DE102007031352A1

DE102007031352A1 - Werkzeugmaschinensteuerung

Info

Publication number: DE102007031352A1
Application number: DE102007031352A
Authority: DE
Inventors: Tetsuo Yamatokoriyama Ogawa
Original assignee: Mori Seiki Co Ltd
Current assignee: DMG Mori Co Ltd
Priority date: 2006-07-05
Filing date: 2007-07-05
Publication date: 2008-01-17
Also published as: US20080018287A1; JP4838647B2; US7847506B2; JP2008015740A

Abstract

Werkzeugmaschinensteuerung (1), welche Folgendes enthält: eine Positionssteuereinheit (12), welche, basierend auf einem Betätigungssignal, welches während einer manuellen Operation extern eingegeben wurde, einen Verschiebungsendpunkt und eine Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Körpers steuert; einen Modellierungsdatenspeicher (13), welcher die Modellierungsdaten des beweglichen Körpers und der Struktur speichert; eine Einheit (17) zum Überprüfen des Bewegungsbereiches, welche für das Modell der Struktur einen oder mehrere Geschwindigkeitssteuerbereiche definiert, welche durch das Versetzen der Kontur der Struktur erhalten wurden, und, basierend auf den definierten Geschwindigkeitssteuerbereichen und einer Ist-Position, welche von der Positionssteuereinheit (12) empfangen wurde, die Modellierungsdaten erzeugt, welche beschreiben, dass sich der bewegliche Körper in die Ist-Stellung bewegt hat, um zu überprüfen, ob sich die beweglichen Körper innerhalb der Geschwindigkeitssteuerbereiche bewegen, und beim Bestimmen, dass sich der bewegliche Körper innerhalb der Bereiche bewegt, eine Geschwindigkeitsbegrenzung zur Positionssteuereinheit (12) sendet, welche zuvor für die Geschwindigkeitssteuerbereiche definiert wurde, in welche sich der bewegliche Körper bewegt. Die Positionssteuereinheit (12) lässt zu, dass sich der bewegliche Körper mit der Geschwindigkeitsbegrenzung bewegt, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit, welche vom Betätigungssignal abhängt, die ...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Technisches Gebiet
Bei Werkzeugmaschinen, welche mit einem beweglichen Körper, einer Antriebseinrichtung zum Antreiben des beweglichen Körpers, um denselben zu bewegen, und einer Struktur ausgestattet sind, welche in dem Bereich platziert ist, in welchem sich der bewegliche Körper bewegen kann, betrifft die vorliegende Erfindung Werkzeugmaschinensteuerungen, welche die Betätigung der Antriebseinrichtung steuern.
Beschreibung der verwandten Technik
Der bewegliche Körper und die Struktur, welche in dem Bereich platziert ist, in welchem sich der bewegliche Körper bewegt, birgt das Risiko, einander zu beeinträchtigen bzw. zu behindern. Bislang sind Werkzeugmaschinensteuerungen zum Verhindern solch einer gegenseitigen Beeinträchtigung bekannt; unter solchen Vorrichtungen ist auch die numerische Steuereinrichtung einer Werkzeugmaschine, welche in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2006-59187 offenbart ist.
Diese numerische Steuereinrichtung, welche zum Verhindern einer gegenseitigen Beeinträchtigung zwischen dem beweglichen Körper und der Struktur während dem Bewegen des beweglichen Körpers mittels einer manuellen Betätigung konfiguriert ist, besteht aus Folgendem: einer Funktionserzeugungseinrichtung, welche ein Betätigungssignal empfängt, welches die manuelle Betätigung betrifft und von einem Steuerpult eingegeben wird, um Funktionen zum Ausführen der Steuerung der Bewegung des beweglichen Körpers zu erzeugen; einem dreidimensionalen Datenspeicher zum Speichern von Geometriedaten über den beweglichen Körper und die Struktur, welche den beweglichen Körper beeinträchtigen könnte; und einer Beeinträchtigungsüberprüfungsvorrichtung, welche durch Bewegen des beweglichen Körpers basierend auf den im dreidimensionalen Datenspeicher gespeicherten Geometriedaten des beweglichen Körpers und der Struktur überprüft, ob derselbe die Struktur beeinträchtigen wird, bevor der Funktionsgenerator das Betätigungssignal empfängt, welches die manuelle Betätigung zum Beginnen des Erzeugens einer Funktion betrifft, und beim Ermitteln, dass eine Beeinträchtigung auftreten würde, eine Halteposition in einem bestimmten Abstand von der Struktur berechnet. Wenn die Beeinträchtigungsüberprüfungsvorrichtung ermittelt, dass der bewegliche Körper die Struktur beeinträchtigen würde, unterbricht der Funktionsgenerator die Funktionserzeugung derart, dass der bewegliche Körper an der Haltestellung anhält.
Mit dieser numerischen Steuereinrichtung werden die Geometriedaten des beweglichen Körpers und der Struktur eingesetzt, um zu überprüfen, ob eine Beeinträchtigung auftreten würde bevor mit der Erzeugung einer Funktion zum Bewegen des beweglichen Körpers begonnen wird, damit eine Beeinträchtigung zwischen dem beweglichen Körper und der Struktur wirksam verhindert wird.
In der tatsächlichen Praxis mit Werkzeugmaschinen wird in Situationen, in welchen eine Bedienperson den beweglichen Körper zu einem vorbestimmten Verschiebungsendpunkt (move-to point) durch manuelle Betätigung bewegt, der bewegliche Körper nicht den ganzen Weg zum Verschiebungsendpunkt mit einer hohen Geschwindigkeit, sondern üblicherweise mit einer hohen Geschwindigkeit in die Nähe des Verschiebungsendpunktes und dann mit einer graduell abnehmenden Geschwindigkeit in den Verschiebungsendpunkt bewegt, selbst wenn die Werkzeugmaschine mit einer Beeinträchtigungsverhinderungsfunktion ausgestattet ist. D.h., die Bedienperson bewegt den beweglichen Körper zum vorbestimmten Verschiebungsendpunkt während sie die Vorschubgeschwindigkeitsbeeinflussung steuert, welche vom Verschiebungsendpunkt des beweglichen Körpers abhängt, um die Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Körpers einzustellen.
Das Bewegen des beweglichen Körpers zusammen mit dem Steuern der Vorschubgeschwindigkeitsbeeinflussung erschwert jedoch die Arbeitsbetätigungen. Zudem wird eine Bedienperson, welche bedenkt, dass die Beeinträchtigungsverhinderungsfunktion zum Verhindern einer Beeinträchtigung dient, darüber besorgt sein, dass eine Beeinträchtigung auftreten könnte, und den Betätigungsfehler begehen, den beweglichen Körper mit einer hohen Geschwindigkeit nahe der Struktur zu bewegen.
Zudem wird mit einem der Beispiele einer Beeinträchtigungsverhinderungsfunktion, welche vorgeschlagen wurde, basierend auf der Ist-Position des beweglichen Körpers, welche von der Steuerung gesendet wird, und auf einem Beeinträchtigungsbereich, welcher, wie angemessen, als der Bereich vorbestimmt wurde, in welchem der bewegliche Körper und die Struktur einander beeinträchtigen würden, eine Überprüfung ausgeführt, ob der bewegliche Körper in den Beeinträchtigungsbereich gelangt, und der bewegliche Körper angehalten, wenn bestimmt wird, dass der bewegliche Körper in den Bereich gelangt. Wenn der Beeinträchtigungsbereich definiert ist schmal zu sein, wird mit solch einer Funktion der bewegliche Körper jedoch nicht unmittelbar angehalten, wenn er mit einer hohen Geschwindigkeit bewegt wird, und daher kann er die Struktur beeinträchtigen. Wenn der Beeinträchtigungsbereich definiert ist breit zu sein, um solch einen Nachteil zu bewältigen, wird andererseits der Bewegungsbereich schmäler gemacht, was die Durchführbarkeit gefährdet.
Die vorliegende Erfindung ist auf das Lösen dieser Probleme gerichtet und eine Aufgabe der Erfindung ist eine Werkzeugmaschinensteuerung verfügbar zu machen, welche einer Bedienperson ermöglicht eine Wirkung auf den beweglichen Körper mittels einer einfachen und sorglosen manuellen Betätigung auszuüben.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Um diese Aufgabe zu erfüllen, ist eine Steuerung nach einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Werkzeugmaschinensteuerung für eine Werkzeugmaschine, welche Folgendes enthält: einen oder mehrere bewegliche Körper, Antriebseinrichtungen, welche die beweglichen Körper antreiben, um dieselben zu bewegen, und eine oder mehrere Strukturen, welche in einem Bereich eingerichtet sind, in welchem sich die beweglichen Körper bewegen können, wobei die Werkzeugmaschinensteuerung Folgendes aufweist: eine Positionssteuereinheit, welche ein extern und manuell eingegebenes Betätigungssignal empfängt, welches einen Verschiebungsendpunkt und eine Bewegungsgeschwindigkeit der beweglichen Körper betrifft, und welche die Betätigung der Antriebseinrichtungen basierend auf dem empfangenen Betätigungssignal steuert, um die Bewegung der beweglichen Körper derart zu steuern, dass der Verschiebungsendpunkt und die Bewegungsgeschwindigkeit mit denen übereinstimmen, welche vom Betätigungssignal abhängen; einen Modellierungsdatenspeicher, welcher Modellierungsdaten speichert, welche ein zweidimensionales oder dreidimensionales Modell der beweglichen Körper und Strukturen betreffen und mindestens Geometriedaten enthalten, welche die Formen der beweglichen Körper und Strukturen definieren; und einen Geschwindigkeitsbegrenzungsdatenspeicher, welcher eine Geschwindigkeitsbegren zung der beweglichen Körper in einem oder mehreren Geschwindigkeitssteuerbereichen speichert, wobei die Geschwindigkeitsbegrenzung für jeden der Geschwindigkeitssteuerbereiche definiert ist, welche durch das nach außen Versetzen der Kontur der beweglichen Körper und/oder Strukturen erhalten werden, und welche geringer als die Geschwindigkeitsbegrenzung außerhalb der versetzten Ausrichtung in den Geschwindigkeitssteuerbereichen ist; eine Einheit zum Überprüfen des Bewegungsbereiches, welche den einen oder die mehreren Geschwindigkeitssteuerbereiche für das zweidimensionale oder dreidimensionale Modell der beweglichen Körper und/oder Strukturen anordnet sowie eine Ist-Position der beweglichen Körper von der Positionssteuereinheit empfängt und basierend auf den angeordneten Geschwindigkeitssteuerbereichen, der empfangenen Ist-Position und den im Modellierungsdatenspeicher gespeicherten Modellierungsdaten die Modellierungsdaten einer Situation erzeugt, in welcher die beweglichen Körper in den Verschiebungsendpunkt bewegt werden, um einen Prozess zum Überprüfen auszuführen, ob sich die beweglichen Körper und Strukturen innerhalb den Geschwindigkeitssteuerbereichen relativ bewegen, und beim Bestimmen, dass sich die beweglichen Körper und Strukturen innerhalb der Geschwindigkeitssteuerbereiche bewegen, erkennt, in welchem Bereich sich die beweglichen Körper und Strukturen bewegen, und die Geschwindigkeitsbegrenzung erkennt, welche dem erkannten Bereich entspricht, um einen Prozess zum Senden der erkannten Geschwindigkeitsbegrenzung zur Positionssteuereinheit auszuführen, und wobei die Positionssteuereinheit konfiguriert ist, um die beweglichen Körper mit der empfangenen Geschwindigkeitsbegrenzung zu bewegen, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit, welche vom Betätigungssignal abhängt, die von der Einheit zum Überprüfen des Bewegungsbereiches empfangene Geschwindigkeitsbegrenzung übersteigt.
Mit diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung werden zunächst die Modellierungsdaten, welche zumindest die Geometriedaten enthalten, welche die Formen der beweglichen Körper und Strukturen definieren und das zweidimensionale oder dreidimensionale Modell der beweglichen Körper und Strukturen betreffen, soweit angemessen, vorher erzeugt und dann im Modellierungsdatenspeicher gespeichert.
Genau können Beispiele der beweglichen Körper und Strukturen beispielsweise Folgendes enthalten, wenn die Werkzeugmaschine eine Drehbank ist: das Bett, den auf dem Bett angeordneten Spindelkasten, die durch den Spindelkasten drehbar gelagerte Spindel, die auf der Spindel montierte Einspannvorrichtung zum Halten des Werkstücks, den auf dem Bett bewegbar angeordneten Schlitten, den auf dem Schlitten angeordneten und das Werkzeug haltenden Werkzeughalter, das Werkzeug, den auf dem Bett bewegbar angeordneten Reitstock und die im Reitstock gehaltene Reitstockspindel. Oder, wenn die Werkzeugmaschine ein Bearbeitungszentrum ist, sind beispielsweise das Bett, die auf dem Bett angeordnete Säule, der durch die Säule bewegbar getragene Spindelkopf, die durch den Spindelkopf drehbar gelagerte Spindel zum Halten des Werkzeugs, das Werkzeug und der auf dem Bett bewegbar angeordnete Tisch zum Halten des Werkstücks auch Beispiele der beweglichen Körper und Strukturen. Zudem sind Abdeckungen und Schutzvorrichtungen üblicherweise auch an der Werkzeugmaschine vorgesehen, um den Einschluss von Spänen und Schneidflüssigkeit zu verhindern, und daher sind diese Abdeckungen und Schutzvorrichtungen auch Beispiele der beweglichen Körper und Strukturen.
Die Modellierungsdaten aller beweglichen Körper und Strukturen, welche die Werkzeugmaschine bilden, werden jedoch nicht notwendigerweise gespeichert. Zumindest die Modellierungsdaten der beweglichen Körper und Strukturen, welche eine Geschwin digkeitssteuerung in einem an denselben angrenzenden Bereich erfordern, können gespeichert werden. Insbesondere können beispielsweise bei der Drehbank zum Steuern der Bewegungsgeschwindigkeit des Werkzeugs in einem an das Werkstück angrenzenden Bereich die Modellierungsdaten des Werkzeugs und Werkstücks gespeichert werden und zum Steuern des Werkzeughalters und Werkzeugs in Bereichen, welche an den Spindelkasten, die Spindel, die Einspannvorrichtung und das Werkstück und an den Reitstock und die Reitstockspindel angrenzen, die Modellierungsdaten des Werkzeughalters, des Werkzeugs, des Spindelkastens, der Spindel, der Einspannvorrichtung, des Werkstücks, des Reitstocks und der Reitstockspindel gespeichert werden. Zudem können beispielsweise bei einem Bearbeitungszentrum zum Steuern der Bewegungsgeschwindigkeit des Werkzeugs in dem an das Werkstück angrenzenden Bereich ähnlich die Modellierungsdaten des Werkzeugs und Werkstücks gespeichert werden und zum Steuern der Bewegungsgeschwindigkeit des Spindelkastens, der Spindel und des Werkzeugs in einem an den Tisch und das Werkstück angrenzenden Bereich die Modellierungsdaten des Spindelkastens, der Spindel, des Werkzeugs, des Tisches und des Werkstücks gespeichert werden.
Die Modellierungsdaten können so groß wie und etwas größer als die tatsächlichen beweglichen Körper und Strukturen erzeugt werden.
Die Geschwindigkeitsbegrenzung der beweglichen Körper in den Geschwindigkeitssteuerbereichen – die Geschwindigkeitsbegrenzung ist für jeden des einen oder der mehreren Geschwindigkeitssteuerbereiche definiert, welche durch das nach außen Versetzen der Kontur der beweglichen Körper und/oder Strukturen erhalten werden – wird vorher soweit angemessen erzeugt und im Geschwindigkeitsbegrenzungsdatenspeicher gespeichert. Diese Geschwindigkeitsbegrenzung ist definiert niedriger als die Geschwindigkeit außerhalb der versetzten Ausrichtung in den Geschwindigkeitssteuerbereichen zu sein.
Wenn das den Verschiebungsendpunkt und die Bewegungsgeschwindigkeit der beweglichen Körper betreffende Betätigungssignal extern und manuell eingegeben wird, steuert anschließend die Positionssteuereinheit die Betätigung der Antriebseinrichtungen und folglich bewegen sich die beweglichen Körper mit einer Geschwindigkeit, welche vom Betätigungssignal abhängt, in eine befohlene Position. Zu dieser Zeit überprüft die Einheit zum Überprüfen des Bewegungsbereiches basierend auf dem Bewegen der beweglichen Körper, ob sich die beweglichen Körper und Strukturen innerhalb der Geschwindigkeitssteuerbereiche relativ bewegen, und sendet beim Bestimmen, dass sich dieselben in den Bereichen relativ bewegen, die Geschwindigkeitsbegrenzung, welche im Geschwindigkeitsbegrenzungsdatenspeicher gespeichert ist, zur Positionssteuereinheit.
Genauer sind zunächst ein oder mehrere Geschwindigkeitssteuerbereiche für das zweidimensionale oder dreidimensionale Model der beweglichen Körper und/oder Strukturen angeordnet und die Ist-Position der beweglichen Körper wird empfangen und dann werden basierend auf den angeordneten Geschwindigkeitssteuerbereichen, der empfangenen Ist-Position und den im Modellierungsdatenspeicher gespeicherten Modellierungsdaten die Modellierungsdaten einer Situation, in welcher die beweglichen Körper zur Ist-Position bewegt werden, erzeugt, um zu überprüfen, ob sich die beweglichen Körper und Strukturen innerhalb der Geschwindigkeitssteuerbereiche relativ bewegen.
Ob sich die beweglichen Körper und Strukturen innerhalb der Geschwindigkeitssteuerbereiche relativ bewegen, wird basierend auf beispielsweise dem Vorhandensein der Modellierungsdaten der beweglichen Körper in den Geschwindigkeitssteuerbereichen für die Strukturen oder dem Vorhandensein der Modellierungsdaten der Strukturen in den Geschwindigkeitssteuerbereichen für die beweglichen Körper bestimmt.
Wenn bestimmt wird, dass sich die beweglichen Körper und Strukturen innerhalb der Geschwindigkeitssteuerbereiche relativ bewegen, wird erkannt, in welchem Geschwindigkeitssteuerbereich sie sich bewegen, und indessen der Geschwindigkeitsbegrenzungsdatenspeicher, welcher die dem erkannten Geschwindigkeitssteuerbereich entsprechende Geschwindigkeitsbegrenzung speichert, erkannt, um die erkannte Geschwindigkeitsbegrenzung zur Positionssteuereinheit zu senden. Beim Empfangen der Geschwindigkeitsbegrenzung steuert die Positionssteuereinheit die Betätigung der Antriebseinrichtungen, um die beweglichen Körper mit der empfangenen Geschwindigkeitsbegrenzung zu bewegen, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit, welche vom Betätigungssignal abhängt, die empfangene Geschwindigkeitsbegrenzung überschreitet.
Bei der Werkzeugmaschinensteuerung nach diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung sind ein oder mehrere Geschwindigkeitssteuerbereiche in der Umgebung der beweglichen Körper und/oder Strukturen angeordnet und die Geschwindigkeitsbegrenzung der beweglichen Körper in den Geschwindigkeitssteuerbereichen ist definiert niedriger als die außerhalb der Bereiche zu sein, um zuzulassen, dass sich die beweglichen Körper innerhalb der Geschwindigkeitssteuerbereiche nur mit niedrigeren Geschwindigkeiten als außerhalb der Bereiche bewegen, damit die beweglichen Körper mit einer abnehmenden Geschwindigkeit zum vorbestimmten Verschiebungsendpunkt in der Nähe der Strukturen ohne die Notwendigkeit bewegt werden können, die Vorschubgeschwindigkeitsbeeinflussung zu steuern, um die Bewegungsgeschwindigkeit der beweglichen Körper auf herkömmliche Weise einzustel len. Daher ist die Bedienperson fähig, die beweglichen Körper ohne Schwierigkeiten zu bewegen.
Zudem können die beweglichen Körper in den Geschwindigkeitssteuerbereichen (nahe der Strukturen) nur mit niedrigeren Bewegungsgeschwindigkeiten als der Geschwindigkeitsbegrenzung bewegt werden, damit, selbst wenn die Bedienperson einen Betätigungsfehler macht, das mögliche Auftreten der Beeinträchtigung zwischen den beweglichen Körpern und Strukturen aufgrund einer hohen Bewegungsgeschwindigkeit der beweglichen Körper der Bedienperson keine Sorge bereitet, da verhindert wird, dass sich die beweglichen Körper mit höheren Geschwindigkeiten als der Geschwindigkeitsbegrenzung bewegen.
Eine Konfiguration ist ausführbar, bei welcher die Werkzeugmaschinensteuerung zudem eine Verschiebungsendpunkt-Vorhersageeinrichtung aufweist, welche die Ist-Position und Geschwindigkeit der beweglichen Körper von der Positionssteuereinheit empfängt, um aus der empfangenen Ist-Position und Geschwindigkeit den Verschiebungsendpunkt vorherzusagen, in welchen die beweglichen Körper nach einer vorbestimmten Zeitdauer bewegt werden, und die Einheit zum Überprüfen des Bewegungsbereiches konfiguriert ist, um einen oder mehrere Geschwindigkeitssteuerbereiche für das zweidimensionale oder dreidimensionale Modell der beweglichen Körper und/oder Strukturen anzuordnen sowie basierend auf den angeordneten Geschwindigkeitssteuerbereichen, dem durch die Verschiebungsendpunkt-Vorhersageeinrichtung vorhergesagten Verschiebungsendpunkt und den im Modellierungsdatenspeicher gespeicherten Modellierungsdaten die Modellierungsdaten der Situation zu erzeugen, in welcher die beweglichen Körper in den vorhergesagten Verschiebungsendpunkt bewegt werden, um einen Prozess zum Überprüfen auszuführen, ob sich die beweglichen Körper und Strukturen innerhalb der Geschwindigkeitssteuerbereiche rela tiv bewegen, und beim Bestimmen, dass sie sich innerhalb der Geschwindigkeitssteuerbereiche bewegen, zu erkennen, in welchem Geschwindigkeitssteuerbereich sie sich bewegen sowie den Geschwindigkeitsbegrenzungsdatenspeicher zu erkennen, welcher die dem erkannten Geschwindigkeitssteuerbereich entsprechende Geschwindigkeitsbegrenzung speichert, um einen Prozess zum Senden der erkannten Geschwindigkeitsbegrenzung zur Positionssteuereinheit auszuführen.
Solch eine Konfiguration ermöglicht basierend auf dem Verschiebungsendpunkt, in welchen sich die beweglichen Körper nach der vorbestimmten Zeitdauer bewegen, welcher durch die Verschiebungsendpunkt-Vorhersageeinrichtung vorhergesagt wird, zu überprüfen, ob sich die beweglichen Körper und Strukturen innerhalb der Geschwindigkeitssteuerbereiche relativ bewegen, was eine angemessenere Geschwindigkeitssteuerung ermöglicht.
Zudem kann die Werkzeugmaschinensteuerung an der Werkzeugmaschine eingerichtet sein, welche zudem eine Bildschirmanzeigevorrichtung enthält, welche Bilddaten anzeigt, und zudem einen Bilddatengenerator aufweisen, welcher von der Positionssteuereinheit die Ist-Position der beweglichen Körper empfängt, um basierend auf der empfangenen Ist-Position und den im Modellierungsdatenspeicher gespeicherten Modellierungsdaten die Modellierungsdaten der Situation zu erzeugen, in welcher die beweglichen Körper in die Ist-Position bewegt werden, und welcher zweidimensionale oder dreidimensionale Bilddaten erzeugt, welche von den erzeugten Modellierungsdaten abhängen, um die erzeugten Bilddaten auf einem Bildschirm der Bildschirmanzeigevorrichtung anzuzeigen. Solch eine Werkzeugmaschinensteuerung ermöglicht der Bedienperson aus dem auf der Bildschirmanzeigevorrichtung angezeigten Bild das Positionsverhältnis zwischen den beweglichen Körpern und Strukturen zu erkennen.
Zudem kann der Bilddatengenerator anstelle der oben beschriebenen Konfiguration die folgende Konfiguration aufweisen: der Bilddatengenerator erzeugt basierend auf dem durch die Verschiebungsendpunkt-Vorhersageeinrichtung vorhergesagten Verschiebungsendpunkt und den im Modellierungsdatenspeicher gespeicherten Modellierungsdaten die Modellierungsdaten der Situation, in welcher die beweglichen Körper in den vorhergesagten Verschiebungsendpunkt bewegt werden, und erzeugt die zweidimensionalen oder dreidimensionalen Bilddaten, welche von den Modellierungsdaten gemäß den erzeugten Modellierungsdaten abhängen, um die erzeugten Bilddaten auf dem Bildschirm der Bildschirmanzeigevorrichtung anzuzeigen. Diese Konfiguration bringt den gleichen Vorteil mit dem obigen Beispiel.
Es ist auch eine Konfiguration ausführbar, bei welcher die Einheit zum Überprüfen des Bewegungsbereiches überprüft, ob die beweglichen Körper und Strukturen einander beeinträchtigen, und beim Bestimmen, dass die Beeinträchtigung auftritt, einen anderen Prozess zum Senden des Haltesignals zur Positionssteuereinheit zusätzlich zu den oben beschriebenen Prozessen ausführt, und die Positionssteuereinheit das Bewegen der beweglichen Körper anhält, wenn sie das Haltesignal von der Einheit zum Überprüfen des Bewegungsbereiches empfängt.
Bei solch einer Konfiguration überprüft die Einheit zum Überprüfen des Bewegungsbereiches basierend auf den erzeugten Modellierungsdaten, ob die beweglichen Körper und Strukturen einander beeinträchtigen, und sendet beim Bestimmen, dass die Beeinträchtigung auftritt, das Haltesignal zur Positionssteuereinheit. Beim Empfangen des Haltesignals hält die Positionssteuereinheit die Betätigung der Antriebseinrichtungen an, um das Bewegen der beweglichen Körper anzuhalten.
Ob die beweglichen Körper und Strukturen einander beeinträchtigen, wird beispielsweise basierend auf dem Vorhandensein eines Abschnittes bestimmt, in welchem die Modellierungsdaten der beweglichen Körper die Modellierungsdaten der Strukturen berühren oder überlappen. Wenn ein Kontakt oder eine Überlappung zwischen den Modellierungsdaten der beweglichen Körper und Strukturen besteht, wird bestimmt, dass die beweglichen Körper und Strukturen einander beeinträchtigen. Zudem wird, wenn der bewegliche Körper und die Struktur das Werkzeug bzw. das Werkstück ist und eine Überlappung zwischen den Modellierungsdaten des Werkzeugs und des Werkstücks besteht, bestimmt, dass das Werkzeug und Werkstück einander beeinträchtigen, wenn diese Überlappung nicht zwischen der Klinge des Werkzeugs und dem Werkstück entsteht. Selbst wenn eine Überlappung zwischen der Klinge des Werkzeugs und dem Werkstück entsteht, wird andererseits bestimmt, dass das Werkzeug und das Werkstück einander beeinträchtigen, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit (Vorschubgeschwindigkeit) höher als eine bestimmte Geschwindigkeit ist.
Da die Geschwindigkeitsbegrenzung in den Geschwindigkeitssteuerbereichen definiert ist niedriger als die außerhalb der Bereiche zu sein, werden, wie oben beschrieben wurde, die beweglichen Körper selbst dann unweigerlich angehalten bevor sie die Strukturen beeinträchtigen, wenn Beeinträchtigungsbereiche, in welchen die beweglichen Körper und Strukturen einander beeinträchtigen, definiert sind schmal zu sein. Zudem erweitert das Definieren eines schmalen Beeinträchtigungsbereiches den Bewegungsbereich der beweglichen Körper, was die verbesserte Durchführbarkeit der Bedienperson umsetzt bzw. erzielt.
Mit der Werkzeugmaschine nach diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Bedienperson in einer Situation, in welcher die beweglichen Körper zum vorbestimmten Verschiebungsendpunkt in der Nähe der Strukturen bewegt werden, da keine Notwendigkeit besteht, die Vorschubgeschwindigkeitsbeeinflussung zu steuern, um die Bewegungsgeschwindigkeit der beweglichen Körper einzustellen, die beweglichen Körper ohne Schwierigkeiten bewegen. Zudem können die beweglichen Körper nur mit geringen Geschwindigkeiten bewegt werden, damit ein mögliches Auftreten der Beeinträchtigung zwischen den beweglichen Körpern und Strukturen der Bedienperson keine Sorge bereitet. Selbst wenn der schmale Beeinträchtigungsbereich zum Erweitern des Bewegungsbereiches der beweglichen Körper definiert ist, um die Durchführbarkeit der Bedienperson zu verbessern, können die beweglichen Körper angehalten werden bevor sie die Strukturen beeinträchtigen.
Aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen werden die vorangehenden und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung jemandem mit technischen Fähigkeiten schnell offensichtlich werden.
KURZE BESCHREIBUNG MEHRERER ANSICHTEN DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein schematisches Blockdiagramm, welches den Aufbau der Werkzeugmaschinensteuerung nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
2 ist eine schematische Vorderansicht, welche den Aufbau einer numerisch gesteuerten (NC) Drehbank veranschaulicht, welche mit der Werkzeugmaschinensteuerung nach dieser Ausführungsform versehen ist.
3 ist ein erläuterndes Diagramm, welches die Datenstrukturen der im Beeinträchtigungsdatenspeicher gespeicherten Be einträchtigungsdaten nach dieser Ausführungsform veranschaulicht.
4 ist ein erläuterndes Diagram, welches die Datenstrukturen der Geschwindigkeitsbegrenzungsdaten, welche im Geschwindigkeitsbegrenzungsdatenspeicher gespeichert sind, nach dieser Ausführungsform veranschaulicht.
5 ist ein erläuterndes Diagramm, welches zum Beschreiben der Geschwindigkeitssteuerbereiche nach dieser Ausführungsform verwendet wird.
Die 6 bis 9 sind Ablaufpläne, welche eine Reihe an durch die Einheit zum Überprüfen des Bewegungsbereiches durchgeführten Prozessen nach dieser Ausführungsform zeigen.
Die 10 und 11 sind erläuternde Diagramme, welche ein Beispiel eines Anzeigebildschirms veranschaulichen, welcher durch den Bilddatengenerator nach dieser Ausführungsform erzeugt und auf der Bildanzeigevorrichtung angezeigt wird.
12 ist ein erläuterndes Diagram, welches zum Beschreiben der Geschwindigkeitssteuerbereiche nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Folgendes ist eine Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, welche in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen erfolgt.
Wie in 1 gezeigt, ist die Werkzeugmaschinensteuerung (auf welche nachstehend als Steuerung Bezug genommen wird) 1 in diesem Beispiel in einer NC-Drehbank 20 vorgesehen und weist eine programmierbare Steuerung 11, eine Positionssteuereinheit 12, einen Modellierungsdatenspeicher 13, einen Beeinträchtigungsdatenspeicher 14, einen Geschwindigkeitsbegrenzungsdatenspeicher 15, eine Verschiebungsendpunkt-Vorhersageeinrichtung 16, eine Einheit 17 zum Überprüfen des Bewegungsbereiches, einen Bilddatengenerator 18 und eine Displaysteuerung 19 auf.
Zunächst wird die NC-Drehbank 20 erläutert. Wie in den 1 und 2 gezeigt, umfasst die NC-Drehbank 20 die Strukturen eines Bettes 21, eines Spindelkastens (nicht gezeigt), welcher auf dem Bett 21 angeordnet ist, einer Spindel 22, welche so gelagert ist, dass sie durch den Spindelkasten (nicht gezeigt) um eine horizontale Mittelachse drehbar ist (um die Z-Achse (in Richtung der C-Achse)), einer an die Spindel 22 montierten Einspannvorrichtung 23 eines ersten Schlittens 24, welcher auf dem Bett 21 derart vorgesehen ist, dass er sich in Richtung der Z-Achse bewegen kann, eines zweiten Schlittens 25, welcher derart auf dem ersten Schlitten 24 vorgesehen ist, dass er sich in Richtung der Y-Achse bewegen kann, welche in der horizontalen Ebene zur Z-Achse orthogonal ist, eines Werkzeughalters 26, welcher auf dem zweiten Schlitten 25 derart angeordnet ist, dass er sich in Richtung der X-Achse, welche zu sowohl der Y-Achse als auch Z-Achse orthogonal ist, bewegen kann, einer ersten Vorschubeinrichtung 27, welche den ersten Schlitten 24 in Richtung der Z-Achse bewegt, einer zweiten Vorschubeinrichtung 28, welche den zweiten Schlitten 25 in Richtung der Y-Achse bewegt, einer dritten Vorschubeinrichtung 29, welche den Werkzeughalter 26 in Richtung der X-Achse bewegt, eines Spindelmotors 30, welcher die Spindel 22 um die Mittelachse derselben dreht, eines Werkzeugwechslers 31, welcher ein im Werkzeughalter 26 gehaltenes Werkzeug T durch ein neues Werkzeug T auswechselt, eines Steuerpults 32, durch welches ein Signal in die Steuerung 1 eingegeben wird, und der Steuerung, welche die Betätigung der Vorschubeinrichtungen 27, 28, 29, des Spindelmotors 30 und des Werkzeugwechslers 31 steuert.
Die Einspannvorrichtung 23 weist einen Einspannkörper 23a und eine Mehrzahl an am Einspannkörper 23a angebrachten Klemmbacken 23b auf, welche das Werkstück W halten, und der Werkzeughalter 26 ist mit einem Werkzeughalterkörper 26a und einer auf dem Werkzeughalterkörper 26a angeordneten Werkzeugspindel 26b versehen, welche das Werkzeug T hält. Zudem weist das Werkzeug T einen Werkzeugkörper Ta und eine Spitze (Klingenabschnitt) Tb auf, welche am Werkzeugkörper Ta montiert ist und das Werkstück W bearbeitet.
Das Steuerpult 32 weist Betätigungstasten 33 zum Eingeben verschiedener Signale in die Steuerung 1, einen manuellen Impulsgenerator 34 zum Eingeben eines Impulssignals in die Steuerung 1 und eine Bildschirmanzeigevorrichtung 35 zum Anzeigen eines Zustands der Steuerung unter der Steuerung 1 auf einem Bildschirm auf.
Die Betätigungstasten 33 enthalten einen Operationsmodus-Auswahlschalter zum Schalten zwischen einem automatischen und manuellen Betrieb, einen Zugspindel-Auswahlschalter zum Auswählen von Zugspindeln (X-Achse, Y-Achse und Z-Achse), einen Bewegungsknopf zum Bewegen des ersten Schlittens 24, zweiten Schlittens 25 oder Werkzeughalters 26 entlang der Zugspindel, welche durch das Verwenden des Zugspindel-Auswahlschalters ausgewählt wird, und einen Steuerknopf zum Steuern der Vorschubgeschwindigkeitsbeeinflussung. Die Betätigungssignale vom Operationsmodus-Auswahlschalter, Zugspindel-Auswahlschalter, Bewegungsknopf und Steuerknopf werden zur Steuerung 1 gesendet.
Der manuelle Impulsgenerator 34 weist einen Zugspindel-Auswahlschalter zum Auswählen von Zugspindeln (X-Achse, Y-Achse und Z-Achse), einen Vergrößerungsraten-Auswahlschalter zum Auswählen der Bewegungsmengen pro 1 Impuls, und einen axial drehbaren Impulsgriff auf, welcher axial gedreht wird, um ein Impulssignal zu erzeugen, welches von der Rotationsmenge abhängt. Die Betätigungssignale vom Zugspindel-Auswahlschalter, Vergrößerungsraten-Auswahlschalter und Impulsgriff werden zur Steuerung 1 gesendet.
Als nächstes wird die Steuerung 1 erläutert. Wie oben beschrieben wurde, ist die Steuerung 1 mit der programmierbaren Steuerung 11, der Positionssteuereinheit 12, dem Modellierungsdatenspeicher 13, dem Beeinträchtigungsdatenspeicher 14, dem Geschwindigkeitsbegrenzungsdatenspeicher 15, der Verschiebungsendpunkt-Vorhersageeinrichtung 16, der Einheit 17 zum Überprüfen des Bewegungsbereiches, dem Bilddatengenerator 18 und der Displaysteuerung 19 versehen.
Die programmierbare Steuerung 11 empfängt ein Betätigungssignal von den Betätigungstasten 33 und dem manuellen Impulsgenerator 34 und sendet ein Betätigungssignal für die Vorschubeinrichtungen 27, 28, 29, welches auf dem empfangenen Betätigungssignal basiert, zur Positionssteuereinheit 12.
Wenn beispielsweise der Bewegungsknopf in den Betätigungstasten 33 gedrückt wird, wobei sich der Operationsmodus-Auswahlschalter in der Position des manuellen Betriebs befindet, wird basierend auf der mittels dem Zugspindel-Auswahlschalter ausgewählten Zugspindel erkannt, welche der Vorschubeinrichtungen 27, 28, 29 zu betätigen ist, und auch die Vorschubgeschwindigkeitsbeeinflussung basierend auf der Stellung des Steuerknopfes erkannt, um das Betätigungssignal einschließlich Informationen über die erkannte Vorschubein richtung der Vorschubeinrichtungen 27, 28, 29 und Bewegungsgeschwindigkeit zu senden, welche vom erkannten, eingestellten Wert abhängt. Wenn der Impulsgriff des manuellen Impulsgenerators 34 betätigt wird, wobei sich der Operationsmodus-Auswahlschalter in der Position des manuellen Betriebs befindet, wird zudem basierend auf der mittels dem Zugspindel-Auswahlschalter ausgewählten Zugspindel erkannt, welche der Vorschubeinrichtungen 27, 28, 29 zu betätigen ist, und die Bewegungsmenge pro 1 Impuls basierend auf der mittels dem Vergrößerungsraten-Auswahlschalter ausgewählten Vergrößerungsrate erkannt, um das Betätigungssignal einschließlich Informationen über die erkannte Vorschubeinrichtung der Vorschubeinrichtungen 27, 28, 29, die Bewegungsmenge pro 1 Impuls und das mittels dem Impulsgriff erzeugten Impulssignals zu senden.
Die programmierbare Steuerung 11 steuert die Betätigung des Spindelmotors 30 und Werkzeugwechslers 31 basierend auf einem Signal, welches von den Betätigungstasten 33 empfangen wird. Zudem sendet die programmierbare Steuerung 11 Informationen über das im Werkzeughalter 26 gehaltene Werkzeug T zur Einheit 17 zum Überprüfen der Bewegungsbereiche und beim Schalten des Operationsmodus mittels des Operationsmodus-Auswahlschalters in den manuellen Betrieb ein Signal, welches den Operationsmoduswechsel anzeigt.
Die Positionssteuereinheit 12 steuert die Betätigung der Vorschubeinrichtungen 27, 28, 29 basierend auf dem von der programmierbaren Steuerung 11 empfangenen Betätigungssignal und dem in einem Speicher soweit angemessen gespeicherten NC-Programm. Die Betätigung der Vorschubeinrichtungen 27, 28, 29 wird beispielsweise basierend auf dem NC-Programm gesteuert, wenn sich der Operationsmodus-Auswahlschalter in der Position des automatischen Betriebs befindet. Wenn sich der Operationsmodus-Auswahlschalter in der Position des manuellen Betriebs befindet, wird die Betätigung andererseits basierend auf dem Betätigungssignal gesteuert, welches von der programmierbaren Steuerung 11 empfangen wird.
Beim Empfangen eines Warnsignals von der Einheit 17 zum Überprüfen des Bewegungsbereiches hält die Positionssteuereinheit 12 zudem die Betätigung der Vorschubeinrichtungen 27, 28 29 ungeachtet des Betätigungssignals an, welches von der programmierbaren Steuerung 11 empfangen wird.
Beim Empfangen einer Geschwindigkeitsbegrenzung von der Einheit 17 zum Überprüfen des Bewegungsbereiches steuert die Positionssteuereinheit 12 die Betätigung der Vorschubeinrichtungen 27, 28, 29 derart, dass die Bewegungsgeschwindigkeit des ersten Schlittens 24, zweiten Schlittens 25 und Werkzeughalters 26 mit der empfangenen Geschwindigkeitsbegrenzung übereinstimmt, wenn die Bewegungsbegrenzung, welche von dem eingestellten Wert der Vorschubgeschwindigkeitsbeeinflussung und der Vergrößerungsrate des Vergrößerungsraten-Auswahlschalters abhängt, des ersten Schlittens 24, zweiten Schlittens 25 und Werkzeughalters 26 die empfangene Geschwindigkeitsbegrenzung überschreitet, und die Positionssteuereinheit 12 steuert die Betätigung der Vorschubeinrichtungen 27, 28, 29 derart, dass die Bewegungsgeschwindigkeit des ersten Schlittens 24, zweiten Schlittens 25 und Werkzeughalters 26 mit der Geschwindigkeit übereinstimmt, welche von dem eingestellten Wert der Vorschubgeschwindigkeitsbeeinflussung und der Vergrößerungsrate des Vergrößerungsraten-Auswahlschalters abhängt, wenn die vom eingestellten Wert der Vorschubgeschwindigkeitsbeeinflussung und von der Vergrößerungsrate des Vergrößerungsraten-Auswahlschalters abhängende Bewegungsgeschwindigkeit des ersten Schlittens 24, zweiten Schlittens 25 und Werkzeughalters 26 die empfangene Geschwindigkeitsbegrenzung nicht überschreitet.
Insbesondere, wenn beispielsweise eine Befehlsgeschwindigkeit, welche in dem von der programmierbaren Steuerung 11 empfangenen Betätigungssignal enthalten ist, die empfangene Geschwindigkeitsbegrenzung überschreitet, wird basierend auf der Geschwindigkeitsbegrenzung ein Steuersignal erzeugt und zu den Vorschubeinrichtungen 27, 28, 29 gesendet, um den ersten Schlitten 24, zweiten Schlitten 25 und Werkzeughalter 26 mit dieser Geschwindigkeitsbegrenzung zu bewegen. Wenn die Befehlsgeschwindigkeit die empfangene Geschwindigkeitsbegrenzung nicht überschreitet, wird das Steuersignal basierend auf der Befehlsgeschwindigkeit erzeugt und zu den Vorschubeinrichtungen 27, 28, 29 gesendet, um den ersten Schlitten 24, zweiten Schlitten 25 und Werkzeughalter 26 mit der Befehlsgeschwindigkeit zu bewegen. Wenn die Bewegungsgeschwindigkeit gemäß dem Steuersignal, welches basierend auf dem von der programmierbaren Steuerung empfangenen und zu den Vorschubeinrichtungen 27, 28, 29 gesendeten Betätigungssignal erzeugt wird, die empfangene Geschwindigkeitsbegrenzung überschreitet, wird zudem das erzeugte Steuersignal erneut auf das Steuersignal eingestellt, welches bewirkt, dass die Bewegungsgeschwindigkeit des ersten Schlittens 24, zweiten Schlittens 25 und Werkzeughalters 26 die Geschwindigkeitsbegrenzung nicht übersteigt, und das erneut eingestellte Steuersignal direkt zu den Vorschubeinrichtungen 27, 28, 29 gesendet, um den ersten Schlitten 24, zweiten Schlitten 25 und Werkzeughalter 26 mit der Bewegungsgeschwindigkeit zu bewegen, welche dem erneut eingestellten Steuersignal entspricht.
Es sollte angemerkt werden, dass die Positionssteuereinheit 12 konfiguriert ist, um eine Ist-Position und Geschwindigkeit des ersten Schlittens 24, zweiten Schlittens 25 und Werkzeughalters 26 zu empfangen und die empfangene Ist-Position und Ge schwindigkeit zur Verschiebungsendpunkt-Vorhersageeinrichtung 16 zu senden.
Im Modellierungsdatenspeicher 13 werden dreidimensionale Modellierungsdaten, welche zuvor soweit angemessen durch das Verwenden beispielsweise eines dreidimensionalen CAD-Systems erzeugt wurden, über zumindest das Werkzeug T, das Werkstück W, die Spindel 22, die Einspannvorrichtung 23, den ersten Schlitten 24, den zweiten Schlitten 25 und den Werkzeughalter 26 gespeichert. Solche dreidimensionalen Modellierungsdaten weisen zumindest Geometriedaten auf, welche die dreidimensionale Form des Werkzeugs W, des Werkstücks W, der Spindel 22, der Einspannvorrichtung 23, des ersten Schlittens 24, des zweiten Schlittens 25 und des Werkzeughalters 26 definieren.
Die dreidimensionalen Modellierungsdaten, welche als Beeinträchtigungsbereich eingesetzt werden, wenn die Beeinträchtigung überprüft wird, können so groß wie oder etwas größer als die tatsächliche Größe des Werkzeugs T, des Werkstücks W, der Spindel 22, der Einspannvorrichtung 23, des ersten Schlittens 24, des zweiten Schlittens 25 und des Werkzeughalters 26 erzeugt werden.
Die Beeinträchtigungsdaten, welche die voreingestellten wechselseitigen Beeinträchtigungsverhältnisse unter dem Werkzeug T, dem Werkstück W, der Spindel 22, der Einspannvorrichtung 23, dem ersten Schlitten 24, dem zweiten Schlitten 25 und dem Werkzeughalter 26 definieren, sind im Beeinträchtigungsdatenspeicher 11 gespeichert.
Bei der NC-Drehbank 20 werden die Spindel 22, die Einspannvorrichtung 23 und das Werkstück W als einzelne Einheit behandelt, da die Spindel 22 durch den Spindelkasten (nicht gezeigt) gelagert wird, während der erste Schlitten 24, der zweite Schlitten 25, der Werkzeughalter 26 und das Werkzeug T als einzelne Einheit behandelt werden, da der erste Schlitten 24 auf dem Bett 21 angeordnet ist. Folglich entstehen keine Beeinträchtigungsverhältnisse unter der Spindel 22, der Einspannvorrichtung 23 und dem Werkstück W oder unter dem ersten Schlitten 24, zweiten Schlitten 25, Werkzeughalter 26 und Werkzeug T und daher entstehen Beeinträchtigungsverhältnisse nur zwischen der Spindel 22, der Einspannvorrichtung 23 und dem Werkstück W einerseits sowie dem ersten Schlitten 24, zweiten Schlitten 25, Werkzeughalter 26 und Werkzeug T andererseits.
Zudem kann angenommen werden, dass eine Beeinträchtigung zwischen dem Werkzeug T und dem Werkstück W die Bearbeitung des Werkstücks W durch das Werkzeug T (d.h. keine Beeinträchtigung) ist, aber nicht angenommen werden, dass diese eine Bearbeitung ist, es sei denn, dass sie zwischen der Spitze Tb des Werkzeugs T und dem Werkstück W ist, wenn nicht, ist sie daher eine Beeinträchtigung.
Wie in 3 gezeigt, werden insbesondere das Werkzeug T, das Werkstück W, die Spindel 22, die Einspannvorrichtung 23, der erste Schlitten 24, der zweite Schlitten 25 und der Werkzeughalter 26 folglich derart in Gruppen unterteilt, dass diese, welche als Einheit betrachtet werden, in die gleiche Gruppe kommen, und folglich als Daten eingestellt, welche anzeigen, ob sie ein Beeinträchtigungsverhältnis oder Schneidverhältnis bilden.
Basierend auf diesen Beeinträchtigungsdaten werden zudem die Spindel 22, die Einspannvorrichtung 23 und das Werkstück W zusammen als Gruppe 1 eingeteilt, wohingegen der erste Schlitten 24, der zweite Schlitten 25, der Werkzeughalter 26 und das Werkzeug T als Gruppe 2 eingeteilt werden. Es sollte beachtet werden, dass eine Beeinträchtigung, wie oben beschrieben wurde, nicht unter den Bestandteilen der Gruppe 1 oder unter den Bestandteilen der Gruppe 2 entsteht, sondern eher Beeinträchtigungsverhältnisse nur zwischen den Bestandteilen der Gruppe 1 und den Bestandteilen der Gruppe 2 entstehen können, und selbst dann die Beeinträchtigung zwischen den Bestandteilen, welche zu unterschiedlichen Gruppen gehören, in dem Fall keine Beeinträchtigung ist, dass diese Bestandteile ein Schneidverhältnis miteinander bilden, oder d.h., wenn die beeinträchtigenden Bestandteile die Spitze Tb des Werkzeugs T und das Werkstück W sind.
Im Geschwindigkeitsbegrenzungsdatenspeicher 15, wie in 4 veranschaulicht, wird die für jeden der Geschwindigkeitssteuerbereiche definierte Geschwindigkeitsbegrenzung des ersten Schlittens 24, zweiten Schlittens 25 und Werkzeughalters 26 in den Geschwindigkeitssteuerbereichen gespeichert.
Die Geschwindigkeitssteuerbereiche, wie in 5 veranschaulicht, werden durch das nach außen Versetzen der Spindel 22, der Einspannvorrichtung 23 und des Werkstücks W erhalten. In dieser Ausführungsform sind drei Geschwindigkeitssteuerbereiche mit unterschiedlichen Versätzen definiert: ein erster Geschwindigkeitssteuerbereich A (mit einem Versatz von beispielsweise 80mm), ein zweiter Geschwindigkeitssteuerbereich B (mit einem Versatz von beispielsweise 30mm) und ein dritter Geschwindigkeitssteuerbereich C (mit einem Versatz von beispielsweise 1mm). In 5 sind Veranschaulichungen der Spindel 22 und des Werkzeughalterkörpers 26a ausgelassen.
Die Geschwindigkeitsbegrenzung ist im ersten Geschwindigkeitssteuerbereich A als 12500 mm/Min, im zweiten Geschwindigkeitssteuerbereich B als 5000 mm/Min und im dritten Geschwindigkeitssteuerbereich als 1000 mm/Min definiert. Die Geschwindig keitsbegrenzung im ersten Geschwindigkeitssteuerbereich A, zweiten Geschwindigkeitssteuerbereich B und im dritten Geschwindigkeitssteuerbereich C ist jeweils geringer als die außerhalb der Versatzausrichtung. Je schmaler die Geschwindigkeitssteuerbereiche A, B, C sind, desto geringer ist die Geschwindigkeitsbegrenzung. Die Geschwindigkeitsbegrenzung des ersten Schlittens 24, zweiten Schlittens 25 und Werkzeughalters 26 wird eingestellt, weniger als 12500 mm/Min zu betragen.
Die Verschiebungsendpunkt-Vorhersageeinrichtung 16 empfängt von der Positionssteuereinheit die Ist-Position und Geschwindigkeit des ersten Schlittens 24, zweiten Schlittens 25 und Werkzeughalters 26, um aus der empfangenen Ist-Position und Geschwindigkeit den Verschiebungsendpunkt vorherzusagen, in welchen dieselben nach einer vorbestimmten Zeitdauer bewegt werden, und sendet dann den vorhergesagten Verschiebungsendpunkt und die Ist-Geschwindigkeit, welche von der Positionssteuereinheit 12 empfangen werden, zur Einheit 17 zum Überprüfen des Bewegungsbereiches.
Die Einheit 17 zum Überprüfen des Bewegungsbereiches empfängt nacheinander den vorhergesagten Verschiebungsendpunkt des ersten Schlittens 24, zweiten Schlittens 25 und Werkzeughalters 26 von der Verschiebungsendpunkt-Vorhersageeinrichtung 16 und überprüft basierend auf dem empfangenen, vorhergesagten Verschiebungsendpunkt und den im Modellierungsspeicher 13 und Beeinträchtigungsdatenspeicher 14 gespeicherten Daten, ob eine wechselseitige Beeinträchtigung unter dem Werkzeug T, dem Werkstück W, der Spindel 22, der Einspannvorrichtung 23, dem ersten Schlitten 24, dem zweiten Schlitten 25 und dem Werkzeughalter 26 auftritt und überprüft unterdessen, ob sich der erste Schlitten 24, der zweite Schlitten 25, der Werkzeughalter 26 und das Werkzeug T in den Geschwindigkeitssteuerberei chen A, B, C für das Werkstück W, die Spindel 22 und die Einspannvorrichtung 23 bewegen.
Genauer ist die Einheit 17 zum Überprüfen des Bewegungsbereiches konfiguriert, nacheinander eine Reihe von Prozessen auszuführen, wie in den 6 bis 9 veranschaulicht. Zunächst wird festgestellt, ob ein Signal von der programmierbaren Steuerung 11 empfangen wird (Schritt S1), welches anzeigt, dass der Operationsmodus in den manuellen Betrieb geschaltet ist, und wenn ein solches Signal empfangen wird, werden die Prozesse des Schrittes 2 und der darauf folgenden Schritte ausgeführt.
Im Schritt S2 wird das im Werkzeughalter 26 gehaltene Werkzeug T basierend auf den Informationen, welche von der programmierbaren Steuerung 11 empfangen werden, und dem im Werkzeughalter 26 gehaltenen Werkzeug T erkannt und die dreidimensionalen Modellierungsdaten, welche im Modellierungsdatenspeicher 13 des Werkzeugs T, des Werkstücks W, der Spindel 22, der Einspannvorrichtung 23, des ersten Schlittens 24, des zweiten Schlittens 25 und des Werkzeughalters 26 gespeichert sind, und die Beeinträchtigungsdaten, welche im Beeinträchtigungsdatenspeicher 14 gespeichert sind, eingelesen. Zum Einlesen der dreidimensionalen Modellierungsdaten des Werkzeugs T, werden die dreidimensionalen Modellierungsdaten des erkannten Werkzeugs T eingelesen.
Als nächstes wird auf die eingelesenen Beeinträchtigungsdaten Bezug genommen, um Gruppen zu erkennen, zu welchen das Werkzeug T, das Werkstück W, die Spindel 22, die Einspannvorrichtung 23, der ersten Schlitten 24, der zweite Schlitten 25 und der Werkzeughalter 26 gehören, und erkannt (Schritt S3), ob die einzelnen Gruppen ein Schneidverhältnis oder Beeinträchtigungsverhältnis bilden.
Dann werden die drei Geschwindigkeitssteuerbereiche A, B, C für die Spindel 22, die Einspannvorrichtung 23 und das Werkstück W definiert und indessen die im Geschwindigkeitsbegrenzungsdatenspeicher 15 gespeicherte Geschwindigkeitsbegrenzung eingelesen (Schritt S4), der vorhergesagte Verschiebungsendpunkt des Werkzeughalters 26 und das Betätigungssignal (Befehlsgeschwindigkeitssignal), welches die Bewegungsgeschwindigkeit betrifft, von der Verschiebungsendpunkt-Vorhersageeinrichtung 16 bzw. der programmierbaren Steuerung 11 empfangen (Schritt S5) und die dreidimensionalen Modellierungsdaten, welche beschreiben, dass der erste Schlitten 24, zweite Schlitten 25 und Werkzeughalter 26 in den vorhergesagten Verschiebungsendpunkt bewegt werden, basierend auf den eingelesenen, dreidimensionalen Modellierungsdaten, den definierten drei Geschwindigkeitsbereichen A, B, C und dem empfangenen, vorhergesagten Verschiebungsendpunkt erzeugt (Schritt S6).
Anschließend erfolgt basierend auf den eingelesenen Beeinträchtigungsdaten und den erzeugten dreidimensionalen Modellierungsdaten eine Überprüfung, ob das Bewegen des ersten Schlittens 24, zweiten Schlittens 25 und Werkzeughalters 26 eine wechselseitige Beeinträchtigung unter dem Werkzeug T, dem Werkstück W, der Spindel 22, der Einspannvorrichtung 23, dem ersten Schlitten 24, dem zweiten Schlitten 25 und dem Werkzeughalter 26 verursachen wird, oder nämlich eine Überprüfung für das Vorhandensein der Abschnitte des Kontakts oder der Überlappung unter den dreidimensionalen Modellierungsdatensätzen für Strukturen, welche zu unterschiedlichen Gruppen gehören (d.h. unter den dreidimensionalen Modellierungsdatensätzen für die Spindel 22, die Einspannvorrichtung 23 und das Werkstück W, welche zur Gruppe 1 gehören, und den dreidimensionalen Modellierungsdatensätzen für den ersten Schlitten 24, den zweiten Schlitten 25, den Werkzeughalter 26 und das Werkzeug T, welche zur Gruppe 2 gehören) durchgeführt, (Schritt S7).
Wenn im Schritt S7 bestimmt wird, dass ein Kontakt oder eine Überlappung vorhanden ist, erfolgt eine Überprüfung, ob der Kontakt oder die Überlappung unter den Bestandteilen auftrat, welche miteinander ein Schneidverhältnis bilden, d.h., ob er/sie zwischen der Spitze Tb des Werkzeugs T und dem Werkstück W auftrat (Schritt S8). Wenn bestimmt wird, dass dem so ist, wird überprüft, ob die empfangene Befehlsgeschwindigkeit weniger als die maximale Vorschubgeschwindigkeit zum Schneiden beträgt, (Schritt S9).
Wenn im Schritt S9 bestimmt wird, dass die Vorschubgeschwindigkeit weniger als die maximale Vorschubgeschwindigkeit zum Schneiden beträgt, wird bestimmt, dass der Kontakt oder die Überlappung in den dreidimensionalen Modellierungsdaten sich daraus ergab, dass das Werkstück W durch das Werkzeug T bearbeitet wird, und dass der Überlappungsbereich {der Beeinträchtigungs-(Schnitt-)Bereich} berechnet wird (Schritt S10), und die dreidimensionalen Modellierungsdaten werden aktualisiert und die drei Geschwindigkeitssteuerbereiche A, B, C wieder für die dreidimensionalen Modellierungsdaten definiert (Schritt S11).
Wenn andererseits im Schritt S8 bestimmt wird, dass der Kontakt oder die Überlappung nicht unter den Bestandteilen aufgetreten sind, welche miteinander ein Schneidverhältnis bilden (d.h. er/sie ist nicht zwischen der Spitze Tb des Werkzeugs T und dem Werkstück W aufgetreten ist), wird bestimmt, dass eine Beeinträchtigung zwischen der Spindel 22, der Einspannvorrichtung 23 und dem Werkstück W und dem ersten Schlitten 24, zweiten Schlitten 25, Werkzeughalter 26 und Werkzeug T aufgetreten ist, oder, wenn im Schritt S9 bestimmt wird, dass die Befehls geschwindigkeit höher als die maximale Vorschubgeschwindigkeit zum Schneiden ist, dann kann sie nicht als Bearbeitung des Werkstücks W durch das Werkzeug T betrachtet werden und wird folglich bestimmt eine Beeinträchtigung zu sein, und daher wird das Warnsignal (ein Haltesignal) zur Positionssteuereinheit 12 und dem Bilddatengenerator 18 gesendet (Schritt S12) und diese Reihe an Prozessen endet.
Wenn im Schritt S7 bestimmt wird, das keine Kontakt- oder Überlappungsabschnitte vorhanden sind (keine Beeinträchtigung aufgetreten ist), erfolgt zudem eine Überprüfung, ob die dreidimensionalen Modellierungsdaten des ersten Schlittens 24, zweiten Schlittens 25, Werkzeughalters 26 und Werkzeugs T im ersten Geschwindigkeitssteuerbereich A vorhanden sind (Schritt S13), und dann, wenn das Vorhandensein derselben bestimmt wird, wird die Geschwindigkeitsbegrenzung (2500 mm/Min), welche für den ersten Geschwindigkeitssteuerbereich A eingelesen und definiert ist, zur Positionssteuereinheit 12 gesendet und die Prozesse im Schritt S5 oder später werden wiederholt (Schritt S14).
Wenn andererseits im Schritt S13 bestimmt wird, dass die Modellierungsdaten des ersten Schlittens 24, zweiten Schlittens 25, Werkzeughalters 26 und Werkzeugs T nicht im ersten Geschwindigkeitssteuerbereich A vorhanden sind, erfolgt eine Überprüfung, ob die dreidimensionalen Modellierungsdaten des ersten Schlittens 24, zweiten Schlittens 25, Werkzeughalters 26 und Werkzeugs T im zweiten Geschwindigkeitssteuerbereich B vorhanden sind (Schritt S15).
Wenn das Vorhandensein bestimmt wird, wird dann die Geschwindigkeitsbegrenzung (5000 mm/Min), welche für den zweiten Geschwindigkeitssteuerbereich B eingelesen und definiert ist, zur Positionssteuereinheit 12 gesendet und die Prozesse im Schritt S5 oder in späteren Schritte wiederholt (Schritt S16). Wenn kein Vorhandensein im zweiten Geschwindigkeitssteuerbereich B bestimmt wird, erfolgt unterdessen eine Überprüfung, ob die dreidimensionalen Modellierungsdaten des ersten Schlittens 24, zweiten Schlittens 25, Werkzeughalters 26 und Werkzeugs T im dritten Geschwindigkeitssteuerbereich C vorhanden sind (Schritt S17).
Wenn das Vorhandensein bestimmt wird, wird die Geschwindigkeitsbegrenzung (1000 mm/Min), welche für den dritten Geschwindigkeitssteuerbereich C eingelesen und definiert ist, zur Positionssteuereinheit 12 gesendet und die Prozesse im Schritt S5 oder in späteren Schritten werden wiederholt (Schritt S18). Wenn andererseits im Schritt S17 das Vorhandensein nicht im dritten Geschwindigkeitssteuerbereich C bestimmt wird, wird im Schritt S19 überprüft, ob die Prozesse enden. Wenn die Prozesse nicht vorüber sind, werden die Prozesse im Schritt S5 oder in späteren Schritten wiederholt, und wenn bestimmt wird, dass die Prozesse enden, ist die Reihe an Prozessen vorüber.
Die Einheit 17 zum Überprüfen des Bewegungsbereiches ist konfiguriert beim Bestimmen, dass die dreidimensionalen Modellierungsdaten des ersten Schlittens 24, zweiten Schlittens 25, Werkzeughalters 26 und Werkzeugs T in den Geschwindigkeitssteuerbereichen A, B, C vorhanden sind, die Daten zum Bilddatengenerator 18 zu senden, welche das Vorhandensein der dreidimensionalen Modellierungsdaten anzeigen.
Der Bilddatengenerator 18 empfangt nacheinander den vorhergesagten Verschiebungsendpunkt des ersten Schlittens 24, zweiten Schlittens 25 und Werkzeughalters 26 von der Einheit 17 zum Überprüfen des Bewegungsbereiches, um basierend auf dem empfangenen, vorhergesagten Verschiebungsendpunkt und dem Model lierungsdatenspeicher 13, welcher dreidimensionale Modellierungsdaten des Werkzeugs T, des Werkstücks W, der Spindel 22, der Einspannvorrichtung 23 und des Werkzeughalters 26 speichert, die dreidimensionalen Modellierungsdaten zu erzeugen, welche beschreiben, dass der erste Schlitten 24, zweite Schlitten 25 und Werkzeughalter 26 in den vorhergesagten Verschiebungsendpunkt bewegt werden, und erzeugt die dreidimensionalen Bilddaten (nehmen Sie Bezug auf die 10 und 11), welche von den erzeugten dreidimensionalen Modellierungsdaten abhängen, um die erzeugten dreidimensionalen Bilddaten zur Displaysteuerung 19 zu senden. Es ist anzumerken, dass 10 die Situation veranschaulicht, in welcher der erste Schlitten 24, der zweite Schlitten 25, der Werkzeughalter 26 und das Werkzeug T in keinem der Geschwindigkeitssteuerbereiche A, B, C vorhanden sind, und 11 die Situation veranschaulicht, in welcher der erste Schlitten 24, der zweite Schlitten 25, der Werkzeughalter 26 und das Werkzeug T im ersten Geschwindigkeitssteuerbereich A vorhanden sind.
Beim Empfangen des Warnsignals von der Einheit 17 zum Überprüfen des Bewegungsbereiches erzeugt der Bilddatengenerator 18 zudem ein Warnbild, um dasselbe zur Displaysteuerung 19 zu senden, und erzeugt beim Empfangen eines Signals von der Einheit 17 zum Überprüfen des Bewegungsbereiches, welches anzeigt, dass die dreidimensionalen Modellierungsdaten des ersten Schlittens 24, zweiten Schlittens 25, Werkzeughalters 26 und Werkzeugs T in die Geschwindigkeitssteuerbereiche A, B, C gelangen, die Bilddaten, welche beschreiben, in welchen der Geschwindigkeitssteuerbereiche A, B, C die dreidimensionalen Modellierungsdaten gelangen, um die Bilddaten zur Displaysteuerung 19 zu senden (nehmen Sie Bezug auf 11). In welchem der Geschwindigkeitssteuerbereiche A, B, C der erste Schlitten 24, der zweite Schlitten 25, der Werkzeughalter 26 und das Werkzeug T vorhanden sind, wird beispielsweise durch Blinken angezeigt.
Die Displaysteuerung 19 empfängt die Bilddaten vom Bilddatengenerator 18, um die Bilddaten auf dem Bildschirm der Bildschirmanzeigevorrichtung 35 anzuzeigen.
Mit der Steuerung 1 dieser Ausführungsform, welche wie oben beschrieben gebildet ist, werden die dreidimensionalen Modellierungsdaten für zumindest das Werkzeug T, das Werkstück W, die Spindel 22, die Einspannvorrichtung 23, den ersten Schlitten 24, den zweiten Schlitten 25 und den Werkzeughalter 26 im Voraus im Modellierungsdatenspeicher 13 gespeichert und Beeinträchtigungsdaten, welche die wechselseitigen Beeinträchtigungsverhältnisse unter dem Werkzeug T, dem Werkstück W, der Spindel 22, der Einspannvorrichtung 23, dem ersten Schlitten 24, dem zweiten Schlitten 25 und dem Werkzeughalter 26 definieren, im Voraus im Beeinträchtigungsdatenspeicher 14 gespeichert, und die Geschwindigkeitsbegrenzung, welche für jeden der Geschwindigkeitssteuerbereiche A, B, C des ersten Schlittens 24, zweiten Schlittens 25 und Werkzeughalters 26 definiert ist, im Geschwindigkeitsbegrenzungsdatenspeicher 15 gespeichert.
Wenn das Betätigungssignal von den Steuertasten 33 und dem manuellen Impulsgenerator 34 in die programmierbare Steuerung 11 eingegeben wird, und das Betätigungssignal, welches vom Betätigungssignal abhängt, zur Positionssteuereinheit 12 gesendet wird, werden die Vorschubeinrichtungen 27, 28, 29 unter Steuerung der Positionssteuereinheit 12 angetrieben und folglich der erste Schlitten 24, zweite Schlitten 25 und Werkzeughalter 26 bewegt. Zu dieser Zeit überprüft die Einheit 17 zum Überprüfen des Bewegungsbereiches basierend auf dem vorhergesagten Verschiebungsendpunkt, welcher durch die Verschiebungsend punkt-Vorhersageeinrichtung 16 vorhergesagt wird, des ersten Schlittens 24, zweiten Schlittens 25 und Werkzeughalters 26, auf der Befehlsgeschwindigkeit und den Daten, welche im Modellierungsdatenspeicher 13, Beeinträchtigungsdatenspeicher 14 und Geschwindigkeitsbegrenzungsdatenspeicher 15 gespeichert sind, ob eine wechselseitige Beeinträchtigung unter dem Werkzeug T, dem Werkstück W, der Spindel 22, der Einspannvorrichtung 23, dem ersten Schlitten 24, dem zweiten Schlitten 25 und dem Werkzeughalter 26 auftritt, und auch, ob sich der erste Schlitten 24, der zweite Schlitten 25, der Werkzeughalter 26 und das Werkzeug T in die Geschwindigkeitssteuerbereiche A, B, C für das Werkstück W, die Spindel 22 und Einspannvorrichtung 23 bewegen.
Wenn bestimmt wird, dass die Beeinträchtigung auftritt, wird das Warnsignal zur Positionssteuereinheit 12 und zum Bilddatengenerator 18 gesendet und folglich hält die Positionssteuereinheit 12 die Vorschubeinrichtungen 27, 28, 29 an und der Bilddatengenerator 18 erzeugt das Warnbild, um dasselbe auf dem Bildschirm der Bildschirmanzeigevorrichtung 35 anzuzeigen.
Wenn andererseits bestimmt wird, dass sich der erste Schlitten 24, der zweite Schlitten 25, der Werkzeughalter 26 und das Werkzeug T innerhalb der Geschwindigkeitssteuerbereiche A, B, C bewegen, wird die Geschwindigkeitsbegrenzung, welche für die Geschwindigkeitssteuerbereiche A, B, C definiert ist, in welche sich dieselben bewegen, zur Positionssteuereinheit gesendet. Wenn die Bewegungsgeschwindigkeit des ersten Schlittens 24, zweiten Schlittens 25 und Werkzeughalters 26 die Geschwindigkeitsbegrenzung überschreitet, steuert die Positionssteuereinheit 12 die Vorschubeinrichtungen 27, 28, 29, um den ersten Schlitten 24, zweiten Schlitten 25 und Werkzeughalter 26 mit der Geschwindigkeitsbegrenzung zu bewegen. D.h. der erste Schlitten 24, zweite Schlitten 25 und Werkzeughalter 26 werden gesteuert, sich innerhalb des ersten Geschwindigkeitssteuerbereiches A mit einer Geschwindigkeit von 12500 mm/Min oder weniger, innerhalb des zweiten Geschwindigkeitssteuerbereiches B mit einer Geschwindigkeit von 5000 mm/Min oder weniger und innerhalb des dritten Geschwindigkeitssteuerbereiches C mit einer Geschwindigkeit von 1000 mm/Min oder weniger zu bewegen. Wenn sie sich in die Geschwindigkeitssteuerbereiche A, B, C bewegen, werden zudem die Bilddaten, welche beschreiben, dass sie sich in die Bereiche bewegen, durch den Bilddatengenerator 18 erzeugt und auf dem Bildschirm der Bildschirmanzeigevorrichtung 35 angezeigt.
Mit der Steuerung 1 nach dieser Ausführungsform sind die drei Geschwindigkeitssteuerbereiche A, B, C in der Umgebung des Werkstücks W, der Spindel 22 und der Einspannvorrichtung 23 angeordnet und die Geschwindigkeitsbegrenzung des ersten Schlittens 24, zweiten Schlittens 25 und Werkzeughalters 26 in den Geschwindigkeitssteuerbereichen A, B, C ist definiert geringer als die außerhalb der Bereiche zu sein, um zuzulassen, dass sich der erste Schlitten 24, zweite Schlitten 25 und Werkzeughalter 26 in die Geschwindigkeitssteuerbereiche A, B, C nur mit einer niedrigeren Geschwindigkeit als der außerhalb der Bereiche bewegen, damit der erste Schlitten 24, zweite Schlitten 25 und Werkzeughalter 26 in den vorbestimmten Verschiebungsendpunkt in der Nähe des Werkstücks W, der Spindel 22 und der Einspannvorrichtung 23 mit einer graduell abnehmenden Geschwindigkeit ohne die Notwendigkeit bewegt werden, die Vorschubgeschwindigkeitsbeeinflussung herkömmlich zu steuern, um die Bewegungsgeschwindigkeit des ersten Schlittens 24, zweiten Schlittens 25 und Werkzeughalters 26 einzustellen. Daher können die Bedienpersonen den ersten Schlitten 24, zweiten Schlitten 25 und Werkzeughalter 26 ohne Schwierigkeiten bewegen.
Da der ersten Schlitten 24, zweite Schlitten 25 und Werkzeughalter 26 innerhalb der Geschwindigkeitssteuerbereiche A, B, C (nahe dem Werkstück W, der Spindel 22 und der Einspannvorrichtung 23) nur mit Geschwindigkeiten bewegt werden können, welche geringer als die Geschwindigkeitsbegrenzung sind, bewegen sich der erste Schlitten 24, zweite Schlitten 25 und Werkzeughalter 26 selbst dann nicht mit Geschwindigkeiten, welche höher als die Geschwindigkeitsbegrenzung sind, wenn die Bedienperson einen Betätigungsfehler begeht, damit die Bedienperson nicht darüber besorgt ist, dass die hohe Bewegungsgeschwindigkeit des ersten Schlittens 24, zweiten Schlittens 25 und Werkzeughalters 26 verursacht, dass der erste Schlitten 24, zweite Schlitten 25 und Werkzeughalter 26 das Werkstück W, die Spindel 22 und die Einspannvorrichtung 23 beeinträchtigen.
Da die Geschwindigkeitsbegrenzung innerhalb der Geschwindigkeitssteuerbereiche A, B, C definiert ist selbst dann gering zu sein, wenn der Beeinträchtigungsbereich definiert ist schmal zu sein, können der erste Schlitten 24, zweite Schlitten 25 und Werkzeughalter 26 zudem angehalten werden, bevor sie das Werkstück W, die Spindel 22 und die Einspannvorrichtung 23 beeinträchtigen, und zudem erweitert das Definieren, dass der Beeinträchtigungsbereich schmal ist, den Bewegungsbereich des ersten Schlittens 24, zweiten Schlittens 25 und Werkzeughalters 26, damit die Durchführbarkeit der Bedienperson verbessert wird.
Zudem erfolgt basierend auf dem Verschiebungsendpunkt, in welchen sich der erste Schlitten 24, zweite Schlitten 25 und Werkzeughalter 26 nach der bestimmten Zeitdauer bewegen und welcher durch die Verschiebungsendpunkt-Vorhersagevorrichtung 16 vorhergesagt wird, eine Überprüfung, ob eine wechselseitige Beeinträchtigung unter dem Werkzeug T, dem Werkstück W, der Spindel 22, der Einspannvorrichtung 23, dem ersten Schlitten 24, dem zweiten Schlitten 25 und dem Werkzeughalter 26 auftritt, und, ob sich der erste Schlitten 24, der zweite Schlitten 25, der Werkzeughalter 26 und das Werkzeug T in die Geschwindigkeitssteuerbereiche A, B, C bewegen, damit die Geschwindigkeitssteuerung genauer durchgeführt wird, verhindert wird, dass die Beeinträchtigung sicherer auftritt und der Beeinträchtigungsbereich definiert ist, schmal zu sein.
Zudem werden die Bilddaten, welche den Status des Bewegens des ersten Schlittens 24, zweiten Schlittens 25 und Werkzeughalters 26 betreffen, durch den Bilddatengenerator 18 erzeugt und auf dem Bildschirm der Bildschirmanzeigevorrichtung 35 angezeigt, damit die Bedienperson vorteilhafter Weise durch das auf dem Bildschirm der Bildschirmanzeigevorrichtung 35 angezeigte Bild das Positionsverhältnis des ersten Schlittens 24, zweiten Schlittens 25, Werkzeughalters 26 und Werkzeugs T mit dem Werkstück W, der Spindel 22 und der Einspannvorrichtung 23 erkennen kann und den Abschnitt ohne Schwierigkeiten identifizieren kann, in welchem die Beeinträchtigung auftritt.
Obiges ist eine Beschreibung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, aber der bestimmte Implementierungsmodus der vorliegenden Erfindung ist keineswegs darauf beschränkt.
Die oben erwähnte Ausführungsform zeigte die NC-Drehmaschine 20 als ein Beispiel der Werkzeugmaschine auf, aber die Steuerung 1 nach dieser Ausführungsform kann auch in einem Bearbeitungszentrum oder verschiedenen anderen Arten von Werkzeugmaschinen vorgesehen sein. Zudem können die dreidimensionalen Modellierungsdaten, welche im Modellierungsdatenspeicher 13 gespeichert werden, durch irgendeine Einrichtung erzeugt werden, aber um eine Beeinträchtigungsüberprüfung mit einer hohen Präzision durchzuführen, wird bevorzugt eher akkurat erzeugte Daten als einfach erzeugte Daten zu verwenden. Und das zweidi mensionale Modell kann als Alternative zum dreidimensionalen Modell im Modellierungsdatenspeicher 13 gespeichert werden.
Zwar sind die Geschwindigkeitssteuerbereiche A, B, C dieser Ausführungsform in der Umgebung der Einspannvorrichtung 23 und des Werkstücks W definiert, aber die Bereiche können, wie in 12 gezeigt, sowohl in der Umgebung der Spindel 22, der Einspannvorrichtung 23 und des Werkstücks W als auch der des ersten Schlittens 24, zweiten Schlittens 25, Werkzeughalters 26 und Werkzeugs T oder nur in der Umgebung des ersten Schlittens 24, zweiten Schlittens 25, Werkzeughalters 26 und Werkzeugs T definiert sein. Zudem ist die Anzahl an Geschwindigkeitssteuerbereichen nicht auf drei beschränkt. Wie veranschaulicht, kann das Werkzeug T ein Rotationswerkzeug, wie beispielsweise ein Bohrer und ein Schaftfräser, aber kein Schneidwerkzeug sein. Der Code Ta und Tb veranschaulicht einen Werkzeugkörper bzw. eine Klinge.
Auch in diesem Fall wird die Bewegungsgeschwindigkeit des ersten Schlittens 24, zweiten Schlittens 25 und Werkzeughalters 26 durch das Überprüfen, ob sich die dreidimensionalen Modellierungsdaten des ersten Schlittens 24, zweiten Schlittens 25, Werkzeughalters 26 und Werkzeugs T innerhalb der Geschwindigkeitssteuerbereiche A, B, C für die Spindel 22, die Einspannvorrichtung 23 und das Werkstück W bewegen, und, ob sich die dreidimensionalen Modellierungsdaten der Spindel 22, der Einspannvorrichtung 23 und des Werkstücks W in den Geschwindigkeitssteuerbereichen A, B, C für den ersten Schlitten 24, den zweiten Schlitten 25, den Werkzeughalter 26 und das Werkzeug T relativ bewegen, gesteuert die Geschwindigkeitsbegrenzung nicht zu überschreiten.
In dem oben beschriebenen Beispiel wird eine Konfiguration genommen, bei welcher die Einheit 17 zum Überprüfen des Bewe gungsbereiches den Verschiebungsendpunkt, welcher durch die Verschiebungsendpunkt-Vorhersageeinrichtung 16 vorhergesagt wird, des ersten Schlittens 24, zweiten Schlittens 25 und Werkzeughalters 26 einsetzt, um die dreidimensionalen Modellierungsdaten zu erzeugen, welche den ersten Schlitten 24, zweiten Schlitten 25 und Werkzeughalter 26 beschreiben, welche sich bewegt haben, aber es besteht keine Beschränkung auf die Konfiguration und daher kann eine andere Konfiguration genommen werden, bei welcher die Verschiebungsendpunkt-Vorhersageeinrichtung 16 ausgelassen und die Ist-Stellung des ersten Schlittens 24, zweiten Schlittens 25 und Werkzeughalters 26 von der Positionssteuereinheit 12 empfangen wird, um basierend auf der Ist-Position die dreidimensionalen Modellierungsdaten zu erzeugen, welche beschreiben, dass sich der erste Schlitten 24, zweite Schlitten 25 und Werkzeughalter 26 bewegt haben.
Zudem ist der Bilddatengenerator 18 nicht konfiguriert, um den durch die Verschiebungsendpunkt-Vorhersageeinrichtung 16 vorhergesagten Verschiebungsendpunkt des ersten Schlittens 24, zweiten Schlittens 25 und Werkzeughalters 26 einzusetzen, um die dreidimensionalen Modellierungsdaten zu erzeugen, welche beschreiben, dass sich dieselben bewegt haben, sondern kann zum Empfangen der Ist-Position des ersten Schlittens 24, zweiten Schlittens 25 und Werkzeughalters 26 von der Positionssteuereinheit 12 konfiguriert sein, um basierend auf der empfangenen Ist-Position die dreidimensionalen Daten erzeugen, welche beschreiben, dass sich der erste Schlitten 24, zweite Schlitten 25 und Werkzeughalter 26 bewegt haben, um die dreidimensionalen Modellierungsdaten unter Verwendung des durch die Verschiebungsendpunktvorhersagevorrichtung 16 vorhergesagten Verschiebungsendpunktes des ersten Schlittens 24, zweiten Schlittens 25 und Werkzeughalters 26 zu erzeugen. Zudem sind die durch den Bilddatengenerator 18 erzeugten Bilddaten ein Beispiel, aber es besteht keine Beschränkung auf die Konfiguration.
In dieser Ausführungsform ist die Steuerung 1 mit der programmierbaren Steuerung 11 versehen, aber dieselbe kann derart konfiguriert sein, dass diese programmierbare Steuerung 11 ausgelassen wird. Bei solch einer Konfiguration werden das Betätigungssignal von den Betätigungstasten 33 und dem manuellen Impulsgenerator 34 direkt in die Positionssteuereinheit 12 eingegeben und die Vorschubeinrichtungen 27, 28, 29 durch die Positionssteuereinheit 12 basierend auf dem eingegebenen Betätigungssignal gesteuert.
Es wurden nur ausgewählte Ausführungsformen ausgewählt, um die vorliegende Erfindung zu veranschaulichen. Für jemanden mit technischen Fähigkeiten wird jedoch aus der vorangehenden Offenbarung offensichtlich werden, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen hierin vorgenommen werden können, ohne vom Bereich der Erfindung abzuweichen, die in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist. Zudem ist die vorangehende Beschreibung der Ausführungsformen nach der vorliegenden Erfindung nur zur Veranschaulichung und nicht zum Beschränken der Erfindung vorgesehen, die durch die beiliegenden Ansprüche und deren Äquivalente definiert ist.

Claims

Steuerung, welche in einer Werkzeugmaschine vorgesehen ist, welche mit mindestens einem beweglichen Körper, einer Antriebseinrichtung zum Antreiben des beweglichen Körpers, um denselben zu bewegen, und mindestens einer Struktur ausgestattet ist, welche innerhalb des Bereiches vorgesehen ist, in welchem sich der bewegliche Körper bewegen kann, wobei die Werkzeugmaschinensteuerung Folgendes aufweist: eine Positionssteuereinheit zum Empfangen eines Betätigungssignals, welches mittels einer manuellen Betätigung extern eingegeben wird, einen Verschiebungsendpunkt und eine Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Körpers enthält und zum Steuern der Betätigung der Antriebseinrichtungen basierend auf dem empfangenen Betätigungssignal dient, um das Bewegen des beweglichen Körpers zu steuern, um einen Verschiebungsendpunkt und eine Bewegungsgeschwindigkeit gemäß dem Betätigungssignal einzustellen; einen Modellierungsdatenspeicher zum Speichern von Modellierungsdaten, welche zwei- oder dreidimensionale Modelle des beweglichen Körpers und der Struktur betreffen und zumindest Geometriedaten enthalten, welche die Formen des beweglichen Körpers und der Struktur definieren; einen Geschwindigkeitsbegrenzungsdatenspeicher zum Speichern der Geschwindigkeitsbegrenzungen des beweglichen Körpers innerhalb der Geschwindigkeitssteuerbereiche, wobei jede Geschwindigkeitsbegrenzung für den beweglichen Körper innerhalb eines oder mehrerer Geschwindigkeitssteuerbereiche definiert ist, welche durch das nach außen Versetzen der Kontur des beweglichen Körpers und/oder der Struktur erhalten werden, und wobei jede Geschwindigkeitsbegrenzung geringer als die Ge schwindigkeitsbegrenzung des beweglichen Körpers ist, wenn sich dieser in Verschiebungsrichtung jenseits des Geschwindigkeitssteuerbereiches befindet; und eine Einheit zum Überprüfen des Bewegungsbereiches zum Definieren des einen oder der mehreren Geschwindigkeitssteuerbereiche in dem zwei- oder dreidimensionalen Modell des beweglichen Körpers und/oder der Struktur und zum Ausführen eines Prozesses zum Empfangen der Ist-Position des beweglichen Körpers von der Positionssteuereinheit und Erzeugen der Modellierungsdaten, welche den in die Ist-Position bewegten beweglichen Körper modellieren, basierend auf den definierten Geschwindigkeitssteuerbereichen, der empfangenen Ist-Position und den im Modellierungsdatenspeicher gespeicherten Modellierungsdaten, um zu überprüfen, ob sich der bewegliche Körper und die Struktur innerhalb der Geschwindigkeitssteuerbereiche relativ zueinander bewegen, und eines Prozesses zum Erkennen des Geschwindigkeitssteuerbereiches, in welchem die Bewegung stattfinden wird, wenn bestimmt wurde, dass es eine Bewegung innerhalb der Geschwindigkeitssteuerbereiche geben wird, und zum Erkennen der Geschwindigkeitsbegrenzung, welche im Geschwindigkeitsbegrenzungsdatenspeicher gespeichert ist und dem erkannten Geschwindigkeitssteuerbereich entspricht, und Senden der erkannten Geschwindigkeitsbegrenzung zur Positionssteuereinheit; wobei die Positionssteuereinheit eingerichtet ist, den beweglichen Körpers mit der empfangenen Geschwindigkeitsbegrenzung zu bewegen, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit gemäß dem Betätigungssignal die Geschwindigkeitsbegrenzung überschreitet, welche von der Einheit zum Überprüfen des Bewegungsbereiches empfangen wurde.
Werkzeugmaschinensteuerung nach Anspruch 1, welche zudem eine Verschiebungsendpunkt-Vorhersageeinrichtung (16) zum Empfangen der Ist-Position und der Ist-Geschwindigkeit des beweglichen Körpers von der Positionssteuereinheit aufweist, um aus der empfangenen Ist-Position und Geschwindigkeit den Verschiebungsendpunkt vorherzusagen, in welchen sich der bewegliche Körper nach einer vorbestimmten Zeitdauer bewegt, wobei: die Einheit zum Überprüfen des Bewegungsbereiches eingerichtet ist, einen oder mehrere Geschwindigkeitssteuerbereiche für das zwei- oder dreidimensionale Modell des beweglichen Körpers und/oder der Struktur anzuordnen und basierend auf den angeordneten Geschwindigkeitssteuerbereichen, dem durch die Verschiebungsendpunkt-Vorhersageeinrichtung vorhergesagten Verschiebungsendpunkt und den im Modellierungsdatenspeicher gespeicherten Modellierungsdaten die Modellierungsdaten zu erzeugen, welche beschreiben, dass der bewegliche Körper in den vorhergesagten Verschiebungsendpunkt bewegt wurde, um den Prozess zum Überprüfen auszuführen, ob sich der bewegliche Körper und die Struktur in den Geschwindigkeitssteuerbereichen relativ bewegen, und wenn bestimmt wurde, dass sich der bewegliche Körper und die Struktur in den Geschwindigkeitssteuerbereichen bewegen, zu erkennen, in welchem Geschwindigkeitssteuerbereich sich dieselben bewegen, und die im Geschwindigkeitsbegrenzungsdatenspeicher gespeicherte Geschwindigkeitsbegrenzung zu erkennen, welche dem erkannten Geschwindigkeitssteuerbereich entspricht, um den Prozess zum Senden der erkannten Geschwindigkeitsbegrenzung zur Positionssteuereinheit auszuführen.
Werkzeugmaschinensteuerung nach Anspruch 1, wobei die Werkzeugmaschinensteuerung in einer Werkzeugmaschine vorgesehen ist, welche zudem mit einer Bildschirmanzeigevorrichtung zum Anzeigen von Bilddaten ausgestattet ist, und darin zudem Folgendes aufweist: einen Bilddatengenerator zum Empfangen der Ist-Position des beweglichen Körpers von der Positionssteuereinheit, um basierend auf der empfangenen Ist-Position und den im Modellierungsdatenspeicher gespeicherten Modellierungsdaten die Modellierungsdaten zu erzeugen, welche beschreiben, dass sich der bewegliche Körper in die Ist-Position bewegt hat, und zum Erzeugender zwei- oder dreidimensionalen Bilddaten, die von den erzeugten Modellierungsdaten abhängen, um die Bilddaten auf einem Bildschirm der Bildschirmanzeigevorrichtung anzuzeigen.
Werkzeugmaschinensteuerung nach Anspruch 2, wobei die Werkzeugmaschinensteuerung in einer Werkzeugmaschine vorgesehen ist, welche zudem mit einer Bildschirmanzeigevorrichtung zum Anzeigen von Bilddaten ausgestattet ist, und darin zudem Folgendes aufweist: einen Bilddatengenerator zum Erzeugen der Modellierungsdaten, welche beschreiben, dass sich der bewegliche Körper in den vorhergesagten Verschiebungsendpunkt bewegt hat, basierend auf dem durch die Verschiebungsendpunkt-Vorhersageeinrichtung vorhergesagten Verschiebungsendpunkt und den im Modellierungsdatenspeicher gespeicherten Modellierungsdaten, und zum Erzeugen der zwei- und dreidimensionalen Bilddaten, die von den erzeugten Modellierungsdaten abhängen, um die Bilddaten auf einem Bildschirm der Bildschirmanzeigevorrichtung anzuzeigen.
Werkzeugmaschinensteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: die Einheit zum Überprüfen des Bewegungsbereiches konfiguriert ist, um basierend auf den erzeugten Modellierungsdaten zu überprüfen, ob der bewegliche Körper und die Struktur einander beeinträchtigen, und beim Bestimmen, dass dem so ist, einen Prozess zum Senden eines Haltesignals zur Positionssteuereinheit zusätzlich zu den anderen Prozessen auszuführen; und die Positionssteuereinheit eingerichtet ist, das Haltesignal von der Einheit zum Überprüfen des Bewegungsbereiches zu empfangen, um das Bewegen des beweglichen Körpers anzuhalten.