearbeitung werden im Zwischenspeicher 4 registriert. Der Prozeß kehrt zu einem Schritt unmittelbar hinter dem Schritt S341 in 12C oder zu dem Schritt S315 in 12A zurück.
Im Schritt SW11 wird der Wert D₃ verglichen mit dem maximalen Bohrerdurchmesser, und wenn D₃ kleiner ist als der Durchmesser, wird der Hartstahlbohrer-Durchmesser D₃ sowie der Schrupp-Schaftfräser-Durchmesser eingestellt auf (D₃ – Schaftfräsertoleranz) (Schritt SW13), so daß das Schruppen der rückwärtigen Stirnseite der Rohlingsform lediglich mit einem Bohrer und einem Schaftfräser erfolgt, was die Anzahl von Schritten minimiert. Ansonsten wird der Hartstahlbohrer-Durchmesser auf den maximalen Bohrerdurchmesser eingestellt (Schritt SW14), und der Durchmesser des Schaftfräsers wird auf (maximaler Schaftfräser-Durchmesser – Schaftfräsertoleranz) eingestellt (Schritt SW15), so daß das Zerspanen mit einem Bohrer größtmöglichen Durchmessers und mit einem Schrupp-Schaftfräser erfolgt, dessen Durchmesser den Hub des Schneidwerkzeugs minimieren könnte. Im Schritt SW16 wird der Bearbeitungsumfang aufgrund des im Schritt SW12 oder SW14 bestimmten Werkzeugdurchmessers festgelegt (31B), und Arten und Umfang der Bearbeitung werden im Zwischenspeicher 4 registriert. Im Schritt SW17 wird der Bearbeitungsumfang auf der Grundlage des im Schritt SW13 oder SW14 bestimmten Werkzeugdurchmessers festgelegt (31B), und Arten und Umfang für die Zerspanung werden im Zwischenspeicher 4 registriert. Der Prozeß kehrt zu einem Schritt unmittelbar hinter dem Schritt S341 in 12C oder zu dem Schritt S315 in 12A zurück.
Im Schritt S4 in 11 springt der Prozeß zu einer Unterroutine, die in den 15A und 15B dargestellt ist, um Schritte für das Innenschlichten zu bilden.
Im Schritt S401 wird entschieden, ob ein Innenspanbereich existiert. Falls nicht kehrt der Prozeß unmittelbar hinter den Schritt S4 zurück. In anderen Worten: Das Generieren von Innenzerspanungsschritten ist abgeschlossen. Wenn jedoch ein solcher Bereich existiert, geht der Prozeß weiter zum Schritt S402. Ein Zerspanungsbereich für das Schlichten bedeutet einen solchen Bereich, der definiert wird durch die entgültige Bearbeitungs- oder Zerspanungsform und die Rohlingsform, gegeben als endgültige Berabeitungsform zuzüglich eines Materialbetrags, der beim Schlichten abgetragen wird. Deshalb bedeutet die "Bearbeitungsform" (Spanform, Teileform, Zerspanungsform) die endgültige Bearbeitungsform, wie sie in 32 dargestellt ist.
In den Schritten S402 und S403 wird abgefragt, ob in der Berabeitungsform eine Durchgangsbohrung existiert, und der kleinste Durchmesser des Rohlingsformelements wird verglichen mit demjenigen des Bearbeitungsformelements, wobei die Elemente den Bearbeitungsbereich bilden. Wenn das Durchgangsloch in der Bearbeitungsform existiert und der kleineste Durchmesser des Rohlingsformelements kleiner ist als derjenige des Bearbeitungsformelements, so wird festgelegt, daß der Bearbeitungsbereich in der Durchgangsbohrung der eine Schlichtberabeitung erfordernden Bearbeitungsform existiert, und der Prozeß geht zu dem Schritt S404 und die daran anschließenden Schritte. Ansonsten wird festgelegt, daß der Bearbeitungsbereich kennzeichnend ist für eine Innenspanung an der hinteren Stirnfläche, und der Prozeß geht zu dem Schritt S409 in 15B. Im Schritt S404 wird der kleinste Durchmesser des Bearbeitungsformelements verglichen mit dem Wert α. Wenn der Durchmesser größer ist als der Wert α, so wird entschieden, daß der gesamte, Bereich durch Innendrehen geschlichtet werden könnte, und es wird der Schritt zum Schlichten durch Innendrehen erzeugt (Schritt S407). Der Prozeß geht weiter zum Schritt S408. Wenn der kleinste Durchmesser des Bearbeitungsformelements kleiner ist als der Wert α, so wird entschieden, daß der Innenspanbereich ein Bereich ist, der kennzeichnend ist für das Innenspanen an dem Durchgangsloch des Rohlings (siehe 33A), und der Prozeß geht weiter zum Schritt S405, um den Abschnitt des Durchgangslochs der Bearbeitungsform mit einem Schlichtungs-Schaftfräser zu bearbeiten. Im Schritt S405 wird der Durchmesser des Schlichtungs-Schaftfräsers auf den kleinsten Durchmesser des Maschinenformelements eingestellt. Im Schritt S406 wird der Bearbeitungsumfang auf der Grundlage des im Schritt S405 festgelegten Werkzeugdurchmessers bestimmt, und Arten und Umfang der Bearbeitung werden im Zwischenspeicher 4 registriert (33B).
Im Schritt S408 wird der Bearbeitungsbereich auf der Grundlage des festgelegten Umfangs (33C) erneuert, und der Prozeß geht zurück zum Schritt S401. Im Schritt S409 wird der Durchmesser der hinteren Stirnfläche der Bearbeitungsform verglichen mit dem Wert 2α, und wenn der Durchmesser größer ist als 2α, wird entschieden, daß die Bearbeitungsform der hinteren Stirnfläche mit einer kleineren Schneidkante des Innendrehwerkzeugs gemäß 34 bearbeitet werden könnte, und der Prozeß geht weiter zum Schritt S410. Ansonsten geht der Prozeß zum Schritt S411. Im Schritt S410 wird die Bearbeitungsform für die hintere Stirnfläche als Umfang für die Zerspanung mit der kleineren Schneidkante des Innendrehwerkzeugs eingestellt, und Arten und Umfang der Bearbeitung werden im Zwischenspeicher 4 registriert. Dann geht der Prozeß zum Schritt S408 in 15A. In den Schritten S411 und S412 erfolgt ein Vergleich zwischen dem kleinsten Durchmesser des Werkstückformelements und dem Wert α, sowie zwischen der Summe des Maximalwerts und des Minimalwerts der Bearbeitungsform der hinteren Stirnfläche in X-Richtung und dem Wert 2α. Wenn der kleinste Durchmesser des Rohlingsformelements größer ist als α, oder wenn der Mittelwert aus maximalem und minimalem Wert in X-Richtung größer ist als der Wert α, so wird entschieden, daß die Zerspanung mittels eines Innendrehwerkzeugs durchgeführt werden könnte, wie in den 35 und 36 dargestellt ist. Der Prozeß geht zum Schritt 407 in 15A. Ansonsten geht der Prozeß zum Schritt S413, wobei entschieden wird, daß für das Schlichten ein Schaftfräser geeigneter ist.
Im Schritt S413 wird der Durchmesser der hinteren Stirnseite der Bearbeitungsform verglichen mit dem maximalen Durchmesser des Schaftfräsers, und wenn der Durchmesser der Rückseite kleiner ist als der maximale Durchmesser des Schaftfräsers, so wird der Durchmesser des Schlichtungs-Schaftfräsers eingestellt auf den Durchmesser der hinteren Stirnseite der Bearbeitungsform (Schritt S414). Ansonsten wird der Durchmesser des Schlichtungs-Schaftfräsers auf den maximalen Durchmesser des Schaftfräsers eingestellt, so daß das Spanen mit einem Schaftfräser er folgen kann, der den gerade noch in der Maschine montierbaren, größtmöglichen Durchmesser aufweist (Schritt S415). Im Schritt S416 wird der Zerspanungsumfang auf der Grundlage des im Schritt S414 oder S415 bestimmten Werkzeugdurchmessers festgelegt, und Art und Umfang der Zerspanung werden im Zwischenspeicher 4 registriert. Der Prozeß geht zum Schritt S408 in 15A. Damit ist hier ein Beispiel für das Generieren des Bearbeitungs- oder Zerspanungsschritts für einen Innenspanungsumfang erläutert.
Nach den oben erläuterten Schritten bildet der Prozessor 1 NC-Information für das Innenspanen auf der Grundlage der Information bezüglich Arten und Umfang der Zerspanung, welche in dem Zwischenspeicher 4 gespeichert sind, sowie auf der Grundlage von Bearbeitungsbedingungen und Werkzeugtypen, die entweder aus den im Parameterspeicher 7 vorhandenen Daten extrahiert werden oder automatisch von dem Prozessor 1 bestimmt werden. Die Werte werden in einem NC-Informations-Speicher 8 abgespeichert. Eine Bedienungsperson kann jede beliebige Bearbeitung unter Verwendung der im Speicher 8 abgelegten NC-Information durchführen.
Bei der Ausführungsform wird gemäß 37A sowohl bei der Bearbeitungsform als auch bei der Rohlingsform beim Umfang des Innenspanens X als mit zunehmendem Wert von Z monoton ansteigende Größe angenommen. Dies deshalb, weil bei Vorhandensein einer mit einer Ausnehmung versehenen Bearbeitungsform in einem für die Innenspanung kennzeichnenden Bearbeitungsbereich eine solche Ausnehmung im allgemeinen dadurch gespant wird, daß eine Nut gebildet wird oder mit Innendrehen gear beitet wird. Aus diesem Grund wird entschieden, daß keine großen Probleme selbst dann entstehen, wenn die einzelnen Schritte so festgelegt werden, daß die Vertiefungen oder Ausnehmungen mit einem "virtuellen Verschluß" verschlossen werden, bevor die Schritt zur Nutbildung oder die Schritte für das Innendrehen festgelegt werden, wie in 37B dargestellt ist.
Erfindungsgemäß reicht es aus, einfach Rohlingsformen und Bearbeitungsformen (Teileformen), an denen eine Zerspanung durchzuführen ist, einzugeben. Damit kann automatisch eine Bearbeitungsbereichs-Kenngröße für jedes Bearbeitungsverfahren beim Innenspanen festgelegt werden. Auch kann automatisch das optimale Spanungsverfahren für den Bereich festgelegt werden. Dies macht die Notwendigkeit einer Betrachtung der Zerspanungsverfahren vor der Dateneingabe überflüssig und ermöglicht es auch Anfängern ohne Vorkenntnisse und Erfahrung, komplizierte Innenspanvorgänge durch Festlegung einer Art des Innenspanvorgangs zu bestimmen.

Claims

Verfahren zur Generierung von NC-Information für einen auf einer Drehmaschine durchzuführenden Innenspanvorgang umfassend folgende Schritte: a) Eingeben einer durch Rohlingsformelemente (1w1 ~ 1w10) definierten Rohlingsform und einer durch Bearbeitungsformelemente (1p1~1p10) definierten Bearbeitungsform, die jeweils rotationssymmetrisch zu der als Z-Achse bezeichneten Drehachse der Drehmaschine sind; b) Bestimmen eines oder mehrerer durch Rohlingsformelemente (1w1 ~ 1w10) und Bearbeitungsformelemente (1p1 ~ 1p10) definierter Bereiche als Bearbeitungsbereiche, die übrig-bleiben, wenn eine durch unterbrechungsfrei zusammenhängende Bearbeitungsformelemente (1p1 ~ 1p10) definierte Kontur aus einer durch unterbrechungsfrei zusammenhängende Rohlingsformelemente (1w1 ~ 1w10) definierten Kontur entfernt wird, c) Identifizieren jeweils eines solchen Bearbeitungsbereichs als Innenbearbeitungsbereich der von den gemäß Schritt b) definierten Bearbeitungsbereichen in das durch folgende Liniensegmente definierte Gebiet fällt: – ein erstes Liniensegment (Li1), welches einen Punkt (A) mit den kleinsten Durchmesserkoordinaten in Stirnflächenrichtung (X-Achse) unter Punkten (1p1) mit größten Koordinaten in Z-Achsen-Richtung der Bearbeitungsfrom in Richtung der Stirnfläche mit der Z-Achse verbindet, – ein zweites Liniensegment (Li2), welches sich von dem Punkt (B) mit den kleinsten Durchmesserkoordinaten in Stirnflächenrichtung unter den Punkten (auf 1p7) mit den kleinsten Z-Koordinaten der Bearbeitungsform in Z-Achsen-Richtung zu einem Endpunkt (C) erstreckt, der solche Z-Koordinaten aufweist, die identisch mit den kleinsten Z-Koordinaten der Rohlingsform sind, – ein drittes Liniensegment (Li3), welches sich von dem Endpunkt (C) des zweiten Liniensegments (Li2) in Stirnflächenrichtung (X-Achse) zu der Z-Achse erstreckt, – die Z-Achse, und – einen Teil (1p2 ~ 1p6) der Bearbeitungsform, und d) Unterscheiden von Bearbeitungsbereichen für eine jeweils entsprechende Art des Innenspanens anhand folgender Kriterien: I) Bearbeitungsbereiche, bei denen die kleinsten Durchmesserkoordinaten in der Stirnflächenrichtung (X-Achse) der Bearbeitungsformelemente nicht Null, jedoch die kleinsten Durchmesserkoordinaten in der Stirnflächenrichtung der Rohlingsformelemente Null sind, hier als nicht-fertiges Innendurchmesserloch bezeichnet; II] Bearbeitungsbereiche, bei denen die kleinsten Durchmesserkoordinaten sowohl der Bearbeitungsformelemente als auch der Rohlingsformelemente in der Stirnflächrichtung (X-Achse) nicht Null sind und die kleinsten Durchmesserkoordinaten der Rohlingsformelemente in Stirnflächenrichtung kleiner sind als die kleinsten Durchmesserkoordinaten der Bearbeitungsformelemente in Stirnflächenrichtung und III) Bearbeitungsbereiche, bei denen die kleinsten Durchmesserkoordinaten der Bearbeitungsformelemente in Stirnflächenrichtung (X-Achse) Null sind oder die kleinsten Durchmesserkoordinaten der Rohlingsformelemente in Stirnflächenrichtung größer sind als die kleinsten Durchmesserkoordinaten der Bearbeitungsformelemente in Stirnflächenrichtung.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem bei Erfüllung des Kirteriums I) mit einem Bohrer gearbeitet wird, dessen Durchmesser von den kleinsten Durchmesserkoordinaten der Bearbeitungsformelemente abhängt.