CN111558842A - 机械的控制装置和控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种机械的控制装置和控制方法，使进行工具调整的程序的停止及再次开始简单化。机械的控制装置具备程序的停止及再次开始的功能，以对需要调整的工具进行调整，具备：运行条件分析部，在程序运行开始时，分析程序的运行条件，在更换的工具为未调整时进行通知；运行条件存储部，存储工具更换时的程序的运行条件；状态恢复确认部，在工具更换后的程序的规定块的运行及停止之后，确认是否能够恢复机械和/或控制装置的内部状态以再次运行规定块；以及状态恢复执行部，在确认为能够恢复该内部状态时，基于运行条件存储部中存储的工具更换时的程序的运行条件，来将该内部状态恢复为工具更换时的状态。

Description

机械的控制装置和控制方法
技术领域
本发明涉及一种对机床或工业用机器人等机械进行控制的控制装置。
背景技术
已知机床或工业用机器人等机械的控制装置具备程序的停止及再次开始的功能以对需要调整的工具进行调整(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本实开平5-60746号公报
发明内容
发明要解决的问题
在像这样的工具的调整中，操作员一边确认是否实现了期望的加工尺寸，一边以手动方式重复进行工具的调整和程序的试运行(停止及再次开始)。
因此，期望在机械的控制装置中使进行工具调整的程序的停止及再次开始简单化。
用于解决问题的方案
本公开所涉及的机械的控制装置具备程序的停止及再次开始的功能，以对需要调整的工具进行调整，所述机械的控制装置具备：运行条件分析部，其在所述程序运行开始时，分析所述程序的运行条件，在更换的所述工具为未调整的情况下进行通知；运行条件存储部，其存储所述工具更换时的所述程序的运行条件；状态恢复确认部，其在所述工具更换后的所述程序的规定块的运行及停止之后，确认是否能够恢复所述机械和所述控制装置中至少一方的内部状态以再次进行所述规定块的运行；以及状态恢复执行部，其在由所述状态恢复确认部确认为能够恢复所述机械和所述控制装置中至少一方的内部状态的情况下，基于所述运行条件存储部中存储的所述工具更换时的所述程序的运行条件，来将所述机械和所述控制装置中至少一方的内部状态恢复为所述工具更换时的状态。
发明的效果
根据一个方式，在机械的控制装置中能够使进行工具调整的程序的停止及再次开始简单化。
附图说明
图1是示出本实施方式所涉及的机床的数值控制装置的结构的图。
图2是示出图1所示的数值控制装置运行的程序的一例的图。
图3是示出图1所示的数值控制装置中的运行条件分析部的工具列表的一例的图。
图4是示出图1所示的数值控制装置中的运行条件存储部中存储的工具更换时的程序的运行条件的一例的图。
图5是用于说明由图1所示的数值控制装置中的状态恢复确认部确认机床和数值控制装置的内部状态能否恢复的图。
图6是用于说明由图1所示的数值控制装置中的状态恢复执行部对机床和数值控制装置的内部状态进行恢复的图。
图7是用于说明钻孔加工中的工具的调整方法的概要的图。
图8是用于说明用于在钻孔加工中调整工具的程序的停止及再次开始的功能概要的图。
附图标记说明
10：机床的数值控制装置(机械的控制装置)；12：运行条件分析部；14：警告显示部；16：运行执行部；18：运行停止部；20：运行条件存储部；22：状态恢复确认部；24：状态恢复执行部。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明的实施方式的一例。此外，设为在各附图中对相同或相当的部分标注相同的标记。
(概要)
图7是用于说明钻孔加工中的工具的调整方法的概要的图。在钻孔加工中，切入开始时的切削阻力大，因此有时加工得比工具的直径大。因此，与期望的加工尺寸相比使工具的直径减小并进行试加工。
例如图7所示那样，
(A)调整工具T的刃T1的长度，
(B)运行程序来对工件W进行加工，
(C)在程序运行后，对工件W的钻孔加工部分的径向的加工尺寸进行测定。如果没有得到期望的加工尺寸，则重复进行上述的(A)～(C)直到得到期望的加工尺寸为止。
像这样，操作员以手动方式进行工具的调整、即钻孔加工的径向的加工尺寸的调整。
图8是用于说明用于在钻孔加工中调整工具的程序的停止及再次开始的功能概要的图。图8所示的程序的主要指令如下面所示那样。
T4424：工具指令
M06：工具更换指令
S49M3M8：用于指定程序的运行条件的代码
M1：暂时停止指令
当运行该程序时，
(A)通过工具更换指令“M06”更换为工具“T4424”。
(B)之后，运行程序的规定块来对工件W进行加工。
(C)在暂时停止指令“M1”时，程序暂时停止。例如，操作员事先进行程序的停止操作(例如，按下程序停止按钮)等来成为程序通过暂时停止指令“M1”而停止的状态并执行(B)的程序的运行即可。此时，操作员如上述(C)那样测定工件W的钻孔加工部的径向的加工尺寸。
(A)如果没有得到期望的加工尺寸，则操作员如上述(A)那样调整工具T的刃T1的长度。之后，操作员手动将光标位置移动至工具更换指令“M6”的正下方，并进行程序的再次开始操作。
在像这样的用于进行工具调整的程序的停止及再次开始的功能中，存在下面的问题。
(1)在程序停止后，需要操作员将光标操作至再次重复进行规定块的运行的位置。
(2)需要插入用于使机床和数值控制装置的内部状态复原的代码。
(3)在操作员没有发现更换为未调整工具的情况下，存在以在工具更换后一次调整都未进行的状态进行连续加工的危险。
(4)当在规定块的末尾设定强制停止指令“M0”来代替M1以防止上述(3)的危险时，存在在工具更换后程序的主运行前忘记取消M0的危险。
下面，示出能够解决上述的(1)～(4)的问题的机床的数值控制装置的一例。
(本实施方式)
图1是示出本实施方式所涉及的机床的数值控制装置的结构的图。图1所示的数值控制装置10为例如对进行上述的钻孔加工的机床进行控制的装置。数值控制装置10具备程序的停止及再次开始的功能以对需要调整的工具进行调整。数值控制装置10具备运行条件分析部12、警告显示部14、运行执行部16、运行停止部18、运行条件存储部20、状态恢复确认部22、状态恢复执行部24。
数值控制装置10(除了警告显示部14和运行条件存储部20以外)例如由DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理器)、FPGA(Field-Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)等运算处理器构成。数值控制装置10的各种功能例如通过执行保存于存储部中的规定的软件(程序、应用程序)来实现。数值控制装置10的各种功能也可以通过硬件与软件的协作来实现。
警告显示部14例如为液晶显示器等显示设备。运行条件存储部20例如为EEPROM等可重写的存储器、或者例如HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)或SSD(Solid StateDrive：固态驱动器)等可重写的盘。
运行条件分析部12在程序运行开始时，分析程序的运行条件(运行信息)，并分析更换的工具是否为未调整。图2是示出程序的一例的图，图3是示出工具列表的一例的图。例如，运行条件分析部12预先保存图3所示的工具列表。工具列表针对每个工具包含是否已调整的信息。例如，运行条件分析部12如图2所示那样通过程序中的工具更换指令“M06”之前的工具指令“T4424”来识别作为更换对象的工具。运行条件分析部12参照工具列表来分析作为更换对象的工具是否为未调整。
此外，在程序中，在使用多个种类的工具的情况下，可以对紧挨着工具更换指令“M06”之前的T指令进行列表，并关于所有种类的工具进行上述分析。
运行条件分析部12可以如下面那样管理工具列表。例如，运行条件分析部12在下面的情况下将工具的调整状态设定为未调整(例如消除“已调整”)。·操作员设定为未调整时(新登记工具时)
·作为新的工具数据进行了输入时(新登记工具时)
·清除磨损数据时(新登记工具时)
·利用该工具进行了规定时间以上的加工时(工具被使用了规定时间以上时)另外，例如运行条件分析部12在下面的情况下将工具的调整状态设定为已调整(例如输入“已调整”)。
·操作员进行了调整完成操作时(工具的调整完成时)
在运行条件分析部12分析为工具为已调整的情况下，由后述的运行执行部16执行程序的运行。
另一方面，在运行条件分析部12分析为工具为未调整的情况下，经由警告显示部14来向操作员进行通知。
警告显示部14在由运行条件分析部12分析为工具为未调整的情况下，通过显示警告来向操作员进行通知。
由此，操作员能够识别出更换后的工具为未调整，例如，能够通过操作员事先进行程序的停止操作(例如，按下程序停止按钮)等来成为程序通过暂时停止指令“M1”而停止的状态，并执行上述的(B)的程序的运行。由此，操作员能够如上述(C)那样在暂时停止指令“M1”时使程序暂时停止，并如上述的(C)那样能够测定工件W的钻孔加工部的径向的加工尺寸(消除上述的问题(3)、(4))。
运行执行部16通过进行程序的运行来进行工具的更换，并进行钻孔加工。
运行停止部18使程序的运行停止。例如，如图2所示，基于程序中的暂时停止指令“M1”以及操作员的停止操作来使运行停止。
运行条件存储部20存储工具更换时的程序的运行条件。图4是示出运行条件存储部中存储的工具更换时的程序的运行条件的一例的图。如图4所示，作为程序的运行条件，能够列举下面的运行条件。
·主轴的转速、主轴的指令状态
·模态信息(例如G代码模态、M代码模态、S代码模态、宏变量、进给速度)
·各轴的坐标值
·选择中的程序的特定信息(例如程序路径和程序名称)
·程序的指针
·程序的最终更新日期和时间
状态恢复确认部22在工具更换后的程序的规定块的运行及停止之后，确认是否能够恢复机床和数值控制装置的内部状态以再次进行该规定块的运行。
机床和数值控制装置的内部状态包含能够恢复的状态和不能恢复的状态。不能恢复的状态为程序和各轴的坐标值。能够恢复的状态为主轴的转速、主轴的指令状态、模态信息、选择中的程序的特定信息以及程序的指针中的至少一个。
图5是用于说明由状态恢复确认部确认机床和数值控制装置的内部状态能否恢复的图。在不能恢复的状态与工具更换时的程序的运行条件一致的情况下，状态恢复确认部22确认为能够对机床和数值控制装置的内部状态进行恢复。
此外，可以设为，在再次开始后的程序运行时的最初的动作中，在没有增量指令的轴的情况下，如果坐标值处于固定范围内则能够执行恢复。另外，如果程序的最终更新日期和时间一致，则程序本身也是一致的。
在由状态恢复确认部22确认为能够恢复机床和数值控制装置的内部状态的情况下，状态恢复执行部24基于运行条件存储部20中存储的工具更换时的程序的运行条件，来将机床和数值控制装置的内部状态恢复为工具更换时的状态。
图6是用于说明由状态恢复执行部对机床和数值控制装置的内部状态进行恢复的图。状态恢复执行部24对机床和数值控制装置的内部状态中的能够恢复的状态进行恢复，以使机床和数值控制装置的内部状态中的能够恢复的状态与工具更换时的程序的运行条件一致。由此，机床和数值控制装置的内部状态被自动恢复为工具更换时的状态。由此，例如由于程序指针(光标位置)被恢复，因此操作员不需要手动将光标位置移动至工具更换指令“M6”的正下方(消除上述的问题(1))。另外，基于此，如果没有得到期望的加工尺寸，则操作员仅通过进行程序的再次开始操作就能够再次进行与工具更换后的动作相同的动作、即与工具更换后的加工相同的加工(消除上述的问题(2))。
此外，在状态恢复确认部22确认为不能对机床和数值控制装置的内部状态进行恢复、即不能恢复的状态与工具更换时的程序的运行条件不一致的情况下，无法再次进行与工具更换后的动作相同的动作、即与工具更换后的加工相同的加工，因此例如数值控制装置10可以通过显示警告来进行通知。
例如在各轴的坐标值不一致的情况下，例如数值控制装置10可以向操作员通知该内容。由此，操作员能够手动更新各轴的位置，从而机床和数值控制装置的内部状态被恢复。
同样地，例如在程序不一致的情况下，例如数值控制装置10可以向操作员通知该内容。在该情况下，由于数值控制装置无法判断变更程序的意图，因此向操作员进行通知。如果是机床和数值控制装置的内部状态(模态信息)，则由于是根据程序的运行而改变的信息，因此能够在程序再次开始时恢复为初始的状态并判断为没有问题，但是程序在运行中是不变的，因此由于发生了特殊的情况而要依靠操作员的判断。
如以上说明的那样，根据本实施方式的数值控制装置10，运行条件(信息)分析部在程序运行开始时，分析程序的运行条件(信息)，在更换的工具为未调整的情况下进行通知。由此，能够简单且可靠地停止用于进行工具调整的程序。
另外，根据本实施方式的数值控制装置10，运行条件存储部存储工具更换时的程序的运行条件，状态恢复确认部在工具更换后的程序的规定块的运行及停止之后，确认是否能够恢复机械和控制装置中至少一方的内部状态以再次进行所述规定块的运行，在确认为能够恢复的情况下，状态恢复执行部基于运行条件存储部中存储的工具更换时的程序的运行条件，来将机械和控制装置中至少一方的内部状态恢复为工具更换时的状态。由此，能够简单且可靠地再次开始用于进行工具调整的程序。
另外，本案申请人进行过与程序的停止及再次开始有关的申请(例如日本专利第4374045号公报)，但是本申请发明中的程序的停止及再次开始与日本专利第4374045号公报所记载的发明中的程序的停止及再次开始具有下面的不同点。
(目的)
日本专利第4374045号公报所记载的发明的目的在于，在加工中途中断时，再次开始所中断的加工以使加工完成(即，如果再次开始则不从相同的点再次开始。)。
与此相对，本申请发明的目的在于，对于需要调整的工具，容易重复进行用于进行期望的调整的调整(即，重复多次恢复为相同状态直到进行了期望的调整为止。)。
(再次开始点)
在日本专利第4374045号公报所记载的发明中，通过非切削指令(程序指令)来决定再次开始点。操作员从多个再次开始点中选择适当的再次开始点。
与此相对，在本申请发明中，不是通过向未调整的工具的工具更换→程序指令决定再次开始点，而是在将未调整的工具安装于主轴时决定再次开始点。再次开始点也是唯一决定的。
以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述的实施方式，能够进行各种变更和变形。例如，在上述的实施方式中，例示了进行钻孔加工的机床的数值控制装置，但本公开不限定于此，能够应用于使用需要调整的各种工具的机床或工业用机器人等各种机械的控制装置。

Claims (7)

1.一种机械的控制装置，具备程序的停止及再次开始的功能，以对需要调整的工具进行调整，所述机械的控制装置具备：
运行条件分析部，其在所述程序运行开始时，分析所述程序的运行条件，在更换的所述工具为未调整的情况下进行通知；
运行条件存储部，其存储所述工具更换时的所述程序的运行条件；
状态恢复确认部，其在所述工具更换后的所述程序的规定块的运行及停止之后，确认是否能够恢复所述机械和所述控制装置中至少一方的内部状态，以再次进行所述规定块的运行；以及
状态恢复执行部，其在由所述状态恢复确认部确认为能够恢复所述机械和所述控制装置中至少一方的内部状态的情况下，基于所述运行条件存储部中存储的所述工具更换时的所述程序的运行条件，来将所述机械和所述控制装置中至少一方的内部状态恢复为所述工具更换时的状态。
2.根据权利要求1所述的机械的控制装置，其特征在于，
所述机械和所述控制装置中至少一方的内部状态包含能够恢复的状态和不能恢复的状态，
在所述不能恢复的状态与所述工具更换时的所述程序的运行条件一致的情况下，所述状态恢复确认部确认为能够恢复所述机械和所述控制装置中至少一方的内部状态，
所述状态恢复执行部对所述能够恢复的状态进行恢复以使所述能够恢复的状态与所述工具更换时的所述程序的运行条件一致。
3.根据权利要求2所述的机械的控制装置，其特征在于，
所述机械和所述控制装置中至少一方的内部状态中的所述不能恢复的状态以及所述程序的运行条件为程序和各轴的坐标值，
所述机械和所述控制装置中至少一方的内部状态中的所述能够恢复的状态以及所述程序的运行条件为主轴的转速、主轴的指令状态、模态信息、选择中的程序的特定信息以及程序的指针中的至少一个。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的机械的控制装置，其特征在于，
所述运行条件分析部对所述工具的调整状态进行管理，基于所管理的所述工具的调整状态来分析更换的所述工具是否为未调整。
5.根据权利要求4所述的机械的控制装置，其特征在于，
所述运行条件分析部在新登记所述工具时或所述工具被使用了规定时间以上时，将所述工具的调整状态设定为未调整，
在所述工具的调整完成时，将所述工具的调整状态设定为已调整。
6.根据权利要求1～4中的任一项所述的机械的控制装置，其特征在于，
所述程序在所述工具更换后的所述规定块的末尾包含用于在所述程序运行中途进行暂时停止的指令。
7.根据权利要求1～5中的任一项所述的机械的控制装置，其特征在于，
所述工具为用于钻孔加工的工具，
所述工具的调整为用于对所述钻孔加工的径向的加工尺寸进行调整的工具的调整。
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