DE69624093T2 - Verfahren und gerät für eine numerische steuerung von werkzeugmaschinen mit achsbewegung - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein Gerät zum Bewegen von Vorschubwellen einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine, insbesondere auf ein Vorschubwellen-Bewegungsverfahren und ein Gerät dafür zum Durchführen eines Bearbeitungsbetriebs, der eine schnelle Querbewegung einschließt.
• Beim Durchführen verschiedener Bearbeitungsvorgänge unter Benutzung einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine wird die Bewegung des Werkzeugs in bezug auf ein Werkstück von einer schnellen Querbewegung zu einem Bearbeitungsvorschub oder umgekehrt durch die Bewegung von X-, Y- u. Z-Achsen der Maschine gewechselt. Ein solcher Bearbeitungsbetrieb wird durch einen Bohrvorgang mittels der Bewegung der Z- Achse als ein einfaches Beispiel veranschaulicht.
• Fig. 15a u. Fig. 15b veranschaulichen einen Bohrvorgang, der in einer herkömmlichen Weise durch eine Z-Achsen-Bewegung durchgeführt wird. Fig. 15a zeigt den Bewegungsweg eines Bohrers 31a. Die axiale Bewegung durch eine schnelle Querbewegung ist durch einen gestrichelten Pfeil angegeben, und die axiale Bewegung durch einen Bearbeitungsvorschub ist durch einen durchgehenden Pfeil angegeben. Jede Bewegung wird durch die Bewegung der Z-Achse verursacht. Eine Spindel dreht sich mit einer zuvor befohlenen Drehgeschwindigkeit.
• In einem Abschnitt 81 bewegt sich die Spitze eines Bohrers 31a näher an eine Oberfläche des Werkstücks. In einem Abschnitt 82 bewegt sich die Bohrerspitze zu der Bearbeitungsposition am Boden einer Bohrung durch einen Bearbeitungsvorschub mit der befohlenen Geschwindigkeit. In einem Abschnitt 83 bewegt sich die Bohrerspitze zu einem Startpunkt der Bewegung des Abschnitts 82 durch die schnelle Querbewegung. In einem Abschnitt 84 bewegt sich die Bohrerspitze zu einem Startpunkt der Bewegung des Abschnitts 81 durch die schnelle Querbewegung.
• Fig. 15b zeigt ein Diagramm, das die Bewegung in der Z- Achsen-Richtung in Form einer sog. Geschwindigkeitswelle darstellt. Die vertikale Achse repräsentiert die Geschwindigkeit, und die horizontale Achse repräsentiert die Zeit. Die "+"-Richtung der vertikalen Achse gibt die Richtung an, in der ein Spindelkopf angehoben wird.
• In dem Abschnitt 81 bewegt sich der Spindelkopf abwärts in der Z-Achsen-Richtung, wenn er auf die hohe Querbewegungsgeschwindigkeit beschleunigt ist, und behält dann die Bewegung mit der hohen Querbewegungsgeschwindigkeit bei. Dann wird die Bewegung des Spindelkopfs verzögert, bis die Geschwindigkeit wieder "0" wird. Die Beschleunigungszeit von "0" bis zu der hohen Querbewegungsgeschwindigkeit und die Verzögerungszeit von der hohen Querbewegungsgeschwindigkeit bis "0" werden durch Parameter zum Definieren von Zeitkonstanten für, die Beschleunigung/Verzögerung gesetzt. Die Beschleunigungs/Verzögerungs-Zeitkonstante wird auf einen geeigneten Wert eingeregelt, um die Maschine keiner Stoßbelastung auszusetzen. In diesem Beispiel werden die maximale Bewegungsgeschwindigkeit und die Beschleunigungs/Verzögerungs-Zeitkonstante auf solche Werte gesetzt, die für eine numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine gesetzt werden können, die zu einer relativen Hochgeschwindigkeitsbewegung in der Lage ist. In dem Abschnitt 82 bewegt sich der Spindelkopf mit der befohlenen Vorschubgeschwindigkeit in der Z- Achsen-Richtung abwärts, während der Bearbeitungsvorgang ausgeführt wird.
• In dem Abschnitt 83 bewegt sich der Spindelkopf zu der Position der Z-Koordinate, in der die Bearbeitung mit der schnellen Querbewegung begonnen hat. Zu dieser Zeit wird die Z-Achsen-Bewegungsgeschwindigkeit, da das Ausmaß der Bewegung klein ist, während einer Beschleunigung ohne Erreichen der hohen Querbewegungsgeschwindigkeit zu einer Verzögerung gewechselt. In dem Abschnitt 84 bewegt sich der Spindelkopf durch eine schnelle Querbewegung zu dem Startpunkt des Abschnitts 81.
• Auf die Beendigung der Verzögerung jeder Bewegung hin wird festgestellt, dass der Spindelkopf in den Toleranzbereich der befohlenen Position eingetreten ist, und dann startet der Spindelkopf die nächste Bewegung.
• Im folgenden wird ein herkömmliches Beispiel beschrieben, bei dem ein Werkstück einer Schneidbearbeitung zu einem vorbestimmten Profil durch Bewegen des Werkstücks relativ zu dem Werkzeug als Funktion von X-, Y- u. Z-Achsen-Motoren unterzogen wird. Fig. 16 zeigt eine Schneidbearbeitung eines Werkstücks zu einem vorbestimmten Profil in Übereinstimmung mit der herkömmlichen axialen Bewegung. Bei diesem herkömmlichen Beispiel wird das Werkstück 21a horizontal einer Schneidbearbeitung durch ein Schneidwerkzeug 31a unterzogen. Während dieser Zeit bewegt sich das Schneidwerkzeug 31a in einem ersten Abschnitt 1a von einem Punkt P11 zu einem Punkt P12 durch eine schnelle geradlinige Querbewegung, in einem zweiten Abschnitt 2a von dem Punkt P12 bis zu einem Punkt P13 durch die schnelle geradlinige Querbewegung, in einem dritten Abschnitt 3a von dem Punkt P13 zu einem Punkt P14 durch einen geradlinigen Bearbeitungsvorschub, in einem vierten Abschnitt 4a von dem Punkt P14 zu einem Punkt P15 durch den geradlinigen Bearbeitungsvorschub und dann in einem fünften Abschnitt 5a von dem Punkt P15 zu einem Punkt 16 wieder durch die schnelle geradlinige Querbewegung. Die schnelle Querbewegung in diesem Beispiel wird durch eine Positionierungsbewegung durch eine Geraden-Interpolation, d. h. eine Positionierungsbewegung mit einem im wesentlichen geraden Bewegungsweg ausgeführt. Demgemäß werden die aufeinanderfolgenden Punkte durch Geraden verbunden.
• Bei dem herkömmlichen Axialbewegungsverfahren wird die Geschwindigkeit sowohl an den Beginn- als auch an den Endpunkten der Bewegung stets "0". Demgemäß wird sehr häufig eine verschwenderische Unterbrechung bei der Bearbeitung des Werkstücks wiederholt, was zu einer Ursache für eine Verlängerung der Bearbeitungszeit werden kann, durch welche die Produktivität der Maschine herabgesetzt wird.
• Ein häufiges Beschleunigen/Verzögern, das öfter auftritt, als es nowendig ist, erhöht die Wärmemenge, die durch den Motor erzeugt wird, um eine Überhitzung zu verursachen. Falls sich der Motor überhitzt, ist die Bearbeitung vorübergehend zu stoppen, was die Produktivität der Maschine herabsetzen würde. Ferner kann, wenn die Beschleunigung/- Verzögerung mit einer erhöhten Wärmetoleranz festgelegt wird, um eine Überhitzung zu vermeiden, keine angemessene Leistung des Motors erreicht werden, wodurch die Produktionsrate herabgesetzt wird.
• Numerische Steuergeräte zum Steuern der Vorschubraten von Achsen einer Werkzeugmaschine sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise offenbart die Druckschrift US-A-4,757,457 ein numerisches Steuergerät, das die Fähigkeit zur Verminderung einer Vorschubraten-Differenz besitzt und zur Benutzung mit einer Mehrachsen-Werkzeugmaschine geeignet ist.
• Insbesondere offenbart die Druckschrift EP-A-0530790 eine numerische Steuereinheit für eine Bearbeitungsvorrichtung, die unter der Steuerung eines Maschinenprogramms arbeitet, das eine Vielzahl Von Blöcken umfasst. Darin ist offenbart, dass die Maschinen-Vorschubrate in Übereinstimmung mit einer Werkstückform gesteuert werden kann, wodurch eine vorab eingegebene Werkstückform als die Grundlage zum Erzeugen einer Vorschubraten-Steuerungsfunktion benutzt werden kann. In Übereinstimmung mit der Werkstückform wird die Vorschubrate geringfügig verringert, bevor das Werkzeug in Berührung mit dem Werkstück kommt, wird dann auf den ursprünglichen Wert zurückgeführt und dann wieder geringfügig herabgesetzt, bevor das Werkzeug außer Berührung mit dem Werkstück kommt. Die Vorschubrate wird bis zu einer zulässigen Grenze in einem Bereich erhöht, in dem das Werkstück nicht existiert, d. h. in einer Lücke zwischen Ausdehnungen des Werkstücks.
• Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Axialbewegungsverfahren zu schaffen, das in der Lage ist, die Zeit, die für einen Nicht-Bearbeitungsbetrieb einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine nowendig ist, zu verringern.
• Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Axialbewegungsvorrichtung für eine numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine zu schaffen, die in der Lage ist, ein Werkzeug zwischen Bearbeitungspositionen in einer verringerten Zeit zu bewegen.
• Gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine zum Bestimmen einer relativen Bewegung zwischen einem Werkzeug und einem Werkstück vorgesehen, welches Verfahren das Bereitstellen eines Bearbeitungsprogramms, das Blöcke umfasst, und das Betreiben der Werkzeugmaschine in Abhängigkeit von dem Programm einschließt, wobei zumindest einer der Programm-Blöcke eine schnelle relative Querbewegung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück definiert, wobei es einen Übergang mit einer Richtungsänderung von det schnellen Querbewegung zu einer anderen Bewegung oder von einer anderen Bewegung zu der schnellen Querbewegung gibt, dadurch gekennzeichet, dass die Werkzeugmaschine derart betrieben wird, dass die relative Bewegung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück längs einer Kurve ausgeführt wird, die den Übergang von einer Bewegung zu der nächsten Bewegung fließend macht, um dadurch zu ermöglichen, dass die relative Bewegung bei dem Übergang ohne Stoppen ausgeführt wird.
• Gemäß einer ersten Weiterbildung wird, während die Bewegung eines Werkzeugs von einer schnellen Querbewegung zu einer Bearbeitungsvorschub-Bewegung gewechselt wird, eine Vorschubwelle von einer Startposition der schnellen Querbewegung aus ununterbrochen über einen Weg, der mit einem Endpunkt der Bearbeitungsvorschub-Bewegung verschmolzen ist, zu einer Zielposition bewegt. Als Ergebnis ist es, wenn von der schnellen Querbewegung zu der Bearbeitungsvorschub-Bewegung gewechselt wird, möglich, eine hohe Geschwindigkeit ohne Unterbrechung beizubehalten, so dass sich das Werkzeug durch die schnelle Querbewegung in einer verringerten Zeit zu der Startposition des nächsten Bearbeitungsgangs fortbewegen kann.
• Gemäß einer zweiten Weiterbildung wird die Vorschubwelle, während die Bewegung des Werkzeugs von der Bearbeitungsvorschub-Bewegung oder schnellen Querbewegung zu der schnellen Querbewegung gewechselt wird, ununterbrochen über einen Weg, der mit einem Endpunkt der Bearbeitungsvorschub- Bewegung oder schnellen Querbewegung verbunden ist, mit einer hohen Querbewegungsgeschwindigkeit zu einer Zielposition bewegt. Als Ergebnis ist es, wenn ein Wechseln von einer Bearbeitungsvorschub-Bewegung oder schnellen Querbewegung zu einer schnellen Querbewegung vorgenommen wird, möglich, ohne Unterbrechung eine hohe Geschwindigkeit beizubehalten, so dass sich das Werkzeug durch eine schnelle Querbewegung zwischen den aufeinanderfolgenden Bearbeitungspositionen fortbewegen kann.
• Gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Gerät vorgesehen, das dazu bestimmt ist, eine numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine zu betreiben, um eine relative Bewegung zwischen einem Werkzeug und einem Werkstück vorzusehen, welches Gerät ein Bearbeitungsprogramm enthält, das Blöcke umfasst, und dazu bestimmt ist, die Werkzeugmaschine in Abhängigkeit von dem Programm zu betreiben, wobei zumindest einer der Programm-Blöcke eine schnelle relative Querbewegung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück definiert, wobei es einen Übergang mit einer Richtungsänderung aus der schnellen Querbewegung in eine andere Bewegung oder aus einer anderen Bewegung in die schnelle Querbewegung gibt, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät dazu bestimmt ist, die Werkzeugmaschine derart zu betreiben, dass die relative Bewegung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück längs einer Kurve ausgeführt wird, die den Übergang von einer Bewegung zu der nächsten Bewegung fließend macht, um dadurch zu ermöglichen, dass die relative Bewegung bei dem Übergang ohne Stoppen ausgeführt wird.
• Gemäß einer Weiterbildung können die zuvor erwähnten Verfahren durch ein Gerät zum Bestimmen einer relativen Bewegung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück durch Antreiben einer Vorschubwelle für jede Achse der numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine ausgeführt werden, das umfasst:
• ein Vorverarbeitungsmittel zum Auslesen und Dekodieren eines Bearbeitungsprogramms Block für Block, um einen Bewegungsbefehl für jede Vorschubwelle auszugeben, und außerdem zum Ausgeben eines Kontinuierlichbewegungs-Signals, wenn ein Kontinuierlichbewegungs-Befehl aus einem Block ausgelesen ist, der eine schnelle Querbewegung bestimmt,
• ein Wegverlängerungsmittel zum Setzen einer Endpunkt- Koordinate zum Verlangsamen in einer Position, wo ein Weg, der durch einen vorhergehenden Block unmittelbar vor dem Block für die schnelle Querbewegung bestimmt ist, um eine vorbestimmte Länge in Richtung auf einen Endpunkt des vorhergehenden Blocks verlängert wird, und außerdem einer Startpunkt-Koordinate zum Beschleunigen in einer Position, wo ein Weg, der durch den nächsten Block bestimmt ist, um eine vorbestimmte Länge in Richtung auf einen Startpunkt des nächsten Blocks verlängert wird, wenn das Kontinuierlichbewegungs-Signal von dem Vorverarbeitungsmittel ausgegeben ist,
• ein Bewegungsstartzeitpunkt-Unterscheidungsmittel zum Unterscheiden, ob die Ausführung der Bewegung, die durch den Block für die schnelle Querbewegung bestimmt ist, warten sollte, bis jede Welle eine Ziel-Koordinate erreicht, oder die Bewegung, die durch den Block für die schnelle Querbewegung bestimmt ist, kontinuierlich ausgeführt werden sollte, und Entscheiden, dass die Bewegung, die durch den Block für die schnelle Querbewegung bestimmt ist, kontinuierlich ausgeführt werden sollte, wenn das Kontinuierlichbewegungs-Signal ausgegeben ist,
• ein Interpolationsmittel zum Ausgeben eines Wellenbewegungsbefehls für jede Vorschubwelle in Übereinstimmung mit dem Bewegungsbefehl, der von dem Vorverarbeitungsmittel ausgegeben ist, und wenn das Bewegungsstartzeitpunkt-Unterscheidungsmittel entscheidet, dass die Bewegung, die durch den Block für die schnelle Querbewegung bestimmt ist, kontinuierlich ausgeführt werden sollte, Ausführen der Bewegung, die durch den vorhergehenden Block bestimmt ist, bis zu der Endpunkt-Koordinate zum Verlangsamen und kontinuierlichen Ausführen eines Schnellquerbewegungsbefehls von der Endpunkt-Koordinate aus zum Verlangsamen bis zu der Startpunkt-Koordinate zum Beschleunigen und außerdem kontinuierlichen Ausführen der Bewegung, die durch den nächsten Block bestimmt ist, von der Startpunkt-Koordinate zum Beschleunigen aus und
• Beschleunigungs/Verzögerungs-Steuermittel, die für jede Vorschubwelle vorgesehen sind, zum Steuern der Beschleunigung/Verzögerung des Wellenbewegungsbefehls in Übereinstimmung mit einer voreingestellten Zeitkonstante für die Beschleunigung/Verzögerung.
• Wenn der Wellenbewegungsbefehl für eine individuelle Achse durch eine Beschleunigungs/Verzögerungs-Steuerung des Beschleunigungs/Verzögerungs-Steuermittels verarbeitet wird, tritt eine Zeitverzögerung zwischen einer Ausgabe des Wellenbewegungsbefehls aus dem Interpolationsmittel und der tatsächlichen Bewegung auf. Wenn veranlasst ist, dass die Bewegung ununterbrochen wird, wird ein Bewegungsweg in einem Eckabschnitt, wo sich Bewegungsbefehle überlappen, gerundet. In diesem runden Wegabschnitt, der als ein Beschleunigungsabschnnitt oder ein Verzögerungsabschnitt betrachtet wird, kann die Vorschubwelle während der schnellen Querbewegung in einer verringerten Zeit bewegt werden.
• Fig. 1 zeigt eine Darstellung der Prinzipien eines Vorschubwellen-Bewegungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.
• Fig. 2a zeigt ein Diagram, das eine Geschwindigkeitswellenform einer Werkzeugspitze bei einer Schneidbearbeitung gemäß dem in Fig. 1 gezeigten erfindungsgemäßen Verfahren darstellt.
• Fig. 2b zeigt ein Diagram, das eine Geschwindigkeitswellenform einer Werkzeugspitze bei einer Schneidbearbeitung gemäß dem in Fig. 16 gezeigten herkömmlichen Verfahren darstellt.
• Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild, das den allgemeinen Aufbau eines numerischen Steuergeräts gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
• Fig. 4 zeigt eine perspektivische Darstellung einer numerisch gesteuerten Bohrmaschine zum Ausführen des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.
• Fig. 5a zeigt eine Darstellung eines Bewegungswegs eines Schneidwerkzeugs in dem Fall, in dem es während des Bohrens diskontinuierlich bewegt wird.
• Fig. 5b zeigt eine Darstellung eines Bewegungswegs des Schneidwerkzeugs in dem Fall, in dem es während des Bohrens kontinuierlich bewegt wird.
• Fig. 6a zeigt ein Diagramm, das eine Geschwindigkeitswellenform des Schneidwerkzeugs während des Bohrens gemäß Fig. 5a darstellt.
• Fig. 6b zeigt ein Diagramm, das eine Geschwindigkeitswellenform des Schneidwerkzeugs während des Bohrens gemäß Fig. 5b darstellt.
• Fig. 7a zeigt eine Darstellung eines Bewegungswegs eines Werkzeug in dem Fall, in dem es während eines Gewindeschneidens diskontinuierlich bewegt wird.
• Fig. 7b zeigt eine Darstellung eines Bewegungswegs des Werkzeugs in dem Fall, in dem es während eines Gewindeschneidens kontinuierlich bewegt wird.
• Fig. 8a zeigt ein Diagramm, das eine Geschwindigkeitswellenform des Werkzeugs während des Gewindeschneidens gemäß Fig. 7a darstellt.
• Fig. 8b zeigt ein Diagramm, das eine Geschwindigkeitswellenform des Werkzeugs während des Gewindeschneidens gemäß Fig. 7b darstellt.
• Fig. 9 zeigt ein erstes Beispiel für ein Bearbeitungsprogramm, das einen Bohr-Verzögerungszyklus benutzt.
• Fig. 10 zeigt eine Darstellung eines Bearbeitungswegs in Übereinstimmung mit dem ersten Beispiel für das Bearbeitungsprogramm gemäß Fig. 9.
• Fig. 11 zeigt ein zweites Beispiel für ein Bearbeitungsprogramm, das einen Bohr-Verzögerungszyklus benutzt.
• Fig. 12 zeigt eine Darstellung eines Bearbeitungswegs in Übereinstimmung mit dem zweiten Beispiel für das Bearbeitungsprogramm gemäß Fig. 11.
• Fig. 13 zeigt eine Tabelle, welche die Bearbeitungszeit eines Bohrzyklus in Übereinstimmung mit den ersten und zweiten Beispielen für Bearbeitungsprogramme im Vergleich mit der Bearbeitungszeit des Bohrzyklus gemäß dem herkömmlichen Verfahren darstellt.
• Fig. 14 zeigt ein Blockschaltbild, das den allgemeinen Aufbau der Hardware eines numerischen Steuergeräts zum Ausführen des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
• Fig. 15a zeigt eine Darstellung der Bewegung eines Schneidwerkzeugs während des herkömmlichen Bohrens.
• Fig. 15b zeigt ein Diagramm, das eine Geschwindigkeitswellenform der Z-Achse während des herkömmlichen Bohrens gemäß Fig. 15a darstellt.
• Fig. 16 zeigt eine Darstellung der Art und Weise, wie ein Werkstück längs seines Profils gemäß dem herkömmlichen Wellenbewegungsverfahren gefräst wird.
• Fig. 1 zeigt ein Beispiel, bei dem ein Werkstück 21 horizontal längs seines Profils einer Schneidbearbeitung mittels eines Schneidwerkzeugs 31 durch Treiben jeweiliger Motoren für die X-, Y- u. Z-Achsen zum Bewegen des Werkstücks 21 in bezug auf das Schneidwerkzeug 31 unterzogen wird. Das Schneidwerkzeug 31 wird durch eine schnelle Querbewegung in einer Geraden in einem Abschnitt 1 von einem Punkt P1 zu einem Punkt P2 bewegt. In einem Abschnitt 2 wird das Schneidwerkzeug 31 durch die schnelle Querbewegung von dem Punkt P2 in einer fließend gekrümmten Linie zu einem Punkt P3 bewegt. Sowohl in einem Abschnitt 3 von dem Punkt P3 bis zu einem Punkt P4 als auch in einem Abschnitt 4 von dem Punkt P4 bis zu einem Punkt PS wird das Schneidwerkzeug 31 durch eine Bearbeitungs-Vorschubbewegung in einer Geraden bewegt, während das Schneidwerkzeug 31 in einem Abschnitt 5 von dem Punkt PS zu einem Punkt P6 ebenso wie in dem Abschnitt 2 durch die schnelle Querbewegungin einer fließend gekrümmten Linie bewegt wird. In allen diesen Punkten findet mit Ausnahme von Punkt P4 keine Positionierung des Schneidwerkzeugs 31 statt.
• In anderen Worten ausgedrückt heißt dies, dass wenn die Bewegung des Schneidwerkzeugs 31 von der Bearbeitungs- Vorschubbewegung zu der schnellen Querbewegung gewechselt wird, ein Bearbeitungs-Vorschubweg und ein Weg der schnellen Querbewegung durch einen Weg der schnellen Querbewegung, der eine Krümmung hat, die ununterbrochen in den Bearbeitungs-Vorschubweg übergeht, miteinander verbunden sind. Zu dieser Zeit wird das Schneidwerkzeug 31 von einer Bearbeitungs-Vorschubgeschwindigkeit auf eine schnelle Querbewegung beschleunigt, während es die Krümmung durchläuft. Ferner ist der Weg der schnellen Querbewegung, wenn die Bewegung des Schneidwerkzeugs 31 von der schnellen Querbewegung zu der Bearbeitungs-Vorschubgeschwindigkeit gewechselt wird, durch einen Weg, der eine Krümmung hat, die ununterbrochen in den Bearbeitungs-Vorschubweg in der Nähe eines Endpunkts der schnellen Querbewegung übergeht, mit dem Weg der Bearbeitungs-Vorschubgeschwindigkeit verbunden. Zu dieser Zeit wird das Schneidwerkzeug 31 von der schnellen Querbewegungsgeschwindigkeit auf die Bearbeitungs-Vorschubgeschwindigkeit verzögert, während es die Krümmung durchläuft. Überdies wird, wenn die Bewegung des Schneidwerkzeugs 31 von der schnellen Querbewegung zu der schnellen Querbewegung gewechselt wird, der Weg der schnellen Querbewegung mit dem nächsten Weg der schnellen Querbewegung verbunden, der eine Krümmung hat, die ununterbrochen in den Weg der schnellen Querbewegung übergeht. Als Ergebnis kann die schnelle Querbewegung des Schneidwerkzeugs 31 durch jede Achsenbewegung in einer verminderten Zeit ohne eine unnötige Unterbrechung und ohne irgendeine Stoßbelastung auf die numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine auszuüben beendet werden.
• Fig. 2a u. Fig. 2b zeigen Diagramme zum Vergleich zwischen einer Geschwindigkeitswellenform während eines Schneidbearbeitungsbetriesb nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, und einer Geschwindigkeitswellenform während eines Schneidbearbeitungsbetriebs gemäß dem herkömmlichen Verfahren, wie es in Fig. 16 gezeigt ist. Fig. 2a zeigt die Geschwindigkeitswellenform der Werkzeugspitze während des Schneidbearbeitungsbetriebs nach dem herkömmlichen Verfahren gemäß Fig. 16. Die vertikale Koordinate repräsentiert die zusammengesetzte Geschwindigkeit aus den jeweiligen Geschwindigkeiten der X-, Y- und Z-Achsen, während die horizontale Koordinate die Zeit repräsentiert. Bei dem herkömmlichen Verfahren wird die Geschwindigkeit bei einem Übergang zwischen aufeinanderfolgenden Abschnitten des Bewegungswegs zu "0" gemacht. Zu dieser Zeit beträgt die Nicht-Schneidbearbeitungs-Bewegungszeit (Gesamtzeit, während welcher das Schneidwerkzeug ohne Schneidbearbeitung bewegt wird) 415 ms.
• Fig. 2b zeigt die Geschwindigkeitswellenform der Werkzeugspitze während der Schneidbearbeitung nach dem vorliegenden Verfahren gemäß Fig. 1. Die vertikale Koordinate repräsentiert die zusammengesetzte Geschwindigkeit aus den jeweiligen Geschwindigkeiten der X-, Y- und Z-Achsen, während die horizontale Koordinate die Zeit repräsentiert. Bei jedem Übergang zwischen den aufeinanderfolgenden Abschnitten mit Ausnahme der Abschnitte 3 u.4 ist die Bewegungsgeschwindigkeit des Schneidwerkzeugs 13 nicht "0". Das bedeutet, dass das Schneidwerkzeug 13 ununterbrochen ohne Unterbrechung bewegt wird. Zu dieser Zeit beträgt die Nicht-Schneidbearbeitungs-Bewegungszeit 97 ms, was annähernd 72% derjenigen bei dem herkömmlichen Verfahren ausmacht.
• Obwohl befürchtet werden könnte, dass bei einem Nichtvorliegen einer Positionierung in den Beginn- und Endpositionen während der Bewegung eine Differenz in dem tatsächlichen Bewegungsweg auftreten könnte, wird die Bearbeitung durch eine Verlagerung des Schneidwerkzeugs aus dem befohlenen Weg heraus nur während das Schneidwerkzeug das Werkstück berührt beeinflusst, nämlich nur während des Bearbeitungs-Vorschubabschnitts. In dem Abschnitt schneller Querbewegung erfährt die Bearbeitung selbst dann, wenn das Schneidwerkzeug aus dem Bewegungsweg heraus in einem Bereich verlagert ist, in dem es sich nicht gegenseitig mit dem Werkstück oder der Einstellvorrichtung behindert, keinerlei Einfluss durch eine solche Verlagerung.
• Die Unterbrechung zwischen aufeinanderfolgenden Bewegungswegen wird "In-Position-Hemmung" genannt. Der Ausdruck "In- Position-Hemmung" bedeutet für die Steuerung, dass der nächste Befehl nicht ausgeführt wird, bis erfasst ist, dass jede Achse einen vorbestimmten Bereich der befohlenen Position erreicht hat.
• Wenn ein Befehl für eine ununterbrochene Bewegung ausgegeben ist, wird das Schneidwerkzeug nicht immer längs eines Wegs bewegt, der eine Krümmung ohne In-Position-Hemmung hat. In den folgenden in Gruppen unterteilten Situationen wird eine Unterscheidung dahingehend getroffen, ob eine In- Position-Hemmung stattfinden könnte oder nicht:
• Eine erste Gruppe Von Situationen ist gegeben, wenn das Werkzeug von der schnellen Querbewegung zu der Schneidbearbeitungs-Vorschubbewegung wechselt. Diese erste Gruppe wird weiter in zwei Untergruppen unterteilt. In der einen Untergruppe wird die Bewegungsrichtung umgekehrt, und in der anderen Untergruppe wird die Bewegungsrichtung nicht umgekehrt. Umkehren der Bewegungsrichtung bedeutet ein Rückwärtsbewegen in dem Bewegungsweg. In dieser Situation wird das Werkzeug ebenso wie bei dem herkömmlichen Positionierungsbetrieb nahe dem Endpunkt der schnellen Querbewegung verzögert, um den Zustand der In-Position-Hemmung anzunehmen, um keine Verlagerung aus dem Weg heraus zu verursachen, und dann wird die nächste Schneidbearbeitungs-Vorschubbewegung bis zu dem Zeitpunnkt nicht ausgeführt, nach dem die Verlagerung bis zu einer In-Position-Toleranzgrenze verringert ist. Wenn die Bewegungsrichtung nicht umgekehrt wird, wird das Werkzeug durch schnelle Querbewegung in einem gekrümmten Weg bewegt, der ununterbrochen zu dem Beginnpunkt der nächsten Schneidbearbeitungs-Vorschubbewegung führt.
• Die zweite Gruppe von Situationen ist gegeben, wenn das Werkzeug von der Schneidbearbeitungs-Vorschubbewegung zu der schnellen Querbewegung wechselt. Wen die Bewegungsrichtung umgekehrt wird, wird das Werkzeug nahe dem Endpunkt der Schneidbearbeitungs-Vorschubbewegung verzögert, um den Zustand der In-Position-Hemmung anzunehmen, um keine Verlagerung aus dem Bewegungsweg heraus zu verursachen, und dann wird die nächste schnelle Querbewegung bis zu dem Zeitpunkt nicht ausgeführt, nach dem eine solche Verlagerung bis zu einer In-Position-Toleranzgrenze verringert ist. Wenn die Bewegungsrichtung nicht umgekehrt wird, wird die nächste schnelle Querbewegung unter Durchlaufen eines gekrümmten Wegs ausgeführt, der ununterbrochen mit dem Endpunkt der gleich vorhergehenden Schneidbearbeitungs-Vorschubbewegung verbunden ist.
• Eine dritte Gruppe von Situationen ist gegeben, wenn das Werkzeug von einer schnellen Querbewegung zu einer schnellen Querbewegung wechselt. Wenn die Bewegungsrichtung umgekehrt wird, wird das Werkzeug nahe dem Endpunkt der schnellen Querbewegung verzögert, um den Zustand der In- Position-Hemmung anzunehmen, um keine Verlagerung aus dem Bewegungsweg heraus zu verursachen, und dann wird die nächste schnelle Querbewegung ausgeführt. Wenn die Bewegungsrichtung nicht umgekehrt wird, wird die nächste schnelle Querbewegung in einem gekrümmten Weg ausgeführt, der ununterbrochen mit dem Endpunkt der vorhergehenden schnellen Querbewegung verbunden ist.
• Im folgenden wird eine numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine zum Ausführen des vorstehend beschriebenen Verfahrens beschrieben.
• In der folgenden Beschreibung sei angenommen, dass der gekrümmte Weg in zwei Abschnitte, d. h. einen Beschleunigungsabschnitt und einen Verzögerungsabschnitt, unterteilt ist. Der Ausdruck "Beschleunigungsabschnitt" bedeutet einen gekrümmten Abschnitt, der ununterbrochen mit einem Beginnpunkt der Bearbeitungs-Vorschubbewegung verbunden ist, und der Ausdruck "Verzögerungsabschnitt" bedeutet einen gekrümmten Abschnitt, der ununterbrochen mit einem Endpunkt der Bearbeitungs-Vorschubbewegung oder der schnellen Querbewegung verbunden ist.
• Zum Beenden der schnellen Querbewegung in einer minimalen Zeit hängt das optimale Ausmaß der Beschleunigungsbewegung von der Geschwindigkeit der nächsten Bearbeitungs-Vorschubbewegung und der Länge der gleich vorhergehenden schnellen Querbewegung ab. Ebenso hängt das optimale Ausmaß der Verzögerungsbewegung von der Geschwindigkeit der gleich vorhergehenden Bearbeitungs-Vorschubbewegung oder der schnellen Querbewegung und der Länge der nächsten schnellen Querbewegung ab. Zum Berechnen des Ausmaßes der Verzögerungsbewegung und des Ausmaßes der Beschleunigungsbewegung können verschiedenartige Verfahren benutzt werden. Beispielsweise werden gemäß einem Verfahren Parameter des "Ausmaß der Beschleunigungs- und Verzögerungsbewegung in bezug auf die maximale Bearbeitungs-Vorschubgeschwindigkeit" gesetzt, und dann werden das optimale Ausmaß der Beschleunigungsbewegung und das optimale Ausmaß der Verzögerungsbewegung auf der Grundlage der Bearbeitungs-Vorschubgeschwindigkeit unter Benutzung der gesetzten Parameter berechnet. Alternativ dazu können Parameter als "Toleranzgrenze für die Verlagerung aus dem Weg zwischen aufeinanderfolgenden schnellen Querbewegungsblöcken heraus" gesetzt werden, und dann kann das Ausmaß der Verzögerungsbewegung, wenn die Bewegung von einem Abschnitt schneller Querbewegung zu dem nächsten Abschnitt schneller Querbewegung gewechselt wird, derart gesteuert werden, dass die Bewegungsgeschwindigkeit vor Erreichen des gekrümmten Abschnitts in einer Weise herabgesetzt wird, dass die Verlagerung aus dem Weg heraus kleiner als der Toleranzbeeich ist, wenn der gesetzte Wert klein ist.
• Der gekrümmte Abschnitt wird mit dem Beschleunigungsabschnitt und dem Verzögerungsabschnitt durch Überlappung der jeweiligen Ausführungen aufeinanderfolgender Befehlsblöcke, wenn die Bewegungsrichtung geändert wird, unter Ausnutzung der Verzögerung mittels der Beschleunigung/Verzögerung versehen. Zum Schaffen des Beschleunigungsabschnitts durch die Verzögerung mittels der Beschleunigung/Verzögerung wird die Länge der nächsten Bewegung um einen vorbestimmten Erweiterungswert des Beginnpunkts (der Beginnpunkt wird nämlich zu der stromaufwärtigen Seite hin bewegt) erweitert, woraufhin die nächste Bewegung ohne In-Position-Hemmung gestartet wird. Zum Schaffen des Verzögerungsabschnitts durch die Verzögerung mittels der Beschleunigung/- Verzögerung wird die Länge der gleich vorhergehenden Bewegung um einen vorbestimmten Erweiterungswert des Endpunkts (der Endpunkt wird nämlich zu der stromabwärtigen Seite hin bewegt) erweitert, woraufhin die nächste Bewegung ohne In- Position-Hemmung gestartet wird.
• Im folgenden wird der innere Aufbau eines numerischen Steuergeräts zum Schaffen eines Beschleunigungsabschnitts und eines Verzögerungsabschnitts durch Ausnutzung dieser Überlappung unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben.
• Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild, das den allgemeinen Aufbau eines speziellen Ausführungsbeispiels darstellt, das lediglich als Beispiel für ein numerisches Steuergerät gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt ist. Nach der Darstellung in Fig. 3 ist ein Bearbeitungsprogramm 6 ein Programm zum Befehlen eines Bewegungswegs zum Ausführen eines bestimmten Bearbeitungsbetriebs. In dem Bearbeitungsprogramm 6 wird "G00" als ein gewöhnlicher Positionierungsbefehl benutzt, und "G00.1" wird als ein Befehl für die schnelle Querbewegung in einem ununterbrochenen Betrieb benutzt. In dem Beispiel gemäß Fig. 1 ist "G00.1" in die Blöcke eingeschrieben, die den Abschnitten 2 u. 5 entsprechen.
• Ein Vorverarbeitungsmittel 7 liest aus dem Bearbeitungsprogramm 6 einen Block nach dem anderen aus, dekodiert ihn und gibt einen Befehl zum Bewegen des Werkzeugs aus. Wenn "G00.1" ausgelesen ist, wird ein Kontinuierlich-Bewegungs- Signal zum Bewegen des Werkzeugs in einer ununterbrochenen Schnell-Vorschubbewegung ausgegeben.
• Wenn das Kontinuierlich-Bewegungs-Signal ausgegeben ist, setzt ein Wegverlängerungsmittel 10 eine Verzögerungsendpunkt-Koordinate in einer derartigen Position, dass ein Weg eines Blocks um eine vorbestimmte Länge von dem Endpunkt aus verlängert wird. Gleichzeitig setzt das Wegverlängerungsmittel 10 außerdem eine Beschleunigungsbeginnpunkt- Koordinate in einer derartigen Position, dass ein Weg des nächsten Blocks um eine vorbestimmte Länge von dem Beginnpunkt aus verlängert wird.
• Ein Bewegungsstartzeitpunkt-Entscheidungsmittel 8 unterscheidet, ob mit einer Ausführung der Bewegung, die durch einen Block bestimmt ist, gewartet werden sollte, bis die Welle jeder Achse eine Zielposition erreicht hat, oder die Bewegung, die durch einen Block bestimmt ist, ohne Rücksicht auf das Eintreffen der Welle jeder Achse in der Zielposition ausgeführt werden sollte (ob eine In-Position-Hemmung ausgeführt werden sollte oder nicht). Wenn unterschieden ist, dass mit der Ausführung der Bewegung eines Blocks gewartet werden sollte, bis die Welle jeder Achse die Zielposition erreicht hat, gibt das Bewegungsstartzeitpunkt- Entscheidungsmittel 8 einen Befehl zum Zulassen der Ausführung des Blocks an ein Interpolationsmittel 9 aus, nachdem bestätigt worden ist, dass die Werte von Fehlerregistern 13a, 14a in Wellensteuerschaltungen 13, 14 in einen In-Position-Toleranzbereich eintreten. Wenn unterschieden ist, dass die Bewegung eines Blocks ohne Rücksicht auf das Eintreffen der Welle jeder Achse in der Zielposition ausgeführt werden sollte, befiehlt das Bewegungsstartzeitpunkt- Entscheidungsmittel 8 dem Interpolationsmittel 9, die Bewegung ununterbrochen auszuführen.
• Wenn die ununterbrochene Bewegung durch "G00,1" befohlen ist, unterscheidet das Bewegungsstartzeitpunkt-Entscheidungsmittel 8, dass die Bewegung eines Blocks ohne Rücksicht auf das Eintreffen der Welle jeder Achse in der Zielposition ausgeführt werden sollte.
• Das Interpolationsmittel 9 gibt einen Wellenbewegungsbefehl für jede Achse als einen Interpolationsimpuls in Übereinstimmung mit dem Bewegungsbefehl aus. Wenn unterschieden ist, dass die Bewegung ununterbrochen ausgeführt werden sollte, wenn die schnelle Querbewegung befohlen ist, führt das Interpolationsmittel 9 die Bewegung des gleich vorhergehenden Blocks bis zu der Verzögerungsendpunkt-Koordinate aus, führt den Schnell-Querbewegungs-Befehl zum ununterbrochenen Bewegen von der Verzögerungsendpunkt-Koordinate zu der Beschleunigungsbeginnpunkt-Koordinate aus und führt ferner ununterbrochen die nächste Bewegung von der Beschleunigungsbeginnpunkt-Koordinate an aus.
• In Übereinstimmung mit Beschleunigungs/Verzögerungs- Zeitkonstanten geben Beschleunigungs/Verzögerungs-Steuermittel 11, 12 Beschleunigungs/Verzögerungs-Signale für die Bewegungsbefehle durch Interpolationsimpulse aus, die an jede Achse ausgegeben werden. Wellensteuerschaltungen 13, 14 empfangen die Interpolationsimpulse und geben die Bewegungsbefehle jeder Achse jeweils an Servoverstärker 15, 16 aus. Die Servoverstärker 15, 16 treiben jeweils Servomotoren 17, 18 in Übereinstimmung mit den Bewegungsbefehlen.
• Die Wellensteuerschaltungen 13, 14 haben Fehlerregister 13a, 14a. Den Fehlerregistern 13a, 14a werden Signale von nichtgezeigten Positionsdetektoren eingegeben, und wenn die jeweiligen Wellen in der befohlenen Position eintreffen, werden die Werte der Fehlerregister 13a, 14a "0".
• Unter der Annahme, dass die schnelle Querbewegung in dem Kontinuierlich-Bewegungs-Modus "G00.1" durch die numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine ausgeführt wird, wird der Beginnpunkt der schnellen Querbewegung durch eine derartige Position ersetzt, dass ein Verzögerungsabschnitt angeordnet wird. Außerdem wird der Endpunkt der schnellen Querbewegung durch eine derartige Position ersetzt, dass ein Beschleunigungsabschnitt angeordnet wird.
• Sowohl von den Start- als auch von den Endpunkten an wird die schnelle Querbewegung ununterbrochen ausgeführt. Als Ergebnis wird sowohl bei den Start- als auch den Endpunkten der schnellen Querbewegung der Weg gerundet, was sich aus der Verzögerung mittels der Beschleunigung/Verzögerung ergibt.
• In anderen Worten ausgedrückt heißt dies, dass wenn es eine Verzögerung mittels der Beschleunigung/Verzögerung gibt, eine Zeitdifferenz auftritt, wenn das Interpolationsmittel den Interpolationsimpuls ausgibt und wenn die Welle in der beabsichtigten Position eintifft. Daher wird, wenn der Bewegungsbefehl ununterbrochen ausgeführt wird, die nächste Bewegung gestartet, bevor die vorhergehende Bewegung beendet ist. Das bedeutet, dass sich die aufeinanderfolgenden Bewegungsbefehle einander überlappen, so dass eine Ecke des Bewegungswegs gerundet wird. Durch ausdrückliches Ausführen der Ecke des gerundeten Bewegungswegs können ein Beschleunigungsabschnitt und ein Verzögerungsabschnitt gewonnen werden.
• Unter Ausnutzung dieser Verzögerung mittels der Beschleunigung/Verzögerung ist es möglich, den Beschleunigungsabschnitt und den Verzögerungsabschnitt zu schaffen. Demgemäß wird, wenn die schnelle Querbewegung des Kontinuierlich-Bewegungs-Modus (G00.1) benutzt wird, die Nicht-Schneidbearbeitungs-Bewegungszeit, wenn ein Bearbeitungsprogramm, das Wechseln von der schnelle, Querbewegung zu der Schneidbearbeitungs-Vorschubbewegung und umgekehrt enthält, verringert, so dass das Werkstück mit verbesserter Leistungsfähigkeit bearbeitet werden kann.
• Die Art und Weise, wie ein Bohren in einer numerisch gesteuerten Bohrmaschine, die einen Schnell-Querbewegungs- Befehl für die Kontinuierlich-Bewegungs-Betriebsart benutzt, durchgeführt wird, wird im folgenden ins einzelne gehend beschrieben.
• Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht, die einen Teil einer numerisch gesteuerten Bohrmaschine zum Ausführen des Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Ein zu bearbeitendes Werkstück 21 wird auf einem Tisch 22 plaziert. Der Tisch 22 ist verschiebbar auf einer X-Achsen- Führungsbahn 27a eines Supports 27 gehalten, der in the X- Achsen-Richtung bewegbar ist. An dem Support 27 ist ein X- Achsen-Servomotor 23 befestigt. An einer Drehwelle des Servomotors 23 ist eine Kugelumlaufspindel 25 angebracht. Die Kugelumlaufspindel 25 ist in eine Kugelmutter (nicht gezeigt) unter dem Tisch 22 eingesetzt. In Reaktion auf die Drehung der Kugelumlaufspindel 25 wird der Tisch 22 in der X-Achsen-Richtung bewegt.
• Der Support 27 ist verschiebbar auf einer Y-Achsen- Führungsbahn 28a eines Betts 28 gehalten, das in der Y-Achsen- Richtung bewegbar ist. An dem Bett 28 ist ein Y-Achsen-Servomotor 24 befestigt. An der Drehwelle des Servomotors 24 ist eine Kugelumlaufspindel 26 angebracht. Die Kugelumlaufspindel 26 ist in eine Kugelmutter (nicht gezeigt) unter dem Support 27 eingesetzt. In Reaktion auf die Drehung der Kugelumlaufspindel 26 wird der Support 27 in der Y-Achsen- Richtung bewegt, so dass der Tisch 22 ebenfalls bewegt wird.
• Oberhalb des Tisches 22 ist ein Spindelkopf 30 angeordnet. Der Spindelkopf 30 wird durch einen nichtgezeigten Z-Achsen-Servomotor in der Z-Achsen-Richtung bewegt. An einem vorderen Ende des Spindelkopfs 30 ist ein Schneidwerkzeug 31 angebracht. Mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau ist es durch Steuern des X-Achsen-Servomotors 23 und des Y-Achsen-Servomotors 24 möglich, das Werkstück 21 zu einer gewünschten Position in der X-Y-Ebene zu bewegen. Durch Steuern der Drehung des Z-Achsen-Servomotors zum Bewegen des Spindelkopfs 30 in der Z-Achsen-Richtung ist es möglich, die Position des Schneidwerkzeugs 31 zu einer gewünschten Position auf der Z-Achse zu bewegen. Ferner ist es durch Steuern der relativen Positionen des Werkstücks 21 und des Schneidwerkzeugs 31 möglich, mit einer breiten Vielfalt von Bearbeitungsaufgaben fertig zu werden.
• Das im folgenden Beschriebene ist ein Beispiel, in dem ein Bohren mittels des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird. In diesem Beispiel ist die relative Bewegung des Schneidwerkzeugs 31 und des Werkstücks 21 über den ganzen Weg hinweg verglichen mit dem herkömmlichen Verfahren ununterbrochen, bei dem die Bewegung zwischen aufeinanderfolgenden Bearbeitungspositionen unterbrochen wird.
• Fig. 5a zeigt einen Weg, in dem die Bewegung während eines Bohrens diskontinuierlich ist, und Fig. 5b zeigt einen Weg, in dem die Bewegung während eines Bohrens kontinuierlich ist. Fig. 5a zeigt die Bewegung des Schneidwerkzeugs 31a. In einem ersten Abschnitt 41a bewegt sich das Schneidwerkzeug 31a durch eine schnelle Querbewegung zu einer Position 20 mm hoch über dem Boden einer möglichen Bohrung und stoppt dort. In einem Abschnitt 42a bewegt sich das Schneidwerkzeug 31a durch eine Schneidbearbeitung-Vorschubbewegung zu dem Boden der Bohrung und stoppt dort. In einem Abschnitt 43a bewegt sich das Schneidwerkzeug 31a durch eine schnelle Querbewegung zu einer Position oberhalb der nächsten Bohrung und stoppt dort.
• Fig. 5b zeigt die ununterbrochene Bewegung des Schneidwerkzeugs 31. In einem Abschnitt 41 bewegt sich das Schneidwerkzeug 31 durch eine schnelle Querbewegung auf einer Ebene 20 mm hoch über dem Boden einer möglichen Bohrung und stoppt dort nicht, sondern verzögert sich nur auf eine Schneidbearbeitung-Vorschubgeschwindigkeit in dem nächsten Abschnitt 42. In dem Abschnitt 42 bewegt sich das Schneidwerkzeug 31 durch eine Schneidbearbeitung-Vorschubbewegung zu dem Boden der Bohrung und stoppt dort. In einem Abschnitt 43 bewegt sich das Schneidwerkzeug 31, um das Werkzeug zurückzuziehen, bewegt sich wieder zu der Ebene 20 mm über dem Boden der Bohrung und verzögert sich von da an. In einem Abschnitt 44 bewegt sich das Schneidwerkzeug 31 in einem gekrümmten Weg kontinuierlich von der Verzögerungsbewegung ab und beschleunigt sich dann. Wegen dieser Beschleunigung wird die Bewegungsgeschwindigkeit des Schneidwerkzeugs 31 in dem nächsten Abschnitt zu der Schneidbearbeitungs-Vorschubgeschwindigkeit, wenn das Schneidwerkzeug 31 eine Position oberhalb der nächsten Bohrung erreicht.
• Fig. 6a zeigt eine Geschwindigkeitswellenform der diskontinuierlichen Bewegung des Schneidwerkzeugs 31 während eines Bohrens, und Fig. 6b zeigt eine Geschwindigkeitswellenform der kontinuierlichen Bewegung des Schneidwerkzeugs 31 während eines Bohrens.
• Im folgenden wird die Geschwindigkeitswellenform der kontinuierlichen Bewegung mit der Geschwindigkeitswellenform der diskontinuierlichen Bewegung verglichen. Die vertikale Achse repräsentiert die Bewegungsgeschwindigkeit der Bewegungen in den Abschnitten 45, 45a (durch durchgehende Linien angegeben) der Z-Achse und der Bewegungsgeschwindigkeit der Bewegungen in den Abschnitten 46, 46a (durch gestrichelte Linien angegeben) der X-Achse, während die horizontale Achse die Zeit repräsentiert.
• Fig. 6a zeigt den Fall der diskontinuierlichen Bewegung. Die Bewegungsgeschwindigkeit in der Z-Achsen-Richtung an einem Endpunkt des Abschnitts 41a wird vorübergehend "0". Nachdem ein Schneidbearbeitungsbetrieb in dem Abschnitt 42a stattgefunden hat, erhöht sich die Geschwindigkeit in dem Abschnitt 43a, und die Geschwindigkeit in der Z-Achsen- Richtung wird "0". Zu dieser Zeit wird die Bewegung in der X-Achsen-Richtung in dem Abschnitt 44a gestartet. Während dieser Zeit beträgt die Gesamt-Nicht-Schneidbearbeitungs- Bewegungszeit 1530 ms.
• Fig. 6b zeigt den Fall der kontinuierlichen Bewegung. Die Schneidbearbeitung-Vorschubbewegung des Abschnitts 42 wird von dem Endpunkt des Abschnitts 41 an gestartet und verläuft ununterbrochen. Das Schneidwerkzeug 31 bewegt sich ununterbrochen von dem Abschnitt 42 zu dem Abschnitt 43, erhöht die Bewegungsgeschwindigkeit in der Z-Achsen-Richtung in dem Abschnitt 43 und beginnt bei dem Endpunkt dess Abschnitts 43 zu der Verzögerungsbewegung zu wechseln. Bei dem Endpunkt des Abschnitts 43 wird gleichzeitig damit auch die Bewegung in der X-Achsen-Richtung gestartet. In der vorderen Hälfte des Abschnitts 43 wird die Beschleunigungsbewegung gestartet und wird bei dem Endpunkt der Bewegungsgeschwindigkeit die Schneidbearbeitungs-Vorschubgeschwindigkeit für die nächste Bohrung sein. Während dieser Zeit beträgt die Gesamt-Nicht-Schneidbearbeitungs-Bewegungszeit 1250 ms, was annähernd 82% der diskontinuierlichen Bewegung ausmacht.
• Demzufolge ist es bei einem typischen Bohrbetrieb möglich, die Gesamtbearbeitungszeit wegen der ununterbrochenen Bewegung zu verringern.
• Auch bei einem Gewindeschneidzyklus, bei dem die Drehung der Spindel und die Bewegung der Z-Achsen-Welle synchronisiert sind, ist es grundsätzlich möglich, die Gesamtbearbeitungszeit durch Inanspruchnahme der zuvor erwähnten Beschleunigung und Verzögerung zu verringern. Der Gewindeschneidzyklus unterscheidet sich jedoch von einem anderen Bohrzyklus dadurch, dass die Drehung der Spindel mit der Bewegung det X-Achsen-Welle synchronisiert sein muss.
• Fig. 7a zeigt einen Weg einer diskontinuierlichen Bewegung während eines Gewindeschneidzyklus, und Fig. 7b zeigt einen Weg einer kontinuierlichen Bewegung während eines Gewindeschneidzyklus.
• Fig. 7a zeigt die Bewegung eines Werkzeugs 31c in dem Fall der diskontinuierlichen Bewegung. In einem Abschnitt 51a bewegt sich das Werkzeug 31c von einer Ebene 20 Steigungen über dem Boden einer möglichen Bohrung zu dem Boden der Bohrung, während die Drehung der Spindel mit der Bewegung der Z-Achsen-Welle synchronisiert ist, und stoppt dort. In einem Abschnitt 52a wird das Werkzeug 31c zurückgezogen, während die Drehung der Spindel umgekehrt ist, und stoppt dort. In einem Abschnitt 53a bewegt sich das Werkzeug 31a durch eine schnelle Querbewegung zu einer Position oberhalb der nächsten Bohrung und stoppt dort.
• Fig. 7b zeigt die Bewegung eines Werkzeugs 31b in dem Fall der kontinuierlichen Bewegung. In diesem Beispiel wird das Ausmaß der Bshleunigung und der Verzögerung derart durch ein Programm befohlen, dass sie zwei Umdrehungen der Spindel entsprechen. In einem Abschnitt 51 werden von einer Ebene 2 Gewindesteigungen über dem Barbeitungspunkt (22 Steigungen hoch oberhalb des Bodens der Bohrung) aus die Drehgeschwindigkeit der Spindel und die Geschwindigkeit der Z-Achsen-Bewegung gleichzeitig um ein Geschwindigkeitsverhältnis, das den Gewindesteigungen entspricht, beschleunigt. Dann werden die Drehzahl der Spindel, wenn ein Gewindeschneiden durchgeführt wird, und gleichzeitig die Geschwindigkeit der X-Achsen-Bewegung in einer derartigen Weise beibehalten, dass das Geschwindigkeitsverhältnis der Spindel, das der Gewindesteigung entspricht, beibehalten wird. Dann werden die Spindel und die Z-Achsen-Welle gleichzeitig bei der Bewegung zu dem befohlen Boden der Bohrung verzögert. Demzufolge werden in dem Gewindeschneidzyklus während einer Reihe von Beschleunigungen/Verzögerungen die jeweiligen Bewegungsausmaße für die Spindel und die Z-Achsen-Welle in einer derartigen Weise befohlen, dass das Verhältnis der Drehgeschwindigkeit der Spindel zu der Bewegungsgeschwindigkeit der Z-Achsen-Welle der Gewindesteigung entspricht.
• In einem Abschnitt 52 werden, um das Werkzeug 31b zurückzuziehen, die Spindel und die Z-Achsen-Well in Synchronismus miteinander wieder beschleunigt, jedoch in einer Richtung entgegengesetzt zu derjenigen des Vorwärtshubs. Nach einer Bewegung mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit werden die Spindel und die Z-Achsen-Welle verzögert. Der Endpunkt dieser Verzögerung ist ein Punkt 2 Gewindesteigungen hoch oberhalb des Bearbeitungspunkts. Während dieser Bewegung wird, wenn das Werkzeug 31b hinter den Bearbeitungs-Startpunkt bewegt ist, in dem nächsten Abschnitt 53 die X-Achsen-Bewegung gestartet, um eine Bewegung zu der nächsten Gewindeschneid-Position durczuführen.
• Während der Bewegung in dem Abschnitt 53 startet das Werkzeug 31b eine Beschleunigungsbewegung. Auf das Erreichen der X-Koordinate in der Gewindeschneid-Startposition hin wird ein Gewindeschneiden ausgeführt. Dann wird diese Prozedur wiederholt.
• Fig. 8a zeigt eine Geschwindigkeitswellenform der diskontinuierlichen Bewegung während eines Gewindeschneidens, und Fig. 8b zeigt eine Geschwindigkeitswellenform der kontinuierlichen Bewegung während eines Gewindeschneidens. Die vertikale Achse repräsentiert die jeweiligen Bewegungsgeschwindigkeiten der Z-Achsen-Bewegungen 54, 54a (durch durchgehende Linien angegeben) und die X-Achsen-Bewegungen 55, 55a (durch gestrichelte Linien angegeben), während die horizontale Achse die Zeit repräsentiert. Wenn der Wert der Bewegungsgeschwindigkeit der Z-Achsen-Welle positiv ist, dreht sich die Spindel in Rückwärtsrichtung (der Drehungsrichtung beim Zurückziehen). Wenn der Wert der Bewegungsgeschwindigkeit der Z-Achsen-Welle negativ ist, dreht sich die Spindel in Vorwärtsrichtung (der Drehungsrichtung bei einer Schneidbearbeitung). Wenn die Bewegungsgeschwindigkeit der Z-Achsen-Welle "0" ist, ist die Drehung der Spindel gestoppt.
• Fig. 8a zeigt den Fall der diskontinuierlichen Bewegung. Wie in Fig. 8a gezeigt werden die Z-Achsen-Bewegung und die X-Achsen-Bewegung abwechselnd in jedem Abschnitt 51a-53a ohne irgendeine Überlappung ausgeführt.
• Fig. 8b zeigt den Fall der kontinuierlichen Bewegung. In den Abschnitten 51, 52 überlappen sich die X-Achsen-Bewegung und die Z-Achsen-Bewegung nicht einanderr. In einem Abschnitt 53 überlappen sich die X-Achsen-Bewegung und die Z-Achsen-Bewegung einander in dem Hauptteil. In diesem Fall wird, wenn das Werkzeug zurückgezogen wird, eine Zielposition auf einer Ebene 2 Kreisumläufe hoch oberhalb der Gewindeschneidposition angeordnet, und wenn die Bearbeitung gestartet wird, wird das Werkzeug von einer Position 2 Kreisumläufe hoch oberhalb der Bearbeitungsposition aus beschleunigt. Daher würde während der Bearbeitung die Zeit, in der die Bewegungsgeschwindigkeit der Z-Achsen-Welle auf einer maximalen Geschwindigkeit gehalten werden muss, lang sein. Als Ergebnis wird die Gesamt-Nicht-Schneidbearbeitungs-Bewegungszeit verringert, und die Gesamtbearbeitungszeit wird ebenfalls verringert. In dem Gewindeschneidzyklus ist die Inanspruchnahme der Beschleunigung beim Bewegen zwischen aufeinanderfolgenden Bearbeitungspositionen zum Verringern der Gesamtbearbeitungszeit verglichen mit der Minimierung der Gesamt-Nicht-Schneidbearbeitungs-Bewegungszeit viel wirkungsvoller.
• Gemäß der vorstehenden Beschreibung werden in dem numerischen Steuergerät ein Verzögerungsabschnitt und ein Beschleunigungsabschnitt geschaffen. Alternativ dazu können Blöcke, die diesen Abschnitten entsprechen, vorab in einem Bearbeitungsprogramm vorgesehen werden, so dass die ununterbrochene Bewegung ausgeführt werden kann. Ein Bohrzyklus, der einen Beschleunigungsabschnitt und einen Verzögerungsabschnitt benutzt, wird im folgenden "Verzögerungs- Bohrzyklus" genannt.
• Fig. 9 zeigt ein erstes Beispiel für ein Bearbeitungsprogramm, das den Verzögerungs-Bohrzyklus benutzt. In diesem Bearbeitungsprogramm befehlen Blöcke mit den Sequgenznummern N040-N070 eine Hochgeschwindigkeits-Schneidbearbeitung-Vorschubbewegung (G01, G03) als Ersatz für die schnelle Querbewegung. Der Block der Sequenznummer N050 ist ein Befehl in dem Verzögerungsabschnitt, und der Block der Sequenznummer N070 ist ein Befehl des Beschleunigungsabschnitts.
• Fig. 10 zeigt einen Bearbeitungsweg in Übereinstimmung mit dem ersten Beispiel für das Bearbeitungsprogramm. In einem Abschnitt 61 bewegt sich das Werkzeug durch eine Hochgeschwindigkeits-Vorschubbewegung (30 m/min) zu dem Bearbeitungs-Startpunkt. In einem Abschnitt 63 führt das Werkzeug eine Bogenformbewegung, eine Geradenbewegung und eine Bogenformbewegung mit der gleichen Geschwindigkeit wie in dem Abschnitt 62 aus. Die erste Bogenformbewegung ist ein Verzögerungsabschnitt, während die letzte Bogenformbewegung ein Beschleunigungsabschnitt ist.
• Fig. 11 zeigt ein zweites Beispiel für ein Bearbeitungsprogramm, das einen Verzögerungs-Bohrzyklus benutzt. In diesem Bearbeitungsprogramm befehlen Blöcke der Sequenznummern N040-N050 eine Hochgeschwindigkeits-Schneidbearbeitungs- Vorschubbewegung (G01, G03) als einen Ersatz für den Schnell-Querbewegungs-Befehl. Der Block der Sequenznummer N050 ist ein gemeinsamer Befehl für sowohl einen Verzögerungsabschnitt als auch einen Beschleunigungsabschnitt.
• Fig. 12 zeigt eine Darstellung eines Bearbeitungswegs in Übereinstimmung mit dem zweiten Beispiel für das Bearbeitungsprogramm. In einem Abschnitt 71 bewegt sich das Werkzeug durch eine Schneidbearbeitungs-Vorschubbewegung von dem Bearbeitungs-Startpunkt zu dem Boden der Bohrung. In einem Abschnitt 7.2 bewegt sich das Werkzeug durch eine Hochgeschwindigkeits-Schneidbearbeitung-Vorschubbewegung (30 m/min) zu dem Bearbeitungs-Startpunkt. In einem Abschnitt 73 wird eine Bogenformbewegung mit der gleichen Geschwindigkeit wie in dem Abschnitt 72 ausgeführt. Die erste Hälfte dieser Bogenformbewegung ist ein Verzögerungsabschnitt, und die zweite Hälfte ist ein Beschleunigungsabschnitt.
• Die Ergebnisse der Ausführung dieser zwei Beispiels wurden mit dem herkömmlichen Bohrzyklus verglichen. In dem herkömmlichen Bohrzyklus bewegt sich das Werkzeug durch eine schnelle Querbewegung ("30 m/min"), wenn das Schneidwerkzeug zurückgezogen wird, und mit "36 m/min), wenn eine Bewegung zu der nächsten zu bearbeitenden Bohrung ausgeführt wird, jedoch immer mit Ausnahme der Zeit während einer Schneidbearbeitung, und stoppt vorübergehend bei den Beginn- und Endpunkten jeder Bewegung.
• Fig. 13 zeigt eine Tabelle, die das Ergebnis des Vergleichs zwischen der Ausführung der zwei Beispiele in Übereinstimmung mit dieser Erfindung und dem herkömmlichen Bohrzyklus darstellt. Unter Benutzung eines "f 6.8drill"-Schneidwerkzugs wurden aufeinanderfolgend vierzehn Bohrungen bei einer Schrittweite von 15 mm ausgeführt. Die Bearbeitungslänge betrug "22.043 mm". Diese Bearbeitung wurde nach Interpolation für verschiedene Beschleunigungs/Verzögerungs- Zeitkonstanten durchgeführt.
• In dem herkömmlichen Bohrzyklus betrug die Bearbeitungszeit, wenn die Zeitkonstante "20 ms" war, "21,765 s", wenn die Zeitkonstante "100 ms" war, betrug die Bearbeitungszeit "22,880 s", wenn die Zeitkonstante "150 ms" war, betrug die Bearbeitungszeit "23,515 s".
• In dem ersten Beispiel (Fig. 10) für den Verzögerungs- Bohrzyklus betrug die Bearbeitungszeit, wenn die Zeitkonstante "20 ms" war, "20,576 s", wenn die Zeitkonstante "100 ms" war, betrug die Bearbeitungszeit "20,645 sec", wenn die Zeitkonstante "150 ms" war, betrug die Bearbeitungszeit "20,699 s".
• In swm zweiten Beispiel (Fig. 12) für den Verzögerungs- Bohrzyklus betrug die Bearbeitungszeit, wenn die Zeitkonstante "20 ms" war, "18,283 s", wenn die Zeitkonstante "100 ms" war, betrug die Bearbeitungszeit "18,421 s", und wenn die Zeitkonstante "150 ms" war, betrug die Bearbeitungszeit "18,400 s".
• Dieses Ergebnis zeigt, dass wenn der Radius des Bogens für einen Verzögerungsabschnitt und einen Beschleunigungsabschnitt erhöht wird, die Bearbeitungszeit verringert wird. Die Benutzung einer kleineren Zeitkonstante reicht nicht immer aus. Sie hat einen angemessenen Wert in Übereinstimmung mit dem gekrümmten Weg zu haben. Je kleiner jedoch der Wert der Zeitkonstante ist, desto größer würde eine auftretende Stoßbelastung sein. Folglich ist es notwendig, über den Wert der Zeitkonstante in Übereinstimmung mit der geforderten Bearbeitungsgenauigkeit zu entscheiden.
• Zum Schluss wird kurz der Hardware-Aufbau eines nnmerischen Steuergeräts zum Ausführen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 14 beschrieben.
• Das numerische Steuergerät enthält als Angelpunkt einen Prozessor 111. Der Prozessor 111 steuert das gesamte Gerät in Übereinstimmung mit einem Systemprogramm, das in einem ROM 112 gespeichert ist. Für diesen ROM 112 wird ein EPROM oder ein EEPPROM benutzt.
• Ein RAM 113 in Form beispielsweise eines SRAM speichert vorübergehend benötigte berechnete Daten, Anzeigedaten, Eingabe- und Ausgabesignale. In einem nichtflüchtigen Speicher 114 in Form eines CMOS-Speichers, der durch eine nichtgezeigte Batterie gestützt ist, werden Parameter, die auch nach einem Zusammenbruch der Stromversorgung erhalten bleiben müssen, ein Bearbeitungsprogramm, Werkzeug-Korrekturdaten, Teilungsschrittfehler-Kompensationsdaten usw. gespeichert.
• Eine CRT/MDI-Einheit 120, die auf der Vorderseite des numerischen Steuergeräts oder in der gleichen Position wie ein Maschinenbedieungspult angeordnet ist, wird zum Anzeigen von Daten und Grafiken, zum Eingeben von Daten und zum Bedienen des numerischen Steuergeräts benutzt. Eine Grafiksteuerschaltung 121 wandelt digitale Signale, wie numerische Daten und Grafikdaten in gut wahrnehmbare Daten um und überträgt die gut wahrnehmbaren Signale zu einer Anzeigeeinheit 122. Die Anzeigeeinheit 122 zeigt diese numerischen Werte und Grafiken an. Für die Anzeigeeinheit wird eine Katodenstrahlröhre (CRT) oder eine Flüssigkristallanzeige (LCD) benutzt.
• Eine Tastatur 123 ist sowohl aus Zifferntasten, Symboltasten, Zeichentasten als auch aus Funktionstasten zusammengesetzt und wird zum Erstellen und Aufbereiten eines Bearbeitungsprogramms und zum Bedienen des numerischen Steuergeräts benutzt. Unter der Anzeigeeinheit 122 ist eine Software-Tate 124 angeordnet, und deren Funktion wird auf der Anzeigeeinheit 122 angezeigt. Wenn sich der Bildschirm der Anzeigeeinheit 122 ändert, ändert sich die Funktion der Betätigung der Software-Taste 123 ebenfalls in Übereinstimmung mit der angezeigten Funktion.
• Auf den Empfang von Wellenbewegungsbefehlen aus dem Prozesor 111 hin geben eine Anzahl von Wellensteuerschaltungen 115 jeweils Wellenbewegungsbefehle an eine Anzahl von Servoverstärkern 116 aus. Die Servoverstärker 15, 16 verstärken die Bewegungsbefehle zum Treiben der Anzahl von Servomotoren, die mit der Werkzeugmmaschine 30 verbunden sind und die relative Bewegung des Werkzeugs der Werkzeugmaschine 30 und eines Werkstücks steuern. Jede(r) der Anzahl von Wellensteuerschaltungen und der Anzahl der Servoverstärker 116 entspricht der Anzahl der Servomotorwellen.
• Ein PMC (programmable machine controller) empfängt ein M- (Hilfs-)Funktionssignal, ein S- (Spindel-Geschwindigkeitssteuer-)Funktionssignal, ein T- (Werkzeugabschnitts-)Funktionssignal usw. von dem Prozessor 111 über einen Bus 119. Der PMC 118 verarbeitet diese Signale durch ein Sequenzprogramm und gibt dann ein Ausgangssignal zum Steuern einer pneumatischen Einrichtung, eines elektromagnetischen Aktors usw. in der Werkzeugmaschine 130 aus. Ferner führt der PMC 118 einen Sequenzprozess auf den Empfang von Tastensignalen, Schaltersignalen und Grenzschaltersignalen usw. eines Machinenbedienungspults in der Werkzeugmaschine 130 hin durch und überträgt notwendige Eingangssignal an den Prozessor 111 über den Bus 119.
• In Fig. 14 sind eine Spindelmotor-Steuerschaltung und ein Spindelmotor-Verstärker fortgelassen.
• In dem vorstehenden Beispiel wird nur ein Prozessor 11 benutzt. Alternativ dazu können zwei oder mehr Prozessoren benutzt werden, um einen Multiprozessor aufzubauen.
• Wie zuvor beschrieben ist es gemäß der vorliegenden Erfindung, da ein Weg der schnellen Querbewegung in einen gekrümmten Weg geändert wird, der mit den vorhergehenden und nachfolgenden Wegen von Bewegungen ohne Änderung des Bearbeitungs-Vorschubwegs verschmolzen ist, möglich, die Gesamt-Nichtbearbeitungs-Bewegungszeit mit unnötigen Unterbrechungen zu verringern. Als Ergebnis wird die Gesamtbearbeitungszeit verringert, um die Produktivität zu verbessern.

Claims (16)

1. Verfahren zum Betreiben einer numerisch, gesteuerten Werkzeugmaschine zum Bestimmen einer relativen Bewegung zwischen einem Werkzeug und einem Werkstück, welches Verfahren das Bereitstellen eines Bearbeitungsprogramms, das Blöcke umfasst, und das Betreiben der Werkzeugmaschine in Abhängigkeit von dem Programm einschließt, wobei zumindest einer der Programm-Blöcke eine schnelle relative Querbewegung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück definiert, wobei es einen Übergang mit einer Richtungsänderung von der schnellen Querbewegung zu einer anderen Bewegung oder von einer anderen Bewegung zu der schnellen Querbewegung gibt,

dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugmaschine derart betrieben wird, dass die relative Bewegung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück längs einer Kurve ausgeführt wird, die den Übergang von einer Bewegung zu der nächsten Bewegung fließend macht, um dadurch zu ermöglichen, dass die relative Bewegung bei dem Übergang ohne Stoppen ausgeführt wird.

2. Verfahren zum Bestimmen einer relativen Bewegung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück nach Anspruch 1 durch Antreiben einer Vorschubwelle für jede Achse der numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine, das Schritte umfasst zum

(a) Einschreiben eines Kontinuierlichbewegungs-Befehls zum Befehlen einer kontinuierlichen Bewegung bei einem Block für die schnelle Querbewegung in dem Bearbeitungsprogramm,

(b) Auslesen des Bearbeitungsprogramms Block für Block und

(c) Bewegen einer Spitze des Werkzeugs auf einem einen Startpunkt der schnellen Querbewegung des Blocks für die schnelle Querbewegung glatt mit einem Startpunkt einer Bewegung des nächsten Blocks für ein kontinuierliches Weiterbewegen der Spitze des Werkzeugs aus der schnellen Querbewegung in die Bewegung, die durch den nächsten Block bestimmt ist, verbindenden Weg, wenn der Kontinuierlichbewegungs-Befehl aus dem Block ausgelesen ist, der die schnelle Querbewegung bestimmt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Bewegung, die durch den nächsten Block bestimmt ist, ein Bearbeitungsvorschub für einen Spanabhebungsvorgang ist.

4. Verfahren nach Anspruch 2, wobei Schritt (c) einen Schritt zum Bewegen des Werkzeugs auf einem Weg enthält, der den Startpunkt der schnellen Querbewegung des Blocks für die schnelle Querbewegung mit einem Startpunkt eines Bohrvorgangs mit einer hohen Querbewegungsgeschwindigkeit zum kontinuierlichen Weiterbewegen bis zu einer Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit für den Bohrvorgang glatt verbindet.

5. Verfahren nach Anspruch 2, wobei Schritt (c) einen Schritt zum Starten einer Spanabhebungs-Vorschubbewegung nach der Synchronisierung einer Drehgeschwindigkeit einer Spindel mit einer Spanabhebungs-Vorschubgeschwindigkeit in einem Punkt stromaufwärts von dem Startpunkt eines Gewindebohrvorgangs auf einem Weg enthält, der den Startpunkt der schnellen Querbewegung des Blocks für die schnelle Querbewegung mit einem Startpunkt des Gewindebohrvorgangs glatt verbindet.

6. Verfahren zum Bestimmen einer relativen Bewegung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche durch Antreiben einer Vorschubwelle für jede Achse der numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine, das Schritte umfasst zum

(d) Einschreiben eines Kontinuierlichbewegungs-Befehls zum Befehlen einer kontinuierlichen Bewegung bei dem Block für die schnelle Querbewegung oder bei einem anderen Block für die schnelle Querbewegung in dem Bearbeitungsprogramm und

(e) Bewegen des Werkzeugs in bezug auf das Werkstück auf einem Weg, der einen Endpunkt einer Bewegung, die durch einen Block bestimmt ist, der dem zuletzt genannten Block für die schnelle Querbewegung unmittelbar vorhergeht, mit einem Startpunkt der schnellen Querbewegung, die durch diesen Block für die schnelle Querbewegung bestimmt ist, zum kontinuierlichen Weiterbewegen aus der Bewegung, die durch den unmittelbar vorhergehenden Block bestimmt ist, bis zu der schnellen Querbewegung, wenn der zuletzt genannte Kontinuierlichbewegungs-Befehl auf dem zuletzt genannten Block für die schnelle Querbewegung ausgelesen ist, glatt verbindet.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Bewegung, die durch den unmittelbar vorhergehenden Block bestimmt ist, ein Bearbeitungsvorschub für einen Spanabhebungsvorgang ist.

8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Bewegung, die durch den unmittelbar vorhergehenden Block bestimmt ist, eine schnelle Querbewegung ist.

9. Verfahren nach Anspruch 6, wobei Schritt (e) Schritte enthält zum Bewegen des Werkzeugs auf einem Weg, der einen Startpunkt eines Bohrvorgangs mit einem Startpunkt des nächsten Bohrvorgangs glatt verbindet, und Starten der schnellen Querbewegung auf die Rückkehr des Werkzeugs zu dem Startpunkt des einen Bohrvorgangs hin, wenn der eine Bohrvorgang beendet ist.

10. Verfahren nach Anspruch 6, wobei Schritt (e) Schritte enthält zum Bewegen des Werkzeugs auf einem Weg, der einen Startpunkt eines Gewindebohrvorgangs mit einem Startpunkt des nächsten Gewindebohrvorgangs glatt verbindet, und Beenden einer Beschleunigung in einer Spanabhebungsvorschubrichtung in einer Position stromaufwärts von dem Startpunkt des einen Gewindebohrvorgangs, während eine Synchronisierung einer Drehgeschwindigkeit einer Spindel mit einer Spanabhebungs-Vorschubgeschwindigkeit durchgeführt wird, und Starten der schnellen Querbewegung auf die Ankunft des Werkzeugs in der Position stromaufwärts von dem Startpunkt des einen Gewindebohrvorgangs hin, nachdem der eine Gewindebohrvorgang beendet ist.

11. Verfahren zum Bestimmen einer relativen Bewegung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück nach Anspruch 1 durch Antreiben einer Vorschubwelle für jede Achse der numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine, das Schritte umfasst zum

(a) Erstellen des Bearbeitungsprogramms, das den Block für die schnelle Querbewegung enthält, um das Werkzeug eine schnelle Querbewegung auf einem Weg durchführen zu lassen, der einen Startpunkt der Bewegung des Blocks für die schnelle Querbewegung mit einem Startpunkt einer Bewegung des nächsten Blocks zum kontinuierlichen Weiterbewegen aus der Bewegung, die durch den Block für die schnelle Querbewegung bestimmt ist, bis zu der Bewegung, die durch den nächsten Block bestimmt ist, glatt verbindet, und

(b) Auslesen des Bearbeitungsprogramm Block für Block, um einen Block auszuführen.

12. Verfahren zum Bestimmen einer relativen Bewegung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück nach Anspruch 1 oder 11 durch Antreiben einer Vorschubwelle für jede Achse der numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine, das Schritte umfasst zum

(c) Erstellen des Bearbeitungsprogramms, das den oder einen anderen Block für die schnelle Querbewegung enthält, um das Werkzeug eine schnelle Querbewegung auf einem Weg durchführen zu lassen, der einen Endpunkt der Bewegung eines vorhergehenden Blocks unmittelbar vor dem Block für die schnelle Querbewegung mit einem Zielpunkt einer Bewegung des Blocks für die schnelle Querbewegung zum kontinuierlichen Weiterbewegen aus der Bewegung, die durch den vorhergehenden Block bestimmt ist, bis zu der Bewegung, die durch den Block für die schnelle Querbewegung bestimmt ist, glatt verbindet.

13. Gerät, das dazu bestimmt ist, eine numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine zu betreiben, um eine relative Bewegung zwischen einem Werkzeug und einem Werkstück vorzusehen, welches Gerät ein Bearbeitungsprogramm enthält, das Blöcke umfasst, und dazu bestimmt ist, die Werkzeugmaschine in Abhängigkeit von dem Programm zu betreiben, wobei zumindest einer der Programm-Blöcke eine schnelle relative Querbewegung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück definiert, wobei es einen Übergang mit einer Richtungsänderung aus der schnellen Querbewegung in eine andere Bewegung oder aus einer anderen Bewegung in die schnelle Querbewegung gibt,

dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät dazu bestimmt ist, die Werkzeugmaschine derart zu betreiben, dass die relative Bewegung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück längs einer Kurve ausgeführt wird, die den Übergang von einer Bewegung zu der nächsten Bewegung fließend macht, um dadurch zu ermöglichen, dass die relative Bewegung bei dem Übergang ohne Stoppen ausgeführt wird.

14. Gerät nach Anspruch 13 zum Bestimmen einer relativen Bewegung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück durch Antreiben einer Vorschubwelle für jede Achse der numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine, welches Gerät umfasst:

ein Vorverarbeitungsmittel (7) zum Auslesen und Dekodieren eines Bearbeitungsprogramms (6) Block für Block, um einen Bewegungsbefehl für jede Vorschubwelle auszugeben, und außerdem zum Ausgeben eines Kontinuierlichbewegungs-Signals, wenn ein Kontinuierlichbewegungs-Befehl aus einem Block ausgelesen ist, der eine schnelle Querbewegung bestimmt,

ein Wegverlängerungsmittel (10) zum Setzen einer Endpunkt-Koordinate zum Verlangsamen in einer Position, wo ein Weg, der durch einen vorhergehenden Block unmittelbar vor dem Block für die schnelle Querbewegung bestimmt ist, um eine vorbestimmte Länge in Richtung auf einen Endpunkt des vorhergehenden Blocks verlängert wird, und außerdem einer Startpunkt-Koordinate zum Beschleunigen in einer Position, wo ein Weg, der durch den nächsten Block bestimmt ist, um eine vorbestimmte Länge in Richtung auf einen Startpunkt des nächsten Blocks verlängert wird, wenn das Kontinuierlichbewegungs-Signal von dem Vorverarbeitungsmittel (7) ausgegeben ist,

ein Bewegungsstartzeitpunkt-Unterscheidungsmittel (8) zum Unterscheiden, ob die Ausführung der Bewegung, die durch den Block für die schnelle Querbewegung bestimmt ist, warten sollte, bis jede Welle eine Ziel-Koordinate erreicht, oder die Bewegung, die durch den Block für die schnelle Querbewegung bestimmt ist, kontinuierlich ausgeführt werden sollte, und Entscheiden, dass die Bewegung, die durch den Block für die schnelle Querbewegung bestimmt ist, kontinuierlich ausgeführt werden sollte, wenn das Kontinuierlichbewegungs-Signal ausgegeben ist,

ein Interpolationsmittel (9) zum Ausgeben eines Wellenbewegungsbefehls für jede Vorschubwelle in Übereinstimmung mit dem Bewegungsbefehl, der von dem Vorverarbeitungsmittel (7) ausgegeben ist, und wenn das Bewegungsstartzeitpunkt- Unterscheidungsmittel (8) entscheidet, dass die Bewegung, die durch den Block für die schnelle Querbewegung bestimmt ist, kontinuierlich ausgeführt werden sollte, Ausführen der Bewegung, die durch den vorhergehenden Block bestimmt ist, bis zu der Endpunkt-Koordinate zum Verlangsamen und kontinuierlichen Ausführen eines Schnellquerbewegungsbefehls von der Endpunkt-Koordinate aus zum Verlangsamen bis zu der Startpunkt-Koordinate zum Beschleunigen und außerdem kontinuierlichen Ausführen der Bewegung, die durch den nächsten Block bestimmt ist, von der Startpunkt-Koordinate zum Beschleunigen aus und

Beschleunigungs/Verzögerungs-Steuermittel (11, 12), die für jede Vorschubwelle vorgesehen sind, zum Steuern der Beschleunigung/Verzögerung des Wellenbewegungsbefehls in Übereinstimmung mit einer voreingestellten Zeitkonstante für die Beschleunigung/Verzögerung.

15. Gerät nach Anspruch 14, wobei das Wegverlängerungsmittel (10) die Endpunkt-Koordinate zum Verlangsamen derart in einer Position setzt, dass die schnelle Querbewegung gleichzeitig mit dem Durchlaufen des Endpunkts der Bewegung gestartet wird, die durch den vorhergehenden Block bestimmt ist.

16. Gerät nach Anspruch 14 oder 15, wobei das Wegverlängerungsmittel (10) die Startpunkt-Koordinate zum Beschleunigen derart in einer Position setzt, dass die schnelle Querbewegung gleichzeitig mit dem Durchlaufen des Startpunkts der Bewegung beendet wird, die durch den nächsten Block bestimmt ist.