DD215732A1

DD215732A1 - Verfahren und anordnung zum ueberwachen der bearbeitungsbedingungen an einer werkzeugmaschine

Info

Publication number: DD215732A1
Application number: DD25160883A
Authority: DD
Inventors: Guenter Bunge; Lothar Fleischer; Juergen Herberger; Wolfgang Meyer; Klaus Rietschel; Harry Schaefer; Bernd Schlegel; Walter Simon; Peter Weigelt
Original assignee: Werkzeugmaschinenbau Fz
Priority date: 1983-06-01
Filing date: 1983-06-01
Publication date: 1984-11-21
Also published as: JPS606329A; GB2140951B; GB8412545D0; DD215732B1; GB2140951A; FR2546797A1; DE3415305A1

Abstract

Verfahren und Anordnung zum Ueberwachen der Bearbeitungsbedingungen an einer Werkzeugmaschine durch staendiges Messen mehrerer den Zerspanungsvorgang kennzeichnenden physikalischer Groessen, welche hinsichtlich eines einen Werkzeugbruch bzw. Prozessunregelmaessigkeiten erkennenden Zustandes des Zerspanungsprozesses ausgewertet werden. Der Werkzeugbruch soll mit geringem Aufwand sicher erkannt und von anderen Prozessunregelmaessigkeiten unterschieden werden. Anstelle der die Steifigkeit der Maschine beeintraechtigenden Kraftmessung sollen fuer die Kontrolle des Zerspanungsprozesses massgebende Parameter eingefuehrt werden, die zuverlaessig ohne zusaetzliche Verrechnung mit einander Werkzeugbrueche bzw. Prozessunregelmaessigkeiten erkennen. Dazu werden als physikalische Groessen die Ultraschallemission des Zerspanungsvorganges, die Hauptantriebs- und die Vorschubantriebsleistung gemessen und periodisch abgefragt. Die Messwerte jeder der physikalischen Groessen werden bezueglich der Abweichung von einem vorgegebenen Sollbereich ihrer Streuung ausgewertet. Bei Ueberschreitung des Sollbereiches der Streuung der Messwerte wird ein Signal ausgegeben und bis zur naechsten Abfrage zwischengespeichert. Das gleichzeitige Auftreten dieser Signale aller drei Messwerte wird als Werkzeugbruchsignal, das gleichzeitige Auftreten von zwei Signalen wird als Alarmsignal fuer Prozessunregelmaessigkeiten ausgegeben.

Description

Titel der Erfindung

Verfahren und Anordnung zum Überwachen der Bearbeitungsbedingungen an einer Werkzeugmaschine

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Überwachen der Bearbeitungsbedingungen an einer Werkzeugmaschine durch ständiges Messen mehrerer den Zerspanungsprozeß kennzeichnenden physikalischer Größen, welche hinsichtlich eines einen Werkzeugbruch bzw. Prozeßunregelmäßigkeiten erkennenden Zustandes des Zerspanungsprozesses ausgewertet werden. ,

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die bedienarme spanende Bearbeitung durch programmgesteuerte V/erkzeugmaschinen mit automatischer Werkstückbeschickung erfordert eine ständige Überwachung des Zerspaaungsprozesses hinsichtlich Störungen und Unregelmäßigkeiten sowie einer selbsttätigen Werkzeugbruchkontrolle· Aus der Erkennung der Störungen und Unregelmäßigkeiten des Zerspanungsprozesses lassen sich Maßnahmen zu deren Beseitigung ableiten. Aus der Erkennung eines Werkzeugbruches ist ein sofortiger Schnittabbruch einzuleiten, um die bei Werkzeugbrüchen eintretenden erheblichen Folgeschäden, wie die Zerstörung der Werkstück-

oberfläche und/oder die Zerstörung von Maschinenbauteilen abzuwenden· Bei bedienfrei arbeitenden Werkzeugmaschinen läßt sich aus dem Werkzeugbruchsignal neben dem Schnittabbruch auch ein Werkzeugaustausch ableiten· Bei werkzeugmaschinen, die zur Bearbeitung unterschiedlicher Werkstücke und Bearbeitungsoperationen eingesetzt werden, muß die Überwachung möglichst unabhängig von diesen unterschiedlichen Bedingungen sein.

Aus dem DD-WP 105 739 ist es bekannt, vom plötzlichen Abfall der Schnittkraft bzw· dem Ansteigen der Schnittkraft über ihren Normalwert hinaus, auf einen Werkzeugbruch zu schließen· Dieser Schnittkraftverlauf tritt aber nicht in allen Fällen eines Werkzeugbruches ein· Art und Ablauf eines Werkzeugbrucb.es können in so vielfältiger Y/eise variieren, daß mit dieser bekannten Anordnung einerseits nicht alle vorkommenden Werkzeugbrüche erfaßt werden können und andererseits bestimmte einen Schnittkraftanstieg hervorrufende Zerapanüngsverläufe fälschlicherweise als Werkzeugbruch interpretiert werden·

Bei einer anderen bekannten Einrichtung (DE-OS 22 51 333) werden aus Meßwerten der Zerspankraftkomponenten Verhältniswerte von Yorschubkraft zur Hauptschnittkraft und von der Rückkraft zur Hauptschnittkraft gebildet· Hierbei erfolgen zwei Vergleichsoperationen zur Erkennung eines Werkzeugbruches· In der ersten Vergleichsoperation wird der tatsächliche Wert einer jeden Zerspankraftkomponente mit einem zugeordneten Grenzwert verglichen· In der zweiten Vergleichsoperation wird jeder der Verhältniswerte mit einem vorgegebenen Verhältniswert verglichen· Mit diesem Verfahren läßt sich eine Vielzahl von Werkzeugbrüchen erkennen, jedoch sind die Fehlentscheidungen zu hoch, um eine vollautomatische Werkzeugmaschine bedienerlos betreiben zu können· Dies liegt darin begründet, daß beispielsweise durch Lunker oder bei der Drehbearbeitung durch Abweichungen von der Zylinderform einzelne Störimpulse auftreten, die als Werk-

zeugbruchsignale interpretiert werden und zu einem unberechtigten' Unterbrechen des Schnitt Vorgängers bzw· Abschalten der Werkzeugmaschine führen können*

Eine weitere' bekannte Vorgehensweise zur sicheren Unterscheidung eines Werkzeugbruches von sonstigen Störeinflüssen ist aus der DE-OS 30 43 827 bekannt. Zusätzlich zu den bereits aus den zuvor abgehandelten bekannten Vergleichsoperationen mit den Meßwerten der Zerspankraftkomponenten werden bei diesem Verfahren die Mittelwerte dieser Meßwerte und weitere Differenzwerte gebildet und darüberhinaus außerdem der Verlauf der Verhältniswerte auf ihre zeitliche Veränderung hin ausgewertet und kontrolliert. Hierdurch können zwar die* Fehlentscheidungen bezüglich eines eingetretenen Werkzeugbruches auf ein Minimum herabgesetzt werden, dafür wird der ohnehin hohe Aufwand an Rechentechnik zur Quotientenbildung und der Vergleichsoperationen der Kraftkomponenten weiter erhöht· Die umfangreich zu absolvierenden Verarbeitungsoperationen der Meßwerte erhöhen dabei selbst die Störanfälligkeit und die Einbeziehung des zeitlichen Verlaufs der berechneten Quotienten der Meßgrößen zur Entscheidungsfindung eines Werkzeugbruches kann eine zu träge Reaktion der Schnittunterbrechung ausgehend vom Zeitpunkt des Eintritts eines Werkzeugbruches verursachen. Alle diese bekannten auf der Messung der Schnittkräfte beruhenden Einrichtungen erfordern am Werkzeugträger oder dem Werkstückträger entsprechende Kraftmeßfühler. Da jedes kraftmessende Fühlelement eine funktionsbedingte elastische Verformung aufweist, beeinträchtigen solche Meßelemente die Steifigkeit der Werkzeugmaschine im Kraftfluß zwischen Werkzeug und Werkstück»

Andere bekannte Einrichtungen (DD-WP 146 501, DE-OS 21 25 426) die bei der Überwachung von Zerspanungsprozessen die Steifigkeit der Werkzeugmaschine beeinträchtigende Maßnahmen meiden, erfassen Prozeßunregelmäßigkeiten durch Messen der an der Schnittstelle entstehenden Schwingungen in Form der

Körperschall- bzw. Ultraschallsignale» Durch Auswertung dieser Signale lassen sich Veränderungen des Zerspanungsprozesses nach verschiedenen Ursachen, wie beispielsweise Materiälinhomogenitäten, Spanformänderungen und auch Werkzeugverschleiß, unterscheiden. Eine eindeutige Auswertung dieser Meßgröße hinsichtlich eines Werkzeugbruches ist aber nicht möglich, weil zu viele unterschiedliche Einflußfaktären auch bei noch einwandfreiem Zustand des Werkzeuges zur Schwingungserregung Anlaß geben.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat ein Verfahren und eine Anordnung zum Überwachen von Bearbeitungsbedingungen zum Ziel, mit der ein Werkzeugbruch sicher und mit relativ geringem Aufwand erkannt und von anderen Prozeßunregelmäßigkeiten unterschieden werden kann.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Überwachen der Bearbeitungsbedingungen an einer Werkzeugmaschine durch ständiges Messen mehrerer den Zerspanungsprozeß kennzeichnenden physikalischer Größen, welche hinsichtlich eines einen Werkzeugbruch bzw. Prozeßunregelmäs-^ sigkeiten erkennenden Zustandes des Zerspanungsprozesses ausgewertet werden, zu schaffen, das anstelle der die Steifigkeit der Maschine beeinträchtigenden Kraftmesssung für die Kontrolle des Zerspanungsprozesses maßgebende Parameter eingeführt werden sollen, die zuverlässig ohne zusätzliche Verrechnung der einzelnen Parameter untereinander sowohl Prozeßunregelmäßigkeiten als" auch Werkzeugbrüche eindeutig erkennen sollen, sowie eine.Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß als physikalische Größen die Ultraschallemission des Zerspan-

Vorganges sowie zwei Kenngrößen der Zerspanleistung gemessen und die Meßwerte periodisch abgefragt werden, wobei die Meßwerte jeder der physikalischen Größen bezüglich der Abweichung von einem vorgegebenen Sollbereich ihrer Streuung so ausgewertet werden, daß bei Überschreitung des Sollbereiches der Streuung der Meßwerte ein Signal ausgegeben wird, welches bis zur nächsten Abfrage zwischengespeichert wird, wobei das gleichzeitige Auftreten dieser Signale aller drei physikalischen Größen als Werkzeugbruchsignal ausgegeben und das gleichzeitige Auftreten von zwei Signalen, über einen von der Schnittzeit abgeleiteten Zeitanteil hinaus, als Alarmsignal für Prozeßunregelmäßigkeiten ausgegeben wird. Vorzugsweise sind die Kenngrößen der Zerspanleistung die Hauptantriebsleistung und die Vorschubantriebsleistung, Für" die Entscheidung der Überschreitung des Sollbereiches der Streuung der Meßwerte wird vorzugsweise die Streuung der letzten zehn Meßwerte zugrunde, gelegt. Die Anordnung zur Durchführung des Verfahrens sieht Aufnehmer für die Ultraschallemission des Zerspanvorganges, für die Hauptantriebsleistung und die Vorschubantriebsleistung vor· Jedem Aufnehmer ist ein Tor nachgeordnet, welches mit seinem Durchschalteeingang am Ausgang eines Taktgebers angeschlossen ist, dessen Taktsignale die Tore nacheinander ansteuern. Die Ausgänge der Tore sind auf eine die Abweichung von einer vorgegebenen Streuung und die Überschreitung eines Sollbereiches der Streuung ermittelnden Auswert eschaltung geführt, deren Ausgang jeweils auf ein jedem Meßwertgeber zugeordnetes Speicherglied geschaltet ist. Die Ausgänge der drei Speicherglieder sind über ein Verknüpfungsglied am Setzeingang eines den Werkzeugbruch anzeigenden Signalspeichers angeschlossen und die Ausgänge von jeweils zwei Speichergliedern sind über ein zugehöriges Verknüpfungsglied auf ein zusammenfassendes ODER-Glied geschaltet, dessen Ausgang über ein Zeitglied am Setzeingang eines die Prozeßunregelmäßigkeiten anzeigenden Alarmsignalspeichers angeschlossen ist, desseo Löscheingang mit Einleitung jedes neuen Schnittes des Zerspanvorganges aktivierbar ist.

Vorzugsweise ist als Zeitglied ein monoatabiler Multivibrator vorgesehen·

Ausführungsbeispiel

Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegen folgende Erkenntnisse zugrunde*

Bei Überwachungssystemen sind möglichst Parameter des Zerspanungsvorganges als Überwachungskriterien zu verwenden, welche weitgehend von den unterschiedlichen Bearbeitungsbedingungen sowie unterschiedlichen Werkstoff- und Rohteileinflüssen, unabhängig sind. Die Auswertung von den Zerspanvorgang kennzeichnenden Größen und ihres Verlaufes über die Dauer einiger Werkstückumdrehungen hinweg zur eindeutigen Gewinnung eines Werkzeugbruchsignals ist hinsichtlich eines sofortigen Schnittabbruches zur Verhinderung von Folgeschäden zu träge. Um möglichst alle im Zerspanungsprozeß auftretenden Unregelmäßigkeiten, hervorgerufen durch Lunker, Spanformänderungen, Spanyerklemmungen, Werkstückformfehlern und -unrundheiten berücksichtigen zu können und andererseits einmalig zufällig auftretende Störsignale einzelner Parameter sowie periodisch auftretende Störungen (Unrundheit) eliminieren zu können, ohne die auftretenden Meßwerte über mehrere Werkstückumdrehungen verfolgen zu müssen, beruht das vorliegende Verfahren darauf, drei sich gegenseitig ergänzende auf Prozeßunregelmäßigkeiten unterschiedlich ansprechende Parameter des Zerspanungsprozesses ständig zyklisch meßtechnisch zu erfassen und nur bei gleichzeitigen Abweichungen aller drei Parameter von dem Sollbereich ihrer Streuung ein Werkzeugbruchsignal auszugeben.

Wie durch Versuche erwiesen, ist ein Werkzeugbruch stets mit einer sprunghaften Veränderung der Meßwerte verbunden. Andererseits kommen durch Prozeßunregelmäßigkeiten ebenfalls Meßwertänderungen vor, die von solchen durch einen Werkzeugbruch hervorgerufenen Meßwertänderungen nicht zu unterscheiden sind. Solche durch Prozeßunregelmäßigkeiten entstehenden

Meßwertänderungen wirken sich aber nicht bei allen drei gemessenen Parametern gleichartig aus· Hinzu kommt, daß Abweichungen eines der drei Meßsignale als Störgrößen mit Zufallscharakter gewertet werden und für die Auslösung von Folgemaßnahmen gesperrt bleiben. Bei gleichzeitigem Auftreten von Abweichungen zweier Meßwerte, die über einen vorgegebenen Zeitraum anstehen, wird ein Alarmsignal ausgegeben, welches auf eine Prozeßunregelmäßigkeit oder einen Einstellfehler schließen läßt, die beispielsweise von einem Bediener durch Änderung von Schnittwerten beseitigt werden können. Das Ansteigen oder Abfallen der Leistungsparameter bei kontinuierlich ansteigender oder kontinuierlich abfallender Schnitttiefe, wie z, B* beim Kegeldrehen aus einem zylindrischen Rohteil, wird dadurch von Prozeßunregelmäßigkeiten unterschieden, daß nicht die absolute Größe der Parameter, sondern die Abweichung von einem vorgegebenen Sollbereich der Streuung ausgewertet wird. Dazu wird für jede der drei Meßgrößen aus mehreren, beispielsweise zehn Meßwerten die Streuung gebildet, welche durch jeden hinzukommenden neuen ₍ Meßwert unter Weglassung des ältesten der zehn Meßwerte -aktuell gehalten wird. Ein langsamer Anstieg oder Abfall der Absolutmeßwerte unter Beibehaltung des vorgegebenen Streubereiches wird von der Überwachungseinrichtung nicht erfaßt. Die Kenntnis der absoluten Größen der Parameter ist damit überflüssig. Durch diese mathematisch statistische Verarbeitung der Meßwerte und Berechnung der Streuung werden kleinere Meßwertschwankungen ausgeglichen, wobei plötzliche Änderungen einen deutlichen Anstieg der Streuung hervorrufen. Durch die Wahl der Streuung als Kontrollgröße werden positive und negative Änderungen der Meßwerte gleichermaßen berücksichtigt·

Aus den Parametern Ultraschallemission, Hauptantriebs- und Vorachubantriebsleistung sind eindeutige Unterscheidungskriterien zwischen Prozeßunregelmäßigkeiten und einem Werkzeugbruch ableitbar. Während eine gleichzeitige sprunghafte

Änderung der Meßgrößen aller drei Parameter auf einen Werkzeugbruch, achließen läßt, ist die gleichzeitige Änderung von zwei der drei Parameter als Prozeßunregelmäßigkeit zu werten»

So hat sich gezeigt, daß Lunker eine sprunghafte Änderung der Haupt- und Vorschubantriebsleistung verursachen und damit eine eindeutige Überschreitung deren Sollbereiche der Streuung ergeben, dagegen die Ultraschallemission weniger stark anspricht und somit den Sollbereich ihrer Streuung nicht überschreitet· Das gleichzeitige Auftreten der Sollbereichsüberschreitungen von Hauptantriebs- und Vorschub*· antriebsleistung ergibt in diesem Fall auch noch kein Alarmsignal, da das zusätzlich erforderliche Zeitkriterium für das Vorliegen dieses Z_ustandes nicht gegeben ist, weil bereits die nächsten Meßwerte nach Überwindung der Lunkerstelle die auszuwertende Streuung berichtigt haben· Bei Spanformänderungen als eine andere Prozeßunregelmäßigkeit überschreitet die Ultraschallemisaion den Sollbereich ihrer Streuung, dagegen zeigen die Haupt- und Vorschubantriebsleistung keine Sollbereichsüberschreitungen· Bei Spanverklemmungen zeigen sich Sollbereichsüberschreitungen sowohl in der Ultraschallemission als auch in der Vorschubantriebsleistung, die z. B· ein Alarmsignal auslösen, wenn über den vorgegebenen Zeitraum hinweg keine Normalisierung des Prozeßzustandes eintritt· Dieser Prozeßzustand wird aber dadurch von einem Werkzeugbruch unterschieden, daß hierbei keine Sollbereichsüberschreitung der Hauptantriebsleistung vorliegt·

Bei periodischen Schwankungen der Leistungsmeßwerte, die durch Unrundheit eines der Drehbearbeitung unterworfenen Rohlings hervorgerufen werden, bringt das Kriterium der Ultraschallemission nur geringe Änderungen, die den Sollbereich der Streuung nicht überschreiten und sich damit ebenfalls von einem Werkzeugbruch deutlich abgrenzen· Das erfindungsgemäße Verfahren kann, insbesondere für unterschiedliche Schnittbedingungen, wie sie an verschiedenen

Bearbeitungskonturen bzw. Bearbeitungsschnitten an unterschiedlichen Durchmesserabschnitten entstehen mit zugeordnet abgespeicherten experimentell und automatisch durch Probeschnitt ermittelten Sollwerten der einzelnen Meßgrößen ergänzt werden, d, h. zu einzelnen Programmsätzen verschiedener Bearbeitungskonturen an einem Werkstück sind jeweils zugehörige Sollwerte der drei Meßgrößen aufrufbar· Durch die erfindungsgemäße Lösung ist vor allem beim bediener^Losen Betreiben einer automatischen Werkzeugmaschine sichergestellt, daß einerseits die Werkzeugmaschine bzw· v_- das Werkstück nicht durch unerkannten Werkzeugbruch beschädigt werden und⁵andererseits die Werkzeugmaschine nicht bereits stillgesetzt wird, wenn eine Prozeßunregelmäßigkeit ohne Werkzeugbruch vorliegt·

V/eitere Vorzüge des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen darin, daß mit der Meßwerterfassung nicht in den Kraftfluß der Werkzeugmaschine eingegriffen und auch der Arbeitsraum der werkzeugmaschine nicht eingeschränkt wird· Darüberhinaus ist eine einfache Meßwerterfassung aus der Hauptantriebs- bzw. Vorschubantriebsleistung gegeben· Es sind auch keine Verrechnungen der Meßwerte untereinander erforderlich, . woraus neben geringem Schaltungsaufwand eine zeitverzugsarme Ausgabe des Werkzeugbruchsignals resultiert· In einem Prinzipschaltbild ist die Anordnung zur Durchführung des Verfahrens dargestellt.

Ein Meßwertaufnehmer 1 für die Ultraschallemission liegt ausgangsseitig über eine Aufbereitungsachaltung 2 an einem Tor 3· In gleicher Weise sind ein Meßwertaufnehmer 4 für die Hauptantriebsleistung über eine Aufbereitungsschaltung 5 auf ein Tor 6 und ein Meßwertaufnehmer 7 für die Vorschubantriebsleistung über eine Aufbereitungsschaltung 8 auf ein Tor 9 geschaltet· Die Durchachalteeingange der.Tore 3; 6; 9 liegen an jeweils zeitlich versetzt wirksamen Ausgängen einer Teilerschaltung 10, die von einem Taktgeber 11 ansteuerbar ist. Die Ausgänge der Tore 3; 6; 9 sind über einen Analog/ Digital-Wandler 12 an einer Auswerteschaltung 13 angeschlossen,

Am. Ausgang der Auswerteschaltung 13 sind, jedem Meßwertaufnehmer 1; 4; 7 entsprechend zugeordnete Speicherglieder 14; 15; 1.6 angeschlossen, deren Setzeingänge an jeweils zeitlich versetzt wirksamen Ausgängen der Teilerschaltung 10 angeschlossen sind und mit den jeweiligen Durchschalteeingängen der Tore 3; 6; 9 synchron aufrufbar sind· Der Aus- " werteschaltung 13 ist ein Sollwertspeicher 17 vorgeschaltet, welcher für jeden der Meßwertaufnehmer 1; 4» 7 zugeordnete Einstellelemente besitzt und wobei der jeweilige Kanal von den zugeordneten Ausgängen der Teilerschaltung 10 aufrufbar ist. Die Auswerte schaltung 13 ist ebenfalls vom Taktgeber 11 über die Teilerschaltung 10 aktivierbar. Die Ausgänge der Speicherglieder 14; 15; 16 sind als Eingänge auf ein UND-Glied 18 geschaltet, dessen Ausgang am Setzeingang eines den Werkzeugbruch kennzeichnenden Speichers 19 angeschlossen ist. Die Ausgänge, von jeweils zwei Speichergliedern 14; 15 bzw. 14; 16 bzw. 15; 16 sind auf jeweils zugeordnete UHD-Gl ie der 20 bzw. 21 bzw. 22 geschaltet, deren Ausgänge an einem gemeinsamen ODER-Glied 23 angeschlossen sind, dessen Ausgang über ein Zeitglied 24 am Setzeingang eines Alarmspeichers 25 liegt. Der Alarmspeicher 25 liegt außerdem mit seinem Freigabe-Eingang für die Übernahme des am Setzeingang liegenden Signals über ein Uegation.sgÜed 26 und die Teilerschaltung 10 am Taktgeber 11.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende:

Die Meßwerte Ultraschallemission, Hauptantriebs- und Vorschubantriebsleistung werden von den entsprechenden Meßwertaufnehmern 1; 4; 7 ständig erfaßt und stehen über die zugehörigen Aufbereitungsschaltungen 2; 5; 8 am jeweiligen Tor 3; 6; 9 an. Durch den Taktgeber 11 und die nachgeordnete Teilerschaltung 10 werden die Tore 3; 6; 9 zeitlich nacheinander durchgeschaltet, so daß die Meßwerte über den Analog/Digita!-Wandler 12 nacheinander der Auswerteschaltung 13 zur Verarbeitung zugeführt werden. Die Verarbeitung besteht in der Streuungsberechnung aus zehn aktuellen Meßwerten und dem Vergleich

dieser Streuung der Meßwerte mit einem vom Sollwertspeicher 17 vorgegebenen Sollbereich der Streuung. Entsprechend dem zur Verarbeitung mit dem Tor 3; 6; 9 aufgerufenen Meßwert aus den Meßwertaufnehmern 1; 4; 7 wird auch der zugeordnete Sollwert am Sollwertapeicher 17 von dem Taktgeber 11 über die Teilerschaltung 10 aufgerufen· Das Ergebnis der Auswertung steht entweder als digitales "Null""-Signal bei Nichtüberschreitung des Sollbereiches der Streuung oder als digitales "L"-Signal bei Überschreitung des Sollbereiches der ' Streuung am Ausgang der Auswerteschaltung 13 und damit an den Speichergliedern 14; 15; 16· Von den Speichergliedern 14; 15; 16 wird jeweils das zugehörige vom Taktgeber 11 über die Teilerschaltung 10 aktiviert, so daß das anstehende Ergebnis bei "!"-Signal, also ,Überschreitung des Sollbereiches der Streuung, das Speicherglied setzt und bei "Null"-Signal, also Mchtüberschreitung des Sollbereiches der Streuung, das Speicherglied rücksetzt· Die Ausgänge der Speicherglieder 14; 15; 16 stehen statisch an den Eingängen des UND-Gliedes 18 an, so daß bei gleichzeitigem Vorliegen von Überschreitungen des Sollbereiches der Streuung aller drei Meßwerte der Speicher 19 gesetzt wird, d. h· Werkzeugbruchsignal ausgegeben wird. Beim Vorliegen von Überschreitungen des Sollbereiches der Streuung bei zwei von drei Meßwerten wird über das jeweilige UND-Glied 20 bzw. 21 bzw· 22 sowie das ODER-Glied 23 das Zeitglied 24 angesteuert· Bei Einsatz eines monostabilen Multivibrators als Zeitglied 24 wird erst mit Vorliegen des Eingangssignals über die Kippzeit hinaus das Signal an den Setzeingang des Alarmspeichers 25 angelegt· Die Übernahme des Setzeingangs in den Alarmspeicher 25 erfolgt zur eindeutigen Trennung von den Aktivierungssignalen der Meßwertverarbeitung zu unterschiedlichen Taktzeitpunkten, d. h· durch das negierte Taktsignal in der Taktpause· Zwischenzeitlich durch Wegfall von Überschreitungen des Sollbereiches der Streuung rückgesetzte Speicherglieder 14; 15; 16 lassen den monostabilen Multivibrator in die Ausgangslage zurückkippen· Hierdurch ist gewährleistet, daß kurzzeitig eintre-

tende Sollbereichsüberschreitungen nicht schon zur Ausgabe eines Alarmsignals führen und erat beim unveränderten Vorliegen über einen Mindestzeitraum hinaus ala Prozeßunregelmäßigkeiten angezeigt werden. Sowohl der Alarmspeicher 25 wie auch der Speicher 19 zur Anzeige eines Werkzeugbruches werden nach Beseitigung der Störungen von äußeren Löschsignalen L wieder in ihre Ausgangslage zurückgesetzt. Beim Alarmspeicher 25 geschieht dies mit Einleitung ^edes neuen Schnittes. Beim Speicher 19 erfolgt die Löschung nach dem Austausch des gebrochenen Werkzeuges·

Claims

Erfindungsanspruch

1· Verfahren zum Überwachen der Bearbeitungsbedingungen an einer Werkzeugmaschine durch ständiges Messen mehrerer den Zerspanungsprozeß kennzeichnenden physikalischer Größen, welche hinsichtlich eines einen Werkzeugbruch bzw· Prozeßunregelmäßigkeiten erkennenden Zustandes des Zerspanungsprozesses ausgewertet werden,
dadurch gekennzeichnet,

daß als physikalische Größen die Ultraschallemission des Zerspanvorgangea sowie zwei Kenngrößen der Zerspanleistung gemessen und die Meßwerte periodisch abgefragt werden, wobei die Meßwerte jeder der physikalischen Größen bezüglich der Abweichung von einem vorgegebenen Sollbereich ihrer Streuung so ausgewertet werden, daß bei Überschreitung des Sollbereiches der streuung der Meßwerte ein Signal ausgegeben wird, welches bis zur nächsten Abfrage zwischengespeichert Wird, wobei das gleichzeitige Auftreten dieser Signale aller drei physikalischen Größen als Werkzeugbruchsignal ausgegeben und das gleichzeitige Auftreten von zwei Signalen, über einen von .der Schnittzeit abgeleiteten Zeitanteil hinaus, als Alarmsignal für Prozeßunregelmäßigkeiten ausgegeben wird·
2. Verfahren nach Punkt 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Kenngrößen der Zerspanleistung die Hauptantriebsleistung und die Vorschubantriebsleistung sind.
3. Verfahren nach Punkt 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß für die Entscheidung der Überschreitung des Sollbereiches der streuung der Meßwerte die Streuung der letzten zehn Meßwerte zugrunde gelegt wird·
4. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens,,nach Punkt Ί bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß Meßwertaufnehmer (1; 4; T) für die Ultraschallemission des Zerspanvorganges, die Hauptantriebsleistung und die Vorschubantriebsleistung vorgesehen sind, wobei jedem Meßwertaufnehmer (1; 4v 7) ein Tor (3; 6; 9) nachgeordnet ist, welches mit seinem Durchechalteeingang am Ausgang eines Taktgebers (11) angeschlossen ist, dessen Taktsignale die Tore (3; 6; 9) nacheinander ansteuern und die Ausgänge der. Tore (3; 6; 9) auf eine die Abweichung von einer vorgegebenen Streuung und die Überschreitung eines Sollbereiches der Streuung ermittelnden Auswerteschaltung (.13) geführt sind, deren Ausgang jeweils auf ein jedem Meßwertaufnehmer (1; 4» 7) zugeordnetes Speicherglied (14; 15; 16) geschaltet ist und die Ausgänge der drei Speicherglieder (14; 15; 16) über ein Verknüpfungsglied (18) am Setzeingang eines den v/erkzeugbruch anzeigenden Signalspeichers (19) angeschlossen sind und die Ausgänge von jeweils zwei Speichergliedern (14;-15; 16) über ein zugehöriges Verknüpfungsglied (20; 21; 22) auf ein zusammenfassendes ODER-Glied

(23) geschaltet sind, dessen Ausgang über ein Zeitglied

(24) am Setzeingang eines die Prozeßunregelmsßigkeiten anzeigenden Alarmsignalspeichers (250 angeschlossen ist, dessen Löscheingang (L) mit Einleitung jedes neuen Schnittes des Zerspanvorganges aktivierbar ist·
5. Anordnung nach Punkt 4,
dadurch gekennzeichnet,

daß als Zeitglied (24) ein monostabiler Multivibrator,vorgesehen ist·

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