DE4134750C2 - Verfahren und Anordnung zur Erzeugung eines NC-Arbeitsprogramms für eine numerische Werkzeugmaschinensteuerung einer Werkzeugmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines NC-Arbeitsprogramms für eine numerische Werkzeugmaschinensteuerung einer Werkzeugmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6.

Ein Verfahren und eine Anordnung dieser Art sind aus der DE 30 46 634 A1 zur Steuerung eines Industrie-Roboters bekannt. Bei diesem Stand der Technik wird ein die Bewegungsbahn des Roboters nur grob annäherndes erstes Programm erstellt, das einen anstelle des Werkzeugs vorgesehenen Sensor längs eines den Verlauf der tatsächlichen Bewegungsbahn aufweisenden Musters bewegt, und die auf diese Weise gewonnenen Abtastwerte werden zur Korrektur der entsprechenden Werte des ersten Programms verwendet. Das so korrigierte Programm dient dann zur Steuerung des mit dem Werkzeug versehenen Roboters. Durch dieses bekannte Verfahren soll der Aufwand zur Programmierung der Arbeitsbewegungen des Roboters reduziert werden.

Das technische Gebiet der Erfindung betrifft somit im allgemeinen NC-Werkzeugmaschinenanlagen (NC = Numerische Steuerung) und insbesondere CNC-Werkzeugmaschinenanlagen (CNC = rechnergeführte odere rechnergesteuerte Numerische Steuerung) mit automatischer Erzeugung eines NC-Arbeitsprogramms, das in der Werkzeugmaschine zum Bearbeiten eines Werkstücks verwendet wird.

Beim Bearbeiten von Werkstücken in CNC-Werkzeug­ maschinenanlagen, die jeweils mehrere Spindeln, Antriebs­ mechanismen dafür und eine Steuereinheit haben, wird ein NC-Arbeitsprogramm vorab auf der Grundlage von Parametern programmiert, die die Gestalt oder Form einer Bearbeitung eines zu bearbeitenden Werkstücks beschreiben, die Bear­ beitungsrichtungen sowie Geschwindigkeiten angeben, mit denen ein Werkzeug bewegt werden soll, und andere Bear­ beitungsbedingungen vorgeben, und das erstellte oder programmierte NC-Arbeitsprogramm wird dann in einen Speicher der Steuereinheit geladen. Danach dient die Steuereinheit zum Ansteuern der Antriebsmechanismen in Übereinstimmung mit dem geladenen NC-Arbeitsprogramm, und zwar zum Zwecke der Bearbeitung des Werkstücks mit dem an der Spindel befestigten Werkzeug.

Man hat sich bereits verschiedenartige Verfahren zum Programmieren von NC-Arbeitsprogrammen zu eigen gemacht, jedoch leiden all diese Verfahren an den fol­ genden Nachteilen und Unzulänglichkeiten. Es werden nachstehend typische herkömmliche Programmierverfahren der beschriebenen Art betrachtet.

Ist das Bearbeitungsprofil oder die Bearbeitungs­ form des Werkstücks einfach, hat man eine theoretische Berechnungsmethode angewendet. Bei dieser Methode be­ rechnet ein geschulter Programmierer oder Konstrukteur theoretisch die Bearbeitungsform des Werkstücks, programmiert ein Quellen-NC-Arbeitsprogramm, das in einer NC-Sprache dargestellt ist, und lädt das Quellen- NC-Arbeitsprogramm in einen Programmierrechner, der von der NC-Werkzeugmaschinenanlage verschieden ist, in der das Werkzeug bearbeitet werden soll, um auf diese Weise ein NC-Arbeitsprogramm zu gewinnen, und zwar beispiels­ weise mittels eines programmierten NC-Arbeitsloch­ streifens. Dieser programmierte NC-Arbeitslochstreifen wird getestet und dann in die NC-Werkzeugmaschinenanlage geladen. Diese theoretische Berechnungsmethode erfordert jedoch fachgeschulte Programmierer, einen Programmier­ rechner zum Assemblieren eines Quellen-NC-Arbeitspro­ gramms und zum Ausgeben eines tatsächlichen programmier­ ten NC-Arbeitslochstreifens und viel Zeit für die Programmierung.

Man hat auch bereits ein Meßverfahren angewendet. Bei dieser Methode betätigt eine Bedienungsperson eine NC-Werkzeugmaschinenanlage, bei der ein Tast- oder Berührungssensor anstelle eines Werkzeugs an einer Spindel befestigt ist, und mißt ein Bearbeitungsprofil oder eine Bearbeitungsform des zu bearbeitenden Werk­ zeugs mit Hilfe des Berührungssensors. Auf der Grund­ lage dieser Meßdaten programmiert ein Programmierer das Quellen-NC-Arbeitsprogramm, das in einer NC-Sprache dargestellt ist, und erzeugt dann mit Hilfe des Pro­ grammierrechners ein NC-Arbeitsprogramm. Diese Meß­ methode hat die Nachteile, daß geschulte Fachingenieure und ein Programmierrechner zur Verfügung stehen müssen und daß man eine lange Programmierzeit benötigt.

Weiterhin ist ein interaktives Programmierverfahren bekannt, bei dem ein NC-Arbeitsprogramm interaktiv zwi­ schen einem Rechner und einer Bedienungsperson erzeugt wird. Diese Methode erfordert zwar keine Fachingenieure, jedoch benötigt man ein komplexes und voluminöses Rech­ nersystem und ebenfalls eine lange Programmierzeit.

Vor der tatsächlichen Bearbeitung eines Werkstücks führt man für gewöhnlich einen Testbetrieb mit dem in die NC-Werkzeugmaschinenanlage geladenen NC-Arbeits­ programm aus, und beim Entdecken von Fehlern im NC- Arbeitsprogramm ist es erforderlich, eine Nachprogrammie­ rung vorzunehmen. Dies bedingt eine noch längere Pro­ grammierzeit mit einer entsprechend niedrigen Program­ miereffizienz.

Zusätzlich zu den obigen Nachteilen haben die oben beschriebenen herkömmlichen Programmiermethoden die Unzulänglichkeit, daß man für jedes Bearbeitungsprofil oder jede Bearbeitungsform eines Werkstücks ein NC- Arbeitsprogramm erstellen muß. Nimmt man beispielsweise im Bearbeitungsprofil oder in der Bearbeitungsform eine Modifikation vor, die geringfügig unterschiedlich gegen­ über einer Quellen-Bearbeitungsform ist, muß man ein neues NC-Arbeitsprogramm erzeugen.

Aufgabe der Erfindung ist es, das eingangs beschriebene Verfahren zur Erzeugung eines NC-Arbeitsprogramms sowie die eingangs beschriebene Anordnung zur Durchführung des Verfahrens derart weiterzubilden, daß unter Beibehaltung eines geringen Programmieraufwands ein dem fertig bearbeiteten Werkstück entsprechendes Muster nicht benötigt wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 6 gelöst. Die vorgeschlagene Lösung bietet den zusätzlichen Vorteil, daß aus einem zur Steuerung der Bewegung des Sensors dienenden ersten Programms zahlreiche unterschiedliche NC-Arbeitsprogramme erzeugt werden können, da die NC-Arbeitsprogrammerzeugung nicht an ein vorgegebenes Muster gebunden ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen gekennzeichnet. In diesem Zusammenhang wird auf die nachstehenden Ausführungen verwiesen. Darin wird für das erste Programm die Bezeichnung Quellenarbeitsprogramm verwendet.

Vorteilhafterweise enthält die NC-Arbeitsprogramm­ erzeugungseinrichtung eine Speichereinrichtung zum Speichern des Quellenarbeitsprogramms und des NC-Arbeits­ programms, eine Meßeinrichtung zum Messen des Bearbei­ tungsortes des Werkstücks und eine Programmerzeugungs­ einrichtung, die mit der Meßeinrichtung zusammenarbeitet, zum Erzeugen des NC-Arbeitsprogramms in Übereinstimmung mit den gemessenen Daten und zum Speichern des NC-Ar­ beitsprogramms in einem Bereich der Speichereinrichtung.

Die Steuereinheit enthält vorteilhafterweise eine Eröffnungsverarbeitungseinrichtung zum Auffinden eines freien Bereiches in der Speichereinrichtung, in der das zu erzeugende NC-Arbeitsprogramm gespeichert werden soll, und zum Registrieren eines Namens des NC-Arbeitspro­ gramms, einer Startadresse des aufgefundenen freien Bereiches und eines Umfangs oder einer Größe des zu erzeugenden NC-Arbeitsprogramms.

Die Speichereinrichtung enthält vorteilhafterweise einen Arbeitsprogrammspeicherbereich, der in eine Viel­ zahl Sektoren unterteilt ist, wobei jeder Sektor durch eine Einheitsgröße definiert ist, und in dem das Quellen­ arbeitsprogramm und das NC-Arbeitsprogramm gespeichert sind, und enthält auch eine Verzeichnistabelle, die eine Verwendung der Sektoren angibt. Die Eröff­ nungsverarbeitungseinrichtung findet einen freien Bereich in Übereinstimmung mit den Inhalten der Verzeichnis­ tabelle, registriert den Namen des zu erzeugenden NC- Arbeitsprogramms, eine Startadresse des aufgefundenen freien Bereiches und eine Größe oder einen Umfang des NC-Arbeitsprogramms und speichert den NC-Arbeitspro­ grammnamen in der Startadresse des aufgefundenen freien Bereiches.

Die Steuereinheit enthält vorteilhafterweise weiter­ hin eine Abschlußverarbeitungseinrichtung zum Speichern eines Endcode, der ein Ende des erzeugten NC-Arbeits­ programms anzeigt, und zwar bei der letzten Adresse des Sektors des Arbeitsprogrammspeicherbereiches, in dem das von der NC-Arbeitsprogrammerzeugungseinrichtung erzeugte NC-Arbeitsprogramm gespeichert ist.

Vorteilhafterweise enthält die Steuereinheit eine Simuliereinrichtung zum Berechnen von Bearbeitungsdaten auf der Grundlage des erzeugten NC-Arbeitsprogramms zur Veranschaulichung oder Darstellung eines Bearbeitungs­ ortes als eine perspektivische räumliche Figur und zum Ausgeben der berechneten Bearbeitungsdaten in der per­ spektivischen räumlichen Figur als simulierte Bearbei­ tungsfigur.

Ferner enthält die Steuereinheit vorteilhafterweise eine Abschlußverarbeitungseinrichtung zum Bewegen der Spindel in Übereinstimmung mit Versatz-NC-Arbeitsdaten, die durch Addieren eines vorbestimmten Versatzwertes zu den Inhalten des erzeugten NC-Arbeitsprogramms erhalten werden, um auf diese Weise die an der Spindel befestigte Tastvorrichtung oder das an der Spindel befestigte Werkzeug um den vorbestimmten Versatzwert vom Werkstück wegzubewegen.

Vorteilhafterweise enthält die Steuereinheit auch eine Bearbeitungsausführungseinrichtung zum Bearbeiten des in der NC-Werkzeugmaschine gehalterten Werkstücks mittels eines an der Spindel befestigten Werkzeugs in Übereinstimmung mit dem erzeugten NC-Arbeitsprogramm.

Das Quellenarbeitsprogramm ist in einer NC-Sprache geschrieben, und das NC-Arbeitsprogramm wird durch die NC-Sprache dargestellt.

Die Steuereinheit enthält vorteilhafterweise auch eine Decodiereinrichtung. In einem Programmerzeugungs­ modus liest die Decodiereinrichtung das Quellenarbeits­ programm, decodiert einen Befehl, der eine Erzeugung des NC-Arbeitsprogramms anzeigt, und initiiert die NC-Arbeitsprogrammerzeugungseinrichtung, um auf diese Weise das NC-Arbeitsprogramm zu erzeugen. In einem tat­ sächlichen Bearbeitungsmodus liest die Decodiereinrich­ tung das erzeugte NC-Arbeitsprogramm, decodiert einen Befehl, der eine Bearbeitung des Werkstücks angibt, und initiiert die Bearbeitungsausführungseinrichtung, um auf diese Weise das Werkstück mit dem Werkzeug gemäß dem NC-Arbeitsprogramm zu bearbeiten.

Die Steuereinheit enthält eine Rechnereinrichtung zum Erzeugen des NC-Arbeitsprogramms in Übereinstimmung mit dem Quellenarbeitsprogramm und zum Ausführen des erzeugten NC-Arbeitsprogramms zwecks Bearbeitung des Werkstücks, und zwar als vorteilhafte Weiterbildung.

Die NC-Werkzeugmaschinenanlage enthält vorteilhafter­ weise auch ein mit der Steuereinheit verbundenes Bedie­ nerfeld, das als Mensch-Maschine-Schnittstelle zwischen einer Bedienungsperson und der NC-Werkzeugmaschinenanlage benutzt wird.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist auch ein NC-Werkzeugmaschinen­ system mit einer ersten NC-Werkzeugmaschinenanlage und einer zweiten NC-Werkzeugmaschinenanlage, die mit der ersten NC-Werkzeugmaschinenanlage verbunden ist, vorge­ sehen. Die erste NC-Werkzeugmaschinenanlage enthält eine erste NC-Maschine mit wenigstens einer Spindel, an der ein Werkzeug oder eine Tastvorrichtung angebracht ist, einen Antriebsmechanismus zum Antreiben der Spindel und eine erste Steuereinheit zum Antreiben der Spindel über den Antriebsmechanismus. Die erste Steuereinheit enthält eine NC-Arbeitsprogrammerzeugungseinrichtung zum Messen eines Bearbeitungsortes eines in der NC-Maschine gehal­ terten Werkstücks mit Hilfe der an der Spindel angebrach­ ten Tastvorrichtung gemäß einem Quellenarbeitsprogramm, das eine Messung des Maschinenortes und ein Verfahren zum Erzeugen eines NC-Arbeitsprogramms definiert, und zum Erzeugen des NC-Arbeitsprogramms auf der Grundlage der gemessenen Daten und des Quellenarbeitsprogramms. Die zweite NC-Werkzeugmaschinenanlage enthält eine zweite NC-Maschine mit wenigstens einer zweiten Spindel, an der wenigstens ein zweites Werkzeug befestigt ist, mit einem zweiten Antriebsmechanismus zum Antreiben der Spindel und mit einer zweiten Steuereinheit zum Antreiben der zweiten Spindel über den zweiten Antriebsmechanismus. Die zweite Steuereinheit enthält eine Einrichtung zum Eingeben des erzeugten NC-Arbeitsprogramms von der ersten Steuerein­ richtung und eine Bearbeitungsausführungseinrichtung zum Bearbeiten eines in der zweiten NC-Maschine gehalterten Werkstücks durch das zweite Werkzeug, das an der zweiten Spindel befestigt ist, gemäß dem eingegebenen NC-Arbeits­ programm.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Nachstehend soll die Erfindung an Hand von Zeich­ nungen beispielshalber erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer CNC-Werkzeug­ maschinenanlage, die ein erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel darstellt;

Fig. 2 ein blockmäßig dargestelltes Fluß­ diagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der in Fig. 1 gezeigten CNC-Werkzeugmaschinenanlage;

Fig. 3 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Erzeugung eines NC-Arbeitsprogramms in der in Fig. 1 dargestellten CNC-Werkzeugmaschinenanlage;

Fig. 4a eine Ansicht eines Werkstücks;

Fig. 4b eine perspektivische Ansicht eines Bearbeitungsortes des in Fig. 4a dargestellten Werkstücks;

Fig. 5 ein Diagramm einer CNC-Werkzeugmaschinen­ anlage, die ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;

Fig. 6a eine schematische Ansicht der in Fig. 5 dargestellten CNC-Werkzeugmaschinenanlage;

Fig. 6b ein Blockschaltbild einer Steuereinheit und einer Operationseinheit der in Fig. 6a dargestellten CNC-Werkzeugmaschinenanlage;

Fig. 7 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise oder Operation der in Fig. 6b dargestellten Steuereinheit;

Fig. 8a und 8b Ansichten zur Erläuterung des Managements oder der Verwaltung betreffend die Verwendung von Sektoren in einem Speicher in der in Fig. 6b dar­ gestellten Steuereinheit;

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht zur Erläute­ rung der Messung eines Bearbeitungsprofils oder einer Bearbeitungsform eines zu bearbeitenden Werkstücks;

Fig. 10 ein Flußdiagramm zur Erläuterung einer spezifischen Operation zum Erzeugen eines NC-Arbeits­ programms;

Fig. 11 eine Ansicht zur Darstellung eines simulierten Ergebnisses des NC-Arbeitsprogramms von Fig. 10;

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht zur Erläu­ terung einer tatsächlichen Bearbeitung eines Werkstücks; und

Fig. 13 ein Blockschaltbild einer CNC-Werkzeug­ maschinenanlage, die ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer CNC-Werkzeug­ maschinenanlage nach der Erfindung. Diese CNC-Werkzeug­ maschinenanlage kann auf zahlreiche verschiedenartige CNC-Werkzeugmaschinen angewendet werden, beispielsweise auf eine Fräsmaschine, eine Funkenerodiermaschine oder ein Bearbeitungszentrum.

Die CNC-Werkzeugmaschinenanlage enthält einen Streifen- oder Bandleser 2 und/oder eine RS-232C-Schnitt­ stelle 3, eine Steuereinheit, die einen Speicher 10, einen Decodierteil 12, eine Befehlsausführungseinheit 14 und eine Meßeinheit 20 aufweist, und eine NC-Maschine 24. Die Befehlsausführungseinheit 14 enthält einen Eröff­ nungsverarbeitungsteil 14A, einen Programmerzeugungs­ teil 14B, einen Abschlußverarbeitungsteil 14C und einen Bearbeitungsausführungsteil 14D. Die NC-Maschine 24 enthält eine Vielzahl Spindeln, wobei an einer der Spindeln ein Werkzeug befestigt ist, Antriebsmechanismen zum Antrieb der Spindeln, einen Tisch, auf dem ein Werk­ stück gehaltert ist, und andere erforderliche Komponenten oder Elemente.

Fig. 2 ist ein als Blockbild dargestelltes Fluß­ diagramm zur Erläuterung der Gesamtarbeitsweise der in Fig. 1 dargestellten CNC-Werkzeugmaschinenanlage.

Bei einem Schritt S01 wird ein Quellenarbeitspro­ gramm 1, das zum Erzeugen eines NC-Arbeitsprogramms verwendet wird, in den Speicher 10 geladen, und zwar über den Streifen- oder Bandleser 2 und/oder die RS232C- Schnittstelle 3. Ein Beispiel des in einen Bereich 10A des Speichers 10 geladenen Quellenarbeitsprogramms ist in einer beigefügten Tabelle 1 dargestellt.

Bei einem Schritt S02 arbeitet die Steuereinheit mit der Meßeinheit 20 zusammen, um ein Bearbeitungsprofil oder eine Bearbeitungsform eines zu bearbeitenden Werk­ stücks zu messen, das auf dem Tisch der NC-Maschine 24 montiert ist, und um ein NC-Arbeitsprogramm zu erzeugen, das zum tatsächlichen Bearbeiten des Werkstücks verwendet wird, und zwar in Übereinstimmung mit dem geladenen Quellenarbeitsprogramm 1, das im Bereich 10A des Spei­ chers 10 gespeichert ist. Das neu erzeugte NC-Arbeits­ programm wird in einem Bereich 10B des Speichers 10 gespeichert. Ein Beispiel des NC-Arbeitsprogramms ist in einer beigefügten Tabelle 2 dargestellt.

Bei einem Schritt S03 wird, wenn es erforderlich ist, eine Testoperation ausgeführt, beispielsweise eine Versatz­ operation oder eine Simulation des neu erzeugten NC- Arbeitsprogramms.

Bei einem Schritt S04 wird eine tatsächliche Bear­ beitungsoperation ausgeführt, um das Werkstück in Über­ einstimmung mit dem neu erzeugten NC-Arbeitsprogramm zu bearbeiten.

Es sei darauf hingewiesen, daß das NC-Arbeitspro­ gramm in der CNC-Werkzeugmaschinenanlage erzeugt wird und daß das erzeugte NC-Arbeitsprogramm in derselben CNC-Werkzeugmaschinenanlage ausgeführt wird.

Fig. 3 zeigt ein Flußdiagramm zum Erläutern der Ope­ ration für die Erzeugung des NC-Arbeitsprogramms gemäß dem Schritt S02.

Wie man Fig. 3 entnehmen kann, liest der Decodier­ teil 12 bei einem Schritt S11 einen Programmschritt (oder einen Block) des in den Speicher 10 geladenen Quellenarbeitsprogramms und decodiert den ausgelesenen Programmschritt.

Wenn das Decodierteil 12 den ausgelesenen Pro­ grammschritt als Eröffnungsbefehl: POPN, V25 deco­ diert, wie es bei einem Programmschritt N06 in der Tabelle 1 dargestellt ist, wobei diese Decodierung bei einem in Fig. 3 dargestellten Schritt S12 erfolgt, initiiert das Decodierteil 12 das Eröffnungsverarbei­ tungsteil 14A. Bei einem Schritt S13 findet das Er­ öffnungsverarbeitungsteil 14A einen freien Bereich 10B im Speicher 10, in welchem ein neues NC-Arbeitsprogramm gespeichert werden kann, welches als eine Zahl V25=999, wie bei einem Schritt N01 in Tabelle 1 dargestellt, bezeichnet ist, und das Eröffnungsverarbeitungsteil 14A erklärt die Verwendung dieses Bereiches 10B und spei­ chert die Zahl 0999 in einer ersten Adresse in dem gefundenen Bereich 10B, wie es in der Tabelle 2 dar­ gestellt ist.

Wenn das Decodierteil 12 den gelesenen Programm­ schritt als Erzeugungsbefehl zum Erzeugen eines neuen NC-Arbeitsprogramms decodiert, wie es bei Programm­ schritten N07 bis N24 der Tabelle 1 dargestellt ist, wobei diese Decodierung bei einem Schritt S14 der Fig. 3 erfolgt, initiiert das Codierteil 12 das Programmerzeugungsteil 14B. Bei einem Schritt S15 arbeitet dann das Programmerzeugungsteil 14B mit der Meßeinheit 20 zusammen, um das Werkstück auf dem Tisch der NC-Maschine 24 mit einer Fühl- oder Tastvorrichtung zu vermessen, beispielsweise mit einem Tastsensor, und zwar in Übereinstimmung mit Erzeugungsbefehlen des Quellenarbeitsprogramms, und um dann weiterhin jeden NC- Arbeitsprogrammschritt zu erzeugen und ihn im Bereich 10B zu speichern.

In der Tabelle 1 ist das Quellenarbeitsprogramm zum Messen eines Kreises 42 dargestellt, der auf einem in Fig. 4a dargestellten rohrförmigen Werkstück 40 beschrieben ist, und zum Erzeugen der resultierenden NC-Arbeitsprogramme, die in Tabelle 2 dargestellt sind. Fig. 4b ist eine perspektivische Ansicht eines Bearbei­ tungsortes, der gemäß dem Quellenarbeitsprogramm ge­ messen oder erfaßt wird, und die Tabelle 2 zeigt die gemessenen oder erfaßten dreidimensionalen Koordinaten­ werte X, Y und Z.

Wenn bei einem Schritt S16 in Fig. 3 das Decodier­ teil 12 den Programmschritt des Quellenarbeitsprogramms als Abschlußbefehl: PCLS, V25, wie bei einem Programm­ schritt N25 in Tabelle 1 dargestellt, decodiert, initiiert das Decodierteil 12 das Abschlußverarbeitungsteil 14C. Bei einem in Fig. 3 dargestellten Schritt S17 speichert dann das Abschlußverarbeitungsteil 14C einen Programm­ endebefehl: M02, wie er bei einem Programmschritt N26 der Tabelle 1 gezeigt ist, in einem Ende des Bereiches 10B, und zwar wie dargestellt als Adresse 81 in Tabelle 2.

Bei Empfang einer Anforderung zur tatsächlichen Ausführung des im Bereich 10B des Speichers 10 gespei­ cherten neuen NC-Arbeitsprogramms initiiert das Deco­ dierteil 12 bei einem Schritt S18 das Bearbeitungs­ ausführungsteil 14D, um das Werkstück gemäß dem neu erzeugten NC-Arbeitsprogramm zu bearbeiten, bis der Programmendebefehl: M02 bei einem Schritt S19 decodiert wird.

Wie es oben erwähnt ist, ist bei dem NC-Arbeits­ programmerzeugungsmodus anstelle eines Werkzeugs, bei­ spielsweise eines Bohrers, ein Berührungs- oder Tast­ sensor an einer Spindel der NC-Maschine 24 befestigt, und dieser Sensor wird gemäß dem Bearbeitungsort des Kreises 42, beispielsweise mit einem Durchmesser von 100 mm, auf dem rohrförmigen Werkstück 40 bewegt, das beispielsweise einen Durchmesser von 160 mm haben kann, wie es in Fig. 4A gezeigt ist, und zwar gemäß dem in Tabelle 1 dargestellten Quellenarbeitsprogramm, um auf diese Weise Daten zu messen oder zu erfassen, wie es in Fig. 4b dargestellt ist. Die gemessenen oder erfaßten Daten werden verwendet, um das neue NC-Arbeitsprogramm zu erzeugen, wie es in Tabelle 2 dargestellt ist. Danach wird der Tastsensor von der Spindel entfernt, und es wird beispielsweise ein Bohrer an der Spindel befestigt und dann die Bearbeitung gemäß dem NC-Pro­ gramm, das in Tabelle 2 gezeigt ist, ausgeführt.

Fig. 5 zeigt ein Diagramm einer CNC-Werkzeug­ maschinenanlage, bei der es sich um ein zweites Ausfüh­ rungsbeispiel nach der Erfindung handelt. Diese CNC- Werkzeugmaschinenanlage enthält einen Speicher 10′, ein Decodierteil 50, ein Befehlsausführungsteil 52, die NC-Maschine 24 und einen Berührungs- oder Tast­ sensor 26. Der Tastsensor 26 ist an der Spindel in der NC-Maschine 24 befestigt, wenn der Betriebsmodus ein NC-Arbeitsprogrammerzeugungsmodus ist. Der Speicher 10′, das Decodierteil 50 und das Befehlsausführungsteil 52 bilden eine Steuereinheit.

Das Befehlsausführungsteil 52 enthält ein Eröff­ nungsverarbeitungsteil 52A, das dem Eröffnungsverarbei­ tungsteil 14A nach Fig. 1 ähnlich ist, ferner ein Meß- oder Erfassungsteil 52B, ein Programmerzeugungsteil 52C, das dem Programmerzeugungsteil 14B nach Fig. 1 ähnlich ist, ein Abschlußverarbeitungsteil 52D, das dem Ab­ schlußverarbeitungsteil 14C der Fig. 1 ähnlich ist, ein Simulierteil 52E, ein Versatzverarbeitungsteil 52F und ein Ausführungsteil 52G, das dem Ausführungsteil 14D der Fig. 1 ähnlich ist.

Fig. 6a ist eine schematische Darstellung der CNC-Werkzeugmaschinenanlage mit der NC-Maschine 24 und einer Steuereinheit 25. Die NC-Maschine 24 enthält eine Hauptspindel 24S, an der der Tastsensor 26 befe­ stigt ist, und einen Tisch 24T, auf dem ein Werkstück 40 gehaltert ist. Die Spindel 24S wird von einem Antriebs­ mechanismus angetrieben, der eine dreidimensionale Be­ wegung im Raum bezüglich des Tisches 24T ermöglicht. Im NC-Arbeitsprogrammerzeugungsmodus ist der Tast­ sensor 26 an der Spindel 24S befestigt, jedoch bei einem normalen Bearbeitungsmodus ist an der Spindel 24S ein Werkzeug, beispielsweise ein Bohrer, befestigt.

Fig. 6b ist ein Blockschaltbild der Steuereinheit 25. Die Steuereinheit 25 enthält ein Rechnersystem 100 mit einer Zentraleinheit (CPU) 102, einem Schreib/Lese- Speicher oder Direktzugriffsspeicher (RAM) 104, einem Nur-Lese-Speicher oder Festwertspeicher (ROM) 106, einer Eingabe/Ausgabe-Einheit (E/A) 108 und einem Bus 110, einen Streifen- oder Bandleser 2, eine CRT-An­ zeigeeinheit 4 und ein Bedienerfeld 5. Bei diesem Aus­ führungsbeispiel ist der Speicher 10′, der in Fig. 5 dargestellt ist, durch den RAM 104 realisiert, das Decodierteil 50 ist in die CPU 102 als Decodierschal­ tung 50A einbezogen und das Befehlsausführungsteil 52 ist realisiert durch Programme, die im ROM 106 gespei­ chert sind und von der CPU 102 ausgeführt werden. Die Decodierschaltung 50A decodiert NC-Makrobefehle (oder NC-Makroanweisungen), die in einer NC-Sprache ge­ schrieben sind und später noch im einzelnen erläutert werden. NC-Steuerprogramme, die Funktionen der oben erwähnten Teile 52A bis 52G in dem Befehlsausführungs­ teil 52 wahrnehmen, sind vorab im ROM 106 gespeichert, und das von der Decodierschaltung 50A decodierte NC- Steuerprogramm wird in der CPU 102 initiiert und ausge­ führt und arbeitet wie das entsprechende Befehlsaus­ führungsteil im Befehlsausführungsteil 52.

Der Streifen- oder Bandleser 2 dient zum Laden eines Quellenarbeitsprogramms, wie es in Tabelle 3 dargestellt ist. Das Bedienerfeld 5 sieht eine Mensch- Maschine-Kommunikation zwischen einer Bedienungsperson und der CNC-Werkzeugmaschinenanlage vor. Die CRT-An­ zeigeeinheit 4 dient zum Anzeigen von Nachrichten, Graphiken und anderen Informationen.

Fig. 7 ist ein Flußdiagramm zum Erläutern der Arbeitsweise der Steuereinheit 25. Bei einem in Fig. 7 dargestellten Schritt S70 liest das Decodierteil 50 einen NC-Makrobefehl vom Quellenarbeitsprogramm PROGRAM MMM, das in einem Abschnitt 104D des RAM 104 gespeichert ist, und das Decodierteil 50 decodiert den ausgelesenen NC-Makrobefehl bei Schritten S71, S73, S77, S79, S81 und S83 und initiiert dann ein entspre­ chendes Befehlsausführungsteil im Befehlsausführungs­ teil 52. Wird beim Schritt S71 festgestellt, daß der ausgelesene NC-Makrobefehl ein Eröffnungsbefehl ist, initiiert das Decodierteil 50 bei einem Schritt S72 das Eröffnungsverarbeitungsteil 52A, um einen Sektor oder Sektoren zum Speichern eines neuen NC-Arbeits­ programms im RAM 104 zu finden. Betrifft der beim Schritt S73 decodierte ausgelesene NC-Makrobefehl eine Programmerzeugung, initiiert das Decodierteil 50 das Meßteil 52B und das Programmerzeugungsteil 52C, um bei einem Schritt S74 das Bearbeitungsprofil oder die Bearbeitungsform des zu bearbeitenden Werkstücks zu messen oder zu erfassen, bei einem Schritt S75 einen NC-Arbeitsprogrammerzeugungsschritt gemäß den gemesse­ nen oder erfaßten Daten auszuführen und bei einem Schritt S76 den erzeugten NC-Arbeitsprogrammschritt zu speichern. Ist der beim Schritt S77 decodierte gele­ sene NC-Makrobefehl ein Abschlußbefehl, initiiert das Decodierteil 50 bei einem Schritt S78 das Abschluß­ verarbeitungsteil 52D, um die Erzeugung des NC-Arbeits­ programms zu beenden.

Wenn eine Versatzoperation angefordert wird, und beim Schritt S79 festgestellt wird, daß der ausgelesene NC-Makrobefehl ein Versatzbefehl ist, initiiert das Decodierteil 50 bei einem Schritt S80 das Versatz­ verarbeitungsteil 52F, um das Werkstück gemäß dem erzeugten NC-Arbeitsprogramm in einem Versatzzustand zu bearbeiten. Wird eine tatsächliche Bearbeitung bei einem Schritt S81 angefordert, wobei der ausgelesene NC-Makrobefehl die NC-Bearbeitung betrifft, initiiert das Decodierteil 50 das Bearbeitungsausführteil 52G, um die Bearbeitung gemäß dem NC-Arbeitsprogramm tat­ sächlich auszuführen, wie es bei einem Schritt S82 dargestellt ist. Diese Bearbeitungsoperation wird dann fortgeführt, bis bei einem Schritt S83 ein Ende­ befehl festgestellt wird.

Die oben beschriebene Steueroperation wird von dem in Fig. 6b dargestellten Rechnersystem 100 ausgeführt.

Die Operation zum Erzeugen eines NC-Arbeitsprogramms wird nachstehend im einzelnen erläutert.

Fig. 8a und 8b sind Darstellungen zur Erläuterung des Managements oder der Verwaltung betreffend die An­ wendung des RAM 104. Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht eines rohrförmigen Werkstücks 40, auf dem ein zu bearbeitender Kreis 44 definiert ist. Das Werkstück 40 hat beispielsweise einen Durchmesser von 200 mm, und der Kreis 44 hat beispielsweise einen Durchmesser von 140 mm, also ähnliche Daten wie diejenigen nach Fig. 4a. Die beigefügte Tabelle 3 zeigt ein Quellenarbeitspro­ gramm zum Erzeugen eines neuen NC-Arbeitsprogramms, das verwendet wird, um den Kreis 44 auf dem rohrförmigen Werkstück 40 auszuarbeiten. Fig. 10 ist ein Flußdia­ gramm zur Erläuterung der Erzeugung des NC-Arbeitspro­ gramms gemäß dem Quellenarbeitsprogramm, das in Tabelle 3 dargestellt ist.

Bei einer anfänglichen Stufe wird das in Tabelle 3 dargestellte Quellenarbeitsprogramm in einen Abschnitt 104C des RAM 104 als PROGRAM MMM geladen, wie es in Fig. 8a dargestellt ist, und eine Anzeige darüber wird in einer Verzeichnistabelle 105 des RAM 104 gespeichert, wie es in Fig. 8b dargestellt ist.

Wenn eine Bedienungsperson einen Start zum Erzeugen eines neuen NC-Arbeitsprogramms gemäß dem Quellenarbeits­ programm PROGRAM MMM über das Bedienerfeld 5 anfordert, beginnt das Decodierteil 50 (die Decodierschaltung 50A) mit der Decodierung des Quellenarbeitsprogramms PROGRAM MMM.

Bei einem Programmschritt N01 der Tabelle 3 und nach Fig. 10 liest die Decodierschaltung 50A in der CPU 102 einen NC-Befehl: POPN, 101. Der NC-Befehl: POPN, 101 wird zum Auffinden eines freien Bereiches für ein neues NC-Arbeitsprogramm mit der Nummer 101 verwendet und der aufgefundene Bereich wird als verwendet erklärt. Eine Größe oder ein Umfang des NC-Arbeitsprogramms wird von der Bedienungsperson über das Bedienerfeld 5 ange­ geben. Die Decodierschaltung 50A initiiert dann ein Eröffnungsverarbeitungssteuerprogramm, das im ROM 106 gespeichert ist, und das Eröffnungsverarbeitungssteuer­ programm wird in der CPU 102 ausgeführt, um einen freien Bereich zu finden, in welchem das neue NC-Arbeitsprogramm im RAM 104 gespeichert werden kann.

Die Eröffnungsverarbeitung wird jetzt im einzelnen näher beschrieben. Im RAM 104 sind ein Arbeitsprogramm­ speicherbereich, der in Fig. 8a dargestellt ist, und eine Verzeichnistabelle 105, die in Fig. 8b dargestellt ist, definiert. Die Verzeichnistabelle 105 speichert Programmnamen, Startadressen von Sektoren oder Ab­ schnitten des Arbeitsprogrammspeicherbereiches und den Umfang oder die Größe der Sektoren oder Abschnitte, wobei jeder Abschnitt oder Sektor aus 512 Bytes be­ steht. Als Anfangs- oder Initialbedingung werden sämt­ liche Daten in der Verzeichnistabelle 105 auf Null gelöscht, um einen Leerzustand der Verzeichnistabelle anzugeben. Unter Bezugnahme auf Fig. 8a und 8b wird erläutert, daß die Verzeichnistabelle 105 ein erstes NC-Arbeitsprogramm PROGRAM XXX mit einem Umfang oder einer Größe von zwei Abschnitten oder Sektoren anzeigt. Dieses erste NC-Arbeitsprogramm ist in einem ersten und einem zweiten Sektor oder Abschnitt 104A und 104B gespeichert und hat als Startadresse 001. Weiterhin ist zu sehen, daß das Quellenarbeitsprogramm PROGRAM MMM, das in Fig. 3 dargestellt ist, gespeichert ist und einen Umfang von einem Sektor oder einem Abschnitt hat. Dieses Programm ist in einem dritten Sektor oder Abschnitt 104C gespeichert und hat als Startadresse 201. Ein zweites NC-Arbeitsprogramm PROGRAM YYY mit einem Umfang von einem Sektor oder einem Abschnitt ist in einem vierten Sektor oder Abschnitt 104D mit einer Startadresse 301 gespeichert. Wenn die Bedienungsperson die Löschung irgendeines Arbeitsprogramms mit einer der genannten Programmnummern angibt, wird der entsprechende Bereich der Verzeichnistabelle 105 gelöscht. Die Verzeichnis­ tabelle 105 wird zur Verwaltung der Anwendung des Programmspeicherbereiches im RAM 104 benutzt.

Zu diesem Zeitpunkt sind Daten in einem vierten Bereich der Verzeichnistabelle 105 im Anschluß an einen dritten Bereich, in dem die Information des PROGRAM YYY gespeichert ist, alle Null. Das Eröffnungsverarbeitungs­ programm findet dann einen freien Sektor oder Abschnitt 104E zum Speichern des neuen NC-Arbeitsprogramms 101 gemäß dem Inhalt der Verzeichnistabelle 105 und spei­ chert eine Programmnummer 101, die den Programmschritt N01 bezeichnet, eine Startadresse 401 für den Sektor oder Abschnitt 104E und die Größe oder den Umfang eines Sektors oder Abschnitts in der Verzeichnistabel­ le 105. Gleichzeitig speichert das Eröffnungsverarbei­ tungsprogramm die Programmnummer 0101 bei der Start­ adresse 401 des Sektors oder Abschnitts 104E, wie es in Tabelle 4 gezeigt ist.

Bei einem Programmschritt N02 der Tabelle 3 und nach Fig. 10 wird von der Decodierschaltung 50A ein Programmschreibmakrobefehl decodiert, und es wird ein im ROM 106 gespeichertes Meß- oder Erfassungsverarbei­ tungsprogramm von der Decodierschaltung 50A initiiert. Der Programmschreibmakrobefehl PWRT, (G92X0Y0Z100) gibt hier das Folgende an:
PWRT zeigt einen Programmschreibbefehl an,
G92 zeigt einen Befehl zum Setzen von Koordinaten bei einem absoluten Wert an,
X0 zeigt an, daß eine X-Koordinate gleich 0 mm ist,
Y0 zeigt an, daß eine Y-Koordinate gleich 0 mm ist, und
Z100 zeigt an, daß eine Z-Koordinate gleich 100 mm ist.

Das Meß- oder Erfassungsverarbeitungsprogramm spei­ chert einen NC-Befehl: G92X0Y0Z100 bei einer Adresse 402, wie es in Tabelle 4 dargestellt ist.

Bei einem Programmschritt N03 wird auch das Meß- oder Erfassungsverarbeitungsprogramm durch die Decodier­ schaltung 50A initiiert und speichert einen NC-Befehl: G90G01F1000 bei einer Adresse 403 des Abschnitts oder Sektors 104E, wie es in Tabelle 4 gezeigt ist. Dieser NC-Befehl zeigt an, daß der Tastsensor 26 in einer Linieninterpolationsart bei einer Bewegungsgeschwindigkeit von 1000 mm/min bewegt wird.

Ein NC-Code V1=0 bei einem Programmschritt N04 zeigt an, daß eine erste Variable, die einen Winkel angibt, gleich Null ist, und ein NC-Code V2=70 bei einem Pro­ grammschritt N05 zeigt an, daß eine zweite Variable einen Radius des Kreises 44 auf dem rohrförmigen Werkstück 40 angibt, welcher Radius gleich 70 mm beträgt. Diese Variab­ len V1 und V2 werden im Meß- oder Erfassungsverarbeitungs­ programm gehalten.

Bei einem Programmschritt N06 bewegt das durch die Decodierschaltung 50A initiierte Erfassungsverarbeitungs­ programm den Tastsensor 26 zu einer Startposition auf dem rohrförmigen Werkstück 40, wie es in Fig. 9 dargestellt ist. Hier zeigt ein Code G00 einen Befehl zum Bewegen des Tastsensors 26 (oder des Werkzeugs) an. Die Startposition ist definiert als X=V2 (70 mm), Y=0 (mm) und Z=150 (mm).

Bei einem Programmschritt N07 bewegt das durch die Decodierschaltung 50A initiierte Erfassungsverarbeitungs­ programm den Tastsensor 26 zurück von Z=150 (mm) nach Z=100 (mm), bis der Tastsensor 26 an einer Oberfläche des rohrförmigen Werkstücks 40 anliegt.

Bei Programmschritten N08 bis N13 bewegt das Meß- oder Erfassungsverarbeitungsprogramm den Tastsensor 26 längs des Bearbeitungsortes des Kreises 44 auf dem rohr­ förmigen Werkstück 40 in Übereinstimmung mit NC-Befehlen, und zwar bei den Programmschritten N08 bis N12, und es wird eine Position, insbesondere Z-Position, des Tast­ sensors 26 erfaßt. Das im ROM 106 gespeicherte Programm­ erzeugungsprogramm liest die vom Erfassungsverarbeitungs­ programm gemessenen oder erfaßten Daten und erzeugt und speichert ein NC-Arbeitsprogramm in Übereinstimmung mit einem Programmschreibmakrobefehl beim Programmschritt N13. Dazu die folgenden Erläuterungen:
Ein Befehl: V3=[V2] _* COS [V1] bei einem Programmschritt N08 zeigt an, daß eine dritte Variable, die die X-Koordinate angibt, gemäß der Formel V2 _* cos (V1) berechnet ist;
ein Befehl: V4=[V2] _* SIN [V1] bei einem Programmschritt N09 zeigt an, daß eine vierte Variable, die die Y-Koordinate angibt, berechnet ist nach der Formel V2 _* sin (V1);
ein Befehl: G90G00X[V3]Y[V4] bei einem Programmschritt N10 zeigt an, daß der Tastsensor 26 positioniert ist bei einer Koordinate von X=V3 und Y=V4;
ein Befehl: G61Z50F3000 bei einem Programmschritt N11 zeigt an, daß der Tastsensor 26 zurückzubewegen ist zur Z-Koordinate von 50 mm mit einer Bewegungsgeschwindigkeit von 3000 mm/min;
ein Befehl: G04F0.1 bei einem Programmschritt N12 zeigt eine Verzögerung von 0,1 s an, und
ein Befehl: PWRT, (X)Va[53], Y(V4)[53], (Z)V5[53] bei einem Programmschritt N13 zeigt an, daß ein NC-Arbeitsbefehl aus der berechneten X-Koordinaten, die durch die dritte Variable V3 dargestellt ist, der berechneten Y- Koordinaten, die durch die vierte Variable V4 dargestellt ist, und der gemessenen oder erfaßten Z-Koordinaten, die durch die fünfte Variable V5 dargestellt ist, als XXXXX.XXX (mm) gespeichert wird, d. h. fünf Ziffern für einen Wert oberhalb von 1 mm und drei Ziffern für einen anderen Wert von weniger als 1 mm.

Gemäß der durch die Programmschritte N08 bis N11 ausgeführten Operation wird der Tastsensor 26 herabbewegt zu der Z-Koordinaten von 50 mm, jedoch liegt der Tast­ sensor 26 an der Oberfläche des rohrförmigen Werkstücks 40 an, bevor der Tastsensor 26 herabbewegt wird zu der Z-Koordinate von 50 mm. Das Meß- oder Erfassungsverar­ beitungsprogramm erfaßt das Anliegen und gestattet dem Tastsensor 26 zu verweilen, wo er ist. Nach dem Ablauf der Verzögerungs- oder Verweilzeit von 0,1 s liest das Meßverarbeitungsprogramm die Z-Koordinate des Tast­ sensors 26 und gibt den gemessenen oder erfaßten Wert an das Programmerzeugungsprogramm aus. Bei dieser an­ fänglichen Bedingung ist die X-Koordinate 70 mm, die Y-Koordinate 0 mm und die gemessene Z-Koordinate 100 mm. Das Programmerzeugungsprogramm speichert dann die Koordi­ naten bei einer Adresse 404 des Sektors 104E, wie es in Tabelle 4 dargestellt ist.

Bei einem Programmschritt N14 erhöht das durch das Decodierprogramm 50A initiierte Meßverarbeitungsprogramm die erste Variable V1, die den Winkel anzeigt, um 10°, und zwar gemäß einem Befehl: V1=V1+10, und bestimmt, ob oder ob nicht die erste Variable V1 größer als 360° ist. Falls die erste Variable V1 nicht größer als 360° ist, wird die Programmsteuerung zum Programmschritt N07 trans­ feriert, und die oben beschriebene Operation wird wieder­ holt. Als Ergebnis werden 37 NC-Arbeitsbefehle, die das NC-Arbeitsprogramm bilden, sequentiell im Sektor oder Abschnitt 104E von der Adresse 404 bis zu der Adresse 440 gespeichert, wie es in Tabelle 4 dargestellt ist.

Bei einem Programmschritt N15 bewegt das durch die De­ codierschaltung 50A initiierte Erfassungsverarbeitungs­ programm den Tastsensor 26 nach oben auf 150 mm in der Z-Richtung gemäß einem Befehl: Z150.

Bei einem Programmschritt N16 decodiert die Decodier­ schaltung 50A einen Programmabschlußbefehl: PCLS, 101, und initiiert ein im ROM 106 gespeichertes Abschlußverar­ beitungsprogramm. Bei einem Programmschritt N17 speichert das Abschlußverarbeitungsprogramm einen Code: M02 bei der letzten Adresse 441 im Sektor oder Abschnitt 104E.

Wie oben beschrieben, wird der Tastsensor 26 längs des Bearbeitungsortes des Kreises 44 auf dem rohrförmi­ gen Werkstück 40 bewegt, wie es in Fig. 9 dargestellt ist, und das neue NC-Arbeitsprogramm wird somit auto­ matisch erzeugt und im RAM 104 gespeichert.

Danach entfernt die Bedienungsperson den an der Spindel 24S der NC-Maschine 24 angebrachten Tastsensor 26 und bringt einen Bohrer 28 an der Spindel 24S an. Die Bedienungsperson fordert dann eine Bearbeitung des rohr­ förmigen Werkstücks 40 gemäß dem neu erzeugten NC-Ar­ beitsprogramm 101 an, das im Abschnitt 104E des ROM 104 gespeichert ist, und zwar über das Bedienfeld 5, und es wird eine tatsächliche Bearbeitung des Werkstücks 40 gemäß dem NC-Arbeitsprogramm 101 ausgeführt, wie es in Fig. 12 dargestellt ist.

Unter Bezugnahme auf Fig. 7 sei dargelegt, daß bei dieser tatsächlichen Bearbeitung das Decodierteil 50 (die Decodierschaltung 50A) das NC-Arbeitsprogramm deco­ diert und das Befehlsausführungsteil 52G (ein im ROM 104 gespeichertes Befehlsausführungsprogramm) initiiert. Das Befehlsausführungsteil 52G führt an sich sequentiell jeden NC-Befehl des NC-Arbeitsprogramms aus, und zwar in an sich herkömmlicher Weise.

Falls die Bedienungsperson vor der tatsächlichen oder eigentlichen Bearbeitung eine Simulation des er­ zeugten NC-Arbeitsprogramms 101 über das Bedienfeld 5 wünscht, wird ein im ROM 106 gespeichertes Simulations- oder Simulierprogramm initiiert. Das Simulierprogramm analysiert das im Abschnitt 104E des RAM 104 gespeicherte NC-Arbeitsprogramm 101, berechnet und interpoliert Koordinatendaten und zeigt die sich ergebenden Raumdaten auf der CRT-Anzeigeeinheit 4 an, wie es in Fig. 11 dar­ gestellt ist.

Falls die Bedienungsperson eine Versatzoperation des erzeugten NC-Arbeitsprogramms 101 über das Bedienfeld 5 vor der tatsächlichen Bearbeitung anfordert, wird durch die Decodierschaltung 50A ein im ROM 106 gespeichertes Versatzverarbeitungsprogramm initiiert. Das Versatz­ verarbeitungsprogramm funktioniert in der gleichen Weise wie das Befehlsausführungsprogramm, jedoch wird in diesem Versatzoperationsmodus der Fühlsensor 26 oder der Bohrer 28 um einen Versatzwert, beispielsweise um 50 mm, in der Z-Koordinatenrichtung angehoben, um zu verhindern, daß das betreffende Teil an dem rohrförmigen Werkstück 40 anliegt, und dann findet eine Bewegung gemäß dem NC-Arbeitsprogramm 101 statt.

Das in der Tabelle 3 gezeigte Quellenarbeitspro­ gramm PROGRAM MMM wird angewendet nicht nur auf den Kreis 44 auf dem rohrförmigen Werkstück 40, wie es in Fig. 9 dargestellt ist, sondern auch auf ähnliche Kreis­ bearbeitungsformen, wobei ein anderes neues NC-Arbeits­ programm in der gleichen Weise wie oben beschrieben er­ zeugt wird. Wenn ein neues NC-Arbeitsprogramm für ein anderes Arbeitsprofil oder eine andere Arbeitsform als ein Kreis angefordert wird, beispielsweise für ein dreieckförmiges Profil oder eine dreieckförmige Gestalt, muß allerdings ein neues Quellenarbeitsprogramm geladen werden, das für die Dreieckform geeignet ist.

Fig. 13 ist ein Diagramm eines CNC-Werkzeugmaschi­ nensystems, das ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt. Dieses CNC-Werkzeugmaschinensystem enthält eine erste NC-Werkzeugmaschinenanlage aus der NC-Maschine 24 und dem Rechnersystem 100 und zwei weitere NC-Werkzeugmaschinenanlagen 30 und 30A. Die NC-Werkzeug­ maschinenanlagen 30 und 30A enthalten jeweils NC-Maschi­ nen 31 und 31A sowie Steuereinheiten 32 und 32A. Die NC-Maschinen 31 und 31A sind im wesentlichen wie die NC-Maschine 24 ausgebildet. Jede Steuereinheit 32, 32A enthält einen Speicher, der dem RAM 104 ähnlich ist, zum Speichern von NC-Arbeitsprogrammen, eine CPU ein­ schließlich einer Decodierschaltung ähnlich der CPU 102 und einen ROM ähnlich dem ROM 106 zum Speichern von Steuerprogrammen. Der ROM in jeder Steuereinheit 32, 32A enthält wenigstens ein Befehlsausführungsprogramm zum Ausführen des in dem zugehörigen Speicher gespeicherten NC-Arbeitsprogramms. Jede Steuereinheit 32, 32A gibt das NC-Arbeitsprogramm ein, das mit Hilfe des Rechner­ systems 100 der ersten NC-Werkzeugmaschinenanlage er­ zeugt worden ist, und zwar in der obigen Weise, wobei diese Eingabe über Schnittstelleneinheiten 32IF, 32IFA erfolgt. Nachdem das NC-Arbeitsprogramm zu den Steuer­ einheiten 32, 32A transferiert ist, können die NC- Maschinen 24, 31 und 31A gleichzeitig die Werkstücke 40, 40A und 40B in Übereinstimmung mit demselben NC- Arbeitsprogramm bearbeiten. Auf diese Weise können mehrere Werkstücke gleichzeitig unter ein und derselben Bedingung effizient bearbeitet werden.

Alternativ kann jede der Steuereinheiten 32 und 32A in der gleichen Weise wie die Steuereinheit 25 aufgebaut sein, und zwar jeweils einschließlich eines Rechnersy­ stems 100 zum Erzeugen eines neuen NC-Arbeitsprogramms.

Tabelle 4

Claims (18)

1. Verfahren zur Erzeugung eines NC-Arbeitsprogramms für eine numerische Werkzeugmaschinensteuerung einer Werkzeugmaschine mit wenigstens einer Spindel (24S), an der ein Werkzeug (28) oder ein Sensor (26) angebracht ist, wobei zur Steuerung der Bewegung des Sensors (26) ein erstes Programm vorgesehen ist, wodurch Werkzeugbahnkoordinaten darstellende Abtastwerte erhalten werden, und diese Abtastwerte zusammen mit Werkzeugbahnkoordinaten darstellenden Daten aus dem ersten Programm zur Erzeugung des zur Steuerung der Bewegung des Werkzeugs dienen NC-Arbeitsprogramms herangezogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Programm einen vom Werkstück (40) unabhängigen zweidimensionalen Umriß der Werkzeugbahn definiert, längs dem der Sensor (26) geführt wird, und die dritte Werkzeugbahnkoordinate durch Abtasten des Werkstücks mit dem Sensor erhlaten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Zuge der Erzeugung des NC-Arbeitsprogramms ferner die folgenden Schritte ausgeführt werden: Auffinden eines freien Bereiches in einem Speicher (10; 10′; 104) der Werkzeugmaschinensteuerung zur Speicherung des zu erzeugenden NC-Arbeitsprogramms, Registrieren eines Namens des zu erzeugenden NC-Arbeitsprogramms, der Startadresse des aufgefundenen freien Speicherbereiches und der Länge des NC-Arbeitsprogramms, und Abspeichern des Namens des zu erzeugenden NC-Arbeitsprogramms bei der Startadresse des aufgefundenen freien Speicherbereiches.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Auffinden des freien Speicherbereiches und das Registrieren der aufgeführten Informatiionen ausgeführt wird unter Anwendung eines Verzeichnisses (105), das die Verwendung von Speicherbereichen anzeigt, in denen NC-Arbeitsprogramme und erste Programme speicherbar sind.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der letzten Adresse des Bereiches, in welchem das erzeugte NC-Arbeitsprogramm gespeichert ist, ein Ende-Code gespeichert wird, der das Ende des erzeugten NC-Arbeitsprogramms anzeigt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das ein Quellen- oder Ursprungsarbeitsprogramm darstellende erste Programm in einer NC-Sprache geschrieben ist und das NC-Arbeitsprogramm durch die NC-Sprache dargestellt ist.

6. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Erzeugung eines NC-Arbeitsprogramms für eine numerische Werkzeugmaschinensteuerung einer Werkzeugmaschine mit wenigstens einer Spindel (24S), an der ein Werkzeug (28) oder ein Sensor (26) angebracht ist, einem Antriebsmechanismus zum Antreiben der Spindel und einer Steuereinheit (25) zum Steuern des Antriebsmechanismus der Spindel, aufweisend eine NC-Arbeitsprogrammerzeugungseinrichtung (10, 12, 14, 20; 10′, 50, 52) zum Steuern der Bewegung des Sensors (26) in Abhängigkeit von einem ersten Programm, wodurch Werkzeugbahnkoordinaten darstellende Abtastwerte erhalten werden, und zum Heranziehen dieser Abtastwerte zusammen mit Werkzeugbahnkoordinaten darstellenden Daten aus dem ersten Programm zur Erzeugung des zur Steuerung der Bewegung des Werkzeugs dienenden NC-Arbeitsprogramms, dadurch gekennzeichnet, daß die NC-Arbeitsprogrammerzeugungseinrichtung den Sensor (26) längs einem vom ersten Programm definierten, vom Werkstück unabhängigen zweidimensionalen Umriß der Werkzeugbahn führt und die dritte Werkzeugbahnkoordinate mit dem Sensor am Werkkstück abtastet.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die NC-Arbeitsprogrammerzeugungseinrichtung enthält:
eine Speichereinrichtung (10; 10′) zum Speichern des ersten Programms und des NC-Arbeitsprogramms,
eine Erfassungseinrichtung (20; 52B) zum Erfassen der dritten Werkzeugbahnkoordinaten, und
einen Programmerzeugungsteil (14B; 52C), der in Zusammenarbeit mit der Erfassungseinrichtung das NC-Arbeitsprogramm erzeugt und es in einem Bereich der Speichereinrichtung ablegt.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereiheit (25) ferner eine Eröffnungsverarbeitungseinrichtung (14A; 52A) enthält, die dazu dient, in der Speichereinrichtung (10; 10′) einen freien Bereich zu finden, in welchem das zu erzeugende NC-Arbeitsprogramm abgelegt werden soll, und einen Namen des zu erzeugenden NC-Arbeitsprogramms, die Startadresse des aufgefundenen freien Speicherbereiches und die Länge des zu erzeugenden NC-Arbeitsprogramms zu registrieren.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung (10; 10′) einen Arbeitsprogrammspeicherbereich (104) aufweist, der in mehrere Abschnitte unterteilt ist, wobei jeder der Abschnitte einen Einheitsumfang definiert und worin das erste Programm und das NC-Arbeitsprogramm gespeichert sind, und ein Verzeichnis (105) aufweist, daß die Verwendung der Abschnitte anzeigt, und daß die Eröffnungsverarbeitungseinrichtung (14A; 52A) dazu dient, einen freien Speicherbereich in Übereinstimmung mit dem Inhalt des Verzeichnisses (105) aufzufinden, den Namen des zu erzeugenden NC-Arbeitsprogramms, die Startadresse des aufgefundenen freien Speicherbereiches und die Länge des NC-Arbeitsprogramms zu registrieren und den NC-Arbeitsprogrammnamen bei der Startadresse des aufgefundenen freien Speicherbereiches zu speichern.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (25) ferner eine Abschlußverarbeitungseinrichtung (14C; 52D) enthält, die dazu dient, einen Ende-Code, der ein Ende des erzeugten NC-Arbeitsprogramms anzeigt, bei der letzten Adresse des Abschnitts des Arbeitsprogrammspeicherbereiches, in welchem das von der NC-Arbeitsprogrammerzeugungseinrichtung erzeugte NC-Arbeitsprogramm gespeichert ist, zu speichern.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (25) eine Simuliereinrichtung (52E) aufweist, die dazu dient, Werkstückbearbeitungsdaten auf der Grundlage des erzeugten NC-Arbeitsprogramms zu berechnen zwecks Darstellung des Bearbeitungsortes als perspektivische Raumfigur und die berechneten Bearbeitungsdaten der perspektivischen Raumfigur als simulierte Bearbeitungsfigur auszugeben.

12. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (25) eine Versatzoperationseinrichtung (52F) aufweist, die dazu dient, die Spindel in Übereinstimmung mit Versatz-NC-Arbeitsdaten zu verschieben, die dadurch gewonnen wurden, daß ein vorbestimmter Versatzwert den Inhalten des erzeugten NC-Arbeitsprogramms hinzuaddiert wurde, um auf diese Weise den an der Spindel angebrachte Sensor (26) oder das an der Spindel angebrachte Werkzeug (28) um den vorbestimmten Versatzwert vom Werkstück (40) wegzubewegen.

13. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (25) eine Bearbeitungsausführungseinrichtung (14D; 52G) aufweist, die dazu dient, das in der Werkzeugmaschine eingespannte Werkstück (40) mit dem an der Spindel angebrachten Werkzeug in Übereinstimmung mit dem erzeugten NC-Arbeitsprogramm zu bearbeiten.

14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das ein Quellenarbeitsprogramm darstellende erste Programm in einer NC-Sprache geschrieben ist und das NC-Arbeitsprogramm durch die NC-Sprache dargestellt ist.

15. Anordnung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (25) eine Decodiereinrichtung (12; 50) aufweist, die in einem Programmerzeugungsmodus das erste Programm liest, einen eine Erzeugung des NC-Arbeitsprogramms angebenden Befehl decodiert und die NC-Arbeitsprogrammerzeugungs­ einrichtung zum Erzeugen des NC-Arbeitsprogramms veranlaßt, und daß Decodiereinrichtung in einem tatsächlichen Bearbeitungsmodus das erzeugte NC-Arbeitsprogramm liest, einen eine Bearbeitung des Werkstücks angebenden Befehl decodiert und die Bearbeitungsausführungseinrichtung zum Bearbeiten des Werkstücks mit dem Werkzeug gemäß dem NC-Arbeitsprogramm veranlaßt.

16. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (25) eine Rechnereinrichtung (100) enthält, die dazu dient, das NC-Arbeitsprogramm gemäß dem ersten Programm zu erzeugen und das erzeugte NC-Arbeitsprogramm zum Bearbeiten des Werkstücks auszuführen.

17. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß ferner ein Bedienerfeld (5) vorgesehen ist, das mit der Steuereinheit (25) verbunden ist und als Mensch-Maschine-Schnittstelle zwischen einer Bedienungsperson und der numerischen Werkzeugmaschinenanlage verwendet wird.

18. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine (31, 31A) mit wenigstens einer weiteren Spindel (30S, 30SA), an der wenigstens ein weiteres Werkzeug (30W, 30WA) angebracht ist, einem weiteren Antriebsmechanismus zum Antreiben der weiteren Spindel und einer weiteren Steuereinheit (32, 32A) zum Steuern des weiteren Antriebsmechanismus der weiteren Spindel vorgesehen ist und daß die weitere Steuereinheit eine Einrichtung (32IF, 32IFA) zum Eingeben des erzeugten NC-Arbeitsprogramms von der ersten Steuereinheit (25A) und eine Bearbeitungsausführungseinrichtung zum Bearbeiten eines in der zweiten Werkzeugmaschine eingespannten Werkstücks (40A, 40B) mit dem an der weiteren Spindel angebrachten Werkzeug in Übereinstimmung mit dem eingegebenen NC-Arbeitsprogramm enthält.