CN104950820A - 数控装置和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及数控装置和控制方法。数控装置的CPU一边使主轴朝一个方向旋转，一边使主轴头下降，使工具接触工件，藉此，对工件实施钻孔加工。CPU使主轴头从形成在工件上的孔底位置即Z点朝复原点上升。CPU在主轴头从Z点到达复原点为止的期间开始切屑除去动作。切屑除去动作是使主轴逆转的动作。因此，数控装置能利用主轴头到达复原点为止的时间来吸收切屑除去动作所花的全部时间或一部分时间，从而能缩短钻孔循环所需的作业时间。

Description

数控装置和控制方法

技术领域

本发明涉及数控装置和控制方法。

背景技术

数控装置对基于数控程序的钻孔循环或攻丝循环的孔加工进行控制。钻孔循环和攻丝循环是固定循环，能利用一个指令进行多个动作。在孔加工时，工件会产生切屑，该切屑会缠绕于钻头。数控装置在切屑缠绕于钻头的状态下继续进行加工时，可能会导致加工精度的下降或工具破损。在日本实用新案公开1992年5343号公报揭示的切屑除去装置中，在加工完成之后，主轴单元(相当于主轴头)上升而返回到初始位置，然后，为将缠绕于工具的切屑吹起而使工具逆转。

在专利文献1记载的切屑除去装置中，虽能将缠绕于工具的切屑吹起，但增加了使工具逆转的时间，因此，存在作业时间变长的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不用延长固定循环的作业时间就能将缠绕于工具的切屑吹起的数控装置和控制方法。

技术方案1的数控装置包括控制部，该控制部根据由多个指令构成的数控程序进行主轴头的移动控制和主轴的旋转控制，上述主轴头在朝向对工件进行支承的作业台的一个方向和与该一个方向相反的方向即相反方向上往复移动，上述主轴以能旋转的方式支承于上述主轴头，且用于安装工具，上述控制部包括定位移动部、孔加工部、移动部和逆转部，其中，上述定位移动部使上述主轴头以预先确定的快速进给速度移动至根据上述数控程序开始孔加工的位置，上述孔加工部在上述主轴头借助上述定位移动部到达了开始孔加工的位置时，一边使上述主轴朝规定方向旋转，一边使上述主轴头朝上述一个方向移动，使工具接触上述工件来进行孔加工，上述移动部使上述主轴头从利用上述孔加工部进行上述孔加工后的位置朝离开上述工件的复原点在上述相反方向上移动，上述逆转部在上述主轴头借助上述移动部从开始孔加工的位置到达上述复原点为止的期间，开始使上述主轴朝与上述规定方向相反的方向旋转的逆转动作。在孔加工结束后，数控装置执行主轴的逆转动作，因此，能将缠绕于工具的切屑吹起。逆转动作在孔加工结束后主轴头从开始孔加工的位置朝相反方向移动而到达复原点为止的期间开始。因此，数控装置能利用主轴头到达复原点为止的时间来吸收逆转动作所花的全部时间或一部分时间，从而能缩短固定循环所需的作业时间。

技术方案2的数控装置利用上述数控程序将借助上述逆转部开始逆转动作的上述主轴头的位置指定为开始位置信息，上述逆转部在上述开始位置信息所示的开始位置开始逆转动作。数控装置例如能将主轴头朝相反方向移动时工具刚从工件拔出之后的位置指定为开始位置。因此，数控装置能快速开始逆转动作，从而能缩短作业时间。

技术方案3的数控装置包括连续执行部，该连续执行部连续执行利用上述孔加工部进行的孔加工，在借助上述连续执行部连续执行上述孔加工时，利用上述数控程序将上述逆转部执行逆转动作的频度指定为频度信息，上述逆转部根据上述频度信息所示的频度来执行上述逆转动作。数控装置在连续进行孔加工时也能缩短作业时间。数控装置能指定逆转动作的频度，因此，与每次都进行逆转动作时相比，能节约逆转动作所花的耗电量。

技术方案4的数控装置的特征在于，上述逆转动作过程中上述主轴的转速至少比上述孔加工部执行上述孔加工时上述主轴的转速小。逆转动作过程中主轴的转速至少比执行孔加工时主轴的转速小。因此，数控装置能为进行接下来的孔加工而使主轴的旋转方向快速返回到原来的方向，从而能缩短连续的孔加工所花的作业时间。

技术方案5的控制方法是数控装置的控制方法，上述数控装置根据由多个指令构成的数控程序进行主轴头的移动控制和主轴的旋转控制，上述主轴头在朝向对工件进行支承的作业台的一个方向和与该一个方向相反的方向即相反方向上往复移动，上述主轴以能旋转的方式支承于上述主轴头，且用于安装工具，上述控制方法包括定位工序、孔加工工序、移动工序和逆转工序，其中，在上述定位工序中，使上述主轴头以预先确定的快速进给速度移动至根据上述数控程序开始孔加工的位置，在上述孔加工工序中，在上述主轴头借助上述定位工序到达了开始孔加工的位置时，一边使上述主轴朝规定方向旋转，一边使上述主轴头朝上述规定方向移动，使上述工具接触上述工件来进行孔加工，在上述移动工序中，使上述主轴头从利用上述孔加工工序进行上述孔加工后的位置朝离开上述工件的复原点在上述相反方向上移动，在上述逆转工序中，在上述主轴头在上述移动工序中从开始上述孔加工的位置到达上述复原点为止的期间，开始使上述主轴朝与上述规定方向相反的方向旋转的逆转动作。数控装置通过进行上述控制方法，能获得与技术方案1同样的效果。

附图说明

图1是机床1的立体图。

图2是表示机床1和数控装置30的电气结构的框图。

图3是表示钻孔循环工序的图。

图4是表示攻丝循环工序的图。

图5是固定循环控制处理的流程图。

图6是表示图5的后续部分的流程图。

图7是表示图6的后续部分的流程图。

具体实施方式

下面参照附图来说明本发明的实施方式。在以下说明中，使用图中箭头所示的上下、左右、前后。机床1的左右方向、前后方向、上下方向分别是X轴方向、Y轴方向、Z轴方向。图1所示的机床1是使安装于主轴9的工具4高速旋转来对保持于作业台10上的工件3实施切削加工的机械。数控装置30(参照图2)对机床1的动作进行控制。

下面参照图1来说明机床1的结构。机床1包括基台2、立柱5、主轴头7、主轴9、作业台10、工具更换装置20、控制箱6、操作盘(未图示)等。基台2是大致长方体状的金属制基座。立柱5竖立设置于基台2上部的后方。主轴头7设置成能沿着立柱5的前表面在Z轴方向上移动。主轴头7将主轴9以能旋转的方式支承在该主轴头7的内部。主轴9在主轴头7的下部具有安装孔(未图示)。主轴9在该安装孔内安装工具4，并通过主轴马达52(参照图2)的驱动而旋转。主轴马达52设置于主轴头7。主轴头7通过设置于立柱5前表面的Z轴移动机构而在Z轴方向上移动。Z轴移动机构包括一对Z轴直线引导件(未图示)、Z轴滚珠丝杠(未图示)、Z轴马达51(参照图2)。Z轴直线引导件在Z轴方向上延伸，且在Z轴方向上引导主轴头7。Z轴滚珠丝杠配置在一对Z轴直线引导件之间，并借助上侧轴承部(未图示)和下侧轴承部(未图示)设置成能旋转。主轴头7在其背面包括螺母(未图示)。螺母与Z轴滚珠丝杠螺合。Z轴马达51使Z轴滚珠丝杠正向或反向旋转。因此，主轴头7与螺母一起在Z轴方向上移动。数控装置30通过对Z轴马达51的驱动进行控制，将主轴头7控制成能在Z轴方向上移动。作业台10设置于基台2的上部中央，借助X轴马达53(参照图2)、Y轴马达54(参照图2)、导向机构(未图示)等而能在X轴方向和Y轴方向上移动。数控装置30通过对X轴马达53和Y轴马达54各自的驱动进行控制，将作业台10控制成能在X轴方向和Y轴方向上移动。工具更换装置20设置于主轴头7的前侧。工具更换装置20包括圆盘形的工具库21。工具库21在其外周呈辐射状地支承着多个工具(未图示)，将工具更换指令所指示的工具定位于工具更换位置。工具更换指令通过数控程序发出。工具更换位置是工具库21的最下部位置。工具更换装置20将安装于主轴9的工具4与位于工具更换位置的其它工具互换。控制箱6收纳数控装置30。数控装置30对Z轴马达51、X轴马达53、Y轴马达54分别进行控制，通过使保持于作业台10上的工件3与安装于主轴9的工具4相对移动来对工件3实施各种加工。各种加工是包含钻孔加工和攻丝加工在内的孔加工、铣刀加工等侧面加工等。

下面参照图2来说明数控装置30和机床1的电气结构。数控装置30包括CPU31、ROM32、RAM33、非易失性存储装置34、输入输出部35、驱动电路51A～55A等。CPU31综合控制数控装置30。ROM32存储包含主程序、固定循环控制程序等在内的各种程序。主程序执行主处理。主处理逐块读入数控程序，以执行各种动作。固定循环控制程序执行后述的固定循环控制处理(参照图5～图7)。RAM33临时存储各种处理执行过程中的数据。非易失性存储装置34存储数控程序、各种参数等。数控程序由包含各种指令的多个程序块构成，且以程序块为单位对机床1的包含轴移动、工具更换等在内的各种动作进行控制。CPU31将操作者利用输入部24输入的数控程序存储于非易失性存储装置34。驱动电路51A与Z轴马达51及编码器51B连接。驱动电路52A与主轴马达52及编码器52B连接。驱动电路53A与X轴马达53及编码器53B连接。驱动电路54A与Y轴马达54及编码器54B连接。驱动电路55A与驱动工具库21的库马达55及编码器55B连接。驱动电路51A～55A从CPU31接收指令，并分别朝与该指令对应的各马达51～55、驱动工具更换装置20的马达输出驱动电流。驱动电路51A～55A从编码器51B～55B接收反馈信号，进行位置和速度的反馈控制。输入输出部35与输入部24及显示部25分别连接。输入部24由键盘等构成，显示部25具有显示画面，且在显示画面中显示加工状态、数控程序等。

下面参照图3对具有切屑除去动作的钻孔循环的工序内容进行说明。钻孔循环的切屑除去动作是使主轴9与当前的M03(或M04)指令反向地旋转(下称逆转)，将缠绕于工具4A的切屑吹起除去的动作。工具4A是钻孔工具。本实施方式的钻孔循环依次包括工序70～74。工序70是使主轴头7从基准位置朝孔加工位置以快速进给方式移动的工序。基准位置是作为进行固定循环时的基准的位置。孔加工位置是X－Y轴平面上的孔加工位置。工序71是使主轴头7从孔加工位置朝R点以快速进给方式移动的工序。R点是朝Z点开始切削进给的位置。R点最好设定成使例如安装于主轴9的工具4A头端与工件3表面处于大致相同的高度。Z点是形成在工件3上的孔底的位置。工序72是从R点朝Z点以切削进给速度进行移动的工序。工序73是从Z点朝R点以快速进给方式进行移动(上升)的工序。工序74是从R点开始切屑除去动作并以快速进给方式朝复原点移动(上升)的工序。复原点是与开孔位置相同的位置。工序74将R点设为切屑除去动作的开始位置。在图3中，表示工序70、71、73、74的细线箭头表示以快速进给方式进行的移动。表示工序72的粗线箭头表示以切削进给速度进行的移动。作为Z点、R点、复原点各自的Z位置的一例，Z点为360、R点为400，复原点为450。该各数值表示距离作业台10表面的高度，单位为mm。数控装置30反复执行工序70～74的一连串动作，在工件3上加工多个孔。数控装置30在工序74中朝复原点移动的过程中执行切屑除去动作。

下面说明具有切屑除去动作的钻孔循环的指令形式。钻孔循环由G81或G82指示。由数控程序规定的钻孔循环的指令形式的一例如下。

G81 X_Y_Z_R_P_F_U_K_E_ ；

X、Y：孔加工位置

Z：孔底位置

R：R点位置

P：待机时间

F：切削进给速度

U：切屑除去主轴转速

K：反复次数

E：切屑除去实施间隔

X、Y、Z、R、P、F、U、K、E是指令的地址。

X、Y指定距离基准位置的距离。Z指定从R点到孔底为止的距离。R指定从孔加工位置到R点为止的距离。P是在Z点待机的时间(待机时间)，时间单位是秒。切屑除去主轴转速是切屑除去动作时主轴9逆转的转速。反复次数是钻孔循环的反复次数。切屑除去实施间隔是钻孔循环反复时实施切屑除去动作的间隔，相当于实施切屑除去动作的频度。切屑除去主轴转速被设成至少比钻孔加工时主轴9的转速小的值，这会在后面进行说明。

下面参照图4对具有切屑除去动作的攻丝循环工序说明。本实施方式的攻丝循环依次包括工序80～84。攻丝循环的切屑除去动作使主轴9与攻丝动作反向地旋转(下称逆转)，将缠绕于工具4B的切屑吹起除去。工具4B是攻丝工具。攻丝动作是使主轴9以规定转速(在本实施方式中是5000rpm)正转旋转的动作。工序80是使主轴头7从基准位置朝攻丝位置以快速进给方式移动的工序。攻丝位置是X－Y轴平面上的加工位置。工序81是使主轴头7从攻丝位置朝R点以快速进给方式移动的工序。R点和Z点的定义与钻孔循环中的R点和Z点的定义相同。工序82是从R点朝Z点以切削进给速度进行移动的工序。工序83是从Z点朝R点一边以切削进给速度进行逆转一边移动的工序。工序84是从R点开始切屑除去动作并以快速进给方式朝复原点移动的工序。工序84将R点设为切屑除去动作的开始位置。在图4中，表示工序80、81、84的细线箭头表示以快速进给方式进行的移动。表示工序82、83的粗线箭头表示以切削进给速度进行的移动。数控装置30反复执行工序80～84的一连串动作，在工件3上加工多个螺纹孔。数控装置30在工序84中朝复原点移动的过程中执行切屑除去动作。

下面说明具有切屑除去动作的攻丝循环的指令形式。G84是攻丝循环的指令。攻丝循环的指令形式的一例如下所示。

G84 X_Y_Z_R_P_F_S_U_K_E_ ；

各种地址与钻孔循环的指令形式相同。S是主轴转速。

下面参照图3、图4、图5～图6的流程图，对CPU31执行的固定循环控制处理进行说明。本实施方式对例1和例2进行说明。

例1是包含钻孔循环指令的数控程序。

G90 G00 X0 Y0 Z450. M03 S5000 ；

G91 G81 X－10. Y－10. Z－90. R－50. P2. F3000. U2000K6 E2 ；

M30 ；

第一行是使主轴9以5000rpm正转旋转，使作业台10和主轴头7以快速进给方式移动到(x，y，z)＝(0，0，450)的位置的指令。(0，0，450)是基准位置。第二行是具有切屑除去动作的钻孔循环的指令。第三行的M30是数控程序结束的指令。在例1中指定的地址的值如下。

孔加工位置(X，Y)：与基准位置相距(－10，－10，450)的位置

其中，450表示Z的位置，通过第一行程序已经移动到450的位置。

孔底位置(Z)：与孔加工位置相距－90的位置

R点位置(R)＝与Z点相距－50的位置

停留时间(P)＝2秒

切削进给速度(F)＝3000mm/min

切屑除去主轴转速(U)＝2000mm/min

反复次数(K)＝六次

切屑除去实施间隔(E)＝每两个循环

CPU31执行主处理，并执行数控程序。CPU31解释数控程序的第一行，使主轴9以5000rpm正转旋转，并使主轴头7和作业台10以快速进给方式移动到(x，y，z)＝(0，0，450)的基准位置。CPU31解释数控程序的第二行。第二行具有G81。G81是固定循环的指令。CPU31从ROM32中读取固定循环控制程序，执行固定循环控制处理。CPU31将计数器p的值初始化为零(S1)。计数器p对固定循环的执行次数进行计数。计数器p的值存储于RAM33。CPU31在计数器p的值上加1(S2)。CPU31使主轴头7和作业台10以快速进给方式从(0，0，450)的基准位置朝(－10，－10，450)即孔加工位置开始移动(S3，参照图3的工序70)。为以容易理解的方式进行说明，图3以安装工具4A的主轴9在XY方向上移动的方式进行了图示，但实际上是作业台10在移动。CPU31对主轴9的逆转转速是否到达到2000rpm进行判断(S4)。由于目前主轴9没有逆转(S4：否)，因此CPU31对主轴头7是否到达孔加工位置进行判断(S8)。在主轴头7到达孔加工位置之前时(S8：否)，CPU31返回到S4进行待机(S4：否，S8)。CPU31根据编码器51B、53B、54B分别输出的反馈信号来检测主轴头7和作业台10的位置。在主轴头7到达了孔加工位置时(S8：是)，CPU31从孔加工位置朝R点以快速进给方式开始主轴头7的下降(参照图3的工序71)(S9)。CPU31对主轴9的逆转转速是否达到2000rpm进行判断(S10)。由于目前主轴9没有逆转(S10：否)，因此CPU31对主轴头7是否到到达R点进行判断(S14)。在主轴头7到达R点之前时(S14：否)，CPU31返回到S10，使下降继续进行(S10：否，S14)。在主轴头7到达了R点时(S14：是)，CPU31对执行过程中的固定循环是否是钻孔循环进行判断(S20)。由于数控程序中的G81是钻孔循环的指令(S20：是)，因此CPU31对主轴9是否处在正转过程中进行判断(S21)。由于主轴9处在正转过程中(S21：是)，因此CPU31以切削进给速度(3000mm/min)从R点开始主轴头7的下降，直至Z点(S31)。安装有主轴9的工具4A接触工件3表面，一边正转一边对工件3进行切削，直至Z点(参照图3的工序72)。工具4A在工件3上形成孔(未图示)。CPU31对主轴头7是否到达Z点进行判断(S32)。在主轴头7到达Z点之前时(S32：否)，CPU31使下降继续进行。在主轴头7到达了Z点时(S32：是)，CPU31在使主轴9正转的状态下进行2秒时间的停留(S33)。因此，工具4A能可靠地切削孔底。CPU31再次对执行过程中的固定循环是否是钻孔循环进行判断(S34)。由于执行过程中的固定循环是钻孔循环(S34：是)，因此CPU31使主轴头7从Z点朝复原点以快速进给方式开始上升(S40，参照图3的工序73)。之后，CPU31对主轴头7是否到达R点进行判断(S41)。在主轴头7到达R点之前时(S41：否)，CPU31使主轴头7继续上升。在主轴头7到达了R点时(S41：是)，工具4A从形成在工件3上的孔朝上方拔出。CPU31对计数器p的值是否是切屑除去实施间隔E的倍数进行判断(S42)。在例1的数控程序中，切屑除去实施间隔E是2。在最初的第一个循环中，计数器p的值是1(S42：否)，因此，CPU31在不执行切屑除去动作的情况下，对主轴头7是否到达复原点进行判断(S48)。在主轴头7到达复原点之前时(S48：否)，CPU31使主轴头7继续上升(S44：否，S48，参照图3的工序74)。在主轴头7到达了复原点时(S48：是)，第一个循环结束，因此，CPU31对计数器p的值是否是反复次数K以上进行判断(S49)。在例1中，反复次数K是6。在第一个循环结束时，计数器p的值是1(S49：否)，因此，CPU31返回到S2，在计数器p的值上加1，并使第二个循环与第一个循环同样地执行处理。在第二个循环的工序73(参照图3)中，在Z点停留2秒时间之后，CPU31使主轴头7以快速进给方式朝复原点开始上升(S40)。在主轴头7到达了R点时(S41：是)，CPU31对计数器p的值是否是切屑除去实施间隔E即2的倍数进行判断(S42)。在第二个循环中，计数器p的值是2(S42：是)，因此，为了将缠绕于工具4A的切屑除去，CPU31以2000rpm作为目标转速开始主轴9的逆转(切屑除去动作)(S43)。如上所述，在主轴头7上升至R点的时刻，工具4A从形成在工件3上的孔朝上方拔出。由于主轴9逆转，因此缠绕于工具4A的切屑因离心力而飞起。CPU31根据主轴马达52的编码器52B输出的反馈信号，对主轴9的逆转转速是否达到2000rpm进行判断(S44)。在主轴9的逆转转速达到了2000rpm时(S44：是)，缠绕于工具4A的切屑会从工具4A掉落。之后，CPU31对执行过程中的固定循环是否是钻孔循环进行判断(S45)。由于执行过程中的固定循环是钻孔循环(S45：是)，因此CPU31使主轴9返回到以5000rpm正转(S46)，结束切屑除去动作。因此，数控装置30能利用主轴头7从Z点到复原点为止的移动所花的时间来吸收切屑除去动作所需的时间，从而能缩短作业时间。CPU31对主轴头7是否到达复原点进行判断(S48)。在主轴头7到达复原点之前时(S48：否)，CPU31使处理返回到S44(S44：否，S48)。在主轴头7到达了复原点时(S48：是)，CPU31对计数器p的值是否是反复次数K以上进行判断(S49)。由于计数器p的值是2，K是6(S49：否)，因此CPU31为执行第三个循环而返回到S2，在计数器p的值上加1。计数器p的值变为3。

在主轴9的逆转转速达到2000rpm之前(图7的S44：否)，主轴头7到达复原点时(S48：是)，CPU31在使主轴9逆转的状态下对计数器p的值是否是反复次数K以上进行判断(S49)。由于计数器p的值是2(S49：否)，因此CPU31为执行第三个循环而使处理返回到S2，在计数器p的值上加1(S2)。CPU31在使主轴9逆转的状态下，使主轴头7以快速进给方式从复原点开始移动，直至下一个孔加工位置(S3)。之后，CPU31对主轴9的逆转转速是否达到2000rpm进行判断(S4)。在主轴9的逆转转速没有达到2000rpm时(S4：否)，在主轴头7到达孔加工位置之前时(S8：否)，CPU31使处理返回到S4，使主轴头7继续朝孔加工位置移动(S4：否，S8)。在主轴9的逆转转速达到了2000rpm时(S4：是)，CPU31对执行过程中的固定循环是否是钻孔循环进行判断(S5)。由于执行过程中的固定循环是钻孔循环(S5：是)，因此CPU31使主轴9返回到以5000rpm正转(S6)，结束切屑除去动作。在此情况下，数控装置30也能利用从Z点经由复原点到下一个孔加工位置为止的移动所花的时间来吸收切屑除去动作所需的时间，从而能缩短作业时间。在主轴9的逆转转速达到2000rpm之前(S4：否)，主轴头7到达孔加工位置时(S8：是)，CPU31在使主轴9逆转的状态下，从孔加工位置朝R点开始主轴头7的快速进给移动(S9)。之后，CPU31对主轴9的逆转转速是否达到2000rpm进行判断(S10)。在主轴9的逆转转速没有达到2000rpm时(S10：否)，在主轴头7到达R点之前时(S14：否)，CPU31使处理返回到S10(S10：否，S14)。在主轴9的逆转转速达到了2000rpm时(S10：是)，CPU31对执行过程中的固定循环是否是钻孔循环进行判断(S11)。由于执行过程中的固定循环是钻孔循环(S11：是)，因此CPU31使主轴9返回到以5000rpm正转(S12)，结束切屑除去动作。在此情况下，也能利用从Z点经由复原点和下一个孔加工位置到R点为止的移动所花的时间来吸收切屑除去动作所需的时间，因此，数控装置30能缩短作业时间。

在主轴9的逆转转速达到2000rpm之前(S10：否)，主轴头7到达R点时(S14：是)，在主轴9逆转的状态下，无法对工件3进行切削。因此，CPU31在使主轴9逆转的状态下，对执行过程中的固定循环是否是钻孔循环进行判断(S20)。由于执行过程中的固定循环是钻孔循环(S20：是)，因此CPU31对主轴9是否处在正转过程中进行判断(S21)。由于主轴9处在逆转过程中(S21：否)，因此CPU31暂时停止主轴头7的下降(S22)。

CPU31对主轴9的逆转转速是否达到2000rpm进行判断(S23)。在主轴9的逆转转速达到2000rpm之前时(S23：否)，CPU31使处理返回到S23，使主轴头7在R点待机。在主轴9的逆转转速达到了2000rpm时(S23：是)，CPU31使主轴9返回到以5000rpm正转(S24)，结束切屑除去动作，之后，以3000mm/min的切削进给速度从R点开始移动，直至Z点(S31)。在图3所示的工序74中，使主轴9逆转，在到达了下一循环的R点的时刻也没有达到2000rpm时，CPU31使主轴头7朝Z点的移动暂时停止，在达到了2000rpm时使主轴头7朝Z点开始移动。因此，CPU31能可靠地防止在逆转的状态下工具4A接触工件3。

CPU31反复执行上述处理，若计数器p的值变为6，则达到反复次数K(S49：是)，因此，CPU31结束本处理，在工件3上形成六个孔。因此，数控装置30通过在钻孔循环执行过程中进行切屑除去动作，能除去缠绕于工具4A的切屑。由于能除去缠绕于工具4A的切屑，因此工具4A能良好地在工件3上形成孔。

在例1中，切屑除去实施间隔E是2，因此，CPU31在反复进行六次上述钻孔循环的期间实施三次切屑除去动作。因此，数控装置30在反复执行钻孔循环的期间能以适当的频度实施切屑除去动作，从而能节约切屑除去动作的耗电量。这是因为，与使主轴逆转时相比，使主轴持续朝同一个方向旋转时所需的电力要少。切屑除去实施间隔能利用操作盘的输入部24自由地变更。例如，卷绕于工具4的切屑的量因工具的种类、工件3的材质等而异。因此，使用者通过根据工具的种类、工件3的材质等延长或缩短切屑除去实施间隔，能有效地除去缠绕于工具4的切屑。

在例1中，切屑除去实施间隔E是2，但在省略E地址时，CPU31在反复进行钻孔循环的期间每次都实施切屑除去动作。因此，CPU31从第一次钻孔循环起就实施切屑除去动作。

例2是包含攻丝循环指令的数控程序。

G90 G00 X0 Y0 Z450.；

G91 G84 X－10. Y－10. Z－90. R－50. P2. F3000 S5000.U2000 K6 E2 ；

M30 ；

第一行是以快速进给方式移动到(x，y，z)＝(0，0，450)的位置的指令。第三行与例1相同。在例2中指定的地址的值与例1相同。主轴转速(S)是5000rpm。在本实施方式中，简化对与钻孔循环共有的动作的说明，以攻丝循环中的特征动作为中心进行说明。CPU31解释数控程序的第一行，使主轴头7以快速进给方式移动到(x，y，z)＝(0，0，450)的位置。CPU31解释数控程序的第二行。第二行具有G84。G84也是固定循环的指令。CPU31从ROM32中读取固定循环控制程序，执行固定循环控制处理。CPU31将计数器p的值初始化为零之后加1(S1、S2)。CPU31从当前位置朝攻丝位置(－10，－10，0)开始作业台10的快速进给移动(S3，参照图4的工序80)。为以容易理解的方式进行说明，图4以主轴9在XY方向上移动的方式进行了图示，但实际上是作业台10在移动。由于目前主轴9没有逆转(S4：否)，因此CPU31对作业台10是否到达攻丝位置进行判断(S8)。在作业台10到达了攻丝位置时(S8：是)，CPU31从攻丝位置朝R点开始主轴头7的快速进给移动(参照图4的工序81)(S9)。由于目前主轴9没有逆转(S10：否)，因此CPU31对主轴头7是否到达R点进行判断(S14)。在主轴头7到达了R点时(S14：是)，CPU31对执行过程中的固定循环是否是钻孔循环进行判断(S20)。由于G84是攻丝循环的指令(S20：否)，因此CPU31对主轴9是否处在逆转过程中进行判断(S25)。由于主轴9没有逆转(S25：否)，因此CPU31开始攻丝动作(S26)。CPU31使主轴头7以3000mm/min的切削进给速度从R点开始下降，直至Z点(S31)。安装有主轴9的工具4B接触工件3表面，一边正转一边对工件3进行切削，直至Z点(参照图4的工序82)。工具4B在工件3上形成螺纹孔(未图示)。在主轴头7到达了Z点时(S32：是)，CPU31在使主轴9正转的状态下进行2秒时间的停留(S33)。因此，工具4B能可靠地切削孔底。CPU31再次对执行过程中的固定循环是否是钻孔循环进行判断(S34)。由于执行过程中的固定循环是攻丝循环(S34：否)，因此CPU31为了从工件3拔出工具4B而使主轴9的旋转逆转，以3000mm/min的切削进给速度从Z点朝R点开始主轴头7的上升(S35，参照图4的工序83)。CPU31对主轴头7是否到达R点进行判断(S36)。在主轴头7到达R点之前时(S36：否)，CPU31使处理返回到S36。在主轴头7到达了R点时(S36：是)，工具4B从形成在工件3上的螺纹孔朝上方拔出。CPU31使主轴9的旋转停止，结束攻丝动作(S37)。CPU31使主轴头7以快速进给方式朝复原点开始上升(S38)。

如图7所示，CPU31对计数器p的值是否是切屑除去实施间隔E的倍数进行判断(S42)。在计数器p的值不是切屑除去实施间隔E的倍数时(S42：否)，CPU31在不执行切屑除去动作的情况下，对主轴头7是否到达复原点进行判断(S48)。在主轴头7到达了复原点时(S48：是)，若计数器p的值小于反复次数K(S49：否)，则CPU31返回到图5的S2，下一循环也同样地执行处理。

在下一循环的工序83(参照图4)中，在Z点停留2秒时间之后，CPU31使主轴9的旋转逆转，并使主轴头7以切削进给速度从Z点朝R点开始上升(S35)。在主轴头7到达了R点之后(S36：是)，CPU31结束攻丝动作(S37)，使主轴头7以快速进给方式朝复原点开始上升(S38)。如图7所示，在计数器p的值是切屑除去实施间隔E的倍数时(S42：是)，CPU31使主轴9开始逆转(切屑除去动作)(S43)。上述逆转的方向与在S35中逆转的方向相同。如上所述，在主轴头7上升至R点的时刻，工具4B从形成在工件3上的螺纹孔朝上方拔出。由于主轴9逆转，因此缠绕于工具4B的切屑因离心力而飞起。CPU31根据编码器52B输出的反馈信号，对主轴9的逆转转速是否达到2000rpm进行判断(S44)。在主轴9的逆转转速达到了2000rpm时(S44：是)，CPU31对执行过程中的固定循环是否是钻孔循环进行判断(S45)。由于执行过程中的固定循环是攻丝循环(S45：否)，因此CPU31使主轴9的旋转停止(S47)，结束切屑除去动作。因此，能利用主轴头7从Z点到复原点为止的移动所花的时间来吸收切屑除去动作所需的时间，因此，数控装置30能缩短作业时间。

在主轴头7到达复原点之前时(S48：否)，CPU31使处理返回到S44(S44：否，S48)。在主轴头7到达了复原点时(S48：是)，CPU31对计数器p的值是否是反复次数K以上进行判断(S49)。在计数器p的值小于反复次数K时(S49：否)，CPU31为执行下一循环而返回到图5的S2，在计数器p的值上加1。在主轴9的逆转转速达到2000rpm之前(S44：否)，主轴头7到达复原点时(S48：是)，与例1一样，CPU31在使主轴9逆转的状态下，使作业台10以快速进给方式从复原点朝下一个攻丝位置开始移动(S49：否，S2，S3)。CPU31对主轴9的逆转转速是否达到2000rpm进行判断(S4)。在主轴9的逆转转速达到了2000rpm时(S4：是)，由于执行过程中的固定循环是攻丝循环(S5：否)，因此CPU31使主轴9的旋转停止(S7)，结束切屑除去动作。在此情况下，也能利用从Z点经由复原点到下一个攻丝位置为止的移动所花的时间来吸收切屑除去动作所需的时间，因此，数控装置30能缩短作业时间。

在S4中主轴9的逆转转速达到2000rpm之前(S4：否)，主轴头7到达攻丝位置时(S8：是)，与例1一样，CPU31在使主轴9逆转的状态下，从攻丝位置朝R点开始主轴头7的快速进给移动(S9)。之后，CPU31对主轴9的逆转转速是否达到2000rpm进行判断(S10)。在主轴9的逆转转速达到了2000rpm时(S10：是)，由于执行过程中的固定循环是攻丝循环(S11：否)，因此CPU31使主轴9的旋转停止(S13)，结束切屑除去动作。在此情况下，也能利用从Z点经由复原点和下一个攻丝位置到R点为止的移动所花的时间来吸收切屑除去动作所需的时间，因此，数控装置30能缩短作业时间。在S10中主轴9的逆转转速达到2000rpm之前(S10：否)，主轴头7到达攻丝位置时(S14：是)，CPU31在使主轴9逆转的状态下，对执行过程中的固定循环是否是钻孔循环进行判断(S20)。由于执行过程中的固定循环是攻丝循环(S20：否)，因此CPU31对主轴9是否处在逆转过程中进行判断(S25)。在主轴9处在逆转过程中时(S25：是)，若主轴头7下降，则工具4B无法按照数控程序的指令对工件3进行切削。因此，CPU31使主轴头7的下降停止(S27)。CPU31对主轴9的逆转转速是否达到2000rpm进行判断(S28)。在主轴9的逆转转速达到2000rpm之前时(S28：否)，CPU31返回到S28并待机。在主轴头7的移动停止的过程中逆转转速达到了2000rpm时(S28：是)，CPU31使主轴9的旋转停止(S29)，在结束切屑除去动作之后开始攻丝动作(S30)。

CPU31使主轴头7以3000mm/min的切削进给速度从R点开始移动，直至Z点(S31)。安装有主轴9的工具4B接触工件3表面并正转，一边对工件3进行切削一边移动，直至Z点。在图4所示的工序84中，使主轴9逆转，在到达了下一循环的R点的时刻也没有达到2000rpm时，使主轴头7朝Z点的移动暂时停止，在达到了2000rpm时使主轴头7朝Z点开始移动。因此，CPU31能可靠地防止在主轴9逆转的状态下工具4B接触工件3。

CPU31反复执行上述处理，在计数器p的值变为6时，达到反复次数K(S49：是)，因此，CPU31结束本处理。数控装置30通过在攻丝循环执行过程中进行切屑除去动作，能除去缠绕于工具4B的切屑。由于能除去缠绕于工具4B的切屑，因此工具4B能在工件3上形成精度较高的螺纹孔。在例2中，切屑除去实施间隔E也是2，因此，CPU31在反复进行六次上述攻丝循环的期间实施三次切屑除去动作。数控装置30在反复执行攻丝循环的期间能以适当的频度实施切屑除去动作，从而能节约切屑除去动作的耗电量。

在以上说明中，分别执行S26和S31处理的CPU31相当于本发明的孔加工部。执行S35、S40处理的CPU31相当于本发明的移动部。执行S43处理的CPU31相当于本发明的逆转部。数控程序的R地址相当于本发明的开始位置指定信息。执行S49处理的CPU31相当于本发明的连续执行部。数控程序的E地址相当于本发明的频度指定信息。

如以上说明的那样，本实施方式的数控装置30的CPU31对主轴9的旋转和主轴头7的移动进行控制。CPU31一边使主轴9朝一个方向旋转，一边使主轴头7下降并使工具4接触工件3，藉此，对工件3实施钻孔加工或攻丝加工。CPU31使主轴头7从形成在工件3上的孔底位置即Z点朝复原点上升。CPU31在主轴头7从Z点到达复原点为止的期间开始切屑除去动作。切屑除去动作是使主轴9逆转的动作。因此，数控装置30能利用主轴头7到达复原点为止的时间来吸收切屑除去动作所花的全部时间或一部分时间，从而能缩短作业时间。

在上述实施方式中，还能利用数控程序的程序块中的地址来指定开始切屑除去动作的R点的位置。CPU31从利用地址指定的R点开始切屑除去动作。由于利用地址来指定R点，因此能在固定循环执行过程中开始切屑除去动作。与在数控程序中追加执行切屑除去动作的行的方法相比，能缩短作业时间。此外，能将主轴头7从Z点上升时工具4刚从工件3拔出后的位置指定为R点。因此，数控装置30能快速开始切屑除去动作，从而能缩短作业时间。

在上述实施方式中，还能利用数控程序的程序块中的地址来指定固定循环的反复次数和实施切屑除去动作的间隔。反复次数中的实施间隔是在连续执行固定循环过程中执行切屑除去动作的频度。在连续进行孔加工时，CPU31在以下期间执行逆转动作，所述期间是指从主轴头7在孔加工后进行移动时起至主轴头7移动到下一个孔加工位置的期间。因此，数控装置30在连续的孔加工中也能缩短作业时间。此外，数控装置30能指定切屑除去动作的频度，因此，与每次都进行切屑除去动作时相比，能节约切屑除去动作所花的耗电量。

此外，在上述实施方式中，切屑除去动作过程中主轴9的转速至少比执行孔加工时主轴9的转速小。在上述实施方式中，执行孔加工时主轴9的转速是5000rpm，切屑除去动作过程中主轴9的转速是2000rpm。因此，数控装置30能为进行接下来的孔加工而使主轴9的旋转方向快速返回到原来的方向，从而能进一步缩短连续的孔加工所花的作业时间。此外，能降低切换主轴9的旋转方向时机床1所受的负载。

本发明的数控装置不限于上述实施方式，能进行各种变形。上述实施方式是安装工具4的主轴能在Z轴方向上移动、作业台10能沿X轴和Y轴方向这两个轴移动的机床1。但是，相对于作业台10在X轴、Y轴、Z轴方向上相对移动的工具4的移动机构不限定于上述实施方式。例如，也可以是主轴能相对于X轴、Y轴、Z轴方向这三根轴移动并将作业台固定的机床。上述实施方式的机床1是立式的机床，但也可以是卧式的机床。工具更换装置20也可省略。

在上述实施方式中，在钻孔循环和攻丝循环中，将R点设定为切屑除去动作的起点，但也可将切屑除去动作起点指定在与R点不同的位置。可将R点与复原点之间的任意位置设为切屑除去动作的起点。在此情况下，最好利用数控程序的程序块中的地址来指定切屑除去动作起点。

在上述实施方式中，将执行孔加工时主轴9的转速设为5000rpm，将切屑除去动作过程中主轴9的转速设为2000rpm，但只要切屑除去动作过程中主轴9的转速至少为执行孔加工时主轴9的转速以下即可。主轴9的转速只要根据工具4的种类、钻孔加工时、攻丝加工时等各种条件进行变更即可。

在上述实施方式中，在攻丝循环执行过程中从Z点上升而到达R点时，在主轴9逆转的过程中(S25：是)使主轴头7的下降停止(S27)，在主轴9的转速达到规定转速之后使主轴9的旋转暂时停止(S29)，然后开始攻丝动作(S30)，但也可在达到规定转速之后开始攻丝动作。

在上述实施方式中，将各种程序存储于ROM32，但也可将各种程序存储于非易失性存储装置34等其它存储装置。也可将各种程序预先存储于存储卡等，并从与数控装置30连接的插卡槽(未图示)读取存储于存储卡的各种程序。数控程序也可不存储于非易失性存储装置34，而存储于ROM32或存储卡等。

上述实施方式的固定循环控制处理(参照图5～图7)并不局限于CPU31所执行的例子，也可由其它电子元器件(例如ASIC：专用集成电路)执行。固定循环处理也可由多个电子设备(例如多个CPU)分散处理。

Claims (5)

1.一种数控装置(30)，包括控制部(31)，该控制部(31)根据由多个指令构成的数控程序进行主轴头(7)的移动控制和主轴(9)的旋转控制，所述主轴头(7)在朝向对工件(3)进行支承的作业台(10)的一个方向和与该一个方向相反的方向即相反方向上往复移动，所述主轴(9)以能旋转的方式支承于所述主轴头，且用于安装工具(4)，其特征在于，

所述控制部包括定位移动部(31：S9)、孔加工部(31：S26，S31)、移动部(31：S35，S40)和逆转部(31：S43)，其中，所述定位移动部(31：S9)使所述主轴头以预先确定的快速进给速度移动至根据所述数控程序开始孔加工的位置，所述孔加工部(31：S26，S31)在所述主轴头借助所述定位移动部到达了开始孔加工的位置时，一边使所述主轴朝规定方向旋转，一边使所述主轴头朝所述一个方向移动，使工具接触所述工件来进行孔加工，所述移动部(31：S35，S40)使所述主轴头从利用所述孔加工部进行所述孔加工后的位置朝离开所述工件的复原点在所述相反方向上移动，所述逆转部(31：S43)在所述主轴头借助所述移动部从开始孔加工的位置到达所述复原点为止的期间，开始使所述主轴朝与所述规定方向相反的方向旋转的逆转动作。

2.如权利要求1所述的数控装置，其特征在于，所述数控装置利用所述数控程序将借助所述逆转部开始逆转动作的所述主轴头的位置指定为开始位置信息，

所述逆转部在所述开始位置信息所示的开始位置开始逆转动作。

3.如权利要求2所述的数控装置，其特征在于，所述数控装置包括连续执行部(31：S49)，该连续执行部(31：S49)连续执行利用所述孔加工部进行的孔加工，

在借助所述连续执行部连续执行所述孔加工时，利用所述数控程序将所述逆转部执行逆转动作的频度指定为频度信息，

所述逆转部根据所述频度信息所示的频度来执行所述逆转动作。

4.如权利要求1至3中任一项所述的数控装置，其特征在于，所述逆转动作过程中所述主轴的转速至少比所述孔加工部执行所述孔加工时所述主轴的转速小。

5.一种控制方法，是数控装置的控制方法，所述数控装置根据由多个指令构成的数控程序进行主轴头的移动控制和主轴的旋转控制，所述主轴头在朝向对工件进行支承的作业台的一个方向和与该一个方向相反的方向即相反方向上往复移动，所述主轴以能旋转的方式支承于所述主轴头，且用于安装工具，其特征在于，

所述控制方法包括定位工序、孔加工工序、移动工序和逆转工序，其中，在所述定位工序中，使所述主轴头以预先确定的快速进给速度移动至根据所述数控程序开始孔加工的位置，在所述孔加工工序中，在所述主轴头借助所述定位工序到达了开始孔加工的位置时，一边使所述主轴朝规定方向旋转，一边使所述主轴头朝所述规定方向移动，使所述工具接触所述工件来进行孔加工，在所述移动工序中，使所述主轴头从利用所述孔加工工序进行所述孔加工后的位置朝离开所述工件的复原点在所述相反方向上移动，在所述逆转工序中，在所述主轴头在所述移动工序中从开始所述孔加工的位置到达所述复原点为止的期间，开始使所述主轴朝与所述规定方向相反的方向旋转的逆转动作。