CN105807717A - 具备描绘路径修正功能的数值控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具备描绘路径修正功能的数值控制装置。该数值控制装置具有描绘基于加工程序的未加工路径的检查描绘功能以及描绘基于加工程序的加工控制中的加工轨迹的加工中描绘功能。并且，计算表示实际进行加工的轴位置相对于加工程序指令的轴位置的偏移量的描绘轨迹修正矢量，基于计算出的该描绘轨迹修正矢量，生成对加工中描绘功能描绘的加工轨迹的描绘位置进行了修正的加工轨迹。然后，将生成的该加工轨迹和未加工路径在同一画面进行显示。

Description

具备描绘路径修正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，尤其涉及一种具备对加工时产生的加工路径的偏移进行修正后进行描绘的描绘路径修正功能的数值控制装置。
背景技术
一般数值控制装置具备在加工前进行NC程序确认的检查描绘功能以及通过绘制加工中的位置来显示加工轨迹的加工中描绘功能。并且，通过将加工前进行的检查描绘路径与加工中描绘的轨迹重叠显示，由此可确认加工的进展情况(例如参考日本特开平05-073126号公报)。
在现有技术中，例如在图9中表示通过将线放电加工中的未加工路径和已加工路径重叠显示，可确认加工的进展。如该图所示，在加工前还包括加工程序的确认然后显示未加工部路径。将这样的描绘显示称为检查描绘。另外，关于已加工路径，通过点列显示加工中时时刻刻的当前位置，由此来实现轨迹。将这样的描绘显示称为加工中描绘。
然而，由于工件的加工前处理、向机床的设置误差、加工开始位置的程序误差等，当需要在从加工程序的指令位置偏移后的位置进行加工的情况下，存在检查描绘的路径和加工中描绘的轨迹不重叠，无法正确判断加工进展的问题。
关于该问题，以图10的线放电加工中的组合的加工程序作为例子来进行说明。图11为图10的加工程序的检查描绘。
例如，在图10以及图11所示的组合加工中，在线放电加工机中设置工件之前，在各加工的开始位置预先施加了线电极接线用开始孔。然而，由于在线放电加工机中设置了工件时的工件设置偏差、加工程序的误差和预先施加的加工开始孔的位置或孔径的误差，如图12所示，存在程序指令的开始位置与各加工的开始孔位置不一致的情况。
在这样的情况下，需要测定加工开始孔的孔位置，并按照该测定的孔位置修正加工程序，但是该修正作业需要非常多的工时，因此经常不进行加工程序的修正而直接进行加工。
通过图12的例子进行说明，当在这样的情况下进行加工时，在定位在第二个加工开始孔时开始孔不一致，所以线电极的接线失败从而自动运行暂停，输出接线失败的警告。操作者通过手动操作将轴移动至开始孔的中央附近，根据作为中断程序块的线电极接线指令重新开始自动运行。然后，进行线电极的接线，并执行第二个加工。
然而，如图13所示，在这样的加工中，加工中描绘的轨迹从检查描绘的路径偏移了通过手动操作移动的量。当进行这样的发生了偏移的描绘时，在为复杂的加工形状的情况下很难弄清未加工路径和已加工路径的关系，因此难以仅基于描绘来判断加工的进展，存在操作者必须根据预测加工时间或预测加工距离与已执行加工时间或已执行加工距离之间的关系来判断大致的加工进展的问题。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种具备对加工时发生的加工路径的偏移进行修正后进行描绘的描绘路径修正功能的数值控制装置。
本发明的数值控制装置具备：描绘基于加工程序的未加工路径的检查描绘功能、以及描绘基于所述加工程序的加工控制中的加工轨迹的加工中描绘功能。
本发明的数值控制装置的第一方式具备：轨迹修正矢量计算单元，其计算表示实际进行加工的轴位置相对于所述加工程序指令的轴位置的偏移量的描绘轨迹修正矢量；描绘轨迹生成单元，其基于所述描绘轨迹修正矢量，生成对所述加工中描绘功能描绘的加工轨迹的描绘位置进行了修正的加工轨迹；以及显示单元，其将所述未加工路径和由所述描绘轨迹生成单元生成的加工轨迹在同一画面进行显示。
可以使所述数值控制装置还具备手动介入量生成单元，其基于操作者的手动操作来指令轴的移动，所述轨迹修正矢量计算单元基于通过所述手动介入量生成单元使轴移动前后的轴位置来求出所述描绘轨迹修正矢量。
可以使所述数值控制装置还具备描绘无效判定单元，其基于所述加工程序中包含的对所述检查描绘功能的有效/无效进行切换的宏指令，判定所述检查描绘功能的有效/无效，所述轨迹修正矢量计算单元基于判定为所述检查描绘功能无效的期间前后的轴位置来求出所述描绘轨迹修正矢量。
本发明的数值控制装置的第二方式具备：轨迹修正矢量计算单元，其计算表示实际进行加工的轴位置相对于所述加工程序指令的轴位置的偏移量的描绘轨迹修正矢量；描绘轨迹生成单元，其基于所述描绘轨迹修正矢量，生成对所述检查描绘功能描绘的未加工路径的描绘位置进行了修正的未加工路径；以及显示单元，其将所述进行了修正的未加工路径和所述加工轨迹在同一画面进行显示。
可以使所述数值控制装置还具备手动介入量生成单元，其基于操作者的手动操作来指令轴的移动，所述轨迹修正矢量计算单元基于通过所述手动介入量生成单元使轴移动前后的轴位置来求出所述描绘轨迹修正矢量。
可以使所述数值控制装置还具备描绘无效判定单元，其基于所述加工程序中包含的对所述检查描绘功能的有效/无效进行切换的宏指令，判定所述检查描绘功能的有效/无效，所述轨迹修正矢量计算单元基于判定为所述检查描绘功能无效的期间前后的轴位置来求出所述描绘轨迹修正矢量。
通过本发明，加工中描绘的轨迹与加工前进行的检查描绘路径完全重叠，因此可确认正确的进展情况。
附图说明
通过参照附图对以下的实施例进行说明，本发明的上述以及其他的目的以及特征会变得更清楚。在这些图中：
图1是本发明的数值控制装置的主要部分的框图。
图2是具有描绘路径修正功能的第一方式的图1的数值控制装置的功能框图。
图3是表示在图2的数值控制装置的显示装置上显示的未加工路径和加工轨迹的示例的图。
图4是表示在图2的数值控制装置上执行的自动运行处理的流程的流程图，其中，(描绘轨迹修正矢量)＝(自动运行暂停时的坐标)－(重新开始时的坐标)。
图5是表示在图2的数值控制装置的显示装置上显示的未加工路径和加工轨迹的其他的显示例子的图。
图6是在图7的数值控制装置中使用的宏指令的例子。
图7是具有描绘路径修正功能的第二方式的图1的数值控制装置的功能框图。
图8是表示在图7的数值控制装置上执行的自动运行处理的流程的流程图，其中，(描绘轨迹修正矢量)＝(检查描绘无效指令时的坐标)－(检查描绘无效解除指令时的坐标)。
图9是现有技术中的线放电加工的未加工路径和加工轨迹的显示例子。
图10是线放电加工中的组合的加工程序的例子。
图11是组合的加工程序的检查描绘的显示例子。
图12是说明由程序指令的加工开始位置与工件上设置的加工开始孔位置的偏移的图。
图13是说明未加工路径和加工轨迹的显示的偏移的图。
具体实施方式
下面与附图一起说明本发明的实施方式。首先说明本发明的技术概要。
在本发明中，求出加工时产生的相对于加工程序的偏移量(描绘轨迹修正矢量)，将加工中描绘的轨迹进行描绘轨迹修正矢量的修正后进行显示。或者，将加工前进行的检查描绘轨迹进行修正后显示。
加工时的偏移量(描绘轨迹修正矢量)可如以下那样求出。
方法1：在各加工部分的开始位置，在停止自动运行使用手动操作将轴进行了移动的情况下，根据自动运行暂停时的位置和自动运行重新开始时的位置之间的差来求出偏移量。
方法2：通过开始位置搜索功能(自动调整开始位置的宏程序)在自动运行中调整加工位置的情况下，根据宏程序的开始时和结束时的位置差来求出偏移量。
另外，本发明的针对各描绘的修正不仅对整个加工有效，对加工的每个部分也有效，因此当在加工中进行了偏移量成为无效的指令(工件坐标系预置或机械坐标系中的定位等)的情况下，消除偏移量并取消加工中描绘的轨迹的修正。
图1是本发明的数值控制装置的概要框图。
数值控制装置1具有控制整个数值控制装置1的CPU11，该CPU11经由总线与ROM12、RAM13、轴控制电路14、PMC15、显示器/MDI单元16、伺服放大器17连接。
在ROM12中存储用于控制整个数值控制装置1的系统程序。RAM13中存储有数值控制装置1为了控制机床30使用的加工程序等。加工程序通常存储在非易失性存储器(未图示)中，在执行时从非易失性存储器中读出后存储在RAM13中。然后，CPU11一边从RAM13读出加工程序一边依次执行从而控制轴控制电路14，并且经由伺服放大器17控制机床30。
另外，PMC(ProgrammableMachineController可编程序控制器)15通过数值控制装置1中内置的顺序程序控制机床侧的辅助装置等。
显示器/MDI单元16具备：显示装置21，其显示与数值控制装置1的状态信息和加工状况相关的信息、通过检查描绘功能描绘的未加工路径以及通过加工中描绘功能描绘的加工轨迹；键盘22，其接受操作者的操作；以及图形控制电路23，其根据CPU11的指令生成显示上述各信息的画面信息，并且进行在显示装置21中进行显示的控制。
以下详细叙述在具备图1所示的结构的数值控制装置1上安装的描绘路径修正功能的第一方式。
首先，使用图2～图5对图1所示的数值控制装置1上安装的描绘路径修正功能的第一方式进行说明。
描绘路径修正功能的第一方式是通过操作者的手动操作将轴进行了移动的情况下的加工轨迹的描绘路径修正。图2是具有该方式的描绘路径修正功能的数值控制装置1的功能框图。
如图2所示，数值控制装置1具备控制部100。控制部100是通过由CPU11执行系统程序从而在数值控制装置1上实现的功能单元，作为子功能单元具备移动指令生成单元110、坐标更新单元120、描绘轨迹生成单元130、手动介入量生成单元140以及轨迹修正矢量计算单元150。
移动指令生成单元110基于从加工程序读出的程序指令生成移动指令，并将其输出至轴控制电路14和坐标更新单元120。
坐标更新单元120是管理在显示装置21显示的轴坐标的功能单元，其基于从移动指令生成单元110输出的移动指令更新当前的轴坐标值，并将该更新后的轴坐标值输出至描绘轨迹生成单元130以及轨迹修正矢量计算单元150。
描绘轨迹生成单元130按照输入的轴坐标值生产与轴的描绘轨迹(加工轨迹)相关的数据，并将生成的数据输出给图形控制电路23。
手动介入量生成单元140接收操作者手动操作键盘等时产生的输入信号生成基于手动操作的与轴的移动量相关的指令，并将该生成的移动量输出至轴控制电路14以及轨迹修正矢量计算单元150。
轨迹修正矢量计算单元150存储由于线电极的接线失败导致自动运行暂停时的轴位置以及手动将轴向开始孔的中心附近进行移动后重新开始了自动运行的轴位置，基于存储的这些轴位置计算后述的描绘轨迹修正矢量，并基于计算出的描绘轨迹修正矢量，对从坐标更新单元120输出至描绘轨迹生成单元130的轴坐标值施加修正。
下面使用图3说明描绘轨迹修正矢量。
图3表示在进行从一个工件取得三个加工部件的组合加工时，对于加工程序指令的加工开始位置，在工件上设置的第二个以及第三个加工开始孔产生了偏移的情况下，在数值控制装置1的显示装置21上显示的未加工路径和加工轨迹的显示例子。
在通过数值控制装置1执行加工程序的自动运行来对工件进行加工的情况下，在按照加工程序的指令定位在第二个加工开始孔时与预先实施的开始孔不一致，因此线电极的接线失败从而自动运行暂停，输出接线失败的警告。此后，操作者手动操作操作盘等将轴移动至开始孔的中央附近，然后根据作为中断程序块的线电极接线指令重新开始自动运行。
此时，轨迹修正矢量计算单元150根据由于线电极接线失败导致自动运行暂停时的轴位置(即开始手动操作前的轴位置)以及手动将轴向开始孔的中心附近进行移动后重新开始了自动运行时的轴位置(即，手动操作结束后的轴位置)之间的差，来求出开始孔的偏移量和偏移方向(描绘轨迹修正矢量)。然后，在描绘加工中描绘的轨迹时，将求出的该描绘轨迹修正矢量与坐标更新单元120输出的坐标值相加来进行修正，描绘轨迹生成单元130基于如此修正后的坐标值生成与描绘轨迹(加工轨迹)相关的数据。由此，可使检查描绘的路径与加工中描绘的轨迹一致。
另外，在第二个加工结束，向第三个加工开始位置进行定位时，程序指令与实际加工路径之间的偏移被消除一次，因此在执行了消除程序指令与实际加工路径之间的偏移的指令的情况下，通过轨迹修正矢量计算单元150清除描绘轨迹修正矢量。如此，无需在组合加工中进行的各加工的阶段积蓄修正量，将加工轨迹修正为未加工路径的位置后进行显示。另外，在消除偏移的指令中具有工件坐标系设定、机械坐标系定位、相对坐标系定位等。
图4是在具有上述描绘路径修正功能的第一方式的数值控制装置1上执行的自动运行处理的流程的流程图。
【步骤SA01】由操作者判定是否指令了中断后的重新开始。在判定的结果是指令了中断后的重新开始的情况下向步骤SA02前进，在没有指令的情况下向步骤SA03前进。
【步骤SA02】轨迹修正矢量计算单元150基于存储的通过手动操作移动的轴位置来计算描绘轨迹修正矢量。
【步骤SA03】判定是否指令了自动运行暂停请求。在判定的结果是指令了自动运行暂停请求的情况下向步骤SA04前进，在没有指令的情况下向步骤SA05前进。
【步骤SA04】轨迹修正矢量计算单元150保存当前的轴位置后暂停自动运行。
【步骤SA05】判定从加工程序读入的程序指令是否是取消描绘轨迹修正的指令。在判定的结果是取消描绘轨迹修正的指令的情况下向步骤SA06前进，在不是的情况下向步骤SA07前进。
【步骤SA06】清除描绘轨迹修正矢量。
【步骤SA07】执行计算每个插值周期的移动量的插值处理。
【步骤SA08】坐标更新单元120基于通过步骤SA07的处理计算出的插值处理的结果数据更新坐标值。
【步骤SA09】轴控制电路14基于通过步骤SA07的处理计算出的插值处理的结果数据，经由伺服放大器17向伺服电动机输出移动量。
【步骤SA10】描绘轨迹生成单元130按照输入的轴的坐标值(输出坐标值+描绘轨迹修正矢量)生成与轴的描绘轨迹(加工轨迹)相关的数据，并将生成的该数据输出至图形控制电路23，由此进行加工轨迹的描绘，返回步骤SA03。
以上说明了基于描绘轨迹修正矢量将加工中描绘的轨迹进行修正后进行描绘的例子，但也可以构成为对检查描绘的第二个路径的显示位置进行修正。此时，如图5所示，对于解析在自动运行重新开始后执行的加工程序所得到的未加工路径，基于描绘轨迹修正矢量(与针对加工轨迹的修正相反的方向)进行修正并重新进行描绘即可。
另外，在该方式的描绘路径修正功能中，修正了与开始进行各加工时的开始孔的偏移对应的描绘轨迹，但并不限于此，还可检测在自动运行中产生的所有的手动介入导致的偏移(手动介入前后的轴位置的移动)来进行描绘轨迹的修正。
在该方式的描绘路径修正功能中，如以上说明的那样，由于检查描绘路径和加工中的轨迹完全一致，因此可正确地判断加工的进展。
然后，使用图6～图8说明图1所示的数值控制装置1上安装的描绘路径修正功能的第二方式。
在上述的描绘路径修正功能的第一方式中，根据操作者的手动操作导致的轴位置的移动来计算描绘轨迹修正矢量，但在该描绘路径修正功能的第二方式中，当在线电极的接线指令中线电极的接线失败的情况下，自动搜索开始孔。
图6是在线电极的接线指令中线电极的接线失败的情况下，自动搜索开始孔将线电极进行接线，并且将线电极向开始孔的中心位置进行定位的宏指令的例子。
因为宏结束时的结束位置不确定，因此通过检查描绘无效指令(M81)和检查描绘无效解除指令(M82)包围宏中的移动指令，从而使移动指令不反映在检查描绘中。在该描绘路径修正功能的第二方式中，在加工时根据检查描绘无效时的轴位置的坐标和检查描绘无效解除时的轴位置的坐标求出描绘轨迹修正矢量，并修正加工中描绘的轨迹。
图7是具有描绘路径修正功能的第二方式的图1的数值控制装置的功能框图。该图7所示的数值控制装置1与上述的描绘路径修正功能的第一方式的不同在于，具备描绘无效判定单元160来取代图2所示的数值控制装置1的手动介入量生成单元140。
描绘无效判定单元160判定从加工程序读出的程序指令是否为检查描绘无效指令，在判定是检查描绘无效指令的情况下，对轨迹修正矢量计算单元150进行指令使其存储轴位置。另外，判定从加工程序读出的程序指令是否为检查描绘无效解除指令，在判定是检查描绘无效解除指令的情况下，对轨迹修正矢量计算单元150进行指令使其存储轴位置，并且指令计算描绘轨迹修正矢量。
轨迹修正矢量计算单元150接受来自描绘无效判定单元160的指令，分别存储检查描绘无效开始时以及检查描绘无效解除时的轴位置，并且根据检查无效开始时的轴位置以及根据孔搜索指令将轴向开始孔的中心附近移动的检查描绘无效解除时的轴位置，来计算描绘轨迹修正矢量，并且基于计算出的该描绘轨迹修正矢量对于从坐标更新单元120向描绘轨迹生成单元130输出的轴坐标值施加修正。关于其他的结构，与上述的描绘路径修正功能的第一方式相同。
图8是表示在具有上述的描绘路径修正功能的第二方式的数值控制装置1上执行的自动运行处理的流程的流程图。
【步骤SB01】判定与上次读出的加工程序的程序块相关的处理是否已结束。在上次读出的加工程序的程序块的处理已经结束的情况下向步骤SB02前进，在处理没有结束的情况下向步骤SB09前进。
【步骤SB02】从加工程序读出新程序块。
【步骤SB03】判定从加工程序中读出的程序块的程序指令是否为检查描绘无效指令。在判定的结果是检查描绘无效指令的情况下向步骤SB04前进，在不是的情况下向步骤SB05前进。
【步骤SB04】轨迹修正矢量计算单元150保存当前的轴位置。
【步骤SB05】判定从加工程序中读出的程序块的程序指令是否为检查描绘无效解除指令。在判定的结果是检查描绘无效解除指令的情况下向步骤SB06前进，在不是的情况下向步骤SB07前进。
【步骤SB06】轨迹修正矢量计算单元150基于所存储的描绘无效开始时的轴位置和当前的轴位置来计算描绘轨迹修正矢量。
【步骤SB07】判定从加工程序中读出的程序块的程序指令是否为取消描绘轨迹修正的指令。在判定的结果是取消描绘轨迹修正的指令的情况下向步骤SB08前进，在不是的情况下向步骤SB09前进。
【步骤SB08】消除描绘轨迹修正矢量。
【步骤SB09】执行计算每个插值周期的移动量的插值处理。
【步骤SB10】坐标更新单元120基于在步骤SB09的处理中计算出的插值处理的结果数据来更新坐标值。
【步骤SB11】轴控制电路14基于在步骤SB09的处理中计算出的插值处理的结果数据，经由伺服放大器17向伺服电动机输出移动量。
【步骤SB12】描绘轨迹生成单元130按照输入的轴坐标值(输出坐标值+描绘轨迹修正矢量)生成与轴的描绘轨迹(加工轨迹)相关的数据，并将生成的数据输出至图形控制电路23，由此来进行加工轨迹的描绘，然后返回步骤SB01。
以上说明了基于描绘轨迹修正矢量将加工中描绘的轨迹进行修正后进行描绘的例子，但也可构成为对检查描绘的第二个路径的显示位置进行修正。

Claims (4)

1.一种数值控制装置，其具备：描绘基于加工程序的未加工路径的检查描绘功能、以及描绘基于所述加工程序的加工控制中的加工轨迹的加工中描绘功能，其特征在于，具备：
轨迹修正矢量计算单元，其计算表示实际进行加工的轴位置相对于所述加工程序指令的轴位置的偏移量的描绘轨迹修正矢量；
描绘轨迹生成单元，其基于所述描绘轨迹修正矢量，生成对所述加工中描绘功能描绘的加工轨迹的描绘位置进行了修正的加工轨迹；以及
显示单元，其将所述未加工路径和所述描绘轨迹生成单元生成的加工轨迹在同一画面进行显示。
2.一种数值控制装置，其具备：描绘基于加工程序的未加工路径的检查描绘功能、以及描绘基于所述加工程序的加工控制中的加工轨迹的加工中描绘功能，其特征在于，具备：
轨迹修正矢量计算单元，其计算表示实际进行加工的轴位置相对于所述加工程序指令的轴位置的偏移量的描绘轨迹修正矢量；
描绘轨迹生成单元，其基于所述描绘轨迹修正矢量，生成对所述检查描绘功能描绘的未加工路径的描绘位置进行了修正的未加工路径；以及
显示单元，其将所述进行了修正的未加工路径和所述加工轨迹在同一画面进行显示。
3.根据权利要求1或2所述的数值控制装置，其特征在于，
还具备手动介入量生成单元，其基于操作者的手动操作来指令轴的移动，
所述轨迹修正矢量计算单元基于通过所述手动介入量生成单元使轴移动前后的轴位置来求出所述描绘轨迹修正矢量。
4.根据权利要求1或2所述的数值控制装置，其特征在于，
还具备描绘无效判定单元，其基于所述加工程序中包含的对所述检查描绘功能的有效/无效进行切换的宏指令，判定所述检查描绘功能的有效/无效，
所述轨迹修正矢量计算单元基于判定为所述检查描绘功能无效的期间前后的轴位置来求出所述描绘轨迹修正矢量。
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