Verfahren zur selbsttätigen Vorschubsteuerung von Drehmaschinen Das Ziel einer adaptiven Regelung einer Werk zeugmaschine ist es, die unter den gegebenen Um ständen maximal mögliche Zerspanungsleistung zu er reichen und gleichzeitig die Programmierung so einfach wie möglich zu gestalten. Zu diesem Zweck können z. B. bei einer Drehmaschine Spindeldrehzahl, Vorschub und Schnittiefe jeweils selbsttätig den Erfordernissen angepasst werden.
Die Erfindung gemäss dem Hauptpatent betrifft ein Verfahren zur selbsttätigen Vorschubsteuerung von Werkzeugmaschinen, bei dem ein Eilvorschub bis zum Eingriff des Werkzeuges mit dem Werkstück vorge sehen und die Umschaltung auf den Arbeitsvorschub erst dann vorgenommen wird, wenn eine von der Verformungsleistung abhängige Grösse einen unteren Schwellwert überschreitet, wobei eine Verminderung des Arbeitsvorschubs und/oder eine Bewegung des Werk- zeuges in Richtung verminderter Zustellung so lange vorgenommen wird, wie die von der Verformungslei stung abhängige Grösse einen oberen Schwellwert über schreitet,
wobei zur optimalen Schnittaufteilung ausser der Bewegung des Werkzeuges in Richtung verminder ter Zustellung bei überschreiten eines oberen Schwell- wertes auch eine Zustellung jeweils bis höchstens zur programmierten Kontur so lange vorgenommen wird, wie die von der Verformungsleistung abhängige Grösse einen unteren Schwellwert unterschreitet.
Zur Zeiter sparnis kann dabei zunächst einmal das vollständige Programm, in die Steuerung eingelesen werden, während des Bearbeitungsverlaufes jeweils das Unterprogramm festgehalten werden, in dem die programmierte Kontur bereits erreicht wurde und dieses Unterprogramm dann in den nachfolgenden Bearbeitungsvorgängen ausgeblen det werden.
Bei einer Drehmaschine ist zu unterscheiden zwi schen der Schnittkraft zwischen Werkzeug und Werk stück und zwischen dem Druck, der zwischen Werk zeug und Werkstück herrscht; beide Kräfte stehen normalerweise senkrecht aufeinander. Bei einer adaptiven Regelung der eingangs genann ten Art bei Drehmaschinen kann der Fall eintreten, dass aus der Zerspanungsleistung, die z. B. über das Spin deldrehmoment erfasst wird, Befehle zum Längsvor schub. d. h. zur Erhöhung des Druckes, abgeleitet wer den, die mit den technologischen Erfordernissen nicht mehr in Einklang stehen, z. B. bei zu stumpf gewor denen Drehmeisseln.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht vor allem darin, bei einer selbsttätigen Vorschubsteue- rung der eingangs genannten Art zwecks adaptiver Regelung von Drehmaschinen auch den Druck zu be rücksichtigen, der durch den Längsvorschub zwischen Werkstück und Werkzeug entsteht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch ge löst, dass zur adaptiven Regelung die Zeit gemessen wird, während ein dem Druck in Längsrichtung zwi schen Werkstück und Werkzeug proportionales Signal einen einstellbaren Grenzwert überschreitet und dass beim Erreichen einer vorbestimmten Überschreitungs zeit ein Befehl zur Störungsanzeige und/oder Abschal tung der Drehmaschine ausgegeben wird. Die Integrie rung des Schnittdrucksignals ist dabei deshalb notwen dig, damit nicht schon durch kurzzeitige Stösse eine unnötige Abschaltung der Maschine herbeigeführt wird.
Am einfachsten lässt sich der Druck in Längsrich tung z. B. durch ein druckempfindliches Halbleiterele ment im Werkzeughalter erfassen.
Anhand einer Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert: Auf einer nicht näher dargestellten Drehmaschine 1 soll ein Werkstück 3 mit einem Drehmeissel 4 bear beitet werden. Die Drehmaschine wird von einer nume rischen Steuerung 2 mit Adaption gesteuert, d. h. aus Maschinengrössen, wie z. B. Drehmoment und Drehzahl, wird der jeweils optimale Längsvorschub (Z) und Plan vorschub (X) optimal bestimmt.
In der in ZX-Richtung verfahrbaren Halterung 5 des Drehmeissels 4 ist ein druckempfindliches Halb leiterelement 6 eingesetzt, das ein dem Druck zwischen Drehmeissel 4 und Werkstück 3 in der Z-Achse pro portionales Signal liefert. Dieses elektrische Signal ge langt über einen Verstärker 7 an den Eingang eines Grenzwertmelders B. Überschreitet das Drucksignal ei nen einstellbaren Wert, so spricht der Grenzwertmel der 8 an. Das Ausgangssignal des Grenzwertmelders 8 gelangt dann auf ein Integrierglied 9, z. B. einen Kon densator. Hat die Ladung im Integrierglied einen be stimmten Wert erreicht, so wird ein Befehl zur Ab schaltung der Maschine an die Steuerung 2 gegeben. Gleichzeitig ist dann noch eine optische Anzeige 10 der Störung möglich.
Method for automatic feed control of lathes The aim of adaptive control of a machine tool is to achieve the maximum possible cutting performance under the given circumstances and at the same time to make programming as simple as possible. For this purpose z. B. in a lathe spindle speed, feed and depth of cut are each automatically adapted to the requirements.
The invention according to the main patent relates to a method for automatic feed control of machine tools, in which a rapid feed is provided until the tool engages the workpiece and the switch to the working feed is only made when a quantity dependent on the deformation performance exceeds a lower threshold value , whereby a reduction in the working feed rate and / or a movement of the tool in the direction of reduced infeed is carried out as long as the quantity dependent on the deformation performance exceeds an upper threshold value,
For optimal cutting distribution, apart from the movement of the tool in the direction of reduced infeed, when an upper threshold value is exceeded, an infeed up to a maximum of the programmed contour is carried out for as long as the deformation-dependent variable falls below a lower threshold value.
To save time, the complete program can first be read into the control, while the subprogram in which the programmed contour has already been reached can be recorded during the machining process and this subprogram can then be hidden in the subsequent machining operations.
In the case of a lathe, a distinction must be made between the cutting force between the tool and the workpiece and between the pressure that prevails between the tool and the workpiece; both forces are usually perpendicular to each other. In the case of an adaptive control of the type mentioned at the beginning in lathes, the case may arise that from the machining performance that z. B. is detected via the spin torque, commands to feed longitudinal. d. H. to increase the pressure, derived who the who are no longer in line with the technological requirements, z. B. when becoming too blunt which turning tools.
The object of the present invention is above all to take into account the pressure created by the longitudinal feed between workpiece and tool in an automatic feed control of the type mentioned at the beginning for the purpose of adaptive control of lathes.
According to the invention, this object is achieved in that, for adaptive control, the time is measured while a signal proportional to the pressure in the longitudinal direction between the workpiece and the tool exceeds an adjustable limit value and that when a predetermined exceedance time is reached, a command for fault display and / or shutdown output of the lathe. The integration of the cutting pressure signal is therefore necessary so that even brief impacts do not lead to an unnecessary shutdown of the machine.
The easiest way is to print in the longitudinal direction z. B. detect through a pressure-sensitive semiconductor element in the tool holder.
Using a drawing, the invention is explained in more detail using an exemplary embodiment: On a lathe 1, not shown in detail, a workpiece 3 is to be processed with a lathe tool 4. The lathe is controlled by a numerical control 2 with adaptation, d. H. from machine sizes such as B. Torque and speed, the optimal longitudinal feed (Z) and face feed (X) are optimally determined.
In the ZX direction movable holder 5 of the turning tool 4, a pressure-sensitive semi-conductor element 6 is used, which supplies a proportional signal to the pressure between the turning tool 4 and workpiece 3 in the Z-axis. This electrical signal reaches the input of a limit monitor B via an amplifier 7. If the pressure signal exceeds an adjustable value, the limit monitor 8 responds. The output signal of the limit indicator 8 then reaches an integrator 9, e.g. B. a Kon capacitor. If the charge in the integrator has reached a certain value, a command to switch off the machine is given to the controller 2. At the same time, a visual display 10 of the malfunction is also possible.