DE4133754A1 - Verfahren und vorrichtung zum steuern von werkzeugmaschinen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum steuern von werkzeugmaschinenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Steuern von Werkzeugmaschinen, einschließlich Schleifmaschi
nen, insbesondere eine Vorrichtung zum selbsttätigen Bestim
men der Umschaltpositionen einer konstanten Zustellgeschwin
digkeit für jedes Werkstück durch Auswerten einer unscharfen
Funktion, und ein Verfahren zum selbsttätigen Bestimmen der
Beginnposition des Ausfeuerns beim Einstech-, Quer, Kegel-
und Schulterschleifen für jedes Werkstück durch Auswerten
einer unscharfen Funktion. Die Erfindung bezieht sich ferner
auf eine Vorrichtung zur selbsttätigen Entscheidung über die
Notwendigkeit einer Auswechslung oder Nachfüllung von Kühl
mittel bei Werkzeugmaschinen, einschließlich Schleifmaschinen
durch Auswerten einer unscharfen Funktion, und auf eine Vor
richtung zur selbsttätigen Entscheidung über die Notwendig
keit einer Profilierung oder Abrichtung von Schleifscheiben
bei Schleifmaschinen durch Auswerten einer unscharfen Funk
tion.
Beim herkömmlichen Schleifvorgang in Rundschleifmaschinen
sind für dieselben Werkstücksorten die Umschaltpositionen der
konstanten Zustellgeschwindigkeit der Schleifscheibe sowohl
beim Übergang von Schruppen auf Schlichten als auch von
Schlichten auf Ausfeuern festgelegt. Beim Einstechschleifen,
beispielsweise, ist die Beginnposition des Ausfeuerns oder
Ausfunkens der Werkstückdurchmesser, bei dem die Zustellbewe
gung der Schleifscheibe unterbrochen wird, und beim Schulter
schleifen die Werkstückbreite bzw. -länge, an der die Zu
stellbewegung der Schleifscheibe beendet wird.
Die Festlegung der Umschaltpositionen der Zustellgeschwindig
keiten für eine Schleifscheibe hat die folgenden Nachteile:
- 1. Die Verkürzung der Bearbeitungszeit ist begrenzt. Insbe sondere bei festliegendem Übergang von Schruppen auf Schlich ten ist eine Verkürzung kaum möglich.
- 2. Es treten Qualitätsabweichungen auf.
- 3. Es kommt zu Abweichungen bei der Bearbeitungsgenauigkeit.
Diese Nachteile sind folgendermaßen begründet:
- 1. Die Schleifgüte der Schleifscheibe, die unmittelbar nach dem Abrichten groß ist, nimmt durch Zusetzen oder Verschmie ren allmählich ab.
- 2. Liegen die Umschaltpositionen der Zustellgeschwindigkei ten, einschließlich der Beginnposition des Ausfeuerns fest, wird die Umschaltposition von Schrupp- zu Schlichtschleifen oder vom Schlichtschleifen zum Ausfeuern rasch erreicht, wenn die Schleifgüte der Schleifscheibe groß ist. Ferner ist die Zeit bis zum Erreichen der Fertigmaße (Durchmesser oder Brei te bzw. Länge) nach Beginn des Ausfeuerns kurz, aber die Zu stellung kann zu groß werden, und die Fertigmaße können nicht gleichmäßig erreicht werden, was zu geringer Güte führt (Oberflächenrauheit).
- 3. Bei geringer Schleifgüte der Schleifscheibe ist die Ober flächenrauheit gut, aber die verbleibende Materialzugabe ist groß. Auch wird zum Erreichen der Fertigmaße längere Zeit benötigt.
- 4. Je nach Schleifgüte der Schleifscheibe ist die Zustellung zu groß oder es wird ein Abschnitt des Werkstücks nicht be arbeitet. Daraus ergeben sich Abweichungen bei der Bearbei tungsgenauigkeit und bei der Oberflächenrauheit. Daher werden die Umschaltpositionen der konstanten Zustellgeschwindigkeit, einschließlich der Beginnposition des Ausfeuerns in Stellun gen festgelegt, die etwas größer als die gewöhnliche Stellung ist, um den Fertigdurchmesser oder die Fertiglänge gleichmä ßig zu erreichen und auch um übermäßige Zustellung zu vermei den, auch wenn die Schleifgüte der Schleifscheibe groß ist.
- 5. Folglich wird die Maschinenzeit bei abnehmender Schleifgü te der Schleifscheibe länger und weist starke Abweichungen auf. Ist die Schleifgüte der Schleifscheibe so gering, daß viel Materialzugabe übrigbleibt, ist ein zusätzlicher Ar beitsgang nötig. Die Zeit bis zur Erreichung der Fertigmaße wird noch länger.
Aus der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 3 951/1985 (60-
3 951) ist für Rundschleifmaschinen eine adaptive Schleif
steuerung bekannt. Bei dieser Technik wird im voraus durch
Anwenden numerischer Formeln ein Modell der Schleifbedingun
gen berechnet. Umschaltpositionen für die konstante Zustell
geschwindigkeit werden während der Schleifoperation durch
Eingabe der effektiv gemessenen Werkstückdurchmesser und an
derer Faktoren in die Steuereinheit berechnet. Die adaptive
Schleifsteuerung hat jedoch die folgenden Nachteile:
- a) Ständige Änderung der Schleifbedingungen je nach Zustand des Werkstücks, der Schleifscheibe usw. Zur Berechnung eines genauen Modells der Schleifbedingungen ist daher eine große Anzahl Parameter erforderlich, die zu längerer Rechenzeit führen. Diese Verlängerung der Rechenzeit bringt Einschrän kungen bei den Abtastintervallen und verlängert dieselben. Folglich können mit diesem Steuerungsverfahren kleinste Ände rungen der Schleifbedingungen nicht verfolgt werden.
- b) Umgekehrt, wenn zwecks leichterer Erstellung des Modells die Schleifbedingungen vereinfacht werden, wird die Genauig keit der Anpassung an jedes Werkstück gering.
Bei Schleifmaschinen besteht eine weitere Schwierigkeit in
der Beurteilung des Zeitpunkts, an dem Schleiffluid auszu
wechseln oder nachzufüllen ist.
Bei Werkzeugmaschinen, einschließlich Schleifmaschinen mit
Kühlmittel-Umlauf bestimmt der Benutzer, ob das Auswechseln
oder Nachfüllen des Kühlmittels, einschließlich des Schleif
fluids notwendig ist. Der Benutzer muß dabei viele Faktoren
beurteilen. Wenn daher eine Fabrik unbemannt betrieben wird,
ist es schwierig, das Kühlmittel ohne Verlust auszuwechseln
oder nachzufüllen.
Bei Schleifmaschinen besteht eine noch andere Schwierigkeit
darin, den Zeitpunkt für das Profilieren oder Abziehen der
Schleifscheiben zu bestimmen.
Bei der Bestimmung des Zeitpunkts zum Profilieren oder Abzie
hen von Schleifscheiben wird die Anzahl der Werkstücke, nach
denen das Profilieren oder Abziehen nötig ist, dadurch be
stimmt, daß die Schleifgenauigkeit nach dem Schleifen einer
bestimmten Anzahl Werkstücke gemessen wird.
Dieses herkömmliche Verfahren benötigt für die vorbereitenden
Arbeiten beträchtliche Zeit, weil eine Anzahl Werkstücke vor
ausbearbeitet und die Schleifgenauigkeit gemessen werden müs
sen.
Weil der Zeitpunkt des Profilierens oder Abziehens im voraus
festgelegt wird, muß das Profilieren oder Abrichten früher
als tatsächlich notwendig durchgeführt werden, um ein Ver
schlechtern der Schleifgenauigkeit zu verhindern. Es wird
daher profiliert oder abgerichtet, wenn ausreichende Schleif
genauigkeit noch erreicht werden kann, und es wird öfter ab
gezogen, als tatsächlich notwendig ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schleif
maschinen-Steuervorrichtung zu schaffen, welche die Umschalt
positionen der konstanten Zustellgeschwindigkeit der Schleif
scheiben für jedes Werkstück selbsttätig bestimmt, um die
Schleifgenauigkeit und die Gütebeständigkeit zu verbessern
und die Bearbeitungszeit zu verkürzen.
Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Steue
rungsverfahren zum Einstellen der Beginnposition des Ausfeu
erns bei jedem Werkstück durch Auswerten einer unscharfen
Funktion zu schaffen, um die Schleifgenauigkeit und die Güte
beständigkeit zu verbessern und die Bearbeitungszeit zu ver
kürzen.
Der Erfindung liegt als weitere Aufgabe die Schaffung einer
Vorrichtung zugrunde, welche die Notwendigkeit zum Auswech
seln oder Nachfüllen eines Kühlmittels selbsttätig beurteilt.
Eine noch andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine
Vorrichtung zu schaffen, welche die Notwendigkeit zum Profi
lieren oder Abrichten der Schleifscheibe während oder nach
der Bearbeitung selbsttätig beurteilt.
Die an erster Stelle beschriebene Aufgabe wird durch eine
Steuervorrichtung für eine Schleifmaschine gelöst, die eine
von einer Antriebsvorrichtung angetriebene Schleifscheibe
aufweist, einen Spindelstock zur Aufnahme eines Werkstücks,
eine Verstellvorrichtung für die Zustellung mit einer Viel
zahl konstanter Geschwindigkeiten durch Bewegen wenigstens
der Schleifscheibe oder des Werkstücks, einen Sensor zum Er
fassen von Schleifbedingungen am Werkstück, und einer Steuer
einrichtung zum Bestimmen der Umschaltpositionen einer Zu
stellgeschwindigkeit in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal
des Sensors, und die sich erfindungsgemäß
dadurch auszeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Einheit
zur Auswertung einer unscharfen Funktion für die selbsttätige
Bestimmung der Umschaltpositionen zwischen einer Vielzahl von
konstanten Zustellgeschwindigkeiten durch Auswerten einer un
scharfen Funktion ausgehend von einem Wert, der Schleifbedin
gungen darstellt und von den Sensoren festgestellt wurde. Die
vorstehend genannten konstanten Geschwindigkeiten können eine
Geschwindigkeit null einschließen.
Wenn die Zustellung mit einer bestimmten konstanten Geschwin
digkeit ausgeführt wird, kann die Umschaltposition durch Aus
werten einer unscharfen Funktion aus den festgestellten, die
Schleifbedingungen darstellenden Werten selbsttätig bestimmt
werden. Nach Erreichen dieser Umschaltposition wird die Zu
stellung mit der nächsten konstanten Geschwindigkeit ausge
führt. Beim Ausfeuern wird die Zustellgeschwindigkeit null.
Die an zweiter Stelle genannte Aufgabe der Erfindung wird
durch ein Verfahren zum Steuern von Schleifmaschinen gelöst,
das folgende Arbeitsschritte umfaßt:
- - Bestimmen einer ersten Beginnposition des Ausfeuerns als vorübergehende Beginnposition des Ausfeuerns durch Auswerten einer unscharfen Funktion ausgehend von einem festgestellten Wert, der Schleifbedingungen beim Schleifen vor dem Beginn des Ausfeuerns darstellt,
- - Durchführen einer Simulation zur Beurteilung, ob ein Fer tigmaß gleichmäßig erreicht wird, wenn ein Ausfeuern an der ersten Beginnposition des Ausfeuerns angenommen wird,
- - Bestimmen einer zweiten Beginnposition des Ausfeuerns durch Auswerten einer unscharfen Funktion, die sich wiederum auf die Gleichmäßigkeit, mit der das Fertigmaß erzielt wird, be zieht und sich aus der Simulation ergeben hat, und
- -Ausführen des Ausfeuerns an der zweiten Beginnposition des Ausfeuerns.
Die Vorrichtung zur Lösung der an dritter Stelle genannten
Aufgabe der Erfindung, welche bei Werkzeugmaschinen, die mit
einer Kühlmittelversorgung zum Zuführen von Kühlmittel zur
Bearbeitungsstelle und einer Kühlmittel-Reinigungsvorrichtung
zur Rückgewinnung und Reinigung des Kühlmittels ausgestattet
sind, zur selbsttätigen Entscheidung über die Notwendigkeit
zur Auswechslung oder Nachfüllung von Kühlmittel benutzt
wird, zeichnet sich erfindungsgemäß aus durch
- - einen Sensor zum Erfassen von Bedingungen bezüglich wenig stens des Kühlmittels oder eines Werkstücks, und
- - eine Einheit zur Auswertung einer unscharfen Funktion zum selbsttätigen Beurteilen der Notwendigkeit wenigstens der Nachfüllung oder der Auswechslung des Kühlmittels durch Aus werten einer unscharfen Funktion ausgehend von einem vom Sen sor eingegebenen Wert.
Bei dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die Zustände
des Kühlmittels oder eines Werkstücks durch den Sensor wäh
rend oder nach der Bearbeitung erfaßt. Aufgrund des festge
stellten Zustands wird die Notwendigkeit zum Auswechseln oder
Nachfüllen des Kühlmittels durch Auswerten einer unscharfen
Funktion selbsttätig beurteilt.
Die zur Lösung der an vierter Stelle genannten Aufgabe der
Erfindung vorgesehene Vorrichtung zur selbsttätigen Entschei
dung über die Notwendigkeit einer Abrichtoperation an
Schleifmaschinen, die eine Abrichtvorrichtung wenigstens zum
Profilieren oder Abrichten von Schleifscheiben und eine Ver
stellvorrichtung zur Relativbewegung der Schleifscheibe und
der Abrichtvorrichtung aufweisen, zeichnet sich erfindungs
gemäß aus durch
- - einen Sensor zum Erfassen von Bedingungen in bezug wenig stens auf ein Werkstück oder auf die Schleifscheibe, und
- - eine Einheit zur Auswertung einer unscharfen Funktion zum selbsttätigen Entscheiden über die Notwendigkeit wenigstens einer Profilier- oder einer Abrichtoperation an der Schleif scheibe durch Auswerten einer unscharfen Funktion ausgehend von vom Sensor eingegebenen Werten.
Bei dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Zustand der
Schleifscheibe oder/und des Werkstücks vom Sensor erfaßt. Aus
den festgestellten Zuständen wird die Notwendigkeit zum Pro
filieren oder Abrichten einer Schleifscheibe durch Auswerten
einer unscharfen Funktion selbsttätig beurteilt.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgen
den anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltbild mit einer Darstellung der Kon
figuration einer ersten Ausführungsform der Erfin
dung,
Fig. 2 bis 4, Fig. 6 bis 8 und Fig. 11 bis 13 Diagramme zur
Darstellung von Enthaltensein-Funktionen,
Fig. 5, 9 und 14 Diagramme der Matrizen von Steuerungs
regeln,
Fig. 10 ein Blockschaltbild mit einer Darstellung der Kon
figuration einer zweiten Ausführungsform der Erfin
dung,
Fig. 15 ein Blockschaltbild mit einer Darstellung der Kon
figuration einer dritten Ausführungsform der Erfin
dung,
Fig. 16 bis 18 Diagramme zur Darstellung von Enthaltensein-
Funktionen,
Fig. 19 ein Diagramm zur Erläuterung der Berechnung der
ersten Beginnposition des Ausfeuerns,
Fig. 20 ein Diagramm zur Erläuterung des Simulationsvor
gangs,
Fig. 21 bis 24 Diagramme zur Erläuterung der Berechnung der
zweiten Beginnposition des Ausfeuerns,
Fig. 25 ein Blockschaltbild mit einer Darstellung der Kon
figuration einer vierten Ausführungsform der Erfin
dung,
Fig. 26 bis 28 Diagramme zur Darstellung von Enthaltensein-
Funktionen,
Fig. 29 ein Diagramm einer Matrix von Steuerungsregeln,
Fig. 30 ein Blockschaltbild mit einer Darstellung der Kon
figuration einer fünften Ausführungsform der Erfin
dung,
Fig. 31 ein Blockschaltbild mit einer Darstellung der Kon
figuration einer sechsten Ausführungsform der Er
findung,
Fig. 32 bis 34 Diagramme zur Darstellung von Enthaltensein-
Funktionen,
Fig. 35 ein Diagramm einer Matrix von Steuerungsregeln, und
Fig. 36 ein Blockschaltbild mit einer Darstellung einer
siebten Ausführungsform der Erfindung.
Bei der in Fig. 1 dargestellten ersten bevorzugten Ausfüh
rungsform der Erfindung werden mittels eines Sensors 7 für
Werkstückabmessungen und eines Sensors 9 für die Motorbela
stung die Motorbelastung und die noch verbleibende Material
zugabe als Schleifbedingungen darstellende, gemessene Werte
in eine Einheit 10 zur Auswertung einer unscharfen Funktion
(fuzzy reasoning unit) eingegeben. Ausgehend von diesen Wer
ten wird entsprechend Fig. 2 bis 9 die Auswertung einer un
scharfen Funktion durchgeführt, um die Umschaltpositionen für
die ansonsten konstante Zustellgeschwindigkeit zu bestimmen.
Gemäß Fig. 1 ist ein Werkstück 6 in einem Spindelstock 2 oder
im Spindelstock 2 und einem Reitstock 3 aufgenommen und auf
einem Rundschleifmaschinen-Hauptteil 1 drehbar. Eine Schleif
scheibe 5 ist durch einen Antriebsmotor 4 drehantreibbar. Der
Spindelstock 2 ist zusammen mit dem Reitstock 3 durch eine
(nicht dargestellte) Verstellvorrichtung zur Steuerung des
Zustellbetrages bewegbar. Hierbei kann die Schleifscheibe 5
allein oder zusammen mit dem Spindelstock 2 durch die Ver
stellvorrichtung gesteuert werden. Die durch die Verstellvor
richtung gesteuerte Zustellgeschwindigkeit ist nach Anweisun
gen durch eine Steuereinheit 12 veränderbar. Sie ist konstant
bis zu einer Umschaltposition und wird bei Erreichen der Um
schaltposition in die nächste konstante Geschwindigkeit ge
ändert.
Die Sensoren 7 und 9 für Werkstückabmessungen und Motorbela
stung sind auf dem Schleifmaschinen-Hauptteil 1 angeordnet.
Der Sensor 7 für die Werkstückabmessungen, der als Berüh
rungssensor oder als berührungsloser Sensor ausgebildet sein
kann, mißt die Abmessungen des Werkstücks 6 während des
Schleifens (z. B. Durchmesser beim Einstech-, Quer- oder Ke
gelschleifen, Breite bzw. Länge beim Schulterschleifen). Zu
diesem Zweck wird hauptsächlich ein selbsttätiges Kontaktmeß
gerät benutzt. Das vom Sensor 7 ausgegebene Erfassungssignal
7A und die aufgrund von NC-Befehlen durch eine NC-Einheit 11
berechnete, augenblicklich eingestellte Zustellung 11A der
Schleifscheibe 5 werden in eine Subtraktionsschaltung 8 in
der Steuereinheit 12 eingegeben. Die Subtraktionsschaltung 8
berechnet die verbleibende Materialzugabe 8A und gibt sie in
die Einheit 10 zur Auswertung einer unscharfen Funktion ein.
Der Sensor 9 erfaßt die Motorbelastung während der Schleif
operation durch Messen der elektrischen Strombelastung des
Antriebsmotors 4 während des Schleifens. Das Erfassungssignal
9A wird in die "Fuzzy"-Auswertungs-Einheit 10 zur Auswertung
einer unscharfen Funktion eingegeben. Anstelle des Schleif
scheiben-Antriebsmotors 4 beim gezeigten Beispiel kann der
Motor, dessen Last ermittelt wird, der Drehantriebsmotor für
das Werkstück 6 sein.
Die Einheit 10 berechnet eine für die Schleifbedingungen (Mo
torbelastung und verbleibende Materialzugabe) optimale Um
schaltposition für die Zustellgeschwindigkeit und übermittelt
das Ergebnis (Daten) 10A an die NC-Einheit 11.
Die vorstehend erwähnte Berechnung wird stets während der Zu
stellung mit einer bestimmten konstanten Geschwindigkeit
durchgeführt (die für das Beispiel als erste konstante Zu
stellgeschwindigkeit angenommen wird). Die NC-Einheit 11 emp
fängt die Daten 10A für eine Zustellgeschwindigkeits-Um
schaltposition, die das Ergebnis der Auswertung einer un
scharfen Funktion (fuzzy reasoning) ist, und die Abmessungs-
Daten 7A, die vom Sensor 7 ermittelt wurden. Bei gegenseiti
ger Übereinstimmung dieser Daten erteilt die NC-Einheit 11 an
den Schleifmaschinen-Hauptteil 1 einen Befehl zur Geschwin
digkeitsumschaltung 11B, so daß die Zustellgeschwindigkeit
auf die nächste konstante Geschwindigkeit (die zweite kon
stante Zustellgeschwindigkeit) umschaltet. Folglich führt der
Schleifmaschinen-Hauptteil 1 die Schleifoperation mit der
vorbestimmten zweiten konstanten Zustellgeschwindigkeit aus.
Während dieser Zustellung führt die Einheit 10 die Auswertung
für die nächste Zustellgeschwindigkeits-Umschaltposition
durch.
Die Subtraktionsschaltung 8, die Einheit 10 zur Auswertung
einer unscharfen Funktion, und die NC-Einheit 11 können in
einer Einheit konfiguriert sein. Aus Sicherheitsgründen kann
der Ausgang des Sensors 9 für die Motorbelastung der NC-Ein
heit 11 direkt, unter Umgehung der Einheit 10, zugeleitet
werden, wenn dieser Ausgang des Sensors 9 einen Normalwert
(gewöhnlich 120%) übersteigt, so daß entsprechende Sicher
heitsmaßnahmen getroffen werden können. Anstelle des NC-Be
fehlswertes kann als eingestellter Zustellbetrag ein von ei
nem Zustellgeschwindigkeits-Sensor ermittelter gemessener
Wert benutzt werden.
Für die jetzt folgende detaillierte Beschreibung der Einheit
10 zur Auswertung einer unscharfen Funktion sei als Beispiel
angenommen, daß sie mit zwei Eingängen und einem Ausgang ar
beitet. Die Einheit 10 ermittelt die für die Umschaltung von
Schrupp- auf Schlichtschleifen optimale Zustellgeschwindig
keits-Umschaltposition nach den in Fig. 2 bis 4 dargestellten
Enthaltensein-Funktionen. Ferner gibt die Einheit 10 die für
die Umschaltung von Schlichtschleifen auf Ausfeuern optimale
Zustellgeschwindigkeits-Umschaltposition ausgehend von den
Enthaltensein-Funktionen gemäß Fig. 6 bis 8 aus.
Es wird zuerst die Auswertung einer unscharfen Funktion für
die Zustellgeschwindigkeits-Umschaltposition von Schrupp- auf
Schlichtschleifen beschrieben. Bei dem in Fig. 2 dargestell
ten Beispiel einer Enthaltensein-Funktion ist die vom Sensor
9 erfaßte Belastung X1 des Schleifscheibenmotors der Ein
gangswert. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Beispiel einer
Enthaltensein-Funktion ist der Eingangswert die verbleibende
Materialzugabe X2, ermittelt aus dem vom Sensor 7 gemessenen
Wert für die Werkstückabmessungen und der von der NC-Einheit
11 berechneten eingestellten Zustellung. Bei dem in Fig. 4
dargestellten Beispiel einer Enthaltensein-Funktion ist die
Zustellgeschwindigkeits-Umschaltposition von Schrupp- auf
Schlichtschleifen, Y1, (als Abstand zum Fertigmaß) der Aus
gangswert. Die nachstehend beschriebenen Regeln (a) und (b)
sind Teil der Steuerungsregeln für die erste Ausführungsform.
Die Matrix der Steuerungsregeln ist in Fig. 5 dargestellt.
- a) Wenn die Belastung X1 des Schleifscheibenmotors groß ist (B) und die verbleibende Materialzugabe X2 klein ist (S), wird die Zustellgeschwindigkeits-Umschaltposition von Schrupp- auf Schlichtschleifen, Y1, auf sehr groß (VB) einge stellt.
- b) Wenn die Belastung X1 des Schleifscheibenmotors klein ist (S) und die verbleibende Materialzugabe X2 groß ist (B), wird die Zustellgeschwindigkeits-Umschaltposition von Schrupp- auf Schlichtschleifen, Y1, auf sehr klein (VS) eingestellt.
Als nächstes wird die Auswertung einer unscharfen Funktion
für die Zustellgeschwindigkeits-Umschaltposition von
Schlichtschleifen auf Ausfeuern beschrieben.
Diese Auswertung ist im Grunde die gleiche wie in Fig. 2 bis
5 dargestellt. Fig. 6 zeigt ein Beispiel einer Enthaltensein-
Funktion, bei der die vom Sensor 9 erfaßte Belastung des
Schleifscheibenmotors, X1, der Eingangswert ist. Fig. 7 zeigt
ein Beispiel einer Enthaltensein-Funktion, bei der die Ein
gangswerte die verbleibende Materialzugabe X2, ermittelt aus
dem vom Sensor 7 für Werkstück-Abmessungen gemessenen Wert,
und der von der NC-Einheit 11 berechnete eingestellte Zu
stellbetrag sind. Fig. 8 zeigt ein Beispiel einer Enthalten
sein-Funktion, bei der der Ausgangswert die Zustellgeschwin
digkeits-Umschaltposition Y1 von Schlichtschleifen auf Aus
feuern ist (als Abstand zum Fertigmaß). Teil der bei dieser
Ausführungsform benutzten Steuerungsregeln sind die nachste
hend beschriebenen Regeln (a) und (b). Die Matrix der Steue
rungsregeln ist in Fig. 9 dargestellt.
- a) Wenn die Belastung X1 des Schleifscheibenmotors groß ist (B) und die verbleibende Materialzugabe X2 klein ist (S), wird die Zustellgeschwindigkeits-Umschaltposition Y1 von Schlichtschleifen auf Ausfeuern auf sehr groß eingestellt (VB).
- b) Wenn die Belastung X1 des Schleifscheibenmotors klein ist (S) und die verbleibende Materialzugabe X2 groß ist (B), wird die Zustellgeschwindigkeits-Umschaltposition Y1 auf sehr klein (VS) eingestellt.
Die vorstehend in Verbindung mit Fig. 2 bis 4 und Fig. 6 bis
8 beschriebenen Element-Funktionen können für jede konstante
Zustellgeschwindigkeit, die in jedem der vorstehenden Bei
spiele gemäß der Beschreibung bereits bestimmt wurde, oder
nach der gleichen Tabelle definiert werden.
Als Signal des Eingangswertes in die Einheit 10 zur Auswer
tung einer unscharfen Funktion können nicht nur zwei Ein
gangswerte - Belastung des Schleifscheibenmotors und verblei
bende Materialzugabe - entsprechend Fig. 1, sondern auch
beliebige Werte benutzt werden, die die Schleifbedingungen
darstellen. Eines der Beispiele ist in Fig. 10 dargestellt.
Bei der in Fig. 10 dargestellten zweiten Ausführungsform der
Erfindung hat der Schleifmaschinen-Hauptteil 1 einen Sensor
14 für die Zustellgeschwindigkeit, einen Sensor 15 für Berüh
rungsfunken zwischen der Schleifscheibe 5 und dem Werkstück
6, einen Sensor 16 für den Oberflächenzustand (Rattermarken),
einen Sensor 17 für Schleifgeräusche, einen Sensor 18 für
Schallemissions-Wellen, einen Sensor 19 für Oberflächenrau
heit, einen Sensor 20 für Schwingungen, und einen Sensor 21
für Temperatur, ebenso wie den Sensor 7 für Werkstückabmes
sungen und den Sensor 9 für Motorbelastung. Diese Werte, wel
che die von diesen Sensoren erfaßten Schleifbedingungen dar
stellen, werden in die Einheit 10 zur Auswertung einer un
scharfen Funktion eingegeben. In diesem Falle kann zur Aus
wertung einer unscharfen Funktion eine beliebige Anzahl der
erfaßten Werte oder jede Kombination erfaßter Werte benutzt
werden. Unter Bezugnahme auf Fig. 10 bis 14 wird als Beispiel
die zweite Ausführungsform beschrieben, bei der die Auswer
tung einer unscharfen Funktion für eine optimale Umschaltpo
sition der Zustellgeschwindigkeit unter Benutzung der Ände
rung einer Werkstückabmessung (z. B. des Durchmessers) und der
verbleibenden Materialzugabe als Eingangswerte durchgeführt
wird.
Gemäß Fig. 10 bestimmt eine Differenzierschaltung 22 die Dif
ferenz zwischen dem vom Sensor 7 gemessenen Durchmesser und
dem Durchmesser, der eine bestimmte Zeit zuvor gemessen wur
de, also die Änderung des Werkstückdurchmessers (in der
Zeit), und übermittelt ihr Signal 22A an die Einheit 10 zur
Auswertung einer unscharfen Funktion. Die Subtraktionsschal
tung 8 ermittelt die verbleibende Materialzugabe aus dem vom
Sensor 7 gemessenen Durchmesser und der Schleifscheibenzus
tellung vom Sensor 14 und übermittelt ihr Signal 8A an die
Einheit 10.
Fig. 11 zeigt ein Beispiel einer Enthaltensein-Funktion, bei
der die von der Differenzierschaltung 22 ermittelte Änderung
des Werkstückdurchmessers X1 der Eingangswert ist. Fig. 12
zeigt ein Beispiel einer Enthaltensein-Funktion, bei der die
von der Subtraktionsschaltung 8 ermittelte verbleibende Mate
rialzugabe X2 der Eingangswert ist. Fig. 13 zeigt ein Bei
spiel einer Enthaltensein-Funktion, bei der die Zustellge
schwindigkeits-Umschaltposition Y1 (als Abstand zum Fertig
maß) vom Schlichtschleifen auf Ausfeuern der Ausgangswert
ist. Teil der bei dieser Ausführungsform benutzten
Steuerungsregeln sind die nachstehend beschriebenen Regeln
(a) und (b). Die Matrix der Steuerungsregeln ist in Fig. 14
dargestellt.
- a) Wenn die Änderung des Werkstückdurchmessers X1 groß ist (B) und die verbleibende Materialzugabe X2 klein ist (S), wird die Zustellgeschwindigkeits-Umschaltposition Y1 von Sch lichtschleifen auf Ausfeuern sehr groß eingestellt (VB).
- b) Wenn die Änderung des Werkstückdurchmessers X1 klein ist (S) und die verbleibende Materialzugabe X2 groß ist (B), wird die Zustellgeschwindigkeits-Umschaltposition Y1 von Schlicht schleifen auf Ausfeuern sehr klein eingestellt (VS) .
Zur Berechnung kann eine beliebige Anzahl Umschaltpositionen,
jedoch wenigstens eine Umschaltposition benutzt werden.
Wie nachstehend beschrieben können als Eingangswert-Signal
andere Faktoren als die Belastung des Schleifscheibenmotors,
die verbleibende Materialzugabe und die Änderung der Werk
stückabmessungen benutzt werden.
Die Zustellgeschwindigkeit entsprechend den Anweisungen der
NC-Einheit 11 und die tatsächliche Zustellgeschwindigkeit des
Schleifmaschinen-Hauptteils 1 stimmen nicht notwendigerweise
miteinander überein; sie unterscheiden sich je nach den
Schleifbedingungen. Daher kann eine genaue Steuerung durch
Messen der Zustellgeschwindigkeit mittels des zugehörigen
Sensors 14 und durch Berücksichtigung des gemessenen Wertes
als Eingangswert bei der Auswertung einer unscharfen Funktion
durchgeführt werden.
Bei Lichteinfall auf das Werkstück 6 kann durch die Lichtre
flexion gelegentlich ein Streifenmuster (Rattermarken) ent
stehen. In diesem Falle kann sich der Handelswert eines Er
zeugnisses vermindern, auch wenn die Forderungen nach Maßge
nauigkeit und Oberflächenrauheit erfüllt sind. Daher wird der
Oberflächenzustand mittels des zugehörigen Sensors 16 ermit
telt und zur Steuerung einer hochgenauen Schleifoperation als
Eingangswert bei der Auswertung einer unscharfen Funktion
berücksichtigt.
Die erforderliche Oberflächenrauheit wird für jedes Erzeugnis
vorgeschrieben. Daher wird die aktuelle Oberflächenrauheit
des Werkstücks 6 mittels des zugehörigen Sensors 19 während
der Schleifoperation ermittelt. Sobald die Oberflächenrauheit
den geforderten Wert erreicht, wird die Schleifscheibe 5 re
lativ vom Werkstück 6 abgehoben, um das Ausfeuern zu beenden.
Dies ermöglicht es, die geforderte Genauigkeit innerhalb kur
zer Zeit zu erreichen, ohne unnötiges Ausfeuern auszuführen.
Wenn nötig, wird der ermittelte Wert für die Oberflächenrau
heit als Eingangswert bei der Auswertung einer unscharfen
Funktion benutzt.
Die beim Schleifen auftretende Schwingung ist von der Stei
figkeit der Schleifscheibe 5 und des Werkstücks 6 abhängig.
Schwingungen erzeugen Rattermarken. Daher werden die Schwin
gungen mittels des zugehörigen Sensors 20 ermittelt. Dadurch
werden die Schleifbedingungen bekannt. Eine hochgenaue Steue
rung läßt sich durchführen, wenn der Ausgangswert des Sensors
20 für Schwingungen als Eingangswert bei der Auswertung einer
unscharfen Funktion berücksichtigt wird.
Die Temperatur des Werkstücks 6 während der Schleifoperation
hat Einfluß auf die Güte des Werkstücks 6, beispielsweise auf
die Oberflächenhärte. Die Schleifbedingungen werden auch
durch die Temperatur des Schleiffluids und des Schmieröls
beeinflußt. Daher kann eine Steuerung hoher Güte durchgeführt
werden, wenn der Ausgangswert des Temperatur-Sensors 21 als
Eingangswert bei der Auswertung einer unscharfen Funktion
berücksichtigt wird.
Wenn während der Schleifoperation durch den zugehörigen Sen
sor 18 eine Schallemissions-Welle erfaßt wird, können die
Schleifbedingungen auch dann festgestellt werden, wenn es
beispielsweise beim Ausfeuern schwierig ist, die Berührung
zwischen Schleifscheibe 5 und Werkstück 6 zu ermitteln. Daher
kann eine Steuerung hoher Güte durchgeführt werden, wenn der
ermittelte Wert für die Schallemissions-Welle als Eingangs
wert bei der Auswertung einer unscharfen Funktion berücksich
tigt wird.
Geübte Schleifer beurteilen die Bearbeitbarkeit eines Werk
stücks 6 und die Schleifgüte einer Schleifscheibe 5 nach dem
Schleifgeräusch und dem Ausfunken, hervorgerufen durch die
Berührung zwischen der Schleifscheibe 5 und dem Werkstück 6.
Die Schleifbedingungen können daher festgestellt werden, wenn
die Art des Geräuschs und des Ausfunkens untersucht wird, die
durch die zugehörigen Sensoren 17 für Schleifgeräusch und 15
für Berührungsfunken erfaßt werden. Eine Steuerung hoher Güte
kann durchgeführt werden, wenn diese ermittelten Werte als
Eingangswerte bei der Auswertung einer unscharfen Funktion
berücksichtigt werden.
Bei der vorstehend beschriebenen Vorrichtung zur Lösung der
an erster Stelle genannten Aufgabe der Erfindung kann die
Umschaltposition für die konstante Zustellgeschwindigkeit
durch Auswerten einer unscharfen Funktion ausgehend von den
ermittelten Werten der Schleifbedingungen automatisch gesteu
ert werden. Es ist daher unnötig, für die Schleifbedingungen
ein genaues Modell zu berechnen, und die Berechnung der Um
schaltpositionen kann innerhalb kurzer Zeit durchgeführt wer
den, anders als beim Schleifen mit adaptiver Steuerung. Fer
ner kann die Vorrichtung gemäß der Erfindung auf kleinste
Änderungen der Schleifbedingungen ansprechen, woraus sich
Verbesserungen bei der Schleifgenauigkeit und Gütebeständig
keit und bei der Verkürzung der Bearbeitungszeit ergeben.
Bei einer dritten Ausführungsform der Erfindung wird ein
Steuerungsverfahren für die Beginnposition des Ausfeuerns
einer Schleifmaschine in folgender Weise durchgeführt:
Während der Schleifoperation wird die Abmessung des Werk
stücks, z. B. der Durchmesser oder die Breite bzw. Länge, vor
dem Ausfeuern gemessen. Ferner wird die Differenz zwischen
der gemessenen Werkstückabmessung und der Zustellung der
Schleifscheibe ermittelt, und die erste Beginnposition des
Ausfeuerns wird anhand der vorbestimmten Steuerungsregeln
durch eine "Fuzzy"-Logik-Operation bzw. Logik-Operation mit
Auswertung einer unscharfen Funktion bestimmt. Unter der An
nahme des Ausfeuerns an der ersten Beginnposition des Ausfeu
erns wird außerdem die Differenz zwischen der Werkstückabmes
sung am Ende des Ausfeuerns und der Werkstückabmessung eine
Umdrehung vor dem Ende des Ausfeuerns ermittelt. Sodann wird
aus der ersten Beginnposition des Ausfeuerns und nach der
vorbestimmten Steuerungsregel durch eine Logik-Operation mit
Auswertung einer unscharfen Funktion die zweite Beginnposi
tion des Ausfeuerns bestimmt. Sodann wird das Ausfeuern an
der zweiten Beginnposition des Ausfeuerns durchgeführt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 15 bis 24 wird die dritte Ausfüh
rungsform der Erfindung bei Anwendung auf Eintauch-, Quer-
oder Kegelschleifen beschrieben.
Gemäß Fig. 15 werden die Ausgangssignale des Meßinstruments
103 und des Sensors 104 für die Schleifscheibenzustellung auf
dem Rundschleifmaschinen-Hauptteil 102 der Steuereinheit 101
zugeleitet und dem Rundschleifmaschinen-Hauptteil 102 werden
Ausfeuer-Anweisungen durch die Steuereinheit 101 übermittelt.
Das Meßinstrument 103 mißt den Durchmesser A des Werkstücks
direkt in On-line-Verarbeitung. Der Zustellungs-Sensor 104
mißt den Zustellbetrag (Durchmesser) B der Schleifscheibe in
On-line-Verarbeitung.
Die Steuereinheit 101 umfaßt einen Subtraktionsteil 105, ei
nen Speicher 106 zum Speichern der Steuerungsregeln und Ent
haltensein-Funktionen, eine erste Einrichtung 107 zur Durch
führung einer Logik-Operation mit Auswertung einer unscharfen
Funktion, eine Simulationseinrichtung 108 und eine zweite
Einrichtung 109 zur Durchführung einer Logik-Operation mit
Auswertung einer unscharfen Funktion.
Der Subtraktionsteil 105 berechnet die Differenz A-B (A mi
nus B) zwischen dem gemessenen Wert A des Werkstückdurchmes
sers, der vom Meßinstrument 103 ermittelt wurde, und der Zu
stellung B der Schleifscheibe vom Sensor 104. Diese Differenz
A-B ist die verbleibende Materialzugabe C am Werkstück (C=
A-B).
In einem Teil des Speichers 106 ist R1 bis R3 als erste
Steuerungsregel 111 gespeichert.
R1: Wenn die verbleibende Materialzugabe "groß" ist, wird
die Beginnposition des Ausfeuerns klein gewählt.
R2: Wenn die verbleibende Materialzugabe "mittelgroß" ist,
bleibt die Beginnposition des Ausfeuerns unverändert.
R3: Wenn die verbleibende Materialzugabe "klein" ist, wird
die Beginnposition des Ausfeuerns groß gewählt.
Ferner ist in einem Teil des Speichers 106 R4 bis R6 als
zweite Steuerungsregel 112 gespeichert.
R4: Wenn der Fertigdurchmesser anscheinend gleichmäßig bei
großer Beginnposition des Ausfeuerns erreicht wird, wird die
Beginnposition des Ausfeuerns groß gewählt.
R5: Wenn der Fertigdurchmesser anscheinend gleichmäßig bei
kleiner Beginnposition des Ausfeuerns erreicht wird, wird die
Beginnposition des Ausfeuerns klein gewählt.
R6: Wenn der Fertigdurchmesser anscheinend gleichmäßig er
reicht wird, ohne daß die Beginnposition des Ausfeuerns ge
ändert wird, bleibt die Beginnposition des Ausfeuerns unver
ändert.
In einem Teil des Speichers 106 sind auch die in Fig. 16 bis
18 dargestellten Enthaltensein-Funktionen gespeichert.
Die erste Einrichtung 107 für Logik-Operationen gibt die vom
Subtraktionsteil 105 berechnete verbleibende Materialzugabe C
ein und bestimmt die erste Beginnposition des Ausfeuerns D1
nach der ersten Steuerungsregel 111 mit R1 bis R3 und nach
den Enthaltensein-Funktionen 121 bis 123 und 127 bis 129. Die
Enthaltensein-Funktion 121 stellt einen Grad dar, wie weit
die verbleibende Materialzugabe unter die Bezeichnung "klein"
fällt, die Enthaltensein-Funktion 122 einen Grad, wie weit
die verbleibende Materialzugabe unter die Bezeichnung "mit
telgroß" fällt, und die Enthaltensein-Funktion 123 einen
Grad, wie weit die verbleibende Materialzugabe unter die Be
zeichnung "groß" fällt. Die Enthaltensein-Funktion 127 stellt
einen Grad dar, wie weit die Beginnposition des Ausfeuerns
unter die Bezeichnung "groß" fällt, die Enthaltensein-Funk
tion 128 einen Grad, wie weit die Beginnposition des Ausfeu
erns unter die Bezeichnung "mittel" fällt, und die Enthalten
sein-Funktion 129 einen Grad, wie weit die Beginnposition des
Ausfeuerns unter die Bezeichnung "klein" fällt.
Das erste Arbeitsbeispiel für die Bestimmung der ersten Be
ginnposition des Ausfeuerns D1 wird anhand Fig. 19(a) bis
19(d) beschrieben. Wenn die verbleibende Materialzugabe zu
einem bestimmten Zeitpunkt C ist, dann ist entsprechend der
Steuerungsregel R3 die Klassifizierung "kleine verbleibende
Materialzugabe" E1 nach der Enthaltensein-Funktion 121 gemäß
Fig. 19(a), und ein Bereich S11 unter dem Grad E1 wird nach
der Enthaltensein-Funktion 127 bestimmt. Ferner ist gemäß der
Steuerungsregel R2 die Klassifizierung "mittlere verbleibende
Materialzugabe" E2 nach der Enthaltensein-Funktion 122 gemäß
Fig. 19(b), und ein Bereich S12 unter dem Grad E2 wird nach
der Enthaltensein-Funktion 128 bestimmt. Ferner ist gemäß der
Steuerungsregel R1 die Klassifizierung "große verbleibende
Materialzugabe" E3 nach der Enthaltensein-Funktion 123 gemäß
Fig. 19(c), und ein Bereich S13 unter dem Grad E3 wird nach
der Enthaltensein-Funktion 129 bestimmt. Jedoch ist E3=0
und S13=0. Sodann wird der Schwerpunkt der drei Bereiche
S11 bis S13 gemäß Fig. 19(d) bestimmt. Dieser Schwerpunkt
wird dem Simulationsteil 108 als erste Beginnposition des
Ausfeuerns zugeleitet.
Der Simulationsteil 108 berechnet eine Schleifkurve 130 gemäß
Fig. 20, unter der Annahme, daß Ausfeuern bei D1 stattfindet,
wobei der bisherige Trend des vom Meßinstrument 103 gemesse
nen Wertes A für den Werkstückdurchmesser und der ersten Be
ginnposition des Ausfeuerns D1 berücksichtigt wird. Anhand
der Schleifkurve 130 bestimmt der Simulationsteil 108 den
Werkstückdurchmesser F1 zum Zeitpunkt der Beendigung des Aus
feuerns und den Werkstückdurchmesser F2 eine Umdrehung vor
dem Ende des Ausfeuerns, und berechnet die Differenz ΔF=
F2-F1, die der zweiten Einrichtung 109 zur Durchführung
einer Logik-Operation mit Auswertung einer unscharfen Funk
tion übermittelt wird. Die Differenz ΔF der Werkstückdurch
messer stellt die Gleichmäßigkeit dar, mit der der Fertig
durchmesser erreicht wird.
Die zweite Einrichtung 109 zur Durchführung einer Logik-Ope
ration mit Auswertung einer unscharfen Funktion, welche die
Gleichmäßigkeit ΔF bei der Erzielung des Fertigdurchmessers
und die erste Beginnposition des Ausfeuerns empfängt, berech
net die zweite Beginnposition des Ausfeuerns D2 nach den
Steuerungsregeln R4 bis R6 und den Enthaltensein-Funktionen
124 bis 129, und erteilt sie als Anweisung zum Beginn des
Ausfeuerns an den Rundschleifmaschinen-Hauptteil 102. Die
Enthaltensein-Funktionen 124 bis 126 stellen je einen Grad
dar, wie weit die Gleichmäßigkeit bei der Erzielung des Fer
tigdurchmessers unter die Bezeichnung "zu groß", "gut" bzw.
"zu klein" fällt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 21 bis 24 wird ein zweites Arbeits
beispiel für die Bestimmung der Beginnposition des Ausfeuerns
D2 beschrieben. Gemäß Fig. 21(a) wird entsprechend der Steue
rungsregel R4 nach der Enthaltensein-Funktion 127 ein Grad
H21 bestimmt, wie weit die erste Beginnposition des Ausfeu
erns D1 unter die Bezeichnung "große Beginnposition des Aus
feuerns" fällt. Gemäß Fig. 21(b) wird ein Grad J21, wie weit
die Gleichmäßigkeit bei Erreichen des Fertigmaßes ΔF unter
die Bezeichnung "zu groß" fällt, nach der Enthaltensein-Funk
tion 124 bestimmt, und ein Bereich K21 unter J21 wird nach
der Enthaltensein-Funktion 127 bestimmt. Gemäß Fig. 21(c)
wird ein Grad L21, wie weit ΔF unter die Bezeichnung "gut"
fällt, nach der Enthaltensein-Funktion 125 bestimmt, und ein
Bereich M21 unter L21 wird nach der Enthaltensein-Funktion
127 bestimmt. Gemäß Fig. 21(d) wird in ähnlicher Weise ein
Grad N21, wie weit ΔF unter die Bezeichnung "zu klein" fällt,
nach der Enthaltensein-Funktion 126 bestimmt, und ein Bereich
P21 unter N21 wird nach der Enthaltensein-Funktion 127 be
stimmt. Sodann wird gemäß Fig. 21(e) der Schwerpunkt G21 der
drei Bereiche K21, M21 und P21 bestimmt. Der Grad Q21 der
Enthaltensein-Funktion 127 im Schwerpunkt G21 wird bestimmt,
und es wird das Produkt R21 aus Q21 und H21 berechnet.
Entsprechend Fig. 22(a) wird entsprechend der Steuerungsregel
R5 ein Grad H22 bestimmt, wie weit die erste Beginnposition
des Ausfeuerns D1 unter die Bezeichnung "mittlere Beginnposi
tion des Ausfeuerns" fällt, nach der Enthaltensein-Funktion
128 bestimmt. Gemäß Fig. 22(b) wird ein Grad J22, wie weit
die Gleichmäßigkeit beim Erzielen des Fertigmaßes ΔF unter
die Bezeichnung "zu groß" fällt, nach der Enthaltensein-Funk
tion 124 bestimmt, und ein Bereich K22 unter J22 wird nach
der Enthaltensein-Funktion 128 bestimmt. Gemäß Fig. 22 (c)
wird ein Grad L22, wie weit DF unter die Bezeichnung "gut"
fällt, nach der Enthaltensein-Funktion 125 bestimmt, und ein
Bereich M2 unter L22 wird nach der Enthaltensein-Funktion 128
bestimmt. Gemäß Fig. 22(d) wird in gleicher Weise ein Grad
N22, wie weit ΔF unter die Bezeichnung "zu klein" fällt, nach
der Enthaltensein-Funktion 126 bestimmt, und ein Bereich P22
unter N22 wird nach der Enthaltensein-Funktion 128 bestimmt.
Als nächstes wird gemäß Fig. 22(e) der Schwerpunkt G22 der
drei Bereiche K22, M22 und P22 bestimmt. Der Grad Q22 der
Enthaltensein-Funktion 128 am Schwerpunkt G22 wird bestimmt,
und es wird das Produkt R22 aus Q22 und H22 berechnet.
Gemäß Fig. 23(a) wird ein Grad H23, wie weit die erste Be
ginnposition des Ausfeuerns D1 unter die Bezeichnung "kleine
Beginnposition des Ausfeuerns" fällt, entsprechend der Steue
rungsregel R6 nach der Enthaltensein-Funktion 129 bestimmt.
Gemäß Fig. 23(b) wird ein Grad J23, wie weit die Gleichmäßig
keit beim Erzielen des Fertigmaßes ΔF unter die Bezeichnung
"zu groß" fällt, nach der Enthaltensein-Funktion 124 be
stimmt, und ein Bereich K23 unter J23 wird nach der Enthal
tensein-Funktion 129 bestimmt. Gemäß Fig. 23(c) wird ein Grad
L23, wie weit ΔF unter die Bezeichnung "gut" fällt, nach der
Enthaltensein-Funktion 125 bestimmt, und ein Bereich M23 un
ter L23 wird nach der Enthaltensein-Funktion 129 bestimmt.
Gemäß Fig. 23(d) wird in ähnlicher Weise ein Grad N23, wie
weit ΔF unter die Bezeichnung "zu klein" fällt, nach der Ent
haltensein-Funktion 126 bestimmt, und ein Bereich P23 unter
N23 wird nach der Enthaltensein-Funktion 129 bestimmt. Sodann
wird gemäß Fig. 23(e) der Schwerpunkt G23 der drei Bereiche
K23, M23 und P23 bestimmt. Der Grad Q23 der Enthaltensein-
Funktion 129 am Schwerpunkt G23 wird bestimmt, und es wird
das Produkt R23 aus Q23 und H23 berechnet.
Ein Bereich S21 unter dem Grad R21 (= H21×Q21) wird an der
Enthaltensein-Funktion 127 gemäß Fig. 24(a) bestimmt. Ein Be
reich S22 unter dem Grad R22 (= H22×Q22) wird an der Ent
haltensein-Funktion 128 gemäß Fig. 24(b) bestimmt. Ein Be
reich S23 unter dem Grad R23 (= H23×Q23) wird an der Ent
haltensein-Funktion 129 gemäß Fig. 24(c) bestimmt. Der
Schwerpunkt D2 der drei Bereiche S21 bis S23 wird berechnet
und als zweite Beginnposition des Ausfeuerns berücksichtigt.
Bei der vorstehend beschriebenen dritten Ausführungsform wur
de die Bestimmung der Beginnpositionen des Ausfeuerns beim
Einstech-, Quer- oder Kegelschleifen beschrieben. Das Bestim
mungsverfahren beim Schulterschleifen ist das gleiche wie
vorstehend angegeben. Beim Schulterschleifen wird anstelle
des Durchmessers die Breite bzw. Länge eines Werkstücks mit
tels des Meßinstruments in On-line-Verarbeitung gemessen, und
die Zustellung (in der Breite bzw. Länge) der Schleifscheibe
wird mittels des Zustellungs-Sensors in On-line-Verarbeitung
gemessen. Die Differenz zwischen dem gemessenen Wert der
Werkstückbreite und dem Zustellbetrag der Schleifscheibe wird
als die verbleibende Materialzugabe betrachtet, nach welcher
die erste Beginnposition für das Ausfeuern bestimmt wird.
Sodann wird durch Simulation eine Schleifkurve berechnet, aus
der die Differenz zwischen der Werkstückbreite bei Ende des
Ausfeuerns und der Werkstückbreite eine Umdrehung vor Ende
des Ausfeuerns bestimmt wird. Unter Benutzung dieser Diffe
renz als die "Gleichmäßigkeit beim Erzielen der Fertigbreite"
anstelle der "Gleichmäßigkeit beim Erzielen des Fertigdurch
messers" bei der zweiten Ausführungsform kann die zweite Be
ginnposition des Ausfeuerns bestimmt werden.
Bei der vorstehend beschriebenen dritten Ausführungsform wird
die erste Beginnposition des Ausfeuerns unter Benutzung der
Differenz zwischen Durchmesser oder Breite bzw. Länge des
Werkstücks und dem Zustellbetrag der Schleifscheibe (verblei
bende Materialzugabe) als Eingangswerte in die Auswertung
einer unscharfen Funktion benutzt, und die zweite Beginnposi
tion des Ausfeuerns wird unter Benutzung der Gleichmäßigkeit
beim Erzielen des Fertigmaßes als Eingangswert in die Auswer
tung einer unscharfen Funktion bestimmt. Anstelle dieser Ein
gangswerte oder zusätzlich zu ihnen kann jedoch ein beliebi
ger Faktor oder beliebige Faktoren benutzt werden, wenn sie
die Schleifbedingungen darstellen. Hierzu gehören die Diffe
renz zwischen dem Wert aus dem NC-Befehl und dem gemessenen
Wert der Zustellgeschwindigkeit, der Oberflächenzustand (Rat
termarken), die Oberflächenrauheit, die Schwingungen, die
Schallemissions-Welle, das Schleifgeräusch, die Schleiffun
ken, die Temperatur des Werkstücks, die Temperatur des
Schleiffluids und die Temperatur des Schmieröls.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren zur Lösung der
an zweiter Stelle genannten Aufgabe der Erfindung kann die
Beginnposition des Ausfeuerns für jedes Werkstück durch eine
"Fuzzy"-Logik-Operation bzw. eine Logik-Operation mit Auswer
tung einer unscharfen Funktion gesteuert bzw. bestimmt wer
den, woraus sich Verbesserungen bei der Schleifgenauigkeit,
der Gütebeständigkeit und bei der Verkürzung der Bearbei
tungszeit ergeben.
Anhand Fig. 25 bis 30 wird als vierte Ausführungsform der
Erfindung eine Vorrichtung zur Entscheidung über die Notwen
digkeit des Auswechselns von Kühlmittel beschrieben.
Bei der in Fig. 25 dargestellten Konfiguration einer Ausfüh
rungsform für eine numerisch gesteuerte Schleifmaschine wer
den als Sensoren ein Sensor 211 für Verschmutzungen im
Schleiffluid und ein Sensor 212 für Oberflächenrauheit be
nutzt, so daß die Notwendigkeit zur Auswechslung des Kühlmit
tels selbsttätig beurteilt werden kann durch Auswertung einer
unscharfen Funktion gemäß Fig. 26 bis 30 unter Benutzung des
Späneanteils und der Oberflächenrauheit als Eingangswerte in
eine Einheit 210 zur Auswertung einer unscharfen Funktion.
Gemäß Fig. 25 ist ein Werkstück 202 in einem (nicht darge
stellten) Spindelstock oder in einem Spindelstock und einem
(nicht dargestellten) Reitstock aufgenommen und auf einem
Schleifmaschinen-Hauptteil 201 drehbar. Eine Schleifscheibe
203 ist durch einen Antriebsmotor 304 ebenfalls drehantreib
bar. Die Schleifscheibe 203 und das Werkstück 202 sind durch
eine (nicht dargestellte) Verstellvorrichtung relativ zuein
ander bewegbar, und die Zustellung ist durch eine NC-Einheit
205 steuerbar.
Der Schleifmaschinen-Hauptteil 201 umfaßt einen Arbeitsbehäl
ter 207 für Schleiffluid zur Versorgung der Bearbeitungsstel
le mit Schleiffluid 206 und eine Schleiffluid-Reinigungsvor
richtung 208 zur Rückgewinnung, Reinigung und Rückförderung
des Schleiffluids in den Arbeitsbehälter 207, derart, daß das
Schleiffluid im Umwälzverfahren an die Bearbeitungsstelle
hingeleitet wird. Es ist ein Vorratsbehälter 209 für frisches
Schleiffluid vorhanden.
Weil der Sensor 211 für Verschmutzungen des Schleiffluids in
der Schleiffluid-Umwälzanlage angeordnet ist, stellt er den
Späneanteil im gereinigten Schleiffluid optisch, elektrisch
oder auf andere Weise fest. Der Oberflächenrauheits-Sensor
212 stellt die Oberflächenrauheit des Werkstücks fest. Diese
Sensoren 211 und 212 können während der Schleifoperation
ständig arbeiten oder nach der Schleifoperation tätig werden.
Die Einheit 210 zur Auswertung einer unscharfen Funktion be
stimmt die Notwendigkeit des Auswechselns von Schleiffluid
während oder nach einer Schleifoperation, ausgehend von den
durch die beiden Sensoren 211 und 212 (Späneanteil und Ober
flächenrauheit) gelieferten Eingangswerten. Die Einheit 210
leitet dann das Ergebnis an die NC-Einheit 205 weiter, die
das Ausführungsbefehl-Signal 205A zum Auswechseln des
Schleiffluids dem Schleifmaschinen-Hauptteil 201 übermittelt.
Es wird nun im einzelnen die Einheit 210 zur Auswertung einer
unscharfen Funktion beschrieben, die beim gezeigten Beispiel
als mit zwei Eingängen und einem Ausgang arbeitend angenommen
ist. Die Einheit 210 führt die Operationen zur Entscheidung
über die Notwendigkeit der Auswechslung des Schleiffluids
nach den Enthaltensein-Funktionen gemäß Fig. 26 bis 28 aus.
Fig. 26 zeigt als Beispiel eine Enthaltensein-Funktion, die
als Eingangswert den Späneanteil X1 (in %) benutzt, der durch
den Sensor 211 für Verschmutzungen im Schleiffluid festge
stellt wurde. Fig. 27 zeigt als Beispiel eine Enthaltensein-
Funktion, die als Eingangswert die Oberflächenrauheit X2 be
nutzt, welche vom Oberflächenrauheits-Sensor 212 festgestellt
wurde. Fig. 28 zeigt als Beispiel eine Enthaltensein-Funk
tion, welche als Ausgangswert die Notwendigkeit Y (in %) des
Auswechselns des Schleiffluids benutzt. Teil der bei dieser
vierten Ausführungsform benutzten Steuerungsregeln sind die
nachstehend beschriebenen Regeln (a) und (b). Die Matrix der
Steuerungsregeln ist in Fig. 29 dargestellt.
- a) Wenn der Späneanteil X1 groß ist (B) und die Oberflächen rauheit X2 groß ist (B), wird die Notwendigkeit Y zum Aus wechseln des Schleiffluids als sehr groß bestimmt (VB).
- b) Wenn der Späneanteil X1 klein ist (S) und die Ober flächenrauheit X2 klein ist (S), wird die Notwendigkeit Y zum Auswechseln des Schleiffluids als sehr klein bestimmt (VS).
Die NC-Einheit 205 empfängt das Ergebnis 210A der Operation
der Einheit 210 zur Auswertung einer unscharfen Funktion und
vergleicht die Notwendigkeit Y zum Auswechseln des Schleif
fluids mit einem vorbestimmten Referenzwert. Ist Y größer als
der Referenzwert, sendet die KG-Einheit 205 ein Ausführungs
befehl-Signal 205A an den Schleifmaschinen-Hauptteil 201 und
schaltet eine Warnanzeige 205B ein. Nach Empfang des Ausfüh
rungbefehl-Signals 205A entleert der Schleifmaschinen-Haupt
teil 201 das Schleiffluid selbsttätig aus der Schleiffluid
Umwälzanlage und empfängt frisches Schleiffluid aus dem Vor
ratsbehälter 209.
Obwohl der Vergleich zwischen der Notwendigkeit Y des Aus
wechselns des Schleiffluids mit dem Referenzwert bei der vor
stehend beschriebenen vierten Ausführungsform von der NC-Ein
heit 205 durchgeführt wird, kann er auch von der Einheit 210
zum Auswerten einer unscharfen Funktion vorgenommen werden.
In diesem Falle empfängt die NC-Einheit 205 das Vergleichs
ergebnis und gibt das Ausführungsbefehl-Signal 205A aus. Die
Warnanzeige kann von der Einheit 210 zur Auswertung einer
unscharfen Funktion eingeschaltet werden.
Als Eingangswerte an die Einheit 210 können nicht nur die
zwei Eingangswerte für Späneanteil und Oberflächenrauheit
gemäß Fig. 25, sondern beliebige Faktoren benutzt werden,
welche den Zustand des Schleiffluids oder des Werkstücks dar
stellen. Als Beispiel hierfür zeigt Fig. 30 eine fünfte Aus
führungsform der Erfindung.
Gemäß Fig. 30 weist ein Schleifmaschinen-Hauptteil 201 einen
Sensor 213 für Sediment in einem Schleiffluid-Arbeitstank
auf, einen Sensor 214 für die Menge des Schleiffluids im Ar
beitstank, einen Sensor 215 für Schleiffluid-Viskosität, ei
nen Sensor 216 für Fluidtemperatur sowie den Sensor 211 für
Verschmutzungen im Schleiffluid und den Sensor 212 für Ober
flächenrauheit. Mit diesen Sensoren ermittelte Meßwerte wer
den der Einheit 210 zur Auswertung einer unscharfen Funktion
zugeleitet. In diesem Falle kann bei der Auswertung einer
unscharfen Funktion eine beliebige Anzahl beliebiger festge
stellter Werte oder eine beliebige Kombination festgestellter
Werte benutzt werden.
Beispielsweise kann die Auswertung einer unscharfen Funktion
nach der folgenden Regel ausgeführt werden: "Wenn das Sedi
ment im Schleiffluid-Arbeitstank 207 groß ist, ist die Not
wendigkeit zum Auswechseln des Schleiffluids groß. Ist das
Sediment "mittel", ist die Notwendigkeit mittel. Ist das Se
diment "klein", ist die Notwendigkeit gering".
Die Auswertung einer unscharfen Funktion kann auch nach der
folgenden Regel durchgeführt werden: "Wenn die Schleiffluid
menge im Arbeitstank 207 "groß" ist, ist die Notwendigkeit
zum Auswechseln des Schleiffluids gering. Wenn die Fluidmenge
"mittel" ist, ist die Notwendigkeit mittel. Wenn die Fluid
menge "klein" ist, ist die Notwendigkeit groß". Oder: "Wenn
die Viskosität des Schleiffluids "hoch" ist, ist die Notwen
digkeit zum Auswechseln des Schleiffluids groß. Ist die Vis
kosität "mittel", ist die Notwendigkeit mittel. Ist die Vis
kosität "niedrig", ist die Notwendigkeit gering". Oder: "Wenn
die Temperatur des Schleiffluids "hoch" ist, ist die Notwen
digkeit zum Auswechseln des Schleiffluids groß. Ist die Tem
peratur "mittel", ist die Notwendigkeit mittel. Ist die Tem
peratur "niedrig", ist die Notwendigkeit gering".
Wie bei der Beurteilung der Notwendigkeit, das Schleiffluid
zu ersetzen, führt die Einheit 210 zur Auswertung einer un
scharfen Funktion bei der Beurteilung, ob das Schleiffluid
nachzufüllen ist, Operationen aus, und das Ergebnis der Ope
rationen wird mit einem vorbestimmten Referenzwert in der NC-
Einheit 205 oder in der Einheit 210 verglichen. Ist das Er
gebnis größer als der Referenzwert, wird ein Ausführungsbe
fehl-Signal 205C zum Nachfüllen des Schleiffluids an den
Schleifmaschinen-Hauptteil 201 gesandt und die Warnanzeige
205B eingeschaltet. Bei Empfang dieses Befehls füllt der
Schleifmaschinen-Hauptteil 201 selbsttätig Wasser oder
Schleiffluid aus dem Vorratsbehälter 209 nach.
Wenngleich die vorstehend beschriebene vierte und fünfte Aus
führungsform auf Schleifmaschinen anwendbar ist, ist die Er
findung auch auf verschiedene andere Werkzeugmaschinen an
wendbar.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Vorrichtung zur Lösung der
an dritter Stelle genannten Aufgabe der Erfindung und dem
Verfahren zu ihrem Betrieb läßt sich die Notwendigkeit des
Auswechselns oder des Nachfüllens von Schleiffluid selbsttä
tig durch Durchführen einer Auswertung einer unscharfen Funk
tion beurteilen. Dies ermöglicht das automatische Auswechseln
und Nachfüllen von Schleiffluid und trägt zur Verwirklichung
einer mannlosen Fertigung bei.
Unter Bezugnahme auf Fig. 31 bis 36 wird eine sechste Ausfüh
rungsform der Erfindung erläutert, die gemäß Fig. 31 auf eine
numerisch gesteuerte Schleifmaschine angewandt ist. Bei die
ser Konfiguration wird ein Sensor 308 für die Motorbelastung
als Sensor benutzt, und eine NC-Einheit 305 berechnet die
Anzahl der geschliffenen Werkstücke. Die Notwendigkeit des
Abrichtens wird durch Auswertung einer unscharfen Funktion
gemäß Fig. 32 bis 35 beurteilt, wobei die Motorbelastung und
die Anzahl der geschliffenen Werkstücke als Eingangswerte an
eine Einheit 307 zur Auswertung einer unscharfen Funktion
benutzt werden.
Gemäß Fig. 31 ist ein Werkstück 302 in einem (nicht darge
stellten) Spindelstock oder sowohl im Spindelstock als auch
in einem (nicht dargestellten) Reitstock aufgenommen und auf
einem Schleifmaschinen-Hauptteil 301 drehbar. Eine Schleif
scheibe 303 ist durch einen Antriebsmotor 304 drehantreibbar.
Die Schleifscheibe 303 und das Werkstück 302 sind durch eine
(nicht dargestellte) Verstellvorrichtung relativ zueinander
bewegbar, und der Zustellbetrag ist durch eine NC-Einheit 305
steuerbar. Außerdem hat der Schleifmaschinen-Hauptteil 301
eine Abrichtvorrichtung 306 zum Abrichten und Profilieren von
Schleifscheiben. Durch Verstellen wenigstens der Schleif
scheibe 303 oder der Abrichtvorrichtung 306 durch eine (nicht
dargestellte) Verstellvorrichtung kann abgerichtet bzw. pro
filiert werden. Das Abrichten oder Profilieren wird nach ei
nem Befehl 305A der NC-Einheit 305 durchgeführt. Der Motorbe
lastungs-Sensor 308 erfaßt die Motorbelastung während der
Schleifoperation durch Messen des Arbeitsstroms des Motors
304 während des Schleifens und übermittelt das Erfassungssi
gnal 308A an die Einheit 307 zur Auswertung einer unscharfen
Funktion. Bei dem Motor, dessen Belastung erfaßt wird,
braucht es sich nicht nur um den Antriebsmotor 304 für die
Schleifscheibe zu handeln, sondern es kann auch der Drehan
triebsmotor für das Werkstück 302 sein.
Die NC-Einheit 305 zählt die Anzahl der geschliffenen Werk
stücke als Sensor und übermittelt den Zählstand (Abrichtin
tervall) 305B an die Einheit 307 zur Auswertung einer un
scharfen Funktion.
Die Einheit 307 führt Operationen zur Beurteilung der Notwen
digkeit des Abrichtens oder Profilierens während der Schleif
operation durch, ausgehend von den vom Motorbelastungs-Sensor
308 und von der NC-Einheit 305 eingegebenen Werten (Belastung
des Schleifscheibenmotors und Anzahl der geschliffenen Werk
stücke) und leitet das Ergebnis 307A an die NC-Einheit 305
weiter. Diese sendet ein Ausführungsbefehl-Signal 305A zum
Abrichten oder Profilieren an den Schleifmaschinen-Hauptteil
301.
Für die nun folgende detaillierte Beschreibung der Einheit
307 zur Auswertung einer unscharfen Funktion wird angenommen,
daß die Einheit 307 mit zwei Eingängen und einem Ausgang ar
beitet. Die Einheit führt die Operationen zur Beurteilung der
Notwendigkeit des Abrichtens nach den in Fig. 32 bis 34 dar
gestellten Enthaltensein-Funktionen aus.
Fig. 32 zeigt als Beispiel eine Enthaltensein-Funktion, wel
che die Belastung X1 (in %) des Schleifscheibenmotors, welche
vom Motorbelastungs-Sensor 308 erfaßt wird, als Eingangswert
benutzt. Fig. 33 zeigt als Beispiel eine Enthaltensein-Funk
tion, welche als Eingangswert die Anzahl der geschliffenen
Werkstücke X2 (in % einer Standardanzahl) benutzt, die von
der NC-Einheit 305 geliefert wird. Fig. 34 zeigt ein Beispiel
einer Enthaltensein-Funktion, die als Ausgangswert die Not
wendigkeit Y des Abrichtens (in %) benutzt. Teil der bei die
ser Ausführungsform benutzten Steuerungsregeln sind die nach
stehenden Regeln (a) und (b). Die Matrix der Steuerungsregeln
ist in Fig. 35 dargestellt.
- a) Wenn die Belastung X1 des Schleifscheibenmotors groß ist (B) und die Anzahl der geschliffenen Werkstücke X2 groß ist (B), wird die Notwendigkeit zum Abrichten Y als sehr groß gewählt.
- b) Wenn die Belastung X2 des Schleifscheibenmotors klein ist (S) und die Anzahl der geschliffenen Werkstücke X2 klein ist (S), wird die Notwendigkeit zum Abrichten Y als sehr klein gewählt (VS).
Die NC-Einheit 305 empfängt das Operationsergebnis 307A der
Einheit 307 und vergleicht die Notwendigkeit zum Abrichten Y
mit einem vorbestimmten Referenzwert. Wenn die Notwendigkeit
zum Abrichten Y größer ist als der Referenzwert, aktiviert
die NC-Einheit 305 selbsttätig den Abrichtzyklus und sendet
ein Ausführungsbefehl-Signal 305A an den Schleifmaschinen-
Hauptteil 301. Nach Empfang des Ausführungsbefehl-Signals
305A stellt sich die Abrichtvorrichtung 306 selbsttätig an
die Schleifscheibe 303 am Schleifmaschinen-Hauptteil 301 so
an, daß ein Abrichten ausgeführt wird.
Wenngleich der Vergleich der Notwendigkeit zum Abrichten Y
mit dem Referenzwert bei dieser Ausführungsform von der NC-
Einheit 305 ausgeführt wird, kann er von der Einheit 307 zur
Auswertung einer unscharfen Funktion durchgeführt werden. In
diesem Falle empfängt die NC-Einheit das Vergleichsergebnis
und sendet das Ausführungsbefehl-Signal 305A aus.
Als Eingangssignale an die Einheit 307 zur Auswertung einer
unscharfen Funktion brauchen nicht nur zwei Eingangswerte,
nämlich Belastung des Schleifscheibenmotors und Anzahl der
geschliffenen Werkstücke gemäß Fig. 31, benutzt werden, son
dern beliebige Faktoren, welche den Zustand des Schleiffluids
oder des Werkstücks darstellen. Als Beispiel hierfür zeigt
Fig. 36 eine siebte Ausführungsform der Erfindung.
Gemäß Fig. 36 umfaßt der Schleifmaschinen-Hauptteil 301 einen
Sensor 309 für Oberflächenrauheit, einen Sensor 310 für die
Anzahl der geschliffenen Werkstücke und einen Sensor 311 für
Schleifscheibenabnutzung sowie den Motorbelastungs-Sensor
308. Die von diesen Sensoren erfaßten Werte werden der Ein
heit 307 zur Auswertung einer unscharfen Funktion zugeleitet.
Der Sensor 310 für die Anzahl der geschliffenen Werkstücke
erfaßt die Anzahl der Werkstücke 302, die geschliffen wurden,
anstelle der Berechnung durch die NC-Einheit 305. Der Sensor
311 für Schleifscheibenabnutzung erfaßt den Betrag der Abnut
zung durch Messen des Außendurchmessers der Schleifscheibe
303. Wenngleich die Einheit 307 die Operationen normalerweise
während des Schleifens ausführt, kann sie dies nach dem
Schleifen tun, wenn ein Sensor benutzt wird, der die Erfas
sung nicht während des Schleifens durchführen kann, z. B. ir
gendeine Art eines Oberflächenrauheits-Sensors 309 oder eines
Schleifscheibenabnutzungs-Sensors 311. Es kann eine beliebige
Anzahl von Eingangswerten von beliebigen Sensoren und eine
beliebige Kombination von Eingangswerten für die Auswertung
einer unscharfen Funktion benutzt werden. Außer den vorste
hend genannten Faktoren können als Eingangswerte für die Aus
wertung einer unscharfen Funktion die erfaßten Werte für
Durchmesseränderung des Werkstücks und Schleifgeräusch be
nutzt werden.
Beispielsweise kann eine Auswertung einer unscharfen Funktion
nach der folgenden Regel ausgeführt werden: "Wenn die Abnut
zung der Schleifscheibe "groß" ist, ist die Notwendigkeit zum
Abrichten groß. Wenn die Abnutzung der Schleifscheibe "mit
telgroß" ist, ist die Notwendigkeit zum Abrichten mittel.
Wenn die Abnutzung der Schleifscheibe "gering" ist, ist die
Notwendigkeit zum Abrichten gering".
Das Auswerten einer unscharfen Funktion kann auch nach fol
gender Regel ausgeführt werden: "Wenn die Oberflächenrauheit
"gut" ist, ist die Notwendigkeit zum Abrichten gering. Wenn
die Oberflächenrauheit "mittel" ist, ist die Notwendigkeit
zum Abrichten mittel. Wenn die Oberflächenrauheit "schlecht"
ist, ist die Notwendigkeit zum Abrichten groß".
Wie bei der Beurteilung der Notwendigkeit zum Abrichten führt
die Einheit 307 zur Auswertung einer unscharfen Funktion bei
der Entscheidung über die Notwendigkeit des Profilierens Ope
rationen aus, und das Operationsergebnis wird in der NC-Ein
heit 305 oder in der Einheit 307 mit einem vorbestimmten Re
ferenzwert verglichen. Ist das Ergebnis größer als der Refe
renzwert, aktiviert die NC-Einheit 305 selbsttätig den Ab
richtzyklus und sendet ein Ausführungsbefehl-Signal 305A an
den Schleifmaschinen-Hauptteil 301. Nach Empfang des Ausfüh
rungsbefehl-Signals 305A stellt sich die Abziehvorrichtung
306 selbsttätig an die Schleifscheibe 303 am Schleifmaschi
nen-Hauptteil 301 so an, daß ein Abrichten ausgeführt wird.
Wenngleich die vorstehend beschriebene sechste und siebte
Ausführungsform auf Schleifscheiben von Schleifmaschinen an
gewandt sind, läßt sich die Erfindung auf Werkzeuge verschie
dener anderer Werkzeugmaschinen anwenden.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Vorrichtung zur Lösung der
an vierter Stelle genannten Aufgabe der Erfindung ist die
Notwendigkeit zum Abrichten oder Profilieren durch Auswertung
einer unscharfen Funktion selbsttätig beurteilbar. Dadurch
wird unnötiges Abrichten oder Profilieren vermieden und die
Vorausbestimmung des Abrichtzeitpunktes unnötig gemacht, wo
durch die Arbeitszeit wesentlich verkürzt wird.
Claims (5)
1. Verfahren zum Steuern einer Rundschleifmaschine,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein zu steuernder spezieller Teil (1; 102; 201; 301) der
Rundschleifmaschine mittels Auswertung einer unscharfen Funk
tion, ausgehend von für diesen Teil der Rundschleifmaschine
gemessenen Datenwerten, automatisch gesteuert wird.
2. Steuervorrichtung für eine Schleifmaschine, mit einer
von einer Antriebsvorrichtung angetriebenen Schleifscheibe,
einem Spindelstock zur Aufnahme eines Werkstücks, einer Ver
stellvorrichtung für die Zustellung mit einer Vielzahl von
konstanten Geschwindigkeiten durch Bewegen wenigstens der
Schleifscheibe oder des Werkstücks, einem Sensor zum Erfassen
von Schleifbedingungen am Werkstück, und einer Steuereinrich
tung zum Bestimmen der Umschaltpositionen einer Zustellge
schwindigkeit in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal des
Sensors,
dadurch gekennzeichnet , daß
die Steuereinrichtung eine Einheit (10; 107,109; 210; 307)
zur Auswertung einer unscharfen Funktion für die selbsttätige
Bestimmung der Umschaltpositionen zwischen einer Vielzahl von
konstanten Zustellgeschwindigkeiten durch Auswerten einer
unscharfen Funktion ausgehend von einem Wert, der Schleifbe
dingungen darstellt und von den Sensoren festgestellt wurde.
3. Verfahren zum Steuern der Beginnposition des Ausfeuerns
bei einer Rundschleifmaschine,
gekennzeichnet durch folgenden Arbeitsschrit
te:
- - Bestimmen einer ersten Beginnposition des Ausfeuerns als vorübergehende Beginnposition des Ausfeuerns durch Auswerten einer unscharfen Funktion ausgehend von einem festgestellten Wert, der Schleifbedingungen beim Schleifen vor dem Beginn des Ausfeuerns darstellt,
- - Durchführen einer Simulation zur Beurteilung, ob ein Fer tigmaß gleichmäßig erreicht wird, wenn ein Ausfeuern an der ersten Beginnposition des Ausfeuerns angenommen wird,
- - Bestimmen einer zweiten Beginnposition des Ausfeuerns durch Auswerten einer unscharfen Funktion, die sich wiederum auf die Gleichmäßigkeit, mit der das Fertigmaß erzielt wird, be zieht und sich aus der Simulation ergeben hat, und
- - Ausführen des Ausfeuerns an der zweiten Beginnposition des Ausfeuerns.
4. Vorrichtung zur selbsttätigen Entscheidung über die Not
wendigkeit einer Auswechslung oder Nachfüllung von Kühlmittel
bei Werkzeugmaschinen mit einer Kühlmittelversorgung zum Zu
führen von Kühlmittel zur Bearbeitungsstelle und einer Kühl
mittel-Reinigungsvorrichtung zur Rückgewinnung und Reinigung
des Kühlmittels,
gekennzeichnet durch
- - einen Sensor zum Erfassen von Bedingungen bezüglich wenig stens des Kühlmittels oder eines Werkstücks, und
- - eine Einheit zur Auswertung einer unscharfen Funktion zum selbsttätigen Beurteilen der Notwendigkeit wenigstens der Nachfüllung oder der Auswechslung des Kühlmittels durch Aus werten einer unscharfen Funktion ausgehend von einem vom Sen sor eingegebenen Wert.
5. Vorrichtung zur selbsttätigen Entscheidung über die Not
wendigkeit einer Abrichtoperation an Schleifmaschinen, die
eine Abrichtvorrichtung wenigstens zum Profilieren oder Ab
richten einer Schleifscheibe und eine Verstellvorrichtung zur
Relativbewegung der Schleifscheibe und der Abrichtvorrichtung
aufweisen,
gekennzeichnet durch
- - einen Sensor (211, 212) zum Erfassen von Bedingungen in bezug wenigstensauf ein Werkstück (202) oder auf die Schleifscheibe (203), und
- - eine Einheit (210) zur Auswertung einer unscharfen Funktion zum selbsttätigen Entscheiden über die Notwendigkeit wenig stens einer Profilier- oder einer Abrichtoperation an der Schleifscheibe durch Auswerten einer unscharfen Funktion aus gehend von einem vom Sensor eingegebenen Wert.
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