DE3533765C2 - Numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine gemäß den Oberbegriffen der nebengeordneten Ansprüche 1, 4, 6 und 8.

Es war bisher üblich, bei der Erstellung eines Arbeitsprogramms für eine numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine, alle Prozeßdaten, einschließlich der Typen von zu verwendenden Werkzeugen, der Abfolge der durchzuführenden Operationen in den Vorbearbeitungs- und Endbearbeitungsstufen sowie die Bearbeitungsdimensionen usw., welche durch Analysieren der Vorbearbeitungsstufen von einer Konstruktionszeichnung gewonnen waren, in einen Rechner einzugeben, um die Werkzeuge zu bestimmen, welche von dem ersten Vorbearbeitungsschritt bis zu dem Endbearbeitungsschritt notwendig sind. Die Auswahl der Werkzeuge erfolgte auf der Basis der Art und Gestalt der Endbearbeitungsoperationen, welche in der Planungszeichnung dargestellt waren. Es war auf diese Weise sehr mühselig und zeitraubend, das Arbeitsprogramm in einen Rechner einzugeben.

Ferner ist es nötig, bei einer herkömmlichen Werkzeugmaschine, die mit einer automatischen Werkzeugwechslervorrichtung versehen ist, die während der Bearbeitungsschritte von dem ersten Bearbeitungsschritt bis zu dem Endbearbeitungsschritt zu verwendenden Werkzeuge im Vorhinein auszuwählen. Diese im Vorhinein ausgewählten Werkzeuge wurden in einem Werkzeugmagazin gehaltert, die Positionen der Werkzeuge in dem Werkzeugmagazin wurden bestimmt und die Positionen der montierten Werkzeuge in dem Werkzeugmagazin wurden in den Steuerrechner für jede Stufe in dem Arbeitsprogramm eingegeben. Auf diese Weise war es notwendig, bei der Aufstellung eines Arbeitsprogramms die Bearbeitungswerkzeuge und deren Positionen in dem Werkzeugmagazin in Betracht zu ziehen. Dies machte die Aufstellung des Arbeitsprogramms noch mühseliger und es war schwierig, im Vorhinein die Arten und die Formen der für alle Bearbeitungsschritte notwendigen Werkzeuge sowie die ordnungsgemäße Halterung all dieser Werkzeuge in dem Werkzeugmagazin festzulegen, wobei hierdurch die Gefahr, Fehler zu begehen, weiter erhöht wurde.

Die DE 33 08 764 A1 beschreibt eine gattungsgemäße numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine, die ein Verfahren zum Steuern der Auswahl von Werkzeugen in einer quadriaxial-numerisch gesteuerten Drehbank aufweist. Die Drehbank besitzt zwei Werkzeugsupports mit jeweils einer Vielzahl von Werkzeugen und führt unter Einsatz der Supports Bearbeitungsvorgänge aus, ohne dass ein Programmierer bei der Erstellung des Bearbeitungsprogramms Befehle für die Auswahl der bei den einzelnen Bearbeitungsvorgängen einzusetzenden Werkzeuge geben muß. Hierdurch wird jedoch nur eine Vereinfachung der Werkzeugauswahl und der Programmerstellung erreicht.

Daneben war es nötig, bei einer weiteren bekannten, numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine die spanabhebenden Bedingungen für jede Art von Betriebsvorgang einzugeben, um ein Arbeitsprogramm in eine numerisch gesteuerte Vorrichtung einzugeben. Dieses war notwendig, bei einem Herauslesen von einem Vorbearbeitungsschritt und einem Endbearbeitungsschritt aus einer endgültigen Bearbeitungsformgebung, die in einer Planungszeichnung dargestellt war, nach einer Bestimmung der Art, der für jeden Bearbeitungsschritt notwendigen Operation. Auf diese Weise war ein großes Volumen von komplizierten Daten für die spanabhebenden Bedingungen notwendig und mußte wiederholt eingegeben werden. Es war daher nicht nur der Eingabevorgang der spanabhebenden Bedingungen mühselig, sondern es bestand daneben auch ein Risiko, falsche Daten einzugeben.

Die JP 58-46 408 beschreibt ein Verfahren, bei dem Arbeitsprogramme entsprechend den Bearbeitungsgestalten eines Werkstücks aufgestellt wurden. Dies ermöglicht es, die spanabhebenden Bedingungen, die im Vorhinein entsprechend numerischer Werte der entsprechenden Werkstückgestalten gespeichert worden waren, auszulesen, um Operationen an dem Werkstück auf der Basis der ausgelesenen spanabhebenden Bedingungen durchzuführen. Da die Bearbeitungsformgebungen eines Werkstücks extrem in ihrer Art variieren, ist es praktisch nicht möglich, im Vorhinein die spanabhebenden Bedingungen entsprechend den numerischen Werten aller Bearbeitungsformgebungen zu speichern.

Es war ferner bislang notwendig, bei der Aufstellung eines Arbeitsprogramms für eine numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine immer dann, wenn die Endbearbeitung (zweite Bearbeitung), die in einer Planungsskizze dargestellt ist, die Herstellung eines Loches erforderte, z. B. ein Gewinde bohren oder ein Bohrloch ausräumen, Freischneidebohren oder Nachschneiden usw., dass die das Programm erstellende Person die Tiefe einer Bohrung bestimmen mußte, die durch den ersten Bearbeitungsschritt durchgeführt werden sollte. Hierzu war es notwendig, Überlegungen über den Werkzeugdurchmesser, eine Stufe oder Ganghöhe usw. anzustellen, so dass die Tiefe der vorher hergestellten Bohrung in dem Arbeitsprogramm bei jeder Erstellung eines derartigen Programms eingegeben werden mußte. Dies trug dazu bei, die Entwicklung des Arbeitsprogramms schwierig zu gestalten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine (gemäß der DE 33 08 764 A1) so zu verbessern, dass ein Vorbearbeitungs­ schritt im Wesentlichen durch Eingabe der Art und Gestalt des Endbearbeitungsschrittes bestimmt wird und auch Bearbeitungsvorgänge durchgeführt werden können, während die für diesen Bearbeitungsschritt notwendigen Werkzeuge ausgewählt werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale in den nebengeordneten Ansprüchen 1, 4, 6 und 8 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Erfindungsgemäß wird eine Werkzeugmaschine bereitgestellt, die eine Mehrzahl von in einem Werkzeugmagazin bereitgehaltenen Werkzeugen aufweist, um aufeinanderfolgend an einem Werkstück Bearbeitungsstufen mit jeweils unterschiedlichen Bearbeitungsoperationen durchzuführen. Die Werkzeugmaschine enthält

• - Werkzeuginformations-Speichereinrichtungen zur Speicher­ ung von Informationen für jedes der bereitgehaltenen Werkzeuge,
• - Arbeitsprogramm-Speichereinrichtungen zur Speicherung eines Arbeitsprogramms einschließlich zusätzlicher Arbeitsoperations-Steuerinformationen für jede der aufeinanderfolgenden Bearbeitungsstufen der unter­ schiedlichen, an einem Werkstück durchzuführenden Bearbeitungsoperationen,
• - Vorbearbeitungsstufen-Speichereinrichtungen zur Speicher­ ung einer Vorbearbeitungsstufe für jede der Bearbeitungs­ stufen der unterschiedlichen Bearbeitungsoperationen und
• - Operationsvorrichtungen, welche den Zugriff zu den Werkzeuginformations-Speichereinrichtungen, den Arbeits­ programm-Speichereinrichtungen und den Vorbearbeitungs­ stufen-Speichereinrichtungen steuern, um das Arbeits­ programm durchzuführen und um dazu die benötigten Vorbereitungsstufen für jede der Bearbeitungsstufen der einzelnen Bearbeitungsoperationen auszuwählen und um diejenigen Werkzeuge, welche für die Werkzeugmaschine notwendig sind, zu bestimmen, damit jede der Bearbeitungsstufen und die zugehörigen jeweiligen Vor­ bearbeitungsstufen durchgeführt werden können.

Mit der Erfindung wird eine numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine geschaffen, bei der spanabhebende Bedingungen einfach gespeichert werden können und bei der es nicht notwendig ist, für jeden Schritt eines Bearbeitungsprogramms die spanabhebenden Bedingungen einzugeben.

Mit der Erfindung wird auch eine numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine geschaffen, bei der die in einem Bearbeitungsprogramm verwendeten Werkzeuge automatisch ausgewählt und angezeigt werden durch Eingabe der Bearbeitungspositionen und Bearbeitungsgestalten.

Mit der Erfindung wird schließlich eine numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine geschaffen, bei der die Tiefe eines vorbereiteten Lochs, welches durch vorausgehende Bearbeitungsschritte erstellt werden soll, automatisch bestimmt wird, allein durch Eingabe der Bearbeitungstiefe von zweiten Bearbeitungsschritten, wie sie in einer Zeichnung dargestellt sind.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung derselben anhand der beiliegenden Zeichnungen.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm von einer Grundanordnung einer Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 2 ein Blockdiagramm von der Grundanordnung der Werkzeugmaschine gemäß der Ausführungsform von Fig. 1.

Fig. 3 eine Werkzeugtabelle, welche den Speicherinhalt der Werkzeuginformations-Speichervorrichtung wiedergibt.

Fig. 4a-4f Vorderansichten von verschiedenen Arten von Werkzeugen, aus denen die verschiedenen Dimensionen ersichtlich sind, die bei einer Werkzeugregistrierung benötigt werden.

Fig. 5 eine Werkzeugmustertabelle, welche eine erste Art gespeicherter Daten entsprechend einem Vorbearbeitungsschritt wiedergibt.

Fig. 6 eine Tabelle von Bohrerdurchmessern zum Einsenken vorbereiteter Bohrungen und erläutert eine zweite Art von gespeicherten Daten entsprechend einem Vorbearbeitungsschritt.

Fig. 7 eine teilgeschnittene Seitenansicht einer Werkzeugmaschine gemäß dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1.

Fig. 8 eine perspektivische Vorderansicht der Werkzeugmaschine von Fig. 7.

Fig. 9 eine Vorderansicht von einem Rechner, der in Verbindung mit der Werkzeugmaschine von Fig. 7 verwendet wird.

Fig. 10 ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zur Durchführung von Bearbeitungsoperationen an einem Werkstück bei Verwendung der Werkzeugmaschine von Fig. 7.

Fig. 11 ein Flußdiagramm für die Durchführung der Werkzeugzuordnung.

Fig. 12 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Durchführung eines Bearbeitungsprogramms.

Fig. 13 ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines Programms zur Durchführung von absenkenden Bearbeitungsvorgängen.

Fig. 14a + b Drauf- und Querschnittsansichten zur Erläuterung des Endergebnisses von Bearbeitungsoperationen, wie sie in Fig. 13 beschrieben sind.

Fig. 15 eine Arbeitsprogrammtabelle zur Erläuterung des Inhalts eines Arbeitsprogramms.

Fig. 16-22 Vorderansichten von einem Rechnerbildschirm bei verschiedenen Punkten der Eingabe des Arbeitsprogramms.

Fig. 23 ein Blockdiagramm zur Erläuterung der grundsätzlichen Anordnung von einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine.

Fig. 24 ein detailliertes Blockdiagramm der Werkzeugmaschine von Fig. 23.

Fig. 25 eine Tabelle über die spanabhebenden Bedingungen zur Erläuterung des Speicherinhalts des Schneidbedingungsspeichers von Fig. 24.

Fig. 26a + b eine Draufsicht und eine Querschnittsansicht von den Ergebnissen von Bearbeitungsoperationen, die an einem Werkstück durchgeführt wurden.

Fig. 27 eine Tabelle, aus der ein Arbeitsprogramm ersichtlich ist, welches in den Arbeitsprogrammspeicher der Fig. 24 eingegeben ist.

Fig. 28 eine Vorderansicht eines Rechnerbildschirms während des Editier-Zustands des Arbeitsprogramms.

Fig. 29 ein Flußdiagramm zur Durchführung des Arbeitsprogramms.

Fig. 30 ein Blockdiagramm zur Erläuterung einer Grundanordnung einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 31 ein ausgedehntes Blockdiagramm der in Fig. 30 gezeigten Werkzeugmaschine.

Fig. 32 ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines Programms zur Durchführung der Werkzeugzuordnung.

Fig. 33 eine Vorderansicht von einem Kathodenstrahlröhrenbildschirm, der Werkzeuge zur Verwendung in dem Arbeitsprozess anzeigt.

Fig. 34 ein Flußdiagramm von einem Programm zur Durchführung von Absenk- bzw. Gewindebohrarbeiten.

Fig. 35 ein Blockdiagramm von einer vierten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine.

Fig. 36 eine Werkzeugtabelle zur Erläuterung des Speicherinhalts eines Werkzeuginformations­ speichers.

Fig. 37a + b Drauf- bzw. Querschnittsansichten eines Werkstücks im Anschluß an die Fertigstellung der zweiten Bearbeitung (Endbearbeitung) entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Fig. 35.

Fig. 38 eine Tabelle eines Bearbeitungsprogramms zur Erläuterung der Befehlsabläufe in einem Arbeitsprogramm bei der Ausführungsform der Fig. 35.

Fig. 39 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der durchzuführenden Schritte bei der Durchführung der Werkzeugzuordnungen.

Fig. 40 eine Vorderansicht einer Kathodenstrahlröhre, welche Werkzeuge zur Verwendung in Bearbeitungsoperationen anzeigt.

Fig. 41 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Durchführung von Absenk- bzw. Gewindebohrarbeiten.

Fig. 42 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Durchführung von Nachräum- bzw. Freischneidarbeiten.

Gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, enthält eine Werkzeugmaschine mit einer Anzahl von Werkzeugen für die aufeinanderfolgende Durchführung einer Vielzahl von Bearbeitungsoperationen, Werkzeuginformations-Speicherein­ richtungen 1 zur Speicherung von Informationen im Zusammenhang mit den verschiedenen Werkzeugen, ferner Arbeitsprogramm-Speichereinrichtungen 2 zur Speicherung eines Arbeitsprogramms mit Arbeitsoperationsinformation bezüglich der endgültigen Bearbeitungsoperationen für jeden Schritt der vielfältigen Arten von Bearbeitungsoperationen, außerdem Vorbearbeitungsstufen-Speichereinrichtungen 3 zur Speicherung eines Vorbearbeitungsschritts entsprechend der endgültigen Bearbeitungsoperation und schließlich Operationsvorrichtungen 4 zum Auslesen des Vorbearbeitungsschritts, welcher notwendig ist für die Durchführung der Endbearbeitung für jeden Schritt des Arbeitsprogramms entsprechend dem Arbeitsprogramm in den Arbeitsprogramm-Speichereinrichtungen 2 und für die Auswahl eines Werkzeugs; welches für jeden Bearbeitungsschritt notwendig ist unter den Werkzeugen aus den Werkzeuginformations-Speichereinrichtungen 1.

Bei der vorbeschriebenen Anordnung wird allein durch ein Auslesen des Endbearbeitungsschritts und der in der Zeichnung dargestellten Gestalt sowie durch Eingabe dieser Daten in die Arbeitsprogramm-Speichereinrichtungen 2 bewirkt, dass die Operationsvorrichtungen 4 derart arbeiten, dass die Werkzeuginformation und der Vorbearbeitungsschritt aus der Werkzeuginformations-Speichereinrichtung 1 und den Vorbearbeitungsstufen-Speichereinrichtungen 3 entsprechend ausgelesen werden, wobei die Vorbearbeitungsoperationen bestimmt werden, die notwendigen Werkzeuge ausgewählt werden und der jeweilige Bearbeitungsschritt durchgeführt wird. Auf diese Weise wird die Eingabe des Arbeitsprogramms bemerkenswert einfach.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie sie in Fig. 23 dargestellt ist, enthält die Werkzeugmaschine einen Schneidbedingungsspeicher 1b zur Speicherung der spanabhebenden bzw. Schneidbedingungen für jede Art von Arbeitsoperation für jede Qualität von Werkstückmaterial, einen Arbeitsprogrammspeicher 2b für die Speicherung eines Arbeitsprogramms zur Bereitstellung von Instruktionen über die Art und die Qualität der Arbeitsoperationen und eine Bearbeitungs-Steuervorrichtung 4b zur Steuerung der Arbeitsoperationen durch Auslesen der Spanbearbeitungs- bzw. Schneidbedingungen aus dem Schneidbedingungsspeicher 1b gemäß der Art und Qualität der Bearbeitungsoperationen auf der Basis des im Arbeitsprogrammspeicher 2b gespeicherten Arbeitsprogramms.

Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung werden die als Schneidbedingungen bezeichneten Bedingungen für die spanabhebende Bearbeitung entsprechend der Qualität des Werkstückmaterials im Vorhinein in dem Schneidbedingungsspeicher 1b gespeichert, sodass das Speichern der Schnittbedingungen bemerkenswert einfach ist, da es nur eine endliche Anzahl von Werkstückmaterialien gibt und diese üblicherweise auf verschiedene Typen beschränkt sind. Des Weiteren wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Arbeitsprogramm für die Bereitstellung von Instruktionen über die Materialqualität eines Werkstückmaterials im Arbeitsprogramm-Speicher 2b gespeichert, sodass es nicht notwendig ist, die Schneidbedingungen für jede Art von jeder Bearbeitungsoperation in ein Arbeitsprogramm einzugeben, wenn das Arbeitsprogramm eingegeben wird, sodass auch die Eingabe eines Arbeitsprogramms einfach wird. Die Bearbeitungs- Steuervorrichtung 4b steuert automatisch die Durchführung der erwünschten Arbeitsoperationen durch Auslesen der Schneidbedingungen und des Arbeitsprogramms, die über die Qualität des Werkstückmaterials miteinander in Beziehung stehen.

Gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie sie in Fig. 30 gezeigt ist, enthält eine Werkzeugmaschine eine Werkzeugdaten-Speichervorrichtung 1c zur Speicherung entsprechender Arten und Gestalten einer Anzahl von Werkzeugen, die bezüglich ihrer Anzahl größer ist als eine vorbestimmte Anzahl von Werkzeugen, einen Arbeitsprogrammspeicher 2c zur Speicherung eines Arbeitsprogramms zur Befehlserteilung von Positionen und Formgebungen oder Gestalten von Arbeitsoperationen in aufeinanderfolgender Reihenfolge der Arbeitsschritte, und Operationsvorrichtungen 4c zur Auswahl und Anzeige der in dem Arbeitsprogramm verwendeten Werkzeuge aus der Vielzahl der in der Werkzeugdaten-Speichervorrichtung 1c gespeicherten Werkzeuge.

Wenn bei der vorstehend beschriebenen Anordnung ein Arbeitsprogramm im Arbeitsprogrammspeicher 2c gespeichert ist, bewirken die Operationsvorrichtungen 4c die Auswahl der in dem Arbeitsprogramm zu verwendenden Werkzeuge aus den in der Werkzeugdaten-Speichervorrichtung 1c gespeicherten Werkzeugen und zeigt die Werkzeuge derart an, dass die Bedienungsperson der Maschine die Arbeitsoperationen in der Reihenfolge der Arbeitsschritte durchführen kann, indem sie lediglich die angezeigten Werkzeuge in einem Werkzeugmagazin haltert. Auf diese Weise gestalten sich die Auswahl und die Halterung der Werkzeuge einfach, wobei die Halterung korrekt durchgeführt werden kann, und das Arbeitsprogramm läßt sich in einfacher Weise durchführen.

Gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemäß Fig. 35 enthält die Werkzeugmaschine zur Durchführung erster Arbeitsoperationen für Bohrarbeiten mittels eines Bohrers oder Bohrlochausräumers und zur Durchführung von zweiten Arbeitsoperationen zum Gewindeschneiden oder Ausräumen des in den ersten Arbeitsoperationen gebildeten Lochs Einstellvorrichtungen zur Einstellung einer Differenz in der Arbeitstiefe zwischen den ersten und zweiten Arbeitsoperationen, sodass die zweite Arbeitstiefe größer wird als die erste Arbeitstiefe.

Wenn bei der vorstehend beschriebenen Anordnung die Bedienungsperson eine Eingabe über die Tiefe der Endbearbeitungsoperation (zweite Bearbeitungsoperation), wie in einer Planungs- bzw. Konstruktionszeichnung wiedergegeben, als Arbeitsprogramm durchführt, wird die Tiefe für das von der ersten Arbeitsoperation erzeugte Loch größer als die Tiefe des Gewindebohrens oder Ausräumens in der zweiten Arbeitsoperation entsprechend dem Differenzwert, der von der Einstelleinrichtung festgesetzt ist, welche dazu dient, eine Differenz in der Arbeitstiefe zwischen den ersten und zweiten Arbeitsoperationen festzulegen. Demgemäß können die zweiten Arbeitsoperationen ordnungsgemäß durchgeführt werden, ohne dass es dabei notwendig ist, bei jeder Durchführung eines Arbeitsprogrammes die Tiefe eines vorher herzustellenden Lochs extra einzugeben.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung, kann im Falle, dass die zweite Arbeitsoperation ein Freischneiden, Nachschneiden oder Bohrlochausräumen ist, und die Zuordnung eines Werkzeugdurchmessers notwendig ist (Enddurchmesser), die Einstellvorrichtung ein Vielfaches des Werkzeugdurchmessers für die zweite Arbeitsoperation festsetzen. Auf diese Weise wird ein Produkt zwischen dem Vielfachen, welches von der Einstellvorrichtung festgesetzt wurde und dem Werkzeugdurchmesser für die zweite Arbeitsoperation erhalten, und die Tiefe des in der ersten Arbeitsoperation erhaltenen Lochs wird um den Wert dieses Produkts tiefer als die Tiefe für die Bohrung, die bei der zweiten Arbeitsoperation erhalten wird. Auf diese Weise ergibt sich der Vorteil, dass bei Durchführung eines Freischneidens oder Ausräumens als zweite Arbeitsoperation dieser Vorgang ordnungsgemäß durchgeführt werden kann, ohne dass man die Arbeitstiefe bei der Erstellung des Arbeitsprogramms eingeben muss.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird im Falle, dass es sich bei der zweiten Arbeitsoperation um ein Gewindeschneiden handelt, die Anzahl der Gewindegänge des für die Durchführung der zweiten Arbeitsoperation verwendeten Gewindebohrers von der Einstellvorrichtung festgelegt, und man gewinnt das Produkt aus der Anzahl der von der Einstellvorrichtung festgesetzten Gewindegänge und der Windungsganghöhe des Gewindeschneidwerkzeugs in der zweiten Arbeitsoperation. Die Tiefe des in der ersten Arbeitsoperation erzeugten Lochs wird um diesen Wert des Produkts größer als diejenige Tiefe, die durch die zweite Arbeitsoperation erhalten wird. Der Grund hierfür liegt darin, dass die Tiefe des vorbereiteten Lochs größer sein muss, wenn ein Gewinde mit einer großen Windungsganghöhe geschnitten wird, d. h. mit einem großen Durchmesser. Es ergibt sich somit vorteilhafterweise, dass die zweite Arbeitsoperation, d. h. das Gewindeschneiden, ordnungsgemäß durchgeführt werden kann, und dass bei der Herstellung des Arbeitsprogramms der Schritt der Lochtiefeneingabe entfallen kann.

Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm, in dem die Anordnung einer Werkzeugmaschine gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist. Die Zeichnung lässt erkennen, dass ein als RAM 5 bezeichneter Direktzugriffsspeicher vorgesehen ist, zur Speicherung von Werkzeuginformationen, eines Arbeitsprogramms und von Vorbearbeitungsstufen entsprechend den Endbearbeitungsoperationen. Der Speicher für Werkzeuginformation enthält beispielsweise eine Werkzeugbezeichnung, die erwünschten Dimensionen, die Werkzeuglänge, die Restgebrauchszeit (in Minuten) für jedes der Werkzeuge mit den Nummern 01 bis 06, wie dies in der Werkzeugtabelle von Fig. 3 gezeigt ist.

Bei der Registrierung der verschiedenen Werkzeuge benötigt man verschiedene Dimensionen. Als diesbezügliche Werkzeuge kommen in Frage Bohrer, Zentrierbohrer, Abfaswerkzeuge und - senker, Gewindebohrer, Bohrfräser bzw. Spitzsenker bzw. Versenkbohrer usw., wie sie beispielsweise in der Tabelle der Fig. 3 aufgeführt sind. Bezüglich der genannten Dimensionen kommen bezüglich der verschiedenen Werkzeuge die in Fig. 3 angegebenen in Betracht, wie beispielsweise der Spitzenwinkel α, der Bohrerdurchmesser ∅D, die Bohrernutenlänge L im Falle eines Bohrers; der kleinere Durchmesser ∅d und die Länge l₁ des Bereichs mit kleinem Durchmesser im Fall eines Versenkbohrers; ein Mittelwinkel θ zusätzlich zu den vorgenannten Dimensionen im Falle eines Zentrierbohrers. Die Werkzeugtabelle kann die folgenden Daten für einen Gewindebohrer enthalten: Fasenlänge des sich verjüngenden Bereichs L, Durchmesser ∅D, nominelle Größe, Windungsganghöhe, Anzahl der Gewindegänge, Länge l des mit Nuten versehenen Bereichs, Richtung der Gewindegänge, wobei diese Daten entsprechend den Bedürfnissen bei der Werkzeugaufnahme ausgewählt und gegebenenfalls ergänzt werden können. Für ein Abfaswerkzeug kommen die folgenden Dimensionsangaben in Betracht: kleiner Durchmesser ∅d, Mittelwinkel θ und Gesamtdurchmesser ∅D, wobei diese Daten zum Zeitpunkt der Registrierung des Werkzeugs aufgenommen werden. Die bei der Registrierung der Werkzeuge benötigten Daten sind in den Fig. 4a-4f für die einzelnen Werkzeuge angegeben, d. h. für einen Zentrierbohrer, einen Bohrer, einen Gewindebohrer, ein Abfaswerkzeug, einen Versenkbohrer und einen Ausräumer oder einen Freischneidebohrer.

Als erste Art von den gespeicherten Daten für einen Vorbearbeitungsschritt werden beispielsweise die für verschiedene Arten von Bearbeitungsoperationen notwendigen Werkzeugfolgen wie beispielsweise für Zentrierbohrarbeiten, Gewindeschneidearbeiten, Versenkbohrarbeiten, Versenkgewindebohrarbeiten, Oberseitenstirnflächenfräsen, Nachräumarbeiten, Versenknachräumarbeiten usw. für jeden der Fälle von "Abfasen erfordert" und "Abfasen nicht erfordert", wie in der Werkzeugmustertabelle von Fig. 5 dargestellt, aufgenommen bzw. registriert. Als zweite Art der gespeicherten Daten für einen Vorbearbeitungsschritt, beispielsweise bezüglich der Bildung eines metrischen grobgängigen Schraubengewindes, werden die Durchmesser für die vorzubereitenden Bohrlöcher entsprechend der Nominalgröße registriert. Es ist auch möglich, die Windungsganghöhe in dem Endbearbeitungsschritt in einer Tabelle festzuhalten, wie dies beispielsweise in der Tabelle von Fig. 6 geschieht, in der die Bohrerdurchmesser zur Erstellung der Vorbereitungslöcher in Abhängigkeit von verschiedenen Gewindebohrungen angegeben sind.

Die Editierung eines Arbeitsprogramms wird durch Betätigung einer Tastatur 6, wie in Fig. 2 gezeigt, durchgeführt, wobei in einer Stufe Zeichnungsdaten, wie ein Werkzeugdurchmesser (Lochdurchmesser usw.) in einer Stufe die Auswahl der Arbeitsreihenfolge, in einer Stufe das Wechseln des Werkzeugmusters, in einer Stufe die Zuordnung und der Wechsel der Werkzeuge, in einer Stufe die Änderung der Schneidbedingungen, in einer Stufe die Anzeige, das Löschen und das Ausrichten von Programmteilen und einem Speicher, und in einer Stufe die Eingabe/Ausgabe mit einer externen Programmspeichervorrichtung durchgeführt wird usw.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Anordnung dienen eine als CPU 4a bezeichnete Zentralrecheneinheit als Operationsvorrichtung und ein als ROM 7a bezeichneter Nur-Lese-Speicher zur Steuerung des Austauschs von Arbeitswerkzeugen, sodass sie nacheinander zugeführt werden. Die CPU 4a wird entsprechend der in dem ROM 7a gespeicherten Arbeitsprogramm gesteuert, um die gespeicherten Inhalte bezüglich der Werkzeuginformation und des Vorbearbeitungsschritts entsprechend dem Endbearbeitungsschritt auszulesen und eine Operation durchzuführen, um jede Vorbearbeitungs- und Endbearbeitungsoperation abzuwickeln. Ein Zuführungsmotor 8 für die Zuführung eines Werkzeugs und ein Spindelmotor 9 für die Drehung eines Werkzeugs mit einer erwünschten Drehgeschwindigkeit sind des Weiteren vorgesehen.

Fig. 7 zeigt den Aufbau der mit einer automatischen Werkzeugwechselvorrichtung versehenen erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine. Man erkennt aus Fig. 7, dass ein Zuführungsmotor 8 eine Vorschubschraube 10 in Umdrehung setzt, und dass ein Spindelkopf 11 von der Vorschubschraube 10 in eine hin- und hergehende Bewegung versetzt wird. Der Spindelmotor 9 ist auf dem Spindelkopf 11 montiert. Eine Hauptspindel 12 kann von dem Spindelmotor 9 in Umdrehung gesetzt werden, und ein Bearbeitungswerkzeug 13, beispielsweise ein Bohrer, ist an der Hauptspindel 12 befestigt. Ein Werkzeugmagazin 14 ist von einem Werkzeughalterungstisch 16 und einem in axialer Richtung der Hauptspindel 12 verschiebbaren Rahmen 15 derart gehaltert, dass die Rotationslage des Werkzeugmagazins 14 schrittweise verändert werden kann.

Fig. 8 zeigt eine perspektivische Darstellung des Äußeren der vorstehend beschriebenen Werkzeugmaschine, wobei der Zuführungsmotor 8, der Spindelmotor 9, das Werkzeugmagazin 14 mit Abdeckung und der Rahmen 15 durch spezielle Bezugszeichen hervorgehoben sind. Auf dem Rahmen 15 ist mittels eines Tragarms 18 ein Rechner 17 befestigt, der die Tastatur 6 enthält. Die Werkzeugmaschine enthält des Weiteren einen X-Y Tisch 22, der als Support für ein Werkstück und dessen X-Y Vorschub dient. Die CPU 4, der RAM 5 und der ROM 7a sind in den Rechner 17 eingebaut.

Fig. 9 zeigt eine Vorderansicht des Rechners 17, der, wie bereits erwähnt, mit der Tastatur 6 versehen ist und der des Weiteren einen Anzeigebildschirm (Bildschirm) 19 enthält, welcher von einer Kathodenstrahlröhre CRT gebildet ist. Der Rechner 17 steuert die Anzeige auf dem Bildschirm 19. Die Tastatur 6 enthält eine Programmeditiertaste 61, zehn Zifferntasten 62, eine Eingabetaste 63, Verschiebetasten 64, die ein nach oben oder nach unten Verschieben bewirken, eine Löschtaste 65 und eine Einfügetaste 66.

Der Betrieb der Werkzeugmaschine dieser Ausführungsform wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Flußdiagramme der Fig. 10-13 beschrieben, welche Programmbefehle für den in Fig. 9 gezeigten Rechner 17 wiedergeben. Die Endbearbeitungs­ operation, die im Zusammenhang mit dieser Ausführungsform erläutert wird, ist in Fig. 14 dargestellt. Sie beinhaltet die Herstellung einer Gewindebohrung mit nominaler Größe M6 und Windungsgang 1, sowie die Erstellung einer Versenkbohrung mit einem Bohrungsdurchmesser von 5 mm und einem Durchmesser von 8,5 mm im versenkten Bereich, wobei diese Operationen an dem Werkstück in den in Fig. 14 dargestellten Positionen durchgeführt werden sollen.

Zur Durchführung eines Bearbeitungsvorgangs an dem Werkstück bei Verwendung der in dieser Ausführungsform beschriebenen Werkzeugmaschine, wird gemäß der Darstellung des Flußdiagramms von Fig. 10 ein Arbeitsprogramm 101 eingegeben, das in der Stufe 102 eine Werkzeugzuordnung bewirkt. In der Stufe 103 werden die Arbeitsoperationen begonnen.

Gemäß der Arbeitsprogrammtabelle von Fig. 15 verläuft das Arbeitsprogramm bei dieser Ausführungsform derart, dass in einer ersten Stufe (Stufennummer, Bearbeitungsstufe), die mit 01 bezeichnet ist, der Gewindeschneidevorgang mit den dargestellten verschiedenen Elementen durchgeführt und dass in einer zweiten Stufe, 02, die Versenkbohrung mit den dargestellten verschiedenen Elementen erzeugt wird. Bezugnehmend auf die Darstellungen des Bildschirms 19 in den Fig. 16 bis 22 werden verschiedene Zustände der Eingabe des Arbeitsprogramms von Fig. 15 beschrieben.

Die Eingabe des vorstehend erwähnten Arbeitsprogrammes erfolgt auf folgende Weise. Nach Drücken der Programmeditionstaste 61 auf der Tastatur 6 der Fig. 9 wird ein Programmbild ausgewählt und sieben Menüs werden in einem Programmanzeigebereich auf dem Bildschirm 19 in einem oberen Teil desselben, wie in Fig. 16 dargestellt, angezeigt. Dann ist die Eingabe einer Menünummer mittels des Cursors 19a in einem Eingabeanforderungs-Anzeigenbereich erforderlich. Da eine Bearbeitungsdatenbetriebsart mit der Menünummer (1) ausgewählt werden soll, um das Arbeitsprogramm von Fig. 15 einzugeben, wird die Ziffer "1" auf den Zifferntasten 62 gedrückt und die Einstelltaste 63 in Fig. 9 gedrückt, um die Arbeitsdatenbetriebsart einzugeben. Nach der Eingabe der Arbeitsdatenbetriebsart erscheint die in Fig. 17 gezeigte Anzeige auf dem Bildschirm 19, der Cursor 19a fordert auf, die gewünschte Programmnummer einzugeben. Unter der Annahme, dass beispielsweise die Programmnummer "1000" beträgt, wird die Ziffernfolge "1000" mittels der Zifferntasten 62 eingegeben und die Eingabetaste 63 wird gedrückt. Die Programmnummer "1000" wird zu dem Programmanzeigegebiet im oberen Bereich des Bildschirms 19 verschoben, der sodann die Anzeige einnimmt, wie sie in Fig. 18 gezeigt ist.

Da eine X-Koordinate eines Bearbeitungsanfangs benötigt wird, erfolgt die Eingabe der X-Koordinate "100" in das Arbeitsprogramm von Fig. 15 als Bearbeitungsausgangspunkt, was mittels der Zifferntasten 62 und anschließendem Drücken der Eingabetaste 63 erfolgt. Als Nächstes wird, da eine Y- Koordinate des Bearbeitungsausgangspunktes benötigt wird, die Y-Koordinate "100" in der gleichen Weise wie die X-Koordinate eingegeben und die Eingabetaste 63 wird gedrückt, sodass sich die Anzeige auf dem Bildschirm 19 ändert und die in Fig. 19 wiedergegebene Anzeige eingenommen wird. Hier wird nun die Zahl der Werkstücke abgefragt. Da, wie in der Bearbeitungsprogrammtabelle von Fig. 15 von dieser Ausführungsform gezeigt, im vorliegenden Falle ein einziges Werkstück bearbeitet werden soll, wird die Ziffer "1" über die Zifferntasten 62 eingegeben und es wird anschließend die Eingabetaste 63 gedrückt. Die Anzeige des Bildschirms 19 ändert sich in diejenigen der Fig. 20, bei der verschiedene Qualitäten des Werkstückmaterials und Menünummern in einem Instruktionsdatenanzeigebereich wiedergegeben sind, der auf dem Bildschirm 19 in einem unteren Bereich desselben angeordnet ist, und in dem Eingabeanzeigebereich wird die Eingabe der Materialqualität des Werkstücks abgefragt. Es sei beispielsweise angenommen, dass das Material des Werkstücks ein Kohlenstoffstahl S45C sein soll. Es wird daher die Ziffer "1" aus den Menüzahlen in dem Instruktionsdatenanzeigebereich im unteren Bereich des Bildschirms 19 ausgewählt und mittels der Zifferntasten 62 und der Eingabetaste 63 eingegeben. Die Anzeige des Bildschirms 19 ändert sich sodann und es wird die Anzeige von Fig. 21 eingenommen. Eine Bearbeitungsmustertabelle ist in dem Instruktionsdaten­ anzeigebereich im unteren Bereich des Bildschirms 19 angezeigt, wie dies in Fig. 21 wiedergegeben ist, und es erscheint der Aufruf, die Art der Bearbeitungsoperationen einzugeben, wobei hierbei eine Auswahl unter den Arbeitsvorgängen "Zentrierbohren", "Bohren", "Erstellen von Gewindebohrungen", "Erstellen von Senkkopfbohrungen", "Erstellen von Senkkopfgewindebohrungen", "Oberflächenfräsen" und "Bohrlochausräumen oder Feinschneiden" getroffen werden kann. Gemäß dem Arbeitsprogramm der Fig. 15 wird in dem ersten Schritt (dem Schritte Nr. 01) die Herstellung einer Gewindebohrung durchgeführt. Aus diesem Grunde werden die Nummer "3" für Herstellen einer Gewindebohrung und der Eingabebefehl eingegeben. Die Darstellung auf dem Bildschirm ändert sich sodann in die Darstellung gemäß Fig. 22, und es erfolgt eine Abfrage über die Eingabe der Art von Gewindebohrung. Da ein metrisches grobgängiges Schrauben­ gewinde bei der vorliegenden Ausführungsform erzeugt werden soll, wird die Nummer "1" für ein metrisches, grobgängiges Schraubengewinde eingegeben und gleichzeitig auch die Eingabetaste 63 gedrückt. Als nächstes wird die Eingabe der nominalen Größe abgefragt, wobei hierbei die Nummer "6" eingegeben wird, auf der Basis des Bearbeitungsprogramms von Fig. 15, wobei auch hier anschließend die Eingabetaste 63 gedrückt wird. Auf diese Weise erscheint "M6" in dem Programmanzeigegebiet in einem Bereich nach der Wiedergabe von "Erstellen einer Gewindebohrung". Zum Abschluß wird bezüglich der abgefragten Windungsganghöhe die Ziffer "1" gedrückt, und es erfolgt eine Eingabe dieses Wertes "1" über die Eingabetaste 63.

Unter Beachtung der gleichen Bestimmungen werden die Operationsbefehle "Abfasung erwünscht" das Ende für den Vorschub in Z-Achse auf "Durchgangsbohrung", die Tiefe für das vorbereitete Loch auf "30" mm, die Tiefe für den Bearbeitungsvorgang auf "25" mm, die Höhe für das Werkstück auf "40" mm, die Rückführungshöhe auf "45" mm und die X-Y- Koordinaten auf "X = 20" und "Y = 20" eingegeben, auf der Basis des Bearbeitungsprogramms von Fig. 15 und im Ansprechen auf die Abfragen auf dem Bildschirm 19, um es zu ermöglichen, das Arbeitsprogramm bezüglich des Vorgangs "Erstellen einer Gewindebohrung" in der ersten Stufe 01 einzugeben.

In der zweiten Stufe, der Stufe mit der Nummer "02" werden die Operationen "Art des Arbeitsvorgangs" als "Erstellen einer Versenkbohrung", Bohrungsdurchmesser als "5" mm, Durchmesser der Bohrung für den Senkkopf "8,5" mm, die Fase als "nicht benötigt", das Z-Achsenende als "Durchgangsbohrung", die Werkstücktiefe als "25" mm, die Werkstückhöhe als "40" mm, die Rückführungshöhe als "45" mm, die Tiefe der Senkkopfbohrung als "10" mm und die X-Y- Koordinaten als "X = 60" und "Y = 35" eingegeben, auf der Basis des Bearbeitungsprogramms von Fig. 15. Das Programm ist dann beendet (end).

In der Stufe 102 von Fig. 10 erfolgt die "Durchführung" der Werkzeugzuordnung". Das Flußdiagramm zur Durchführung der Stufe 102 ist das gleiche wie es in Fig. 11 gezeigt ist. Das Werkzeugzuordnungsprogramm wird im Ansprechen auf einen Befehl 201 gestartet, die Anzahl der Zuordnungen N = 0, wird im Ansprechen auf einen Befehl 202 registriert, und die Anzahl der Zuordnung N = N + 1 wird im Ansprechen auf einen Befehl 203 registriert. Als nächstes wird die Art der Arbeitsoperation der Stufennummer N (= 1) (Erstellung einer Gewindebohrung im Fall dieser Ausführungsform) aus dem Arbeitsprogramm im Ansprechen auf einen Befehl 204 ausgelesen. Daten für die Vorbearbeitung werden aus der Werkzeugmustertabelle von Fig. 5 gemäß der Art der Arbeitsoperation im Ansprechen auf einen Befehl 205 ausgelesen. Dies bedeutet, dass auf Grund des Umstands, dass bei dieser Ausführungsform der erste Schritt die Herstellung einer Gewindebohrung ist, bei der ein Abfasen benötigt wird, ausgelesen wird, dass die für die Erstellung der Gewindebohrung notwendigen Werkzeuge folgende sind: "1: Zentrierbohrer", "2: Bohrer", "3: Abfaswerkzeug" und "4: Gewindebohrer". Diese Information wird von der Werkzeugmustertabelle von Fig. 5 als Vorbearbeitungsdaten erhalten.

Im Ansprechen auf einen Befehl 206 werden die Werkzeuge, die entsprechend der Art der Bearbeitungsoperationen festgelegt sind, von der Werkzeugtabelle der Fig. 3 ausgewählt (auf der Basis des Arbeitsprogramms) und in ein Gebiet mit der Bezeichnung "verwendetes Werkzeug" (als die Werkzeuginformation) eingeschrieben. Es erfolgt eine Überprüfung, ob das Programm beendet ist oder nicht im Ansprechen auf einen Befehl 207 und wenn die Antwort "NEIN" ist, erfolgt eine Rückkehr zu dem Befehl 203, so dass die Befehle 203 bis 206 abermals durchgeführt werden. Da die zweite Stufe 02 bei der ersten Ausführungsform die Erstellung einer Versenkbohrung ist (bei der kein Abfasen benötigt ist), werden im Ansprechen auf die Befehle 203 bis 206 folgende Operationen aus der Werkzeugmustertabelle von Fig. 5 als Vorbearbeitungsdaten ausgelesen "1: Zentrierbohrer" und "2: Versenkbohrer". Werkzeuge mit Werkzeugbezeichnungen, die auf die Vorbearbeitungsdaten anwendbar sind, werden aus der Werkzeugtabelle von Fig. 3 ausgewählt, und die entsprechend der Art der Bearbeitung von einem Bearbeitungsprogrammbereich festgelegten Werkzeuge werden in den Bereich "benutztes Werkzeug" mit den geeigneten Werkzeugnummern eingeschrieben. Als nächstes erfolgt eine Überprüfung um festzustellen, ob das Programm hier beendet wird oder nicht, im Ansprechen auf den Befehl 207 und falls die Antwort "JA" ist, endet das Werkzeugzuordnungsprogramm. Auf diese Weise wird der Schritt 102 für die Durchführung der Werkzeugzuordnung vervollständigt, um es zu ermöglichen, die Stufe 103 von Fig. 10 Bearbeitungsbeginn durchzuführen.

Der Beginn der Durchführung des Arbeitsprogramms erfolgt auf der Basis des in Fig. 12 gezeigten Flußdiagramms. Ein Programm zur Durchführung des Arbeitsprogramms wird im Ansprechen auf einen Befehl 301 gestartet. Die Zahl der Durchläufe, N = 0, wird im Ansprechen auf einen Befehl 302 registriert und die Anzahl der Durchläufe N = N + 1 wird im Ansprechen auf einen Befehl 303 registriert. Die Art der Bearbeitungsoperation in der Stufe mit der Nummer N wird im Ansprechen auf einen Befehl 304 ausgelesen. Daten werden von der Werkzeugmustertabelle von Fig. 5 entsprechend der Art der Bearbeitungsoperation eingelesen, und die Vorbearbeitungsstufe wird im Ansprechen auf einen Befehl 305 ausgelesen. Im Ansprechen auf einen Befehl 306 werden Werkzeuge mit Werkzeugnummer, die entsprechend der Art der Bearbeitungsoperation bestimmt sind, von der Werkzeugtabelle der Fig. 3 ausgewählt, und der Bearbeitungsvorgang wird aufeinanderfolgend durchgeführt. Es erfolgt eine Überprüfung (Befehl 307), ob das Bearbeitungsprogramm beendet werden soll oder nicht, im Ansprechen auf einen Sprungbefehl, und wenn die Antwort "NEIN" ist, erfolgt eine Rückkehr zum Befehl 303, sodass die Befehle 303 bis 307 abermals durchgeführt werden. Wenn die Antwort dagegen "JA" ist, wird die Durchführung des Barbeitungsprogramms beendet. Das Grundprinzip der Durchführung des Bearbeitungsprogramms war vorstehend kurz erläutert. Im Folgenden soll unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm der Fig. 13 ein Ausführungsbeispiel für die Erstellung einer Gewindebohrung detaillierter beschrieben werden. Gemäß Fig. 13 erfolgt im Ansprechen auf einen Befehl 401 der Start eines Programms zur Erstellung einer Gewindebohrung. Im Ansprechen auf einen Befehl 402 werden die für die Herstellung der Gewindebohrung typischen Arbeitsmusterdaten von der Werkzeugmustertabelle der Fig. 5 eingelesen, was bedeutet, dass die Werkzeuge "1: Zentrierbohrer", "2: Bohrer", "3: Abfaswerkzeug" und "4: Gewindebohrer" in dieser Reihenfolge benötigt werden. Des Weiteren wird eine Vorbearbeitungsstufe ausgelesen. Im Ansprechen auf einen Befehl 403 wird der Durchmesser der Gewindebohrung von der Gewindebohrerdurchmessertabelle der Fig. 6 erhalten, wobei beispielsweise, wenn, wie im vorliegenden Beispiel, ein metrisch grobgängiges Schraubengewinde M6 mit einer Windungsganghöhe 1 gebildet werden soll, als Daten für die Vorbearbeitung ein Durchmesser von 5 mm für das Vorbearbeitungsloch ausgelesen wird. Als nächstes wird im Ansprechen auf einen Befehl 404 die Werkzeugnummer 03 entsprechend einem Zentrierbohrer mit einem Spitzendurchmesser, der kleiner ist als der Durchmesser der Gewindebohrung (5 mm) aus der Werkzeugtabelle von Fig. 3 ausgewählt, welche die Werkzeuginformation aufzeigt. An einer von dem Arbeitsprogramm vorgeschriebenen Stelle wird sodann eine Zentrierbohrung durchgeführt. Im Ansprechen auf einen Befehl 405 wird anschließend ein Bohrer (mit der Werkzeugnummer 02), der den gleichen Bohrerdurchmesser aufweist wie der Bohrungsdurchmesser (5 mm), und der von der Bohrerdurchmessertabelle von Fig. 6 für die Gewindebohrer erhalten wird und eine Werkzeuglänge aufweist, die größer ist als die Tiefe des vorbereiteten Lochs (30 mm) aus der Werkzeugtabelle von Fig. 3 ausgewählt, und die Arbeitsoperation zur Herstellung der Vorbohrung wird durchgeführt. Ein Befehl 406 bewirkt, dass ein Abfaswerkzeug (mit der Werkzeugnummer 04) mit einem Durchmesser, der größer ist als der des Vorbereitungslochs (5 mm) mit einem Spitzendurchmesser, der kleiner ist als dieses (5 mm) und mit einem Fasenwinkel von 90° aus der Werkzeugtabelle von Fig. 3 ausgewählt, und es erfolgt das Abfasen. Im Ansprechen auf einen Befehl 407 wird ein Gewindebohrer (mit der Werkzeugnummer 05), der eine Länge des mit Nuten versehenen Bereichs aufweist, die größer ist als die Arbeitstiefe (25 mm) und mit einer Normalbezeichnung (M6) aus der Werkzeugtabelle von Fig. 3 ausgewählt, und der Gewindeschneidvorgang wird durchgeführt. Die Hauptspindel 12 wird in eine Lage gebracht, in der sie die Rückführbewegung über die festgesetzte Länge (45 mm) durchführen kann, im Ansprechen auf einen Befehl 408. Auf diese Weise wird die Durchführung der Gewindebohrherstellung, die als erste Stufe des Bearbeitungsprogramms eingegeben wurde, beendet (end).

Bei diesem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel erreicht man, da der Benutzer der Werkzeugmaschine das Bearbeitungsprogramm editieren kann, indem er aufeinanderfolgend den endgültigen Bearbeitungsschritt und zugehörige Dimensionen eingibt, welche in einer Konstruktionszeichnung angegeben sind, jeweils im Ansprechen auf die auf dem Bildschirm abgefragten Kriterien, dass das Programmieren der Werkzeugmaschine durch den Benutzer vereinfacht wird. Da im Übrigen numerisch gesteuerte Sprachen (NC-Sprachen) nicht notwendig sind, um die Endbearbeitungsstufe einzugeben usw., läßt sich das Programmieren einfach durchführen. Es ist möglich, die Reihenfolge der Werkzeuge, die Auswahl der Werkzeuge usw. für die Arbeitsoperationen als Daten separat in die Werkzeuginformations-Speichervorrichtungen und in die Vorbearbeitungsstufen-Speichereinrichtungen 3 einzugeben.

Vorstehend wurde der Vorgang einer Herstellung von Gewindebohrungen sowie einer Herstellung von Versenkbohrungen bei einem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Es ist auch möglich, im Falle einer Herstellung von Zentrierbohrungen, von Bohrungen, von mit einem abgesenkten Kopfbereich versehenen Gewindebohrungen, beim Fräsen von Oberflächen, bei Freischneiden oder Bohrlochausräumen beim Nachräumen von Versenkbohrungen usw., die Vorbearbeitungs- und Endbearbeitungsoperationen durchzuführen, indem man einfach das Arbeitsprogramm in die Maschine eingibt, wie dies vorstehend anhand einer Herstellung von Gewindebohrungen und von mit einem Flansch versehenen Bohrungen beschrieben worden war.

Als nächstes soll unter Bezugnahme auf die Fig. 23 und 24 eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.

Fig. 24 zeigt in Form eines Blockdiagramms den Aufbau der Werkzeugmaschine gemäß der zweiten Ausführungsform. In der Zeichnung ist ein RAM 5 mit einem Schneidbedingungsspeicher 1b und einem Arbeitsprogrammspeicher 2b versehen, wobei der erstere der Erstspeichervorrichtung für die Speicherung der Schneidbedingungen für jede Art von Arbeitsoperation, für jede Qualität eines Werkstückmaterials und der letztere einer zweiten Speichervorrichtung zur Speicherung eines Arbeitsprogramms für die Bereitstellung von Instruktionen über die Art und die Qualität der Arbeitsoperationen entspricht. Eine CPU 4a bildet eine Arbeitssteuervorrichtung und ist mit einem ROM 7a verbunden, welcher ein Programm steuert, um die CPU 4a zu instruieren, die gespeicherten Daten aus dem Schneidbedingungsspeicher 1b und dem Arbeitsprogrammspeicher 2b auszulesen, und die CPU 4a zu veranlassen, den gespeicherten Inhalt zur Steuerung eines Zuführungsmotors 8 und eines Spindelmotors 9 zu verwenden, um auf diese Weise Arbeitsoperationen durchzuführen. Des Weiteren ist die CPU 4a an eine Tastatur 6 angeschlossen, sodass es möglich ist, das Arbeitsprogramm in dem Arbeitsprogrammspeicher 2b zu speichern, sowie die gespeicherten Inhalte des Schneidbedingungsspeichers 1b durch die Betätigung der Tastatur 6 zu ändern und zu ergänzen.

Fig. 25 zeigt eine Schneidbedingungstabelle zur Erläuterung der in dem Schneidbedingungsspeicher 1b gespeicherten Speicherinhalte, welche die Schneidbedingungen für jede Art von Arbeitsvorgang in dem Falle festlegen, bei dem die Qualität des Werkstückmaterials für Maschinenstrukturen Kohlenstoffstahl S45C ist. In Fig. 25 sind in der Spalte ganz links verschiedene Arten von Arbeitsoperationen aufgezeigt, die Bezeichnungen tragen wie "Zentrierbohren", "Bohren", "Herstellen von Gewindebohrungen (Sacklöcher, Durchgangsbohrungen)", "Abfasbearbeitung", "Abfasbohren", "Versenkbohren", "Versenkfräsen", "Bohrgewindeschneiden", "Endfräsen", "Nachräumen und Bohrlochausräumen". In einer zweiten Spalte sind die Werkzeuge aufgeführt, die notwendig sind, um die in den ersten Spalten angegebenen Arbeitsoperationen durchzuführen, wobei die spezifisch mit den Wörtern, wie beispielsweise "Zentrierbohrer 1", "Bohrer 1", "Spiralgewindeschneider 2", "Punktgewindeschneider 2", "Abfaswerkzeug 1" usw. versehen sind. In einer dritten Spalte ist die Umfangsgeschwindigkeit in m/min angegeben, was eine der Schneidbedingungen ist, und zwar für jedes Werkzeug, wobei Daten wie 10.0, 12.0, 8.0, 8.0 8.0 Bohrung 12.0, Fase 8.0 usw. aufgeführt sind. In einer vierten Spalte ist eine Vorschubgeschwindigkeit in mm/min angegeben, was eine zweite Schneidbedingung ist, und zwar ebenfalls für jedes Werkzeug mit Werten wie 0.05, 0.1, *, *, 0.08, 0.15, 0.1, usw. Die Angabe "*" bedeutet einen Betrieb, bei dem der Vorschub mit der Drehung (Umfangsgeschwindigkeit) eines Gewindeschneid­ vorgangs synchronisiert ist.

Die gespeicherten Inhalte des Schneidbedingungsspeichers 1b enthalten eine andere Schneidbedingungstabelle für verschiedene Arten von Qualitäten von Werkstückmaterialien, wie beispielsweise Aluminium A, Edelstahl SUS304, Gußeisen FC, usw. zusätzlich zu der Schneidbedingungstabelle der Fig. 25 für Kohlenstoffstahl S45C als Qualität des Werkstoffmaterials. Daneben ist es möglich, die in diesen Schneidbedingungstabellen gespeicherten Daten zu ändern oder zu ergänzen, was mittels der Tastatur 6 von Fig. 24 erfolgt. Die Fig. 26a und 26b stellen Konstruktionszeichnungen dar, welche die endgültig bearbeitete Formgebung des bei dieser Ausführungsform zu bearbeitenden Werkstücks 90 darstellt, wobei die Bearbeitungsoperationen derart auf dem Werkstück 90 durchgeführt werden, dass drei Bohrungen 90a bis 90c entstehen, von denen jede einen Durchmesser von 2,9 mm aufweist und eine Gewindebohrung mit einem M6-Gewinde und einer Windungsganghöhe von 1.

Fig. 27 zeigt ein in dem Arbeitsprogrammspeicher 2b gespeichertes Bearbeitungsprogramm zur Durchführung der verschiedenen Arbeitsoperationen, die in den Konstruktions­ zeichnungen der Fig. 26 wiedergegeben sind. In Fig. 27 sind die Arten der Arbeitsoperationen mit den Stufennummern 01 bis 05 als "Arbeitsweise" dargestellt, wobei Kohlenstoffstahl S45C als der Typ des Werkstückmaterials eingegeben wurde. Das Bearbeitungsprogramm der Fig. 27 ist derart, dass die Bearbeitungsweise, der Bohrungsdurchmesser numerisch oder alphanumerisch für die Bohrbearbeitung mit den Stufennummern 01 bis 04 eingegeben wurde, und die Bearbeitungsweise, die Normalbezeichnung, die Windungshöhe und die X-Y-Koordinaten numerisch oder alphanumerisch für die Erstellung der Gewindebohrung der Stufennummer 05 eingegeben wurden. Es wird nun die Erstellung der Gewindebohrung mit der Stufennummer 05 mit einer vorbereiteten Bohrung durchgeführt, welche einen Durchmesser von 5 mm hat, wobei diese durch die Bohrbearbeitungsoperation in der Stufennummer 04 gebildet wurde.

Als nächstes wird der Betrieb der Werkzeugmaschine von dieser zweiten Ausführungsform beschrieben. Die Speicherung der Schneidbedingungen in dem Schneidbedingungsspeicher 1b in dem RAM 5 der Fig. 24 kann off-line oder online von einem Maschinenhersteller oder von einem Maschinenbenutzer erfolgen, bevor die Benutzung der Werkzeugmaschine erfolgt. Dies ist möglich, weil die Schneidbedingungen für jede Art von Bearbeitungsoperation für jede Qualität von Werkstückmaterial relativ feste Inhalte aufweist, wie dies in Fig. 25 gezeigt ist.

Zwecks Speicherung des Arbeitsprogramms der Fig. 27 in dem Arbeitsprogrammspeicher 2b in dem RAM 5 der Fig. 24 werden die Menünummer "1", die Programmnummer "1000", die Bearbeitungsursprungskoordinaten "X = 100", "Y = 100", die Werkstücknummer "1" und die Qualität des Werkstückmaterials "S45C" auf der Basis der Arbeitsprogrammtabelle von Fig. 27 eingegeben und im Ansprechen auf die von dem Bildschirm 19 angezeigten Abfragen, wie dies vorstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 16 bis 22 beschrieben worden ist. Da in der ersten Stufe der zweiten Ausführungsform eine Bohrbearbeitung mit der Stufennummer 01 gemäß Fig. 27 durchgeführt wird, erfolgt die Eingabe der Menünummer "02" und "Setzen". Die Wiedergabe des Bildschirms 19 ändert sich und nimmt die in Fig. 28 gezeigte Darstellung ein, wobei die Eingabe des Bohrungsdurchmessers von einem Cursor 19a abgefragt wird. Dementsprechend wird der Bohrungsdurchmesser "2.9" mm durch die Zifferntasten 62 eingegeben und die Eingabetaste 63 wird gedrückt. Als nächstes wird die Eingabe der X-Y-Koordinaten (nicht gezeigt) abgefragt, wobei die X-Koordinate (= 20 mm) und "Setzen" eingegeben werden, sowie anschließend die Y- Koordinate (= 30 mm) und "Setzen" gemäß der Stufennummer 01 in dem Arbeitsprogramm von Fig. 27. Auf diese Weise kann das Arbeitsprogramm mit der Stufennummer 01 in den Arbeitsprogrammspeicher 2b der Fig. 24 eingegeben werden.

Auf die gleiche Weise wie in dem Arbeitsprogramm mit der Stufennummer 01 werden die Arbeitsprogramme mit den Stufennummern 02-05 in der Arbeitsprogrammtabelle von Fig. 27 in den Arbeitsprogrammspeicher 2b eingegeben, um es zu ermöglichen, die erwünschten Arbeitsoperationen zu beginnen.

Ein Flußdiagramm zur Durchführung der Arbeitsprogramme ist in Fig. 29 dargestellt. Wenn das Flußdiagramm der Fig. 29 gestartet wird (START), werden der Bearbeitungsursprungspunkt "X = 100, Y = 100" und die Qualität des Werkstückmaterials "S45C" im Ansprechen auf einen Befehl 101 eingegeben; die Stufennummer N = 0 wird im Ansprechen auf einen Befehl 102 registriert; die Stufennummer N = 0 wird im Ansprechen auf einen Befehl 102 registriert; die Stufennummer N = N + 1 (= 1) wird im Ansprechen auf einen Befehl 103 registriert; des Weiteren werden die Bearbeitungsdaten der Stufennummer N (= 1) in der CPU 4a eingelesen aus dem Arbeitsprogramm­ speicher 2b im Ansprechen auf einen Befehl 104. Es erfolgt ein Test zur Feststellung, ob die Arbeitsweise und der Lochdurchmesser die gleichen sind, wie diejenigen bei der vorstehenden Stufe in einem Sprungbefehl 105. Wenn die Antwort "JA" ist, wird zu einem Befehl 108 gesprungen, sodass die Bearbeitung in einer vorbestimmten Position entsprechend den Schneidbedingungen durchgeführt wird. Wenn die Antwort des Sprungbefehls 105 "NEIN" ist, wird die Operation zu einem Befehl 106 geschoben und ein anderes Werkzeug wird ausgewählt, um auf der Hauptspindel 12 gehaltert zu werden.

Im Ansprechen auf einen Befehl 107 werden die Schneidbedingungen in Verbindung mit der Qualität des Werkstückmaterials "S45C" und des Bearbeitungswerkzeugs "Bohrer", d. h. die Umfangsgeschwindigkeit 12,0 m/min und die Vorschubgeschwindigkeit 0,1 mm/Umdrehung aus der Schneidbedingungstabelle der Fig. 25 des Schneidbedingungs­ speichers 1b gemäß Fig. 24 ausgelesen und in die CPU 4a eingelesen. Als nächstes werden die Arbeitsoperationen in einer vorbestimmten Position (X = 20, Y = 30) entsprechend den vorstehend festgelegten Schneidbedingungen im Ansprechen auf einen Befehl 108 durchgeführt.

Anschließend erfolgt eine Überprüfung, ob das Arbeitsprogramm beendet werden soll oder nicht (Sprungbefehl 109) und wenn die Antwort "NEIN" ist, kehrt die Operation zu dem Befehl 103 zurück, und die Stufennummer N = N + 1 (= 2) wird aus der Arbeitsprogrammtabelle der Fig. 27 im Ansprechen auf den Befehl 104 ausgelesen. Anschließend wird überprüft, ob die Arbeitsweise und der Bohrungsdurchmesser die gleichen sind, wie diejenigen bei der vorstehenden Stufe (Sprungbefehl 105). Die Operation schreitet zu dem Befehl 108 fort, da die Arbeitsweise der Stufennummer N = 2 des Arbeitsprogramms der Fig. 27 der Fall 4 ist, bei dem das Ergebnis der Überprüfung "JA" ist. Die Arbeitsoperationen werden in einer vorbestimmten Position (X = 40, Y = 30) unter den Schneidbedingungen durchgeführt (die Umfangsgeschwindigkeit beträgt 12,0 m/min, die Vorschubgeschwindigkeit 0,1 mm/Umdrehung) und zwar im Ansprechen auf den Befehl 108. Da bei diesem Ausführungsbeispiel Arbeitsoperationen mit der gleichen Arbeitsweise und dem gleichen Bohrungsdurchmesser wie bei der vorstehenden Stufe durchgeführt werden bis die Stufennummer N = 3 erreicht ist, wird die Operation von dem Sprungbefehl 109 zu dem Befehl 103 zurückgeführt. Der Befehl 104, der Sprungbefehl 105 und der Befehl 108 werden abermals durchgeführt. In der Stufennummer N = 4 beträgt der Bohrungsdurchmesser 5,0 mm, d. h. der Bohrungsdurchmesser ist unterschiedlich von demjenigen bei der vorausgehenden Stufennummer 1 und damit ist das Ergebnis des Sprungbefehls 105 "NEIN". Demgemäß wird die Operation zu dem Befehl 106 verschoben, und ein anderes Werkzeug (ein Bohrer mit einem Durchmesser von 5 mm) wird ausgewählt und auf der Hauptspindel 12 befestigt. Anschließend wird die Operation zu dem Befehl 107 verschoben, und die Schneidbedingungen (die Umfangsgeschwindigkeit und der Vorschub) werden in Verbindung mit dem angegebenen Werkstückmaterial und dem ausgewählten Bearbeitungswerkstück im Ansprechen auf den Befehl 107 gelesen.

Die Arbeitsoperationen werden in einer vorbestimmten Position (X = 85, Y = 30) gemäß den Schneidbedingungen im Ansprechen auf den Befehl 108 durchgeführt, und es erfolgt anschließend eine Überprüfung, ob das Programm enden soll (Sprungbefehl 109). Da das Ergebnis der Überprüfung "NEIN" ist, kehrt die Operation zurück zu dem Befehl 103 und die Befehle 103 und 104 werden durchgeführt. Gemäß dem Arbeitsprogramm der Fig. 27 ist eine fünfte Stufennummer (N =) 05 ein Gewindebohrvorgang, sodass das Ergebnis des Sprungbefehls 105 "NEIN" ist. Die Operation wird dann zu dem Befehl 106 verschoben und ein anderes Werkzeug (Punktgewindebohrer 2) wird ausgewählt, um auf der Hauptspindel 12 gehaltert zu werden. Des Weiteren werden die Schneidbedingungen (die Umfangsgeschwindigkeit und der Vorschub) entsprechend der gegebenen Qualität des Werkstückmaterials und des ausgewählten Bearbeitungswerkzeugs im Ansprechen auf den Befehl 107 gelesen, und die Bearbeitungsoperationen werden an einer vorbestimmten Position (X = 85, Y = 30) gemäß den Schneidbedingungen im Ansprechen auf einen Befehl 108 durchgeführt. Auf diese Weise endet das Arbeitsprogramm. Demgemäß wird bezüglich des Sprungbefehls 109 das Ergebnis der Überprüfung "JA", und das Programm wird somit beendet (END).

Gemäß der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform kann ein Programmierer aufeinanderfolgend die Endbearbeitungsoperationen und die zugehörigen Dimensionen der Bearbeitungsoperation, welche in der Konstruktionszeichnung aufgeführt sind, in den Arbeitsprogrammspeicher 2b im Ansprechen auf die auf dem Bildschirm angezeigten Abfragen eingeben. Es ist ein ganz erheblicher Vorteil, dass die Programmierung der Maschinenbenutzung auf diese Weise vereinfacht ist. Darüber hinaus ist es möglich, die Schneidbedingungen o. ä. für die Arbeitsoperationen getrennt von den Endbearbeitungs­ operationen als Daten in dem Schneidbedingungsspeicher 1b zu speichern. Ferner weist die Maschine auch dahingehend einen Vorteil auf, dass die Daten für jedes Programm geändert werden können und dass sie als ein Teil des Programms speicherbar sind.

Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die Fig. 31 eine dritte Ausführungsform der Erfindung beschrieben.

Fig. 31 zeigt ein Blockdiagramm, in dem die Anordnung einer Werkzeugmaschine gemäß einer dritten Ausführungsform dargestellt ist, die im Wesentlichen derjenigen der ersten Ausführungsform von Fig. 2 entspricht. Man erkennt in der Fig. 31, dass ein RAM 5 vorgesehen ist zur Speicherung von Werkzeuginformation, und Vorbearbeitungsstufeninformation entsprechend den Endbearbeitungsoperationen eines Arbeits­ programms. Ein Speicherabschnitt für Werkzeuginformation entspricht einer Werkzeugdaten-Speichereinrichtung 1c zur Speicherung der Art und Form von jedem Werkzeug. Die in der Vorbearbeitungsstufen-Speichereinrichtung 3 gespeicherte Vorbearbeitungsstufeninformation entsprechend den Endbe­ arbeitungsoperationen unterstützt die Werkzeuginformation, und die Art der Vorbearbeitungsoperationen werden gemeinsam mit einem bei dieser Stufe zu verwendenden Werkzeug auf der Basis der gespeicherten Inhalte des Arbeitsprogramms gelesen. Die Arbeitsprogramm-Speichereinrichtung 2 ist vorgesehen, um Angaben über die Positionen und Gestalten der Endbearbeitungsoperationen zu geben, in der Reihenfolge der Bearbeitungsstufen. Des Weiteren ist eine CPU 4a vorgesehen, die als Operationsvorrichtung dient, und eine Kathodenstrahlröhre (CRT) 34, welche eine von der CPU 4a gesteuerte Anzeigevorrichtung bildet, aufweist. Die CPU 4a wird entsprechend dem Arbeitsprogramm gesteuert, das in einem ROM 7a gespeichert ist, um die gespeicherten Inhalte der Werkzeuginformationen und der Vorbearbeitungstufen­ informationen entsprechend den Endbearbeitungsoperationen zu lesen und um die Werkzeuge auszusuchen, die in dem Arbeitsprogramm verwendet werden sollen, zwecks Anzeige auf dem CRT 34. Die gespeicherte Werkzeuginformation enthält beispielsweise eine Werkzeugbezeichnung, eine erwünschte Dimension, eine Werkzeuglänge, eine Resteinsatzzeit (in Minuten) für jedes der Werkzeuge mit den Nummern 01 bis 06 (Werkzeugtabelle von Fig. 3), in derselben Weise wie bei der ersten Ausführungsform. Vorzugsweise können etwa 60 Werkzeuge in der Werkzeugtabelle der Fig. 3 registriert werden.

Als erste Art der gespeicherten Inhalte der Vorbearbeitungsstufeninformation werden Werkzeugmuster, notwendig für verschiedene Arten von Bearbeitungsoperationen (der Endbearbeitung) in Form einer Tabelle registriert, wie dies in der Werkzeugmustertabelle von Fig. 5 dargestellt ist, wobei beispielsweise im Falle der Herstellung einer Gewindebohrung mit Fase folgende Angaben registriert sind: "1: Zentrierbohrer", "2: Bohrer", "3: Abfaswerkzeug", und "4: Gewindebohrer".

Des Weiteren wird als zweite Art von gespeicherten Inhalten die Vorbearbeitungsstufeninformation registriert und als Tabelle gespeichert, wobei beispielsweise im Falle des metrischen grobgängigen Schraubengewindes die Durchmesser für die Vorbereitungsbohrungen, bezogen auf den Nominalwert des Gewindes und die Windungsganghöhe bei dem Endbearbeitungs­ schritt, registriert und gespeichert werden. Dies ist in der Tabelle von Fig. 6 dargestellt, wo die Durchmesser für die Bohrer zur Herstellung der Vorbohrungen in Abhängigkeit von den Gewindebohrern dargestellt sind. Es wird beispielsweise eine Vorbohrung mit einem Durchmesser von 5.0 (mm) für eine Gewindebohrung mit einem Nennwert M6 und einer Windungsganghöhe von 1 festgelegt. Die Editierung des Arbeitsprogramms erfolgt in der gleichen Weise wie bei der ersten Ausführungsform.

Zur Anzeige der mit der Maschine eingesetzten Werkzeuge bei einer dritten Ausführungsform wird gemäß der Darstellung des Flußdiagramms von Fig. 10 die Stufe 101 zur Eingabe des Arbeitsprogramms durchgeführt, und anschließend werden die zu verwendenden Werkzeuge gemäß dem Arbeitsprogramm auf dem Bildschirm 19 angezeigt, in Stufe 102 zur Durchführung der Werkzeugzuordnung. Wenn die auf dem Bildschirm 19 angezeigten Werkzeuge ordnungsgemäß in einem Werkzeugmagazin 14 gehaltert sind, kann die Stufe 103, bei der der eigentliche Bearbeitungsvorgang beginnt, durchgeführt werden.

Die Endbearbeitungsoperationen bei dieser dritten Ausführungsform sind die gleichen wie sie am Werkstück in Fig. 14 in Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform gezeigt wurden. Dies bedeutet, dass eine Gewindebohrung mit einem Nominalwert M6 und einer Windungsganghöhe 1 sowie eine mit einer Kopfversenkung versehene Bohrung mit einem Bohrungsdurchmesser von 5 mm und einer Absenkbohrung mit einem Durchmesser von 8,5 mm, in einem Werkstück an den dargestellten Positionen erzeugt werden.

Es werden daher gemäß dem Arbeitsprogramm der dritten Ausführungsform, wie es in der Arbeitsprogrammtabelle von Fig. 15 dargestellt ist, die Gewindebohrungs­ bearbeitungsoperationen gemäß den verschiedenen Komponenten durchgeführt, wie sie als Stufennummer 01 angezeigt ist, und die Arbeitsoperationen zur Erzeugung der Versenkbohrung werden entsprechend den verschiedenen, als Stufennummer 02 dargestellten Komponenten durchgeführt.

Als nächstes soll der Betrieb der Werkzeugmaschine der dritten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert werden. Eine Eingabe des Arbeitsprogramms erfolgt auf der Basis der Arbeitsprogrammtabelle von Fig. 15 und im Ansprechen auf die Abfragen auf dem Rechnerbildschirm 19, gemäß den Darstellungen von Fig. 10 bis Fig. 22 in der gleichen Weise wie bei der ersten Ausführungsform.

Als nächstes wird die Stufe bzw. der Schritt 102 von Fig. 10, d. h. "Durchführung der Werkzeugzuordnung" gemäß dem Flußdiagramm von Fig. 32 durchgeführt. Das Flußdiagramm ist im Wesentlichen das gleiche wie das Flußdiagramm der Fig. 11 zur Werkzeugzuordnung bei der ersten Ausführungsform mit der Ausnahme, dass in dem Flußdiagramm der Fig. 32 eine Überprüfung erfolgt, ob das Werkzeugzuordnungsprogramm beendet ist (Sprungbefehl 207). Wenn diese Frage mit "JA" beantwortet wird, erfolgt eine Anzeige von Daten, und zwar nebeneinander, in dem Bereich für benutzte Werkzeuge im Ansprechen auf einen Befehl 208, und das Programm wird beendet.

Wenn auf diese Weise eine Tasteneingabefunktion ausgewählt wird, indem man die Eingabetaste 67 von Fig. 9 drückt, nachdem die Durchführung der Werkzeugzuordnung vervollständigt worden ist, werden die in dem Werkzeugmagazin 14 gehalterten Werkzeuge auf dem Anzeigeschirm 19 angezeigt. Das Programm mit der Nummer "1000", das als nächstes betrieben werden soll, wird durch Zifferntasten 62 eingegeben, sodass die für das Programm (1000) notwendigen Werkzeuge aufeinanderfolgend in einem Instruktionsdaten­ anzeigebereich im unteren Bereich des Anzeigeschirms 19 in der Reihenfolge ihrer Benutzung gemäß Fig. 33 angezeigt werden.

Der Maschinenbenutzer kann daher mit der gewünschten Bearbeitung beginnen, indem er die verwendeten Werkzeuge in dem Werkzeugmagazin 14 gemäß Fig. 7 und 8 an geeigneten Stellen mit Magazinnummern 1-10 befestigt, gemäß der Reihenfolge, wie sie auf dem Bildschirm 19 angezeigt wurde.

Das Ingangsetzen der Durchführung des Arbeitsprogramms (START) erfolgt auf der Basis des Flußdiagramms von Fig. 12 in der gleichen Weise wie bei der ersten Ausführungsform.

Im Folgenden soll unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm der Fig. 34 als Ausführungsbeispiel die Herstellung von einer Gewindebohrung beschrieben werden. Das Flußdiagramm der Fig. 34 ist im Wesentlichen das gleiche wie das der Fig. 13 der ersten Ausführungsform. Die Befehle 401c bis 403c in Fig. 34 sind die gleichen wie die Befehle 401 bis 403 von Fig. 13, wobei jedoch gemäß dem Flußdiagramm der Fig. 34 im Ansprechen auf einen Befehl 404c ein Zentrierbohrer mit der Werkzeugnummer 02 und einem Spitzendurchmesser, der kleiner ist als der Durchmesser (5.0 mm), der Vorbereitungsbohrung für den Gewindeschneidvorgang aus der Werkzeugtabelle der Fig. 3 ausgewählt wird. Die Halterungsposition des Zentrierbohrers in dem Magazin ist aus dem Bereich, in dem die verwendeten Werkzeuge angezeigt sind, ersichtlich. Des Weiteren erfolgt eine Instruktion über einen Austausch der Werkzeuge. Das Bohren mittels des Zentrierbohrers erfolgt an einer vorbestimmten Position, die auf der Basis des Arbeitsprogramms festgelegt ist im Ansprechen auf einen Befehl 405c. Im Ansprechen auf einen Befehl 406c wird ein Bohrer (mit der Werkzeugnummer 02), der den gleichen Bohrerdurchmesser wie die Bohrung des Vorbereitungslochs (5 mm) aufweist und der aus der Tabelle von Fig. 6 erhalten wird und der daneben länger ist als die Tiefe (30 mm) des vorgebohrten Lochs, aus der Werkzeugtabelle von Fig. 3 ausgewählt. Eine Halterungsposition in dem Magazin ergibt sich aus der Anzeige in dem Bereich der verwendeten Werkzeuge, und es erfolgt eine Instruktion zu einem Austausch der Werkzeuge. Die Erstellung der Vorbohrung erfolgt im Ansprechen auf einen Befehl 407c. Im Ansprechen auf einen Befehl 408c wird ein Abfaswerkzeug (mit der Werkzeugnummer 04), das einen Durchmesser aufweist, der größer ist als der der Vorbohrung (5 mm) und einen kleineren Durchmesser hat, der kleiner ist als dieser, sowie einen Abfaswinkel von 90° aufweist, aus der Werkzeugtabelle von Fig. 3 ausgewählt. Eine Halterungsposition in dem Werkzeugmagazin ergibt sich aus dem Bereich der verwendeten Werkzeuge, und es erfolgt eine Instruktion zum Austausch der Werkzeuge. Die Abfasbearbeitungsoperationen werden im Ansprechen auf einen Befehl 409c ausgeführt.

Als nächstes wird im Ansprechen auf einen Befehl 410c ein Gewindebohrer (mit der Werkzeugnummer 03), der eine Länge des mit Nuten versehenen Bereichs aufweist, welche größer ist als die Arbeitstiefe (25 mm) und der die nominelle Bezeichnung M6 trägt, aus der Werkzeugtabelle von Fig. 3 ausgewählt, wobei eine Halterungsposition in dem Werkzeugmagazin 14 aus dem Bereich der verwendeten Werkzeuge erhalten wird, und es erfolgt eine Instruktion zum Austausch der Werkzeuge. Der Gewindeschneidvorgang erfolgt im Ansprechen auf einen Befehl 411c. Im Ansprechen auf einen Befehl 412c wird die Hauptspindel in eine Lage gebracht, welche der Rückführungshöhe (45 mm) entspricht, und angehalten. Auf diese Weise wird das Programm für die Durchführung der Bearbeitungsoperationen zur Herstellung einer Gewindebohrung, das als erste Stufe des Arbeitsprogramms eingegeben war, beendet (END). Die Bearbeitungsoperationen zur Herstellung der Versenkbohrung entsprechend der zweiten Stufe lassen sich in ähnlicher Weise wie die vorstehend beschriebenen Arbeitsoperationen zur Herstellung der Gewindebohrung durchführen.

Gemäß der vorstehend erläuterten dritten Ausführungsform der Erfindung lässt sich das Programmieren der Maschine durch deren Benutzer erheblich vereinfachen, da der Maschinenbenutzer das Editieren des Arbeitsprogramms durch aufeinanderfolgende Eingabe der Endbearbeitungsstufe und der zugeordneten Dimensionen, welche in der Konstruktions­ zeichnung dargestellt sind, im Ansprechen auf die Abfragen auf dem Anzeigeschirm 19 durchführen kann. Da numerisch gesteuerte Sprachen (NC-Sprachen) nicht notwendig sind, um die Endbearbeitungsstufe usw. einzugeben, lässt sich die Programmierung auch viel einfacher durchführen. Es ist möglich, getrennt die Reihenfolge der Werkzeuge, die Auswahl der Werkzeuge usw. für die Bearbeitungsoperationen als Daten in die Werkzeuginformations-Speichervorrichtungen und die Vorbearbeitungsstufen-Speichervorrichtungen der Maschine einzugeben.

Daneben ist es besonders einfach, die Werkzeuge in dem Werkzeugmagazin 14 zu haltern, da die für jede Stufe notwendigen Werkzeuge mit der Stufennummer, in denen sie verwendet werden, und der Reihenfolge ihrer Verwendung angezeigt werden.

Vorstehend war das dritte Ausführungsbeispiel anhand von Bearbeitungsoperationen zur Herstellung von Gewindebohrungen beschrieben worden. Es ist jedoch auch im Falle von Zentrierbohrarbeiten, von Bohrarbeiten, von Versenkbohr­ gewindeschneidarbeiten, von Oberflächenfräsarbeiten, von Nachräumarbeiten, von Versenklochausräumarbeiten usw. möglich, die Arbeits- bzw. Bearbeitungsoperationen mittels der Maschine, gemäß der vorliegenden Erfindung in der gleichen Weise wie vorstehend anhand der Bearbeitungsoperationen für die Herstellung einer Gewindebohrung durchzuführen, indem man in einfacher Weise ein Arbeitsprogramm eingibt und Bilder der für jede Bearbeitungsoperation notwendigen Werkzeuge anzeigt.

Als nächstes wird bezugnehmend auf die Zeichnungen die Anordnung einer vierten Ausführungsform der Erfindung beschrieben.

Fig. 35 zeigt ein Blockdiagramm von einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine. Eine CPU 4a wirkt als Operationsvorrichtung, und ein Speicher 3d für die Tiefe der Vorbereitungsbohrungen speichert die Anzahl der Gewindegänge bei dem Gewindeschneiden und ein Vielfaches von dem Durchmesser eines Nachschneidewerkzeugs, das bei der Nachschneidebearbeitung verwendet wird und entspricht einer Einstellvorrichtung zur Einstellung einer Differenz in der Bearbeitungstiefe zwischen einer ersten Bearbeitungsoperation und einer zweiten Bearbeitungsoperation. Eine Tastatur 4e enthält eine Eingabeeinheit, und ein ROM 4d ist vorgesehen, um Instruktionen zur Steuerung der CPU 4a zu speichern, um zu erreichen, dass diese verschiedene Operationen durchführt, beispielsweise die Bestimmung der Bearbeitungstiefe. Ein Arbeitsprogrammspeicher 2d speichert ein Arbeitsprogramm, das gemäß der Art und Gestalt der Endbearbeitung entsprechend einer Konstruktionszeichnung editiert ist. Ein Arbeitsmusterspeicher 3e speichert ein Arbeitsmuster für eine Vorbearbeitungsstufe entsprechend der Vorbearbeitungsstufe, während ein Speicher 7d für die Vorbohrung den Kerndurchmesser für die Erzeugung von Gewindebohrungen speichert, der als zweite Art von Information für die Vorbearbeitungsstufe registriert ist, wobei des Weiteren ein Bearbeitungsparameterspeicher 3f einen Bohrlochausräumer- bzw. -nachräumerhalterungsrand speichert, der als dritte Art der Information der Vorbearbeitungsstufe registriert ist. Es ist des Weiteren ein Werkzeuginformationsspeicher 1e vorgesehen, der dazu dient, Informationen bezüglich der für die Bearbeitungsoperation verwendeten Werkzeuge zu speichern. Die CPU 4a ist mit einem ROM 4f verbunden, welcher Kontrollinformationen speichert, die sich auf die Zahl der Umdrehungen der Hauptspindel, den Kopfvorschub, X-Y- Vorschübe, den Werkzeugaustausch usw. beziehen.

Die Anzahl der Gewindegänge der Gewindebohrung und das Vielfache des Durchmessers des Nachräumers bzw. Freischneidbohrers, welche gespeicherte Inhalte des Arbeitsprogrammspeichers 2d sind, werden nach Wunsch von einem Arbeiter eingestellt. So wird beispielsweise im Falle der Herstellung von Gewindebohrungen mit dem Nominalwert M6 die Anzahl der Gewindegänge auf 3 bis 5 festgesetzt, während beispielsweise im Falle einer Freischneid- oder Nachräumbearbeitung das Vielfache des Durchmessers auf 1 bis 2 gesetzt ist.

Das Editieren des Arbeitsprogramms in den Arbeitsprogramm­ speicher 2d erfolgt durch Betätigung einer Tastatur 2e, wie dies in Fig. 35 gezeigt ist, um Zeichnungsdaten, wie beispielsweise Werkzeugdurchmesser (Lochdurchmesser o. ä.) einzugeben, um die Reihenfolge der Bearbeitung auszuwählen, um Werkzeugmuster auszuwechseln, um Werkzeuge zuzuordnen und zu wechseln, um Schneidbedingungen abzuwandeln, um benutzte und freie Bereiche eines Programmspeichers anzuzeigen, zu löschen und auszurichten und um bezüglich einer externen Programmspeichervorrichtung usw. einzugeben und auszugeben.

Die gespeicherten Inhalte des Werkzeuginformationsspeichers 1e enthalten beispielsweise eine Werkzeugbezeichnung, die benötigten Dimensionen, eine Werkzeuglänge, eine Restbenutzungszeit (in Minuten) für jede der Werkzeugnummern 01 bis 07, wie dies in der Werkzeugtabelle von Fig. 36 dargestellt ist. Es können derartige Angaben für 60 Werkzeuge in dem Werkzeuginformationsspeicher 1e registriert werden. Als Werkzeuge, deren Dimensionen zur Zeit der Registrierung von Interesse sind, seien Bohrer, Zentrierbohrer, Abfaswerkzeuge, Gewindebohrer, Versenkbohrer usw. genannt, wie sie in Werkzeugtabelle 36 aufgeführt sind, wobei für die jeweiligen Werkzeuge folgende Parameter von Interesse sind: Spitzenwinkel α, Bohrerdurchmesser ∅D, Länge des Bohrers im Bereich der Nuten l im Falle eines Bohrers; kleiner Durchmesser ∅d und Länge desselben l₁ im Falle eines Versenkbohrers; Mittelwinkel Θ zusätzlich zu den benötigten Dimensionen, wie vorstehend beschrieben, im Fall eines Zentrierbohrers. Bezüglich eines Gewindebohrers interessieren die Abfaslänge L, der Durchmesser, die nominelle Bezeichnung, die Windungsganghöhe, die Anzahl der Gewindegänge, die Länge in dem mit Nuten versehenen Bereich und die Drehrichtung der Gewindegänge. Für ein Abfaswerkzeug kommen in Frage: der kleine Durchmesser ∅d, Mittelwinkel Θ, sowie Gesamtdurchmesser ∅D. Für einen Nachräumer kommen in Frage die Länge des Abfasbereichs L, Durchmesser ∅D, Länge in dem mit Nuten versehenen Bereich l usw. Die vorstehend erwähnten Parameter können jeweils benötigt sein, um zum Zeitpunkt der Werkzeugregistrierung aufgenommen zu werden. Die Festlegung dieser Dimensionen ergeben sich aus den Fig. 4a bis 4f für die entsprechenden Werkzeuge, d. h. für einen Zentrierbohrer, einen Bohrer, Gewindeschneider, ein Abfaswerkzeug, einen Versenkbohrer und einen Nachräumer.

Die gespeicherten Inhalte des Arbeitsmusterspeichers 3e enthalten eine erste Art von Information in Verbindung mit der Vorbearbeitungsstufe. Wie dies in der Werkzeugmuster­ tabelle von Fig. 5 dargestellt ist, werden sowohl für die Fälle, bei denen ein "Abfasen benötigt" wird und bei denen ein "Abfasen nicht benötigt" wird, die für verschiedene Arten von Bearbeitungsoperationen (Endbearbeitung) notwendigen Werkzeugmuster registriert, wie beispielsweise für die Erstellung von Zentrierbohrungen, für die Durchführung normaler Bohrvorgänge, für die Herstellung von Gewindebohrungen, für die Herstellung von Bohrungen mit einem versenkten Kopfbereich, für ein Nachschneiden bzw. Nachräumen sowie selbiges im Falle von Versenkbohrungen. Die gespeicherten Inhalte des Speichers 7d für die Vorbohrungen bei der Erstellung von Gewindebohrungen enthalten eine zweite Art von Information im Zusammenhang mit den Vorbearbeitungsoperationen, beispielsweise bei der Herstellung eines grobgängigen Schraubengewindes. Bohrerdurchmesser für die Herstellung der Vorbohrungen sind gemäß den Nominalwerten gespeichert, und die Windungsganghöhe in der Endbearbeitungsstufe kann in einer Tabelle gespeichert sein, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist, in der die Bohrerdurchmesser für die Vorbohrung zur Herstellung einer Gewindebohrung eingetragen sind.

Die gespeicherten Inhalte eines Arbeitsparameterspeichers 3f enthalten den Nachräumerhalterungsrand und andere Informationen, die für die Bearbeitungsstufen notwendig sind, wobei der Nachräumerhalterungsrand in gewünschter Weise von einem Arbeiter eingestellt wird, beispielsweise innerhalb eines Bereichs von 0,05 bis 0,5 mm.

Als nächstes wird der Betrieb der vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine näher beschrieben. Zwecks Bearbeitung eines Werkstücks 24d unter Verwendung der Werkzeugmaschine der vierten Ausführungsform erfolgt ein Initiierungsschritt 103 für die Bearbeitung, nach der Stufe 101 für die Eingabe eines Arbeitsprogramms und einer Stufe 102 der Werkzeugzuordnung, wie dies in dem Flußdiagramm der Fig. 10 gezeigt ist.

Die Endbearbeitungsoperationen, die mit dem Werkzeug bei der vierten Ausführungsform durchgeführt werden, sind in Fig. 37 gezeigt. Die Herstellung einer Gewindebohrung mit dem Nominalwert M6 und der Windungsganghöhe 1 sowie die Herstellung einer Freischneidebohrung mit einem Lochdurchmesser von 6 mm, werden an einem Werkstück 24d an den dargestellten Positionen durchgeführt. Das Arbeitsprogramm der vierten Ausführungsform verläuft derart, wie dies in der Arbeitsprogrammtabelle der Fig. 38 dargestellt ist, wobei in einer Stufennummer 01 die Herstellung einer Gewindebohrung entsprechend den dargestellten Komponenten und in der Stufennummer 02 die Herstellung einer Freischneidebohrung entsprechend den dargestellten Komponenten durchgeführt werden.

Die Eingabe des Arbeitsprogramms von Fig. 38 erfolgt in der gleichen Weise, wie dies vorstehend anhand der Fig. 16 bis 22 dargestellt worden ist, über den Bildschirm 19 des Rechners. Dies bedeutet, dass ein Arbeitsprogramm zur Herstellung von Gewindebohrungen in der ersten Stufe eingegeben werden kann, im Ansprechen auf die Abfragen auf dem Bildschirm 19, indem man nacheinander die Menünummer "1", die Programmnummer "1000", die Koordinaten für den Beginn des Bearbeitungsvorgangs "X = 100, Y = 100", die Werkstückanzahl "1", die Qualität des Werkstückmaterials "S45C", die Stufennummer "01", die bearbeitungsweise "Herstellung einer Gewindebohrung", die Art des Gewindes "metrisches, grobgängiges Schraubengewinde", den Nominalwert des Gewindes "M6", die Windungsganghöhe "1", die erwünschte Fase "Fasenbildung erwünscht", das Ende in Richtung der Z-Achse "Blindbohrung", die Bearbeitungstiefe "20" mm, die Werkstückhöhe "80" mm, die Rückführungshöhe "85" mm, und die X-Y-Koordinaten "X = 20" und "Y = 20" eingibt.

In derselben Weise wie bei der ersten Stufe werden im Fall der zweiten Stufe die Stufennummer "02", die Bearbeitungsweise "Freischneidbohren", der Lochdurchmesser "6" mm, die Instruktion für das Herstellen einer Fase "Abfasen nicht benötigt", das Ende in Richtung der Z-Achse "Blindbohrung", die Tiefe der Bearbeitung "30" mm, die Werkstückhöhe "80" mm, die Rückführungshöhe "85" mm und die X-Y-Koordinaten "X = 60" mm und "Y = 35" mm gemäß dem Arbeitsprogramm der Tabelle Fig. 38 eingegeben. Auf diese Weise kommt das Arbeitsprogramm zu seinem Ende (END).

Als nächstes wird die Stufe 102 "Durchführung der Werkzeugzuordnung", wie in Fig. 10 dargestellt, durchgeführt. Fig. 39 zeigt ein Flußdiagramm zur Durchführung der Stufe 102, das im Wesentlichen das gleiche ist, wie das der Fig. 11, welches sich auf die erste Ausführungsform bezieht.

Gemäß dem Flußdiagramm der Fig. 39 wird überprüft, ob das Werkzeuganordnungsprogramm beendet ist (Sprungbefehl 207d) und wenn die Antwort "NEIN" ist, kehrt die Operation zu einem Befehl 203d zurück. Die Befehle 203d bis 206d werden noch einmal durchgeführt, d. h. im Falle des Freischneidbohrens (ohne Abfasung) der zweiten Bearbeitungsstufe in der vierten Ausführungsform: "1: Zentrierbohrer" und "2: Freischneide­ bohrer" werden aus der Werkzeugmustertabelle der Fig. 5 als Vorbearbeitungsdaten ausgelesen, wobei die Daten des Freischneiderhalterungsrandes 8 von dem Arbeitsparameter­ speicher 3f gewonnen werden, Werkzeuge mit einem zutreffenden Werkzeugnamen von der Werkzeugtabelle der Fig. 3 ausgewählt werden und die gemäß der Art der Arbeitsoperationen von einem Bearbeitungsprogrammgebiet festgelegten Werkzeuge in einem Bereich für die verwendeten Werkzeuge als die Werkzeuginformation eingeschrieben wird, wobei die Werkzeugnummern verwendet werden. Anschließend wird überprüft, ob das Programm beendet werden soll (Sprungbefehl 207d) und wenn die Antwort "JA" ist, werden die Daten, welche dem Gebiet "Verwendete Werkzeuge" entsprechen, und die Halterungspositionen in einem Magazin 14 auf dem Bildschirm 19 im Ansprechen auf einen Befehl 208d angezeigt. Das Werkzeugzuordnungsprogramm ist dann beendet (END).

Nach Durchführung des Werkzeugzuordnungsprogramms werden die Werkzeuge, welche für die Durchführung des Arbeitsprogramms notwendig sind, mit den Magazinnummern 1 bis 10 angezeigt, sodass die ordnungsgemäße Halterungsposition in dem Magazin 14 ersicht 11487 00070 552 001000280000000200012000285911137600040 0002003533765 00004 11368lich ist, wobei die Anzeige in einem Instruktionsdatenanzeigebereich im unteren Bereich des Bildschirms 19 erfolgt, in der Reihenfolge der Verwendung, wie dies in Fig. 40 gezeigt ist. Falls ein Programmanzeigebereich in einem oberen Bereich des Bildschirms 19 frei ist, wie dies in Fig. 40 gezeigt ist, versteht die Bedienungsperson, dass sie die zu verwendenden Werkzeuge im Magazin 14 gemäß den in dem Instruktionsdatenanzeigebereich angegebenen Magazinnummern in dem Werkzeugmagazin 14 haltern soll. Gleichzeitig erfolgt eine Eingabe der Magazinnummer für jedes Werkzeug über die Zifferntasten 62 und die Eingabetaste 63. Dies bedeutet, dass "1" und "Setzen", "2" und "Setzen", "3" und "Setzen". . . aufeinanderfolgend eingegeben werden, sodass die Werkzeughalterungspositionen in einem Magazinhalterungs­ positionenspeicher abgespeichert werden. Vor jeder Eingabe wird der Cursor 19a auf die Magazinnummer eingestellt, was mittels der Verschiebetaste 64 erfolgt, die eine Nach-Oben- oder Nach-Unten-Bewegung bewirkt.

Falls Werkzeuge, die in einem vorausgehenden Arbeitsprogramm angezeigt worden waren, angezeigt werden, erfolgt eine teilweise Abwandlung, um es zu ermöglichen, die vorstehend benutzten Werkzeuge zu verwenden. Um das Werkzeug zum Zwecke der Abwandlung auszuwechseln, wird eine neue Werkzeugnummer in die Magazinnummer entsprechend dem alten Werkzeug eingegeben. Falls ein altes Werkzeug nunmehr zum Zwecke der Abwandlung demontiert wird, wird der Cursor 19a auf die Magazinnummer, welche dem alten Werkzeug entspricht, eingestellt, und die Löschtaste 65 wird gedrückt. Die Werkzeughalterungsposition, welche der Magazinnummer entspricht, wird in dem Magazin 14 frei. In diesem Fall wird die Einfügetaste 66 außer Acht gelassen. Wenn die Stufe 102 für die Durchführung der Werkzeugzuordnung in der vorstehend beschriebenen Weise beendet ist, kann die Initiierungsstufe 103 zu dem Bearbeitungsvorgang durchgeführt werden.

Die Initiierung der Durchführung des Arbeitsprogrammes erfolgt auf der Basis des Flußdiagramms von Fig. 12 in derselben Weise, wie dies bezüglich der ersten Ausführungsform beschrieben war.

Im Folgenden soll zusätzlich ein Beispiel für die Herstellung einer Gewindebohrung unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm der Fig. 41 beschrieben werden. Das Flußdiagramm der Fig. 41 ist im Wesentlichen das gleiche wie das der Fig. 13 bei der ersten Ausführungsform. Dies bedeutet, dass die Befehle 401d bis 403d in Fig. 41 die gleichen sind, wie die Befehle 401 bis 403. Im Ansprechen auf einen Befehl 404d wird bestimmt, dass die Werkzeugnummer eines Zentrierbohrers, dessen Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser des Bohrers für die Vorbereitungsbohrung zur Herstellung der Gewindebohrung (5,0 mm) "03" beträgt, was mittels der Werkzeugtabelle von Fig. 36 erfolgt, welche die Werkzeuginformation wiedergibt. Der Zentrierbohrer wird ausgewählt, und es erfolgt die Order für einen Werkzeugaustausch. Im Ansprechen auf einen Befehl 406d wird die Zentrierbohrung an einer vorbestimmten Position, die entsprechend dem Vorbearbeitungsprogramm festgelegt ist, durchgeführt. Ein Bohrer (mit der Werkzeugnummer "02"), dessen Durchmesser entsprechend der Tabelle von Fig. 6 dem Durchmesser für die Vorbohrung (5 mm) entspricht, und der länger ist als die Tiefe der zu erstellenden Vorbohrung (30 mm), wird aus der Werkzeugtabelle von Fig. 36 ausgewählt, und es erfolgt die Order zum Werkzeugwechsel. Auf einen Befehl 407d wird die Tiefe für die Vorbohrung durch folgende Beziehung (1) erhalten, wobei anschließend die Vorbohrung mit der so erhaltenen Tiefe durchgeführt wird.

(Bearbeitungstiefe für den Gewindeschneidvorgang) + (Zahl der Gewindegänge längs der Tiefe der Vorbohrung für die zu erstellende Gewindebohrung) × (Windungsganghöhe) (1)

Im Ansprechen auf einen Befehl 408d wird ein Abfaswerkzeug (mit der Werkzeugnummer 04), das einen ersten Durchmesser aufweist, der größer ist als derjenige der Vorbohrung (5 mm) und das einen zweiten Durchmesser hat, der kleiner ist als derselbe (5 mm) sowie einen Fasenwinkel von 90° aufweist, aus der Werkzeugtabelle der Fig. 36 ausgewählt, und es erfolgt die Instruktion zu einem Werkzeugwechsel.

Das Abfasen erfolgt im Ansprechen auf einen Befehl 409d.

Als nächstes wird im Ansprechen auf einen Befehl 410d ein Gewindebohrer (mit einer Werkzeugnummer 05), dessen Länge in dem mit Nuten versehenen Bereich größer ist als die Arbeitstiefe (25 mm), der die Nominalbezeichnung M6 trägt, aus der Werkzeugtabelle der Fig. 36 ausgewählt, und es erfolgt die Instruktion zu einem Werkzeugwechsel.

Die Gewindeschneidoperationen werden im Ansprechen auf einen Befehl 411d durchgeführt und im Ansprechen auf einen Befehl 412d wird die Hauptspindel 12 in eine Lage gebracht, welche der Rückführungshöhe (45 mm) entspricht und dann angehalten. Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, dass die Durchführung der Gewindeschneidoperationen, die als erste Stufe (erste Bearbeitungsstufe) des Arbeitsprogramms eingegeben wurden, hiermit enden (END). Die Durchführung der Freischneidbearbeitung, die als zweite Stufe des Arbeitsprogramms eingegeben wurde, erfolgt in der gleichen Weise, wie die vorstehend beschriebenen Arbeitsoperationen zur Erstellung einer Gewindebohrung gemäß dem Flußdiagramm der Fig. 42.

Auf diese Weise ist bei der vierten Ausführungsform das Programmieren durch den Maschinenbenutzer ebenfalls erheblich vereinfacht, da die Editierung des Arbeitsprogramms von dem Maschinenbenutzer durchgeführt werden kann, indem dieser aufeinanderfolgend die Endbearbeitungsstufe und die zugehörigen Dimensionen im Ansprechen auf die Abfragen des Bildschirms 19 eingibt. Daneben bedarf es keiner NC-Sprache zur Eingabe der Endbearbeitungsstufe usw., was ebenfalls dazu beiträgt, das Programmieren zu erleichtern.

Die Reihenfolge und Auswahl der Werkzeuge für die Bearbeitungsoperationen können als Daten eingegeben werden, in den Werkzeuginformationsspeicher, den Werkzeugmuster­ speicher zur Speicherung der Vorbearbeitungsstufe, den Speicher für die Vorbohrungen bei der Herstellung von Gewindebohrungen und den Arbeitsparameterspeicher der Maschine, und zwar separat von der Endbearbeitungsstufe und den zugehörigen Dimensionen. Des Weiteren wird bei der vorliegenden Erfindung im Falle von Bearbeitungsoperationen zur Herstellung von Gewindebohrungen die Anzahl der Gewindegänge in den Speicher für die Lochtiefe der Vorbohrung eingegeben, so dass die Tiefe für die Vorbohrung automatisch in Abhängigkeit von der Anzahl der Gewindegänge variiert wird. Dies bedeutet, dass ein Gewindebohrer mit großer Windungsganghöhe einen großen Durchmesser hat und dass die Vorbohrung um einen Betrag tiefer gemacht wird, welcher einem Produkt aus der Anzahl der Gewindegänge und der Windungsganghöhe entspricht. Dieses wirkt sich insofern vorteilhaft aus, als es für den Arbeiter nun nicht mehr notwendig ist, die Tiefe für die Vorbohrung in dem Arbeitsprogramm in Abhängigkeit von der unterschiedlichen Windungsganghöhe des Gewindebohrers zu ändern. Des Weiteren wird im Falle eines Freischneidens aufgrund des Umstands, dass ein Vielfaches des Freiräumwerkzeugdurchmessers in dem Speicher für die Vorbohrungen eingegeben ist, die Tiefe für die Vorbohrung automatisch entsprechend dem Durchmesser des Freischneidwerkzeugs geändert. Aus diesem Grunde ergeben sich in der gleichen Weise wie bei den Bearbeitungsoperationen für das Erstellen von Gewindebohrungen Vorteile, welche darauf beruhen, dass es nicht mehr notwendig ist, die Tiefe für die Vorbohrung entsprechend einer Differenz im Durchmesser des Freischneidwerkzeugs bei der Herstellung eines Arbeitsprogramms einzugeben.

Vorstehend waren als Beispiele lediglich Bearbeitungs­ operationen zur Herstellung von Gewindebohrungen und Freischneidbearbeitungsoperationen unter Bezugnahme auf die vierte Ausführungsform beschrieben worden. In weiteren Fällen, bei denen Arbeitsoperationen durchgeführt werden, welche es notwendig machen, zunächst als erste Bearbeitungsoperationen Vorbohrungen herzustellen und anschließend als zweite Bearbeitungsoperationen beispielsweise abgesenkte Gewindebohrungen herzustellen oder Freischneide- oder Nachschneidearbeiten in abgesenkten Bohrungen herzustellen usw., lassen sich die ersten und die zweiten Bearbeitungsoperationen einfach durchführen, indem man jedes Arbeitsprogramm in die Werkzeugmaschine eingibt, in der gleichen Weise, wie dies vorstehend im Zusammenhang mit der Erstellung von Gewindebohrungen und mit den beschriebenen Nachschneide- oder Nachräumarbeiten erläutert worden ist.

Bei der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine lassen sich, wie bereits oben erwähnt wurde, Vorbearbeitungsoperationen entsprechend den Endbearbeitungsoperationen dadurch festlegen, dass man lediglich die Art und die Endgestalt des Werkstücks gemäß einer Konstruktionszeichnung eingibt. Dies führt zu dem bemerkenswerten Vorteil, dass die Aufstellung eines Arbeitsprogramms sehr einfach wird. Darüber hinaus ermöglicht die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine die Speicherung der Schneidbedingungen in entsprechenden Speichervorrichtungen für jede Art von Bearbeitungs­ operationen, für jede Qualität eines Werkstückmaterials, was den weiteren Vorteil mit sich bringt, dass die Schneidbedingungen in einfacher Weise vorab speicherbar sind. Daneben ist es möglich, das Arbeitsprogramm in einer anderen Speichervorrichtung und separat von den Schneidbedingungen abzuspeichern, so dass es nicht mehr notwendig ist, die Schneidbedingungen für jede Stufe des Arbeitsprogramms einzugeben. Das Programmieren ist daher einfach möglich.

In der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine ist es schließlich möglich, die in einem Arbeitsprogramm zu verwendenden Werkzeuge automatisch auszuwählen und die ausgewählten Werkzeuge zur Anzeige zu bringen, wozu man lediglich die Position und die Gestalt in das Arbeitsprogramm eingibt, was insofern eine besonders vorteilhafte Lösung darstellt, da die Werkzeuge einfach in dem Werkzeugmagazin 14 gehaltert werden können. Die Programmierung des Bearbeitungsvorgangs wird hierdurch vereinfacht, da sie durchgeführt werden kann, ohne dass irgendwelche Halterungspositionen für das Werkzeug in Betracht gezogen werden müssen.

Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine ist auch insofern bemerkenswert, als es bei ihr nicht notwendig ist, die Tiefe für die Vorbohrungen jeweils einzugeben, wenn das Arbeitsprogramm aufgestellt wird, da bei den ersten Bearbeitungsoperationen entsprechend den zweiten Bearbeitungsoperationen die Tiefe für die Vorbohrungen automatisch bestimmt wird.

Claims (10)

1. Numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine, mit einer Mehrzahl von in einem Werkzeugmagazin bereitgehaltenen Werkzeugen, um aufeinanderfolgend an einem Werkstück Bearbeitungsstufen mit jeweils unterschiedlichen Bearbeitungsoperationen durchzuführen, mit
Werkzeuginformations-Speichereinrichtungen (1) zur Speicherung von Informationen für jedes der bereitgehaltenen Werkzeuge,
Arbeitsprogramm-Speichereinrichtungen (2) zur Speicherung eines Arbeitsprogrammes, und
Operationsvorrichtungen (4), welche einen Zugriff zu den Werkzeuginformations-Speichereinrichtungen (1) und den Arbeitsprogramm-Speichereinrichtungen (2) gestatten,
gekennzeichnet durch
eine zusätzliche Speicherung von Arbeitsoperations-Steuerinformationen für jede der aufeinanderfolgenden Bearbeitungsstufen der unterschiedlichen, an einem Werkstück durchzuführenden Bearbeitungsoperationen in den Arbeitsprogramm-Speichereinrichtungen (2),
Vorbearbeitungsstufen-Speichereinrichtungen (3) zur Speicherung einer Vorbearbeitungsstufe für jede der Bearbeitungsstufen der unterschiedlichen Bearbeitungsoperationen, und
Operationsvorrichtungen (4), welche zusätzlich zu dem Zugriff zu den Werkzeuginformations- Speichereinrichtungen (1) und den Arbeitsprogramm- Speichereinrichtungen (2) den Zugriff zu den Vorbearbeitungsstufen-Speichereinrichtungen (3) steuern, um das Arbeitsprogramm durchzuführen, und um dazu die benötigten Vorbereitungsstufen für jede der Bearbeitungsstufen der einzelnen Bearbeitungsoperationen auszuwählen, und um diejenigen Werkzeuge zu bestimmen, damit jede der Bearbeitungsstufen und die jeweils zugehörige Vorbearbeitungsstufe durchgeführt werden können.

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Operationsvorrichtungen (4) eine programmierte CPU (4a) enthalten, und
dass die Arbeitsprogramm-Speichereinrichtungen (2), die Vorbearbeitungsstufen- Speichereinrichtungen (3) und die Werkzeuginformations-Speichereinrichtungen (1) in einem RAM (5) enthalten sind.

3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Anzeigemittel (19), die von der CPU (4a) gesteuert sind, um eine Anzeige von jedem der Werkzeuge zu liefern, die als notwendig für die Durchführung der einzelnen Bearbeitungsstufen und der jeweils zugehörigen Vorbearbeitungsstufe bestimmt wurden.

4. Numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine, mit einer Mehrzahl von in einem Werkzeugmagazin bereitgehaltenen Werkzeugen, um aufeinanderfolgend an einem Werkstück Bearbeitungsstufen mit jeweils unterschiedlichen Bearbeitungsoperationen durchzuführen, mit
Werkzeuginformations-Speichereinrichtungen (1) zur Speicherung von Informationen für jedes der bereitgehaltenen Werkzeuge,
Arbeitsprogramm-Speichereinrichtungen (2) zur Speicherung eines Arbeitsprogramms, und
Operationsvorrichtungen (4), welche einen Zugriff zu den Werkzeuginformations-Speichereinrichtungen (1) und den Arbeitsprogramm-Speichereinrichtungen (2) gestatten,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Werkzeuginformations-Speichereinrichtungen (1) Schneidbedingungsspeicher (1b) zur Speicherung von Schneiddaten umfassen, welche einer Mehrzahl von unterschiedlichen Werkstückmaterialien zugeordnet sind,
die Arbeitsprogramm-Speichereinrichtungen (2) Arbeitsprogrammspeicher (2b) umfassen, um zusätzlich zu dem Arbeitsprogramm noch Bearbeitungssteuerdaten zu speichern, welche jedem der unterschiedlichen Werkstückmaterialien und den für jede Bearbeitungsstufe mit den jeweils zugehörigen Bearbeitungsoperationen benötigten, unterschiedlichen Werkzeugen zugeordnet sind, und
die Operationsvorrichtungen (4) eine Bearbeitungs- Steuervorrichtung (4b) umfassen, um einen selektiven Zugriff zu den Schneidbedingungsspeichern (1b) für die ausgewählten Werkzeuge zu schaffen (Fig. 23, 24).

5. Werkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungs-Steuervorrichtung (4b) einen Rechner (4c) enthält, der mit Eingabemittel (6) verbunden ist, um den Typ des Werkstückmaterials einzugeben, an dem die Bearbeitungsstufen mit den jeweils zugehörigen Bearbeitungsoperationen ausgeführt werden sollen.

6. Numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine, mit einer Mehrzahl von in einem Werkzeugmagazin bereitgehaltenen Werkzeugen, um aufeinanderfolgend an einem Werkstück Bearbeitungsstufen mit jeweils unterschiedlichen Bearbeitungsoperationen durchzuführen, mit
Werkzeuginformations-Speichereinrichtungen (1) zur Speicherung von Informationen für jedes der bereitgehaltenen Werkzeuge,
Arbeitsprogramm-Speichereinrichtungen (2) zur Speicherung eines Arbeitsprogramms, und
Operationsvorrichtungen (4, 4c), welche einen Zugriff zu den Werkzeuginformations- Speichereinrichtungen (1) und den Arbeitsprogramm- Speichereinrichtungen (2) gestatten,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Vorbearbeitungsstufen-Speichereinrichtung (3) vorgesehen ist, in der Vorbearbeitungsoperationen zu den einzelnen Bearbeitungsoperationen und Informationen über die für diese Vorbearbeitungsoperationen benötigten Werkzeuge enthalten sind, und
die Werkzeuginformations-Speichereinrichtung (1) eine Werkzeugdaten-Speichervorrichtung (1c) zur Speicherung von Daten umfaßt, welche den Arten und Formen der im Werkzeugmagazin (14) bereitgehaltenen Werkzeuge entsprechen (Fig. 30, 31).

7. Werkzeugmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Operationsvorrichtungen (4c)
einen Zugriff zu den in der Vorbearbeitungsstufen- Speichereinrichtung (3) abgespeicherten Vorbearbeitungsoperationen ermöglichen, denen jeweils ein spezielles Werkzeug zugeordnet ist und
die Werkzeugmaschine so steuern, dass sie die derart bestimmten Vorbearbeitungsoperationen mit den zugehörigen Werkzeugen durchführt.

8. Numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine, mit einer Mehrzahl von in einem Werkzeugmagazin bereitgehaltenen Werkzeugen, um aufeinanderfolgend an einem Werkstück Bearbeitungsstufen mit jeweils unterschiedlichen Bearbeitungsoperationen durchzu­ führen, mit
Werkzeuginformations-Speichereinrichtungen (1) zur Speicherung von Informationen für jedes der bereitgehaltenen Werkzeuge,
Arbeitsprogramm-Speichereinrichtungen (2) zur Speicherung eines Arbeitsprogramms, und
Operationsvorrichtungen (4), welche einen Zugriff zu den Werkzeuginformations-Speichereinrichtungen (1) und den Arbeitsprogramm-Speichereinrichtungen (2) gestatten,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Arbeitsprogramm-Speichereinrichtungen (2) einen Arbeitsprogrammspeicher (2b) enthalten, in dem neben dem Arbeitsprogramm noch Bearbeitungssteuerinformationen für jede der Bearbeitungsoperationen enthalten sind, wobei die Bearbeitungssteuerinformationen erste Steuerdaten und zweite Steuerdaten enthalten, wobei die ersten Steuerdaten einer ersten Bearbeitungsstufe zugeordnet sind, bei der eine Bohrung in ein ausgewähltes Werkstück eingebracht wird, und wobei die zweiten Steuerdaten einer zweiten Bearbeitungsstufe zugeordnet sind, welche auf die erste Bearbeitungsstufe folgt, um in der mit der ersten Bearbeitungsstufe erzeugten Bohrung durch die zweite Bearbeitungsstufe ein Gewinde zu schneiden oder die Bohrung nachzuschneiden oder nachzuräumen,
Vorrichtungen zur Einstellung einer Differenz in der Tiefe der Bearbeitungen vorhanden sind, welche bei der Bohrung der ersten Bearbeitungsstufe und beim Gewindeschneiden/Nachschneiden oder Nachräumen bei der zweiten Bearbeitungsstufe erhalten werden, und
die Operationsvorrichtungen (4), welche einen Zugriff zu den Arbeitsprogrammspeichern (2d) schaffen, die eingestellte Differenz der Bearbeitungstiefen feststellen, wobei die Operationsvorrichtungen (4) zur Durchführung des Bearbeitungsprogramms die Werkzeugmaschine durch die Bearbeitungssteuerinformationen derart steuern, dass die erste Bearbeitungsstufe so durchgeführt wird, dass die Bohrung mit der ersten Tiefe in dem Werkstück erzeugt wird, und dass die zweite Bearbeitungsstufe so durchgeführt wird, dass die Bohrung derart mit einem Gewinde versehen, nachgeschnitten oder nachgeräumt wird, dass sie die zweite Tiefe erhält, die kleiner ist als die erste Tiefe, und zwar um die eingestellte Differenz.

9. Werkzeugmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
die Einstelleinrichtung Vorrichtungen enthält, um einen Mehrfachwert einzugeben,
die Operationsvorrichtungen Vorrichtungen enthalten, um einen Produktwert aus dem eingegebenen Mehrfachwert und dem Durchmesser des Werkzeugs zur Durchführung der zweiten Bearbeitungsstufe zu erzeugen, und
die Operationsvorrichtungen die Werkzeugmaschine derart steuern, dass die Tiefe der in dem ausgewählten Werkstück während der ersten Bearbeitungsstufe erzeugten Bohrung größer ist als die Tiefe der bei dem Gewindeschneiden/­ Nachschneiden oder Nachräumen während der zweiten Bearbeitungsstufe erzeugten Bohrung, und zwar um den erzeugten Produktwert.

10. Werkzeugmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
die Einstelleinrichtung Vorrichtungen enthält, um die Anzahl der während des Gewindeschneidvorgangs der zweiten Bearbeitungsstufe erzeugten Gewindegänge und die Windungsganghöhe der Gewindegänge einzugeben,
die Operationsvorrichtungen Vorrichtungen enthalten, um einen Produktwert aus der Anzahl und der Windungshöhe der Gewindegänge zu erzeugen, und
die Operationseinrichtungen die Werkzeugmaschine derart steuern, dass die Tiefe der in dem ausgewählten Werkstück während der ersten Bearbeitungsstufe erzeugten Bohrung größer ist als die Tiefe der Bohrung, welche bei Durchführung der zweiten Bearbeitungsstufe durch das Gewindeschneiden/Nachschneiden oder Nachräumen erzielt wird, und zwar um den erzeugten Produktwert.