CN108227618A - 数值控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种数值控制装置，该数值控制装置以如下方式进行控制，该方式是使在外周部保持多个刀具的转塔旋转，由此使上述多个刀具中通过指令选择出的刀具(选择刀具)移动到预定的位置(选择位置)。该数值控制装置将转塔的外周部的一部分区域设定保持为不能通过选择位置的区域(禁止通过区域)，并判定选择刀具是否存在于禁止通过区域内或者在将选择刀具转移到选择位置时禁止通过区域是否要通过选择位置。

Description

数值控制装置
技术领域
本发明涉及一种数值控制装置，特别涉及一种能够避免因刀具更换用转塔的旋转造成的干扰的数值控制装置。
背景技术
在切削加工机等中，有的具备用于保持多个刀具的转塔。如果数值控制装置进行刀具更换指令，则通过转塔旋转来更换用于加工工件的刀具。
图1表示转塔的例子。在该例子中，在转塔10能够安装从1号到8号共8种刀具。图1为能够使用安装在转塔10上的1号刀具t1来加工工件11的状态。处于该状态下的刀具以下称为选择刀具。另外，将该状态的选择刀具的位置称为“选择位置”。
图2至图4是表示典型转塔的运动的图。
转塔10根据加工程序中包括的绝对指令、增量指令以及手动操作的指令进行旋转。
图2是以抄近路方式而选择所指定的编号的刀具的动作(绝对指令动作)。例如，如果在选择了1号刀具t1的状态下要指定6号刀具t6作为新选择的刀具，则数值控制装置使转塔10以抄近路方式，即在正方向或逆方向中的使指定的刀具尽快到达的旋转方向而进行旋转，将6号刀具t6作为选择刀具。
图3是以所指定的编号数的量使转塔在正方向或逆方向中预先决定的一个方向(图3的例子中为顺时针方向)进行旋转，由此选择指定的编号的刀具的动作(增量指令动作)。
图4是切削加工机等所具备的刀具更换按钮(未图示)被手动操作时的转塔10的动作。数值控制装置根据按钮操作使转塔10在正方向或逆方向中预先决定的一个方向上一个编号一个编号地进行旋转，由此将与当前选择中的刀具(t1)相邻编号的刀具(t2)作为新的选择刀具。
在绝对指令动作中，转塔10的旋转方向根据新选择出的刀具被限定为一个方向(抄近路的方向)。此时，如图5所示，在用于刀具更换的转塔10的旋转过程中长的刀具(t2)干扰机械等结构物12(以下称为机械)时，会有不能避免该干扰的问题。另外，如果向同一方向旋转数周，则如图6所示，会有空气主轴等带电缆刀具(t1)的电缆13发生缠绕的问题。
另一方面，在增量指令动作、手动操作中，按照指令或操作指定旋转方向，由此能够避免上述问题。但是为了进行这种指令，需要预先掌握刀具的位置，并每次在刀具选择时指定最优的旋转方法，作业变得繁杂。
为了应对该问题，如图7所示，日本特开2011-237880号公报中公开一种通过使转塔10自身退避，来避免刀具和机械12的干扰的技术。另外，如图8所示，日本特开平7-251352号中公报公开以下一种技术，在使保持作为加工对象的工件11的旋转台14旋转时，预先使用位置信息(坐标值)来设定工件11会与机械12干扰的干扰区域15，并且在决定旋转方向时，不通过上述干扰区域且选择能够尽快到达目的位置的旋转方向。另外，图8中，标记16是固定工作台。
但是，上述日本特开2011-237880号公报(图7)记载的技术会有如下问题，即，如果不是能够转动转塔自身的机械构造则不能够采用的问题。另外，也考虑将上述日本特开平7-251352号公报记载(图8)的技术应用于转塔的情况，但是，此时使转塔旋转的旋转轴需要管理位置信息(坐标值)。但是如主轴电动机那样通过不管理位置信息(坐标值)的电动机进行转塔的旋转时，为了进行1个编号的旋转而保持必要的脉冲数，仅根据这个来控制旋转来进行基于位置信息的控制是不容易的。进一步，该日本特开平7-251352号公报的技术对于在选择位于干扰区域内的刀具时应该进行怎样的控制没有任何公开。
发明内容
本发明为了解决这样的问题点而进行的，其目的为提供一种能够避免刀具更换用砖塔的旋转所造成的干扰的数值控制装置。
本发明的数值控制装置使在外周部保持多个刀具的转塔旋转，由此使上述多个刀具中通过指令选择出的选择刀具移动到预定的选择位置。该数值控制装置具有：禁止通过区域保持部，其将上述转塔的上述外围部的一部分区域保持为不能通过上述选择位置的禁止通过区域；以及禁止通过区域检查部，其进行如下判定中的至少一个，该判定是上述选择刀具是否存在于上述禁止通过区域内、以及在将上述选择刀具转移到上述选择位置时上述禁止通过区域是否要通过上述选择位置。
上述数值控制装置还能够具有：警报发生部，其在上述选择刀具存在于上述禁止通过区域内时产生警报。
上述禁止通过区域检查部在上述选择刀具存在于上述禁止通过区域内时，重新选择上述禁止通过区域外的上述刀具，并且上述数值控制装置也可以还具有使上述新选择出的上述刀具移动到上述选择位置的转塔旋转控制部。
上述禁止通过区域检查部在将上述选择刀具移动到上述选择位置时当上述禁止通过区域通过上述选择位置时，生成使上述转塔在与上述指令相反的方向上旋转的新指令，并且上述数值控制装置还具有按照上述新的指令使上述选择刀具移动到上述选择位置的转塔旋转控制部。
上述选择刀具也可以由刀具编号或应该移动的刀具数来指定。
上述禁止通过区域也可以通过刀具编号来确定。
根据本发明，能够提供一种能够避免刀具更换用转塔的旋转而造成的干扰、带电缆刀具的电缆缠绕等的数值控制装置。
附图说明
图1是表示现有转塔一例的图。
图2是表示典型的转塔的运动的图。
图3是表示典型的转塔的运动的图。
图4是表示典型的转塔的运动的图。
图5是表示现有的转塔的问题点的图。
图6是表示现有的转塔的问题点的图。
图7是表示现有技术的一例的图。
图8是表示现有技术的一例的图。
图9是表示数值控制装置的结构的框图。
图10是表示禁止通过区域的确定方法的一例的图。
图11是表示禁止通过区域检查部的动作的一例的图。
图12是表示禁止通过区域检查部的动作的一例的图。
图13是表示禁止通过区域检查部的动作的一例的图。
图14是表示禁止通过区域检查部的动作的一例的图。
图15A～图15E是表示数值控制装置的动作流程的流程图。
图16是表示禁止通过区域的确定方法的一例的图。
具体实施方式
图9是表示本发明实施方式的数值控制装置100的结构的框图。
数值控制装置100的特征点在于，具有禁止通过区域保持部110、禁止通过区域检查部120、警报产生部130、转塔旋转控制部140。其他的结构与现有的转塔控制用的数值控制装置相同。
数值控制装置100典型地是具备了中央处理装置(CPU)、存储装置以及输入输出装置的信息处理装置，通过由CPU执行预定程序来实现禁止通过区域保持部110、禁止通过区域检查部120、警报产生部130、转塔旋转控制部140。
禁止通过区域保持部110预先保持禁止通过“选择位置”的转塔的区域(以下称为禁止通过区域)。图10表示禁止通过区域的确定方法的一例。
在该图10的例子中，通过指定禁止通过区域开始刀具编号(以下称为ST)和禁止通过区域结束刀具标号(以下称为ED)，来指定禁止通过区域。例如，在指定了ST＝5、ED＝7时，禁止通过区域成为图10所示的区域、即5号刀具t5和7号刀具t7之间的区域。通过该指定，被夹在刀具t5和刀具t7之间的区域(禁止通过区域)不能够通过选择位置。另外，刀具t5和刀具t7自身不包括在禁止通过区域内。即刀具t5和刀具t7能够停止在选择位置。
例如，禁止通过区域保持部110具备未图示的输入部，能够通过输入部的键输入等来接收ST以及ED的设定值的输入。或者，禁止通过区域保持部110具有禁止通过区域设定模式，在该模式中使用户旋转转塔10，例如也可以将停止在选择位置的刀具编号设定为ST以及ED。更具体地说，如图16所示，使转塔10在正方向、逆方向旋转直到到达刀具与机械12即将干扰之前的位置为止，由此能够决定划定禁止通过区域的刀具编号ST、ED。
禁止通过区域检查部120判定在刀具更换指令中指定的刀具编号是否存在于禁止通过区域内、以及为了选择所指定的刀具而转塔10进行旋转时是否要通过禁止通过区域。如图11所示，当所指定的刀具编号(t6)存在于禁止通过区域内时，禁止通过区域检查部120使警报产生部130产生警报。
另外，如果按照绝对指令动作、增量指令动作或手动操作使转塔10旋转则该禁止通过区域在选择位置上通过时，禁止通过区域检查部120如图12所示，使转塔10与通常相比进行逆旋转，来选择指定刀具(t7)。
或者，如图14所示，禁止通过区域检查部120在通过增量指令动作或手动操作来指定刀具编号时，在该指定的刀具(t6)存在于禁止通过区域内时，可以代替产生警报而自动选择禁止通过区域外的刀具编号。此时，如果使转塔10在通常的旋转方向旋转则禁止通过区域在选择位置上通过时，使转塔10与通常相比进行逆旋转，来选择目标刀具(t7)。
警报产生部130根据禁止通过区域检查部120的要求而产生警报。例如，能够通过警报声音的产生、警告灯的亮灯、画面上的警告消息的显示等方式来产生警报。
转塔旋转控制部140根据禁止通过区域检查部120所要求的旋转方向以及旋转量来进行使转塔10旋转的控制。这里，典型地通过编号数来指定旋转量。即，转塔旋转控制部140例如接收在正方向2个编号量、逆方向3个编号量的指令。转塔旋转控制部140预先保持有1个编号量的旋转所需要的脉冲数，因此会产生禁止通过区域检查部120所指令的编号数与上述脉冲数相乘后得到的脉冲，由此能够使转塔按照指令旋转。
使用图15A～图15E的流程图来进一步详细说明数值控制装置100的动作流程。以下，按照各个步骤进行说明。
步骤S1：数值控制装置100接收刀具更换指令。
步骤S2：禁止通过区域检查部120接收刀具更换指令的指令值T。
在通过绝对指令来指定刀具编号时，该刀具编号作为指令值T被传递给禁止通过区域检查部120。例如指定了5号刀具的刀具更换指令“M6T5”的指令值T是“5”。
另一方面，在通过增量指令来指定编号数时，该编号数作为指令值T被传递给禁止通过区域检查部120。例如刀具更换指令“M6P5”的指令值T是“5”。手动操作时，作为指令值T而将“1”传递给禁止通过区域检查部120。禁止通过区域检查部120将指令值T保持为CMD。
步骤S3：禁止通过区域检查部120从禁止通过区域保持部110取得禁止通过区域开始编号ST以及禁止通过区域结束编号ED。另外，禁止通过区域检查部120取得当前选择中的刀具编号PR_T、转塔能够保持的刀具总数MX_T、为了使转塔旋转到1号相邻的刀具编号所需要的脉冲数PLS。PR_T、MX_T、PLS被预先存储在禁止通过区域检查部120的内部或外部的预定存储区域内。
步骤S4：禁止通过区域检查部120分析刀具更换指令。当刀具更换指令是绝对指令时转到步骤S5，当是增量指令或手动操作时转到步骤S6。
步骤S5：禁止通过区域检查部120将所指定的刀具编号CMD设为接着应该选择的刀具编号NX_T。
步骤S6：禁止通过区域检查部120将当前的刀具编号PR_T与指令值CMD相加，设为接着应该选择的刀具编号NX_T。
步骤S7：禁止通过区域检查部120将NX_T标准化使得成为1≤NX_T≤MX_T。
步骤S8：禁止通过区域检查部120将ST、ED标准化使得成为ST<ED。
步骤S9：禁止通过区域检查部120确认当前选择中的刀具编号是否是禁止区域外。如果是禁止区域内，则使警报产生部130产生警报并结束处理。
步骤S10：禁止通过区域检查部120计算假设的(临时的)移动刀具数△Ttmp。在增量指令的情况下，禁止通过区域检查部120将指令值CMD设为△Ttmp。在绝对指令的情况下，将从当前的选择刀具到接下来的选择刀具的抄近路的方向的移动刀具数设为△Ttmp。
步骤S11：禁止通过区域检查部120将禁止通过区域变更为与转塔旋转方向相匹配的范围。
步骤S12：禁止通过区域检查部120判定接下来的选择刀具NX_T是否存在于禁止通过区域内。当是禁止通过区域内且是绝对指令时，使警报产生部130产生警报并结束处理。另一方面，当是禁止通过区域内且是增量指令或手动操作时，转到步骤S16。
步骤S13：禁止通过区域检查部120判定在使转塔10旋转到接下来的选择刀具NX_T时是否要通过禁止通过区域。在不通过时，直接将移动刀具数△T设为△Ttmp。在通过时，计算在逆旋转中为了到达接下来的选择刀具NX_T的移动刀具数并设为△T。
步骤S14：禁止通过区域检查部120将当前刀具编号更新为PR_T+△T。
步骤S15：禁止通过区域检查部120将△T×PLS作为用于使转塔旋转的移动脉冲OUTPUT，输出到转塔旋转控制部140中。或者，禁止通过区域检查部120将△T输出给转塔旋转控制部140，并且使用转塔旋转控制部140预先保持的PLS来计算OUTPUT。转塔旋转控制部140根据OUTPUT使转塔旋转。
步骤S16：禁止通过区域检查部120在增量指令时，进行将接下来的选择刀具编号自动变更为禁止通过区域外的刀具编号的处理。在本实施方式中，当变更后的刀具编号也存在于禁止通过区域内时，使警报产生部130产生警报并结束处理(步骤S16_1)。另外，当变更后的刀具编号也存在于禁止通过区域内时，可以再执行步骤S16的处理直到变更后的选择刀具编号为禁止通过区域外为止。此时，可以设置最大再计算次数，将步骤S16的处理的再执行次数限定为最大再计算次数。
表示几个本实施方式的数值控制装置100的动作例。
<实施例1>
图11是在绝对指令、增量指令或手动操作中，将位于禁止通过区域内(ST＝5、ED＝7)的刀具(t6)指定为接下来的选择刀具时的数值控制装置100的动作。此时，禁止通过区域检查部120使警报产生部130产生警报。
<实施例2>
图12是如果以抄近路方式选择在绝对指令中所指定的接下来的选择刀具(t7)，则通过了禁止通过区域(ST＝5、ED＝7)情况下的数值控制装置100的动作。即使在增量指令中指定3作为正方向的移动刀具数时，也成为同样的动作。此时，禁止通过区域检查部120以不通过禁止通过位置的方式使转塔10进行与通常相比的逆旋转(图12中为逆时针方向)，使接下来的选择刀具移动到选择位置为止。
<实施例3>
图13是用于防止带电缆的刀具的电缆缠绕的设定例。
为了不使转塔10旋转一周以上，在任意的狭窄区域(在该例子中ST＝2、ED＝3)设定禁止通过区域。最好能够在相当于带电缆刀具t1的对角的位置设定禁止通过区域。这样，即使是在转塔例如通过多个连续的指令(M6T2、……、M6T1)向相同方向旋转数周的情况下，禁止通过区域检查部120将指令适当转换为逆旋转，因此转塔不会旋转一周以上。
根据本实施方式，当接下来的选择刀具位于禁止通过区域内或到接下来的选择刀具的路径通过禁止通过区域时，禁止通过区域检查部120执行警报的产生、转塔的旋转方向的反转或禁止通过区域外的刀具自动选择等控制。这样，即使在不具有转塔的移动机构而不存在转塔的旋转轴的位置信息(坐标值)的管理机构的情况下，也能够不必认识到刀具更换时的转塔旋转方向，而容易地将刀具更换指令组入到加工程序并通过手动操作进行刀具更换。
另外，本发明不限于上述实施方式，而能够在不脱离主旨的范围内适当进行变更。本发明在该发明的范围内能够进行实施方式的任意结构要素的变形或实施方式的任意结构要素的省略。例如，在上述实施方式中，针对转塔设置了不能够在选择位置上通过的禁止通过区域，但是通过设定可以在选择位置上通过的可通过区域，也能够达成相同的功能。此时，设定可通过区域使其包括例如与机械等产生干扰的刀具编号。

Claims (7)

1.一种数值控制装置，通过使在外周部保持多个刀具的转塔旋转，使上述多个刀具中的通过指令选择出的选择刀具移动到预定的选择位置，其特征在于，
该数值控制装置具有：
禁止通过区域保持部，其将上述转塔的上述外周部的一部分区域保持为不能通过上述选择位置的禁止通过区域；以及
禁止通过区域检查部，其进行如下至少一个判定：上述选择刀具是否存在于上述禁止通过区域内，以及在将上述选择刀具转移到上述选择位置时上述禁止通过区域是否要通过上述选择位置。
2.根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于，
该数值控制装置还具有：警报发生部，其在上述选择刀具存在于上述禁止通过区域内时发生警报。
3.根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于，
上述禁止通过区域检查部在上述选择刀具存在于上述禁止通过区域内时，重新选择上述禁止通过区域外的上述刀具，
上述数值控制装置还具有：使上述重新选择出的上述刀具移动到上述选择位置的转塔旋转控制部。
4.根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于，
上述禁止通过区域检查部在将上述选择刀具移动到上述选择位置时上述禁止通过区域会通过上述选择位置的情况下，生成使上述转塔在与上述指令相反的方向上旋转的新指令，
上述数值控制装置还具有：按照上述新指令使上述选择刀具移动到上述选择位置的转塔旋转控制部。
5.根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于，
通过刀具编号来指定上述选择刀具。
6.根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于，
通过应该移动的刀具数来指定上述选择刀具。
7.根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于，
通过刀具编号来确定上述禁止通过区域。
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