CN116802570A - 数值控制装置 - Google Patents

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CN116802570A CN202280011500.8A CN202280011500A CN116802570A CN 116802570 A CN116802570 A CN 116802570A CN 202280011500 A CN202280011500 A CN 202280011500A CN 116802570 A CN116802570 A CN 116802570A
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贝原贤治
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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
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    • G05B19/182—Numerical 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
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    • B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
    • B23Q15/20—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work before or after the tool acts upon the workpiece
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明提供一种数值控制装置，能够简易地进行加工圆的有效直径的设定。数值控制装置具备：指令部，其在用于通过机床进行圆加工的加工程序中，指示加工圆的规格或容许差等级以及所述加工圆的容许差的比例；以及设定部，其根据所述加工圆的规格或者容许差等级以及所述加工圆的容许差的比例，设定加工圆的有效直径的校正量。

Description

数值控制装置
技术领域
本发明涉及一种数值控制装置。
背景技术
以往，螺纹切削加工通过使用主轴和移动轴的同步加工、切削刃具有螺纹牙形状的切削工具的螺旋攻丝加工等来进行。
螺纹切削工具的条件以工具制造商的目录为参考来选定。在螺旋攻丝加工中，需要根据内螺纹和外螺纹的规格来变更加工直径、工具直径校正等的设定值。为了进行这样的加工直径、工具直径校正等的校正，已知有使用校正加工用程序的技术(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-224942号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，在以往的螺旋攻丝加工中的螺纹切削加工中，即使以工具制造商的目录为参考进行反映了切削工具的直径值或半径值的螺纹切削加工，为了能够在加工时灵活地变更等级，螺旋攻丝加工用的切削工具以不采纳与基于等级的规格中记载的公差对应的校正量的工具直径来制作，因此有时加工后的螺纹会不符合所要求的等级。
因此，在螺旋攻丝加工中，工具直径需要考虑采纳了与基于内螺纹和外螺纹的等级的规格中记载的公差对应的校正量而得到的加工直径来进行变更，也需要根据加工的螺纹直径和要求的等级来确认校正量。螺纹规格通常在JIS规格等中作为基准的直径相对于外径或内径、或有效直径存在公差。
另外，在指示装配的孔和轴的加工中，即使在使用立铣刀的圆加工中，也需要考虑相对于加工直径而常用的装配的尺寸容许差，因此，不仅需要对立铣刀的直径值进行校正，还需要确认并设定基于预先决定的尺寸容许差的校正量。装配中通常使用JIS规格等常用的装配的孔或轴的尺寸容许差。因此，期望能够简易地进行加工圆的外径、内径或有效直径的设定的数值控制装置。
用于解决课题的手段
本发明的数值控制装置具备：指令部，其在用于通过机床进行圆加工的加工程序中，指示加工圆的规格或容许差等级以及所述加工圆的容许差的比例；以及设定部，其根据所述加工圆的规格或容许差等级以及所述加工圆的容许差的比例，设定加工圆的有效直径的校正量。
发明效果
根据本发明，能够简易地进行加工圆的外径、内径或者有效直径的设定。
附图说明
图1是表示本实施方式的加工系统的结构的图。
图2是表示本实施方式的基于机床进行的圆加工的概要的图。
图3是表示加工程序的具体例的图。
图4是表示与G代码的例子以及自变量P对应的工业规格的图。
图5是表示数据表的例子的图。
图6是表示由设定部设定的加工圆的有效直径的校正量的例子的图。
图7是表示容许差表的例子的图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式的一例进行说明。
图1是表示本实施方式的加工系统1的结构的图。如图1所示，加工系统1具备数值控制装置2和机床3。
数值控制装置2是用于通过控制机床3而使机床3进行预定的机械加工等的装置。数值控制装置2具备控制部21。控制部21是CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)等处理器，通过执行存储于存储部(未图示)的程序，作为指令部211以及设定部212发挥功能。
存储部22是存储OS(Operating System：操作系统)、应用程序等的ROM(Read OnlyMemory：只读存储器)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、存储其他各种信息的硬盘驱动器或SSD(Solid State Drive：固态驱动器)等存储装置。
另外，存储部22具备规格存储部221和容许差存储部222。
机床3是基于数值控制装置2的控制进行切削加工等预定的机械加工和工具的测定等的装置。具体而言，在本实施方式中，机床3是用于进行螺纹切削加工的装置。
机床3具备为了加工工件W而驱动的电动机、安装于该电动机的主轴和进给轴、与这些各轴对应的夹具和工具、固定工件的工作台等。并且，机床3基于从数值控制装置2输出的动作指令驱动电动机，由此进行螺纹切削加工或圆加工。另外，机床3具备用于螺纹切削加工或圆加工的切削工具31。
螺纹切削加工是指通过切削工具31对需要螺纹牙的工件形成外螺纹或内螺纹的加工方法。具体而言，加工中心等中的螺纹切削加工是使用攻丝加工和螺旋攻丝加工来进行的，该攻丝加工使安装有切削工具的主轴旋转，并基于对主轴旋转和工具轴方向的移动轴考虑了螺距的同步动作，该螺旋攻丝加工使安装有具有螺纹牙的截面形状的切削刃的切削工具的主轴旋转，并基于考虑了螺距的螺旋动作。
在基于螺旋攻丝加工的螺纹切削加工中，机床3例如在制造外螺纹时，进行切削工件的外侧的外径螺纹切削，在制造内螺纹时，进行切削工件的内侧的内径螺纹切削。
另外，在圆加工中，使用立铣刀等铣削工具在切削工具31上形成孔和轴。机床3例如在对孔进行加工时，对工件的内径进行切削，在对轴进行加工时对工件的外径进行切削。
数值控制装置2使用用于进行基于螺旋攻丝加工的螺纹切削加工或圆加工的加工程序，以使机床3进行螺纹切削加工或圆加工的方式进行控制。加工程序例如由用于执行螺旋加工或圆加工等的G代码、参数等构成。
接着，对本实施方式的数值控制装置2的动作进行说明。
上述的规格存储部221中，例如作为后述的数据表2211及2212，将加工圆的半径(自变量I)、加工圆的间距(自变量Q)、加工圆的规格(自变量P)中的加工圆的外径、内径或有效直径的校正量对应起来进行存储。
容许差存储部222中，例如作为后述的容许差表2221，将加工圆的半径(自变量I)、加工圆的容许差等级(class)(自变量K)、加工圆的容许差等级(自变量K)中的加工圆的容许差对应起来进行存储。
指令部211在用于通过机床3进行基于螺旋攻丝加工的螺纹切削加工的加工程序中，指令自变量。具体而言，指令部211至少指令加工圆的半径(自变量I)、加工圆的间距(自变量Q)、加工圆的规格(后述的自变量P)以及加工圆的容许差的比例(后述的自变量L)。另外，指令部211也可以在加工程序中指令后述的其他自变量。
设定部212基于加工圆的半径(自变量I)、加工圆的间距(自变量Q)、加工圆的规格(自变量P)以及加工圆的容许差的比例(自变量L)，设定加工圆的有效直径的校正量。
另外，设定部212从规格存储部221读出与加工圆的半径(自变量I)、加工圆的间距(自变量Q)及加工圆的规格(自变量P)对应的加工圆的外径、内径或有效直径的校正量，设定所读出的加工圆的有效直径的校正量。
另外，指令部211在用于通过机床3进行基于圆加工的孔或者轴加工的加工程序中，指示加工圆的半径(自变量I)以及加工圆的容许差等级(自变量K)来作为自变量，设定部212从容许差存储部222读出与加工圆的半径(自变量I)以及加工圆的容许差等级(自变量K)对应起来的加工圆的容许差。
另外，设定部212从容许差存储部222读出与加工圆的半径(自变量I)及加工圆的容许差等级(自变量K)对应起来的加工圆的容许差，并设定所读出的加工圆的容许差。
另外，指令部211也能够在加工程序的同一程序块中，指示加工圆的容许差的比例(后述的自变量L)来作为自变量。设定部212基于加工圆的容许差的比例(后述的自变量L)，设定加工圆的外径、加工圆的内径、有效直径的校正量或加工圆的容许差。
然后，设定部212基于所读出的加工圆的容许差以及加工圆的容许差的比例(自变量L)，设定加工圆的有效直径的校正量。
图2是表示本实施方式的基于机床3的圆加工的概要的图。
机床3使用以下的(1)～(4)的工序通过切削工具31对工件32进行圆加工。
(1)使切削工具31向工件32移动(接近)。
(2)使切削工具31进入工件32。
(3)利用切削工具31对工件32进行切削。
(4)使切削工具31从工件32退避。
(5)使切削工具31从工件32移动(接近)。
在此，在图2中，附图标记O表示开始点，附图标记(自变量)I表示加工的圆的半径，附图标记(自变量)A表示切削工具31的接近角度，附图标记(自变量)C表示从基准线起的开始点的角度。在图2中，附图标记O的开始点成为附图标记(自变量)XY。
另外，图2的附图标记33表示螺旋加工时的切削工具31的加工轨迹。附图标记(自变量)X、Y及Z分别表示向成为与指定的平面垂直的轴的X、Y及向Z方向的切削工具31的螺旋移动，是表示指定的平面上的移动距离。附图标记(自变量)Q表示X、Y以及Z轴方向的切削工具31的间距。
图3是表示加工程序的具体例的图。在加工程序中，G102表示顺时针的圆切削加工周期的G代码，G103表示逆时针的圆切削加工周期的G代码。G41表示将切削工具31的工具直径相对于切削方向向左方向校正，G42表示将工具直径相对于切削方向向右方向校正。
在加工程序中，G17表示选择XY平面作为由切削工具31进行切削的平面，G18表示选择ZX平面作为由切削工具31进行切削的平面，G19表示选择YZ平面作为由切削工具31进行切削的平面。
在此，G102及G103的任一方在生成加工程序时被选择。另外，G41以及G42在加工程序的生成时不被选择或者任一方被选择。另外，G17、G18以及G19在加工程序的生成时不被选择或者任意一个被选择。
另外，在加工程序中，自变量I表示由切削工具31加工的加工圆的半径，自变量F表示切削工具31的切削加工用的进给速度。在此，自变量I是必须的参数，在图2中，表示应用了切削工具31的半径值量作为工具直径校正，在没有指令自变量F的情况下，将之前指令的进给速度作为自变量F使用。
另外，在加工程序中，自变量G1表示工具直径校正G41及G42，自变量G2表示通过切削工具31进行切削的平面的选择G17、G18及G19。自变量C通过角度表示开始位置。自变量R表示切削工具31向工件32进入以及退避的轨道的半径。
自变量A表示切削工具31的接近角度，自变量X、Y及Z分别表示向成为与指定的平面垂直的轴的X、Y及Z方向的切削工具31的螺旋移动，意味着指定的平面上的移动距离。自变量X、Y以及Z根据上述G17(指定XY平面)、G18(指定XZ平面)以及G19(指定YZ平面)来设定。
另外，自变量Q是X、Y以及Z轴方向的切削工具31的间距，表示向与指定的平面垂直的轴方向，以将所指令的轴方向的数值与执行了指令的位置之差除以间距而得的次数，执行连续的螺旋加工。自变量D表示切削工具31的工具直径校正(编号)，自变量E表示切削工具31的接近速度，在没有指令的情况下表示作为快速进给执行。
此外，上述的自变量I以外的自变量是任意设定的参数。例如，在没有指令的情况下，自变量A为90°，在没有指令的情况下，自变量C为0°。另外，在没有指令的情况下，自变量R成为自变量I指令的50％的值，在没有指令的情况下，自变量E成为对机床3设定的快速进给速度30，000(mm/min)。
而且，自变量P表示加工圆的规格，自变量K表示加工圆的容许差等级，自变量L表示加工圆的容许差的比例。另外，自变量K以及自变量L在没有指令的情况下，成为基于规格、容许差等的校正量的最大值与最小值之差的50％。
图4是表示G代码的例子以及与自变量P对应的工业规格的图。图4所示的G代码的例子对应于上述的图3所示的加工程序的例子。具体而言，在图4所示的G代码的例子中，G102和G103中的任意一方被选择。另外，在图4所示的G代码的例子中，指令自变量I、Z、Q、D、P以及F。
另外，图4所示的数据表2211将内螺纹和外螺纹的工业规格中的等级与自变量指令对应起来进行存储。
例如，在公称直径(自变量I×2)为M6、间距(自变量Q)为1.0的内螺纹的情况下，设定部212参照数据表2211，读出与自变量P2对应起来的ISO等级6H。另外，在数据表2211中，ISO等级4H也与自变量P2对应起来，但在该情况下，读出与公称直径M6(即，M1.6以上)对应起来的ISO等级6H。
图5是表示数据表2212的例子的图。如图5所示，数据表2212将公称直径(自变量I×2)、间距(自变量Q)、加工圆的规格(自变量P)以及加工圆的有效直径的校正量对应起来进行存储。
设定部212参照图5所示的数据表2212，从数据表2212中读出与加工圆的半径(自变量I)、加工圆的间距(自变量Q)及加工圆的规格(自变量P)对应起来的加工圆的有效直径的校正量。然后，设定部212设定所读出的加工圆的有效直径的校正量。
具体而言，在图4所示的G代码的例子的情况下，自变量I为3.0，自变量Q为1.0，自变量P为2，因此公称直径(自变量I×2)为M6，间距为1.0，加工圆的规格(ISO等级)为6H。
设定部212从数据表2212中读出与这些公称直径、间距及加工圆的规格对应起来的校正量+150～0(μm)。并且，设定部212对于作为工具直径校正的自变量的G42和自变量D，基于加工圆的容许差的比例即自变量L，将所读出的校正量+150～0(μm)的、没有指令时作为校正量的最大值和最小值的50％且作为加工圆的有效直径的校正量的+75(μm)加到工具直径校正值来设定。
图6是表示由设定部212设定的加工圆的有效直径的校正量的例子的图。在图6中，在工具直径校正前，加工程序被指令为通过切削工具31按照工具直径校正前的加工圆41进行圆加工。
并且，加工程序在通过自变量G1指令工具直径校正时，指令为通过切削工具31按照工具直径校正后的加工圆42进行圆加工。
在图6所示的例子中，工具直径校正后的加工圆42通过工具直径校正，相比于工具直径校正前的加工圆41而言圆的直径变短。即，加工程序在通过自变量G1指令工具直径校正时，将切削工具31配置在比工具直径校正前更靠工件的内侧的位置。
而且，在由设定部212设定加工圆的有效直径的校正量时，加工程序指令为通过切削工具31按照设定了加工圆的有效直径的校正量后的加工圆43进行圆加工。
在此，在图6所示的例子中，例如在如图5所示的例子那样校正量为+150～0(μm)的情况下，设定有效直径的校正量后的加工圆43的圆的直径比工具直径校正后的加工圆42长。即，当设定校正量时，加工程序将切削工具31配置在比工具直径校正后更靠工件的外侧的位置。
这样，本实施方式的数值控制装置2通过设定部212设定加工圆的有效直径的校正量，由此能够设定与JIS、ISO等的工业规格的精度相应的校正量。
另外，如上所述，设定部212基于加工圆的有效直径的校正量的比例(自变量J)，设定加工圆的有效直径的校正量。具体而言，例如，在加工圆的有效直径的校正量为+150～0(μm)、加工圆的有效直径的校正量的比例(自变量J)为40(％)的情况下，设定部212将150×0.4＝60(μm)设定为加工圆的有效直径的校正量。
图7是表示容许差表2221的例子的图。如图7所示，容许差表2221关于内螺纹，将加工圆的半径(自变量I)的尺寸划分、自变量指令值(自变量K)以及螺纹孔的容许差规格对应起来进行存储。
设定部212从容许差表2221读出与加工圆的半径(自变量I)以及加工圆的容许差等级(自变量K)对应起来的加工圆的容许差。然后，设定部212基于读出的加工圆的容许差以及加工程序中的加工圆的容许差的比例(自变量L)，设定加工圆的有效直径的校正量。
具体而言，例如在自变量I为3.0、自变量K为2.2、自变量L为70的情况下，设定部212从容许差表2221中读出与这些自变量I、K以及L对应起来的加工圆的容许差8～0(μm)。
并且，读出的加工圆的容许差为8～0(μm)，加工圆的容许差的比例(自变量L)为70(％)，因此设定部212将8×0.7＝5.6(μm)设定为加工圆的有效直径的校正量。
另外，图7所示的容许差表2221针对内螺纹而示出，但容许差存储部222也与内螺纹同样地，还具有关于外螺纹的容许差表(未图示)。
另外，在上述的实施方式中，对图4所示的数据表2211以及图5所示的数据表2112进行了说明，但数据表并不限定于这些。数据表按各公称直径而预先准备，设定部212能够使用各公称直径的数据表来设定加工圆的有效直径的校正量。另外，数据表并不限定于上述那样的形式，例如也可以是子程序的形式。
如以上说明的那样，本实施方式的数值控制装置2具备：指令部211，其在用于通过机床进行螺纹切削加工的加工程序中，对加工圆的规格、加工圆的有效直径的校正量的比例、加工圆的容许差等级以及加工圆的容许差的比例进行指示；以及设定部212，其根据加工圆的规格、加工圆的有效直径的校正量的比例、加工圆的容许差等级以及加工圆的容许差的比例，设定加工圆的有效直径的校正量。
由此，数值控制装置2能够简易地设定加工圆的有效直径的校正量，因此能够使用符合JIS、ISO等规格的容许差的加工圆的有效直径的校正量来进行螺纹切削加工。
另外，指令部211在加工程序中，指示加工圆的规格来作为自变量。设定部212基于加工圆的规格来设定加工圆的有效直径的校正量。由此，数值控制装置2能够使用加工圆的规格来适当地设定加工圆的有效直径的校正量。
另外，设定部212从规格存储部221读出与加工圆的半径、加工圆的间距及加工圆的规格对应起来的加工圆的有效直径的校正量，并设定所读出的加工圆的有效直径的校正量。由此，数值控制装置2能够使用加工圆的半径、加工圆的间距以及加工圆的规格，适当地设定加工圆的有效直径的校正量。
另外，指令部211在加工程序中，指示加工圆的有效直径的校正量的比例来作为自变量。设定部212基于加工圆的有效直径的校正量的比例来设定加工圆的有效直径的校正量。由此，数值控制装置2能够在规格值的范围内设定反映于校正量的比例。
另外，指令部211在加工程序中，指示加工圆的半径以及上述加工圆的容许差等级来作为自变量，设定部212从容许差存储部222读出与加工圆的半径以及加工圆的容许差等级对应起来的加工圆的容许差。然后，设定部212基于所读出的加工圆的容许差以及加工圆的容许差的比例，设定加工圆的有效直径的校正量。由此，数值控制装置2能够在规格值的范围内设定反映于校正量的加工圆的容许差。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但上述的数值控制装置2能够通过硬件、软件或者它们的组合来实现。另外，由上述数值控制装置2进行的控制方法也能够通过硬件、软件或者它们的组合来实现。在此，通过软件实现是指通过计算机读入程序并执行来实现。
程序可以使用各种类型的非暂时性的计算机可读介质(non-transitorycomputer readable medium)来保存，并提供给计算机。非暂时性的计算机可读介质包括各种类型的有形存储介质(tangible storage medium)。非暂时性的计算机可读介质的例子包括磁记录介质(例如，硬盘驱动器)、光磁记录介质(例如，光磁盘)、CD-ROM(Read OnlyMemory：只读存储器)、CD-R、CD-R/W、半导体存储器(例如，掩模ROM、PROM(ProgrammableROM：可编程ROM)、EPROM(Erasable PROM：可擦除PROM)、闪存ROM、RAM(random accessmemory：随机存取存储器))。
另外，上述的各实施方式是本发明的优选实施方式，但并不将本发明的范围仅限定于上述各实施方式。能够以在不脱离本发明的主旨的范围内实施各种变更的方式来实施。
附图标记说明
1加工系统
2数值控制装置
3机床
211指令部
212设定部
221规格存储部
222容许差存储部。

Claims (6)

1.一种数值控制装置，其特征在于，
所述数值控制装置具备：
指令部，其在用于通过机床进行圆加工的加工程序中，指示加工圆的规格或容许差等级以及所述加工圆的容许差的比例；以及
设定部，其根据所述加工圆的规格或容许差等级以及所述加工圆的容许差的比例，设定加工圆的有效直径的校正量。
2.根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于，
所述指令部在所述加工程序中指示所述加工圆的规格来作为自变量，
所述设定部基于所述加工圆的规格来设定所述加工圆的有效直径的校正量。
3.根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于，
所述加工圆的规格或容许差等级是螺丝的工业规格或常用的装配的尺寸容许差。
4.根据权利要求1或2所述的数值控制装置，其特征在于，
所述数值控制装置还具备规格存储部，该规格存储部将所述加工圆的半径、所述加工圆的间距、所述加工圆的规格以及所述加工圆的有效直径的校正量对应起来存储，
所述设定部从所述规格存储部读出与所述加工圆的半径、所述加工圆的间距以及所述加工圆的规格对应起来的所述加工圆的有效直径的校正量，并设定所读出的所述加工圆的有效直径的校正量。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的数值控制装置，其特征在于，
所述指令部在所述加工程序中指示所述加工圆的有效直径的校正量的比例来作为自变量，
所述设定部基于所述加工圆的有效直径的校正量的比例来设定所述加工圆的有效直径的校正量。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的数值控制装置，其特征在于，
所述数值控制装置还具备容许差存储部，该容许差存储部将所述加工圆的半径、所述加工圆的容许差等级以及所述加工圆的容许差对应起来进行存储，
所述指令部在所述加工程序中指示所述加工圆的半径以及所述加工圆的容许差等级来作为自变量，
所述设定部，从所述容许差存储部读出与所述加工圆的半径及所述加工圆的容许差等级对应起来的所述加工圆的容许差，
基于所读出的所述加工圆的容许差以及所述加工圆的容许差的比例，设定所述加工圆的有效直径的校正量。
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