CN112912804A - 数控装置、机器学习装置及数控方法 - Google Patents

数控装置、机器学习装置及数控方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112912804A
CN112912804A CN201980069692.6A CN201980069692A CN112912804A CN 112912804 A CN112912804 A CN 112912804A CN 201980069692 A CN201980069692 A CN 201980069692A CN 112912804 A CN112912804 A CN 112912804A
Authority
CN
China
Prior art keywords
vibration
drive shaft
shaft
rotation speed
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201980069692.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112912804B (zh
Inventor
嵯峨崎正一
山田喜范
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of CN112912804A publication Critical patent/CN112912804A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112912804B publication Critical patent/CN112912804B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/182Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by the machine tool function, e.g. thread cutting, cam making, tool direction control
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06NCOMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N20/00Machine learning
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q15/00Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
    • B23Q15/007Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
    • B23Q15/013Control or regulation of feed movement
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/37Measurements
    • G05B2219/37346Cutting, chip quality
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/37Measurements
    • G05B2219/37435Vibration of machine

Abstract

数控装置(1X)具有控制运算部(2X),其用于对加工工件(70)的旋转轴即主轴(60)、第1轴(61A)和第2轴(61B)进行控制,该第1轴(61A)驱动用于对加工工件(70)进行振动切削加工的刀具(66A),该第2轴(61B)驱动用于对加工工件(70)进行振动切削加工的刀具(66B),控制运算部(2X)具有:存储部(34),其存储用于对加工工件(70)进行振动切削加工的加工程序;判定部(23),其判定第1轴(61A)及第2轴(61B)的振动次数是否追随于在加工程序中指定出的主轴(60)的转速;以及振动次数计算部(24),其在由判定部(23)判定为第1轴(61A)及第2轴(61B)的至少一者的振动次数不追随于主轴(60)的转速的情况下,针对判定为不追随的驱动轴,对追随于主轴(60)的转速的振动次数进行计算。

Description

数控装置、机器学习装置及数控方法
技术领域
本发明涉及对同时地使刀具振动的振动切削进行控制的数控装置、机器学习装置及数控方法。
背景技术
在车削加工的领域中,数控装置按照用于对被加工物进行加工的加工程序对刀具的动作进行控制,由此使刀具对被加工物进行加工。在该数控装置中,有时沿刀具路径一边以特定的频率使刀具振动、一边对被加工物进行振动切削。
在专利文献1中记载的数控装置根据向刀具的移动指令对每单位时间的指令移动量进行计算,根据振动条件对每单位时间的振动移动量进行计算,将指令移动量和振动移动量合成而计算合成移动量,基于合成移动量对振动切削进行控制。
专利文献1:日本专利第5599523号公报
发明内容
但是,在上述专利文献1的技术中,将对刀具进行驱动的驱动轴为1个的工作机械设为控制对象,因此针对通过分别对多个刀具进行驱动的多个驱动轴向正在旋转的1个被加工物进行加工的工作机械,无法执行振动切削。
本发明就是鉴于上述情况而提出的,其目的在于,得到能够针对通过分别对多个刀具进行驱动的多个驱动轴向正在旋转的1个被加工物进行加工的工作机械而执行振动切削的数控装置。
为了解决上述的课题,达到目的,本发明是一种数控装置,其具有控制运算部,该控制运算部用于对加工对象物的旋转轴即主轴、第1驱动轴和第2驱动轴进行控制,该第1驱动轴驱动用于对加工对象物进行振动切削加工的第1刀具,该第2驱动轴驱动用于对加工对象物进行振动切削加工的第2刀具,在该数控装置中,控制运算部具有存储部,其存储用于对加工对象物进行振动切削加工的加工程序。本发明的数控装置具有:判定部,其判定第1驱动轴及第2驱动轴的振动次数是否追随于在加工程序中指定出的主轴的转速;以及振动次数计算部,其在由判定部判定为第1驱动轴及第2驱动轴的至少一者的振动次数不追随于主轴的转速的情况下,针对判定为不追随的驱动轴,对追随于主轴的转速的振动次数进行计算。
发明的效果
本发明所涉及的数控装置具有下述效果,即,能够针对通过分别对多个刀具进行驱动的多个驱动轴向正在旋转的1个被加工物进行加工的工作机械而执行振动切削。
附图说明
图1是表示实施方式1所涉及的数控装置的结构例的图。
图2是表示实施方式1所涉及的工作机械的结构的图。
图3是表示实施方式1所涉及的数控装置所使用的加工程序的第1例的图。
图4是表示实施方式1所涉及的数控装置的处理顺序的流程图。
图5是表示实施方式1所涉及的数控装置所使用的加工程序的第2例的图。
图6是表示实施方式2所涉及的数控装置的结构例的图。
图7是表示实施方式2所涉及的数控装置所使用的加工程序的例子的图。
图8是表示实施方式2所涉及的数控装置的处理顺序的流程图。
图9是表示实施方式3所涉及的数控装置的结构例的图。
图10是表示实施方式3所涉及的数控装置所使用的加工程序的第1例的图。
图11是表示实施方式3所涉及的数控装置的处理顺序的流程图。
图12是表示实施方式3所涉及的工作机械的其他结构例的图。
图13是表示实施方式3所涉及的数控装置所使用的加工程序的第2例的图。
图14是表示实施方式1至3所涉及的控制运算部的硬件结构例的图。
图15是表示实施方式4所涉及的数控装置的结构例的图。
图16是表示实施方式4所涉及的机器学习装置的处理顺序的流程图。
具体实施方式
下面,基于附图对本发明的实施方式所涉及的数控装置、机器学习装置及数控方法详细地进行说明。此外,本发明并不受这些实施方式限定。
实施方式1.
图1是表示实施方式1所涉及的数控装置的结构例的图。图2是表示实施方式1所涉及的工作机械的结构的图。在图2中,纸面的横向为Z轴方向,纸面的纵向为X轴方向。而且,X1轴及X2轴是与X轴平行的轴,Y1轴及Y2轴是与Y轴平行的轴,Z1轴及Z2轴是与Z轴平行的轴。
数控(NC:Numerical Control)装置1X是针对进行车床加工的工作机械110执行低频振动切削的控制的计算机,该低频振动切削是在使刀具66A、66B振动的同时进行的加工。在下面的说明中有时将低频振动简称为振动。
数控装置1X一边通过包含第1驱动轴在内的大于或等于1轴的驱动轴使第1刀具和作为加工对象物的加工工件70相对地移动,并且通过包含第2驱动轴在内的大于或等于1轴的驱动轴使第2刀具和加工工件70相对地移动,一边对加工工件70的加工进行控制。即,数控装置1X具有使第1刀具或者加工工件70移动的第1驱动轴和使第2刀具或者加工工件70移动的第2驱动轴,通过第1刀具及第2刀具同时地对加工工件70进行振动切削。在实施方式1中,数控装置1X针对2轴的驱动轴进行振动切削,因此对各驱动轴的振动或者加工工件70的旋转进行控制以使得按照用于实现振动切削的限制条件。
数控装置1X对工作机械110进行控制,该工作机械110具有:1个主轴60,其是加工工件70的旋转轴;第1驱动轴,其使第1刀具即刀具66A移动;以及第2驱动轴,其使第2刀具即刀具66B移动。作为加工对象物的加工工件70是通过工作机械110进行加工的被加工物。下面,对第1驱动轴为第1轴61A、第2驱动轴为第2轴61B的情况进行说明。此外,在图2中,作为主轴60而图示出主轴60的中心线。
数控装置1X具有:控制运算部2X;输入操作部3;显示部4;以及机械操作面板等PLC操作部5,其用于对PLC(Programmable Logic Controller:可编程逻辑控制器)36进行操作。在图1中示出了工作机械110的结构要素即驱动部90。
驱动部90使工作机械110所具有的第1系统的刀架65A、第2系统的刀架65B等进行驱动。驱动部90是一边使加工工件70旋转、一边对2个刀具66A、66B进行驱动的驱动机构。驱动部90使刀具66A沿X1轴方向及第1轴61A的轴向即Z1轴方向移动,使刀具66B沿X2轴方向及第2轴61B的轴向即Z2轴方向移动。在实施方式1中,对刀具66A的振动方向为第1轴61A的轴向、刀具66B的振动方向为第2轴61B的轴向的情况进行说明。此外,轴向与装置结构有关,因此轴向并不限定于上述方向。
驱动部90具有:伺服电动机901~904,它们在数控装置1X上所规定出的各轴方向使刀具66A、66B移动;以及检测器97~100,它们对伺服电动机901~904的位置及速度进行检测。另外,驱动部90具有基于来自数控装置1X的指令对伺服电动机901~904进行控制的各轴方向的伺服控制部。各轴方向的伺服控制部基于来自检测器97~100的位置及速度,进行向伺服电动机901~904的反馈控制。
伺服控制部之中的X1轴伺服控制部91通过对伺服电动机901进行控制,从而对刀具66A的X1轴方向的动作进行控制。Z1轴伺服控制部92通过对伺服电动机902进行控制,从而对刀具66A的Z1轴方向的动作进行控制。X2轴伺服控制部93通过对伺服电动机903进行控制,从而对刀具66B的X2轴方向的动作进行控制。Z2轴伺服控制部94通过对伺服电动机904进行控制,从而对刀具66B的Z2轴方向的动作进行控制。此外,在工作机械110具有3个刀架的情况下,驱动部90还具有:X3轴伺服控制部,其对与X轴方向平行的X3轴方向的动作进行控制;以及Z3轴伺服控制部,其对与Z轴方向平行的Z3轴方向的动作进行控制。在该情况下,X3轴伺服控制部对具有检测器的1个伺服电动机进行控制,Z3轴伺服控制部对具有检测器的1个伺服电动机进行控制。
另外,驱动部90具有:主轴电动机911,其使用于使加工工件70旋转的主轴60进行旋转;以及检测器211,其对主轴电动机911的位置及转速进行检测。由检测器211进行检测的转速与主轴电动机911的转速相对应。
另外,驱动部90具有主轴伺服控制部200,其基于来自数控装置1X的指令对主轴电动机911进行控制。主轴伺服控制部200基于来自检测器211的位置及速度,进行向主轴电动机911的反馈控制。在实施方式1中,将每单位时间的主轴60的旋转的次数称为主轴转速。主轴转速例如是每一分钟的主轴60的转速。即,主轴转速与主轴旋转速度相对应。
此外,在工作机械110对2个加工工件70同时地加工的情况下,驱动部90具有两组主轴电动机911、检测器211和主轴伺服控制部200。
输入操作部3是向控制运算部2X输入信息的单元。输入操作部3由键盘、按钮或者鼠标等输入单元构成,对由用户进行的针对数控装置1X的命令等的输入,或者加工程序或参数等进行接收而输入至控制运算部2X。显示部4由液晶显示装置等显示单元构成,将由控制运算部2X处理后的信息在显示画面进行显示。PLC操作部5对由用户进行的操作进行接收,将与操作相对应的指示发送至PLC 36。
作为控制部的控制运算部2X具有输入控制部32、数据设定部33、存储部34、画面处理部31、解析处理部37、控制信号处理部35、PLC 36、插补处理部38、加减速处理部39和轴数据输出部40。此外,PLC 36也可以配置于控制运算部2X的外部。
存储部34具有参数存储区域341、加工程序存储区域343、显示数据存储区域344及共享区域345。在参数存储区域341内对控制运算部2X的处理所使用的参数等进行储存。具体地说,在参数存储区域341内对用于使数控装置1X动作的控制参数、伺服参数及刀具数据进行储存。在加工程序存储区域343内对在加工工件70的加工中使用的加工程序进行储存。实施方式1的加工程序包含有使刀具66A、66B振动的指令即振动指令、和使刀具66A、66B移动的指令即移动指令。
在显示数据存储区域344内对由显示部4显示的画面显示数据进行储存。画面显示数据是用于在显示部4对信息进行显示的数据。另外,在存储部34设置有对暂时地使用的数据进行存储的共享区域345。
画面处理部31进行使在显示数据存储区域344中储存的画面显示数据在显示部4显示的控制。输入控制部32接收从输入操作部3输入的信息。数据设定部33使由输入控制部32接收到的信息存储于存储部34。即,由输入操作部3接收到的输入信息经由输入控制部32及数据设定部33而写入至存储部34。
控制信号处理部35与PLC 36连接,从PLC 36接收使工作机械110的机械进行动作的继电器等的信号信息。控制信号处理部35将接收到的信号信息写入至存储部34的共享区域345。这些信号信息在加工运转时供插补处理部38X参照。另外,控制信号处理部35如果由解析处理部37向共享区域345输出辅助指令,则从共享区域345读出该辅助指令而发送至PLC 36。辅助指令是除了使作为数控轴的驱动轴进行动作的指令以外的指令。辅助指令的例子是后面记述的M代码或者T代码。
PLC 36如果针对PLC操作部5进行了操作,则执行与该操作相对应的动作。PLC 36储存了记述有机械动作的梯形图程序。PLC 36如果接收到作为辅助指令的T代码或者M代码,则按照梯形图程序使工作机械110执行与辅助指令相对应的处理。PLC 36在执行与辅助指令相对应的处理后,为了执行加工程序的下一个程序块,将表示机械控制已完成的完成信号发送至控制信号处理部35。
在控制运算部2X中,控制信号处理部35、解析处理部37和插补处理部38X经由存储部34连接,经由存储部34进行信息的写入及读出。在下面的说明中,在对控制信号处理部35、解析处理部37和插补处理部38X之间的信息的写入及读出进行说明时,有时省略经由存储部34的情况。
加工程序选择是由用户通过输入操作部3输入加工程序编号而进行的。该加工程序编号经由输入控制部32及数据设定部33写入至共享区域345。将机械操作面板等的循环开始作为触发,解析处理部37如果从共享区域345接收到指定与共享区域345内的选择出的加工程序编号相对应的加工工件70的工件指定信息,则从加工程序存储区域343内读出与工件指定信息相对应的加工程序,针对加工程序的各程序块(各行)进行解析处理。解析处理部37例如对G代码(与轴移动等相关的指令)、T代码(刀具更换指令等)、S代码(主轴电动机转速指令)及M代码(机械动作指令)进行解析。
解析处理部37在解析后的行中包含有M代码或者T代码的情况下,将解析结果经由共享区域345及控制信号处理部35而发送至PLC 36。另外,解析处理部37在解析后的行中包含有M代码的情况下,将M代码经由控制信号处理部35发送至PLC 36。PLC 36执行与M代码相对应的机械控制。在执行完成的情况下,经由控制信号处理部35将表示M代码的完成的结果写入至存储部34。插补处理部38X参照写入至存储部34的执行结果。
另外,解析处理部37在包含有G代码的情况下,经由共享区域345将解析结果发送至插补处理部38X。具体地说,解析处理部37生成与G代码相对应的移动条件而发送至插补处理部38X。另外,解析处理部37将通过S代码指定出的主轴转速发送至插补处理部38X。移动条件是用于使刀具66A、66B不断移动至加工位置的刀具进给的条件,通过使刀架65A、65B移动的速度、使刀架65A、65B移动的位置等表示。例如,刀具66A的刀具进给是使刀具66A在第1轴61A的轴向行进,刀具66B的刀具进给是使刀具66B在第2轴61B的轴向行进。
另外,解析处理部37具有振动指令解析部11A、11B和移动指令解析部12A、12B。振动指令解析部11A是对向第1轴61A的振动指令进行解析的单元,振动指令解析部11B是对向第2轴61B的振动指令进行解析的单元。
振动指令解析部11A对第1轴61A用的加工程序(后面记述的加工程序810A等)所包含的振动指令进行解析而生成第1轴61A的振动条件,经由共享区域345将生成的振动条件发送至插补处理部38X。
振动指令解析部11B对第2轴61B用的加工程序(后面记述的加工程序810B等)所包含的振动指令进行解析而生成第2轴61B的振动条件,经由共享区域345将生成的振动条件发送至插补处理部38X。
移动指令解析部12A对第1轴61A用的加工程序所包含的移动指令进行解析而生成第1轴61A的移动条件,经由共享区域345将生成的移动条件发送至插补处理部38X。
移动指令解析部12B对第2轴61B用的加工程序所包含的移动指令进行解析而生成第2轴61B的移动条件,经由共享区域345将生成的移动条件发送至插补处理部38X。
即,移动指令解析部12A、12B生成与G代码相对应的移动条件而发送至插补处理部38X。移动条件的例子是刀架的移动速度、使刀架移动的位置等。
向第1轴61A的振动指令是使第1轴61A在第1轴61A的轴向即Z1轴方向振动的指令,向第2轴61B的振动指令是使第2轴61B在X2轴方向及第2轴61B的轴向即Z2轴方向振动的指令。振动条件是执行振动切削时的振动的条件。实施方式1中的振动条件是振动切削时的振动次数。第1轴61A的振动次数是主轴60旋转1周的期间的第1轴61A的振动次数,第2轴61B的振动次数是主轴60旋转1周的期间的第2轴61B的振动次数。换言之,第1轴61A的振动次数及第2轴61B的振动次数分别与以主轴60旋转1周的时间为基准的振动的频率相对应。因此,实施方式1中的振动条件也可以说是振动切削时的振动的频率。
在工作机械110中,第1轴61A进行振动,因此第1轴61A的振动次数与第1轴61A侧的刀具66A的振动次数相对应。另外,在工作机械110中,第2轴61B进行振动,因此第2轴61B的振动次数与第2轴61B侧的刀具66B的振动次数相对应。在工作机械110中,第1轴61A的振动次数为第1振动次数,第2轴61B的振动次数为第2振动次数。
插补处理部38X具有指令移动量计算部21A、21B、振动移动量计算部22A、22B、判定部23、振动次数计算部24和合成部27。插补处理部38X的振动次数计算部24为了使第1轴61A的振动及第2轴61B的振动同步及追随于主轴转速,对主轴转速、第1轴61A的振动次数及第2轴61B的振动次数中的至少1个进行变更。
例如,插补处理部38X判定是否应该对第1轴61A的振动次数及第2轴61B的振动次数进行变更,将判定为要变更的轴的振动次数变更为与主轴转速相对应的振动次数。在该情况下,插补处理部38X对振动次数进行变更,以使得各轴的振动能够同步及追随于主轴转速。
使第1轴61A的振动和主轴转速同步的处理,是对第1轴61A的振动次数进行调整以使得主轴60旋转1周的期间的第1轴61A的振动次数成为恒定的振动次数的处理。另外,使第2轴61B的振动和主轴转速同步的处理,是对第2轴61B的振动次数进行调整以使得主轴60旋转1周的期间的第2轴61B的振动次数成为恒定的振动次数的处理。换言之,使第1轴61A的振动和主轴转速同步的处理,是使第1轴61A的振动频率(振动数)和主轴转速同步的处理,使第2轴61B的振动和主轴转速同步的处理,是使第2轴61B的振动频率和主轴转速同步的处理。
此外,在实施方式1中,由于将第1轴61A的振动通过振动次数进行定义,因此有时将第1轴61A的振动和主轴转速的同步称为第1轴61A的振动次数和主轴转速的同步。另外,在实施方式1中,由于将第2轴61B的振动通过振动次数进行定义,因此有时将第2轴61B的振动和主轴转速的同步称为第2轴61B的振动次数和主轴转速的同步。
此外,第1轴61A中的恒定的振动次数是可变的,能够选择与通过第1轴61A及第2轴61B进行的振动切削相对应的次数。另外,第2轴61B中的恒定的振动次数是可变的,能够选择与通过第1轴61A及第2轴61B进行的振动切削相对应的次数。
插补处理部38X从共享区域345读出主轴转速、第1轴61A的振动次数及第2轴61B的振动次数。
指令移动量计算部21A、21B从解析处理部37接收解析结果即移动条件,进行针对移动条件的插补处理,将与插补处理的结果相对应的每单位时间的指令移动量发送至合成部27。具体地说,指令移动量计算部21A基于由解析处理部37解析后的第1轴61A的移动条件,对使刀架65A在单位时间移动的指令移动量进行计算而发送至合成部27。另外,指令移动量计算部21B基于由解析处理部37解析后的第2轴61B的移动条件,对使刀架65B在单位时间移动的指令移动量进行计算而发送至合成部27。
判定部23基于主轴转速、第1轴61A的振动次数及第2轴61B的振动次数,判定是对第1轴61A的振动次数和第2轴61B的振动次数中的哪一者进行调整。此外,判定部23在取代振动次数而取得了频率的情况下,预先基于频率而计算振动次数。为了在振动切削中将切屑高效地断开,主轴60旋转1周的期间的刀具66A、66B的振动次数需要不是自然数次,优选是(0.5+N)次(N为0或自然数)附近。在这里,将切屑高效地断开不是在切屑的长度中存在波动的断开,而是说将切屑平均地断开得较短。
即,为了将切屑尽可能平均地断开得较短,刀具66A、66B的振动次数优选是将0.5和0或自然数相加得到的数的附近。下面,将主轴60旋转1周的期间的刀具66A、66B的振动次数成为(0.5+N)次的振动次数称为特定振动次数。与主轴转速同步的振动次数的例子是特定振动次数。将主轴60旋转1周的期间的刀具66A、66B的振动次数成为(0.5+N)次振动次数的情况称为刀具的振动次数和主轴同步。
但是,在特定振动次数附近,也能够进行将切屑断开同时的振动切削。特定振动次数只要是(0.5+N)次附近即可,也可以存在一定量的偏离。在从(0.5+N)次偏离的情况下,在切屑的长度产生一定量的波动,但例如只要没有无法将切屑断开、或在切屑的长度中发生±50%等的波动这样的实质性的影响即可。即,只要基于特定振动次数而决定第1轴61A和第2轴61B的振动次数即可。
判定部23将无法追随于主轴转速或者没有成为特定振动次数的驱动轴的振动次数选择为调整对象。判定部23可以对从能够追随于主轴转速的振动次数偏离得较大的驱动轴进行选择,也可以对从特定振动次数偏离得较大的驱动轴进行选择。
例如,在第1轴61A的振动次数为1.5次的情况下,是1.5=(0.5+1),因此第1轴61A的振动次数是特定振动次数。另外,在第2轴61B的振动次数为6.5次的情况下,是6.5=(0.5+6),因此第2轴61B的振动次数也是特定振动次数。另外,设为第1轴61A的频率是能够追随于主轴转速的频率(例如,25Hz),第2轴61B的频率超过了能够追随于主轴转速的频率(例如,100Hz)。在该情况下,判定部23将第2轴61B的振动次数选择为调整对象。判定部23将判定结果发送至振动次数计算部24。另外,判定部23将主轴转速发送至加减速处理部39。
振动次数计算部24基于振动的频率及主轴转速对驱动轴的振动次数进行调整,以使得振动次数成为特定振动次数、且能够追随于主轴转速。
能够追随于主轴转速的特定振动次数设为是0.5次或者1.5次。即,能够追随于主轴转速的振动的频率设为是与特定振动次数的0.5次或者1.5次相对应的频率。
在通过判定部23选择出第2轴61B的情况下,振动次数计算部24将0.5次或者1.5次设定为第2轴61B的振动次数。振动次数计算部24例如将振动次数的多个候选之中的与初始的振动次数最接近的振动次数设定为第2轴61B的振动次数。即,振动次数计算部24对振动次数的变更前后的差成为最小的候选进行选择,对振动次数进行变更。
另外,振动次数计算部24将调整后的振动次数和没有调整的振动次数分别与第1轴61A或者第2轴61B相关联,发送至振动移动量计算部22B。在这里,说明对第2轴61B的振动次数进行调整的情况。
振动移动量计算部22A基于从振动次数计算部24发送来的第1轴61A的振动次数或者共享区域345内的第1轴61A的振动条件,对第1轴61A的振动移动量进行计算。第1轴61A的振动移动量是用于使刀具66A振动的单位时间中的移动量。振动移动量计算部22A将计算出的第1轴61A的振动移动量发送至合成部27。
振动移动量计算部22B基于从振动次数计算部24发送来的第2轴61B的振动次数或者共享区域345内的第2轴61B的振动条件,对第2轴61B的振动移动量进行计算。第2轴61B的振动移动量是用于使刀具66B振动的单位时间中的移动量。振动移动量计算部22B将计算出的第2轴61B的振动移动量发送至合成部27。
刀具66A、66B的移动是将用于振动切削的移动和相对于加工工件70使加工行进的方向(切削方向)的移动相加而得到的。在实施方式1中,切削方向是图2中的Z轴方向。因此,合成部27将用于振动切削的振动移动量和向相对于加工工件70用于使加工行进的切削方向的移动量相加。
具体地说,合成部27将从指令移动量计算部21A发送来的指令移动量和从振动移动量计算部22A发送来的振动移动量进行合成,由此生成合成移动量。此外,振动移动量也可以通过波形表示。在该情况下,合成移动量也可以通过波形表示。合成部27将插补处理的结果即合成移动量发送至加减速处理部39。具体地说,合成部27将第1轴61A用的合成移动量及第2轴61B用的合成移动量发送至加减速处理部39。
加减速处理部39针对从插补处理部38X供给的插补处理的结果,进行用于使加速度平滑地变化的加减速处理。加减速处理部39进行移动的开始及停止时的加减速处理。具体地说,加减速处理部39基于第1轴61A用的合成移动量而生成向第1轴61A的移动指令,基于第2轴61B用的合成移动量而生成向第2轴61B的移动指令。由加减速处理部39进行处理的位置指令是每单位时间的速度指令。加减速处理部39针对X1轴、X2轴、Z1轴及Z2轴而生成加减速指令。
加减速处理部39将加减速处理的处理结果即速度指令发送至轴数据输出部40。此外,加减速处理部39不针对主轴转速进行加减速处理。加减速处理部39将与主轴转速相对应的转速指令发送至轴数据输出部40。由加减速处理部39生成的转速指令是阶跃指令。
轴数据输出部40将速度指令输出至驱动部90。具体地说,轴数据输出部40将向X1轴的速度指令输出至X1轴伺服控制部91,将向Z1轴的速度指令输出至Z1轴伺服控制部92。另外,轴数据输出部40将向X2轴的速度指令输出至X2轴伺服控制部93,将向Z2轴的速度指令输出至Z2轴伺服控制部94。另外,轴数据输出部40将向主轴60的转速指令输出至主轴伺服控制部200。由此,X1轴伺服控制部91、Z1轴伺服控制部92、X2轴伺服控制部93、Z2轴伺服控制部94、主轴伺服控制部200对刀具66A的X1轴方向及Z1轴方向的动作、刀具66B的X2轴方向及Z2轴方向的动作和主轴60的旋转动作进行控制。
在这里,对通过数控装置1X实施的加工控制的动作顺序的概略进行说明。在通过工作机械110进行的加工开始时,PLC 36向控制信号处理部35输出循环开始信号,控制信号处理部35将循环开始信号输出至插补处理部38X。由此,插补处理部38X启动解析处理部37。
然后,解析处理部37针对每1个程序块读入加工程序而进行解析,将解析结果即振动条件、移动条件及主轴转速储存于共享区域345。而且,插补处理部38X基于解析处理部37的解析结果,对第1轴61A用的每单位时间的合成移动量及第2轴61B用的每单位时间的合成移动量进行计算而发送至加减速处理部39。
由此,加减速处理部39基于来自插补处理部38X的合成移动量,生成向各轴的加减速移动指令。该移动指令从轴数据输出部40输出至驱动部90,驱动部90按照移动指令对各轴的动作进行控制。
如图2所示,实施方式1所涉及的工作机械110是在刀架65A存在第1轴61A、在刀架65B存在第2轴61B的1心轴2刀架的车床。1心轴2刀架的车床是具有1个主轴和2个刀架的车床。刀架65A、65B也被称为转塔。工作机械110的一个例子是转塔车床。
工作机械110具有主轴台,该主轴台具有第1心轴75。第1心轴75在安装有加工工件70的状态下旋转,由此使加工工件70旋转。第1心轴75所涉及的加工工件70的旋转轴是设置于主轴台的主轴60。
工作机械110具有第1刀架即刀架65A和第2刀架即刀架65B,在刀架65A设置有第1轴61A,在刀架65B设置有第2轴61B。刀架65A能够在X1轴方向及Z1轴方向进行移动,刀架65B能够在X2轴方向及Z2轴方向进行移动。在工作机械110中,Z1轴为第1轴61A,Z2轴为第2轴61B。
刀架65A是第1轴61A侧的刀架,刀架65B是第2轴61B侧的刀架。刀架65A、65B是回转式的刀架。刀架65A能够安装多个刀具66A,通过使刀具66A回转而对使用的刀具66A进行切换。同样地,刀架65B能够安装多个刀具66B,通过使刀具66B回转而对使用的刀具66B进行切换。
刀架65A在Z1轴方向振动,由此通过刀具66A进行加工工件70的振动切削加工。刀架65B在Z2轴方向振动,由此通过刀具66B进行加工工件70的振动切削加工。此外,在实施方式1中,为了便于说明,有时将刀架65A的振动作为刀具66A的振动而进行说明。另外,有时将刀架65B的振动作为刀具66B的振动而进行说明。
实施方式1中的工作机械110的振动条件设为以下的(L1-1)至(L1-2)。此外,该振动条件是加工对象物的加工完成精度好,并且用于将切屑断开得细的条件的一个例子。
(L1-1)主轴60旋转1周的期间的刀具66A、66B的振动次数设为在第1轴61A侧和第2轴61B侧相同。此外,第1轴61A侧和第2轴61B侧均以与振动切削中的主轴转速同步的振动次数进行动作。
(L1-2)振动的振幅设为在第1轴61A侧和第2轴61B侧相同。
在(L1-1)及(L1-2)中,振动次数及振幅设为在第1轴61A侧和第2轴61B侧相同,但也可以不同。其原因在于,在工作机械110中,第1轴61A的振动不传递至第2轴61B。
图3是表示实施方式1所涉及的数控装置所使用的加工程序的第1例的图。加工程序81P在由数控装置1X对工作机械110进行控制时被使用。因此,加工程序81P包含有第1轴61A用的加工程序810A和第2轴61B用的加工程序810B。
加工程序81P内的主轴转速指令即M3 S1是向主轴60的主轴转速的指令。M3 S1=3000是使主轴60每一分钟旋转3000周的指令。另外,G0为定位指令,G165为低频振动指令,G1为移动指令。在G165中规定的“A”为振动的振幅,“D”为主轴60旋转1周的期间的振动次数。
在加工程序81P中,通过加工程序810A中的G0进行刀具66A的定位,通过加工程序810B中的G0进行刀具66B的定位。
另外,在第1轴61A用的加工程序810A中,在使用G165的情况下,刀具66A以通过G165指定出的振幅及振动次数在Z1轴方向进行振动。在这里,针对刀具66A,示出了将振幅设为0.2mm、将主轴60旋转1周的期间的振动次数设为0.5次而进行振动的情况。
另外,在第2轴61B用的加工程序810B中,在使用G165的情况下,刀具66B以通过G165指定出的振幅及振动次数进行振动。在这里,针对刀具66B,示出了将振幅设为0.3mm、将主轴60旋转1周的期间的振动次数设为6.5次而进行振动的情况。
在加工程序810A中,振动次数为0.5次,在加工程序810B中,振动次数为6.5次。如前述所示,振动次数为6.5次的情况下的振动的频率大于能够追随于主轴转速的例如100Hz,因此判定部23将第2轴61B的振动次数选择为调整对象。振动次数计算部24从能够追随于主轴转速的特定振动次数中,将与通过初始的加工程序810B指定出的振动次数最接近的1.5次设定为第2轴61B的振动次数。
数控装置1X执行与执行了将第2轴61B的振动次数变更为1.5次的加工程序的情况相同的处理。将加工程序81P的第2轴61B的振动次数变更为1.5次的加工程序是加工程序81Q。加工程序81Q包含有加工程序810A和加工程序811B。加工程序811B是相对于加工程序810B对第2轴61B的振动次数进行了变更。此外,数控装置1X也可以实际上将加工程序81P改写为加工程序81Q,执行加工程序81Q。
接下来,说明对工作机械110进行控制时的处理顺序。图4是表示实施方式1所涉及的数控装置的处理顺序的流程图。图4示出了通过数控装置1X进行的向工作机械110的控制处理顺序。
解析处理部37对加工程序内的振动指令是否是相对于1个主轴的大于或等于2轴的振动指令进行判定(步骤S10)。即,解析处理部37对加工程序内的振动指令是否是向具有1个主轴和大于或等于2轴的驱动轴的工作机械的振动指令进行判定。
在振动指令不是相对于1个主轴的大于或等于2轴的振动指令的情况下(步骤S10,No),数控装置1X不变更振动次数,执行按照加工程序的加工控制。
在振动指令是相对于1个主轴的大于或等于2轴的振动指令的情况下(步骤S10,Yes),判定部23从共享区域345读出而取得主轴转速(步骤S20)。另外,判定部23从共享区域345读出而取得振动条件即振动次数(步骤S30)。具体地说,判定部23取得第1轴61A的振动次数及第2轴61B的振动次数。
判定部23基于主轴转速及振动次数,判定是对第1轴61A及第2轴61B的哪一轴的振动次数进行变更(步骤S40)。此时,判定部23基于主轴转速及振动次数,对振动的频率是否追随于主轴转速进行判定,并且对振动次数是否与主轴转速同步进行判定。
判定部23将判定结果发送至振动次数计算部24。振动次数计算部24将判定为变更振动次数的驱动轴的振动次数变更为能够追随且同步于主轴转速的特定振动次数(步骤S50)。
振动移动量计算部22A基于主轴转速和第1轴61A的振动次数,对第1轴61A的振动移动量进行计算,振动移动量计算部22B基于主轴转速和第2轴61B的振动次数,对第2轴61B的振动移动量进行计算。
另外,指令移动量计算部21A基于来自解析处理部37的移动条件,对第1轴61A的指令移动量进行计算,指令移动量计算部21B基于来自解析处理部37的移动条件,对第2轴61B的指令移动量进行计算。
合成部27将指令移动量和振动移动量进行合成(步骤S60)。具体地说,合成部27通过将第1轴61A的指令移动量和第1轴61A的振动移动量进行合成,从而生成第1轴61A的合成移动量,通过将第2轴61B的指令移动量和第2轴61B的振动移动量进行合成,从而生成第2轴61B的合成移动量。然后,控制运算部2X使用第1轴61A的合成移动量对第1轴61A进行控制,使用第2轴61B的合成移动量对第2轴61B进行控制。
此外,数控装置1X也可以对第1轴61A的振动次数及第2轴61B的振动次数这两者进行变更。关于对第1轴61A的振动次数及第2轴61B的振动次数这两者进行变更的情况下的加工程序进行说明。
图5是表示实施方式1所涉及的数控装置所使用的加工程序的第2例的图。加工程序82P是在由数控装置1X对工作机械110进行控制时被使用。加工程序82P包含有第1轴61A用的加工程序812A和第2轴61B用的加工程序812B。
加工程序812B是与在图3中说明的加工程序810B相同的加工程序。加工程序812A与在图3中说明的加工程序810A相比较,G165的振动次数不同。加工程序812A中的G165的振动次数为5.5次。
设为第1轴61A的振动的频率及第2轴61B的振动的频率均无法追随于主轴转速。在该情况下,振动次数计算部24对第1轴61A及第2轴61B这两者的振动次数进行变更。振动次数计算部24通过在图3中说明的方法,将第2轴61B的振动次数变更为1.5次。另外,相对于第1轴61A,能够追随于主轴转速的特定振动次数为0.5次或者1.5次。第1轴61A的初始的振动次数小于第2轴61B的初始的振动次数。因此,振动次数计算部24对振动次数的多个候选之中的、比在第2轴61B中设定出的振动次数小的振动次数进行选择。此外,振动次数计算部24也可以对振动次数的多个候选之中的、与初始的振动次数最接近的振动次数进行选择。
数控装置1X执行与执行了将第1轴61A的振动次数变更为0.5次、将第2轴61B的振动次数变更为1.5次的加工程序的情况相同的处理。将加工程序82P的第1轴61A的振动次数变更为0.5次、将第2轴61B的振动次数变更为1.5次的加工程序是加工程序82Q。加工程序82Q包含有加工程序813A和加工程序813B。加工程序813A是相对于加工程序812A对第1轴61A的振动次数进行了变更,加工程序813B是相对于加工程序812B对第2轴61B的振动次数进行了变更。此外,数控装置1X也可以实际上将加工程序82P改写为加工程序82Q,执行加工程序82Q。
此外,在实施方式1中,对工作机械110所具有的刀具的驱动轴为2轴的情况进行了说明,但刀具的驱动轴也可以大于或等于3轴。在该情况下,振动次数被变更的驱动轴可以为1轴,也可以为大于或等于2轴。
如上所述,根据实施方式1,对第1轴61A的振动次数或者第2轴61B的振动次数进行变更,以使得第1轴61A的振动次数及第2轴61B的振动次数能够同步及追随于主轴转速,因此对于工作机械110,能够通过多个驱动轴执行振动切削。
实施方式2.
接下来,使用图6至图8对本发明的实施方式2进行说明。在实施方式2中,针对具有1个主轴和多个驱动轴的工作机械110,对主轴转速进行变更以使得各驱动轴的振动次数能够同步于主轴转速。即,在实施方式1中维持主轴的转速,对驱动轴的振动次数进行了变更,但在实施方式2中,维持驱动轴的振动次数,对主轴的转速进行变更。
图6是表示实施方式2所涉及的数控装置的结构例的图。关于图6的各结构要素之中的具有与图1所示的实施方式1的数控装置1X相同功能的结构要素标注了同一标号,省略重复的说明。
数控装置1Y是具有与数控装置1X相同的结构的计算机,使工作机械110执行振动切削。数控装置1Y与数控装置1X相比较,取代控制运算部2X而具有控制运算部2Y。控制运算部2Y与控制运算部2X相比较,取代插补处理部38X而具有插补处理部38Y。
插补处理部38Y与插补处理部38X相比较,取代振动次数计算部24而具有主轴转速计算部25。实施方式2的判定部23基于第1轴61A的振动次数及主轴转速,对第1轴61A的振动次数是否同步于主轴转速进行判定。判定部23在与第1轴61A的振动次数相对应的频率处于特定的范围内的情况下,判定为第1轴61A的振动次数同步于主轴转速。另外,判定部23基于第2轴61B的振动次数及主轴转速,对第2轴61B的振动次数是否同步于主轴转速进行判定。判定部23在与第2轴61B的振动次数相对应的频率处于特定的范围内的情况下,判定为第2轴61B的振动次数同步于主轴转速。
主轴转速计算部25在第1轴61A的振动次数及第2轴61B中的振动次数的任一者不同步于主轴转速的情况下,或者无法追随于主轴转速的情况下,对主轴转速进行变更以使得第1轴61A的振动次数及第2轴61B的振动次数同步及追随于主轴转速。主轴转速计算部25基于第1轴61A及第2轴61B的振动次数,对主轴转速进行变更。
主轴转速计算部25在主轴转速存在多个候选的情况下,采用与初始的主轴转速最接近的主轴转速。主轴转速计算部25在对主轴转速进行了变更的情况下,将变更后的主轴转速发送至振动移动量计算部22A、22B及加减速处理部39。主轴转速计算部25在没有变更主轴转速的情况下,将主轴转速直接发送至振动移动量计算部22A、22B及加减速处理部39。
振动移动量计算部22A基于主轴转速和从主轴转速计算部25发送来的第1轴61A的振动次数,对第1轴61A的振动移动量进行计算。振动移动量计算部22B基于主轴转速和从主轴转速计算部25发送来的第2轴61B的振动次数,对第2轴61B的振动移动量进行计算。通过插补处理部38Y进行的其他处理与通过插补处理部38X进行的处理相同。
图7是表示实施方式2所涉及的数控装置所使用的加工程序的例子的图。加工程序83P在由数控装置1Y对工作机械110进行控制时被使用。加工程序83P包含有第1轴61A用的加工程序814A和第2轴61B用的加工程序814B。
加工程序814A是与在图3中说明的加工程序810A相同的加工程序。加工程序814B与在图3中说明的加工程序810B相比较,G165的振动次数不同。加工程序814B中的G165的振动次数为2.5次。
判定部23基于第1轴61A的振动次数即1.5次及主轴转速即旋转3000周,对第1轴61A的振动次数是否能够同步且追随于主轴转速进行判定。在这里,第1轴61A的振动次数能够同步且追随于主轴转速。
另外,判定部23基于第2轴61B的振动次数即2.5次及主轴转速即旋转3000周,对第2轴61B的振动次数是否能够同步且追随于主轴转速进行判定。在这里,第2轴61B的振动次数同步于主轴转速,但无法追随于主轴转速。即,在1分钟之间主轴旋转3000周、主轴每旋转1周振动次数为2.5次的振动切削,由于工作机械110的机械构造原因(例如,惯量等特性),机械装置无法追随于振动加工,切屑无法被断开。换言之,如果刀具66B的振动频率变得过高,则由于工作机械110的构造的原因,刀具66B的振动波形迟钝,因此无法实现按照振动指令的理想的振动波形,因此刀具66B的第M(M为自然数)周的振动波形和第(M+1)周的振动波形不重叠。因此,如果过于增大主轴转速,则第2轴61B的振动次数无法追随于主轴转速,无法将加工工件70的切屑断开。因此,以下说明对振动次数能够追随的主轴转速进行设定的方法。
如上所述,第2轴61B的振动次数2.5次设为无法追随于主轴转速(S1)旋转3000周。在该情况下,对主轴转速进行变更以使得第1轴61A的振动次数及第2轴61B的振动次数能够追随于主轴转速。即,主轴转速计算部25为了相同程度地维持切屑的断开效果并使第2轴61B的振动次数追随于主轴转速,而对主轴转速进行变更。首先,主轴转速计算部25对与第1轴61A的振动次数相对应的第1振动频率f1进行计算。接下来,将该第1振动频率f1暂时应用为第2轴61B的第2振动频率f2。并且,主轴转速计算部25基于第2轴61B的振动次数2.5次及暂时应用于第2轴61B的第2振动频率f2,暂时计算第2轴61B的理想的主轴转速S2。
在该时刻,暂时计算出与第1轴61A相关的主轴转速S1、振动次数1.5次、第1振动频率f1、以及与第2轴61B相关的主轴转速S2、振动次数2.5次、第2振动频率f2(=f1)。在这里,相对于第1轴61A及第2轴61B的主轴60只存在1轴,因此需要使用这些值不断对主轴转速进行调整。在这里,主轴转速通过从S1和S2之间的范围进行选择而不断调整。
例如,主轴转速计算部25对第1轴61A的主轴转速和计算出的第2轴61B的主轴转速的平均值(中间值)进行计算,将平均值(中间值)暂时地设定为第1轴61A及第2轴61B的共通的主轴转速Sc。根据主轴转速Sc和第1轴61A的振动次数1.5次对第1振动频率f1c进行再计算,对第1振动频率f1c是否能够追随于主轴转速Sc进行确认。另外,根据主轴转速Sc和第2轴62B的振动次数2.5次对第2振动频率f2c进行再计算,对第2振动频率f2c是否能够追随于主轴转速Sc进行确认。
在第1振动频率f1c和第2振动频率f2c追随且同步于主轴转速Sc的情况下,采用暂时设定出的主轴转速Sc而作为变更后的主轴转速。
在图7的例子中,根据第2轴61B的振动次数2.5次进行计算的理想的主轴转速S2设为是旋转1800周。在该情况下,主轴转速计算部25将初始的主轴转速S1即旋转3000周和S2即旋转1800周的平均值(中间值)即旋转2400周首先暂时设定为共通的主轴转速Sc。在主轴转速Sc为2400次的情况下,第1轴61A及第2轴61B能够追随且同步,因此主轴转速Sc决定为2400次。随后,主轴转速计算部25将主轴转速即旋转3000周变更为旋转2400周。
此外,主轴转速计算部25也可以在第1轴61A的初始的主轴转速即旋转3000周时第2轴61B无法追随的情况下,将初始的主轴转速设定为共通的主轴转速。
另外,在第1轴61A或者第2轴61B中的至少任一者无法追随或者同步于从主轴转速S1和S2之间暂时设定出的主轴转速Sc的情况下,从主轴转速S1和S2之间再次暂时重新设定主轴转速Sc,反复进行相同的步骤。此外,例如在第2轴61B不追随于主轴转速Sc的情况下,只要从主轴转速Sc和S2之间再次对主轴转速进行设定即可。另外,在第1轴61A不追随于主轴转速Sc的情况下,只要从Sc和S1之间再次对主轴转速进行设定即可。
例如如果将主轴转速Sc决定为旋转2400周,则数控装置1Y执行与执行了将主轴转速变更为旋转2400周的加工程序的情况相同的处理。将加工程序82P的主轴转速变更为旋转2400周的加工程序是加工程序83Q。加工程序83Q包含有加工程序815A和加工程序814B。加工程序815A是相对于加工程序814A对主轴转速进行了变更。此外,数控装置1Y也可以实际上将加工程序83P改写为加工程序83Q,执行加工程序83Q。
接下来,对由数控装置1Y对工作机械110进行控制时的处理顺序进行说明。图8是表示实施方式2所涉及的数控装置的处理顺序的流程图。图8示出了通过数控装置1Y进行的向工作机械110的控制处理顺序。此外,关于图8的处理之中的与在图4中说明的处理相同的处理,省略其说明。
图8中的从步骤S110至S130的处理与图4中的从步骤S10至S30的处理相同。
判定部23基于主轴转速及振动次数,判定是否对主轴转速进行变更(步骤S140)。在这里的振动条件是振动次数。因此,在这里的判定部23对与第1轴61A的振动次数相对应的振动的频率是否能够追随于主轴转速、以及与第2轴61B的振动次数相对应的振动的频率是否能够追随于主轴转速进行判定。在第1轴61A的频率或者第2轴61B的频率无法追随于主轴转速的情况下,例如在无法将加工工件70的切屑断开的情况下,判定部23判定为对主轴转速进行变更。
并且,判定部23对第1轴61A及第2轴61B的振动次数是否同步于主轴转速进行判定。在第1轴61A的振动次数或者第2轴61B的振动次数不同步于主轴转速的情况下,判定部23判定为对主轴转速进行变更。在这里,同步是指相对于主轴旋转1周而刀具以(0.5+N)次进行振动。优选完全地同步,但也可以是刀具相对于主轴旋转1周的振动次数为(0.5+N)次左右。
另一方面,在第1轴61A及第2轴61B能够同步且追随于主轴转速的情况下,判定部23判定为不变更主轴转速。此外,也可以是仅在第1轴61A及第2轴61B无法追随于主轴转速的情况下,判定部23判定为对主轴转速进行变更。
判定部23将判定结果发送至振动次数计算部24。在这里,对判定部23判定为变更主轴转速的情况进行说明。主轴转速计算部25基于主轴转速及振动次数,对与第1轴61A及第2轴61B的振动次数相匹配的主轴转速进行计算(步骤S150)。具体地说,主轴转速计算部25在针对判定为无法追随于主轴转速的驱动轴而设定了能够追随的频率的基础上,对能够以第1轴61A及第2轴61B的振动次数同步且追随的主轴转速进行计算。而且,主轴转速计算部25将初始的主轴转速变更为计算出的主轴转速(步骤S160)。此外,在判定为不变更主轴转速的情况下,数控装置1Y不对主轴转速进行变更,执行按照加工程序的通常的动作。
振动移动量计算部22B基于主轴转速和第1轴61A的振动次数,对第1轴61A的振动移动量进行计算,基于主轴转速和第2轴61B的振动次数,对第2轴61B的振动移动量进行计算。合成部27将指令移动量和振动移动量进行合成,由此生成合成移动量(步骤S170)。
此外,数控装置1Y也可以执行主轴转速的变更和第1轴61A或者第2轴61B的变更这两者。换言之,数控装置1Y对主轴转速、第1轴61A及第2轴61B中的至少1个进行变更。
如上所述,根据实施方式2,对主轴转速进行变更以使得第1轴61A的振动次数及第2轴61B的振动次数能够同步及追随于主轴转速,因此能够针对工作机械110通过多个驱动轴执行振动切削。
实施方式3.
接下来,使用图9至图14对本发明的实施方式3进行说明。在实施方式3中,在对主轴转速进行变更时一个驱动轴先开始了振动切削的情况下,没有使通过另一个驱动轴进行的振动切削开始,在成为在两个驱动轴中没有进行振动切削的定时后,两个驱动轴通过变更后的主轴转速执行振动切削。
图9是表示实施方式3所涉及的数控装置的结构例的图。关于图9的各结构要素之中的具有与图1所示的实施方式1的数控装置1X相同功能的结构要素标注了同一标号,省略重复的说明。
数控装置1Z是具有与数控装置1X相同的结构的计算机,使工作机械110执行振动切削。数控装置1Z与数控装置1X相比较,取代控制运算部2X而具有控制运算部2Z。控制运算部2Z与控制运算部2X相比较,取代插补处理部38X而具有插补处理部38Z。
插补处理部38Z与插补处理部38X相比较,还具有等待控制部26。等待控制部26对是否是能够变更主轴转速的定时进行判定。数控装置1Z直至主轴转速被变更为止,允许一个驱动轴的振动切削,但不允许两个驱动轴的振动切削。另外,等待控制部26如果不是能够变更主轴转速的定时,则直至成为能够变更主轴转速的定时为止,使主轴转速的变更处理等待。
能够变更主轴转速的定时是在第1轴61A及第2轴61B这两者中没有进行振动切削的定时。在对主轴转速进行变更前,在第1轴61A及第2轴61B之中的一个驱动轴针对加工工件70开始了振动切削的情况下,等待控制部26不使没有执行振动切削的另一个驱动轴开始振动切削。等待控制部26如果成为在一个驱动轴中不执行振动切削的定时,则使主轴转速变更。即,等待控制部26如果成为在第1轴61A及第2轴61B这两者中不执行振动切削的定时,则在禁止两轴的振动切削的情况下使主轴转速变更。不进行振动切削的期间是G0的定位指令的执行中、第1轴61A的动作和第2轴61B的动作的等待中等。在主轴转速被变更后,数控装置1Z使第1轴61A及第2轴61B这两者执行振动切削。
图10是表示实施方式3所涉及的数控装置所使用的加工程序的第1例的图。加工程序84在由数控装置1Z对工作机械110进行控制时被使用。加工程序84包含有第1轴61A用的加工程序816A和第2轴61B用的加工程序816B。
有时在对主轴转速进行变更前,加工程序816A的执行先进展,加工程序816B的处理从加工程序816A的处理发生延迟。即,有时数控装置1Z先开始加工程序816A的a1、a2程序块的振动指令,在第1轴61A的振动切削中试图执行加工程序816B的b1程序块的振动指令。在该情况下,等待控制部26不使加工程序816B的b1程序块的振动指令开始,将振动指令跳过,执行b2程序块、b3程序块,在成为b3程序块和a3程序块的等待状态的情况下,才将b1程序块的振动切削条件(模式)设为有效。
然后,如果成为在第1轴61A中不进行振动切削的定时,则数控装置1Z在对主轴转速进行了变更后,执行使用第1轴61A及第2轴61B的振动切削。
接下来,对由数控装置1Z对工作机械110进行控制时的处理顺序进行说明。图11是表示实施方式3所涉及的数控装置的处理顺序的流程图。图11示出了通过数控装置1Z进行的向工作机械110的控制处理顺序。此外,关于图11的处理之中的与在图4中说明的处理相同的处理,省略其说明。在这里,对第1轴61A的振动切削先开始、第2轴61B的振动切削后开始的情况进行说明。
图11中的从步骤S210至S230的处理与图4中的从步骤S10至S30的处理相同。数控装置1Z直至主轴转速被变更为止,仍以初始的主轴转速执行第1轴61A的驱动轴的振动切削。
等待控制部26如果在通过第1轴61A开始了振动切削后成为开始第2轴61B的振动切削的定时,则对是否是能够变更主轴转速的定时进行判定。即,等待控制部26在存在向第1轴61A及第2轴61B的振动指令的情况下,对在从第2轴61B观察的另一轴即第1轴61A中下一个程序块的振动切削是否开始进行判定(步骤S240)。例如,在加工程序816A的a1程序块的振动指令正在被执行的情况下,在第1轴61A中下一个程序块的振动切削开始。
在第1轴61A中振动切削开始的情况下(步骤S240,Yes),等待控制部26不使通过第2轴61B进行的振动切削开始。而且,等待控制部26对第1轴61A及第2轴61B这两轴的动作进行监视,对是否是第1轴61A及第2轴61B这两轴都处于振动切削中以外的状态进行判定(步骤S250)。
在第1轴61A及第2轴61B中的任一者是振动切削中的情况下(步骤S250,No),等待控制部26对第1轴61A及第2轴61B这两轴的动作进行监视,对是否是第1轴61A及第2轴61B这两轴都处于振动切削中以外的状态进行判定(步骤S250)。
如果第1轴61A及第2轴61B这两轴都成为振动切削中以外的状态(步骤S250,Yes),则等待控制部26将两轴都不是振动切削中的情况通知给主轴转速计算部25。数控装置1Z通过与在图8中说明的处理相同的处理,执行是否变更主轴转速的判定、主轴转速的计算、主轴转速的变更和合成移动量的生成(从步骤S260至S290)。从步骤S260至S290的处理与图8中的从步骤S140至S170的处理相同。然后,数控装置1Z通过两轴即第1轴61A及第2轴61B开始振动切削(步骤S300)。
如果在由刀具66A、66B的一者正在进行振动切削的定时开始另一者的振动切削,则有时在由振动切削加工了的部位发生加工不良。另外,如果在由刀具66A、66B的一者正在进行振动切削的定时变更主轴转速,则有时在由振动切削加工了的部位发生加工不良。在实施方式3中,在刀具66A、66B这两者没有进行振动切削的定时对主轴转速进行变更,因此能够防止加工不良的发生。
此外,数控装置1Z也可以取代主轴转速而对第1轴61A或者第2轴61B的振动次数进行变更。在该情况下,数控装置1Z在第1轴61A及第2轴61B这两轴都不是振动切削中时,对第1轴61A或者第2轴61B的振动次数进行变更。数控装置1Z通过与在图4中说明的处理相同的处理,对第1轴61A或者第2轴61B的振动次数进行变更。
如上所述,数控装置1Z如果在对第1轴61A的振动次数、第1轴61A的振动次数及主轴转速中的至少1个进行变更前,刀具66A、66B的一者开始了振动切削,则另一者的振动切削不开始。而且,数控装置1Z在刀具66A、66B这两者不进行振动切削的定时对第1轴61A的振动次数、第1轴61A的振动次数及主轴转速中的至少1个进行变更。
另外,振动切削不仅应用于Z轴方向,也可以应用于X轴方向及Z轴方向这样的大于或等于2轴的插补加工。即,数控装置1Z可以在将第1轴61A及第2轴61B合成后的方向进行振动切削。在该情况下,进行与主轴60的中心轴不同的轴向的振动切削。
图12是表示实施方式3所涉及的工作机械的其他结构例的图。关于图12的各结构要素之中的具有与图2所示的实施方式1的工作机械110相同功能的结构要素标注了同一标号,省略重复的说明。
工作机械111与工作机械110相比较,取代刀架65B而具有刀架65C。刀架65C与刀架65B同样地,能够安装刀具66B。另外,刀架65C与刀架65B同样地,能够在X2轴方向及Z2轴方向进行移动。在工作机械111中,与工作机械110同样地,Z2轴为第2轴61B。
刀架65C通过在X2方向及Z2轴方向进行振动,从而通过刀具66B进行加工工件70的振动切削加工。刀架65C能够在X2方向及Z2轴方向进行振动,因此刀具66B能够针对加工工件70进行锥形状的加工。如上所述,数控装置1Z针对进行锥形状的加工的工作机械111,也能够执行振动切削。
图13是表示实施方式3所涉及的数控装置所使用的加工程序的第2例的图。加工程序85在由数控装置1Z对工作机械111进行控制时被使用。加工程序85包含有第1轴61A用的加工程序817A和第2轴61B用的加工程序817B。加工程序817B与使刀架65B在Z轴方向进行振动的加工程序810B等不同,是使刀架65C在X轴方向及Z轴方向进行振动的加工程序。因此,加工程序817B在作为移动指令的G1中,包含有X方向的指令和Z方向的指令。此外,数控装置1X或者数控装置1Y也可以对工作机械111进行控制。
此外,刀架65A也与刀架65C同样地,可以在将2轴方向合成后的方向进行移动及振动。在该情况下,刀架65A在将X1轴方向和Z1轴方向合成后的方向,即,使用了X1轴方向及Z1轴方向的插补方向进行移动及振动。
在这里,对数控装置1X~1Z所具有的控制运算部2X~2Z的硬件结构进行说明。图14是表示实施方式1至3所涉及的控制运算部的硬件结构例的图。此外,控制运算部2X~2Z具有相同的硬件结构,因此在这里对控制运算部2Z的硬件结构进行说明。
控制运算部2Z能够通过图14所示的控制电路300即处理器301、存储器302而实现。处理器301的例子是CPU(也称为Central Processing Unit、中央处理装置、处理装置、运算装置、微处理器、微型计算机、处理器、DSP(Digital Signal Processor))或者系统LSI(Large Scale Integration)。存储器302的例子是RAM(Random Access Memory)或者ROM(Read Only Memory)。
控制运算部2Z是处理器301将在存储器302中存储的、用于执行控制运算部2Z的动作的程序读出并执行而实现的。另外,该程序也能够说是使计算机执行控制运算部2Z的顺序或者方法。存储器302还被用作由处理器301执行各种处理时的暂时存储器。
由处理器301执行的程序可以是具有能够由计算机执行的、包含用于进行数据处理的多个命令在内的计算机可读取且非易失性的(non-transitory)记录介质的计算机程序产品。由处理器301执行的程序使计算机执行由多个命令进行数据处理。
另外,也可以将控制运算部2Z通过专用的硬件而实现。另外,关于控制运算部2Z的功能,也可以将一部分通过专用的硬件而实现,将一部分通过软件或者固件而实现。
如上所述,在实施方式3中,数控装置1Z如果在对第1轴61A的振动次数、第2轴61B的振动次数及主轴转速的至少1个进行变更前,第1轴61A的刀具66A及第2轴61B的刀具66B的一者先开始了振动切削,则不开始另一者的振动切削。数控装置1Z在刀具66A及第2轴61B这两者不进行振动切削的定时对第1轴61A的振动次数、第2轴61B的振动次数及主轴转速的至少1个进行变更,进行通过第1轴61A及第2轴61B实施的振动切削。因此,即使在第1轴61A及第2轴61B的一者先开始了振动切削的情况下,也能够针对工作机械110,通过多个驱动轴执行振动切削。
实施方式4.
接下来,使用图15及图16对本发明的实施方式4进行说明。在实施方式4中,由机器学习装置对振动次数、振动振幅和主轴转速的组合是否是适合于振动切削的组合进行学习。
图15是表示实施方式4所涉及的数控装置的结构例的图。关于图15的各结构要素之中的具有与图1所示的实施方式1的数控装置1X相同功能的结构要素标注了同一标号,省略重复的说明。
数控装置1P是具有与数控装置1X相同的结构的计算机,使工作机械110执行振动切削。数控装置1P与数控装置1X相比较,取代控制运算部2X而具有控制运算部2P。控制运算部2P与控制运算部2X相比较,取代插补处理部38X而具有插补处理部38P。另外,控制运算部2P具有机器学习装置50。控制运算部2P具有与控制运算部2X~2Z相同的硬件结构。
机器学习装置50与存储部34及插补处理部38P连接。机器学习装置50具有观测部51、数据取得部52及学习部53。此外,在下面的说明中,将机器学习装置50所涉及的输入对象设为(r)、将机器学习装置50所涉及的输出对象设为(n)、将机器学习装置50所使用的相关信息设为(i)而进行说明。
在本实施方式中,输入对象是状态变量(后面记述的振动切削条件)及教师数据(后面记述的合格与否信息),相关信息是状态变量和教师数据的组合(后面记述的数据集),输出对象是振动切削条件的合格与否判定结果。另外,在下面的说明中,有时在对信息向机器学习装置50和解析处理部37之间的写入及读出进行说明时省略经由存储部34的情况。
解析处理部37对由用户输入的振动切削条件(r)进行解析。观测部51从解析处理部37作为状态变量而读出解析后的振动切削条件(r)。由观测部51作为状态变量读出的振动切削条件(r)是在向加工工件70的实际的加工中使用的振动切削条件。振动切削条件(r)是针对主轴60及对刀具66A、66B进行驱动的各驱动轴的振动切削的条件。具体地说,在向加工工件70的加工时实际上使用的振动切削条件(r)是在加工时实际上使用的振动次数信息(r)、振动振幅信息(r)和主轴转速信息(r)的组合。此外,观测部51也可以从加工程序存储区域343内的加工程序读出振动次数信息(r)、振动振幅信息(r)及主轴转速信息(r)。另外,观测部51也可以从插补处理部38P读出振动次数信息(r)、振动振幅信息(r)及主轴转速信息(r)。
振动次数信息(r)是表示振动切削时的第1轴61A的振动次数及第2轴61B的振动次数的信息。振动振幅信息(r)是表示振动切削时的第1轴61A的振动振幅及第2轴61B的振动振幅的信息。主轴转速信息(r)是表示振动切削时的主轴转速的信息。
观测部51针对每个系统进行振动切削条件(r)的数据观测。即,观测部51针对每个刀架65A、65B,进行振动次数指令、振动振幅指令及主轴转速指令的数据观测。观测部51将所取得的振动切削条件(r)输出至学习部53。
数据取得部52从共享区域345内读出教师数据即合格与否信息(r)。由数据取得部52读出的合格与否信息(r)是表示振动切削的合格与否的信息。换言之,合格与否信息(r)是表示加工程序的振动切削是否正常地完成的信息。
合格与否信息(r)在向加工工件70的加工完成之后,基于用户输入而储存于共享区域345内。即,合格与否信息(r)由用户输入至数控装置1P,储存于共享区域345。数据取得部52将所取得的合格与否信息(r)输出至学习部53。
学习部53按照基于状态变量即振动切削条件(r)和合格与否信息(r)的组合而创建的数据集(i),对与振动切削条件相对应的合格与否预测(n)进行学习,推测合格与否。
振动切削条件(r)之中的振动次数信息(r)及振动振幅信息(r)包含于由用户输入的振动切削指令。主轴转速信息(r)在加工程序中进行了规定。
振动切削条件(r)是由机器学习装置50判定为合格(适当)的振动切削条件,或者针对由机器学习装置50判定为不合格(不适当)的振动切削条件由用户加入了修正后的振动切削条件。
插补处理部38P与插补处理部38X相比较,取代判定部23及振动次数计算部24而具有设定部28。设定部28将从机器学习装置50发送来的振动切削条件(r)设定为在振动切削中使用的条件,或者将由用户输入的振动切削条件设定为在振动切削中使用的条件。由此,设定部28将振动次数、振动振幅和主轴转速的组合设定为在振动切削中使用的条件。从机器学习装置50发送来的振动切削条件(r)是由机器学习装置50判定为合格的振动切削条件。由用户输入的振动切削条件是针对由机器学习装置50判定为不合格的振动切削条件由用户加入了修正后的振动切削条件。
插补处理部38P基于由设定部28设定的振动次数、振动振幅和主轴转速的组合,执行在实施方式1至3中说明的插补处理。即,插补处理部38P基于由机器学习装置50判定为合格的振动切削条件(r),或者针对由机器学习装置50判定为不合格的振动切削条件由用户加入了修正后的振动切削条件而执行插补处理。
此外,机器学习装置50例如也可以是经由网络而与数控装置1P连接的不同于数控装置1P的其他装置。另外,机器学习装置50也可以如图15中图示那样内置于数控装置1P。并且,机器学习装置50也可以存在于云服务器上。
在这里,关于学习部53的详细的学习处理进行说明。学习部53例如按照神经网络模型,通过所谓的有教师学习,对针对每个系统的合格与否预测(n)进行学习。学习部53根据将振动切削条件(r)及合格与否信息(r)彼此相关联的数据集,对合格与否预测(n)进行学习。在这里,有教师学习是指下述模型,即,通过将某输入和结果(标签)的数据组大量地赋予给学习装置,从而对在这些数据集中存在的特征进行学习,根据输入而推定结果。
神经网络通过由多个神经元形成的输入层、由多个神经元形成的中间层(隐藏层)及由多个神经元形成的输出层构成。中间层可以为1层或2层以上。
例如,如果是3层神经网络,则在多个输入输入至输入层后,对该值赋予第1权重而输入至中间层,进一步对该结果赋予第2权重而从输出层输出。该输出结果根据第1权重的值及第2权重的值而变化。
在本申请中,神经网络按照基于由观测部51观测的振动切削条件(r)、以及由数据取得部52取得的合格与否信息(r)的组合所创建的数据集,通过所谓的有教师学习,对合格与否预测(n)进行学习。该情况下的神经网络通过调整第1权重及第2权重而进行学习,以使得向输入层输入振动切削条件(r)而从输出层输出的结果接近合格与否信息(r)。神经网络在从用户接收到新的振动切削条件(r)的情况下,使用调整完成的第1权重及第2权重,对合格与否进行预测。
另外,神经网络通过所谓的无教师学习,也能够对合格与否预测(n)进行学习。无教师学习是指下述方法,即,通过仅将输入数据大量地赋予给机器学习装置50,从而对输入数据形成何种分布进行学习,即使不赋予对应的教师数据,也能够对针对输入数据进行压缩、分类、整形等的装置进行学习。能够对在这些数据集中存在的特征相似者之间进行聚类等。使用该结果,设置某种基准而进行使得将其设为最佳的输出的分配,从而能够实现输出的预测。另外,作为无教师学习和有教师学习的中间的问题设定,存在被称为有半教师学习的情况,相当于其仅一部分存在输入和输出的数据的组,其以外仅是输入的数据。
另外,学习部53也可以按照针对多个数控装置所创建的数据集,对合格与否预测(n)进行学习。另外,学习部53也可以从在同一现场使用的多个数控装置取得数据集,或者也可以利用从在不同的现场独立地运转的多个数控装置收集的数据集,对合格与否预测(n)进行学习。
并且,也能够将对数据集进行收集的数控装置在中途追加至对象中,或者相反地从对象去除。另外,也可以将关于某数控装置对合格与否预测(n)进行了学习的机器学习装置安装于其他数控装置,关于该其他数控装置对合格与否预测(n)进行再学习而进行更新。
另外,作为在学习部53中使用的学习算法,也能够使用对特征量本身的提取进行学习的深层学习(Deep Learning),也可以按照其他公知的方法,例如强化学习、遗传编程、功能逻辑编程、支持向量机等而执行机器学习。另外,机器学习装置50也可以针对车削、钻孔、螺纹切削等每个加工的种类对合格与否预测(n)进行学习。
在这里,对机器学习装置50所涉及的学习处理顺序及预测处理顺序进行说明。图16是表示实施方式4所涉及的机器学习装置的处理顺序的流程图。
观测部51从解析处理部37取得状态变量即振动切削条件(r)(步骤S310)。具体地说,观测部51针对每个刀架65A、65B,进行振动次数指令、振动振幅指令及主轴转速指令的数据观测。观测部51将所取得的振动切削条件(r)输出至学习部53。
数据取得部52从共享区域345内取得教师数据即合格与否信息(r)(步骤S320)。此外,步骤S310的处理和步骤S320的处理哪个先执行都可以。
学习部53按照基于振动切削条件(r)和合格与否信息(r)的组合所创建的数据集(i),对与振动切削条件(r)相对应的合格与否预测(n)进行学习(步骤S330)。学习部53使用上述的神经网络对合格与否预测(n)进行学习。
然后,如果用户将新的振动切削条件输入至数控装置1P,则解析处理部37对新的振动切削条件进行解析。机器学习装置50从解析处理部37取得解析后的新的振动切削条件(步骤S340)。
机器学习装置50向通过学习得到的神经网络输入所取得的新的振动切削条件,得到与新的振动切削条件相对应的合格与否预测。即,机器学习装置50基于学习内容和新的振动切削条件,进行新的振动切削条件的合格与否判定(步骤S350)。
机器学习装置50在新的振动切削条件不合格的情况下(步骤S350、不合格),将振动切削条件不合格的情况通知给用户(步骤S360)。机器学习装置50例如使表示振动切削条件不合格的消息在显示部4进行显示。用户在振动切削条件不合格的情况下,对振动切削条件进行修正。数控装置1P对修正后的振动切削条件进行接收,解析处理部37对修正后的振动切削条件进行解析。机器学习装置50从解析处理部37取得修正后的振动切削条件(步骤S340)。机器学习装置50直至振动切削条件成为合格为止,反复进行从步骤S340至S360的处理。
机器学习装置50在新的振动切削条件合格的情况下(步骤S350、合格),将新的振动切削条件发送至插补处理部38P的设定部28。由此,设定部28将新的振动切削条件设定为在振动切削时使用的条件。数控装置1P使用所设定的新的振动切削条件对振动切削进行控制。
如果振动切削完成,则用户对振动切削是否适当地执行进行判定。用户在能够通过振动切削将切屑平均地断开得短的情况下,判定为振动切削合格,在通过振动切削得到的切屑长的情况下或者在切屑的长度存在大的波动的情况下,判定为振动切削不合格。
用户将表示振动切削的合格与否的合格与否信息(r)输入至数控装置1P。该合格与否信息(r)储存于共享区域345。然后,机器学习装置50针对新的振动切削条件(r)和与新的振动切削条件相对应的合格与否信息(r)的组合对合格与否预测(n)进行学习。即,机器学习装置50通过上述的从步骤S310至S330的处理,对针对新的振动切削条件的合格与否预测(n)进行学习。具体地说,观测部51从解析处理部37取得在振动切削中使用的新的振动切削条件(r)而作为状态变量。另外,数据取得部52从共享区域345内取得与新的振动切削条件(r)相对应的合格与否信息(r)而作为教师数据(步骤S320)。学习部53按照基于新的振动切削条件(r)和新的合格与否信息(r)的组合所创建的数据集(i),对与新的振动切削条件(r)相对应的合格与否预测(n)进行学习(步骤S330)。
另外,如果用户将下一个振动切削条件输入至数控装置1P,则机器学习装置50通过上述的从步骤S340至S360的处理,针对下一个振动切削条件对合格与否进行预测。在数控装置1P中,通过机器学习装置50进行的合格与否预测(n)的学习和针对新的振动切削条件(r)的合格与否的预测被反复进行。
此外,也可以是用户针对振动切削的结果而附带点数,机器学习装置50对针对振动切削条件的点数进行学习。点数设为是相对于振动切削的切屑的长度越短则附带的点数越高,切屑的长度的波动越小则附带的点数越高。用户将振动切削条件(r)和点数(r)相关联而输入至数控装置1P。观测部51从解析处理部37取得状态变量即振动切削条件(r),数据取得部52从共享区域345内取得教师数据即点数(r)。
学习部53按照基于振动切削条件(r)和点数(r)的组合所创建的数据集(i),对与振动切削条件(r)相对应的点数(n)进行学习。学习部53使用上述的神经网络,对点数(n)进行学习。机器学习装置50如果从用户接收到新的振动切削条件,则向通过学习得到的神经网络输入所取得的新的振动切削条件,得到与新的振动切削条件相对应的点数。机器学习装置50使计算出的点数在显示部4进行显示。
此外,机器学习装置50也可以基于拍摄到切屑的图像等对点数(r)进行计算。在该情况下,机器学习装置50也是相对于振动切削的切屑的长度越短则附带的点数(r)越高,切屑的长度的波动越小则附带的点数(r)越高。另外,机器学习装置50也可以应用于实施方式2的数控装置1Y或者实施方式3的数控装置1Z。
如上所述在实施方式4中,机器学习装置50对振动次数、振动振幅和主轴转速的组合是否是适合于振动切削的组合进行学习。由此,用户能够容易地判断此后使用的预定的振动次数、振动振幅和主轴转速的组合是否适合于振动切削。
在以上的实施方式中通过具有2个刀架的工作机械的例子进行了说明,但也能够对刀架为1个的工作机械、具有大于或等于3个刀架的工作机械应用本发明。
以上的实施方式所示的结构,表示本发明的内容的一个例子,也能够与其他公知技术进行组合,在不脱离本发明的主旨的范围,也能够对结构的一部分进行省略、变更。
标号的说明
1P、1X~1Z数控装置,2P、2X~2Z控制运算部,3输入操作部,4显示部,5PLC操作部,11A、11B振动指令解析部,12A、12B移动指令解析部,21A、21B指令移动量计算部,22A、22B振动移动量计算部,23判定部,24振动次数计算部,25主轴转速计算部,26等待控制部,27合成部,28设定部,34存储部,37解析处理部,38P、38X~38Z插补处理部,50机器学习装置,51观测部,52数据取得部,53学习部,60主轴,61A第1轴,61B第2轴,65A、65B、65C刀架,66A、66B刀具,70加工工件,81P、81Q、82P、82Q、83P、83Q、84、85加工程序,90驱动部,110、111工作机械。

Claims (13)

1.一种数控装置,其具有控制运算部,该控制运算部用于对主轴、第1驱动轴和第2驱动轴进行控制,该主轴是加工对象物的旋转轴,该第1驱动轴驱动用于对所述加工对象物进行振动切削加工的第1刀具,该第2驱动轴驱动用于对所述加工对象物进行振动切削加工的第2刀具,
该数控装置的特征在于,
所述控制运算部具有:
存储部,其存储用于对所述加工对象物进行振动切削加工的加工程序;
判定部,其判定所述第1驱动轴及所述第2驱动轴的振动次数是否追随于在所述加工程序中指定出的所述主轴的转速;以及
振动次数计算部,其在由所述判定部判定为所述第1驱动轴及所述第2驱动轴中的至少一者的振动次数不追随于所述主轴的转速的情况下,针对判定为不追随的驱动轴,对追随于所述主轴的转速的振动次数进行计算。
2.根据权利要求1所述的数控装置,其特征在于,
所述振动次数计算部在对所述第1驱动轴的振动次数进行变更的情况下,从多个候选中对所述振动次数的变更前后的差成为最小的候选进行选择,对所述第1驱动轴的振动次数进行变更。
3.根据权利要求1或2所述的数控装置,其特征在于,
所述振动次数计算部在对所述第1驱动轴的振动次数进行变更的情况下,以将0.5与0或自然数相加而得到的数为基础对变更后的振动次数进行设定。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的数控装置,其特征在于,
所述控制运算部具有合成部,该合成部将基于由所述振动次数计算部计算的振动次数而计算出的所述第1驱动轴及所述第2驱动轴的振动移动量、和基于所述加工程序而计算出的向切削方向的指令移动量进行合成,
所述数控装置通过从所述合成部输出的速度指令对所述第1驱动轴及所述第2驱动轴进行控制。
5.一种数控装置,其具有控制运算部,该控制运算部用于对主轴、第1驱动轴和第2驱动轴进行控制,该主轴是加工对象物的旋转轴,该第1驱动轴驱动用于对所述加工对象物进行振动切削加工的第1刀具,该第2驱动轴驱动用于对所述加工对象物进行振动切削加工的第2刀具,
该数控装置的特征在于,
所述控制运算部具有:
存储部,其存储用于对所述加工对象物进行振动切削加工的加工程序;
判定部,其判定在所述加工程序中指定出的所述第1驱动轴及所述第2驱动轴的振动次数是否追随于所述主轴的转速;以及
主轴转速计算部,其在由所述判定部判定为所述第1驱动轴及所述第2驱动轴中的至少一者的振动次数不追随于所述主轴的转速的情况下,对所述第1驱动轴及所述第2驱动轴这两者所追随的所述主轴的转速进行计算。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的数控装置,其特征在于,
所述控制运算部在所述第1刀具及所述第2刀具都没有进行振动切削的定时,对所述第1驱动轴的振动次数、所述第2驱动轴的振动次数及所述主轴的转速的至少1个进行变更。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的数控装置,其特征在于,
所述控制运算部使所述第1驱动轴及所述第2驱动轴中的至少一者在不与所述主轴并行的切削方向进行振动切削。
8.一种数控装置,其具有控制运算部,该控制运算部用于对主轴、第1驱动轴和第2驱动轴进行控制,该主轴是加工对象物的旋转轴,该第1驱动轴驱动用于对所述加工对象物进行振动切削加工的第1刀具,该第2驱动轴驱动用于对所述加工对象物进行振动切削加工的第2刀具,
该数控装置的特征在于,
所述控制运算部具有机器学习装置,该机器学习装置对预测出所述振动切削加工的合格与否的合格与否预测进行学习,
所述机器学习装置具有:
观测部,其对包含所述振动切削加工进行时的所述第1驱动轴及所述第2驱动轴的振动切削条件在内的状态变量进行观测;
数据取得部,其取得表示所述振动切削加工的合格与否的合格与否信息;以及
学习部,其按照基于所述状态变量及所述合格与否信息的组合所创建的数据集,对所述合格与否预测进行学习。
9.根据权利要求8所述的数控装置,其特征在于,
所述振动切削条件是表示振动次数的振动次数信息、表示振动振幅的振动振幅信息及表示所述主轴的转速的主轴转速信息。
10.一种机器学习装置,其对预测出通过数控装置进行的所述振动切削加工的合格与否的合格与否预测进行学习,该数控装置对主轴、第1驱动轴和第2驱动轴进行控制,该主轴是加工对象物的旋转轴,该第1驱动轴驱动用于对所述加工对象物进行振动切削加工的第1刀具,该第2驱动轴驱动用于对所述加工对象物进行振动切削加工的第2刀具,
该机器学习装置的特征在于,具有:
观测部,其对包含所述振动切削加工进行时的所述第1驱动轴及所述第2驱动轴的振动切削条件在内的状态变量进行观测;
数据取得部,其取得表示所述振动切削加工的合格与否的合格与否信息;以及
学习部,其按照基于所述状态变量及所述合格与否信息的组合所创建的数据集,对所述合格与否预测进行学习。
11.根据权利要求10所述的机器学习装置,其特征在于,
所述振动切削条件是表示振动次数的振动次数信息、表示振动振幅的振动振幅信息及表示所述主轴的转速的主轴转速信息。
12.一种数控方法,其用于对主轴、第1驱动轴和第2驱动轴进行控制,该主轴是加工对象物的旋转轴,该第1驱动轴驱动用于对所述加工对象物进行振动切削加工的第1刀具,该第2驱动轴驱动用于对所述加工对象物进行振动切削加工的第2刀具,
该数控方法的特征在于,包含下述步骤:
判定步骤,判定所述第1驱动轴及所述第2驱动轴的振动次数是否追随于在用于对所述加工对象物进行振动切削加工的加工程序中指定出的所述主轴的转速;以及
振动次数计算步骤,在所述判定步骤中判定为所述第1驱动轴及所述第2驱动轴的至少一者的振动次数不追随于所述主轴的转速的情况下,针对判定为不追随的驱动轴,对追随于所述主轴的转速的振动次数进行计算。
13.一种数控方法,其用于对主轴、第1驱动轴和第2驱动轴进行控制,该主轴是加工对象物的旋转轴,该第1驱动轴驱动用于对所述加工对象物进行振动切削加工的第1刀具,该第2驱动轴驱动用于对所述加工对象物进行振动切削加工的第2刀具,
该数控方法的特征在于,包含下述步骤:
判定步骤,判定在用于对所述加工对象物进行振动切削加工的加工程序中指定出的所述第1驱动轴及所述第2驱动轴的振动次数是否追随于所述主轴的转速;以及
主轴转速计算步骤,在所述判定步骤中判定为所述第1驱动轴及所述第2驱动轴中的至少一者的振动次数不追随于所述主轴的转速的情况下,对所述第1驱动轴及所述第2驱动轴这两者所追随的所述主轴的转速进行计算。
CN201980069692.6A 2018-10-26 2019-10-24 数控装置、机器学习装置及数控方法 Active CN112912804B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPPCT/JP2018/039906 2018-10-26
PCT/JP2018/039906 WO2020084772A1 (ja) 2018-10-26 2018-10-26 数値制御装置および数値制御方法
PCT/JP2019/041726 WO2020085437A1 (ja) 2018-10-26 2019-10-24 数値制御装置、機械学習装置、および数値制御方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112912804A true CN112912804A (zh) 2021-06-04
CN112912804B CN112912804B (zh) 2023-09-22

Family

ID=70330652

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980069692.6A Active CN112912804B (zh) 2018-10-26 2019-10-24 数控装置、机器学习装置及数控方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20210382455A1 (zh)
JP (2) JP6898530B2 (zh)
CN (1) CN112912804B (zh)
DE (1) DE112019004762T5 (zh)
WO (2) WO2020084772A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020084772A1 (ja) * 2018-10-26 2020-04-30 三菱電機株式会社 数値制御装置および数値制御方法
JP6984790B1 (ja) * 2020-10-21 2021-12-22 三菱電機株式会社 数値制御装置及び数値制御方法
JP2022174914A (ja) * 2021-05-12 2022-11-25 スター精密株式会社 工作機械
WO2024090373A1 (ja) * 2022-10-24 2024-05-02 Dmg森精機株式会社 Ncプログラム作成

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150355624A1 (en) * 2014-06-06 2015-12-10 Fanuc Corporation Numerical controller having function of controlling speed by superimposed control
CN105209991A (zh) * 2014-04-23 2015-12-30 三菱电机株式会社 数控装置
US20170322538A1 (en) * 2014-11-26 2017-11-09 Mitsubishi Electric Corporation Numerical control device
JP2018043306A (ja) * 2016-09-13 2018-03-22 シチズン時計株式会社 工作機械およびその制御装置
JP2018094690A (ja) * 2016-12-15 2018-06-21 シチズン時計株式会社 工作機械の制御装置および工作機械
US20180281090A1 (en) * 2014-10-28 2018-10-04 Mitsubishi Electric Corporation Numerical control device
CN108693835A (zh) * 2017-04-04 2018-10-23 发那科株式会社 进行摆动切削的机床的控制装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5950443B2 (ja) * 1979-11-17 1984-12-08 株式会社大隈「テツ」工所 切屑切断方法
EP2192465B1 (de) * 2008-11-26 2011-09-28 Siemens Aktiengesellschaft Regelung eines Folgeantriebs mit dynamischer Ermittlung der Dynamik der Leitachse
WO2014125569A1 (ja) 2013-02-12 2014-08-21 三菱電機株式会社 数値制御装置
JP6517060B2 (ja) * 2015-03-26 2019-05-22 シチズン時計株式会社 工作機械及びこの工作機械の制御装置
JP6470085B2 (ja) * 2015-03-26 2019-02-13 シチズン時計株式会社 工作機械及びこの工作機械の制御装置
JP6557198B2 (ja) * 2016-09-06 2019-08-07 ファナック株式会社 数値制御装置
KR20190134697A (ko) * 2017-03-29 2019-12-04 시티즌 도케이 가부시키가이샤 공작 기계의 제어 장치 및 공작 기계
JP6871842B2 (ja) * 2017-11-30 2021-05-19 三菱重工工作機械株式会社 加工シミュレーションの条件の適正化方法、加工シミュレーション装置、加工シミュレーションシステム及びプログラム
JP6740208B2 (ja) * 2017-12-27 2020-08-12 ファナック株式会社 切削条件検証装置
WO2020084772A1 (ja) * 2018-10-26 2020-04-30 三菱電機株式会社 数値制御装置および数値制御方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105209991A (zh) * 2014-04-23 2015-12-30 三菱电机株式会社 数控装置
US20150355624A1 (en) * 2014-06-06 2015-12-10 Fanuc Corporation Numerical controller having function of controlling speed by superimposed control
US20180281090A1 (en) * 2014-10-28 2018-10-04 Mitsubishi Electric Corporation Numerical control device
US20170322538A1 (en) * 2014-11-26 2017-11-09 Mitsubishi Electric Corporation Numerical control device
JP2018043306A (ja) * 2016-09-13 2018-03-22 シチズン時計株式会社 工作機械およびその制御装置
JP2018094690A (ja) * 2016-12-15 2018-06-21 シチズン時計株式会社 工作機械の制御装置および工作機械
CN108693835A (zh) * 2017-04-04 2018-10-23 发那科株式会社 进行摆动切削的机床的控制装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN112912804B (zh) 2023-09-22
WO2020084772A1 (ja) 2020-04-30
WO2020085437A1 (ja) 2020-04-30
JP6898530B2 (ja) 2021-07-07
DE112019004762T5 (de) 2021-07-08
JP7138746B2 (ja) 2022-09-16
JPWO2020085437A1 (ja) 2021-02-15
US20210382455A1 (en) 2021-12-09
JP2021140819A (ja) 2021-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112912804B (zh) 数控装置、机器学习装置及数控方法
KR101863019B1 (ko) 수치 제어 장치
JP5745710B1 (ja) 数値制御装置
JP6843314B1 (ja) 数値制御装置、数値制御方法および機械学習装置
JP5826444B1 (ja) 数値制御装置
CN114008547B (zh) 数控装置、机器学习装置及数控方法
CN115884847A (zh) 数控装置及数控方法
JP6740483B1 (ja) 数値制御装置および数値制御方法
JPWO2020084771A1 (ja) 数値制御装置および数値制御方法
CN112889008B (zh) 数控装置及数控方法
JP6813129B1 (ja) 数値制御装置、機械学習装置、及び数値制御方法
KR101560529B1 (ko) 수치 제어 장치
JP7433572B1 (ja) 数値制御装置および数値制御方法
WO2024069951A1 (ja) 工作機械の制御装置及び工作機械の表示装置
WO2024069954A1 (ja) 工作機械の制御装置及び工作機械の表示装置
CN117693409A (zh) 机床的控制装置以及机床的控制系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant