DE19960834B4

DE19960834B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Störungserfassung, insbesondere zur Kollisionserfassung, im Antriebssystem einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE19960834B4
Application number: DE19960834A
Authority: DE
Inventors: Peter Wehrli; Orio Sargenti
Original assignee: Agie Charmilles SA
Current assignee: Agie Charmilles SA
Priority date: 1999-12-16
Filing date: 1999-12-16
Publication date: 2006-10-26
Anticipated expiration: 2019-12-17
Also published as: US6920370B2; US20010012973A1; DE19960834A1

Abstract

Verfahren zur Störungserfassung im Antriebssystem einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine, bei welcher mindestens ein Antriebsmotor (12) zur Positionierung eines zu bewegenden Maschinenteils (18, 16) über ein oder mehrere Übertragungselemente (17, 14) gekoppelt ist, wobei:
a) die Position des bewegten Maschinenteils (18, 16) direkt am Maschinenteil (18, 16) und zusätzlich indirekt an mindestens einem Ort der Übertragungskette gemessen wird, und
b) anhand der so ermittelten direkten und indirekten Positionsmeßwerte (Z_pos1, Z_pos2) ein Vergleichswert gebildet wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
c) anhand des Vergleichswertes der Positionsmeßwerte (Z_pos1, Z_pos2) unter Berücksichtigung der aktuellen Betriebsbedingungen ein Störungsfall ermittelt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Störungserfassung im Antriebssystem einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 11.
Bei der industriellen Nutzung von Werkzeugmaschinen ist es besonders wichtig, daß diese möglichst störungsfrei mit geringem Überwachungs- und Wartungsbedarf laufen. Etwaige Defekte an der Maschine und/oder Störfälle während der Bearbeitung führen zu ungewünschten Stillstandszeiten, und gar zu aufwendigen und kostenintensiven Reparaturen, verbunden mit dem wirtschaftlichen Ausfall durch den Stillstand der Werkzeugmaschine. Ein Störungsfall besonderer Art in diesem Zusammenhang ist die unerwünschte Kollision zwischen den bewegten Maschinenteilen der Werkzeugmaschine, z.B. dem Werkzeug oder dem Arbeitstisch, und dem zu bearbeitenden Werkstück sowie in dessen Umgebung befindlichen Maschinenteilen, wie Spannmittel zur Befestigung des Werkstückes am Arbeitstisch, Teile des Arbeitstisches selbst oder des Maschinengestells, Mittel zur Stromzufuhr in der Arbeitszone, Spülmittel, Rauch- und Staubabsaugmittel, vorstehende Teile der zu bearbei tenden oder bereits bearbeiteten Werkstücke auf einer Palette, vor allem auch Ausfallstücke, etc.. Besonders kritisch und einschränkend für die Bewegungsfreiheit des Werkzeuges sind die genannten Spannmittel. Je nach Größe und Anzahl der in der Arbeitszone aufgespannten Werkstücke sind unterschiedlich geformte und unterschiedlich viele Spannmittel dort angeordnet, die für das Bedienungspersonal nicht alle vollständig einsehbar sind und daher durch fehlerhafte Bedienung im manuellen Betrieb oder fehlerhafte Programmierung im Automatikbetrieb Kollisionen entstehen können.
Aus dem Stand der Technik sind zwar diverse Verfahren zum Schutz vor derartigen Störfällen, insbesondere Kollisionsschutzverfahren, bekannt. Eine befriedigende Lösung in puncto Praxistauglichkeit, Kosten/Nutzen-Verhältnis und Langzeitverhalten bieten sie jedoch nicht.

Zu den bekannten Kollisionsschutzverfahren gehören sogenannte vorbeugende oder präventive Verfahren, bei welchen die Werkzeugmaschine mit Kollisionsdetektoren zur Erkennung einer etwaigen Gefahrensituation ausgestattet sind, welche mit der Maschinensteuerung in Verbindung stehen und bei Bedarf die Vorschubbewegung der Werkzeugelektrode gestoppt wird. Ein Beispiel für ein derartiges Verfahren ist in der US 5 118 914 A beschrieben, wonach ein am Werkzeugkopf der Maschine angeordneter Drucksensor im Kollisionsfall bei Überschreiten eines vorgegebenen Schwellendruckes eine Unterbrechung der Relativbewegung zwischen dem Maschinenkopf und dem Hindernis auslöst. Eine vergleichbare Kollisionserkennung mit Hilfe eines am Arbeitskopf angeordneten kapazitiven Sensors ist aus der JP 2-076627 A bekannt. In die Kategorie der präventiven Kollisionsschutzsysteme gehören auch Abtastsysteme im Arbeitsraum einer Werkzeugmaschine, die auf dem Prinzip der Strahlenreflektion basieren, sowie bildverarbeitende Systeme. Diese präventiven Verfahren haben jedoch den Nachteil, daß sie aufgrund der erforderlichen zusätzlichen Sensoren relativ teuer und bezüglich des Langzeitverhaltens wegen der Verschmutzung oder des Verschleißes der Sensoren ungünstig sind.

Andererseits sind auch sogenannte reaktive Störungsschutzverfahren bekannt, also jene Verfahren, bei denen ein Störfall, z.B. eine Kollisionssituation, erst auftritt und dann sogleich eine Unterbrechung der Vorschubbewegung über die Steuerung der Maschinen eingeleitet wird. Bei einem bekannten Verfahren dieser Kategorie auf dem Gebiet von Funkenerosionsmaschinen wird der, der Bearbeitungselektrode zugeführte Antriebsstrom während der Bearbeitung überwacht und nach Auftreten eines starken Anstieges des Antriebsstromes, was auf eine Kollision hinweist, eine Unterbrechung der Achsbewegungen eingeleitet.

Aus DE 196 00 538 A1 ist ein weiteres Kollisionsschutzverfahren im Zusammenhang mit der funkenerosiven Werkstücksbearbeitung bekannt, bei welchem der Maschinenbediener vor der Bearbeitung in der Steuerung sogenannte verbotene und erlaubte Zonen festlegt, so daß die Steuerung nur Vorschubbewegungen in den erlaubten Zonen zuläßt, in denen angenommen wir, daß keine Kollisionen auftreten. Zwar ist dieses Verfahren relativ kostengünstig, es verlangt vom Maschinenbediener jedoch ein hohes Maß an Fertigkeit und Überblick, um die erlaubten Zonen korrekt zu programmieren. Dies ist jedoch bei komplexem Bearbeitungen, insbesondere von mehreren Werkstücken nicht immer mit absoluter Korrektheit möglich.

Im Zusammenhang mit der Lageregelung eines Positionierantriebes einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine ist aus der DE 34 26 863 A1 die Kombination von direkten und indirekten Positionsmeßsystemen bekannt. Dabei ist ein erstes direktes Längenmeßsystem an dem durch einen Antriebsmotor zu bewegenden Maschinenteil angeordnet und zusätzlich ein mechanisch mit dem Antriebsmotor gekuppel tes indirektes Lagemeßsystem vorgesehen. Die Meßwerte der beiden Positionsmeßsysteme werden zu verschiedenen Verbesserungen im Rahmen einer Lageregelung verwendet, z.B. exakter Genauhalt durch eine Unterlagerung der indirekten Messung mit höherer Auflösung und Erhöhung der Regelgenauigkeit im Rahmen einer Interpolation. Für die Anwendung in Richtung einer Störungserfassung gibt es jedoch keinerlei Hinweise.

Ferner ist aus DE 37 41 973 C2 (nächstliegender Stand der Technik) ein Verfahren nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruches 1 bekannt. Etwaige Störzustände werden im bekannten Verfahren anhand des Verlaufes der Strom- bzw. Lastaufnahme festgestellt. Die Strom- oder Lastaufnahme der Antriebe einer Werkzeugmaschine unterliegt naturgemäß einer gewissen Schwankung, z.B. beim Beschleunigen oder Bremsen des Vorschubes. Dies ist eine normale Einflußgröße für Strom- bzw. Lastschwankungen, die aber keinen Störzustand im eigentlichen Sinne bedeutet, dennoch aber die Stromaufnahme beeinflußt. Daher wird im bekannten Verfahren zusätzlich vorgeschlagen, die Toleranzwerte für Schwankungen der Stromaufnahme unter Berücksichtigung weiterer prozeßrelevanter Parameter, wie Geschwindigkeit und Beschleunigung, zum Bilden eines dem jeweiligen Prozeßzustand angepaßten Sollwertbereiches festzulegen. In diesem Zusammenhang verwendet das bekannte Verfahren als weiteren Parameter die Differenz aus den Meßergebnissen eines direkten sowie eines indirekten Positionsmeßsystems. Dabei geht der Differenzwert der Positionsmeßergebnisse lediglich bei der Sollwertbildung der zulässigen Stromaufnahmewerte als Sekundärparameter ein.

Bei einem aus EP 0 462 539 B1 bekannten Störfallverfahren für ein Antriebssystem einer Werkzeugmaschine wird ein Differenzwert D zwischen einem Positions-Sollwert ("position command signal P_r") und einem Positions-Istwert ("position detection feedback signal P_F") eines Servomotors als Kriterium für die Ermittlung eines Störfalles des Servomotors einer Werkzeugmaschine verwendet wird. Das bekannte Störfallverfahren beruht auf dem Vergleich eines gemessenen Istwertes, der über einen am Servomotor angeordneten Positionsencoder erfaßt wird, mit einem vorgegebenen Sollwert. Dieser Vergleichswert ist der sog. Regelfehler des Servomotors, der laufend überwacht und bei Überschreiten eines Schwellwertes einen Störfall anzeigt.

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, einen einfachen und dennoch wirkungsvollen Schutz gegen Störfälle, insbesondere gegen Kollisionen, im Antriebssystem einer Werkzeugmaschine zu schaffen.

Dieses Ziel erreicht die Erfindung durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche 1 bzw. 11. Weitere Aspekte der

Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung.

Danach schafft die Erfindung ein Verfahren zur Störungserfassung im Antriebssystem einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine, bei welcher mindestens ein Antriebsmotor zur Positionierung eines zu bewegenden Maschinenteils, welches z. B. ein Werkstück und/oder ein Werkzeug der Werkzeugmaschine bewegt, wie etwa ein Vorschubschlitten oder ein X/Y-Kreuzschlitten, über ein oder mehrere Übertragungselemente gekoppelt ist, wobei: (a) die Position des bewegten Maschinenteils direkt am Maschinenteil und zusätzlich indirekt an mindesten einem weiteren Ort der Übertragungskette gemessen wird; (b) die direkten und indirekten Positionsmeßwerte miteinander verglichen werden, und (c) anhand des Vergleichswertes der Positionsmeßwerte (nachfolgend "Meßwertevergleichswert") unter Berücksichtigung der aktuellen Betriebsbedingungen, z.B. Bearbeitungsgeschwindigkeit und Beschleunigung/Verzögerung, ggf. bewegte Massen, maschinenspezifische Prozeßkräfte, etc., ein Störungsfall ermittelt wird. Eine direkte Positionsmessung bedeutet hier eine Messung am oder in unmittelbarer Nähe des bewegten Maschinenteil/s. Eine entsprechende Vorrichtung zur Störungserfassung im Antriebssystem umfaßt ein direktes Meßsystem, welches dem durch den Antriebsmotor zu bewegenden Maschinenteil zugeordnet ist, zum Messen der aktuellen Position des zu bewegenden Maschinenteils, ein indirektes Meßsystem zum indirekten Ermitteln der Position des bewegten Maschinenteils an mindestens einem weiteren Ort der Übertragungskette und eine Steuerungseinheit zum Vergleichen der ermittelten Positionsmeßwerte und zum Feststellen eines Störungsfalles anhand des Meßwertevergleichswertes, wenn dieser ein vorgegebenes Kriterium erfüllt.

Für die Störungserfassung werden also lediglich zwei oder mehrere Messungen der Position des bewegten Maschinen teils an unterschiedlichen Orten der Übertragungskette zwischen Antriebsmotor und Maschinenteil durchgeführt. Der resultierende Meßwertevergleichswert ist ein hochsensibler Indikator dafür, ob im Antriebsmotor selbst, der dazwischenliegenden Übertragungs- und Vorschubmechanik und/oder am bewegten Maschinenteil selbst, ein Störungsfall aufgetreten ist oder von außen im Antriebssystem eine Störung induziert wurde. Störfälle im Antriebssystem können durch einen mechanischen Defekt z.B. in der Vorschubmechanik, elektronische Probleme, z.B. im Antriebsmotor, oder durch Verschleißerscheinigungen in der Übertragungskette, wie etwa durch Reibung, Erwärmung oder Verformung induzierte Spiele, verursacht werden. Eine von außen induzierte Störung im Antriebssystem wird häufig durch eine Kollision des bewegten Maschinenteils mit einem Hindernis im Arbeitsraum der Werkzeugmaschine verursacht.

All diese Störungsphänomene haben eine Verschiebung bzw. Abweichung der tatsächlichen (absoluten) Position des bewegten Maschinenteils, welcher erfindungsgemäß direkt oder in unmittelbarer Nähe des Maschinenteils, welches das Werkstück oder das Werkzeug bewegt, ermittelt wird, gegenüber der an einem oder mehreren Orten der Übertragungskette indirekt erfaßten und in Kenntnis des Übertragungsverhaltens abgeleiteten Maschinenteilposition zur Folge. Erfüllt die Abweichung zwischen direkter und indirekt ermittelter Position ein je nach Situation vorgegebenes Kriterium, so stellt die Antriebs- bzw. Achssteuerung der Werkzeugmaschine einen bestimmten Störfall fest und leitet sofort die jeweils geeigneten Gegenmaßnahmen ein, unterbricht z. B. die Achsbewegung im Falle einer Kollision.

Wie vorstehend erwähnt, kann die Position des bewegten Maschinenteils auch an mehreren Orten der Übertragungskette indirekt ermittelt, so daß als Störungskriterium auch ein dynamischer Störungsverlauf entlang der Übertragungskette des Antriebssystems der Werkzeugmaschine erkannt werden kann, und zwar bereits vor Auftreten des eigentlichen Störfalls.

Bei einem vereinfachten aber bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die indirekte Messung der Position des zu bewegenden Maschinenteils unmittelbar am Antriebsmotor durchgeführt. Bevorzugt wird hierfür ein der Rotorwelle des Antriebsmotors zugeordneter Drehwinkelsensor, beispielsweise ein optischer, induktiver oder kapazitiver Winkeldrehgeber oder ein Resolver, verwendet. Das zweite direkte Meßsystem zur Erfassung der absoluten Maschinenteilposition ist bevorzugt ein dem zu bewegenden Maschinenteil, z.B. einem Werkzeugkopf oder einem X/Y-Kreuztisch, zugeordnetes Linearmeßsystem, besonders bevorzugt ein optisches Längenmeßsystem, beispielsweise ein Phasengitter-Längenmeßsystem, oder ein induktives oder kapazitives Linearmeßsystem hoher Meßgenauigkeit. Somit werden bei der erfindungsgemäßen Störungserfassung die Vorteile dieser beiden Meßsystem ausgenützt, nämlich die ausgezeichnete Dynamik des indirekten rotatorischen Meßsystems am Antriebsmotor einerseits und die hohe Positionsgenauigkeit beispielsweise eines optischen Längenmeß systems zur direkten Positionsmessung des bewegten Maschinenteils anderseits. Dazu kommt noch der Vorteil, daß ein großer Teil der heute als Antriebsmotoren eingesetzten Servomotoren ohnehin über einen integrierten Drehwinkelsensor verfügen, der üblicherweise zur Lageregelung im Antriebssystem von Werkzeugmaschinen verwendet wird. Nutzt man beide erfindungsgemäßen Meßsysteme zur Verbesserung der Lageregelung, wie es beispielsweise in der DE 34 26 863 A1 offenbart ist, so erzielt man zusätzlich zu einer effektiven Störungsermittlung eine hervorragende Bearbeitungspräzision. Dies gilt vor allem für Werkzeugmaschinen, insbesondere Funkenerosionsmaschinen, mit hohen Genauigkeitsanforderungen, die erfindungsgemäß vor Störungsausfällen geschützt sind.

Außerdem ist auch die Sensibilität für die Erfassung etwaiger Störfälle im Antriebssystem selbstverständlich dann am größten, wenn die Position des Maschinenteils am Anfang der Übertragungskette, d. h. direkt am Antriebsmotor, und zugleich am Ende der Übertragungskette, d.h. am Maschinenteil selbst, gemessen wird. Irgendeine Störung innerhalb der Übertragungskette oder von außen an der Übertragungskette angreifend bewirkt dann eine Verschiebung der tatsächlichen Maschinenteil-Position gegenüber der z. B. mit dem Drehwinkelsensor eines Servomotors erfaßten Position.

In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wird das direkte Meßsystem zur Überwachung einer translatorischen Bewegungung eines Maschinenteils verwendet. Selbstverständlich kann das erfindungsgemäße direkte Meßsystem gleichsam zum Überwachen von Rotationsachsen einer Werkzeugmaschine eingesetzt werden. In diesem Fall erfolgt die direkte Messung vorzugsweise auch mit einem Drehwinkelsensor, z. B. einem einer Rotationsachse zugeordneten optischen, induktiven oder kapazitiven Winkeldrehgeber.

Bevorzugt wird als Meßwertevergleichswert der Differenzwert der direkten und indirekten Positionsmeßwerte als Kriterium für die Erkennung eines Störungsfalles verwendet. Der Differenzwert stellt eine vorrichtungsmäßig einfach zu ermittelnde und zugleich zuverlässige und sensible Größe bezüglich einer unerwünschten Störung im Antriebssystem der. Gegenüber der einleitend genannten Stromüberwachung im Zusammenhang mit einem bekannten Kollisionsschutzverfahren ist der Positionsdifferenzwert deutlich sensibler gegenüber einer Störung im Antriebssystem. Aufgrund der ausgezeichneten Dynamik z.B. von Drehgeber-Meßsystemen kann die Steuerung bei einem Auftreten einer Meßwertdifferenz oder einer Veränderung der Meßwertdifferenz sofort reagieren und entsprechend geeignete Gegenmaßnahmen einleiten.

Bevorzugt wird der ermittelte Positionsdifferenzwert aus direkter und indirekter Messung mit einem oder mehreren vorgegebenen Schwellwerten, welche unter Berücksichtigung der aktuellen Betriebsbedingungen, insbesondere Massenkräfte beim Beschleunigen/Verzögern des bewegten Teils, Prozeßkräfte der Werkstückbearbeitung und/oder Reibungskräfte im Antriebssystem ausgebildet sind, verglichen und bei Erreichen bzw. Überschreiten der Schwellwerte automatisch die jeweils geeigneten Maßnahmen eingeleitet werden, wie etwa Unterbrechen und ggf. Umkehr der Vorschubbewegung, Reduzieren der Prozeßparameter, wie Strom, Spannung, Spüldruck, etc. Im Falle einer Vorschubumkehr kann das Antriebssystem kurzzeitig bevorzugt auch stark belastet werden, um möglichst schnell in einen kollisionsfreien Zustand zu gelangen. Erfindungsgemäß ist bevorzugt auch eine qualitative Beurteilung eines Kollisionsfalles vorgesehen, indem das Ausmaß eines möglichen Kollisionsschadens unter Berücksichtigung der Kollisionsrichtung, der Kollisionsgeschwindigkeit und/oder der sogenannten Kollisionstiefe quantifiziert wird. Die Werte für die Kollisionsrichtung und Kollisionsgeschwindigkeit können unmittelbar aus der Antriebssteuerung entnommen werden; und die Kollisionstiefe, nämliche derjenige Weg des bewegten Maschinenteils vom Anfang der Kollision bis zum Stillstand oder Umkehrpunkt wird bevorzugt unmittelbar mit dem erfindungsgemäßen direkten Meßsystem ermittelt.

Die Schwellenwerte zur Festlegung eines Störungsfalles können z.B. für jeden spezifischen Maschinentyp statistisch festgelegt und in der Antriebssteuerung der Maschine abgelegt werden. Bevorzugt werden Schwellenwerte aber durch eine Kalibrierprozedur ermittelt, indem an einer bestimmten Werkzeugmaschine Standard-Störfallsituationen durchfahren bzw. simuliert und die jeweilige Abweichung zwischen dem direkten und indirekten Positionsmeßwert festgehalten wird. Dieser Kalibriervorgang berücksichtigt dann neben den rein dynamischen Störungseffekten zusätzlich z.B. durch Fertigungstoleranzen und Reibungseffekte im Antriebssystem induzierte Fehler. Besonders vorteilhaft sieht die Steuerung der Werkzeugmaschine in zeitlichen Abständen eine Wiederholung einer derartigen Kalibrierprozedur vor.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels wird anhand des Differenzwertes der direkten und indirekten Positionsmeßwerte unter Berücksichtigung der aktuellen Betriebsbedingungen eine Kollisionserfassung durchgeführt. Im Falle einer Kollision zwischen dem bewegten Maschinenteil und einem Hindernis im Arbeitsraum der Werkzeugmaschine, z.B. einem Spannmittel oder einen vorstehenden Abschnitt des zu bearbeitenden Werkstückes, wird der durch das direkte Meßsystem ermittelte absolute Meßwert des bewegten Maschinenteils hinter dem z.B. am Antriebsmotor indirekt ermittelten Meßwert "zurückbleiben". Ein abrupter Anstieg des Differenzwertes zwischen dem direkt ermittelten und indirekt ermittelten Positionsmeßwert deutet auf eine Kollisionssituation hin. Dies wird mit einem hochdynamischen indirekten Meßsystem z.B. an der Rotorwelle des Antriebsmotors oder an einer rotierenden Welle in der Übertragungskette nach dem Antriebsmotor ohne Verzögerung erfaßt und eine entsprechendes Signal an die Antriebssteuerung der Vorschubbewegung übersandt. In Reaktion darauf wird die Vorschubbewegung des bewegten Maschinenteils sofort unterbrochen und ggf. in Umkehrrichtung auf der vor der Kollision durchlaufenden Bahn zurückgefahren, um während der Rückzugsbewegung etwaige weitere Kollisionen zu vermeiden. Damit kann die Antriebssteuerung der Werkzeugmaschine besonders schnell in Kollisionsfällen reagieren, nämlich die Relativbewegung zwischen dem Hindernis und dem bewegten Maschinenteil stoppen. Zwar tritt eine Kollision auf, zumindest deutet sich eine Kollision an; somit gehört dieses Verfahren im Prinzip auch zur Kategorie der eingangs genannten reaktiven Verfahren. Aufgrund des Elastizität des Antriebsstranges zwischen dem Antriebsmotor und dem bewegten Maschinenteil kommt es dennoch zu keiner Beschädigung des Maschinenteils oder zu keinen nennenswerten, zumindest aber nur geringfügigen, Folgeschäden. Bei Unterbrechung der Vorschubbewegung im Kollisionsfall nimmt die elastische Deformation des Antriebsstranges die Kollisionsenergie nach Art einer "Knautschzone" auf. Durch entsprechende Steuerung des Antriebsmotors kann erreicht werden, daß diese aufgenommen Energie am anderen Ende des Antriebsstranges sanft abgegeben wird. Aufgrund seiner reaktiven Natur ist das erfindungsgemäße Kollisionsschutzverfahren besonders für Werkzeugmaschinen mit niedrige Vorschubgeschwindigkeiten geeignet. Als Beispiel seien Funkenerosionsmaschinen genannt, bei welchen die maximalen Bearbeitungsgeschwindigkeiten in der Regel im Bereich von einigen 10 mm/min liegen.

Aber auch bei Funkenerosionsmaschinen oder dergleichen können Positioniergeschwindigkeiten von einigen Metern pro Minute verwendet werden. Bei derartigen High-Speed-Werkzeugmaschinen ist es daher vorteilhaft, das erfindungsgemäße Kollisionsschutzverfahren mit einem präventiven Kollisionsschutzverfahren der eingangs genannten Art zu kombinieren. Dabei wird primär der Bearbeitungsvorgang mit Hilfe eines aktiven Kollisionsschutzsystems auf etwaige Kollision hin überwacht und bei Auftreten eines Kollisionsrisikos eine Abschaltung oder Umkehrung der Vorschubbewegung durchgeführt. Erst wenn das primäre Verfahren ausfällt oder versagt, wird als sekundäres Verfahren der erfindungsgemäße Kollisionsschutz aktiviert.

In einer bevorzugten Ausführungsform verfügt die Werkzeugmaschine über einen induktiven oder optischen Näherungssensor, der als primäres Kollisionsschutzsystem dient. Falls dieser ausfällt oder aus anderen Gründen, z.B. "toter Winkel", nicht funktioniert und dennoch eine Kollision eintritt, wird als sekundäres Verfahren die oben beschriebene Kollisionsschutzerkennung aktiviert. In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform ist das aktive Schutzsystem ein bildverarbeitendes System, welches Größe und Position der im Arbeitsraum der Werkzeugmaschine befindlichen Elemente, z.B. Werkstücke, Spannmittel, etc., erkennt und die Fahrwege der Achssteuerungen entsprechend einschränkt. Wenn dieses primäre System versagt, wird dann ein sekundärer Kollisionsschutz gemäß der vorliegenden Erfindung aktiviert.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der beigefügten schematischen Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:
1 eine schematische Darstellung des X/Y/Z-Achsantriebssystems einer Senkerosionsmaschine mit den erfindungsgemäßen Meßsystemen; und
2 eine Detailansicht eines Ausführungsbeispiels für einen der X-, Y- oder Z-Antriebssysteme in 1.
Im nachfolgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren und die entsprechende Vorrichtung zur Störungserkennung im Zusammenhang mit einem Antriebs- bzw. Achsantriebssystem einer Senkerosionsmaschine beschrieben. Dies ist jedoch nicht einschränkend zu verstehen, da die Erfindung einen breiten Anwendungsbereich für alle Arten von Werkzeugmaschinen hat, wie etwa Fräs-, Bohr-, Spanmaschinen, etc., hat, bei denen vergleichbare Störfälle im oder am Achsantriebssystem der Maschine auftreten können.
Im Blockschema der 1 sind die wesentlichen Bestandteile eines X/Y/Z-Antriebssystems einer Senkerosionsmaschine angegeben. Die übrigen Bestandteile der Senkerosionsmaschine, wie Maschinengestell, Spülsystem, Werkzeugtisch, etc., sind nicht dargestellt, da sie für das Verständnis der Erfindung keine Rolle spielen und außerdem von an sich bekannter Bauart sind. Für jede der drei Hauptachsen in X-, Y- und Z-Richtung ist ein eigenes Antriebssystem vorgesehen. Für die Z-Achse zur Steuerung der Vorschubbewegung einer Senkelektrode 10 in Z-Richtung besteht das Antriebssystem aus einem Servomotor 12, z. B. ein Wechselstrom-Asynchronmotor, der ausgangsseitig über einen Keil- oder Zahnriemen 14 mit einer aus mehreren Übertragungsgliedern bestehenden Vorschubmechanik 16 zur Wandlung der Drehbewegung des Servomotors 12 in eine lineare Bewegung gekoppelt ist. Ein Beispiel einer derartigen Vorschub- und Übertragungsmechanik 16 wird im Zusammenhang mit 2 später näher erläutert. Am vorderen freien Ende der Vorschubmechanik 16 wird die Senkelektrode 10 gehalten, mit welcher ein auf einem nicht dargestellten Arbeitstisch eingespanntes Werkstück 20 senkerodiert wird. Die Antriebssysteme für die X- und Y-Achsen sind ähnlich aufgebaut. Es sind auch hier für jede Achse ein Servomotor 22 bzw. 24 vorgesehen, die jeweils über Keil- oder Zahnriemen 23 bzw. 25 mit einer X-Vorschubmechanik 26 bzw. einer Y-Vorschubmechanik 27 gekoppelt. Die X- und Y-Vorschubmechaniken 26, 27 sind in 1 nur schematisch angedeutet. Sie sind in der Praxis bevorzugt miteinander in Serie gekoppelt und bestehen meistens aus einem kartesischen X/Y-Kreuztisch mit kreuzgekoppelten X- und Y-Bewegungsschlitten. Über diesen X/Y- Kreuztisch wird das Werkstück 20 in der X/Y-Ebene relativ zur Senkelektrode 10 bewegt.
Jedes der X/Y/Z-Antriebssysteme verfügt über eine eigene Achssteuerungseinheit, nämlich eine Achssteuerungseinheit 28 für den X-Antrieb, eine Achssteuerungseinheit 29 für den Y-Antrieb und eine Achssteuerungseinheit 30 für den Z-Antrieb, welche die zum senkerosiven Bearbeiten des Werkstückes 20 notwendige, die Senkkontur bestimmende Vorschubbewegung der Senkelektrode 10 und ggf. eine Relativbewegung in X/Y-Ebene zwischen der Senkelektrode 10 und dem Werkstück 20 steuern. Hierzu geben die X-, Y- und Z-Achssteuerungseinheiten 28, 29, 30 die entsprechenden Positionssignale an die Servomotoren 12, 22, 24 aus. Die Positionsdaten zur Erzeugung der X-, Y- und Z-Stellsignale erhalten die jeweiligen Achssteuerungseinheiten 28, 29, 30 aus einer zentralen CNC-Steuerungseinheit 60 der Senkerosionsmaschine. In der CNC-Steuerungseinheit 60 werden die programmierten oder z. B. aus einem übergeordneten Rechner erhaltenen Bahn- und Konturdaten bevorzugt einer Feininterpolation und ggf. einer Bahnkorrekturprozedur unterworfen und dann in Form von Positionssignalen X_pos Y_pos und Z_pos an die jeweiligen X-, Y- und Z-Achssteuerungseinheiten 28, 29, 30 ausgegeben. Die CNC-Steuerungseinheit 60 der Senkerosionsmaschine steht im Übrigen mit einer Generator- und Prozeßsteuerungseinheit 61 in Verbindung, welche die aktuellen Bearbeitungsbedingungen, wie Bearbeitungsstrom, Bearbeitungsspannung, Impulspausenzeiten, Spülung, etc., steuert. Aus diesen Größen gewinnt die CNC-Steuerungseinheit 60 die aktuellen Bahngeschwindigkeits- und Vorschubgeschwindigkeitsdaten, welche als Geschwindigkeitssignale V_X, V_Y und V_Z an die jeweiligen Achssteuerungseinheiten 28, 29 und 30 zur Lage- und Geschwindigkeitsregelung weitergegeben werden.
Erfindungsgemäß werden durch Messung einer durch ein Antriebssystem eingestellten Position an verschiedenen, mindestens aber zwei, Orten einer mechanischen Übertragungskette des Antriebssystems Störungsfälle erfaßt und geeignete Gegenmaßnahmen eingeleitet. Wie aus 1 ersichtlich ist, sind für das Z-Antriebssystem zur Bestimmung der Z-Position der Senkelektrode 10, oder besser der Position eines die Senkelektrode 10 tragenden Schlittens (vgl. 2) der Z-Vorschubmechanik 16, zwei Meßsysteme vorgesehen. Zur Positionsmessung ist einmal parallel zur Vorschubmechanik 16, d. h. parallel zum Weg des zu verfahrenden Schlittens, ein Linearmeßsystem 70 angeordnet, welches die absolute Position der Z-Vorschubmechanik 16 direkt mißt und ein Positionsmeßsignal Z_pos1 an die Z-Achssteuerungseinheit 30 übermittelt. Eine bevorzugte Ausführung des Linearmeßsystems 70 ist in 2 detaillierter dargestellt. Zusätzlich ist mit der Rotorwelle des Servomotors 12 ein indirektes rotatorisches Meßsystem 80 gekoppelt, das ein induktiver Resolver, ein Inkremental-Encoder oder jede andere Art von dynamischen und hochauflösenden Drehwinkelsensor sein kann. Mit einem derartigen Drehwinkelsensor 80 wird die Z-Position des Schlittens der Z-Vorschubmechanik 16 und damit die Z-Position der Senkelektrode 10 indirekt ermittelt, indem die jeweilige Rotorlage des Servomotors 12 gemessen und unter Berücksichtigung des Übertragungsverhaltens des Zahnriemens 14 und der Übertragungs- und Vorschubmechanik 16, z. B. der Steigung eines Spindeltriebes, auf die entsprechende Z-Position der Z-Vorschubmechanik 16 geschlossen wird. Aus dem Drehwinkelsensor 80 erhält demnach die Z-Achssteuerungseinheit 30 ebenfalls ein Z-Positionsmeßsignal Z_pos2
Die Meßauflösung des indirekten Meßsystems 80 ist bevorzugt um ein Vielfaches größer als diejenige des direkten Linearmeßsystems 70, so daß das indirekte Meßsystem 80 für die Lageregelung der Z-Vorschubbewegung bestens geeignet ist. Es sind aber auch Fälle denkbar, bei welchen die Lageregelung nur mit dem direkten Linearmeßsystem 70 oder zur Verbesserung der Regelgenauigkeit durch Kombina tion der Meßsysteme 70 und 80, durchgeführt wird, so wie beispielsweise in der DE 34 26 863 A1 vorgeschlagen. Bei einer Lageregelung mit dem Linearmeßsystem 70 schließt der Regelkreis die gesamte Übertragungskette ein, so daß etwaige Übertragungsfehler der Mechanik vom Längenmeßsystem 70 erkannt und von der Regelelektronik ausgeregelt werden. Für die Lage- und Geschwindigkeitsregelung des Z-Vorschubes umfaßt die Z-Achssteuerungseinheit 30 einen PID-Positions- und Geschwindigkeitsregler 31, in welchen die Positionsmeßsignale Z_pos2 sowie entsprechende Geschwindigkeitssignale v_Z für eine dynamische Regelung aus dem Drehwinkelsensor 80 und die Positionsmeßsignale Z_pos1 aus dem Linearmeßsystem 70 zur Verbesserung der Regelgenauigkeit zurück geführt werden. Dem PID-Regler 31 ist ein PID-Stromregler 32 und ein Verstärker 33 zur Übertragung der Steuerungssignale an den Servomotor 12 nachgeschaltet. Über eine Stromrückführungsschleife in den PID-Stromregler 32 erfolgt außerdem eine Zustandsreglung.
Die X- und Y-Achssteuerungseinheiten 28, 29 sind ähnlich wie die Z-Achssteuerungseinheit 30 aufgebaut. Ebenso verfügen die Servomotoren 22 und 24 über Drehwinkelsensoren 81, 82 zur indirekten Messung der Position der zu bewegenden Maschinenteile, d. h. des X-Tisches bzw. des Y-Tisches. Diese Positionsmessung wird zur dynamischen Lageregelung verwendet. Eine zusätzliche direkte Positionsmessung ist im X- und Y-Antriebssystem jedoch nicht vorgesehen.
Das vorliegende erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel nutzt die Kombination von direkter und indirekter Messung der eingestellten Z-Position anhand des Linearmeßsystems 70 (am Ende der Übertragungskette) und des Drehwinkelsensors 80 (am Anfang der Übertragungskette) zur Erfassung von möglichen Störfällen im Z-Antriebssystem der Senkerosionsmaschine.
Etwaige Störfälle innerhalb der Übertragungskette von Servomotor 12 zum Schlitten der Vorschubmechanik 16 oder von außen induzierte Störfälle am Z-Vorschub bewirken eine Verschiebung der absoluten Position Z_pos1 der Z-Vorschubmechanik 16 gegenüber der mit dem Drehwinkelsensor 80 indirekt erfaßten Position Z_pos2, d. h. in der Regel wird der direkte Meßwert Z_pos1 hinter dem indirekten Meßwert Z_pos2 "zurückbleiben". Eine Differenz zwischen den Positionsmeßwerten Z_pos2 – Z_pos1 = Δ wird als Kriterium für das Auftreten einer Fehlfunktion oder eines Störfalles im Z-Antriebssystem verwendet. Beispielsweise können im Laufe der Zeit mechanische Defekte oder Spiele, Losen oder Elastizitäten durch Abnutzung oder Materialermüdung in der Übertragungs- und Vorschubmechanik 16 oder elektrische Defekte am Servomotor 12 auftreten. Ein nicht ordnungsgemäßer Betrieb des Z-Antriebssystems wird häufig aber auch durch eine Kollision zwischen der Senkelektrode 10 und dem Werkstück 20 oder einem anderen Hindernis im Arbeitsraum der Senkerosionsmaschine hervorgerufen werden. Beim Auftreten einer Kollision nimmt der Positionsdifferenzwert Δ im Augenblick der Kollision rapide zu. Dieser Differenzwert wird durch eine in der Z-Achssteuerungseinheit 30 vorgesehene Rechnereinheit 35 laufend ermittelt und mit in der Rechnereinheit 35 abgelegten Schwellenwerten Δ_thres verglichen. Erreicht bzw. überschreitet der ermittelte Differenzwert Δ einen vorgegebenen Schwellenwert oder überschreitet die ermittelte Differenzwertsteigung eine vorgegebene Schwellwertzunahme, erzeugt die Z-Achssteuerungseinheit 30 ein Unterbrechungssignal für den Servomotor 12, so daß die Z-Vorschubbewegung sofort gestoppt und in bestimmten Fällen aufgrund eines weiteren Steuerungssignals aus der Rechnereinheit 35 auf der Verschiebungsbahn vor der Kollision in einen kollisionsfreien Zustand zurückgefahren wird.
Der Positionsdifferenzwert Δ liefert eine sehr zuverlässige und sensible Größe für das Auftreten einer Kollision. Aufgrund der hohen Meßgenauigkeit und der guten Dyna mik des indirekten Meßsystems 80 am Servomotor 12 kann die Z-Achssteuerung 30 bei einer Kollisionserfassung ohne Verzögerung reagieren und die Vorschubbewegung unterbrechen. In der Regel treten dann bei einer Kollision lediglich elastische Deformationen des Antriebsstranges auf, aber keine ernsthaften Folgeschäden an der Maschine oder am Werkstück, so daß die Senkerosionsmaschine ohne Ausfall sofort weiter betrieben werden kann. Die in der Rechnereinheit 35 abgelegten Schwellwerte für die Positionsdifferenzwerte Δ können z. B. aus einer Statistik oder individuell für eine bestimmte Maschine durch Abfahren von Standard-Kollisionssituationen ermittelt werden. Bei der letztgenannten Kalibrierprozedur werden neben den rein dynamischen Störungseffekten zusätzlich auch Fertigungstoleranzen und Reibungseffekte in der Z-Übertragungs- und Vorschubmechanik berücksichtigt. Für die Durchführung von derartigen Kalibrierzyklen, die in zeitlichen Abständen wiederholt werden können, sieht die Rechnereinheit 35 der Z-Achssteuerungseinheit 30 entsprechende Steuerungsmodule vor.
Bei der Festlegung der Schwellenwerte oder des Schwellenwertverlaufes für die Differenz Δ werden auch die aktuellen Bearbeitungsbedingungen berücksichtigt, insbesondere die momentane Geschwindigkeit, Beschleunigung und ggf. die träge Masse des bewegten Maschinenteils, d. h. hier des Schlittens der Z-Vorschubmechnik 16 samt der mitgeführten Senkelektrode 10, die eine Verformung des Z-Vorschubstranges bewirkende Massenkraft beim Beschleunigen desselben verursachen. Auch dies führt zu einer wenn auch geringen Differenz zwischen den Positionmeßwerten Z_pos1 und Z_pos2, ohne daß jedoch ein Störfall von der Rechnereinheit 35 angezeigt und irgendwelche besonderen Maßnahmen am Antriebssystem ausgelöst werden sollen.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das vorstehende Kollisionsschutzverfahren mit einem präventiven Kollisionsschutzverfahren kombiniert. Hierzu ist am vorderen Ende der Z-Vorschubmechanik 16 ein in 1 schematisch dargestellter induktiver oder kapazitiver Näherungssensor 71 vorgesehen, der mit der Z-Achssteuerungseinheit 30 verbunden ist und während der Bearbeitung den Arbeitsraum laufend auf eine etwaige Kollision mit Hindernissen im Arbeitsraum überwacht und bei Unterschreiten eines vorgegebenen Mindestanstandes eine Schnellabschaltung der Z-Vorschubbewegung bewirkt. Nach einem bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahren wird dieser aktive Kollisionsschutz als Primärschutz eingesetzt, d.h. die auf der oben beschriebenen Differenzermittlung beruhende Kollisionserfassung wird nur dann aktiviert, wenn der aktive Kollisionsschutz ausfällt oder aus irgendwelchen anderen Gründen, z. B. toter Winkel, nicht funktionieren sollte.
2 zeigt eine Detailansicht eines Antriebssystems, wie es in 1 beispielsweise für die Z-Vorschubbewegung beschrieben wurde. Einander entsprechende Bauteile tragen daher die gleichen Bezugszeichen. Gemäß 2 treibt ein Servomotor 12 über eine Vorschubspindel 17 das zu bewegende Maschinenteil, nämlich einen Schlitten 18 an. Der Schlitten 18 ist auf Führungsschienen 19 an einem relativ dazu ruhenden Abschnitt des Maschinengestells in Richtung des eingezeichneten Doppelpfeiles, z. B. die Z-Hauptachsenrichtung, verschiebbar. Zur Übertragung der Drehbewegung des Servomotors 12 in eine lineare Bewegung des Schlittens 18 ist der Servomotor 12 ausgangsseitig über einen Zahnriemen 14 mit der Vorschubspindel 17 gekoppelt. Die Vorschubspindel 17 ist in einem Kugelgewinde 21 mit z. B. vorgespannten Schrägkugellagern einseitig fest gelagert.
Zur indirekten Positionsmessung ist unmittelbar am Servomotor 2 ein Drehwinkelsensor 80 vorgesehen, z. B. ein Resolver oder ein optischer Inkremental-Encoder. Zusätzlich ist parallel zur Vorschubspindel 17, d. h. parallel zum Verfahrungsweg des Schlittens 18, ein Linearmeßsystem 70 angeordnet. Dieses umfaßt einen länglichen Maßstab 73, der mit Maßstabstrichen oder mit einem aus Beugungsgittern bestehenden Markierungsmuster versehen ist, und einem Abtaster 72 z. B. in Form eines Vertikalresonator-Lasers, der mit dem Schlitten 18 mechanisch verbunden ist. Beim Überfahren eines jeden Maßstabstriches wird von dem Längenmeßsystem 70 ein Positionssignal Z_pos1 an die Achssteuerungeinheit der Senkerosionsmaschine übermittelt. Die indirekte Messung der entsprechenden Position Z_pos2 findet mit dem Drehwinkelsensor 80 am Servomotor 12 statt . Die Positionsmeßwerte Z_pos1 und Z_pos2 werden erfindungsgemäß zu einer Störungserfassung im Antriebssystem, insbesondere zur Kollisionserfassung, genutzt, wie es vorstehend im Zusammenhang mit 1 beschrieben ist.

Claims

Verfahren zur Störungserfassung im Antriebssystem einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine, bei welcher mindestens ein Antriebsmotor (12) zur Positionierung eines zu bewegenden Maschinenteils (18, 16) über ein oder mehrere Übertragungselemente (17, 14) gekoppelt ist, wobei: a) die Position des bewegten Maschinenteils (18, 16) direkt am Maschinenteil (18, 16) und zusätzlich indirekt an mindestens einem Ort der Übertragungskette gemessen wird, und b) anhand der so ermittelten direkten und indirekten Positionsmeßwerte (Z_pos1, Z_pos2) ein Vergleichswert gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß c) anhand des Vergleichswertes der Positionsmeßwerte (Z_pos1, Z_pos2) unter Berücksichtigung der aktuellen Betriebsbedingungen ein Störungsfall ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die indirekte Messung der Position des zu bewegenden Maschinenteils (18, 16) am Antriebsmotor (12) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzwert (Δ) der direkten und indirekten Positionsmeßwerte (Z_pos1, Z_pos2) als Vergleichswert verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzwert (Δ) mit einem oder mehreren vorgegebenen Schwellwerten (Δ_thres), welche unter Berücksichtigung der aktuellen Betriebsbedingungen, insbesondere Massenkräfte beim Beschleunigen des bewegten Teils, Prozeßkräfte der Werkstückbearbeitung und/oder Reibungskräfte im Antriebssystem ausgebildet sind, verglichen wird und bei Erreichen bzw. Überschreiten der Schwellwerte automatisch die jeweils geeigneten Maßnahmen eingeleitet werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Festlegung von maschinenspezifischen Schwellwerten (Δ_thres) eine Kalibrierprozedur durchgeführt wird, bei welcher maschinenspezifische Standard-Störfallsituationen abgefahren werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung eines Störungsfalles die Erfassung einer Kollision des bewegten Maschinenteils mit einem Hindernis im Arbeitsraum der Werkzeugmaschine umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar nach einer Kollisionserfassung eine Abschaltung der Vorschubbewegung und/oder eine Vorschubumkehr des bewegten Maschinenteils eingeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß nach einer Kollisionserfassung ein möglicher Schaden unter Berücksichtigung der ermittelten Kollisionsrichtung, Kollisionsgeschwindigkeit und/oder Kollisionstiefe bewertet wird und ggf. Maßnahmen zur Schadensbehebung aktiviert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6–8, gekennzeichnet durch eine Kombination mit einem präventiven Kollisionsschutzverfahren.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß primär der Bearbeitungsvorgang mit Hilfe eines aktiven Kollisionsschutzsystems überwacht und die vorgenannte Kollisionsüberwachung durch Differenzbildung der direkten und indirekten Positionsmeßwerte (Z_pos1, Z_pos2) erst bei Ausfall oder Versagen des aktiven Kollisionsschutzsystems aktiviert wird.
Vorrichtung zur Störungserfassung im Antriebssystem einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine, bei welcher mindestens ein Antriebsmotor (12) zur Positionierung eines zu bewegenden Maschinenteils (18, 16) über ein oder mehrere Übertragungselemente (17, 14) gekoppelt ist, mit: a) einem direkten Meßsystem (70), welches dem durch den Antriebsmotor (12) zu bewegenden Maschinenteil (18, 16) zugeordnet ist, zum Messen der aktuellen Position des zu bewegenden Maschinenteils (18, 16), und b) einem indirekten Meßsystem (80) zum indirekten Ermitteln der Position des bewegten Maschinenteils (18, 16) an mindestens einem Ort der Übertragungskette, gekennzeichnet durch c) eine Steuerungseinheit (30) zum Bilden eines Vergleichswertes der so ermittelten Positionsmeßwerte (Z_pos1, Z_pos2) und zum Feststellen eines Störungsfalles anhand des Vergleichswertes, wenn dieser ein vorgegebenes Kriterium erfüllt.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das direkte Meßsystem (70) ein dem zu bewegenden Maschinenteil (18) zugeordnetes Linearmeßsystem, insbesondere ein Phasengitter-Längenmeßsystem, ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Linearmeßsystem einen stationären Phasengittermaßstab (73) und einen mit dem zu bewegenden Maschinenteil (18) gekoppelten Vertikalresonator-Laserabtastsensor (72) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11–13, dadurch gekennzeichnet, daß das indirekte Meßsystem (80) ein mit der Rotorwelle des Antriebsmotors (12) unmittelbar oder mittelbar gekoppelter Drehwinkelsensor ist.
Vorrichtung zur Kollisionserfassung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein aktives Kollisionsschutzsystem vorgesehen ist, wobei die Vorrichtung zur Kollisionserkennung bei einem Defekt oder Ausfall des aktiven Kollisionsschutzsystems aktivierbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß als aktives Kollisionsschutzsystem ein dem zu bewegenden Maschinenteil zugeordneter Näherungssensor (71) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß als aktives Kollisionsschutzsystem ein bildverarbeitendes System zur Erfassung von Größe und Position der Elemente im Arbeitsraum der Werkzeugmaschine vorgesehen ist.