DE3902460A1

DE3902460A1 - Numerische steuervorrichtung

Info

Publication number: DE3902460A1
Application number: DE3902460A
Authority: DE
Inventors: Kimio Saitoh
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-01-29
Filing date: 1989-01-27
Publication date: 1989-08-10
Also published as: CH678769A5; DE3902460C2; US4987359A; JPH01193146A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Bearbei tungssteuerverfahren einer numerischen Steuervorrichtung (im folgenden lediglich als ein "NC" bezeichnet, soweit anwendbar) zur Steuerung einer Werkzeugmaschine.

Die Fig. 2 zeigt den Aufbau eines NC für Vierachsensteue rung. In Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Bau gruppe bestehend aus einer CRT (Kathodenstrahlröhre) und einer Tastatur; 2 eine Steuereinheit; 3 Verstärkereinhei ten; 4 elektrische Motoren; und 5 Detektoren.

Die Fig. 3 zeigt den Aufbau einer Vierachsen-Drehmaschi ne, bei der ein Bearbeitungssteuerverfahren gemäß der Erfindung anwendbar ist. In Fig. 3 zeichnet das Bezugszei chen 6 eine erstes Werkzeug, 7 einen ersten Revolverkopf; 8 ein zweites Werkzeug; 10 ein Werkstück, das sich entlang der Z-Achse bewegt; und 11 eine Buchse zur Fixierung des Werkstückes 10. Die Buchse 11 bewegt sich zusammen mit dem Werkstück 10 entlang der Z-Achse.

Fig. 4 ist ein Blockschaltbild eines Steuersystems, das durch die Steuereinheit 2 und die Verstärkereinheiten 3 verwirklicht wird. In Fig. 4 bezeichnet das Bezugszeichen:
12 eine Interpolationsstufe für das erste Werkzeug 6; 13 eine Interpolationsstufe für das zweite Werkzeug 8; 14 eine X-Achsen-Geschwindigkeitssteuerstufe für das erste Werkzeug 6; 15 eine Z-Achsen-Geschwindigkeitssteuerstufe für das erste Werkzeug 6 (in der Praxis wird das Werkstück bewegt); 16 eine X-Achsen-Geschwindigkeitssteuerstufe für das zweite Werkzeug 8; 17 eine Z-Achsen-Geschwindigkeitssteuerstufe für das zweite Werkzeug 8; 18 eine X-Achsen-Regelstufe für das erste Werkzeug 6; 19 eine Z-Achsen-Regelstufe (die Z-Achse ist diejenige des Werkstückes 10) für das erste Werkzeug 6, bei dem die Bewegungsrichtung umgekehrt ist; 20 eine X-Achsen-Regelstufe für das zweite Werkzeug 8; und 21 eine Z-Achsen-Regelstufe für das zweite Werkzeug 8. Ferner bezeichnen in Fig. 4 die Bezugszeichen fx 1, fz 1, fx 2 und fz 2 Geschwindigkeitsbefehle, die nach Interplation an den entsprechenden Achsen angreifen; und Fx 1, Fz 1, Fx 2 und Fz 2 Geschwindigkeitsbefehle, die an den entsprechenden Regel stufen anliegen.

Zuerst betätigt die Bedienungsperson die Tastatur 1, um das Bearbeitungsprogramm einzugeben, das die Bearbeitungspfade des ersten bzw. zweiten Werkzeuges 6 bzw. 8 bestimmt. Diese Bearbeitungsprogramme werden unter Bezugnahme auf den Ursprungspunkt des Maschinenprogramms erstellt, unter der Voraussetzung, daß das Werkstück 10 in Ruhe ist; d. h. es wird mit entlang der X- und Z-Achse wandernden Werkzeugen 6 und 8 bearbeitet.

Die Steuereinheit 2 erzeugt Bewegungsbefehle für die Werk zeuge entsprechend dem eingegebenen Bearbeitungsprogramm.

Als Reaktion auf den Werkzeugbewegungsbefehl für das erste Werkzeug 6 liefert die Interpolationsstufe 12 die Geschwin digkeitsbefehle fx 1 bzw. fz 1 für die X 1-Achse bzw. die Z 1-Achse. Die so gelieferten Geschwindigkeitsbefehle fx 1 und fz 1 werden an die X-Achsen-Geschwindigkeitssteuerung 14 und die Z-Achsen-Geschwindigkeitssteuerung 15 gegeben, die ihrerseits die Steuerbefehle Fx 1 bzw. Fz 1 an die Regelstu fen 18 bzw. 19 geben.

In gleicher Weise liefert die Interpolationsstufe (13 als Antwort auf den Werkzeugbewegungsbefehl für das zweite Werkzeug 8 die Geschwindigkeitsbefehle fx 2 bzw. fz 2 für die X 2-Achse bzw. die Z 2-Achse. Die so gelieferten Geschwindig keitsbefehle fx 2 bzw. fz 2 werden an die X-Achsen-Geschwin digkeitssteuerung 16 bzw. die Z-Achsen-Geschwindigkeits steuerung 17 gegeben, die ihrerseits den Geschwindigkeits befehl Fx 2 bzw. Fz 2 an die Regelstufen 20 bzw. 21 anlegen.

Dies bedeutet, daß die Werkzeuge nach dem Anlegen der Werk zeugbewegungsbefehle an die Interpolationsstufe 12 und 13 unabhängig voneinander gesteuert werden.

Das herkömmliche NC-Steuersystem arbeitet wie oben be schrieben. Deshalb wird im Falle der Vierachsendrehmaschine das Werkstück 10, wie in Fig. 3 gezeigt, entlang der Z 1- Achse, die eine der Steuerachsen ist, bewegt, während das Werkstück mit dem ersten Werkzeug 6 bearbeitet wird (d. h., daß das Werkstück bewegt wird). Der Ursprungspunkt des Bearbeitungsprogramms bewegt sich ebenfalls, so daß das zweite Werkzeug 8 solange nicht benutzt werden kann, bis das Werkstück 10 zum Ursprungspunkt des Bearbeitungspro grammes zurückgekehrt ist.

Demgemäß besteht ein Ziel der Erfindung darin, die vorge nannte, mit einem herkömmlichen NC-Steuersystem verbundene, Schwierigkeit zu beseitigen. Insbesondere besteht ein Ziel der Erfindung darin eine numerische Steuervorrichtung zu schaffen, bei der das zweite Werkzeug 8 auch dann benutzt werden kann, wenn das Werkstück bewegt wird.

Bei einer numerischen Steuervorrichtung gemäß der Erfindung wird das zweite Werkzeug 8 entlang der Z 2-Achse synchron mit der Bewegung des Werkstückes 10 bewegt (d. h., mit der Bewegung des Ursprungspunktes des Bearbeitungsprogramms).

Erfindungsgemäß können das erste und das zweite Werkzeug gleichzeitig benutzt werden, selbst wenn das Werkstück auf der Werkzeugmaschine bewegt wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrie ben.

In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 12 eine Interpola tionsstufe für das erste Werkzeug 6; 13 eine Interpola tionsstufe für das zweite Werkzeug 8; 14 eine X-Achsen-Ge schwindigkeitssteuerstufe für das erste Werkzeug 6; 15 eine Z-Achsen-Geschwindigkeitssteuerstufe für das erste Werkzeug 6; 16 eine X-Achsen-Geschwindigkeitssteuerstufe für das zweite Werkzeug 8; 17 eine Z-Achsen-Geschwindigkeitssteuer stufe für das zweite Werkzeug 8; 18 eine X-Achsen-Regelstu fe für das erste Werkzeug 6; 19 eine Z-Achsen-Regelstufe für das erste Werkzeug 6; 20 eine X-Achsen-Regelstufe für das zweite Werkzeug 8; 21 eine Z-Achsen-Regelstufe für das zweite Werkzeug 8; und 22 einen Geschwindigkeitsbefehl fz 1, welcher der gleiche wie der an die Z-Achsen-Regelstufe 19 gegebene Befehl ist.

Als Antwort auf den Werkzeugbewegungsbefehl für das erste Werkzeug 6 liefert die Interpolationsstufe 12 Bewegungsbe fehle fx 1 bzw. fz 1 für die X 1-Achse bzw. die Z 1-Achse. Die so gelieferten Geschwindigkeitsbefehle fx 1 bzw. fz 1 werden an die X-Achsen-Geschwindigkeitssteuerstufe 14 bzw. die Z-Achsen-Geschwindigkeitssteuerstufe 15 angelegt, die ihrerseits Steuerbefehle Fx 1 (= fx 1) und Fz 1 (=fz 1) an die X-Achsen-Regelstufe 18 bzw. die Z-Achsen-Regelstufe 19 anle gen.

In gleicher Weise liefert die Interpolationsstufe 13 als Antwort auf den Werkzeugbewegungsbefehl für das zweite Werkzeug 8 Geschwindigkeitsbefehle fx 2 bzw. fz 2 für die X 2-Achse bzw. die Z 2-Achse. Die so gelieferten Geschwindig keitsbefehle fx 2 bzw. fz 2 werden an die X-Achsen-Geschwin digkeitssteuerstufe 16 bzw. die Z-Achsen-Geschwindigkeits steuerstufe 17 angelegt. Anschließend liefert die X-Achsen- Geschwindigkeitssteuerstufe 16, wie im Falle der X 2-Achse, am Ausgang einen Geschwindigkeitsbefehl Fx 2 (=fx 2), der an die X-Achsen-Regelstufe 20 angelegt wird, und es wird, wie bei der Z 2-Achse, ein Geschwindigkeitsbefehl Fz 2 (=fz 2 - fz 1) an die Z-Achsen-Regelstufe 21 geliefert, welcher die Summe des Geschwindigkeitsbefehls fz 2 und des Geschwindigkeitsbe fehls -fz 1 22 der Z 1-Achse (des Werkstückes 10) ist.

Wenngleich die Erfindung unter Bezugnahme auf die Vierach sendrehmaschine beschrieben worden ist, ist zu bemerken, daß sie nicht auf diese oder im Hinblick auf diese be schränkt ist. Das heißt, daß das technische Konzept der Erfindung auf eine Vierachsendrehmaschine oder eine Doppel achsendrehmaschine anwendbar ist (die das Werkstück 10 und das zweite Werkzeug 8 gemäß Fig. 3 aufweist). In diesen Fällen kann das Werkstück in gleicher Weise wie in der oben beschriebenen Ausführungsform mit dem zweiten Werkzeug 8 während seiner Bewegung bearbeitet werden.

Insbesondere können in dem Falle, daß das Werkstück einer Vielzahl von Bearbeitungsgängen unterworfen werden muß, die Bearbeitungsvorgänge gemäß der Erfindung nacheinander ausgeführt werden, während das Werkstück mit konstanter Geschwindigkeit bewegt wird; d. h., es ist nicht nötig, das Werkstück für jeden Bearbeitungsgang an den Ursprungs punkt des Bearbeitungsprogrammes zurückzuführen.

Wie weiter oben beschrieben, wird bei einer Vierachsendreh maschine, bei der das Werkstück 10 entlang der Z 1-Achse bewegt wird, erfindungsgemäß das zweite Werkzeug 8 ent lang der Z 2-Achse synchron mit der Bewegung des Werkstückes entlang der Z 1-Achse bewegt. Daher kann es, auch wenn das Werkstück bewegt wird, unter gleichzeitiger Nutzung beider Werkzeuge 6 und 8 bearbeitet werden, mit dem Ergebnis, daß die Bearbeitungszeit entsprechend reduziert wird.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das ein NC-Steuersystem gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 2 ist ein Erläuterungsdiagramm, das den Aufbau eines NC im Falle einer Vierachsensteuerung zeigt;

Fig. 3 ist ein Erläuterungsdiagramm, das den Aufbau einer Vierachsendrehmaschine zeigt;

Fig. 4 ist ein Blockschaltbild, das ein herkömmliches NC-Steuersystem zeigt.

Bedeutung der Bezugszeichen

4 - Motor; 5 - Detektor; 12 - Interpolationsstufe für das erste Werkzeug 6; 13 - Interpolationsstufe für das zweite Werkzeug 8; 14-17 - Geschwindigkeitssteuerstufen für die gegebenen Achsen; 18-21 - Regelstufen für die gegebenen Achsen; 22-Z 1-Achsen-Geschwindigkeitsbefehl fz 1 für die Z 2-Achse.

Claims

1. Numerische Steuervorrichtung für eine Vielachsen-Drehmaschine mit einer Vielzahl von Bearbeitungswerkzeugen, bei der ein zu bearbeitendes Werkstück entlang der Z-Achse eines ersten Bearbeitungswerkzeuges bewegt wird, gekennzeichnet durch

- Mittel zur Eingabe von Steuerdaten für jedes Werkzeug, wobei die Steuerdaten Bewegungssteuerdaten für eine X-Achseneinrichtung und eine Z-Achseneinrichtung einschließen, und
- Mittel zur Addierung der für das erste Bearbeitungswerkzeug bestimmten Z-Achsen-Bewegungssteuerdaten zu jeweils den Z-Achsen-Bewegungssteuerdaten der übrigen Bearbeitungswerkzeuge so, daß die Z-Achsen-Bewegungen der übrigen Bearbeitungswerkzeuge jeweils entsprechend den Ausgaben des Addierers gesteuert werden.

2. Numerische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielachsen-Drehmaschine eine Vierachsen-Drehmaschine mit zwei Bearbeitungswerkzeugen ist und der Addierer die Z-Achsen-Bewegungssteuerdaten für das erste Bearbeitungswerkzeug zu den Z-Achsen-Bewegungssteuerdaten für ein zweites Bearbeitungswerkzeug hinzuaddiert so, daß die Z-Achsen-Bewegung des zweiten Werkzeuges entsprechend der Ausgabe des Addierers gesteuert wird.

3. Numerische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerdaten in bezug auf einen Ursprungspunkt eines Bearbeitungsprogramms erstellt werden.