DD225092A1 - Steuereinrichtung fuer den vorschub des schleifspindelstocks einer schleifmaschine - Google Patents
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Abstract
DIE ERFINDUNG BEZIEHT SICH AUF EINE STEUEREINRICHTUNG FUER DEN VORSCHUB DES SCHLEIFSPINDELSTOCKES EINER SCHLEIFMASCHINE WAEHREND DES SCHLEIFVORGANGES MIT EINER NUMERISCHEN STEUERBAUGRUPPE SOWIE MIT EINER MESSSTEUERBAUGRUPPE. ZIEL DER ERFINDUNG IST ES, ZEITVERLUSTE IN VERSCHIEDENEN ARBEITSPHASEN ZU SENKEN. ES WIRD DIE AUFGABE GELOEST, DIE STEUEREINRICHTUNG SO AUSZUBILDEN, DASS SIE BEI VERKUERZTEN BEARBEITUNGSZEITEN SELBSTTAETIG EINE GLEICHBLEIBEND HOHE GENAUIGKEIT DER FERTIGMASSE UNABHAENGIG VOM WECHSEL DES WERKSTUECKDURCHMESSERS ERREICHT. DAS WESEN DER ERFINDUNG BESTEHT IN EINER ZUSAMMENSCHALTUNG VON STEUER-, SPEICHER- UND VERKNUEPFUNGSELEMENTEN DERART, DASS ANFANGS EINE NUMERISCH GESTEUERTE, LAGEGEREGELTE BEARBEITUNGSPHASE ABLAEUFT, UND DASS DANACH EIN WECHSEL IN EINE MESSGESTEUERTE, LAGEGEREGELTE ENDBEARBEITUNGSPHASE STATTFINDET, SOBALD DAS AUFMASS MIT DEM NACHLAUFWEG IM VORSCHUBLAGEREGELKREIS UEBEREINSTIMMT BEZIEHUNGSWEISE IHN UNTERSCHREITET. EIN SUMMIERREGISTER IST WAEHREND BEIDER BEARBEITUNGSPHASEN IN EINER JEWEILS ZUGEORDNETEN UNTERSCHIEDLICHEN BETRIEBSART WIRKSAM UND BEAUFSCHLAGT EINEN LAGEREGLER, DER DEN VORSCHUBANTRIEB ANSTEUERT. DIE ERFINDUNG IST BEI VORSCHUBSTEUERUNGEN FUER SCHLEIFMASCHINEN ANWENDBAR.
Description
Titel der Erfindung
Steuereinrichtung für den Vorschub des Schleifspindeistocks einer Schleifmaschine
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für den Vorschub des Schleifspindelstocks einer Schleifmaschine während des Schleifvorgahgs mit einer numerischen Steuerbäugruppe sowie mit einer Meßsteuerbaugruppe. Zur numerischen Steuerbaugruppe gehören ein Wegdifferenzbildner, ein Lageregler und ein Ablaufsteuerteil, zur Meßsteuerbaugruppe ein Meßgeber und ein Differenzbildner für das Aufmaß.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Aus der Zeitschrift Werkstatt und Betrieb 1975, Heft 11, Seite 739 - 746, ist es bereits bekannt, die meßgesteuerte Endbearbeitung beim Rundschleifen dadurch vorzunehmen, daß der gegenüber der schnell ablaufenden Schleifoperation nur langsam arbeitende Meßkopf der Meßsteuereinrichtung einen geeigneten Durchmesser vor dem Pertigdurchmesser als Referenzmaß direkt erfaßt und daß die dabei erreichte Position des Schleifspindelstocks von der numerischen Steuereinrichtung für die Vorschubbewegung des Schleifspindelstocks gegen das Werkstück als Bezugspunkt übernommen und das Pertigrnaß des Werkstücks mittels der auf diese Art geeichten nume-
2aJÜH1984*iSl4O8
rischen Steuereinrichtung indirekt meßgesteuert geschliffen wird·
Hachteiligerweise ist die Genauigkeit des I'ertigmaßes vom Schleifscheibenverschleiß abhängig, soweit derselbe während der indirekt meßgesteuerten Endbearbeitung auftritt. Bei hohen Genauigkeitsforderungen muß während der Bearbeitung eines Werkstückes mehrfach geeicht werden, wodurch sich die Bearbeitungszeit verlängert.
Aus DE-OS 29 35 897 ist es weiterhin bereits bekannt, die beschriebene indirekte Meßsteuerung beim Außenrundschleifen eines Werkstückes mit mehreren Durchmessern in einer Aufspannung derart vorzunehmen, daß als Referenzmaß ein direkt meßgesteuert geschliffener Durchmesser verwendet wird und die übrigen Durchmesser indirekt meßgesteuert, das heißt, nur numerisch positioniert, geschliffen werden. Pur den direkt meßgesteuert geschliffenen Durchmesser bleibt der Schleifscheibenverschleiß ohne nachteilige Auswirkung. Pur .alle übrigen Durchmesser gilt der Genauigkeitsvorbehalt im bereits aufgezeigten Zusammenhang. Einem unerwünscht hohen Schleifscheibenverschleiß wird bei großen Aufmaßen in den Bearbeitungsstellen mit einem Vorschleifen begegnet, wodurch sich die.Bearbeitungszeit verlängert. Eine einheitliche, durchgängige und technologisch optimale Vorschubsteuerung mit einem einfach zu programmierenden Bearbeitungsablauf je Schleifstelle wird nicht erreicht.
1 Aus DE-AS 15 88 927 ist es schließlich bereits bekannt, mittels: der einer Rundschleifmaschine zugehörigen Steuereinrichtung: für den Vorschub des Schleifspindelstocks gegenüber dem Werkstück, die mit einem Wegsteuerteil und mit einem Meßsteuerteil ausgestattet ist,mehrere numerische Wegsollwerte vorzuwählen. Das betrifft den Eilgangvorlaui des Schleifspindelstocks, den Durchmesser der zu schleifenden Werkstückstelle und den Silgangrücklauf des Schleifspindelstocks, der in Abhängigkeit vom fertig geschliffenen Durchmesser variiert wird.
Nachteilig bei dieser Lösung wie auch bei den vorangehend genannten Lösungen ist der Zeitverlust für das Einrichten der Steuerung auf einen optimalen Arbeitsablauf. Das Ein- . richten betrifft neben der für jede Schleifstelle zu programmierenden Wegsollwerte für die Vorschubumschaltung und Vorschubabschaltung die Anpassung der Vorschubgeschwindigkeit an unterschiedliche Aufmaßbereiche und Durchmesserumschaltpunkte vor dem Fertigdurchmesser.
Generell nachteilig ist außerdem, daß im numerisch gesteuerten Bearbeitungsablauf während der meßgesteuerten Bearbeitungsphase nur in Einzelfällen der Sollwert für Vorschubumschaltpunkte und Vorschubabschaltpunkte vorgegeben wird. Dadurch bleibt der Schleifscheibenverschleiß als Störgröße für den realen Bearbeitungsablauf, der im Einrichtebetrieb optimiert wurde, sowie für die erreichbare Genauigkeit der Fertigmaße erhalten. Die freiprogrammierbare Ausführungsform der numerischen Steuereinrichtung in Verbindung mit der angewendeten Meß steuerung kann deswegen keinen technologisch optimalen Schleifbearbeitungsablauf sowie keine gleichbleibend hohe Genauigkeit an jeder Schleifstelle des Werkstücks erzielen. Das Programmieren und das beim Einrichten vorzunehmende Optimieren des Bearbeitungsablaufs durch eine zugehörige Programmkorrektur erfordert umfangreiche technologische Kenntnisse und einen hohen Zeitaufwand.
Ziel der Erfindung
Als Ziel der Erfindung soll erreicht werden, die Zeitver-. luste bei der technologischen Vorbereitung, beim Einrichten der Steuerung und im Arbeitsablauf zu senken.
Darstellung des Wesens der Erfindung
Ursache für die in der Charakteristik der bekannten technischen Lösungen beschriebenen Mangel ist die Art und Weise des Einrichtens, wonach eine Bedienperson die· Wegsollwerte durch-
messerabhängig bestimmt, Yorschubgeschwindigkeiten in hierzu angepaßter Größe festlegt und diese Werte der Steuerung in Form des Arbeitsablaufprogramms eingibt. Um diese Ursache zu beseitigen, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde , eine Steuereinrichtung für den Vorschub des Schleifspindelstocks einer Schleifmaschine während des Schleifvorgangs mit einer numerischen Steuerbaugruppe, zu der ein Wegdifferenzbildner, ein Lageregler und ein Ablaufsteuerteil gehören, sowie mit einer Meßsteuerbaugruppe, die einen Meßgeber und,einen Bifferenzbildner für das Aufmaß enthält, so auszubilden, daß sie bei freiprogrammierbarem Arbeitsablauf und verkürzten Bearbeitungszeiten selbsttätig eine gleichbleibend hohe Genauigkeit der Fertigmaße auch bei wechselnder Schleifbearbeitungssteile erreicht und den Umfang der Vorgabewerte für einen optimierten Arbeitsablauf an einer Schleifstelle senkt. ·
Srfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Wegdifferenzbildner für getasteten Betrieb vorgesehen, dem Wegdifferenzbildner der Summiereingang eines Summierregisters nachgeschaltet, der Ausgang des Differenzbildners mit dem Setzeingang des Summierregisters, dem ersten Eingang eines Vergleichsglieds, und dem Eingang eines Nulldetektors verbunden, der Lageregler und der zweite Eingang des Vergleichsglieds am Ausgang des Summierregisters angeschlossen, der Ausgang des Vergleichsglieds über ein vom Ablaufsteuerteil aufrufbares erstes ÜHD-Glied mit dem Setzeingang eines ersten Speichers und der Ausgang des xiulldetektors über ein" vom Ablauf steuerteil zugleich mit dem ersten UiiD-Glied auf ruf bares zweites UiiD-Glied mit dem Rucksetzeingang: des ersten Speichers verbunden, ein '!or zwischen dem Ablaufsteuerteil und dem Wegdifferenzbildner eingefügt, ein zweiter Speicher mit seinem Setzeingang am Abiaufsteuerteil und mit seinem Rücksetzeingang am Ausgang des zweiten UUD-Glieds angeschlossen sowie mit seinem unnegierten Ausgang auf den Steuereingang des Tors und mit seinem negierten Ausgang zum Ablaufsteuerteil geführt, der Aktivierungsein-
gang für den Setzbetrieb des Summierregisters und der Steuereingang eines Umschalters am unnegierten Ausgang des ersten Speichers angeschlossen und ein weiterer Eingang des Lager reglers über den Umschalter alternativ mit einem dritten Speicher oder einem vierten Speicher verbindbar ist.
Ausführungsbeispiel
Die erfindungsgemäße Lösung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert· Die Figur zeigt ein Blockschaltbild der Steuereinrichtung· " Für das Außenrundschleifen eines Werkstückes 1 mit einer Schleifscheibe 2 ist ein dieselbe tragender Schleifspindelstock 3 mittels eines Vorschubantriebs 4 auf das Werkstück 1 zu beziehungsweise von ihm weg bewegbar. Zum Bestimmen der momentanen Position des Schleifspindelstocks 3 ist .ein Wegmeßgeber 5 vorgesehen· Dieser ist wie auch ein Wegdifferenzbildner 6, ein Lageregler 7 und ein Ablaufsteuerteil 8 Bestandteil einer numerischen Steuerbaugruppe. Diese numerische Steuerbaugruppe bildet gemeinsam mit einer Meßsteuerbaugruppe die Steuereinrichtung für den Vorschubantrieb 4· Zur Meßsteuerbaugruppe gehören ein mechanisch tastender Meßgeber 9 und ein Differenzbildner 10 für das Aufmaß.
Der Vorschubantrieb 4 ist am Ausgang des Lagereglers 7 angeschlossen, der Wegdifferenzbildner 6 mit seinem Minuendeneingang über ein Tor 11 am Sollweginkrementausgang des Ablaufsteuerteils 8 und mit seinem Subtrahendeneingang am Wegmeßgeber 5· Ausgangsseitig ist der Wegdifferenzbildner β mit dem Summiereingang eines Summierregisters 12 verbunden.
Der Minuendeneingang des Differenzbildners 10 ist am Ausgang eines Sollmaßspeichers 13 angeschlossen, der eingangsseitig mit dem Ablaufsteuerteil 8 verbunden ist. Der Subtrahendeneingang des Differenzbildners 10 ist am Meßgeber angeschlossen. Ausgangsseitig ist der Differenzbildner 10 mit dem Setzeingang des Summierregisters 12, mit dem ersten
Eingang eines Vergleichsglieds 14 und mit dem Eingang eines Hulldetektors 15 verbunden·
Der Eingang des Lagereglers 7 und der zweite Eingang des Vergleichsglieds 14 sind am Ausgang des Summierregisters angeschlossen. Ein erstes UUD-Glied 16 ist mit seinem ersten Eingang am Vergleichsglied 14 und mit seinem zweiten Eingang am A]3I auf steuert eil 8 angeschlossen und ausgangsseitig mit dem Setzeingang eines ersten Speichers 17 verbunden. Ein zweites UUD-Glied 18 ist mit seinem ersten Eingang am Hülldetektor 15 angeschlossen, mit seinem zweiten Eingang dem zweiten Eingang des ersten UMD-Glieds 16 parallel geschaltet und ausgangsseitig mit dem Rücksetzeingang des ersten Speichers 17 sowie mit dem Rücksetzeingang eines zweiten Speichers 19 verbunden. Der Setzeingang des zweiten Speichers 19 ist am Ablaufsteuerteil 8 angeschlossen. Der unnegie'rte Ausgang des zweiten Speichers 19 steht mit dem · Steuereingang des Tors 11 und der negierte Ausgang mit dem Ablaufsteuerteil 8 in Verbindung.
Am υnnegierten Ausgang des ersten Speichers 17 sind der Aktivierungseingang des Summierregisters 12 für den Setzbetrieb sowie der Steuereingang eines Umschalters 20 angeschlossen. Der Umschalter 20 verbindet entweder einen dritten Speicher 21 oder einen vierten Speicher 22 mit einem weiteren Eingang des Lagereglers 7.
Die Wirkungsweise der Steuereinrichtung ist wie folgt: In der Anfangsbearbeitungsphase ist eine numerisch gesteuerte Vorschubbewegung programmseitig vorgewählt. Dabei gibt das Ablaufsteuerteil 8 ein 0-Signal auf den jeweils zweiten Eingang des ersten UITD-Glieds 16 und des zweiten UUD-Glieds Die Speicher 17 und 19 werden in ihre Ausgangslage geschaltet, in der der jeweils unnegierte Ausgang inaktiv ist (O-Sigaal).
Die numerische Steuerbaugruppe ist für getasteten Betrieb vorgesehen, demzufolge auch der Wogdifferenzbildner 6. Die im Arbeitsablaufprogramm.festgelegte Vorschubgeschwindigkeit
bestimmt, welche Größe das Sollweginkrement in der Tastzeit annimmt.
Das Startsignal wird vom Ablaufsteuerteil 8 dem Setseingang des zweiten Speichers 19 zugeführt. Dieser schaltet das Tor 11 durchlässig. Das Ablaufsteuerteil 8 gibt je Tastzyklus ein Sollweginkrement auf den Minuendeneingang des Wegdifferenzbildners 6. Am Subtrahendeneingang des Wegdifferenzbildners 6 liegt das vom inkremental arbeitenden Wegmeßgeber 5 ausgegebene Vorschubweginkrement entsprechend der Istpositionsveränderung des Schleifspindelstocks 3 im Tastzyklus an <> Die vom Wegdifferenzbildner 6 ermittelte Differenz wird auf den Summiereingang des Summierregisters 12 gegeben und von diesem taktweise aufsummiert. Die jeweilige Summe entspricht dem Nachlaufweg des Istpositionspunkts gegenüber dem im jeweiligen Takt vorgegebenen Sollpositionspunkt und wird vom Summierregister 12 zum Lageregler 7 ausgegeben. In der Anfangsbearbeitungsphase bleibt der unnegierte Ausgang des ersten Speichers 17 inaktiv, der Umschalter 20 in seiner Ruhestellung und der weitere Eingang des Lagereglers 7 wird 'mit dein im dritten Speicher 21 enthaltenen Verstärkungsfaktor für numerisch gesteuerte Vorschubbewegung beaufschlagt.
Der inaktive unnegierte Ausgang des ersten Speichers 17 läßt den Aktivierungseingang des Summierregisters 12 für den Setzbetrieb inaktiv, so daß die numerisch gesteuerte, lagegeregelte Vorschubbewegung abläuft. Dabei können im Programm beliebig viele Bearbeitungssätze für Bewegungsabschnitte einander folgen und gegebenenfalls durch Zwischenhalt unterbrochen werden, ohne daß der zweite Speicher 19 rückgesetzt wird. Das Tor 11 bleibt geschlossen..
Wird nun ein Bearbeitungssatz mit erforderlicher meßgesteuerter Endabschaltung erkannt, gibt das Ablaufsteuerteil 8 an die UND-Glieder 16 und 18 L-oignal aus und läßt damit die prozeßabhängige Umschaltung auf den meßgesteuerten Betrieb zu. Ab diesem Zeitnunkt ist das aktuelle Werkstück-
sollmaß in den Sollmaßspeicher 13 eingeschrieben. Wie bisher wird das Sollweginkrement pro Tastzeit, das damit der gewünschten Vorschübgeschwindigkeit entspricht, dem Weg- . differenzbildner β zugeführt. Der Differenzbildner 10 gibt das noch abzuschleifende Aufmaß auf den ersten Eingang des Vergleichsglieds 14* An dessen zweitem Eingang liegt der geschwindigkeitsabhängige Nachlaufweg an. Zunächst ist das Aufmaß größer als.der Nachlaufweg im Lageregelkreis. Demzufolge gibt das Vergleichsglied 14 ein O-Signal aus und die numerisch gesteuerte, lagegeregelte Vorschubbewegung bleibt weiterhin eingeschaltet.
Das ständig abnehmende Aufmaß führt.dazu, daß es schließlich mit dem ÜJachlaufweg des numerischen Lageregelkreises übereinstimmt und es danach unterschreitet» Das Vergleichsglied 14 gibt dann ein L-Signal aus. Das erste UUD-Giied 16 setzt den ersten.Speicher 17· Dieser beaufschlagt den Aktivierungseingang des Summierregisters 12 für den Setzbetrieb und leitet den Setzbetrieb ein, der gegenüber dem.Summationsbe trieb internen Vorrang.hat. Dabei werden die vom Differenzbildner 10 ausgegebenen Werte ständig parallel übernommen, und dadurch eine Umschaltung der lagegeregelten Vorschubbewegung auf den meßgesteuerten Betrieb herbeigeführt.
Der aktivierte unnegierte Ausgang des ersten Speichers 17 führt sein gewechseltes Signal auch dem Umschalter 20 zu. Dieser verbindet jetzt den vierten Speicher 22 mit dem weiteren Eingang des Lagereglers 7, beaufschlagt denselben mit einem veränderten Verstärkungsfaktor und führt so bei der meßgesteuert, lagegeregelt ablaufenden Vorschubbewegung eine veränderte Einstellung des Lagereglers 7 durch. Beim Wechsel von der numerisch gesteuerten, lagegeregelten Vorschubbewegung zur meßgesteuerten, lagegeregelten Vorschubbewegung tritt keine Unstetigkeit in der Vorschubgeschv/indigkeit auf. Der sich, selbsttätig einstellende Umschalt ρ unkt ist der programmierten Vorschubgeschwindigkeit
optimal angepaßt. Er stellt sich automatisch, in proportional wachsender Entfernung vom Sollmaß ein, je größer die programmierte Vorschubgeschwindigkeit ist. Während der meßgesteuerten Sndphase der Bearbeitung ver- · ringert sich selbsttätig die Vorschubgeschwindigkeit und nimmt beim Erreichen des Sollinaßes den Wert ITuIl an· Der Lageregler 7, der als Proportionalregler ausgeführt ist, erhält vom Summierregister 12 eine Regelabweichung lull mitgeteilt und setzt mit seinem Ausgangssignalwert !Juli den Vorschubantrieb 4 still»
Außerdem spricht der Hulldetektor 15 an und setzt über das zweite UND-Glied 18 den ersten Speicher 17 sowie den zweiten Speicher 19 zurück· Letzterer teilt dem Ablaufsteuerteil 8 das Ende der meßgesteuerten, lagegeregelten Vorschubbeviegung mit und öffnet das Tor 11· Der unnegierte Ausgang des ersten Speichers 17 wird inaktiv, das Summierregister .12 vom Setzbetrieb auf den Summationsbetrieb zurückgestellt und der Umschalter 20 in seine Ruhelage zurückversetzt.. Ab diesem Zeitpunkt ist der über den Wegdifferenzbildner β geschlossene Lageregelkreis wieder aktiv, so daß infolge des durch das Tor 11 abgeschalteten Sollweginkrementsignals die meßgesteuert erreichte I:stposition mittels Lageregelung genau gehalten wird.
Nach Beendigung der meßgesteuerten, lagegeregelten Vor- . ' Schubbewegung kann nun das Ablaufsteuerteil 8 im normalen KO-3etrieb die technologisch bedingte Rückziehbewegung der Schleifscheibe 2 um einen festen Betrag auslösen, wobei jetzt durch den vorangegangenen meßgesteuerten Arbeitsschritt der Schleifscheibenverschleiß ohne nachteilige Maß- und Fertigungszeitbeeinflussung auf die nächste Schleifoperation bleibt.
Der Lageregler 7-und das Summierregister 12 werden sowohl in der numerisch gesteuerten Anfangsbearbeitungsphase als auch in der meßgesteuerten Endbearbeitungsphase benutzt· Die zu programmierende und im Einrichtebetrieb zum Teil noch zu korrigierende mehrfache Reduzierung der Vorschubgeschwindigkeiten in der Zuordnung zu einzelnen Aufmaßbereichen entfällt ebenso wie ein durchmesserabhängiges Einrichten von Umschaltpunkten.
Claims (1)
- ErfindungsanspruchSteuereinrichtung für den Vorschub des Schleifspindeistocks einer Schleifmaschine während des SchleifVorgangs mit einer numerischen Steuerbaugruppe, zu der ein Wegdifferenzbildner, ein Lageregler und ein Ablaufsteuerteil gehören, sowie mit einer Meßsteuerbaugruppe, die einen Meßgeber und einen Differenzbildner für das Aufmaß enthält, gekennzeichnet dadurch,daß der Wegdifferenzbildner (6). für getasteten Betrieb vorgesehen, dem Wegdifferenzbildner (6) der Summiereingang eines Summierregisters (12) nachgeschaltet, der Ausgang des Differenzbildners (10) mit dem Setzeingang des Summierregisters (12), dem ersten Eingang eines Vergleichsglieds (14) und dem Eingang eines Nulldetektors (15) verbunden, der Lageregler. (7) und der zweite Eingang des Vergleichsglieds (14) am Ausgang des Summierregisters (12) angeschlossen, der Ausgang des Vergleichsglieds (14) über ein vom Ablauf steuerteil (8) aufruf bares erstes'UND-Glied (16.) mit dem Setzeingang eines ersten Speichers (17) und der Ausgang des Nulldetektors (15) über ein vom Ablaufsteuerteil (8) zugleich mit dem ersten Ui-iD-Glied (16) auf ruf bares zweites UÜD-Glied.(18) mit dem Bücksetzeingang des ersten Speichers (17) verbunden,; ein Tor (11) zwischen dem Ablaufsteuerteil (8) und dem-Wegdifferenzbildner (6) eingefügt, ein zweiter Speicher (19) mit.seinem Setzeingang am AbIaufsteuerteil (8) und mit seinem Rucksetzeingang am Ausgang des zweiten UHD-Glieds (18) angeschlossen sowie mit seinem unnegierten Ausgang auf den Steuereingang des Tors (11) und mit seinem negierten Ausgang zum Ablaufsteuerteil (8) geführt, der Aktivierungseingang für den Setzbetrieb des Summierregisters (12) und der Steuereingang eines Umschalters (20) am unnegierten Ausgang des ersten Speichers (17) angeschlossen und ein weiterer Eingang des Lagereglers (7) über den Umschalter (20) alternativ mit einem dritten Speicher (21) oder einem vierten Speicher (22) verbindbar ist.- Hierzu 1 Seite Zeichnungen -
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Publications (1)
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ID=5558307
Family Applications (1)
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1984
- 1984-06-28 DD DD26460584A patent/DD225092A1/de not_active IP Right Cessation
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1985
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Also Published As
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