CN108205292A - 数控装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种数控装置。在因检测到异常而停止加工的情况下，能够在短时间内进行缩回动作并执行工具退避程序。数控装置(1)基于加工程序使工具相对于工件移动，从而控制进行加工的机床，该数控装置(1)包括：程序解析部，解析所述加工程序并生成移动指令数据；异常检测部，检测加工中的异常；缩回控制部，在检测出异常时，该缩回控制部供给使工具从工件退避的缩回动作的动作指令；以及移动量累计部，对基于从缩回控制部供给的动作指令的工具的移动量进行累计，程序解析部在由缩回控制部进行的缩回动作结束时，将由移动量累计部累计的工具进行缩回动作的移动量与加工程序上的工具的坐标值相加并更新坐标值后，执行使工具或工件移动到预定的位置的工具退避程序。

Description

数控装置
技术领域
本发明涉及一种数控装置。
背景技术
以往，已知有如下加工控制装置：在因停电或电源的异常引起电压降低时，将加工轨迹轮廓数据与基于工具退避计算公式的数据相加，在直到控制动作变得不能进行为止的时间内，一边继续通过工具进行加工一边使工具从工件缩回，并在工具缩回后使机床停止(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第3810662号公报
发明内容
发明所要解决的问题
在专利文献1所记载的加工控制装置中，虽然在进行了使工具退避到远离工件位置的缩回动作后停止加工动作，但是，为了防止在切断机床的各个电机的励磁时，因工具的意外动作而导致工件或工具发生损伤，或者为了在缩回动作后使工具或工件移动到容易再次开始运转的位置，因而在缩回动作结束后往往需要执行工具退避程序。
然而，由于基于如上述的缩回动作中使用的工具退避计算式的数据与加工用程序彼此无关地生成，因此在缩回动作结束后，各电机会移动到与由加工用程序所掌握的位置不同的位置。因此，为了执行工具退避程序，需要通过重置使加工控制装置再次识别各电机的当前位置，选择工具退避程序并使循环开始。
因此，重置动作、程序选择动作以及循环开始中的每一个动作都需要花费时间，从缩回动作结束到开始工具退避程序为止往往需要数秒的时间。特别是在停电时执行工具退避程序时，需要大容量的电容器模块那样的不间断电源装置，并且存在大型的机械和轴数多的机械成本变高这样的问题。
本发明正是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种数控装置，在因检测到异常而停止加工的情况下，能够在短时间内进行缩回动作并执行工具退避程序。
解决问题的手段
为了实现上述目的，本发明提供以下手段。
本发明的第一方面提供一种数控装置，其基于加工程序使工具相对于工件移动，从而控制进行加工的机床，该数控装置包括：程序解析部，解析所述加工程序并生成移动指令数据；异常检测部，检测加工中的异常；缩回控制部，在通过所述异常检测部检测出异常时，所述缩回控制部供给使所述工具从所述工件退避的缩回动作的动作指令；以及移动量累计部，对基于从所述缩回控制部供给的动作指令的所述工具的移动量进行累计，其中，所述程序解析部在由所述缩回控制部进行的所述缩回动作结束时，将由所述移动量累计部累计的所述工具进行所述缩回动作的移动量与所述加工程序上的工具的坐标值相加并更新所述坐标值后，执行使所述工具或所述工件移动到预定的位置的工具退避程序。
根据本方面的发明，通过基于程序解析部已解析的加工程序而生成的移动指令数据，从而使工具相对于工件移动，并对工件实施预定的加工。在通过工具进行的工件的加工中发生停电等异常时，利用异常检测部检测异常，并通过缩回控制部供给缩回动作的动作指令。
即使在缩回动作进行期间，也继续基于由程序解析部生成的移动指令数据的工件的加工，因此缩回动作的动作指令与程序解析部所生成的移动指令数据相叠加。由此，在工具继续工件的加工的同时使工具从工件退避，从而能够防止因工具紧急停止或突然改变方向而导致的工件和工具的损伤。
在这种情况下，在缩回动作进行期间，通过移动量累计部对工具根据从缩回控制部供给的动作指令进行移动的移动量进行累计，在缩回动作结束时，通过程序解析部将被累计的移动量与加工程序上的工具的坐标值相加并更新坐标值。由此，能够使加工程序上的工具的坐标值与现实中的工具的坐标值一致。
并且，其后通过执行工具退避程序，能够使工具或者工件退避到预定的位置。即，通过在缩回动作结束时更新加工程序上的工具的坐标值，从而能够使工具的当前位置与加工程序所掌握的位置相一致，而无需进行自动运转休止状态、重置、工具退避程序的选择以及循环开始等工序，能够立即执行工具退避程序。由此，在因检测到异常而停止加工的情况下，能够在短时间内进行缩回动作并执行工具退避程序，从而能够消减大容量的电容器模块那样的不间断电源装置的成本。
另外，本发明的其他方面提供一种数控装置，其基于加工程序使工具相对于工件移动，从而控制进行加工的机床，该数控装置包括：程序解析部，解析所述加工程序并生成移动指令数据；异常检测部，检测加工中的异常；缩回控制部，在通过所述异常检测部检测出异常时，所述缩回控制部供给使所述工具从所述工件退避的缩回动作的动作指令；以及总移动坐标计算部，依次计算出将所述程序解析部的程序坐标与从所述缩回控制部供给的移动量的累计值相加后得出的总移动坐标，其中，所述程序解析部在由所述缩回控制部进行的所述缩回动作结束时，将所述加工程序上的坐标值更新为由所述总移动坐标计算部计算出的总移动坐标后，执行使所述工具或所述工件移动到预定的位置的工具退避程序。
根据本方面的发明，在缩回动作进行期间，通过总移动坐标计算部依次计算出总移动坐标，该总移动坐标是基于从缩回控制部供给的动作指令而进行的工具的移动量的累计值与程序解析部的程序坐标值相加后得出的。因此，在缩回动作结束时，通过程序解析部将计算出的总移动坐标设定为加工程序上的工具的坐标值，从而能够使加工程序上的工具的坐标值与现实中的工具的坐标值一致。
并且，其后执行工具退避程序，从而能够使工具或工件退避到预定的位置。即，在缩回动作结束时更新加工程序上的工具的坐标值，从而能够使工具的当前位置与加工程序所掌握的位置相一致，而无需进行自动运转休止状态、重置、工具退避程序的选择以及循环开始等工序，能够立即执行工具退避程序。由此，在因检测到异常而停止加工的情况下，能够在短时间内进行缩回动作并执行工具退避程序，从而能够消减大容量的电容器模块那样的不间断电源装置的成本。
在所述方面中，所述程序解析部也可以在由所述缩回控制部进行的所述缩回动作结束后，将使所述工具旋转的主轴的旋转减速，并回收所述主轴的再生能量。
通过这样地结构，能够回收并使用由所述主轴的旋转的减速所产生的再生能量，从而能够补充因停电而导致停止时的电力，能够更可靠地执行工具退避程序。
发明的效果
根据本发明，实现了在因检测到异常而停止加工的情况下，能够在短时间内进行缩回动作并执行工具退避程序这样的效果。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的数控装置的框图。
图2是对重复执行图1的数控装置的周期动作时的缩回动作中的(a)进行加工的情况、(b)使加工停止的情况进行说明的图。
图3是对图1的数控装置发生异常时的控制进行说明的流程图。
图4是对图1的数控装置的缩回动作的有无进行说明的示意图。
图5是对图1的数控装置的基于缩回动作的有无的工具的机械坐标上的位置进行说明的图。
图6是表示图1的数控装置的变形例的框图。
图7是图6的数控装置的基于缩回动作的有无的工具的机械坐标上的位置进行说明的图。
具体实施方式
下面，参照附图对根据本发明的一个实施方式的数控装置1进行说明。
如图1所示，根据本实施方式的数控装置1包括：程序解析部10、异常检测部11、缩回控制部12、移动量累计部13、插值部14、插值后加减速部15以及伺服电机控制部16。
程序解析部10被存储于未图示的存储器等中，或者对从未图示的MDI/显示单元等输入的加工程序20进行解析，生成针对被设定在加工程序20的程序坐标中(程序上的坐标)的机械的各驱动轴的移动指令数据。
插值部14基于程序解析部10输出的移动指令数据，生成在插值周期内对指令路径上的点进行插入计算后得出的数据。
插值后加减速部15基于插值部14输出的插值数据进行加减速处理，计算每个插值周期的各驱动轴的速度，并将结果数据输出至伺服电机控制部16。
伺服电机控制部16基于插值后加减速部15的输出，对伺服电机17等的机床的各驱动部进行控制。
异常检测部11例如监视来自电源的电压，检测发生停电等的电压降低的时间点，并将其输出至缩回控制部12。
缩回控制部12根据预先由参数等确定的缩回量和速度，生成用于使工具从工件退避的动作指令。并且，生成的移动指令叠加在从程序解析部10输出的移动指令数据上。
并且，缩回控制部12例如存在以下情况：如果来自异常检测部11的检测信号到来，则仅输出与预先由参数确定的缩回量对应的量的动作指令，或者在重复执行周期动作进行加工时，输出缩回的动作指令直到一次周期动作的加工结束为止。
移动量累计部13对基于从缩回控制部12供给的缩回动作的动作指令进行的工具的移动量进行累计。
图2(a)和图2(b)是重复执行周期动作进行加工时的缩回动作的说明图。
图中的凸轮(工件)21通过旋转轴而旋转。并且，图中的磨石(工具)22在直线轴上前后移动，在通过重复旋转轴与直线轴同步动作的一个周期的动作来对凸轮21进行加工时，如果在图2(a)的位置上停止加工，则旋转轴会因惯性而转动，从而使凸轮21与磨石22碰撞。因此，如图2(b)所示，需要在凸轮21与磨石22彼此之间的距离最远的位置上停止加工。
在重复执行周期动作进行加工的同时进行了缩回动作的情况下，异常检测的时间点是不确定的，由于缩回动作的结束是在一次周期动作的最后，因此缩回动作的移动量是不确定的。鉴于此，移动量累计部13累计基于从缩回控制部12输出的缩回动作的移动量直到缩回动作结束为止，并在缩回动作结束时，将累计的移动量输出至程序解析部10。
程序解析部10将从移动量累计部13输入的缩回动作的累计移动量与在加工程序20上识别的程序坐标值相加，并将其更新为新的程序坐标值。并且，程序解析部10在更新程序坐标值后，执行工具退避程序。
工具退避程序是用于使工件或者工具进一步移动到容易再次开始运转的位置的程序。
下面，对像这样构成的根据本实施方式的数控装置1的作用进行说明。
根据本实施方式的数控装置1，通过程序解析部10基于加工程序20而生成的移动指令数据，从而使工具相对于工件移动，对工件实施预定的加工。
如图3所示，在加工中发生停电等的异常情况时，通过异常检测部11检测到异常(步骤S1)，向缩回控制部12发送异常检测信号，使缩回动作开始(步骤S2)。在步骤S2中，将缩回动作的动作指令的累计值初始化为0。
缩回控制部12在异常检测信号被输入的时刻，根据预先由参数等确定的缩回量和速度生成用于使工具从工件缩回的动作指令。
即使在缩回动作进行期间，也继续由程序解析部10进行的用于工件加工的动作指令的供给，因此从缩回控制部12输出的缩回动作的动作指令与用于加工工件的动作指令相互重叠地输出。由此，如图4所示，在工具5继续工件W的加工的同时使工具5从工件W退避，从而能够防止因工具5紧急停止或突然改变方向等而导致的工件W和工具5的损伤。
在这种情况下，如图4所示，如果根据缩回动作的有无来比较工具5的位置，则进行了缩回动作的情况与未进行缩回动作的情况相比，例如在使工具5向远离工件W的方向移动这一点上存在不同。
然而，由于在通过程序解析部10按照程序使工具5移动的同时，还通过缩回控制部12使工具5向远离工件W的方向移动，因此在程序解析部10中，在程序上，识别出工具5被配置于与未进行缩回动作的情况相同的程序坐标处。
鉴于此，在本实施方式中，在缩回动作开始的同时，在移动量累计部13中对从缩回控制部12输出的动作指令进行累计(步骤S3)、存储(步骤S4)。在缩回动作结束之前重复步骤S3和步骤S4的处理(步骤S5)，在缩回动作结束时读出由移动量累计部13计算、存储的工具5的移动量，并将其输入到程序解析部10中(步骤S6)。
由此，程序解析部10将自己识别的程序坐标值与存储的移动量相加，并更新程序坐标值(步骤S7)，从而能够使程序坐标上的各电机的位置与现实中的各电机的位置，即程序坐标上的工具的位置与现实中的工具5的位置相一致。
即，如图5所示，在加工程序上，在识别出工具5在程序坐标中从(x0，y0，z0)向(x1，y1，z1)移动的情况下，在通过相加缩回动作而向(x2，y2，z2)移动时，通过移动量累计部13计算出移动量(x2-x1，y2-y1，z2-z1)。将计算出的移动量(x2-x1，y2-y1，z2-z1)输入到程序解析部10中，并将其与程序解析部10在程序坐标中识别的当前位置(x1，y1，z1)相加，从而更新当前位置(x2，y2，z2)。
像这样，在程序解析部10中识别出的程序坐标上的各电机的位置与现实中的各电机的位置一致，因此程序解析部10能够迅速地执行工具退避程序，使工具5移动至预定的位置，从而无需进行自动运转休止状态、重置、工具退避程序的选择以及循环开始那样的工序(步骤S9)。
其结果，能够省去自动运转休止状态、重置、工具退避程序的选择以及循环开始那样的各个工序所需的时间，从而能够迅速且更可靠地使工具5从工件W退避。因而，具有能够大幅度地缩短从检测出发生异常到使工具5完全退避为止所需的时间这样的优点。
另外，在缩回动作结束后，优选程序解析部10使主轴减速停止(步骤S8)。由此，能够回收并使用因主轴的减速而产生的再生能量，具有能够补充因停电导致停止时的电力，从而能够更可靠地执行工具退避程序这样的优点。
另外，在本实施方式中，设置在缩回动作中对工具5的移动量进行累计的移动量累计部13，在缩回动作结束时，通过将从移动量累计部13输出的移动量与被存储于程序解析部10内的程序坐标值相加来更新程序坐标值。如图6所示，也可以不设置移动量累计部13，作为其替代而设置将程序解析部10的程序坐标值与从缩回控制部12输出的移动量的累计值相加而计算总移动坐标的总移动坐标计算部18，在缩回动作结束时，将被存储于程序解析部10内的程序坐标值更新为由总移动坐标计算部18计算出的总移动坐标。
即，如图7所示，在加工程序上，在识别出工具5在程序坐标中从(x0，y0，z0)向(x1，y1，z1)移动的情况下，在缩回动作仅使工具5移动(Δx，Δy，Δz)的情况下，总移动坐标计算部18总是计算(x1+Δx，y1+Δy，z1+Δz)。因此，在缩回动作结束时，从总移动坐标计算部18输出的总移动坐标是(x1+Δx，y1+Δy，z1+Δz)，在上面的例子中，若设为(Δx，Δy，Δz)＝(x2-x1，y2-y1，z2-z1)，则通过将程序坐标置换为总移动坐标，从而能够将程序坐标上的当前位置更新为(x2，y2，z2)。
附图标记
1 数控装置
5 工具
10 程序解析部
11 异常检测部
12 缩回控制部
13 移动量累计部
14 插值部
15 插值后加减速部
16 伺服电机控制部
18 总移动坐标计算部
20 加工程序
21 凸轮(工件)
22 磨石(工具)
W 工件

Claims (3)

1.一种数控装置，其基于加工程序使工具相对于工件移动，从而控制进行加工的机床，所述数控装置的特征在于，包括：
程序解析部，解析所述加工程序并生成移动指令数据；
异常检测部，检测加工中的异常；
缩回控制部，在通过所述异常检测部检测出异常时，所述缩回控制部供给使所述工具从所述工件退避的缩回动作的动作指令；以及
移动量累计部，对基于从所述缩回控制部供给的动作指令的所述工具的移动量进行累计，
其中，所述程序解析部在由所述缩回控制部进行的所述缩回动作结束时，将由所述移动量累计部累计的所述工具进行所述缩回动作的移动量与所述加工程序上的工具的坐标值相加并更新所述坐标值后，执行使所述工具或所述工件移动到预定的位置的工具退避程序。
2.一种数控装置，其基于加工程序使工具相对于工件移动，从而控制进行加工的机床，所述数控装置的特征在于，包括：
程序解析部，解析所述加工程序并生成移动指令数据；
异常检测部，检测加工中的异常；
缩回控制部，在通过所述异常检测部检测出异常时，所述缩回控制部供给使所述工具从所述工件退避的缩回动作的动作指令；以及
总移动坐标计算部，依次计算出将所述程序解析部的程序坐标与从所述缩回控制部供给的移动量的累计值相加后得出的总移动坐标，
其中，所述程序解析部在由所述缩回控制部进行的所述缩回动作结束时，将所述加工程序上的坐标值更新为由所述总移动坐标计算部计算出的总移动坐标后，执行使所述工具或所述工件移动到预定的位置的工具退避程序。
3.根据权利要求1或2所述的数控装置，其特征在于，
所述程序解析部，在由所述缩回控制部进行的所述缩回动作结束后，将使所述工具旋转的主轴的旋转减速，并回收所述主轴的再生能量。
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