DE2743845B2

DE2743845B2 - Vorrichtung an einer Revolverdrehmaschine zum selbsttätigen, verschleißabhängingen Einwechseln eines neuen Werkzeugs in die Bearbeitungsposition

Info

Publication number: DE2743845B2
Application number: DE2743845A
Authority: DE
Inventors: Toshiaki Watanabe; Hideo Kasugai Yuhara
Original assignee: Okuma Machinery Works Ltd
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 1976-09-29
Filing date: 1977-09-29
Publication date: 1981-07-09
Also published as: JPS5341872A; JPS5742468B2; SE419191B; DE2743845C3; US4214191A; DE2743845A1; SE7710833L

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung an einer Revolverdrehmaschine zum selbsttätigen, verschleißabhängigen Einwechseln eines neuen Werkzeuges in die Bearbeitungsposition mit einem Werkzeugrevolver, auf dem eine Vielzahl gleichartiger Drehwerkzeuge mit auf demselben Umfang liegenden Schneidkanten befestigt ist, mit einer Werkstückmeßeinrichtung zum Erfassen des Drehdurchmessers, mit einem Vergleicher zum Vergleich des Sollwertes des Drehdurchmessers mit dem gemessenen Istwert, mit einer Werkzeugverschleiß-Überwachungseinrichtung und mit einer in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Werkzeugverschleiß-Überwachungseinrichtung betätigten Fortschalteinrichtung für den Werkzeugrevolver.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser An (US-PS 30 10 348) ist eine Werkstückmeßeinrichtung vorgesehen, die den Drehdurchmesser jedes fertiggestellten Werkstückes mißt und in Abhängigkeit von diesem gemessenen Drehdurchmesser eine Korrektur der Werkzeugposition und/oder ein Auswechseln des Werkzeuges hervorruft. Diese bekannte Vorrichtung vermag jedoch durch Werkzeugverschleiß hervorgerufene Maßabweichungen nicht vom Maßabweichungen zu unterscheiden, die sich aufgrund von thermischen Verformungen der Revolverdrehmaschine aufgrund eines Temperaturanstiegs ergeben. Der sich aus dem Temperaturanstieg ergebende Anteil der Maßabweichung ist im Verhältnis zum sich aus dem Werkzeugverschleiß ergebenden Anteil zu hoch, als daß er vernachlässigt werden könnte. Insbesondere zu Beginn des Betriebs der Revolverdrehmaschine ist der sich aus dem Werkzeugverschleiß ergebende Anteil fast vernachlässigbar gering gegenüber dem thermisch bedingten Anteil, so daß in diesem Zeitraum ein unnötiges Auswechseln des Werkzeuges erfolgen kann oder andererseits ein vorzeitiger Verschleiß des Werkzeuges nicht sicher erkannt werden kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die die Trennung des sich aus dem Werkzeugverschleiß ergebenden Anteils der Maßabweichung von dem aufgrund der thermischen Verformung auftretenden Anteil ermöglicht, so daß der Werkzeugverschleiß mit hoher Genauigkeit bestimmt und überwacht werden Diese Aufgabe wird gemäß einem Grundgedanken der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst

Gemäß einem anderen Grundgedanken der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 2 angegebenen Merkmale gelöst

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine

Trennung des sich aufgrund des Werkzeugverschleißes

ι ο ergebenden Anteils der Maßabweichung von dem durch thermische Verformungen der Werkzeugmaschine hervorgerufenen Anteil der Maßabweichung, so daß lediglich der tatsächliche Werkzeugverschleiß-Anteil erfaßt wird. Auf diese Weise erfolgt ein Wechsel des Werkzeuges in zuverlässiger Weise nur dann, wenn ein tatsächlicher Werkzeugverschleiß bestimmter Größe eingetreten ist

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 ein schematisches Blockschaltbild der Vorrichtung;

F i g. 2 den Aufbau einer ersten Ausführungsform der Werkzeugverschleißüberwachungseinrichtung (32) nach F i g. 1;

F i g. 3 Einzelheiten des Aufbaus einer Ausführungsform der Meßbefehlseinheit(33)nach Fig. 1;

F i g. 4 ein Diagramm zur Erläuterung der Betriebsweise der Meßbefehlseinheit nach F i g. 3;
ίο Fig. 5 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Anzahl der bearbeiteten Werkstücke und der akkumulierten Größe der Werkzeugzustellungskompensation;

F i g. 6 Einzelheiten des Aufbaus einer zweiten j> Ausführungsform der Werkzeugverschleiß-Überwachungseinrichtung (32) nach F i g. 1.

Die in F i g. 1 dargestellte Revolverdrehmaschine weist ein Maschinenbett 1 auf, das auf seiner Oberseite zwei parallele Bettführungen 2 trägt, die sich horizontal in Richtung der Z-Achse erstrecken. Ein Spindelkasten 3 an einem Endteil des Bettes 1 lagert eine Hauptspindel deren Achse sich in Richtung der Z-Achse erstreckt und an deren vorderem Ende ein Spannfutter 5 für ein Werkstück 4 befestigt ist. Ein Schlitten 6 ist auf dem Bett 4) 1 in Richtung der Z-Achse entlang der Bettführungen 2 verschiebbar und auf seiner Oberseite mit (nicht gezeigten) Führungen in Richtung der X-Achse senkrecht zur Z-Achse versehen. Ein Quersupport 7 ist auf dem Schlitten 6 in Richtung der X-Achse in verschiebbar und wird von einem Servomotor 8, der an einer Seitenfläche des Schlittens 6 befestigt ist, über ein Zahnradgetriebe und eine Vorschubspindel 9 angetrieben. Ein Werkzeugträger 10 ist auf der Oberseite des Quersupports 7 befestigt und weist aui seiner dem )3 Spindelkasten 3 zugewandten Seite einen Werkzeugrevolver 11 auf. Es sind Einrichtungen vorgesehen um den Werkzeugrevolver 11 um seine parallel zur Z-Achse verlaufende Schwenkachse zu drehen, so daß er auf eine aus einer Vielzahl vorgegebener Winkelstellungen w) einstellbar ist. Eine Vielzahl von gleichartigen Werkzeugen 12 ist unter gleichen Umfangsabständen lösbar am äußeren Umfang des Werkzeugrevolvers 11 derart befestigt, daß die Schneidkanten der einzelnen Werkzet'ee gleich gerichtet sind und auf dem gleichen h-> Umfang liegen. Daher können diese Werkzeuge durch die Schwenkbewegung des Werkzeugrevolvers 11 aufeinanderfolgend in ihre Arbeitsstellung eingeschwenkt werden. Ein Halterungsteil 13 zur Halterung

einer Werkstückmeßeinrichtung 14 ist fest an der Oberseite des Quersupports 7 auf der dem Werkzeugträger 10 in bezug auf das Werkstück 4 gegenüberliegenden Seite befestigt. Diese Werkstückmeßeinrichtung 14 wird durch einen (nicht gezeigten) eingebauten strömungsmittelbetätigten Zylinder in Richtung auf das Werkstück 4 vorwärtsbewegi, um nach der Bearbeitung dessen Durchmesser zu messen, wenn sich der Quersupport 7 und der Schlitten 6 in der Meßstellung befinden.

Der Steuerungsteil der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung schließt einen Eingabe-Bandleser 21, ein Befehlsregister 22 für die Aufnahme von Befehlen für die Zielposition des Quersupports 7 zur Werkstückbearbeitung, sowie einen dem Befehlsregister 22 nachgeschalteten Funktionsgenerator 23 zur Erzeugung eines Funktionswertes P auf der Grundlage der Zielposition ein. Ein Vergleicher 24 vergleicht den Funktionswert P kontinuierlich mit einem Wert (A — T), wobei A ein Stellungssignal ist, das die tatsächliche Stellung des Quersupports 7 darstellt, während Tem Ausgangssignal eines Akkumulators 31 ist, der weiter unten beschrieben wird. Das Ausgangssignal des Vergleichers 24, das die Differenz P—(A-T)darstellt, wird einem D/A-Umsetzer 25 und nach Umsetzen in ein Analog-Spannungssignal einer Ansteuerung 26 für den Servomotor 8 zugeführt Der Servomotor 8 treibt die Vorschubspindel 9 an, um eine Schiebewegung des Quersupports 7 hervorzurufen. Ein Stellungsgeber 27 ist direkt mit der Vorschubspindel 9 verbunden und erzeugt das Stellungssignal A Das Stellungssignal A wird einem Subtrahierer 28 zugeführt, in dem der Ausgangswert T des Akkumulators 31 von A subtrahiert wird.

Ein Analog-Digital-Umsetzer 23 wandelt das analoge Ausgangssignal der Werkstückmeßeinrichtung 14 in ein digitales Signal um, das einem Subtrahierer 30 zugeführt wird Dieser bildet mit dem vorgegebenen Sollwert des Drehdurchmessers die Abweichung des gemessenen Istwerts vom Sollwert, d. h. die Maßabweichung bzw. die Werkzeugzustellungskompensation. Das Ausgangssignal des Subtrahierers 30 wird dem Akkumulator 31 zugeführt, um in diesem akkumuliert zu werden. Das den akkumulierten Wert darstellende Ausgangssignal T wird dem Subtrahierer 28 zugeführt Der Wert Tdieses Signals setzt sich aus der unmittelbar nach dem Inbetriebsetzen des Werkzeuges gemessenen Maßabweichung und dem akkumulierten Wert der Maßabweichung zusammen, die später gemessen wird. Eine Vielzahl derartiger Akkumulatoren 31 kann entsprechend der Anzahl der Werkzeuge 12 im Werkzeugrevolver U vorgesehen sein, so daß die Akkumulatoren den einzelnen Werkzeugen 12 zugeordnet werden können, da die Größe der Werkzeugabweichung im Anfangszustand der Schneidbearbeitung mit einem neuen Werkzeug für die einzelnen Werkzeuge unterschiedlich sein kann.

Das Ausgangssignal des Subtrahierers 30 wird weiter einer Werkzeugverschleiß-Uberwachungseinrichtung 32 zugeführt, in der der Fehleranteil aufgrund der thermischen Verformung der Revolverdrehmaschine von der Größe der Maßabweichung subtrahiert wird, die durch das Ausgangssignal des Subtrahierers 30 geliefert wird; das Ergebnis dieser Subtraktion, das den Werkzeugverschleißanteil darstellt, wird akkumiliert und das Werkzeug 12 wird ausgetauscht, wenn der akkumulierte Wert einen voremgestellten Zahlenwert erreicht Das Ausgangssignal des Subtrahierers 30 wird weiter einer MeBbefehlseinnchtung 33 zugeführt, die Befehle für die Ablaufsteuerung der Werkstückmeßeinrichtung 14 auf der Grundlage der vorstehenden Eingangssignale und anderer Eingangsbedingungen liefert.

F i g. 2 zeigt in Form eines Blockschaltbildes Einzelheiten einer ersten Ausführungsform der Werkzeugverschleiß-Überwachungseinrichtung 32 nach Fig. 1. Wie aus F i g. 2 zu erkennen ist, wird der die Größe der Maßabweichung darstellende Ausgangswert des Sub-

Ki trahierers 30 in einem ersten Vergleicher 41 mit einem vorgegebenen Einstellwert verglichen. Der Vergleicher 41 liefert ein Ausgangssignal, wenn die Größe der Maßabweichung kleiner als der Einstellwert ist. Das Ausgangssignal des Subtrahierers 30 kann ein UND- Glied 42 durchlaufen, wenn der Vergleicher 41 ein Ausgangssignal abgibt Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 42 wird einem Werkzeugverschleiß-Akkumulator 43 zugeführt der die Werkzeugverschleißkomponente akkumuliert. Dessen Ausgangssignal wird einem zweiten Vergleicher 44 zugeführt und in diesem mit einem Signal verglichen, das einen vorgegebenen Wert des Werkzeugverschleißes darstellt, der den Austausch des gerade verwendeten Werkzeuges 12 erfordert. Wenn eine Übereinstimmung zwischen diesen beiden Eingängen des Vergleichers 44 erreicht ist gibt dieser ein Koinzidenzsignal ab, das den Werkzeugverschleiß-Akkumulator 43 rücksetzt Das Koinzidenzsignal wird ferner einer Fortschalteinrichtung 45 für den Werkzeugrevolver 11 zugeführt Der Werkzeugrevolver 11 wird

jo daher in die nächste vorgegebene Winkelstellung geschwenkt um das nächste Werkzeug in die Bearbeitungsposition zu bringen, so daß der Schneidvorgang fortgesetzt werden kann. Nach einer vollständigen Drehung des Werkzeugrevolvers 11 werden alle

!> benutzten Werkzeuge 12 durch neue Werkzeuge ersetzt

F i g. 3 zeigt Einzelheiten einer Ausführungsform der Meßbefehlseinrichtung 33 nach Fig. 1. Das die Größe der Maßabweichung darstellende Ausgangssignal des Subtrahierers 30 wird einer Rechenschaltung 51 zugeführt der außerdem ein die Abmessungstoleranz Δο der Werkstücke darstellendes Signal, ein eine Konstante (< 1) darstellendes Signal, das zur Multiplikation mit dem Wert Δ» verwendet wird, um die Abmessungstole ranz Δο zu verkleinern, und ein Signal zugeführt wird, das die Anzahl der Werkstücke darstellt die in jeder Meßperiode bearbeitet wurden. In Abhängigkeit von diesen Signalen berechnet die Rechenschaltung 5t die Anzahl der Werkstücke, die in jeder Meßperiode

so bearbeitet werden sollen. Das Ausgangssignal der Rechenschaltung 51, das die Anzahl der während der Meßperiode zu bearbeitenden Werkstücke darstellt wird einem dritten Vergleicher 52 zugeführt, in dem es mit einem Signal verglichen wird, das eine voreingestell te maximale Anzahl von zu bearbeitenden Werkstücken darstellt Wenn der erstere Wert kleiner als der letztere Wert ist, erzeugt der Vergleicher 52 ein Ausgangssignal derart, daß das Ausgangssignal der Rechenschaltung 51 durch ein UND-Glied 53 hindurchlaufen kann. Ist

μ dagegen der erstere Wert gleich oder größer als der letztere Wert, so erzeugt der Vergleicher 52 ein weiteres Ausgangssignal derart, daß das die voreingestellte maximale Anzahl von zu bearbeitenden Werkstücken darstellende Signal durch ein weiteres UND- Glied 54 hindurchlaufen kann. Der Ausgang des UND-Gliedes 53 und der Ausgang des UND-Gliedes 54 sind mit einem ODER-Glied 55 verbunden, dem außerdem ein Signal zugeführt wird, das die anfängliche

Anzahl πι von Werkstücken darstellt, die bis zum Zeitpunkt der ersten Messung bearbeitet werden sollen. Ein Zähler 56 zählt die Anzahl von Bearbeitungsendc-Signalen, die jeweils dann erzeugt werden, wenn die Bearbeitung eines Werkstückes beendet ist. Das Ausgangssignal des ODER-Gliedes 55 und das Ausgangssignal des Zählers 56 werden einem vierten Vergleicher 57 zugeführt, der ein Meßbefehlssignal an die Werkstückmeßeinrichtung 14 leitet, wenn der die Anzahl der bearbeiteten Werkstücke darstellende Ausgangswert des Zählers 56 mit dem Ausgangswert des ODER-Gliedes 55 übereinstimmt.

Die Arbeitsweise der Meßbefehlseinrichtung 33 nach F i g. 3 wird im folgenden anhand des Diagramms nach Fig.4 beschrieben. In Fig.4 bezeichnet Ao die Abmessungstoieranz der Werkstücke, ni\, W₂, ms und m₄ sind die Zeitpunkte, zu denen Messungen durch die Werkstückmeßeinrichtung 14 durchgeführt werden und /7|, /32, ni und Πα die Anzahlen der Werkstücke, die bis zu den jeweiligen Meßzeitpunkten /πι, m₂, ms und nu bearbeitet werden sollen. Mit Δ\, A₂, As und Aa, ist die Größe der Maßabweichung bis zu den jeweiligen Meßzeitpunkten m\, m₂, ms und m₄ bezeichnet, diese Werte werden vom Subtrahierer 30 geliefert. Die Verhältnisse A\ln_u A₂In₂, As/ns bzw. AJn*, d.h. die tatsächliche Maßabweichung bezogen auf die befohlene Anzahl von zu bearbeitenden Werkstücken sind mit a. c, e und g bezeichnet und als Linien dargestellt Die gestrichelten Linien b, c/und /"verlaufen parallel zu den Linien a, eund e und stellen die theoretischen Linien dar, die erforderlich sind, um die jeweiligen Anzahlen n₂, ns und /7₄ der zu bearbeitenden Werkstücke zu erreichen.

Der Wert- -4o ist so gewählt, daß die Maßabweichung

der Werkstücke sicher innerhalb der Abmessungstoleranz ^o liegt und die Anzahl der Meßzeitpunkte auf ein Minimum verringert werden kann. Dieser Wert ist

jedoch nicht aui-—Ao beschränkt und kann innerhalb des

Bereiches von beispielsweise — A₀ bis— A₀ gewählt

werden, in Fig.4 wird die Anfangszahl n\ der bis zum Zeitpunkt m, der ersten Messung zu bearbeitenden Werkstücke vorher als Befehl eingegeben und es wird zu Anfang eine relativ kleine Anzahl von Werkstücken, beispielsweise 5 oder 10, festgelegt.

Wie aus F i g. 3 und 4 zu erkennen ist, wird das die anfängliche Anzahl /Ji von zu bearbeitenden Werkstükken darstellende Signal über das ODER-Glied 55 dem Vergleicher 57 zugeführt und der Bearbeitungsvorgang wird eingeleitet Die Anzahl der Bearbeitungsende-Signale, die jeweils am Ende der Bearbeitung eines Werkstückes auftreten, wird von dem Zähler 56 gezählt Wenn dessen Zählerstand den Wert /it erreicht erscheint das Meßbefehlssignal am Vergleicher 57 und wird der Werkstückmeßeinrichtung 14 zugeführt Nach dem Ende des Meßvorgangs mit Hilfe der Werkstückmeßeinrichtung 14 wird der Sollwert des Drehdurchmessers von dem gemessenen Wert in dem Subtrahierer 30 subtrahiert und das den Wert A\ darstellende Signal wird von dem Subtrahierer 30 an die Rechenschaltung 51 geleitet Aus diesem 4i-SignaL, dem Ausgangssignal des ODER-Glieds 55, das die Anzahl /Ji der bearbeiteten Werkstücke darstellt dem die Abmessungstoleranzen Ao darstellenden Signal und dem die Konstante

-T-darstellenden Signal berechnet die Rechenschaltung 51 die Anzahl m der Werkstücke, die bis zum Zeitpunkt

m₂ der nächsten Messung bearbeitet werden soll. Das den Wert n₂ darstellende Ausgangssignal der Rechenschaltung 51 wird dem Vergieicher 52 zugeführt, der dieses Signal mit dem Wert vergleicht, der die maximale Anzahl von zu bearbeitenden Werkstücken, z. B. 100, darstellt. Weil n₂ kleiner als das voreingestellte Maximum ist, läuft das n₂ darstellende Signal durch das UND-Glied 53 und das ODER-Glied 55 hindurch und wird dem Vergleicher 57 zugeführt. Die Drehbearbeitung wird erneut begonnen und das Meßbefehlssignal, das die zweite Messung zum Zeitpunkt m₂ anfordert, wird von dem Vergleicher 57 zur Werkstückmeßeinrichtung 14 geleitet, wenn der Stand des Zählers 56 den Wert/?2 erreicht.

Das die Differenz A₂ (Größe der Maßabweichung zwischen dem Soii-Drehdurchmesser und dem von der Werkstückmeßeinrichtung 14 auf den zweiten Meßbefehl hin gemessenen Drehdurchmesser) darstellende Signal wird von dem Subtrahierer 30 der Rechenschaltung 51 zugeführt. In diesem Fall ist der Wert A₂ kleiner

als — Au, der als Gesamt-Abweichungswert zum

Zeitpunkt m₂ der zweiten Messung erwartet wird. Es ergibt sich daraus, daß die thermische Verformung der Revolverdrehmaschine mit der Zeit graduell verringert wird.

Aus A₂, n₂ und-r-·4ο berechnet die Rechenschaltung

51 nun die Anzahl ns der Werkstücke, die bis zum Zeitpunkt mj der nächsten Messung bearbeitet werden sollen. Danach wird die Anzahl der bis zum Zeitpunkt mn zu bearbeitenden Werkstücke in ähnlicher Weise berechnet. Wenn die durch das Ausgangssignal der Rechenschaltung 51 dargestellte Anzahl der Werkstükke die voreingestellte maximale Anzahl von beispielsweise 100 Werkstücken, die durch das Bezugseingangssignal an den Vergleicher 52 dargestellt ist, überschreitet, leitet der Vergleicher 52 nunmehr dieses den voreingestellten Maximalwert darstellende Signal weiter, und zwar deshalb, um eine unendliche Vergrößerung des Meßintervalls aufgrund der Sättigung der thermischen Verformung der Revolverdrehmaschine zu verhindern.

F i g. 5 zeigt in einer graphischen Darstellung die Beziehung zwischen dem akkumulierten Maßabweichungswert und der Anzahl von zu bearbeitenden Werkstücken. Wie in F i g. 4 sind mit m\, m₂ ... me die Meßzeitpunkte und mit A \, A₂,..., At die Maßabweichungen bis zu den jeweiligen Meßzeitpunkten bezeichnet Das Symbol A bezeichnet einen Einstellwert, der dazu verwendet wird, um zu bestimmen, ob die zu jedem Meßzeitpunkt berechnete Größe der Maßabweichung auf der thermischen Verformung oder auf dem Werkzeugverschleiß beruht. Der linke Teil der Kurve in F i g. 5 zeigt daß die thermische Verformung abrupt eintritt sobald der Bearbeitungsvorgang eingeleitet wird und daß die Entfernung zwischen der Mittellinie des Werkstückes und der Schneidkante des Werkzeuges hierdurch verringert wird. Daher ist die gemessene Abmessung kleiner als der Sollwert und zu diesem Zeitpunkt kann der Werkzeugverschleißanteil noch nicht abgeleitet werden. Die Anzahl von Werkstücken, die beispielsweise bis zum Zeitpunkt itu, der vierten Messung bearbeitet wird, ist jedoch vernachlässigbar klein gegen die Gesamtzahl der Werkstücke, die bearbeitet werden, bis das Werkzeug ausgetauscht wird, so daß diese Werkstücke nicht in die Anzahl von Werkstücken eingeschlossen werden, die zum Aufsu-

chen des akkumulierten Wertes des resultierenden Werkzeugverschleißanteils verwendet wird. In der Praxis haben diese Werkstücke keinen wesentlichen Einfluß auf die Akkumulation des Werkzeugverschleißanteils.

Zum Zeitpunkt mt der vierten Messung nach F i g. 5 ist der Betrag der Maßabweichung Δι, kleiner als der Einstellwert Δ, die gemessene Abmessung des Werkstückes ist jedoch immer noch kleiner als der Sollwert, so daß diese Größe Δα die thermische Verformung, jedoch nicht den Werkzeugverschleißanteil darstellt. Zum Zeitpunkt /;?₅ der fünften Messung verläuft die gemessene Abmessung des Werkstückes in Richtung einer Überschreitung des Sollwertes; der Betrag der Maßabweichung Δ$ ist wiederum kleiner als der Einstellwert Δ und stellt somit den Werkzeugverschleißanteil dar. In F i g. 5 zeigt der linke Teil der Kurve, daß die thermische Verformung in einer Richtung erfolgt, die die Entfernung zwischen der Achse des Werkstückes und der Schneidkante des Schneidwerkzeuges verringert. Im darauffolgenden Teil erfolgt jedoch die thermische Verformung in einer Richtung, die die Entfernung zwischen der Achse des Werkstückes und der Schneidkante des Werkzeuges vergrößert. Es ist daher erforderlich, einen geeigneten Einstellwert vorzusehen, um den Werkzeugverschleißanteil von dem thermischen Verformungsanteil zu trennen. Dieser Einstellwert Δ kann gemäß den Betriebseigenschaften der Revolverdrehmaschine gewählt werden.

F i g. 6 zeigt eine zweite Ausführungsform der Werkzeugverschleiß-Überwachungseinrichtung 32 nach Fig. 1. Das die Größe der Maßabweichung darstellende Ausgangssignal des Subtrahierers 30 wird in einem Akkumulator 61 akkumuliert. Das Ausgangssignal des Akkumulators 61 wird in einem Vergleicher 62 mit einem Signal verglichen, das einen vorgegebenen Wert des Werkzeugverschleißes darstellt. Bei Übereinstimmung der beiden Eingangssignale liefert der Vergleicher 62 ein Befehlssignal an eine Fortschalteinrichtung 63, so daß ein Bezugswerkzeug, das an dem Werkzeugrevolver 11 befestigt ist, in die Bearbeitungsposition eingeschwenkt wird. Dieses Bezugswerkzeug wird nur zum Vergleich mit dem bis zu diesem Zeitpunkt eingesetzten Werkzeug verwendet, so daß der Werkzeugverschleißanteil ermittelt werden kann. Die Anzahl der Zeitpunkte, zu denen das Bezugswerkzeug verwendet wird, ist verglichen mit der Anzahl der Einsätze der übrigen Werkzeuge sehr klein, so daß die Abnutzung dieses Bezugswerkzeuges praktisch vernachlässigbar ist

Im folgenden wird die Feststellung des Werkzeugverschleißanteils ausführlicher beschrieben. Bei Erreichen einer Übereinstimmung zwischen den beiden Eingängen des Vergleichers 62 wird ein Signal, das die gemessene Abmessung Di des mit dem bis zu diesem Zeitpunkt verwendeten Werkzeug bearbeiteten Werkstückes darstellt, von der Werkstückmeßeinrichtung 14 an einen Substrahierer 64 geleitet Es wird dann eine Bearbeitung mit dem Bezugswerkzeug durchgeführt und ein die gemessene Abmessung D2 des bearbeiteten Werkstükkes darstellendes Signal wird ebenfalls dem Subtrahierer 64 zugeführt, der ein den Wert (D\ - D₂) darstellendes Ausgangssignal erzeugt, das dem Werkzeugverschleißanteil entspricht. Das Ausgangssignal des Subtrahierers 64 wird einem Vergleicher 65 zugeführt und in diesem ebenfalls mit dem vorgegebenen Wert des Werkzeugverschleißes verglichen. Wenn der Wert (D] — Di) kleiner ist als der vorgegebene Wert des Werkzeugverschleißes, so enthält der Akkumulator 61 im wesentlichen den thermischen Verformurigsanteil. In diesem Fall wird das Ausgangssignal des Subtrahierers 64 über ein UND-Glied 66 dem Akkumulator 61 zugeführt, um dessen Inhalt zu erneuern, d. h. auf den Wert des Ausgangssignals des Subtrahierers 64 zu setzen. Die Bearbeitung mit dem Werkzeug wird fortgesetzt, bis das Äusgangssignai des Akkumulators 61 erneut mit dem den vorgegebenen Wert des Werkzeugverschleißes darstellenden Signal übereinstimmt, worauf das Bezugswerkzeug erneut in die Bearbeitungsposition gebracht wird. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis nach der Bearbeitung mit dem Bezugswerkzeug festgestellt wird, daß das Ausgangssignal des Subtrahierers 64 gleich dem vorgegebenen Wert des Werkzeugverschleißes ist, worauf ein Ausgangssignal von dem Vergleicher 65 anzeigt, daß das Werkzeug das Ende seiner Standzeit erreicht hat. Das Ausgangssignal des Vergleichers 65 betätigt die Fortschalteinrichtung 63, um so das nächste neue Werkzeug in die Bearbeitungsposition zu bringen.

Wie oben beschrieben, wird das Bezugswerkzeug in die Bearbeitungsposition gebracht, wenn der Vergleicher 62 das Befehlssignal an die Fortschalteinrichtung 63 anlegt. Wenn jedoch die Werkstückabmessungstoleranz ^o sehr klein ist, kann ein Bearbeiten mit dem Bezugswerkzeug dazu führen, daß ein Werkstück mit Untermaß erzeugt wird. Um dies zu verhindern, kann die Größe der Werkzeugzustellungskompensation zweckmäßigerweise so gewählt werden, daß das Werkstück bis auf eine Abmessung größer als der Sollwert bearbeitet wird, worauf die resultierende Werkzeugverschleißkomponente in diesem Zustand festgestellt wird. Danach kann die Größe der Werkzeugzustellungskompensation auf den ursprünglichen Wert wiederhergestellt werden. Auch bei der Ausführungsform nach F i g. 6 wird das Meßbefehlssignal, das die Messung durch die Werkstückmeßeinrichtung 14 anfordert, von der Meßbefehlseinrichtung 33 nach F i g. 3 erzeugt

Es ist aus der vorstehenden Beschreibung zu erkennen, daß der Anteil der thermischen Verformung aus der Maßabweichung entfernt ist, so daß der reine Werkzeugverschleißanteil und nicht nur die Maßabweichung insgesamt zu jedem Meßzeitpunkt ermittelt wird. Daher kann die Werkzeuglebensdauer in rationeller Weise mit der gewünschten hohen Genauigkeit überwacht werden, um einen kontinuierlichen automatischen Betrieb der Werkzeugmaschine über eine lange Zeit zu erzielen.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung an einer Revolverdrehmaschine zum selbsttätigen, verschleißabhängigen Einwechsein eines neuen Werkzeuges in die Bearbeitungsposition mit einem Werkzeugrevolver, auf dem eine Vielzahl gleichartiger Drehwerkzeuge mit auf demselben Umfang liegenden Schneidkanten befestigt ist, mit einer Werkstückmeßeinrichtung zum Erfassen des Drehdurchmessers, mit einem Vergleicher zum Vergleich des Sollwertes des Drehdurchmessers mit dem gemessenen Istwert, mit einer Werkzeugverschleiß-Überwachungseinrichtung und mit einer in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Werkzeugverschleiß-Überwachungseinrichtung betätigten Fortschalteinrichtung für den Werkzeugrevoiver, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleicher zum Vergleich des Sollwerts mit dem gemessenen Istwert durch einen Subtrahierer (30) gebildet ist, der den Sollwert von dem Istwert subtrahiert und dessen Ausgangssignal die Größe der Maßabweichung darstellt, daß die Werkzeugverschleiß-Überwachungseinrichtung (32) einen ersten Vergleicher (41), der ein Ausgangssignal erzeugt, wenn das Ausgangssignal des Subtrahierers (30) kleiner als ein Signal ist, das einen vorgegebenen Einstellwert darstellt, einen Werkzeugverschleiß-Akkumulator (43), der den Ausgang des Subtrahierers (30) jedesmal dann akkumuliert, wenn der erste 3D Vergleicher (41) ein Ausgangssignal erzeugt, und der rückgesetzt wird, wenn der akkumulierte Wert einen vorgegebenen Wert des Werkzeugverschleißes erreicht, und einen zweiten Vergleicher (44) aufweist, der das Ausgangssignal des Werkzeugverschleiß-Akkumulators mit dem vorgegebenen Wert des Werkzeugverschleißes vergleicht und das zur Betätigung der Fortschalteinrichtung dienende Ausgangssignal der Werkzeugverschleiß-Überwachungseinrichtung erzeugt, wenn eine übereinstimmung zwischen den beiden Eingängen erreicht ist, daß eine Meßbefehlseinrichtung (33) vorgesehen ist, die eine Rechenschaltung (51) zur Berechnung der zwischen einem Meßzeitpunkt und dem folgenden Meßzeitpunkt zu bearbeitenden Werkstücke in Abhängigkeit von einem die Abmessungstoleranz (Δο) der Werkstücke darstellenden Signal, von einem eine zur Verringerung der Abmessungstoleranz (Δο) verwendete Konstante darstellenden Signal und von einem die Anzahl der bis zu dem einen Meßzeitpunkt bearbeiteten Werkstücke darstellenden Signal sowie in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Subtrahierers (30) aufweist, daß ein dritter Vergleicher (52) zum Vergleich des Ausgangssignals der Rechenschaltung (51) mit einem eine voreingestellte maximale Anzahl von zu bearbeitenden Werkstükken darstellenden Signal vorgesehen ist, wobei der dritte Vergleicher entweder das Ausgangssignal der Rechenschaltung (51) weiterleitet, wenn die Anzahl der zwischen dem einen Meßzeitpunkt und dem folgenden Meßzeitpunkt zu bearbeitenden Werkstücke kleiner als die vorgegebene maximale Anzahl ist, oder das die maximale Anzahl darstellende Signal weiterleitet, wenn die Anzahl der zwischen dem einen Meßzeitpunkt und dem folgenden Meßzeitpunkt zu bearbeitenden Werkstücke gleich oder größer ist als die maximale Anzahl, und daß ein vierter Vergleicher (57) den Ausgang des dritten Vergleichers (52) mit einem Signal vergleicht, das die Anzahl der tatsächlich bearbeiteten Werkstücke darstellt und der Werkstückmeßeinrichtung (14) ein Meßbefehlssignal zuführt, wenn eine Übereinstimmung zwischen den beiden Eingängen erreicht ist.

2. Vorrichtung an einer Revolverdrehmaschine zum selbsttätigen, verschleißabhängigen Einwechseln eines neuen Werkzeuges in die Bearbeitungsposition, mit einem Werkzeugrevolver, auf dem eine Vielzahl gleichartiger Drehwerkzeuge mit auf demselben Umfang liegenden Schneidkanten befestigt ist, mit einer Werkstückmeßeinrichtung zum Erfassen des Drehdurchmessers, mit einem Vergleicher zum Vergleich des Sollwertes des Drehdurchmessers mit dem gemessenen Istwert, mit einer Werkzeugverschleiß-Überwachungseinrichtung und mit einer in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Werkzeugverschleiß-Uberwachungseinrichtung betätigten Fortschalteinrichtung für den Werkzeugrevolver, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleicher zum Vergleich des Sollwertes mit dem gemessenen Istwert durch einen ersten Subtrahierer (30) gebildet ist, der den Sollwert von dem Istwert subtrahiert und dessen Ausgangssignal die Größe der Maßabweichung darstellt, daß die Werkzeugverschleiß-Überwachungseinrichtung (32) einen Maßabweichungs-Akkumulator (61) aufweist, der das Ausgangssignal des ersten Substrahierers (30) akkumuliert, daß ein Vergleicher I (62) zum Vergleich des Ausgangssignals des Maßabweichungs-Akkumulators (61) mit einem Signal vorgesehen ist, das einen vorgegebenen Wert des Werkzeugverschleißes darstellt, daß der Vergleicher I (62) bei Übereinstimmung zwischen den beiden Eingangssignalen ein Ausgangssignal erzeugt, das die Fortschalteinrichtung derart ansteuert, daß ein Bezugswerkzeug, das zwischen der Vielzahl von Werkzeugen fest auf dem Werkzeugrevolver (11) befestigt ist, in die Betriebsstellung gedreht wird, daß ein zweiter Subtrahierer (64) die durch Bearbeitung mit dem Bezugswerkzeug erzielte Werkstückabmessung von der Werkstückabmessung subtrahiert, die durch die Bearbeitung mit dem Werkzeug erzielt wurde, das vor der Verwendung des Bezugswerkzeuges verwendet wurde, daß ein Vergleicher II (65) das Ausgangssignal des zweiten Subtrahierers (64) mit dem den vorgegebenen Wert des Werkzeugverschleißes darstellenden Signal vergleicht und entweder den Inhalt des Maßabweichungs-Akkumulators (61) durch den Ausgang des zweiten Subtrahierers ersetzt, wenn keine Übereinstimmung zwischen den beiden Eingängen erreicht wird, oder die Fortschalteinrichtung für den Werkzeugrevolver betätigt, wenn eine Übereinstimmung zwischen den beiden Eingängen erreicht ist, daß eine Meßbefehlseinrichtung (33) vorgesehen ist, die eine Rechenschaltung (51) zur Berechnung der zwischen einem Meßzeitpunkt und dem folgenden Meßzeitpunkt zu bearbeitenden Anzahl der Werkstücke in Abhängigkeit von einem die Abmessungstoleranz (Δο) der Werkstücke darstellenden Signal, von einem eine zur Verringerung der Abmessungstoleranz (Δο) verwendete Konstante darstellenden Signal und von einem die Anzahl der bis zu dem einen Meßzeitpunkt bearbeiteten Werkstücke darstellenden Signal sowie in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des ersten Subtrahierers (30) aufweist, daß ein dritter Vergleicher (52) zum Vergleichen des Ausgangssignals der

Rechenschaltung (51) mit einem eine voreingestellte maximale Anzahl von zu bearbeitenden Werkstükken darstellenden Signal vorgesehen ist, wobei der dritte Vergleicher (52) entweder das Avsgangssignal der Rechenschaltung (51) weiterleitet, wenn die Anzahl der zwischen dem einen Meßzeitpunkt und dem folgenden Meßzeitpunkt zu bearbeitenden Werkstücke kleiner als die voreingestellte maximale Anzahl ist, oder das die maximale Anzah! darstellende Signal weiterleitet, wenn die Anzahl der zwischen dem einen Meßzeitpunkt und dem folgenden Meßzeitpunkt zu bearbeitenden Werkstücke gleich oder größer ist als die maximale Anzahl, und daß ein vierter Vergleicher (57) den Ausgang des dritten Vergleichers (52) mit einem Signal vergleicht, das die Anzahl der tatsächlich bearbeiteten Werkstücke darstellt und der Werkstückmeßeinrichtung (14) ein Meßbefehlssignal zuführt, wenn eine Übereinstimmung zwischen den beiden Eingängen erreicht ist