CN111230586B - 控制装置以及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种控制装置以及控制方法。控制装置(16)的处理执行部(40)根据由操作员输入的加工误差容许量或工作台(28)的进给速度，设定每单位时间从存储部(38)读入程序块的程序块读入数以及风扇电动机(M5)的风扇转速，以所设定的程序块读入数按每个程序块从存储部(38)读入加工程序，使风扇控制部(34)执行以所设定的风扇转速驱动风扇电动机(M5)的处理。

Description

控制装置以及控制方法
技术领域
本发明涉及控制机床的控制装置以及控制方法，上述机床使用工具加工被固定在工作台上的加工对象物(工件)。
背景技术
在机床中，要求以高精度对加工对象物进行加工。在日本特开2013-097736号公报中公开以下控制装置，其根据工具前端相对于加工对象物的移动路径来改变主轴或工作台的相对移动速度，由此防止加工面上产生条纹等。
加工对象物的加工中有黑尔(Hale)加工和粗加工等。在黑尔加工时，与其他加工时相比有要求高加工精度的倾向，在粗加工时，与其他加工时相比有要求快速加工速度的倾向。
在要求高加工精度的加工时，如果伴随着设置在控制装置中的冷却风扇的旋转而产生的振动经由工作台传递到加工对象物，则加工面上产生条纹等，加工精度恶化，其结果为生产率下降。但是，在日本特开2013-097736号公报中，可能无法防止由于随着冷却风扇的旋转而产生的振动，在加工面上产生条纹等的情况，其结果为生产率下降。
另一方面，在要求快速的加工速度的加工时，有以某种程度允许加工精度下降的倾向，但是如果不管由于加快加工速度而控制装置的处理负荷过度增大并发热的情况，针对控制装置的冷却能力不充分，则控制装置的移动指令延迟，加工时间变长，其结果为生产率下降。但是，在日本公开2013-097736号公报中，可能无法配合控制装置的处理负荷来控制冷却能力，其结果为生产率下降。
发明内容
因此，本发明的目的为提供能够抑制生产率下降的控制装置以及控制方法。
本发明的第一方式为控制使用工具加工被固定在工作台上的加工对象物的机床的控制装置，具备：存储部，其以程序块单位存储用于加工上述加工对象物的加工程序；风扇控制部，其驱动冷却上述控制装置的冷却风扇的风扇电动机；以及处理执行部，其根据由操作员输入的加工误差容许量或上述工作台的进给速度，设定每单位时间从上述存储部读入上述程序块的程序块读入数以及上述风扇电动机的风扇转速，以所设定的上述程序块读入数按每个上述程序块从上述存储部读入上述加工程序，使上述风扇控制部执行以所设定的上述风扇转速驱动上述风扇电动机的处理。
本发明的第二方式为控制使用工具加工被固定在工作台上的加工对象物的机床的控制方法，包括以下步骤：设定步骤，根据由操作员输入的加工误差容许量或上述工作台的进给速度，设定每单位时间从以程序块单位存储加工程序的存储部读入上述程序块的程序块读入数以及冷却控制上述机床的控制装置的冷却风扇的风扇电动机的风扇转速；以及处理执行步骤，以所设定的上述程序块读入数，按每个上述程序块从上述存储部读入上述加工程序，使风扇控制部执行以所设定的上述风扇转速驱动上述风扇电动机的处理。
根据本发明，在输入了加工误差容许量时设定与加工误差容许量对应的程序块读入数以及风扇转速，由此能够抑制加工精度的恶化，在输入了进给速度时设定与进给速度对应的程序块读入数以及风扇转速，由此能够抑制加工时间的延长。因此，能够抑制生产率的下降。
附图说明
根据参照附图所说明的以下实施方式的说明，能够容易地了解上述目的、特征以及优点。
图1是表示加工系统的示意图。
图2是表示控制装置的处理流程的流程图。
图3是表示变形例1的控制装置的示意图。
具体实施方式
关于本发明，以下列举优选的实施方式，参照附图详细进行说明。
[实施方式]
图1是表示加工系统10的示意图。加工系统10具备基座12、设置在基座12上的机床14以及控制装置16、与控制装置16连接的操作输入装置18。操作输入装置18根据操作员的操作将各种信号输入给控制装置16。
机床14使用工具T加工加工对象物W，具有立柱22、主轴头24、主轴26、工作台28以及工作台驱动部30。
立柱22设置在基座12上，在上下方向可移动地支持主轴头24。该立柱22具有用于在上下方向驱动主轴头24的主轴头电动机M1、在上下方向变换主轴头电动机M1的旋转力并传输给主轴头24的动力传输机构。另外，图1的Z方向为与重力作用的下方向相反的上方向。
主轴头24将与上下方向大概平行的轴作为基准，可旋转地支持主轴26。该主轴头24具有用于旋转驱动主轴26的主轴电动机M2、将主轴电动机M2的旋转轴与主轴26连接的连接机构。
主轴26沿着上下方向被主轴头24支持。在该主轴26上装卸工具T。安装在主轴26上的工具T沿着主轴26在上下方向配置，主轴26和工具T一起旋转。
工作台28是用于固定加工对象物W的台。该工作台28可以在X方向以及Y方向移动，配置在主轴26的下方向。另外，X方向以及Y方向是与Z方向正交的方向，切相互正交。加工对象物W经由未图示的固定夹具被固定在工作台28的预定位置。
工作台驱动部30设置在基座12上，使工作台28相对于主轴26相对地移动。该工作台驱动部30具有用于在X方向驱动工作台28的第一工作台电动机M3、用于在Y方向驱动工作台28的第二工作台电动机M4、将工作台电动机M3、M4的旋转力变换到X方向、Y方向并传输给工作台28的动力传输机构。
在机床14中，主轴头电动机M1、主轴电动机M2以及工作台电动机M3、M4被控制装置16独立控制，由此，旋转状态或非旋转状态的主轴26和工作台28相对进行移动。通过该移动，安装在主轴26上的工具T与固定在工作台28上的加工对象物W接触，加工加工对象物W。
控制装置16控制机床14，具有冷却风扇32、风扇控制部34、工作台控制部36、存储部38以及处理执行部40。
冷却风扇32是用于冷却控制装置16的风扇，以能够冷却主要在处理执行部40产生的热的方式设置在控制装置16中。该冷却风扇32具有外壳、多个扇叶、相对于外壳可旋转地支持多个扇叶的支持体以及用于使多个扇叶旋转的风扇电动机M5。作为具体的冷却风扇32，例如列举有西洛克风扇等。
风扇控制部34控制冷却风扇32。该风扇控制部34以从处理执行部40输出的风扇转速驱动冷却风扇32的风扇电动机M5，由此使冷却风扇32中的多个扇叶旋转。
工作台控制部36控制工作台28。该工作台控制部36以从处理执行部40输出的电动机转速驱动工作台电动机M3、M4，由此使工作台28在X方向、Y方向移动。
存储部38具有程序存储部38A以及表存储部38B。程序存储部38A以程序块单位存储用于使机床14加工加工对象物W的加工程序。
表存储部38B存储将加工误差容许量、风扇转速以及程序块读入数对应起来得到的信息表。在该信息表中，以加工误差容许量越小，风扇转速变得越小的方式进行对应，以风扇转速越小，程序块读入数变得越小的方式进行对应。换言之，加工误差容许量越大，风扇转速变得越大，风扇转速越大，程序块读入数变得越大。
另外，加工误差容许量是表示加工精度的指标值，具体地说，是加工对象物W的设计值和加工后的实际测量值之间被容许的误差的边界值。程序块读入数是每单位时间从程序存储部38A读入的加工程序的程序块数。
处理执行部40具有通常模式、优先加工精度的精度优先模式、优先加工速度的速度优先模式。处理执行部40在由操作员使用操作输入装置18输入加工误差容许量时选择精度优先模式，并在由操作员使用操作输入装置18输入工作台28的进给速度时选择速度优先模式。另外，处理执行部40在未输入加工误差容许量以及进给速度的双方时，选择通常模式。
另外，处理执行部40可以将在要提高加工精度时应该输入加工误差容许量，在要提高加工速度时应该输入进给速度等的说明事项通知给操作员。当控制装置16具备液晶显示器等显示部时，处理执行部40可以将说明事项显示在显示部，由此通知给操作员。另外，当具有显示部的外部装置与处理执行部40连接时，处理执行部40可以将动作信号发送给外部装置，由此将说明事项经由该外部装置通知给操作员。
处理执行部40在选择了通常模式时，以预先规定的程序块读入数按每个程序块来读入加工程序。此时，处理执行部40使风扇控制部34执行以通过加工程序指定的风扇转速来驱动风扇电动机M5的处理，使工作台控制部36执行以通过加工程序指定的电动机转速来驱动工作台电动机M3、M4的处理。
处理执行部40在选择了精度优先模式时，参照存储在表存储部38B中的信息表，由此设定与通过操作员输入的加工误差容许量对应的程序块读入数以及风扇转速。此时，处理执行部40以与加工误差容许量对应的程序块读入数按每个程序块来读入加工程序，使风扇控制部34执行以与该加工误差容许量对应的风扇转速来驱动风扇电动机M5的处理。另外，处理执行部40在精度优先模式中，可以使工作台控制部36执行以通过加工程序指定的电动机转速来驱动工作台电动机M3、M4的处理。
这里，在信息表中如上所述，以加工误差容许量越小风扇转速变得越小的方式进行了对应。因此，处理执行部40使风扇控制部34执行以下处理，即操作员越是为了提高加工精度而减小输入值(加工误差容许量)，越是降低冷却风扇32的风扇电动机M5的风扇转速，由此抑制冷却风扇32的冷却能力。因此，处理执行部40能够抑制随着风扇电动机M5的旋转而产生的振动，其结果为能够抑制加工精度的恶化。
另一方面，在信息表中如上所述，以风扇转速越小程序块读入数变得越小的方式进行了对应。因此，处理执行部40越抑制冷却风扇32的冷却能力，从程序存储部38A读入的加工程序的读入速度越慢。因此，处理执行部40即使抑制冷却风扇32的冷却能力，也能够适当地抑制处理执行部40的每单位时间的处理负荷，其结果为能够抑制处理负荷的增大引起的加工时间的延长。
这样，处理执行部40在精度优先模式中，设定与由操作员输入的加工误差容许量对应的程序块读入数以及风扇转速，由此除了能够抑制加工精度的恶化，还能够抑制加工时间的延长。
处理执行部40在选择了速度优先模式时，根据由操作员输入的进给速度来计算与该进给速度对应的程序块读入数，并设定所计算出的程序块读入数。另外，处理执行部40在选择了速度优先模式时，通过参照表存储部38B的信息表来设定与计算出的程序块读入数对应的风扇转速。此时，处理执行部40以与进给速度对应的程序块读入数按每个程序块来读入加工程序，使风扇控制部34执行以与该程序块读入数对应的风扇转速来驱动风扇电动机M5的处理。另外，处理执行部40在速度优先模式中，使工作台控制部36执行以通过加工程序指定的电动机转速来驱动工作台电动机M3、M4的处理。
这里，操作员越是为了提高加工速度而增大输入值(进给速度)，处理执行部40将从程序存储部38A读入的加工程序的程序块读入数计算得越大，由此加快该加工程序的读入速度。由此，处理执行部40能够加快加工速度。
另一方面，信息表中如上所述，以程序块读入数越大风扇转速变得越大的方式进行了对应。因此，处理执行部40越是加快加工程序的读入速度，使风扇控制部34执行提高冷却风扇32的风扇电动机M5的风扇转速的处理，由此越是提高冷却风扇32的冷却能力。因此，处理执行部40即使加快加工程序的读入速度，也能够抑制处理执行部40中的每单位时间的处理负荷变大造成的发热。其结果为能够抑制处理执行部40对于工作台控制部36的指令输出变慢，加工时间延长的情况。
这样，处理执行部40在速度优先模式中，设定与由操作员输入的进给速度对应的程序块读入数以及风扇转速，由此能够抑制加工时间的延长。
接着，说明控制装置16的控制方法。但是，这里说明处理执行部40控制风扇控制部34的情况。图2是表示处理执行部40的处理流程的流程图。
在步骤S1中，处理执行部40判定是否由操作员使用操作输入装置18进行了加工开始操作。这里，在没有进行加工开始操作时，处理执行部40待机直到进行该加工开始操作为止。此时，处理执行部40可以将在要提高加工精度时应该输入加工误差容许量，在要提高加工速度时应该输入进给速度等说明事项通知操作员。处理执行部40在判定为进行了加工开始操作时，进入步骤S2。
在步骤S2中，处理执行部40判定是否输入了加工误差容许量。这里，在输入了加工误差容许量时，处理执行部40进入步骤S3，选择精度优先模式，进入步骤S4。在步骤S4中，处理执行部40参照存储在表存储部38B中的信息表，由此设定与由操作员输入的加工误差容许量对应的程序块读入数以及风扇转速，并进入步骤S9。
另一方面，当没有输入加工误差容许量时，处理执行部40进入步骤S5，判定是否输入了进给速度。这里，当输入了进给速度时，处理执行部40进入步骤S6，选择速度优先模式，并进入步骤S7。在步骤S7中，处理执行部40参照存储在表存储部38B中的信息表，由此设定与由操作员输入的进给速度对应的程序块读入数以及风扇转速，并进入步骤S9。
另一方面，当没有输入加工误差容许量以及进给速度的双方时，处理执行部40进入步骤S8，选择通常模式。此时，处理执行部40不设定程序块读入数以及风扇转速而进入步骤S9。
在步骤S9中，处理执行部40根据加工程序使风扇控制部34执行处理。即，处理执行部40在选择了精度优先模式时，以与加工误差容许量对应的程序块读入数按每个程序块读入加工程序，使风扇控制部34执行以与该加工误差容许量对应的风扇转速驱动风扇电动机M5的处理。
另一方面，处理执行部40在选择了速度优先模式时，以与进给速度对应的程序块读入数按每个程序块读入加工程序，使风扇控制部34执行以与该程序块读入数对应的风扇转速驱动风扇电动机M5的处理。
另一方面，处理执行部40在选择了通常模式时，以预先规定的程序块读入数读入加工程序，使风扇控制部34执行以由该加工程序指定的风扇转速驱动风扇电动机M5的处理。
处理执行部40在结束从程序存储部38A读入加工程序中的所有程序块、结束基于该加工程序的执行时，结束该处理执行部40的处理。
[变形例]
以上，作为本发明的一例说明了上述实施方式，但是本发明的技术范围不限于上述实施方式记载的范围。当然能够对上述实施方式加以多样的变更或改良。根据请求专利保护的范围的记载可以明确这种加以变更或改良的方式也能够包括在本发明的技术范围内。
(变形例1)
图3是表示变形例1的控制装置16的示意图。变形例1的控制装置16还具备测量控制装置16的温度的温度传感器42。该温度传感器42与处理执行部40连接，温度传感器42的测量结果被输出给处理执行部40。
处理执行部40在精度优先模式或速度优先模式中，根据温度传感器42的测量结果，修正并设定程序块读入数以及风扇转速。即，处理执行部40在精度优先模式中，以与温度传感器42的测量结果(温度)对应的比例来增减与由操作员输入的加工误差容许量对应的程序块读入数以及风扇转速，由此进行修正。
另一方面，处理执行部40在速度优先模式中，以与温度传感器42的测量结果(温度)对应的比例来增减与由操作员输入的进给速度对应的程序块读入数以及与该程序块读入数对应的风扇转速，由此进行修正。
这样，处理执行部40根据温度传感器42的测量结果来修正与加工误差容许量或进给速度对应的程序块读入数以及风扇转速，由此能够应对温度引起的冷却风扇32的冷却能力的变化。结果，能够提高加工精度以及加工速度。
(变形例2)
处理执行部40在特定加工时可以变更程序块读入数以及风扇转速。即，处理执行部40在特定加工时，可以设定精度优先模式或速度优先模式。
具体地说，处理执行部40可以在黑尔加工时设定精度优先模式，在粗加工时设定速度优先模式。这样的话，在有提高加工精度的要求的倾向时能够抑制加工精度的恶化，在有加快加工速度的要求的倾向时能够抑制加工时间的延长。
另外，黑尔加工是以在工具T的平面与加工对象物W的加工面接触的状态下工具T沿着加工面移动的方式，使非旋转状态的主轴26与工作台28相对移动来加工加工对象物W的方法。
(变形例3)
处理执行部40可以使用预定的关系式，根据由操作员输入的加工误差容许量或进给速度来变更程序块读入数以及风扇转速。在该变形例3中，如上述实施方式那样，可以没有存储在表存储部38B中的信息表，容易削减存储部38的存储容量。
(变形例4)
处理执行部40可以执行以下处理，在输入了加工误差容许量时以比加工程序所指定的风扇转速更小的风扇转速来驱动风扇电动机M5。由此，在有提高加工精度的要求的倾向时容易抑制冷却风扇32的振动。
另外，处理执行部40也可以执行以下处理，在输入了进给速度时以比加工程序所指定的风扇转速更大的风扇转速来驱动风扇电动机M5。这样，在有加快加工速度的要求的倾向时，与处理执行部40的处理负荷增大造成的发热对应，由此容易抑制加工程序的执行的延迟。
(变形例5)
上述实施方式以及变形例1～4在不产生矛盾的范围内可以任意进行组合。
[从实施方式得到的发明]
以下记载从以上实施方式以及变形例能够掌握的发明。
(第一发明)
第一发明为控制使用工具T加工被固定在工作台28上的加工对象物W的机床14的控制装置16。该控制装置16具备：存储部38，其以程序块单位存储用于加工加工对象物W的加工程序；风扇控制部34，其驱动冷却控制装置16的冷却风扇32的风扇电动机M5；以及处理执行部40，其根据由操作员输入的加工误差容许量或工作台28的进给速度，设定从存储部38每时间单位读入程序块的程序块读入数以及风扇电动机M5的风扇转速，以所设定的程序块读入数按每个程序块从存储部38读入加工程序，使风扇控制部34执行以所设定的风扇转速驱动风扇电动机M5的处理。
由此，在输入了加工误差容许量时设定与加工误差容许量对应的程序块读入数以及风扇转速，由此能够抑制加工精度的恶化，在输入了进给速度时设定与进给速度对应的程序块读入数以及风扇转速，由此能够抑制加工时间的延长。因此，能够抑制生产率的下降。
处理执行部40可以在黑尔加工时根据加工误差容许量设定程序块读入数以及风扇转速，在粗加工时根据进给速度设定程序块读入数以及风扇转速。
由此，在有提高加工精度的要求的倾向时容易抑制冷却风扇32的振动，在有加快加工速度的要求的倾向时与处理执行部40的处理负荷增大造成的发热对应，由此容易抑制加工程序的执行的延迟。
处理执行部40可以加工误差容许量越小，将程序块读入数以及风扇转速设定得越小，进给速度越大，将程序块读入数以及风扇转速设定得越大。
由此，在有提高加工精度的要求的倾向时容易抑制冷却风扇32的振动，在有加快加工速度的要求的倾向时与处理执行部40的处理负荷增大造成的发热对应，由此容易抑制加工程序的执行的延迟。
控制装置16具备测量控制装置16的温度的温度传感器42，处理执行部40可以根据温度传感器42的测量结果来修正并设定程序块读入数以及风扇转速。
由此，能够对应温度引起的冷却风扇32的冷却能力的变化。结果，能够提高加工精度以及加工速度。
(第二发明)
第二发明为控制使用工具T加工被固定在工作台28上的加工对象物W的机床14的控制方法。该控制方法包括以下步骤：设定步骤S4、S7，其根据由操作员输入的加工误差容许量或工作台28的进给速度，设定从以程序块单位存储加工程序的存储部38每单位时间读入程序块的程序块读入数以及冷却控制机床14的控制装置16的冷却风扇32的风扇电动机M5的风扇转速；以及处理执行步骤S9，其以所设定的程序块读入数按每个程序块从存储部38读入上述加工程序，使风扇控制部34执行以所设定的风扇转速驱动风扇电动机M5的处理。
由此，在输入了加工误差容许量时设定与加工误差容许量对应的程序块读入数以及风扇转速，由此抑制加工精度的恶化，在输入了进给速度时设定与进给速度对应的程序块读入数以及风扇转速，由此能够抑制加工时间的延长。因此，能够抑制生产率的下降。
设定步骤S4、S7中，在黑尔加工时，根据加工误差容许量设定程序块读入数以及风扇转速，在粗加工时，根据进给速度设定程序块读入数以及风扇转速。
由此，在有提高加工精度的要求的倾向时容易抑制冷却风扇32的振动，在有加快加工速度的要求的倾向时与处理执行部40的处理负荷增大造成的发热对应，由此容易抑制加工程序的执行的延迟。
设定步骤S4、S7中，加工误差容许量越小，将程序块读入数以及风扇转速设定得越小，进给速度越大，将程序块读入数以及风扇转速设定得越大。
由此，在有提高加工精度的要求的倾向时容易抑制冷却风扇32的振动，在有加快加工速度的要求的倾向时与处理执行部40的处理负荷增大造成的发热对应，由此容易抑制加工程序的执行的延迟。
设定步骤S4、S7中，根据测量控制装置16的温度的温度传感器42的测量结果来修正并设定程序块读入数以及风扇转速。
由此，能够对应温度引起的冷却风扇32的冷却能力的变化。结果为能够提高加工精度以及加工速度。

Claims (6)

1.一种控制装置，控制使用工具加工被固定在工作台上的加工对象物的机床，其特征在于，
该控制装置具备：
存储部，其以程序块单位存储用于加工上述加工对象物的加工程序；
风扇控制部，其驱动冷却上述控制装置的冷却风扇的风扇电动机；以及
处理执行部，其设定每单位时间从上述存储部读入上述程序块的程序块读入数以及上述风扇电动机的风扇转速，以所设定的上述程序块读入数按每个上述程序块从上述存储部读入上述加工程序，使上述风扇控制部执行以所设定的上述风扇转速驱动上述风扇电动机的处理，
在由操作员输入加工误差容许量时，输入的上述加工误差容许量越小，上述处理执行部将上述程序块读入数以及上述风扇转速设定得越小，
在由操作员输入上述工作台的进给速度时，输入的上述进给速度越大，上述处理执行部将上述程序块读入数计算并设定得越大，设定与计算出的上述程序块读入数对应的上述风扇转速。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，
上述处理执行部在黑尔加工时，根据上述加工误差容许量设定上述程序块读入数以及上述风扇转速，在粗加工时，根据上述进给速度设定上述程序块读入数以及上述风扇转速。
3.根据权利要求1或2所述的控制装置，其特征在于，
该控制装置具备测量上述控制装置的温度的温度传感器，
上述处理执行部根据上述温度传感器的测量结果修正并设定上述程序块读入数以及上述风扇转速。
4.一种控制方法，控制使用工具加工被固定在工作台上的加工对象物的机床，其特征在于，
该控制方法包括以下步骤：
设定步骤，设定每单位时间从以程序块单位存储加工程序的存储部读入上述程序块的程序块读入数以及冷却控制上述机床的控制装置的冷却风扇的风扇电动机的风扇转速；以及
处理执行步骤，以所设定的上述程序块读入数，按每个上述程序块从上述存储部读入上述加工程序，使风扇控制部执行以所设定的上述风扇转速驱动上述风扇电动机的处理，
上述设定步骤中，在由操作员输入加工误差容许量时，输入的上述加工误差容许量越小，将上述程序块读入数以及上述风扇转速设定得越小，在由操作员输入上述工作台的进给速度时，输入的进给速度越大，将上述程序块读入数计算并设定得越大，设定与计算出的上述程序块读入数对应的上述风扇转速。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，
上述设定步骤中，在黑尔加工时根据上述加工误差容许量设定上述程序块读入数以及上述风扇转速，在粗加工时根据上述进给速度设定上述程序块读入数以及上述风扇转速。
6.根据权利要求4或5所述的控制方法，其特征在于，
上述设定步骤中，根据测量上述控制装置的温度的温度传感器的测量结果来修正并设定上述程序块读入数以及上述风扇转速。
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