CN110536773A - 加工控制装置、工作机械及加工控制方法 - Google Patents

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Abstract

加工控制装置(10)控制对第1工件进行加工的刀具(11)。加工控制装置(10)具有驱动刀具(11)的驱动部(200)、输出部(300)、和对驱动部(200)以及输出部(300)进行控制的控制部(100)，控制部向输出部发送通过在对第1工件(W1)进行第1加工之前对第2工件(W1)进行事前加工从而得到的加工信息，由此，从输出部(300)输出加工信息，控制部(100)生成用于进行在对第1工件(W1)第1加工之后进行的第2加工的控制指示，控制部(100)基于控制指示而控制驱动部(200)。

Description

加工控制装置、工作机械及加工控制方法
技术领域
本发明涉及加工控制装置、工作机械及加工控制方法。
背景技术
通常，使用通过驱动刀具对加工对象即工件(例如，金属材料)进行加工的工作机械。例如，在使用切削刀具作为刀具的情况下，由于切削加工而产生毛边，因此，提出有抑制毛边的产生的方法(例如，专利文献1)。并且，提出有如下方法，即，通过进行与加工对象即工件相关的仿真而提取进行去毛边的位置，在显示部对进行去毛边的位置进行显示(例如，专利文献2)。
专利文献1：日本特开2013－66956号公报
专利文献2：日本特开2010－182210号公报
发明内容
但是，在现有技术中，基于事前被加工的工件的状态的加工信息没有被提示给利用者，因此，存在作业效率低下的问题。
本发明是为了解决上述问题而提出的，目的在于通过以利用者容易识别的方式对基于事前被加工的工件的状态的加工信息进行提示，提高作业效率。
本发明的加工控制装置是对加工第1工件的刀具进行控制的加工控制装置，该加工控制装置具备：驱动部，其驱动所述刀具；输出部；以及控制部，其对所述驱动部以及所述输出部进行控制，所述控制部将通过在对所述第1工件进行第1加工之前对第2工件进行事前加工而得到的加工信息向所述输出部发送，由此，从所述输出部输出所述加工信息，所述控制部生成用于进行在对所述第1工件进行所述第1加工之后进行的第2加工的控制指示，所述控制部基于所述控制指示控制所述驱动部。
发明的效果
根据本发明，通过以利用者容易识别的方式对基于事前被加工的工件的状态的加工信息进行提示，能够提高作业效率。
附图说明
图1是概略性表示具有本发明的实施方式1涉及的加工控制装置的工作机械的结构的框图。
图2是表示控制部的具体的结构的一个例子的框图。
图3是表示工作机械中的事前处理的一个例子的流程图。
图4(a)至(c)是表示事前切削处理的工序的一个例子的图。
图5(a)至(c)是表示毛边检测路径的生成工序的一个例子的图。
图6是表示工作机械中的切削处理的一个例子的流程图。
图7(a)至(c)是表示切削处理的工序的一个例子的图。
图8(a)至(c)是表示切削处理的工序的其他例子的图。
图9是表示对通过事前处理以及图7所示的切削处理得到的加工信息进行显示的监视器画面的一个例子的图。
图10是表示对通过事前处理以及图8所示的切削处理得到的加工信息进行显示的监视器画面的一个例子的图。
图11是表示对图8所示的切削处理中的切削路径进行了显示的监视器的画面的一个例子的图。
图12是表示加工信息的输出处理的一个例子的流程图。
具体实施方式
实施方式1
图1是概略性表示具有本发明的实施方式1涉及的加工控制装置10的工作机械1的结构的框图。
工作机械1具有刀具11和控制该刀具11的加工控制装置10。但是，工作机械1的结构不限于图1所示的例子。在本实施方式中，工作机械1是NC(Numerical Control)工作机械。
刀具11例如是加工工件的切削刀具、或者是用于对工件的位置以及形状等工件的状态进行检测的接触式测头。
加工控制装置10具有驱动刀具11的驱动部200、输出部300、对驱动部200以及输出部300进行控制的控制部100、用于向控制部100输入控制指示的输入部400。但是，加工控制装置10的结构不限于图1所示的例子。例如，输出部300以及输入部400可以设置在加工控制装置10的外部，也可以设置在工作机械1的外部。加工控制装置10例如是NC装置。
控制部100具有CPU(Central Processing Unit)101、存储器102、和存储装置103。存储装置103具有数据库104。
图2是表示控制部100的具体的结构的一个例子的框图。
如图2所示，控制部100例如具有切削控制部111、毛边检测部112、误差检测部113、切削结果提示部114、切削信息结合部115、切削完成判断部116、切削方向判断部117、切削路径判断部118、和程序生成输出部119。上述结构要素的功能通过CPU 101实现。
CPU 101进行与从输出部300输出的输出内容、驱动部200的控制内容、以及从输入部400输入至控制部100的输入内容相关的运算。并且，CPU 101读取在存储器102或者存储装置103中储存的、用于对驱动部200以及输出部300进行控制的控制程序，输出基于控制程序的控制信号。
存储装置103具有用于储存各种信息的数据库104。
驱动部200具有主轴部210、进给部220、和压力传感器230。
主轴部210具有主轴传感器211、主轴旋转速度控制部212、和主轴电动机213。主轴电动机213使安装了刀具11的主轴旋转。主轴旋转速度控制部212控制主轴的旋转速度。主轴传感器211检测主轴的旋转速度，将检测结果向主轴旋转速度控制部212发送。
进给部220具有进给传感器221、进给速度控制部222、和进给电动机223。进给电动机223使刀具11在进给方向上移动。进给速度控制部222控制刀具11的进给速度。进给传感器221检测刀具11的进给速度，将检测结果向进给速度控制部222发送。
压力传感器230对向刀具11(具体而言是安装了刀具11的主轴)施加的压力进行检测。
输出部300具有视觉数据生成部302、监视器303、听觉数据生成部304、扬声器305、触觉数据生成部306、和振动致动器307。
视觉数据生成部302基于来自控制部100的指示，将作为视觉信息(也称为视觉数据)的图像向监视器303输出。听觉数据生成部304基于来自控制部100的指示，将作为听觉信息(也称为听觉数据)的声音向扬声器305输出。触觉数据生成部306基于来自控制部100的指示，将作为触觉信息(也称为触觉数据)的振动向振动致动器307输出。
输入部400具有键盘401、鼠标402、和触摸面板403。利用者使用键盘401、鼠标402、或者触摸面板403对加工控制装置10进行操作，从输入部400向控制部100输入针对加工控制装置10的控制指示。输入部400的结构要素不限于键盘401、鼠标402、以及触摸面板403。例如，输入部400也可以具有触摸板、控制杆、或者刻度盘。
下面，说明工作机械1中的事前处理(加工控制装置10中的加工控制方法)。
图3是表示工作机械1中的事前处理的一个例子的流程图。
在步骤S101中，控制部100(具体而言是切削控制部111)计算切削路径(也称为事前切削路径)。具体而言，切削控制部111从数据库114读取用于进行作为事前加工的事前切削的预定的控制指示即事前切削程序(也称为事前切削程序书)，计算通过事前切削程序表示的全部的切削路径(也称为事前切削路径)。事前切削程序是作为NC程序或者NC程序的一部分而使用的代码。
事前加工是在进行正式的加工之前预先进行的加工。事前切削是在进行正式的切削加工之前预先进行的切削加工。
计算结果(即，切削路径)从输出部300输出(步骤S102)。在本实施方式中，计算结果在监视器303进行显示。
图4(a)至(c)是表示事前切削处理的工序的一个例子的图。
在步骤S103中，工作机械1的利用者按照在监视器303显示的事前切削程序进行针对加工对象即工件W1的事前切削。例如，利用者使用输入部400将事前切削程序的内容向加工控制装置10输入，控制刀具11(具体而言是切削刀具)。由此，进行事前切削。图4(b)以及(c)所示的虚线是表示预测由于切削会在工件W1产生的毛边的位置的信息(以下称为毛边产生预测位置P1)。图4(c)所示的切削区域A1表示通过刀具11切削过的区域。
图5(a)至(c)是表示毛边检测路径的生成工序的一个例子的图。
在步骤S104中，进行毛边检测路径的生成。例如，如图5(a)所示，利用者通过控制驱动部200，使刀具11接近切削区域A1。如图5(b)以及(c)所示，在刀具11接触到毛边B1时，控制部100(具体而言是毛边检测部112)经由主轴部210的主轴传感器211以及进给部220的进给传感器221，测量在刀具11产生的应力。控制部100(具体而言是毛边检测部112)基于该应力，生成用于进行毛边检测的刀具11的移动路径即毛边检测路径。
毛边检测路径例如是表示毛边产生预测位置P1的二维或者三维的坐标数据。
控制部100(具体而言是程序生成输出部119)基于在步骤S104中得到的毛边检测路径，生成用于检测毛边B1的控制指示即毛边检测程序(也称为毛边检测程序书)。向输出部300发送的毛边检测程序通过视觉数据生成部302显示于监视器303(步骤S105)。毛边检测程序是作为NC程序或者NC程序的一部分使用的代码。
在步骤S106中，利用者按照向监视器303输出的毛边检测程序进行毛边检测。具体而言，利用者使用输入部400将毛边检测程序的内容向加工控制装置10输入，控制刀具11。由此，进行毛边检测。包含通过毛边检测得到的毛边的位置B2以及毛边产生预测位置P1的至少1个毛边信息B3储存于存储装置103的数据库104。
在步骤S107中，进行误差检测路径判断。具体而言，在监视器303显示预定的控制指示即误差检测程序(也称为误差检测程序书)的内容，利用者判断误差检测程序的内容(例如，误差检测路径)是否没有问题。误差检测程序是作为NC程序或者NC程序的一部分而使用的代码。如果误差检测程序的内容没有问题，则利用者将刀具11的切削刀具换成接触式测头，将误差检测程序的内容向加工控制装置10输入。
在步骤S108中，与图5(a)至(c)所示的例子相同，利用者通过控制驱动部200，使刀具11接近工件的切削区域A1。与步骤S104中的处理(毛边检测路径的生成)相同，在刀具11接触到工件W1时，控制部100(具体而言是误差检测部113)经由主轴部210的主轴传感器211以及进给部220的进给传感器221测量在刀具11产生的应力。控制部100(具体而言是误差检测部113)基于该应力，检测与通过事前切削程序表示的切削路径(即，事前切削路径)相对的误差即切削误差。该切削误差是表示预测在后述的步骤S201中的加工中会在工件W1产生的切削误差的信息。该切削误差储存于数据库104。
在步骤S109中，控制部100(具体而言是切削信息结合部115)生成加工信息，该加工信息包含预定的控制指示即切削程序(也称为切削程序书)、毛边信息B3、以及切削误差中的至少1个。切削程序是作为NC程序或者NC程序的一部分而使用的代码。利用者将刀具11的接触式测头换成切削刀具。控制部100(具体而言是切削信息结合部115)将加工信息储存于存储装置103的数据库104。控制部100也可以将除了毛边信息B3以及切削误差以外的各种信息储存于数据库104。
下面，说明工作机械1中的切削处理(加工控制装置10中的加工控制方法)。
图6是表示工作机械1中的切削处理的一个例子的流程图。
图7(a)至(c)是表示切削处理的工序的一个例子的图。
图8(a)至(c)是表示切削处理的工序的其他例子的图。
在步骤S201中，利用者使用在事前处理(步骤S109)中得到的加工信息进行针对工件W1的加工(第1加工)，具体而言是切削加工。具体而言，利用者使用输入部400将切削程序的内容向加工控制装置10输入，控制刀具11(具体而言是切削刀具)。由此，如图7(a)至(c)或者图8(a)至(c)所示，进行切削。
在进行步骤S201中的加工之前，控制部100也可以将加工信息向输出部300发送，以使得从输出部300输出在事前处理(步骤S109)中得到的加工信息。在该情况下，利用者能够将在事前切削中得到的加工信息作为参考而进行步骤S201中的加工。并且，在进行步骤S201中的加工之前，也可以基于在事前切削中得到的加工信息对切削程序进行修正。
与将步骤S103中的加工称为“事前加工”相对地，也将步骤S201中的加工称为“正式的加工”或者“通常加工”。在将在步骤S201中使用的工件W1称为“第1工件”的情况下，也将在事前处理中使用的工件W1称为“第2工件”。
图9是表示对在事前处理以及图7所示的切削处理中得到的加工信息进行了显示的监视器画面的一个例子的图。
图10是表示对在事前处理以及图8所示的切削处理中得到的加工信息进行了显示的监视器画面的一个例子的图。
在步骤S202中，进行加工信息的输出处理。如果控制部100(具体而言是切削完成判断部116)判断为步骤S201中的加工已完成，则控制部100(具体而言是切削结果提示部114)将加工信息向输出部300发送(步骤S202)。通过控制部100向输出部300发送的加工信息，包含通过在对步骤S201中的第1工件进行加工之前对第2工件进行事前加工(步骤S103)而得到的加工信息(即，包含毛边信息B3以及切削误差中的至少1个信息)和工件W1等的图像(具体而言是图像数据)。向输出部300发送的加工信息从输出部300输出。
工件W1等的图像(图像数据)可以预先储存于数据库104，也可以是在步骤S201中的加工之后使用照相机等进行了拍摄的图像(即，通过进行步骤S201中的加工而得到的工件W1的图像)。
通过控制部100将加工信息向输出部300(具体而言是视觉数据生成部302以及监视器303)发送，如图9以及图10所示，包含工件W1等的图像和毛边信息B3的加工信息在监视器303进行显示。利用者通过参照在监视器303显示出的工件W1等的图像以及毛边信息B3，能够直观地掌握在进行步骤S202之后的加工时应注意的区域。
说明步骤S202中的处理的具体例。
图12是表示步骤S202中的加工信息的输出处理的一个例子的流程图。
在步骤S301中，控制部100(具体而言是毛边检测部112)将在数据库104储存的信息即毛边的位置B2以及高度数值化。
在步骤S302中，控制部100(具体而言是毛边检测部112)将在数据库104储存的信息即毛边的尖锐度数值化。
在步骤S303中，控制部100(具体而言是毛边检测部112)将在数据库104储存的信息即工件W1的切断面的平滑度数值化。
在步骤S304中，控制部100(具体而言是毛边检测部112)将在数据库104储存的信息即工件W1的材料的硬度数值化。
在步骤S305中，控制部100(具体而言是切削结果提示部114)生成从输出部300输出的输出数据即视觉数据(例如，工件W1等的图像)。
在步骤S306中，控制部100(具体而言是切削结果提示部114)将在步骤S301至305生成的数据作为加工信息向输出部300发送。
图11是表示对图8所示的切削处理中的切削路径R1进行显示的监视器303的画面的一个例子的图。
在步骤S202中，也可以将切削处理中的切削路径R1等的信息在输出部300显示。
在步骤S203中，控制部100(具体而言是程序生成输出部119)生成用于对工件W1进行毛边切削(即，在步骤S201中的第1加工之后进行的第2加工)的控制指示即毛边切削程序(也称为毛边切削程序书)。毛边切削程序是作为NC程序或者NC程序的一部分使用的代码。用于进行毛边切削的刀具11的切削路径以及针对工件W1的切削方向例如也可以是切削路径判断部118以及切削方向判断部117分别生成。
在步骤S204中，利用者按照毛边切削程序进行针对工件W1的加工(第2加工)，具体而言进行毛边的去除(也称为毛边切削)。具体而言，毛边切削程序在输出部300(具体而言是监视器303)进行显示，利用者使用输入部400将毛边切削程序的内容向加工控制装置10输入，控制刀具11(具体而言是切削刀具)。控制部100(具体而言是切削控制部111)基于从输入部400输入的控制指示即毛边切削程序而控制驱动部200。由此，进行毛边切削。也将步骤S204中的加工称为“精加工”。
在步骤S205中，向利用者提示在事前处理(步骤S108)中得到的加工信息之一即切削误差。具体而言，控制部100(具体而言是切削结果提示部114)将切削误差向输出部300发送。向输出部300发送的切削误差通过视觉数据生成部302在监视器303显示。但是，也可以是在步骤S202中在监视器303显示切削误差。
在步骤S206中，控制部100(程序生成输出部119)生成用于对工件W1进行修正切削误差的切削加工(即，在步骤S201中的第1加工之后进行的加工)的控制指示即误差切削程序(也称为误差切削程序书)。误差切削程序是作为NC程序或者NC程序的一部分使用的代码。用于进行步骤S206中的切削加工的刀具11的切削路径以及针对工件W1的切削方向，例如也可以是切削路径判断部118以及切削方向判断部117分别生成。
在步骤S207中，利用者按照在步骤S206中得到的误差切削程序进行修正切削误差的切削加工。具体而言，在输出部300(具体而言是监视器303)显示误差切削程序，利用者使用输入部400将误差切削程序的内容向加工控制装置10输入，控制刀具11(具体而言是切削刀具)。控制部100(具体而言是切削控制部111)基于从输入部400输入的控制指示即误差切削程序而控制驱动部200。由此，修正切削误差。也将步骤S207中的加工称为“精加工”。
通过进行步骤S201至步骤S207的处理，工作机械1中的切削处理完成。
根据实施方式1，能够以利用者容易识别的方式视觉上提示基于事前加工过的工件W1的状态的加工信息(包含通过进行事前切削而得到的毛边信息B3以及切削误差等信息的加工信息)。由此，利用者能够直观地掌握在进行加工时应注意的区域，能够提高作业效率。
实施方式2
在实施方式1中的工作机械1中，将通过进行事前切削而得到的毛边信息B3以及切削误差等加工信息作为视觉信息向利用者进行提示，但也可以将通过进行事前切削而得到的毛边信息B3以及切削误差等加工信息作为听觉信息或者触觉信息而向利用者进行提示。
在将通过进行事前切削而得到的信息作为听觉信息向利用者进行提示的情况下，输出部300的听觉数据生成部304将通过进行事前切削而得到的毛边信息B3以及切削误差等加工信息变换为声音，将该声音向扬声器305输出。由此，利用者能够通过声音识别通过进行事前切削而得到的信息，能够直观地掌握在进行加工时应注意的区域，能够提高作业效率。
在将通过进行事前切削而得到的信息作为触觉信息向利用者进行提示的情况下，输出部300的触觉数据生成部306将通过进行事前切削而得到的毛边信息B3以及切削误差等加工信息变换为振动数据，将该振动数据向振动致动器307输出。利用者能够通过振动识别通过进行事前切削而得到的信息，因此，能够直观地掌握在进行加工时应注意的区域，能够提高作业效率。
不仅是1种输出方法，也可以使用视觉信息、听觉信息、以及触觉信息的各种组合向利用者提示通过进行事前切削而得到的信息。在该情况下，输出部300具有监视器303、扬声器305、以及振动致动器307中的至少1个，加工信息从监视器303、扬声器305、以及振动致动器307中的至少1个输出。由此，利用者能够以视觉、听觉、以及触觉等各种方法更直观地掌握通过进行事前切削而得到的信息，能够提高作业效率。
实施方式3
在实施方式1中的工作机械1中，在进行切削工序时向利用者提示的毛边信息B3以及切削误差是在事前切削得到的信息，但也可以以将在数据库104蓄积的过去的事前切削得到的加工信息向利用者进行提示的方式来构成工作机械1。
在该情况下，向利用者提示的加工信息(即，从输出部300输出的加工信息)预先储存于存储装置103(例如，数据库104)。在进行切削工序时，控制部100将加工信息向输出部300发送，以使得在存储装置103储存的信息从输出部300输出。作为向利用者提示的信息，也可以将除了毛边信息B3以及切削误差以外的信息储存于存储装置103。
例如，在利用者进行切削工序时，利用者基于工件W1的种类以及切削刀具的种类，从输入部400向控制部100输入控制指示，以使得在存储装置103储存的信息从输出部300输出。利用者能够基于工件W1的种类以及切削刀具的种类，从在存储装置103储存的信息选择需要的信息。其结果，利用者能够直观地掌握在进行加工时应注意的区域，能够提高作业效率。
通过进行切削处理而得到的切削数据储存于存储装置103。
储存于存储装置103的信息也可以无需来自利用者的控制指示而自动地从输出部300输出。在该情况下，利用者使用接触式测头等刀具11调查工件W1的位置以及形状等工件W1的状态，控制部100基于该调查结果将存储装置103内的信息向输出部300发送。
在进行了事前切削的情况下，也可以从输出部300输出通过进行事前切削而得到的信息。
并且，不仅是1种输出方法，也可以以视觉信息、听觉信息、以及触觉信息的各种组合从输出部300输出在存储装置103储存的信息。由此，利用者能够以视觉、听觉、以及触觉等各种方法更直观地掌握通过进行事前切削而得到的信息，能够提高作业效率。
以上说明的各实施方式的特征能够适当地相互组合。
标号的说明
1工作机械，10加工控制装置，11刀具，100控制部，101CPU，102存储器，103存储装置，104数据库，200驱动部，210主轴部，211主轴传感器，212主轴旋转速度控制部，213主轴电动机，220进给部，221进给传感器，222进给速度控制部，223进给电动机，230压力传感器，300输出部，302视觉数据生成部，303监视器，304听觉数据生成部，305扬声器，306触觉数据生成部，307振动致动器，400输入部，401键盘，402鼠标，403触摸面板。

Claims (12)

1.一种加工控制装置，其是对加工第1工件的刀具进行控制的加工控制装置，该加工控制装置的特征在于，具备：
驱动部，其驱动所述刀具；
输出部；以及
控制部，其对所述驱动部以及所述输出部进行控制，
所述控制部向所述输出部发送通过在对所述第1工件进行第1加工之前对第2工件进行事前加工从而得到的加工信息，由此，从所述输出部输出所述加工信息，
所述控制部生成用于进行在对所述第1工件进行所述第1加工之后进行的第2加工的控制指示，
所述控制部基于所述控制指示而控制所述驱动部。
2.根据权利要求1所述的加工控制装置，其特征在于，
所述加工信息包含表示预测会在所述第1工件产生的毛边的位置的信息。
3.根据权利要求1或2所述的加工控制装置，其特征在于，
所述加工信息包含表示预测会在所述第1工件产生的切削误差的信息。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的加工控制装置，其特征在于，
所述第1加工是切削加工。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的加工控制装置，其特征在于，
所述第2加工是毛边的去除。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的加工控制装置，其特征在于，
所述第2加工是修正切削误差的切削加工。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的加工控制装置，其特征在于，
还具备输入部，该输入部用于向所述控制部输入所述控制指示。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的加工控制装置，其特征在于，
所述输出部具有监视器、扬声器、以及进行振动的振动致动器中的至少1个，
所述加工信息从所述监视器、所述扬声器、以及所述振动致动器中的至少1输出。
9.根据权利要求8所述的加工控制装置，其特征在于，
所述控制部将通过进行所述第1加工而得到的所述第1工件的图像和所述加工信息向所述监视器发送，由此，在所述监视器显示所述第1工件的图像以及所述加工信息。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的加工控制装置，其特征在于，
所述控制部具有存储装置，
所述加工信息储存于所述存储装置。
11.一种工作机械，其特征在于，具备：
刀具，其加工第1工件；以及
加工控制装置，其控制所述刀具，
所述加工控制装置具有：
驱动部，其驱动所述刀具；
输出部；以及
控制部，其对所述驱动部以及所述输出部进行控制，
所述控制部向所述输出部发送通过在对所述第1工件进行第1加工之前对第2工件进行事前加工从而得到的加工信息，由此，从所述输出部输出所述加工信息，
所述控制部生成用于进行在对所述第1工件进行所述第1加工之后进行的第2加工的控制指示，
所述控制部基于所述控制指示而控制所述驱动部。
12.一种加工控制方法，其是具有对加工第1工件的刀具进行驱动的驱动部、输出部、和对所述驱动部以及所述输出部进行控制的控制部的加工控制装置中的加工控制方法，该加工控制方法具备以下步骤：
对所述第1工件进行第1加工；
从所述输出部输出通过在进行所述第1加工之前对第2工件进行事前加工而得到的加工信息；
生成用于进行在对所述第1工件进行所述第1加工之后进行的第2加工的控制指示；以及
基于所述控制指示而控制所述驱动部。
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