DE2642453C2

DE2642453C2 - Verfahren zum Wiederanfahren eines gewechselten Werkzeuges aus einer definierten Position an ein Werkstück

Info

Publication number: DE2642453C2
Application number: DE19762642453
Authority: DE
Inventors: Karl Heinz Ing.(Grad.) Gast; Friedrich Ing.(Grad.) 8520 Erlangen Wetzel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-09-21
Filing date: 1976-09-21
Publication date: 1982-07-08
Also published as: DE2642453A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Wiederanfahren eines gewechselten Werkzeuges aus einer definierten Position an ein Werkstück nach einer Programmunterbrechung bei rechnergesteuerten Werkzeugmaschinen, bei denen in den Programmsätzen jeweils Konturabschnitte der zu fertigenden Werkstückkontur angegeben sind und in der Steuerung aus diesen Werten unter Einbeziehung von Werkzeugkorrekturwerten die tatsächlich vom Werkzeug relativ zum Werkstück zu fahrende korrigierte Bahn errechnet wird.

Zur Vereinfachung der Programmierung wird häufig nur ein Programm erstellt, das die Kontur des zu fertigenden Werkstücks beschreibt. Zur Steuerung der Werkzeugmaschine muß jedoch die Bahn des Werkzeuges vorgegeben werden, die um z. B. den Fräserradius oder den Radius einer Brennerflamme gegenüber der programmierten Bahn versetzt ist. Für diese Werkzeugradius-Kompensation bei numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen sind die verschiedensten Verfahren bekannt; so werden z. B. bei einer bekannten Methode die die Kontur beschreibenden Sätze entsprechend korrigiert; d. h. zum Beispiel eine Gerade oder ein Kreis um den Korrekturwert verschoben und dann aus den Gleichungen der korrigierten Sätze die korrigierten Anfangs- und Endpunkte der jeweils korrigierten Sätze bestimmt (vgl. zum Beispiel DE-OS 24 18 360).

Bei Bearbeitung von sehr harten oder sehr großen Werkstücken unterliegt das Werkzeug einer sehr starken Beanspruchung und Abnützung. Dies führt dazu daß das Werkzeug mit der Zeit stumpfer wird und damit die gewünschte Oberflächengüte nicht mehr erreicht wird; im Extremfall kann es sogar zum Werkzeugbruch kommen. In diesen Fällen — oder auch gegebenenfalls programmgesteuert — kann bzw. muß der Bedienungsmann das Programm unterbrechen, um einen Werkzeugwechsel vorzunehmen. Bei numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen ist es bereits bekaait, den Unterbrechungspunkt selbsttätig abzuspeichern und nach einem Werkzeugwechsel das Werkzeug selbsttätig in die bei Programmunterbrechung eingenommene Lage zurückzubewegen und von hier aus das Arbeitsprogramm wieder aufzunehmen. Von Vorteil kann es dabei auch sein, wenn vor dem Rückfahren das Werkzeug parallel von Hand verschoben wird, um ein Wiederabfahren bereits unvollständig bearbeiteter Konturen zu erreichen (vgl. zum Beispiel DE-OS 24 31441).

In vielen Fällen hat das neue gewechselte Werkzeug andere Abmessungen als das alte Werkzeug. Bei den bisher bekannten Anordnungen konnten die neuen Korrekturwerte nur in den folgenden Sätzen berücksichtigt werden; beim Wiederanfahren an das Werkstück mußte noch mit den alten Korrekturwerten gearbeitet werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß selbsttätig neue Korrekturwerte auch schon für das Wiederanfahren an das Werkstück berücksichtigt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Programm unter Einbeziehung eines neuen eingegebenen Werkzeugkorrekturwertes erneut von einem vorgegebenen Anfangspunkt rein steuerungsseitig bis zu dem Punkt abgearbeitet wird, dem ein korrigierter Anfahrpunkt zugeordnet ist und daß anschließend das Werkzeug selbsttätig auf einer Bahn zwischen der definierten Position und dem korrigierten Anfahrpunkt zurückgefahren wird.

Durch diese steuerungsseitige Simulation des bisherigen Bearbeitungsablaufes können Änderungen gegenüber dem Zustand vor dem Werkzeugwechsel sofort berücksichtigt werden.

Besonders einfache und übersichtliche Verhältnise ergeben sich, wenn die Wiederanfahrpunkte auf Satzendpunkte des Programms gelegt werden.

An Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieien sei die Erfindung näher erläutert, wobei

F i g. 1 die Korrektur für den Fall der Linearinterpolation und

Fig. 2 das Wiederanfahren im Falle der Zirkularinterpolation zeigen.

Das zu fertigende Werkstück mit der Kontur K ist im Lochstreifen steuerungsseitig durch einzelne Sätze 51, 52 usw. beschrieben, in denen jeweils Anfangs- und Endpunkte Pa, Pe und die Art der Bahnkurve zwischen Anfangs- und Endpunkt angegeben ist. Im hier vorliegenden Fall soll jeweils zwischen den Punkten Pa und Pe in den Sätzen S\ und Si nach einer Geraden interpoliert werden. Die numerische Rechm:rsteuerung errechnet aus diesen Bedingungen und Werten unter Zugrundelegung der Werkzeugabmessungen η des Werkzeuges W\ die vom Werkzeugmittelpunkt zurückzulegende korrigierte Bahn, die durch die Sätze 51' und 52' beschrieben ist. Wie ersichtlich, liegt dabei der korrigierte Satzendpunkt /"^auf einer Senkrechten zur Kontur K im Abstand η über dem Punkt Pe; ebenso liegt

der korrigierte Punkt Ρ'λ des Satzes 52 auf der Normalen zur Kontur im Satz 2. Der Übergang von ΡΈ zu Ρ'λ wird dabei durch einen Übergangssatz mit einem passenden Kreisbogen festgelegt.

Tritt z. B. der Fall auf, daß der Bedienungsmann im Laufe des Satzes 51' eine unzulässige Abnützung des Werkzeuges Wi feststellt, so wird das Programm am Satzendpunkt /"^unterbrochen und das Werkzeug Wi, wie durch die strichpunktierte Linie angezeigt, zu einer nicht gezeigten Werkzeugwechselstelle verfahren und hier durch ein neues Werkzeug W2 wird dann aus der Wechselstellung in eine definierte Lage M durch einen steuerungsseitig vorgegebnen Satz gefahren. Es ist nun das Problem, dieses Werkzeug W2 mit dem neuen Korrekturwert R 2 aus diesem definierten Punkt M wieder zurück an die Werkstückkontur K zu bewegen, und zwai unter Einbeziehung des neuen Korrekturwertes.

Zu diesem Zweck wird steuerungsseitig ein Satzriicklauf, z. B. durch Rücklaufen des Lochstreifens bis zum Programmanfang vorgenommen und in die Steuerung der neue Korrekturwert R2 eingegeben. Anschließend wird dann beim Satzvorlauf der neue KorreKturwert berücksichtigt und damit der Satz 51" und der Satz 5 2" berechnet, wobei aus den Interpolationen sich der korrigierte Endpunkt Ρ'Έ des Satzes 51" ergibt. Liegt dieser neue Wert in der Steuerung vor, so wird zwischen diesem Punkt Ρ'Έ und dem festen Punkt M ein Übergangssatz So berechnet, z. B. im hier vorliegenden Fall eine Gerade, auf der dann das Werkzeug W2 wieder an das Werkstück gefahren wird. Bei dieser Art des Vorgehens ist der neue Werkzeugkorrekturwert bereits beim Anfahren an das Werkstück nach einer Programmunterbrechung berücksichtigt.

Da der Satz 51, in dessen Programmendpunkt die Kontur verlassen wurde, automatisch gespeichert wird, kann somit der Wechselvorgang weitgehend selbsttätig ablaufen.

Ferner ist es auch möglich, bei einem beliebig vorgewählten Satz mit der neuen Korrektur zu beginnen, da durch den Satzrücklauf bis zum Programmanfang und durch den Vorlauf bis zum gewählten Satz der Korrekturwert schon berücksichtigt ist

Mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren ist es auch möglich, das Programm an einem beliebigen Punkt im Satz zu unterbrechen und dann mit dem gewechselten Werkzeug zurückzufahren. In einem solchen Fall muß das Werkzeug zunächst in unmittelbare Nähe des Werkstücks gebracht werden, worauf nach der Programmeinschaltung das Werkzeug auf die korrigierte Bahnkurve gezogen wird.

Eine etwas andere Art des Wiederanfahrens wird man im Fall der Zirkularinterpolation wählen, d. h. wenn der Satz 5 mit seinem Endpunkt Pe einen Kreisbogen beschreibt In einem solchen Fall werden die korrigierten Sätze 5' und 5" in gleicher Weise berechnet nur werden hier Übergangssätze 5oi und So 2 gewählt, die das Werkzeug zunächst auf eine. Äquidistanten zur ursprünglichen Bahnkurve über den ko.Tigierten Satzendpunkt P"ε führen und dann auf einer Geraden an das Werkstück bringen. Um in jedem Fall den richtigen Satzendpunkt zu erreichen — auch wenn im angewählten Sa^z einzelne Achsen nicht programmiert sind — werden vorteilhafterweise die nicht programmierten Achsen in einem ersten Übergangssatz auf die letzten gespeicherten Endwerte gefahren und anschließend die programmierten Achsen auf die programmierten Endpunkte verfahren.

Eine weitere Möglichkeit für den Fall des Werkzeugbruches ist dadurch gegeben, daß das Werkzeug von einer ungefähren Lage in der Nähe der gewünschten Programmfortsetzung durch einen ersten Übergangssatz auf kürzestem Wege tangential an die Kontur fährt und in einem zweiten Übergangssatz dann den Satzendpunkt erreicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Wiederanfahren eines gewechselten Werkzeuges aus einer definierten Position an ein Werkstück nach einer Programmunterbrechung bei rechnergesteuerten Werkzeugmaschinen, bei denen in den Programmsätzen jeweils Konturabschnitte der zu fertigenden Werkstückkontur angegeben sind und in der Steuerung aus diesen Werten unter Einbeziehung von Werkzeugkorrekturwerten die tatsächlich vom Werkzeug relativ zum Werkstück zu fahrende korrigierte Bahn errechnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Programm unter Einbeziehung eines neuen eingegebenen Werkzeugkorrekturwertes (RZ) erneut von einem vorgegebenen Anfangspunkt rein steuerungsseitig bis zu dem Punkt (Pe) abgearbeitet wird, dem ein korrigierter Anfahrpunkt (Ρ"ε) zugeordnet ist und daß anschließend das Werkzeug selbsttätig auf einer Bahn zwischen der definierten Position (M) und dem korrigierten Anfahrpunkt (P"e) zukrückgefahren wird.

2. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Wiederanfahrpunkte auf wählbare Satzendpunkte gelegt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Übergangssatz das Werkzeug in den im anzufahrenden Satz nicht programmierten Achsen der Verfahrbewegung auf die letzten gespeicherten Endpunkte gefahren wird und in einen? zweiten Übergai:^ssatz das Werkzeug in den programmierten Achsen auf seinen Endpunkt gefahren wird.

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