DE102015004930A1

DE102015004930A1 - Numerische Steuervorrichtung für Maschinenwerkzeug

Info

Publication number: DE102015004930A1
Application number: DE102015004930.5A
Authority: DE
Inventors: Kouichi Noda; Nobuaki Aizawa
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2014-04-24
Filing date: 2015-04-17
Publication date: 2015-10-29
Anticipated expiration: 2035-04-18
Also published as: JP6081954B2; DE102015004930B4; US20150309498A1; JP2015210563A; US9519280B2; CN105005267A; CN105005267B

Abstract

Eine numerische Steuervorrichtung für ein Maschinenwerkzeug beinhaltet Folgendes: eine Zeitvorgabeberechnungseinheit, die dazu konfiguriert ist, eine Startzeitvorgabe eines Nach-Reversierbewegungsbefehls zu berechnen, durch die eine Position, bei der die Summe von Geschwindigkeiten, die als Reaktion auf einen Vor-Reversierbewegungsbefehl und den Nach-Reversierbewegungsbefehl erzeugt werden, Null wird, gleich einer Position ist, die durch die In-Positionsbreite von der Endposition des Vor-Reversierbewegungsbefehls beabstandet ist; und eine Bewegungsbefehlsstarteinheit, die dazu konfiguriert ist, den Nach-Reversierbewegungsbefehl gemäß der Startzeitvorgabe, die durch die Zeitvorgabeberechnungseinheit berechnet wurde, zu starten.

Description

Allgemeiner Stand der Technik
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine numerische Steuervorrichtung, die ein Maschinenwerkzeug steuert, und insbesondere eine numerische Steuervorrichtung, die einen Reversierbetrieb eines Maschinenwerkzeugs beschleunigt.
2. Beschreibung des Standes der Technik
In einem herkömmlichen Betrieb zum Reversieren der Bewegungsrichtung unter Verwendung eines Maschinenwerkzeugs wird die Positionierungsgenauigkeit beim Reversieren sichergestellt, indem ein Nach-Reversierbewegungsbefehl (ein Bewegungsbefehl, der auf einen Vor-Reversierbewegungsbefehl folgt) gestartet wird, wenn der Servoverzögerungsumfang des Vor-Reversierbewegungsbefehls kleiner gleich der In-Positionsbreite (erforderliche Genauigkeit) geworden ist, das heißt, innerhalb der Spanne des vorherbestimmten Fehlers beim Reversieren liegt (siehe japanische geprüfte Patentveröffentlichung Nr. H7-16849 ).
Um einen Reversierbetrieb zu beschleunigen, wird des Weiteren eine Vorsteuerung dazu verwendet, den Servoverzögerungsumfang im Wesentlichen auf null einzustellen, und der Nach-Reversierbewegungsbefehl wird gestartet (überlappt), wenn der restliche Bewegungsumfang des Vor-Reversierbewegungsbefehls beim Reversieren kleiner gleich der In-Positionsbreite (erforderliche Genauigkeit) geworden ist, wodurch der Reversierbetrieb beschleunigt wird (siehe japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. H11-39017 und japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2009-282829 ).
Im Allgemeinen werden eine Beschleunigung und eine Verlangsamung jedoch auf Bewegungsbefehle angewendet und beim Reversieren wird aufgrund der Kombination der Beschleunigung/Verlangsamung des Vor-Reversierbewegungsbefehls und der Beschleunigung/Verlangsamung des Nach-Reversierbewegungsbefehls die Zeitvorgabe, zu der der letzte kombinierte Bewegungsbefehl reversiert wird, in Bezug auf den Start des Nach-Reversierbewegungsbefehls verzögert. Folglich ist die tatsächliche Genauigkeit beim Reversieren im Stand der Technik noch besser als die In-Positionsbreite (erforderliche Genauigkeit), die Zykluszeit wird jedoch dementsprechend verlangsamt.
Kurzdarstellung der Erfindung
Es ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine numerische Steuervorrichtung zum Steuern eines Maschinenwerkzeugs bereitzustellen, wodurch in einem Betrieb, in dem die Bewegungsrichtung reversiert wird, die Zykluszeit verkürzt werden kann, indem die Reversierstartzeitvorgabe des Reversierbetriebs innerhalb der In-Positionsbreite so früh wie möglich vorverlegt wird.
Die numerische Steuervorrichtung zum Steuern eines Maschinenwerkzeugs gemäß mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weist ein charakteristisches Merkmal beim Bestimmen einer Startzeitvorgabe (Überlappungszeitvorgabe) eines Nach-Reversierbefehls, wodurch eine Position, bei der die Summe von Geschwindigkeiten, die als Reaktion auf einen Vor-Reversierbefehl und den Nach-Reversierbefehl erzeugt werden, Null wird, gleich einer Position ist, die durch eine In-Positionsbreite von der Endposition des Vor-Reversierbewegungsbefehls beabstandet ist, und beim Starten des Nach-Reversierbewegungsbefehls zu dieser Zeitvorgabe auf. Ein Reversierbetrieb bezeichnet einen Fall, in dem ein bearbeitetes Objekt in Bezug auf ein Werkzeug reversiert wird, oder einen Fall, in dem das Werkzeug in Bezug auf das bearbeitete Objekt reversiert wird.
Die numerische Steuervorrichtung für ein Maschinenwerkzeug gemäß der vorliegende Erfindung startet beim Durchführen der Bearbeitung eines Objekts durch Steuern von Achsen eines Maschinenwerkzeugs gemäß einem Bearbeitungsprogramm, das einen Befehl beinhaltet, durch den eine Bewegungsrichtung einer oder mehrerer Achsen reversiert wird, einen Nach-Reversierbewegungsbefehl derart, dass eine Reversierposition der einen oder der mehreren Achsen in eine In-Positionsbreite einer Endposition eines Vor-Reversierbewegungsbefehls gelangt; und beinhaltet Folgendes: eine Zeitvorgabeberechnungseinheit, die dazu konfiguriert ist, eine Startzeitvorgabe des Nach-Reversierbewegungsbefehls zu berechnen, durch die eine Position, bei der die Summe der Geschwindigkeiten, die als Reaktion auf den Vor-Reversierbewegungsbefehl und den Nach-Reversierbewegungsbefehl erzeugt werden, Null wird, gleich einer Position ist, die durch die In-Positionsbreite von der Endposition des Vor-Reversierbewegungsbefehls beabstandet ist; und eine Bewegungsbefehlsstarteinheit, die dazu konfiguriert ist, den Nach-Reversierbewegungsbefehl gemäß der Startzeitvorgabe, die von der Zeitvorgabeberechnungseinheit berechnet wurde, zu starten.
Wenn Bewegungsrichtungen von zwei oder mehr Achsen reversiert werden, kann die Zeitvorgabeberechnungseinheit für jede Achse die Startzeitvorgabe des Nach-Reversierbewegungsbefehls berechnen, wodurch die Position, bei der die Summe der Geschwindigkeiten, die als Reaktion auf den Vor-Reversierbewegungsbefehl und den Nach-Reversierbewegungsbefehl erzeugt werden, Null wird, gleich einer Position ist, die durch die In-Positionsbreite von der Endposition des Vor-Reversierbewegungsbefehls beabstandet ist, und der Nach-Reversierbewegungsbefehl kann gemäß der spätesten Startzeitvorgabe der Startzeitvorgaben, die für jede Achse berechnet wurden, gestartet werden.
Die Zeitvorgabeberechnungseinheit kann mehrere In-Positionsbreiten speichern und zwischen den mehreren In-Positionsbreiten gemäß dem Bearbeitungsmodus oder der Vorschubgeschwindigkeit wechseln.
Da sie mit der oben beschriebenen Konfiguration bereitgestellt wird, kann die vorliegende Erfindung eine numerische Steuervorrichtung zum Steuern eines Maschinenwerkzeugs bereitstellen, wodurch in einem Betrieb, in dem die Bewegungsrichtung reversiert wird, die Zykluszeit verkürzt werden kann, indem die Reversierstartzeitvorgabe des Reversierbetriebs innerhalb der In-Positionsbreite so früh wie möglich vorverlegt wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die oben erwähnten und weitere Gegenstände und charakteristische Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen offensichtlicher werden, in denen:
1 ein Diagramm ist, das die Startzeitvorgabe eines Nach-Reversierbewegungsbefehls durch die Zeitvorgabeberechnungseinheit darstellt;
2 ein Diagramm ist, das ein spezifisches Berechnungsbeispiel durch die Zeitvorgabeberechnungseinheit darstellt;
3 ein Diagramm ist, das einen Bewegungsweg darstellt, wenn die Bewegungsrichtung durch einen Bewegungsbefehl auf nur einer Achse reversiert wird (der Weg vor und nach dem Reversieren ist identisch);
4 den Weg in einem Fall darstellt, in dem die In-Positionsbreite selektiv in Bearbeitungsmodi für Schnittvorschub und Schnellvorschub verwendet wird und die Bewegungsrichtung durch einen Bewegungsbefehl auf nur einer Achse reversiert wird (der Weg vor und nach dem Reversieren ist identisch);
5 ein Diagramm ist, das einen Bewegungsweg darstellt, wenn die Bewegungsrichtung durch einen Bewegungsbefehl auf zwei Achsen reversiert wird (der Weg vor und nach dem Reversieren ist identisch);
6 ein Diagramm ist, das eine Startzeitvorgabe von Nach-Reversierbewegungsbefehlen für jede Achse in einem Fall darstellt, wenn die Bewegungsrichtung durch einen Bewegungsbefehl auf zwei Achsen reversiert wird (der Weg vor und nach dem Reversieren ist unterschiedlich);
7 ein Diagramm ist, das den Bewegungsweg darstellt, wenn die Bewegungsrichtung durch einen Bewegungsbefehl auf zwei Achsen reversiert wird (der Weg vor und nach dem Reversieren ist unterschiedlich);
8 ein Funktionsblockdiagramm einer numerischen Steuervorrichtung in Bezug auf eine Ausführungsform ist und
9 eine Zeichnung ist, die einen Bearbeitungsablauf in Bezug auf eine Ausführungsform zeigt.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
(Zeitvorgabeberechnungseinheit)
Eine Zeitvorgabeberechnungseinheit, die die Startzeitvorgabe eines Reversierbetriebs in der vorliegenden Erfindung berechnet, wird nun beschrieben. 1 ist ein Diagramm, das die Startzeitvorgabe eines Nach-Reversierbewegungsbefehls durch die Zeitvorgabeberechnungseinheit darstellt. Zunächst werden die Bezugssymbole erklärt.

v1(t):: Geschwindigkeit eines Vor-Reversierbewegungsbefehls
v2(t):: Geschwindigkeit eines Nach-Reversierbewegungsbefehls
v(t):: Summe von v1 und v2
Ta:: Startzeitvorgabe eines Nach-Reversierbewegungsbefehls
Tb:: Zeitvorgabe eines Reversierens eines Bewegungsbefehls
Tc:: Abschlusszeitvorgabe eines Vor-Reversierbewegungsbefehls
S1:: Bewegungsumfang von Ta zu Tb
S2:: Umfang eines unzureichenden Arbeitswegs bei Reversieren

Als Nächstes wird das Verfahren zum Bestimmen der Startzeitvorgabe Ta des Nach-Reversierbewegungsbefehls beschrieben. Die Startzeitvorgabe Ta des Nach-Reversierbewegungsbefehls wird in Bezug auf den Geschwindigkeitsbefehl v2(t) in 1 bestimmt.
<1>
Die Abschlusszeitvorgabe Tc des Vor-Reversierbewegungsbefehls wird aus dem Bewegungsumfang des Vor-Reversierbewegungsbefehls und der Geschwindigkeit v1(t) des Vor-Reversierbewegungsbefehls bestimmt.
<2>
In dem im Folgenden angegebenen (Ausdruck 1), der die kombinierte (Summe) Geschwindigkeit v(t) der Geschwindigkeit v1(t) des Vor-Reversierbewegungsbefehls und der Geschwindigkeit v2(t) des Nach-Reversierbewegungsbefehls darstellt, wird die Zeitvorgabe Tb, zu der der Bewegungsbefehl reversiert wird, durch Nehmen von v(t) = 0 bestimmt. v(t) = v1(t) + v2(t) (Ausdruck 1)
<3>
Wenn die In-Positionsbreite beim Reversieren als δ angenommen wird, werden der absolute Wert des Umfangs eines unzureichenden Arbeitswegs bei Reversieren S2 und die Startzeitvorgabe Ta des Nach-Reversierbewegungsbefehls, wenn |S2| = δ, aus der Zeitvorgabe Tb, zu der der Bewegungsbefehl reversiert wird, der Abschlusszeitvorgabe Tc des Vor-Reversierbewegungsbefehls und (Ausdruck 2) bestimmt. Die In-Positionsbreite ist die erforderliche Positionierungsgenauigkeit (akzeptierbarer Fehler), was für einen vorgeschriebenen Bereich steht, wobei, wenn die Positionierung des ausgeführten Blocks in diesen vorgeschriebenen Bereich der Zielposition gelangt, die Bewegung des nächsten Blocks gestartet wird.
Der Bewegungsumfang S1 von Ta zu Tb wird durch (Ausdruck 2) ausgedrückt. S1 = ∫ Tb / Tav(t)dt = ∫ Tb / Ta(v1(t) + v2(t))dt (Ausdruck 2)
Die Summe des Bewegungsumfangs S1 von Ta zu Tb und des Umfangs eines unzureichenden Arbeitswegs bei Reversieren S2 wird durch (Ausdruck 3) ausgedrückt. S1 + S2 = ∫ Tc / Tav1(t)dt (Ausdruck 3)
Folglich wird der Umfang eines unzureichenden Arbeitswegs bei Reversieren S2 durch (Ausdruck 4) ausgedrückt. S2 = ∫ Tc / Tav1(t)dt – ∫ Tb / Tav1(t) + v2(t))dt (Ausdruck 4)
Der Nach-Reversierbewegungsbefehl wird gemäß der Startzeitvorgabe Ta des so bestimmten Nach-Reversierbewegungsbefehls gestartet.
Im Stand der Technik wird ein Nach-Reversierbewegungsbefehl gestartet, wenn der Wert von S1 + S2 in 1 die In-Positionsbreite δ wird, und der Nach-Reversierbewegungsbefehl wurde folglich in 1 nach Ta gestartet.
In einer beliebigen der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, da S2 (der Umfang eines unzureichenden Arbeitswegs bei Reversieren) genau berechnet wird und der Reversierbefehl zur Zeitvorgabe Ta gestartet wird, bei der die In-Positionsbreite δ erreicht wird, ist es möglich, den Reversierbetrieb durch den Reversierbefehl zu einer früheren Zeit als im Stand der Technik zu starten. (Konkrete Berechnungsbeispiele der Zeitvorgabeberechnungseinheit)
Hier werden konkrete Berechnungsbeispiele, die in der Zeitvorgabeberechnungseinheit durchgeführt werden, unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Zunächst werden die Bezugssymbole erklärt.

v1(t):: Geschwindigkeit eines Vor-Reversierbewegungsbefehls
v2(t):: Geschwindigkeit eines Nach-Reversierbewegungsbefehls
v(t):: Summe von v1 und v2
Ta:: Startzeitvorgabe eines Nach-Reversierbewegungsbefehls
Tb:: Zeitvorgabe eines Reversierens eines Bewegungsbefehls
Tc:: Abschlusszeitvorgabe eines Vor-Reversierbewegungsbefehls
S2:: Umfang eines unzureichenden Arbeitswegs bei Reversieren
V:: Geschwindigkeit (Konstante)
A:: Beschleunigung (Konstante)

Die Startzeitvorgabe Ta des in 2 gezeigten Nach-Reversierbewegungsbefehls wird bestimmt. Um die Beschreibung zu vereinfachen, werden v1(t) und v2(t) als eine lineare Beschleunigung/Verlangsamung aufweisend angenommen, wie in (Ausdruck 5) und (Ausdruck 6) gezeigt. Da die Beschleunigung/Verlangsamung berücksichtigt wird, wird die Verlangsamungsstartzeitvorgabe des Vor-Reversierbewegungsbefehls als t = 0 eingestellt. v1 = A·t – V (Ta ≤ t ≤ Tc) (Ausdruck 5) v2 = A·(t – Ta) (Ta ≤ t ≤ Tc) (Ausdruck 6)
<1>
Die Abschlusszeitvorgabe Tc des Vor-Reversierbewegungsbefehls ist in (Ausdruck 5) v1 = 0 und folglich wird Tc durch (Ausdruck 7) bestimmt. A·Tc – V = 0 ∴ Tc = V / A (Ausdruck 7)
<2>
Aus (Ausdruck 1), (Ausdruck 5) und (Ausdruck 6) wird die Geschwindigkeit v zwischen Ta und Tc durch (Ausdruck 8) bestimmt. v = v1(t) + v2(t) = 2A·t – V – A·Ta (Ausdruck 8)
Hier wird unter der Annahme von v = 0 die Zeitvorgabe Tb, zu der der Bewegungsbefehl reversiert wird, dann durch (Ausdruck 9) bestimmt. 2A·Tb – V – A·Ta = 0 ∴ Tb = Ta / 2 + V / 2A (Ausdruck 9)
<3>
Aus (Ausdruck 4), (Ausdruck 5) und (Ausdruck 6) wird der Umfang eines unzureichenden Arbeitswegs bei Reversieren S2 durch (Ausdruck 10) bestimmt. S2 = ∫ Tc / Tav1(t)dt – ∫ Tb / Ta(v1(t) + v2(t))dt = A / 2·Tc² – A / 2·Ta² – V·Tc – A·Tb² + V·Tb + A·Ta·Tb (Ausdruck 10)
Wenn die Werte für Tc und Tb aus (Ausdruck 7) und (Ausdruck 9) in (Ausdruck 10) eingebracht werden, kann S2 wie in (Ausdruck 11) ausgedrückt werden.
Wenn die In-Positionsbreite beim Reversieren als δ angenommen wird, dann |S2| = δ in (Ausdruck 11), und der Ausdruck in (Ausdruck 12) wird erhalten.
In diesem Beispiel, da S2 < 0, wird S2 durch (Ausdruck 13) ausgedrückt, und wenn er in Bezug auf Ta aufgelöst wird, wird die Startzeitvorgabe Ta des Nach-Reversierbewegungsbefehls bestimmt.
Durch Durchführen ähnlicher Berechnungen für Fälle, in denen v1(t) und v2(t) keine lineare Beschleunigung/Verlangsamung aufweisen, ist es möglich, die Startzeitvorgabe Ta des Nach-Reversierbewegungsbefehls zu bestimmen. Dementsprechend ist es durch Starten des Nach-Reversierbewegungsbefehls gemäß der auf diese Weise bestimmten Startzeitvorgabe Ta des Nach-Reversierbewegungsbefehls möglich, die Reversierstartzeitvorgabe so früh wie möglich innerhalb der In-Positionsbreite (δ) vorzuverlegen.
Als Nächstes wird eine Beschreibung der Beziehung zwischen dem Befehlsweg und dem tatsächlichen Weg beschrieben, wenn ein Nach-Reversierbewegungsbefehl zu der Startzeitvorgabe des Nach-Reversierbewegungsbefehls, wie durch die Zeitvorgabeberechnungseinheit gemäß einer beliebigen der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung berechnet, ausgegeben wird.
(Erste Ausführungsform)
Die erste Ausführungsform ist ein Fall, in dem die Bewegungsrichtung durch einen Bewegungsbefehl auf nur einer Achse reversiert wird (der Weg vor und nach dem Reversieren ist identisch). In der Zeitvorgabeberechnungseinheit wird die Startzeitvorgabe Ta des Nach-Reversierbewegungsbefehls aus der Geschwindigkeit und Beschleunigung einer einzigen Achse und der In-Positionsbreite bei Reversieren auf einer Achse berechnet. Ein Beispiel eines Bearbeitungsprogramms in diesem Fall ist im Folgenden angegeben. Dieses Bearbeitungsprogramm beinhaltet einen Bewegungsbefehl zum Durchführen eines Reversierbetriebs in der Y-Achsenrichtung.
[Bearbeitungsprogramm]

N1 G01 Y-10. F1000;
N2 G00 Y10.;

[Wegdiagramm]
3 ist ein Diagramm, das den Bewegungsweg darstellt, wenn die Bewegungsrichtung durch einen Bewegungsbefehl auf nur einer Achse reversiert wird (der Weg vor und nach dem Reversieren ist identisch). Da δ (die In-Positionsbreite bei Reversieren) auf der Y-Achse 0,01 mm ist, A (Beschleunigung) 1000 m/s² ist und von F1000 V (Geschwindigkeit) 1000 mm/min ist, ist die Startzeitvorgabe Ta des Nach-Reversierbewegungsbefehls 0,0103 s, wenn (Ausdruck 13) gelöst wird.
Dementsprechend ist es durch Starten des Nach-Reversierbewegungsbefehls (N2-Befehls) gemäß der Startzeitvorgabe des Nach-Reversierbewegungsbefehls, Ta = 0,0103 s, während der Vor-Reversierbewegungsbefehl (N1) implementiert wird, möglich, die Reversierstartzeitvorgabe so früh wie möglich innerhalb der In-Positionsbreite δ vorzuverlegen, wenn auf der Y-Achse reversiert wird. Hier ist ein Beispiel angegeben, in dem die Bewegungsrichtung zwischen Blöcken reversiert wird, es gibt jedoch auch Fälle, in denen die Bewegungsrichtung innerhalb eines Blocks reversiert wird, wie in einem ein Loch bildenden Zyklus.
4 zeigt einen Fall, in dem die Bewegungsrichtung durch einen Bewegungsbefehl nur auf einer Achse reversiert wird (der Weg vor und nach dem Reversieren ist identisch), und stellt die selektive Verwendung der In-Positionsbreite in Bearbeitungsmodi im Fall eines Schnittvorschubs und im Fall eines Schnellvorschubs dar.
Es gibt mehrere In-Positionsbreiten (δ), und zwar die In-Positionsbreiten (δ1, δ2, δ3); und die In-Positionsbreiten können selektiv für Bearbeitungsmodi mit Schnittvorschub und für Schnellvorschub verwendet werden, so dass, wie in 4 gezeigt, beispielsweise die In-Positionsbreite (δ1) als die In-Positionsbreite (δ) für Schnittvorschub eingestellt wird und die In-Positionsbreite (δ2) als die In-Positionsbreite (δ) in der ersten Ausführungsform für Schnellvorschub eingestellt wird.
Alternativ dazu können die In-Positionsbreiten derart selektiv gemäß der Vorschubgeschwindigkeit verwendet werden, dass die In-Positionsbreite (δ1) als die In-Positionsbreite (δ) eingestellt wird, wenn der F-Befehl für die Vorschubgeschwindigkeit geringer als ein bestimmter Sollwert Fs ist, und die In-Positionsbreite (δ3) wird als die In-Positionsbreite (δ) gemäß der ersten Ausführungsform eingestellt, wenn der F-Befehl höher als Fs ist.
Des Weiteren ist es in Abhängigkeit von den Umständen auch möglich, eine Kombination von Werten, wie δ1 + δ3, δ2 + δ3 usw., als die In-Positionsbreite (δ) in der ersten Ausführungsform zu verwenden.
Die selektive Verwendung mehrerer In-Positionsbreiten gemäß den Umständen auf diese Weise kann auch auf die im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen angewendet werden.
<Zweite Ausführungsform>
Die zweite Ausführungsform ist ein Fall, in dem die Bewegungsrichtung durch Bewegungsbefehle auf zwei Achsen reversiert wird (der Weg vor und nach dem Reversieren ist identisch). N1 ist ein Vor-Reversierbewegungsbefehl und N2 ist ein Nach-Reversierbewegungsbefehl. Die Zeitvorgabeberechnungseinheit berechnet die Geschwindigkeit und die Beschleunigung in einer Tangentialrichtung (Kombination der X-Achse und der Y-Achse) und die Startzeitvorgabe Ta des Nach-Reversierbewegungsbefehls in der Tangentialrichtung bei der In-Positionsbreite bei Reversieren in der Tangentialrichtung (der Wert δ in der Tangentialrichtung).
[Bearbeitungsprogramm]

N1 G01 X-10. Y-10. F1000;
N2 G00 X10. Y10.;

[Wegdiagramm]
5 ist ein Diagramm, das einen Fall darstellt, in dem die Bewegungsrichtung durch einen Bewegungsbefehl auf zwei Achsen reversiert wird (der Weg vor und nach dem Reversieren ist identisch). In der ersten Ausführungsform wird eine Berechnung für eine Achse vorgenommen, in der zweiten Ausführungsform werden jedoch alle Berechnungen in der Tangentialrichtung (Kombination von Achsen) vorgenommen. Diese letztere Berechnung ist mit der der ersten Ausführungsform identisch und wird folglich hier weggelassen.
<Dritte Ausführungsform>
Die dritte Ausführungsform ist ein Fall, in dem die Bewegungsrichtung durch Bewegungsbefehle auf zwei Achsen reversiert wird (der Weg vor und nach dem Reversieren ist unterschiedlich). 6 ist ein Diagramm, das einen Fall darstellt, in dem die Bewegungsrichtung durch einen Bewegungsbefehl auf zwei Achsen reversiert wird (der Weg vor und nach dem Reversieren ist unterschiedlich). Die Zeitvorgabeberechnungseinheit berechnet die Geschwindigkeiten und die Beschleunigungen auf jeder Achse und die Startzeitvorgaben Tax (X-Achse) und Tay (Y-Achse) der Nach-Reversierbewegungsbefehle für jede Achse an der In-Positionsbreite bei Reversieren für jede Achse (X-Achse: δx; Y-Achse: δy). Um die In-Positionsbreiten bei Reversieren für alle Achsen zu erfüllen, werden Tax (X-Achse) und Tay (Y-Achse) verglichen und die spätere Zeitvorgabe (die Zeitvorgabe Tay (Y-Achse) in 6 und 7) wird eingesetzt.
[Bearbeitungsprogramm]

N1 G01 X-5. Y-10. F1000;
N2 G00 X10. Y7.;

Die Startzeitvorgabe Tax des X-Achsen-Nach-Reversierbewegungsbefehls kann bestimmt werden, indem δx (die In-Positionsbreite bei Reversieren auf der X-Achse) und (Ausdruck 4) in Bezug auf die Startzeitvorgabe Ta des Nach-Reversierbewegungsbefehls auf der Basis der Geschwindigkeit und der Beschleunigung der X-Achse unter Verwendung des Umfangs eines unzureichenden Arbeitswegs bei Reversieren gelöst wird, |S2| = δx.
Des Weiteren kann die Startzeitvorgabe Tay des Y-Achsen-Nach-Reversierbewegungsbefehls bestimmt werden, indem δy (die In-Positionsbreite bei Reversieren auf der Y-Achse) und (Ausdruck 4) in Bezug auf die Startzeitvorgabe Ta des Nach-Reversierbewegungsbefehls auf der Basis der Geschwindigkeit und der Beschleunigung der Y-Achse unter Verwendung des Umfangs eines unzureichenden Arbeitswegs bei Reversieren gelöst wird, |S2| = δy.
Die Berechnung der Startzeitvorgabe der Nach-Reversierbewegungsbefehle auf den jeweiligen Achsen ist ähnlich wie jene in der ersten Ausführungsform und wird folglich nicht hier beschrieben.
Die auf diese Weise bestimmten Tax (X-Achse) und Tay (Y-Achse) werden verglichen und der Nach-Reversierbewegungsbefehl (N2-Befehl) wird zu der späteren Zeitvorgabe (die Zeitvorgabe Tay (Y-Achse) in 6 und 7) gestartet. Dementsprechend ist es möglich, die Reversierstartzeitvorgabe so früh wie möglich innerhalb der In-Positionsbreiten bei Reversieren für alle Achsen vorzuverlegen.
8 ist ein Funktionsblockdiagramm einer numerischen Steuervorrichtung in Bezug auf die vorliegende Ausführungsform. Im Allgemeinen erzeugt eine numerische Steuervorrichtung Analysedaten durch Lesen und Analysieren eines Bearbeitungsprogramms 1 in einer Programmanalyseeinheit 2. Eine Bewegung (interpolierte Bewegung) auf der Basis der Analysedaten wird durch eine Bewegungsbefehlsstarteinheit 4 gestartet, interpolierte Daten werden durch Interpolation auf der Basis der Analysedaten in einer Interpolationsbearbeitungseinheit 5 erzeugt, eine Beschleunigung/Verlangsamung wird auf die interpolierten Daten durch eine Beschleunigungs-/Verlangsamungsbearbeitungseinheit 6 angewendet, und Servomotoren der jeweiligen Achsen (X-Achsen-Servomotor 7X, Y-Achsen-Servomotor 7Y, Z-Achsen-Servomotor 7Z) werden angetrieben. In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Zeitvorgabeberechnungseinheit 3 zwischen der Programmanalyseeinheit 2 und der Bewegungsbefehlsstarteinheit 4 vorgesehen, und die Bewegungsbefehlsstarteinheit 4 startet einen Nach-Reversierbewegungsbefehl gemäß der Startzeitvorgabe, die von der Zeitvorgabeberechnungseinheit 3 berechnet wurde.
9 ist eine Zeichnung, die eine schematische Ansicht eines Systems in Bezug auf die vorliegende Ausführungsform zeigt. 9 zeigt ein Ablaufdiagramm vom Einlesen und Analysieren des Bearbeitungsprogramms bis zur Ausgabe zum Steuern des Antreibens der Servomotoren der jeweiligen Achsen. Die Zeitvorgabeberechnungseinheit und die Bewegungsbefehlsstarteinheit sind die charakteristischen Einheiten der vorliegenden Ausführungsform. Dies wird im Folgenden auf der Basis der jeweiligen Schritte beschrieben.
[Schritt sa01] Das Bearbeitungsprogramm wird eingelesen und analysiert (Programmanalyseeinheit).
[Schritt sa02] Es wird bestimmt, ob die Bewegungsrichtung in Bezug auf den vorherigen Bewegungsbefehl reversiert wird oder nicht, und wenn die Richtung reversiert wird (Ja), geht der Vorgang zu Schritt sa03 über, wohingegen der Vorgang zu Schritt sa04 übergeht, wenn die Richtung nicht reversiert wird (Nein).
[Schritt sa03] Die Startzeitvorgabe (Ta) des Nach-Reversierbewegungsbefehls wird derart berechnet, dass die Position, wenn die summierte Geschwindigkeit des Vor-Reversierbewegungsbefehls und des Nach-Reversierbewegungsbefehls Null ist, gleich einer Position ist, die durch die In-Positionsbreite von der Endposition des Vor-Reversierbewegungsbefehls beabstandet ist.
[Schritt sa04] Es wird bestimmt, ob eine Bewegung des nächsten Bewegungsbefehls gestartet werden kann oder nicht, und wenn die Bewegung gestartet werden kann (Ja), geht der Vorgang zu Schritt sa06 über, wohingegen der Vorgang zu Schritt sa07 übergeht, wenn die Bewegung nicht gestartet werden kann (Nein).
[Schritt sa05] Es wird bestimmt, ob die Bewegungsstartzeitvorgabe des Nach-Reversierbewegungsbefehls erreicht wurde oder nicht, und wenn die Bewegungsstartzeitvorgabe erreicht wurde (Ja), geht der Vorgang zu Schritt sa06 über, wohingegen der Vorgang zu Schritt sa07 übergeht, wenn diese Zeitvorgabe nicht erreicht wurde (Nein).
[Schritt sa06] Die Bewegung des nächsten Bewegungsbefehls (Nach-Reversierbewegungsbefehl) wird gestartet.
[Schritt sa07] Die Bewegungsbefehle jeder Achse werden interpoliert (Interpolationsbearbeitungseinheit).
[Schritt sa08] Eine Beschleunigungs-/Verlangsamungsbearbeitung wird auf die Bewegungsbefehle jeder Achse angewendet (Beschleunigungs-/Verlangsamungsbearbeitungseinheit).
[Schritt sa09] Bewegungsbefehle werden an die Servomotoren jeder Achse ausgegeben.
Eine ergänzende Erläuterung des Ablaufdiagramms wird angegeben. Schritt sa01 entspricht der Programmanalyseeinheit 2. Schritt sa02 und Schritt sa03 entsprechen der Zeitvorgabeberechnungseinheit 3. Die Schritte sa05 und sa06 entsprechen der Bewegungsbefehlsstarteinheit 4. Schritt sa07 entspricht der Interpolationsbearbeitungseinheit 5. Schritt sa08 entspricht der Beschleunigungs-/Verlangsamungsbearbeitungseinheit 6.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 7-16849 [0002]
JP 11-39017 [0003]
JP 2009-282829 [0003]

Claims

Numerische Steuervorrichtung für ein Maschinenwerkzeug, die dazu konfiguriert ist, beim Durchführen einer Bearbeitung eines Objekts durch Steuern von Achsen eines Maschinenwerkzeugs gemäß einem Bearbeitungsprogramm, das einen Befehl beinhaltet, durch den die Bewegungsrichtung einer oder mehrerer Achsen reversiert wird, einen Nach-Reversierbewegungsbefehl derart zu starten, dass eine Reversierposition der einen oder der mehreren Achsen in eine In-Positionsbreite einer Endposition eines Vor-Reversierbewegungsbefehls gelangt, wobei die numerische Steuervorrichtung für ein Maschinenwerkzeug Folgendes umfasst: eine Zeitvorgabeberechnungseinheit, die dazu konfiguriert ist, eine Startzeitvorgabe des Nach-Reversierbewegungsbefehls zu berechnen, durch die eine Position, bei der eine Summe der Geschwindigkeiten, die als Reaktion auf den Vor-Reversierbewegungsbefehl und den Nach-Reversierbewegungsbefehl erzeugt werden, Null wird, gleich einer Position ist, die durch die In-Positionsbreite von der Endposition des Vor-Reversierbewegungsbefehls beabstandet ist; und eine Bewegungsbefehlsstarteinheit, die dazu konfiguriert ist, den Nach-Reversierbewegungsbefehl gemäß der Startzeitvorgabe, die durch die Zeitvorgabeberechnungseinheit berechnet wurde, zu starten.
Numerische Steuervorrichtung für ein Maschinenwerkzeug nach Anspruch 1, wobei die Zeitvorgabeberechnungseinheit dazu konfiguriert ist, wenn Bewegungsrichtungen von zwei oder mehr Achsen reversiert werden, für jede Achse die Startzeitvorgabe des Nach-Reversierbewegungsbefehls zu berechnen, durch die die Position, bei der die Summe der Geschwindigkeiten, die als Reaktion auf den Vor-Reversierbewegungsbefehl und den Nach-Reversierbewegungsbefehl erzeugt werden, Null wird, gleich einer Position ist, die durch die In-Positionsbreite von der Endposition des Vor-Reversierbewegungsbefehls beabstandet ist, und den Nach-Reversierbewegungsbefehl gemäß der spätesten Startzeitvorgabe von Startzeitvorgaben, die für jede Achse berechnet wurden, zu starten.
Numerische Steuervorrichtung für ein Maschinenwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Zeitvorgabeberechnungseinheit mehrere In-Positionsbreiten speichert und dazu konfiguriert ist, zwischen den mehreren In-Positionsbreiten gemäß einem Bearbeitungsmodus oder einer Vorschubgeschwindigkeit zu wechseln.