CN105320064B - 具有设备异常履历的解析支援功能的数值控制装置 - Google Patents

具有设备异常履历的解析支援功能的数值控制装置 Download PDF

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Abstract

具有设备异常履历的解析支援功能的数值控制装置具有描绘单元,该描绘单元根据CNC信息生成工具图像,在坐标空间上配置并描绘工具图像,该CNC信息是将异常检测单元检测出异常的时刻的机床的运行状况信息和与检测出的异常相关的信息对应起来而构成的。

Description

具有设备异常履历的解析支援功能的数值控制装置
技术领域
本发明涉及一种数值控制装置,特别涉及一种具有设备异常履历的解析支援功能的数值控制装置。
背景技术
具有以下一种技术,即在由数值控制装置控制的机床中,在检测出该机床的主轴发生了异常负荷等情况时,在数值控制装置所具备的存储装置内保存该机床主轴的坐标值、实际速度、在该加工中从数值控制装置设定的工具偏移、动作中的加工程序等所谓的CNC信息来使用(例如国际公开第00/10769号)。
操作机床的操作人员在发生了对工件的加工精度下降等设备异常时,通过解析所保存的CNC信息,能够判断过去是否没有发生主轴碰撞等与加工精度下降相关的问题。
在通过解析CNC信息而能够判断发生了与设备异常相关的主轴碰撞等原因时,进而确认通过和主轴碰撞相同的契机保存的工具偏移、加工程序等,还能够确定工具偏移的输入错误和加工程序的程序错误等该主轴碰撞的原因。
在这样的技术中,不仅保存与最近发生的问题相关的CNC信息,还能够保存多个在工件加工过程中产生了问题时的CNC信息来作为履历,因此能够追溯过去调查是否没有发生主轴碰撞等。不过,由于无法通过设备的自动解析确切地判断重切削和主轴碰撞,因此如图7所示那样根据各设备厂家所设定的条件自动地保存主轴碰撞可能性高的CNC信息,由操作人员解析之后积累的CNC信息,判断是否发生了主轴碰撞。
但是在现有技术中,当成为推定出在机床中发生了问题的状况时,即使是轻微的问题也保存CNC信息,因此如图8所示在1台数值控制装置中保存大量的CNC信息。并且,为了从这样大量的CNC信息中抽出与主轴碰撞等设备异常相关的CNC信息,操作人员需要逐件地解析各CNC信息,因此存在调查花费时间的问题。
发明内容
因此,本发明的目的为提供一种数值控制装置,能够使操作人员从保存的大量CNC信息中一目了然地掌握有问题的CNC信息。
本发明的具有设备异常履历的解析支援功能的数值控制装置根据加工程序控制具有主轴的机床,并且该主轴具备工具,该数值控制装置具备:异常检测单元,其检测在上述主轴的控制时产生的异常;数据存储单元,其存储CNC信息,该CNC信息是将上述异常检测单元检测出异常的时刻的包含上述主轴的坐标值的上述机床的运行状况信息以及与上述检测出的异常相关的信息对应起来而构成的信息;和描绘单元,其根据上述CNC信息生成工具图像,并根据上述坐标值在坐标空间上配置并描绘上述工具图像。
上述数据存储单元存储多个上述CNC信息,上述描绘单元在坐标空间上描绘根据上述多个CNC信息生成的多个上述工具图像。
还具备设定与上述CNC信息的项目相关的强调条件的强调条件设定单元,上述描绘单元在判定上述CNC信息满足上述设定的强调条件时,在坐标空间上强调地描绘根据满足了上述强调条件的上述CNC信息生成的上述工具图像。
上述强调条件是(1)主轴没有旋转但有冲击值的情况、(2)在主轴没有负荷而在进给轴有负荷的情况、(3)主轴的指令速度或剩余移动量不是0但实际速度是0的情况、(4)快速进给但主轴的负荷高的情况中的至少一个。
上述异常的信息包含由上述异常检测单元检测出的上述主轴的冲击值,上述描绘单元根据上述冲击值,使上述工具图像的外观发生变化。
上述运行状况信息包含通过上述加工程序指令的上述主轴的指令速度和上述主轴的实际速度,上述描绘单元根据上述指令速度和上述实际速度,使上述工具图像的外观发生变化。
上述运行状况信息包含上述主轴的工具偏移值,上述描绘单元根据上述工具偏移值,使上述工具图像的外观发生变化。
上述运行状况信息包含上述主轴的移动方向,上述描绘单元根据上述移动方向,使上述工具图像的外观发生变化。
上述运行状况信息包含上述主轴所具备的上述工具的姿势,上述描绘单元根据上述工具的姿势,使上述工具图像的外观发生变化。
通过本发明,在画面上图形显示多个CNC信息,能够一目了然判断发生了主轴碰撞的可能性高的数据,因此能够缩短操作人员解析主轴碰撞等设备异常的时间,在机床的加工精度下降的情况下等,能够以短时间进行过去有无发生主轴碰撞的调查,因此能够用于机床的维护。
附图说明
通过参照附图说明以下的实施方式,本发明的上述以及其他的目的和特征变得明确。在这些附图中:
图1是本发明实施方式的数值控制装置的主要部位框图。
图2是本发明实施方式的数值控制装置的功能框图。
图3是说明本发明实施方式的CNC信息数据库的图。
图4是表示本发明实施方式的工具图像的一例的图。
图5是表示本发明实施方式的CNC信息的显示例的图。
图6是本发明实施方式的工具图像描绘处理的流程图。
图7是表示现有技术的CNC信息保存功能的概要的图。
图8是说明现有技术的问题点的图。
具体实施方式
图1是本发明实施方式的数值控制装置的主要部位框图。数值控制装置10的处理器(CPU)11是整体控制数值控制装置10的处理器。处理器11经由总线21读出存储在ROM12中的系统程序,按照该系统程序整体地控制数值控制装置10。在RAM13中存储临时的计算数据和显示数据以及操作人员经由LCD/MDI单元70输入的各种数据等。
SRAM14由未图示的电池支持,构成为即使数值控制装置10的电源被切断也能保持存储状态的非易失性存储器,存储经由接口15读入的后述的加工程序、经由LCD/MDI单元70输入的加工程序等。另外,在ROM12中预先写入了各种系统程序,该各种系统程序用于执行显示CNC信息所需要的图形显示用程序和加工程序的生成和编辑所需要的编辑模式的处理、自动运行的处理。
接口15是用于能够与数值控制装置10连接的外部设备的接口,连接外部存储装置等外部设备72。从外部存储装置读入加工程序等。PMC(可编程序机床控制器)16通过内置在数值控制装置10中的时序程序控制机床侧的辅助装置等。即,按照通过加工程序指令的M功能、S功能以及T功能,通过这些时序程序转换在辅助装置侧需要的信号,从I/O单元17输出到辅助装置侧。各种执行器等辅助装置根据该输出信号进行动作。
另外,接收在机床本体上配备的操作盘的各种开关等的信号,进行必要的处理后转交给处理器11。
将机床的各轴的当前位置、警报、参数、图像数据等图像信号发送给LCD/MDI单元70,在其显示器上显示。LCD/MDI单元70是具备显示器和键盘等的手动数据输入装置,接口18从LCD/MDI单元70的键盘接收数据将其转交给处理器11。
接口19与手动脉冲发生器71连接,手动脉冲发生器71被安装在机床的操作盘上,用于在基于通过手动操作产生的分配脉冲的各轴控制中对机床的可动部精密地进行定位。
使机床的工作台移动的X、Y轴的轴控制电路以及Z轴的控制电路30~32接收来自处理器11的各轴的移动指令,将各轴的指令输出给伺服放大器40~42。伺服放大器40~42接收该指令,驱动机床的各轴的伺服电动机50~52。在各轴的伺服电动机50~52中内置了位置检测用脉冲编码器,将来自该脉冲编码器的位置信号作为脉冲串进行反馈。
主轴控制电路60接收对机床的主轴旋转指令,对主轴放大器61输出主轴速度信号。主轴放大器61接收该主轴速度信号,通过所指示的旋转速度使机床的主轴电动机62旋转来驱动工具。
通过齿轮或皮带等将位置编码器63与主轴电动机62结合,位置编码器63与主轴的旋转同步地输出反馈脉冲,经由接口20由处理器11读取该反馈脉冲。65是进行调整从与当前时间进行同步的时钟电路。
另外,在机床中例如在主轴电动机具备位置传感器和速度传感器、冲击传感器等用于状态检测的各种传感器(未图示),经由接口(未图示)由处理器11读取来自该传感器的检测信号。
图2是本发明一个实施方式的数值控制装置10的功能框图。数值控制装置10具备运行执行部110、异常检测部120、数据存储部130、描绘判定/描绘用计算部140。
运行执行部110根据从SRAM14等读入的加工程序200的程序指令、系统程序等的指令,向各轴控制电路、主轴控制电路等输出指令,执行机床的运行控制,并且对异常检测部120输出针对在该运行控制中所使用的主轴的指令速度和设定的工具偏移等各种参数。
异常检测部120解析通过机床所具备的传感器检测出的信号,在每次判断预先在数值控制装置10的SRAM14等中设定的机床的异常发生条件成立时,根据从运行执行部110取得的参数、从机床所具备的传感器输出的信号,将工具偏移、设备坐标值、旋转轴的位置、剩余移动量、指令速度、实际速度、冲击值等CNC信息与当前时刻相关联地存储到数据存储部130。
数据存储部130是在SRAM14等存储器上设置的存储区域,内部具备CNC信息数据库。图3是表示CNC信息数据库的一例的图。图3记载了CNC信息数据库项目的一部分,但是关于在CNC信息数据库中设置什么样的项目,可以根据控制对象的机床的种类和特性、机床的设置环境等,设定需要的项目,从而能够进行后述的描绘处理。
描绘判定/描绘用计算部140当操作人员在进行维护作业时,操作LCD/MDI单元70,对数值控制装置10指示了CNC信息描绘指令时,读出存储在数据存储部130中的CNC信息,分别生成基于CNC信息的多个工具图像,进行在LCD/MDI单元70的画面上描绘将生成的工具图像配置在三维坐标空间系中的图像的描绘处理。
以下,说明由本实施方式的描绘判定/描绘用计算部140执行的描绘处理的概要。
图4是表示由描绘判定/描绘用计算部140生成的基于CNC信息的工具图像的一例的图。在本实施方式中,表现为操作人员根据工具图像的形状和外观,能够直观地掌握在记录了CNC信息的时刻、即现象发生时的机床的运行状况和主轴的状态。在本实施方式中,如图4所示,以工具图像为主通过主轴的前端和安装在主轴前端的工具的示意图来进行表现。在图4的工具图像中,工具的颜色表示在主轴产生的负荷,例如在表示了在现象发生时检测出的负荷为大的值时,用红色显示工具。工具的倾斜表示工具的姿势,能够确认在现象发生时工具朝向哪一个方向。工具的长度表示工具长(工具偏移值),能够确认是否设定了正确的工具偏移值。根据现象发生时的指令速度和实际速度的差来表示在工具前端显示的向量的大小,能够确认由于冲击等工具无法按照指令的量进行移动的量。根据现象发生时的剩余移动量来表示在工具前端显示的向量的方向,能够确认工具的移动方向。
图5是表示在三维坐标空间系中配置根据CNC信息生成的多个工具图像,在LCD/MDI单元70的画面上进行了描绘的一例的图。如图5所示,根据现象发生时的坐标值决定在坐标空间上显示的工具的位置,能够确认在错误的位置是否没有工具。
另外,设定了与CNC信息相关的预定的条件,关于满足了该条件的CNC信息推定为不是正常的轴移动,相对于其他的工具图像在前面显示基于该CNC信息的工具图像,并进行强调显示。关于预定的条件,可以在SRAM14等中预先进行设定,也可以由操作人员在维护作业中在使用描绘判定/描绘用计算部140时,经由LCD/MDI单元进行输入。在强调显示应该着眼的工具图像时,例如在前面显示、改变工具图像的大小、通过淡灰色不起眼地显示基于其他的没有满足条件的CNC信息的工具图像等,如果能够以引起操作人员注意的方式显示基于满足了预定条件的CNC信息的工具图像,则可以采用任何的显示方法。
在图5的例子中,与其他的工具图像相比强调地在前面显示4个工具图像,其他工具淡淡地不起眼地进行显示,能够容易地理解应该注意的是该4个工具图像。并且,根据4个工具图像分别能够一眼掌握以下情况,即A.根据工具的长度短,能够掌握在现象发生时存在工具偏移的输入错误;B.根据工具图像的位置,能够掌握在现象发生时工具移动到与切削没有关系的位置;C.根据工具前端向量的方向,能够掌握在现象发生时工具没有向工件的方向移动;D.根据工具前端向量的长度和工具的颜色,能够掌握在现象发生时向主轴施加了高负荷。
图6是本发明实施方式的描绘判定/描绘用计算部140执行的描绘处理的流程图。
[S601]操作人员操作LCD/MDI单元70,将CNC信息描绘指令与CNC信息的分类条件一同指示给数值控制装置10。作为分类条件,能够指定发生日、工具的移动方向、冲击值等。
[S602]异常检测部120进行异常检测,并根据在S601中指示的分类条件将记录到数据存储部130的CNC信息数据库中的多个CNC信息进行分类(重排)处理。
[S603]在LCD/MDI单元70的画面上描绘坐标空间图像。
[S604]依次读出在CNC信息数据库中累积的CNC信息,对所有的CNC信息重复执行S605~S607的处理。
[S605]判定读出的CNC信息是否满足强调显示的条件。在满足强调显示的条件时进入S606,在不满足强调显示的条件时进入S607。另外,作为进行强调显示的条件,考虑(1)主轴没有旋转但有冲击值的情况、(2)在主轴没有负荷而在进给轴有负荷的情况、(3)主轴的指令速度或剩余移动量不是0但实际速度是0的情况、(4)快速进给但主轴的负荷高的情况等,不过在此之外也可根据控制对象的机床的种类和特性等进行适当设定。
[S606]根据读出的CNC信息生成工具图像,在LCD/MDI单元70上描绘的坐标空间图像上强调显示该工具图像。
[S607]根据读出的CNC信息生成工具图像,在LCD/MDI单元70上描绘的坐标空间图像上通常显示该工具图像。
以上,说明了本发明的一个实施方式,不过本发明不限定于上述实施方式,通过施加适当的变更,能够以其他的方式实施。例如,在上述的实施方式中,表示了在数值控制装置10内安装了描绘判定/描绘用计算部140的例子,但是也可以在数值控制装置10以外的计算机上安装描绘判定/描绘用计算部140,在从外部读出数值控制装置10记录的CNC信息数据库后,在该计算机上的画面中显示。

Claims (7)

1.一种具有设备异常履历的解析支援功能的数值控制装置,其根据加工程序控制具有主轴的机床,该主轴具备工具,其特征在于,具备:
异常检测单元,其检测在上述主轴的控制时产生的异常;
数据存储单元,其存储CNC信息,该CNC信息是将上述异常检测单元检测出异常的时刻的包含上述主轴的坐标值的上述机床的运行状况信息以及与上述检测出的异常相关的信息对应起来而构成的信息;
描绘单元,其根据上述CNC信息生成工具图像,并根据上述坐标值在坐标空间上配置并描绘上述工具图像;和
强调条件设定单元,其设定与上述CNC信息的项目相关的强调条件,
上述数据存储单元存储多个上述CNC信息,
上述描绘单元在坐标空间上描绘根据多个上述CNC信息生成的多个上述工具图像,
上述描绘单元在判定上述CNC信息满足上述设定的强调条件时,在同一坐标空间上描绘根据满足上述强调条件的上述CNC信息生成的上述工具图像以及根据不满足上述强调条件的上述CNC信息生成的上述工具图像,并且强调地描绘根据满足上述强调条件的上述CNC信息生成的上述工具图像以便引起操作人员的注意。
2.根据权利要求1所述的具有设备异常履历的解析支援功能的数值控制装置,其特征在于,
上述强调条件是主轴没有旋转但有冲击值的情况、在主轴没有负荷而在进给轴有负荷的情况、主轴的指令速度或剩余移动量不是0但实际速度是0的情况、快速进给但主轴的负荷高的情况中的至少一个。
3.根据权利要求1或2所述的具有设备异常履历的解析支援功能的数值控制装置,其特征在于,
上述异常的信息包含由上述异常检测单元检测出的上述主轴的冲击值,
上述描绘单元根据上述冲击值,使上述工具图像的外观发生变化。
4.根据权利要求1或2所述的具有设备异常履历的解析支援功能的数值控制装置,其特征在于,
上述运行状况信息包含通过上述加工程序指令的上述主轴的指令速度和上述主轴的实际速度,
上述描绘单元根据上述指令速度和上述实际速度,使上述工具图像的外观发生变化。
5.根据权利要求1或2所述的具有设备异常履历的解析支援功能的数值控制装置,其特征在于,
上述运行状况信息包含上述主轴的工具偏移值,
上述描绘单元根据上述工具偏移值,使上述工具图像的外观发生变化。
6.根据权利要求1或2所述的具有设备异常履历的解析支援功能的数值控制装置,其特征在于,
上述运行状况信息包含上述主轴的移动方向,
上述描绘单元根据上述移动方向,使上述工具图像的外观发生变化。
7.根据权利要求1或2所述的具有设备异常履历的解析支援功能的数值控制装置,其特征在于,
上述运行状况信息包含上述主轴所具备的上述工具的姿势,
上述描绘单元根据上述工具的姿势,使上述工具图像的外观发生变化。
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