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Hintergrund der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine numerische Steuervorrichtung und im Genaueren eine numerische Steuervorrichtung, die beim Wiederanlauf der Bearbeitung einem Bediener eine einfache und sichere Annäherung an einen Wiederanlaufbearbeitungspunkt ermöglicht.
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Bei einem von einer numerischen Steuervorrichtung gesteuerten Bearbeitungswerkzeug muss bei einem unterbrechenden Block oder einem leicht neuanlaufbaren Block vor dem unterbrechenden Block die Bearbeitung neu anlaufen, wenn das Werkzeug defekt ist, beziehungsweise läuft die Bearbeitung, die vor einem Feiertag unterbrochen wird, nach einem Feiertag wieder an. In diesem Fall ist es notwendig, dass das Werkzeug von der aktuellen Position zur angestrebten Wiederanlauf-Blockposition bewegt (ihr angenähert) wird. Die
WO 2003 / 032 097 A1 (und ihr Patentfamilienmitglied
DE 101 97 240 T5 ) offenbart einen entsprechenden Stand der Technik zur Verbesserung der Annehmlichkeit für den Bediener beim Annähern.
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Im in der
WO 2003 / 032 097 A1 beschriebenen Stand der Technik wird in dem Fall, dass der Bediener eine Manuellbetrieb-Annäherung mit einem Griff etc. durchführt und sich mindestens eine der entsprechenden Achsen nicht zurück zum Wiederanlaufbearbeitungspunkt bewegt, die entsprechende Achse direkt durch einen Bewegungsbefehl zum Wiederanlaufbearbeitungspunkt positioniert (Automatikbetrieb-Annäherung). Da kein Vorgang gegenüber dem zuvor genannten Vorgang angenommen wird, muss der Wiederanlaufbetrieb wieder von vorn durchgeführt werden, um während der Automatikbetrieb-Annäherung wieder die Manuellbetrieb-Annäherung durchzuführen.
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Praktisch wird angenommen, dass der manuelle Eingriff stattfindet, um ein Zusammentreffen eines Werkstücks oder einer Maschinenkomponente mit dem Werkzeug während der Automatikbetrieb-Annäherung oder dergleichen zu vermeiden. In diesem Fall muss das Bearbeitungswerkzeug zurückgesetzt und der Betrieb mit der in der
WO 2003 / 032 097 A1 beschriebenen Methode wieder anlaufen. Ein Problem (nachfolgend bezeichnet als „Problem 1“) besteht darin, dass, da für den Wiederanlauf des Betriebs von vorn ein Auswählen des Wiederanlaufblocks, eine Wiederherstellung der Modusdaten und ein Wiederanlauf des Wiederanlauf-Modus erforderlich ist, der Wiederanlauf Zeit benötigt und der Betrieb durch den Bediener für ein umfangreiches Programm oder dergleichen kompliziert wird.
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Darüber hinaus besteht ein Problem (nachfolgend bezeichnet als „Problem 2“) in der
WO 2003 / 032 097 A1 darin, dass beim Wiederanlauf der Bearbeitung eines komplizierten Werkstücks mit der beschriebenen Methode eine Sichtkontrolle und ein Manuellbetrieb durch den Bediener notwendig sind, da ein Vermeiden des Zusammentreffens des Werkzeugs mit dem Werkstück während der Automatikbetrieb-Annäherung nicht berücksichtigt wird, obwohl die Möglichkeit besteht, dass das Werkstück und das Werkzeug während der Annäherung aufeinandertreffen, wenn die Bearbeitung des Werkstücks mit einer komplizierten Konfiguration, wie beispielsweise ein Rotor, beim Bearbeitungsblock wieder anläuft.
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Ferner besteht ein Problem (nachfolgend bezeichnet als „Problem 3“) in der
WO 2003 / 032 097 A1 darin, dass die numerische Steuervorrichtung nicht zum Ausgeben einer Warnung an den Bediener konfiguriert ist, auch wenn die direkte Bewegung des Werkzeugs von der aktuellen Position durch die Automatikbetrieb-Annäherung ein Zusammentreffen hervorrufen wird, da die numerische Steuervorrichtung bei Anlauf der Automatikbetrieb-Annäherung eine detaillierte Positionsbeziehung, wie beispielsweise die Entfernung zwischen dem Wiederanlaufbearbeitungspunkt und der aktuellen Position, nicht überprüft.
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Die Druckschrift
US 4 055 787 A offenbart ein numerisch gesteuertes Bahnsystem, bei dem aufeinanderfolgende Bahnsegmente gemäß aufeinanderfolgenden Blöcken von Befehlssignalen ausgeführt werden, die ein Bahnprogramm bilden, wobei das System jederzeit durch ein Vorschubhaltesignal unterbrochen werden kann, um das gesteuerte bewegliche Element an einem beliebigen Punkt auf der Bahn anzuhalten. Das System zeichnet sich durch die Verbesserung aus, dass die Wiederaufnahme des normalen Betriebs verhindert wird, bis das Element zum Bahnhaltepunkt zurückkehrt, nachdem es aus irgendeinem Grund unter manueller Steuerung oder ähnlichem von dort verschoben worden ist. Die Achsenkomponentenverschiebungen des Elements vom Haltepunkt werden durch Signale dargestellt, die erzeugt und angezeigt werden, und der Neustart-Tastenschalter des Bedieners wird invalidiert, bis die angezeigten Verschiebungssignale auf Null reduziert sind.
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Die Druckschrift
US 6 317 646 B1 offenbart eine CNC-Maschine, die so programmiert ist, dass sie die Ecktoleranz als Funktion des Eckwinkels neu definiert, basierend auf der Erkennung, dass Ecken mit Winkeln ungleich 90° effektive Ecktoleranzen aufweisen, die gleich der vom Bediener vorgegebenen Ecktoleranz geteilt durch den Sinus des Eckwinkels sind.
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Die Druckschrift
EP 2 594 373 A1 offenbart eine Technik, in der ein Zeiger von einem Anwender einer Bearbeitungsmaschine nacheinander an eine Anzahl von Orten eines Arbeitsraums der Bearbeitungsmaschine geführt wird. Der Zeiger weist erste Ortsbestimmungseinrichtungen auf, die bezüglich eines auf den Zeiger bezogenen Zeigerkoordinatensystems an vorbestimmten Zeigerorten angeordnet sind. Durch Zusammenwirken der ersten Ortsbestimmungseinrichtungen mit zweiten Ortsbestimmungseinrichtungen werden jeweils zumindest für eine geometrische Beziehung der Ortsbestimmungseinrichtungen relativ zueinander charakteristische Daten erfasst. Die Steuereinrichtung ermittelt anhand der charakteristischen Daten, der Zeigerorte und der Maschinenorte jeweils die Position des Zeigers im Arbeitsraum.
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Die Druckschrift
GB 2 176 911 A offenbart ein Verfahren zum Betreiben einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine, die ein Schneidwerkzeug relativ zu einem Werkstück verfährt. Das Schneidwerkzeug wird während des üblichen Scheidvorgangs längs eines Bearbeitungsweges verfahren, der durch Ausführung eines Teile-Programmes vorgegeben ist, das den Bearbeitungsweg vorschreibende Anweisungen enthält. Auf ein Trigger-Signal hin wird das relative Verfahren des Schneidwerkzeuges längs des Bearbeitungsweges an einem willkürlichen Trennungspunkt unterbrochen. Das Schneidwerkzeug wird daraufhin selbsttätig relativ zum Werkstück zu einem vorgegebenen Rückführpunkt verfahren, wobei jegliche gegenseitige Störung zwischen Schneidwerkzeug und Werkstück vermieden wird. Dieses Werkzeug - oder nach einem gegebenenfalls erfolgten Werkzeugwechsel - ein anderes Werkzeug wird selbsttätig relativ zu dem Werkstück zurück zum Bearbeitungsweg längs eines Annäherungsweges verfahren, der an einem vom Rückführpunkt entfernten Annäherungspunkt beginnt und in streifender Weise am Bearbeitungsweg endet, und das unterbrochene relative Verfahren wird längs des Bearbeitungsweges wieder aufgenommen, wobei die Richtung des Annäherungsweges einem Eingangsvektor entspricht, und längs dieses Eingangsvektors ein geradliniges Verfahren des Werkzeuges erfolgt.
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Angesichts der zuvor beschriebenen Probleme bei den Methoden nach dem Stand der Technik ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung einer numerischen Steuervorrichtung, die beim Wiederanlauf der Bearbeitung dem Bediener eine einfache und sichere Annäherung an den Wiederanlaufbearbeitungspunkt ermöglicht.
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Gemäß der Offenbarung wird eine numerische Steuervorrichtung gemäß dem unabhängigen Anspruch bereitgestellt. Eine Entwicklung ist in dem abhängigen Anspruch dargestellt.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht einem Bediener mit der zuvor genannten Konfiguration eine leichte und sichere Annäherung an den Wiederanlaufbearbeitungspunkt. Da die Bearbeitung schnell aufgenommen wird, wenn die Bearbeitung durch einen Werkzeugdefekt, einen Stromausfall o. Ä. unterbrochen ist, ist die Produktivität verbessert.
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Figurenliste
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Die zuvor beschriebene Aufgabe, die andere Aufgabe und das Merkmal der Erfindung werden anhand der Beschreibung der nachfolgenden Ausführungsformen anhand der beigefügten Zeichnungen belegt. Es zeigt bzw. zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Annäherungsbetriebs eines Werkzeugs zum Wiederanlaufpunkt gemäß der vorliegenden Erfindung.
- 2 eine schematische Darstellung eines Annäherungsbetriebs entlang der Werkzeugachsenrichtung am Wiederanlaufpunkt gemäß der vorliegenden Erfindung.
- 3 eine Darstellung einer Annäherungsregion gemäß der vorliegenden Erfindung.
- 4 ein schematisches Blockdiagramm, das gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine numerische Steuervorrichtung darstellt.
- 5 ein Funktionsblockdiagramm, das gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine numerische Steuervorrichtung darstellt.
- 6 ein Flussdiagramm, das gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Annäherungsprozess darstellt.
- 7 ein Flussdiagramm, das gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Annäherungsbahnberechnungsprozess darstellt.
- 8A, 8B Darstellungen eines Beispiels, bei dem die Annäherungsregion durch den festen Wert R eingestellt ist.
- 9A, 9B Darstellungen eines Beispiels, bei dem gemäß der vorliegenden Erfindung die Annäherungsregion basierend auf dem Manuellbetrieb-Anlaufpunkt und dem Wiederanlaufbearbeitungspunkt eingestellt ist.
- 10 eine Darstellung eines Beispiels, bei dem die Annäherungsregion basierend auf der Werkzeugachsenrichtung beim Wiederanlaufbearbeitungspunkt eingestellt ist.
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Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Zuerst wird die vorliegende Erfindung umrissen.
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In einigen Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Einheit zum Wechseln der Automatikbetrieb-Annäherung und der Manuellbetrieb-Annäherung während der Annäherung zum Wiederanlaufbearbeitungspunkt als Lösung von Problem 1 bereitgestellt.
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Die bereitgestellte Konfiguration ermöglicht einen manuellen Eingriff während der Annäherung ohne den erneuten Wiederanlauf des Wiederanlauf-Modus von vorn, sodass ein solcher Betrieb ermöglicht wird, dass die Manuellbetrieb-Annäherung durchgeführt wird, um ein Zusammentreffen zu vermeiden, wenn das Werkzeug in der Nähe eines Hindernisses liegt, mit dem das Werkzeug wie in 1 gezeigt aufeinandertreffen könnte, und die Manuellbetrieb-Annäherung zur Automatikbetrieb-Annäherung gewechselt wird, nachdem das Zusammentreffen mit dem Hindernis verhindert wurde. Hier steht die Strichlinie in 1 für die Manuellbetrieb-Annäherung, während die Volllinie in 1 für die Automatikbetrieb-Annäherung steht.
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In einigen Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung wird als Lösung von Problem 2 eine Einheit zum Bewegen des Werkzeugs entlang der Werkzeugachsenrichtung am Wiederanlaufbearbeitungspunkt in der Automatikbetrieb-Annäherung bereitgestellt, nachdem das Werkzeug per Hand in eine sichere Position bewegt wird.
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Die bereitgestellte Konfiguration ermöglicht ein automatisches Vermeiden eines Zusammentreffens des Werkzeugs mit dem Werkstück während der Bearbeitung des Werkstücks mit einer komplizierten Konfiguration durch Lokalisieren der Werkzeugachse, bevor sich das Werkzeug dem Werkstück annähert und Bewegen des Werkzeugs linear entlang der Richtung der Werkzeugachse am Punkt des Wiederanlaufbearbeitungspunkts, wie in 2 gezeigt, sodass es möglich wird, die Automatikbetrieb-Annäherung durchzuführen.
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In einigen Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Einheit zum Einstellen einer festen Region als Annäherungsregion bereitgestellt. Die numerische Steuervorrichtung verwendet als Lösung für das zuvor beschriebene Problem 3 die Annäherungsregion zum Bestimmen, ob das Werkzeug in einer sicheren Position ist oder nicht.
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Die bereitgestellte Konfiguration ermöglicht einen solchen Betrieb, bei dem bestimmt wird, ob das Werkzeug innerhalb einer Annäherungsregion liegt oder nicht, wenn zu einer Automatikbetrieb-Annäherung aufgefordert wird, dann wird die Automatikbetrieb-Annäherung durchgeführt, wenn das Werkzeug innerhalb der Annäherungsregion liegt, während für den Bediener eine Warnung ausgegeben wird, wenn das Werkzeug außerhalb der Annäherungsregion liegt, wodurch der Bediener dazu angehalten ist, durch eine Manuellbetrieb-Annäherung das Werkzeug zum Wiederanlaufbearbeitungspunkt zu bewegen, weil die Automatikbetrieb-Annäherung gefährlich ist.
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Es folgt eine Beschreibung der Konfiguration der numerischen Steuervorrichtung zur Implementierung der Lösungen.
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4 zeigt ein schematisches Blockdiagramm, das gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine numerische Steuervorrichtung (CNC) 100 darstellt. Die CPU 11 steuert die gesamte numerische Steuervorrichtung 100. Die CPU 11 liest das im ROM 12 gespeicherte Systemprogramm über den Bus 20 aus und steuert die gesamte numerische Steuervorrichtung gemäß dem Systemprogramm. Der RAM 13 speichert temporäre numerische Daten, Anzeigedaten und verschiedene Arten von Dateneingaben durch einen Bediener über eine Anzeige-/MDI-Einheit 70.
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Der SRAM 14 wird durch eine in der Figur nicht dargestellte Batterie unterstützt und ist als ein nichtflüchtiger Speicher konfiguriert, der seinen Speicherzustand auch dann aufrechterhält, wenn die numerische Steuervorrichtung 100 abgeschaltet ist. Der SRAM 14 speichert das über eine Schnittstelle 15 eingelesene Bearbeitungsprogramm, die Bearbeitungsprogrammeingaben über die Anzeige-/MDI-Einheit 70 und dergleichen. Zum Erzeugen und Editieren des Bearbeitungsprogrammes und zum Ausführen des Automatikbetrieb-Prozesses werden verschiedene Arten von Systemprogrammen zum Ausführen eines Editiermodus-Prozesses benötigt.
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Verschiedene Arten von Bearbeitungsprogrammen, wie beispielsweise das Bearbeitungsprogramm gemäß der vorliegenden Ausführungsform, werden über die Schnittstelle 15 oder die Anzeige-/MDI-Einheit 70 eingegeben und im SRAM 14 gespeichert.
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Die Schnittstelle 15 ermöglicht die Verbindung zwischen der numerischen Steuervorrichtung 100 und einer externen Vorrichtung 72, wie beispielsweise einem Anschluss. Die Bearbeitungsprogramme, verschiedene Arten von Parametern und dergleichen werden vonseiten der externen Vorrichtung 72 eingelesen. Das Bearbeitungsprogramm, das in der numerischen Steuervorrichtung 100 editiert wird, wird in einer externen Speichervorrichtung über die externe Vorrichtung 72 gespeichert. Die PMC (Programmable Machine Controller, programmierbare Maschinensteuerung) 16 gibt ein Signal an eine Hilfsvorrichtung des Bearbeitungswerkzeugs über eine Eingabe-/Ausgabe-Einheit 17 basierend auf einem in der numerischen Steuervorrichtung 100 gespeicherten Sequenzprogramm aus, um die Hilfsvorrichtung zu steuern. Die Hilfsvorrichtung des Bearbeitungswerkzeugs beinhaltet einen Aktor, wie beispielsweise eine Roboterhand zum Wechseln der Werkzeuge. Die PMC empfängt Signale von verschiedenen Arten von Schaltern auf einem in einem Hauptkörper des Bearbeitungswerkzeugs installierten Schaltpult, um eine notwendige Signalverarbeitung auszuführen und die Signale zur CPU 11 zu übertragen.
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Die Anzeige-/MDI-Einheit 70 ist eine manuelle Dateneingabevorrichtung einschließlich einer Anzeige, einer Tastatur und dergleichen. Die Schnittstelle 18 empfängt einen Befehl oder Daten von der Tastatur der Anzeige-/MDI-Einheit 70, um sie zur CPU 11 zu übertragen. Die Schnittstelle 19 ist mit dem Schaltpult 11 verbunden, einschließlich einem manuellen Impulsgeber o. Ä.
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Jeder der Achsensteuerungsschaltkreise 30 bis 34 einer jeden Achse empfängt von der CPU 11 einen Bewegungsmengebefehl von jeder Achse und gibt den Befehl von jeder Achse an Hilfsverstärker 40 bis 44 aus. Die Hilfsverstärker 40 bis 44 empfangen den Befehl und treiben Motoren 50 bis 54 einer jeden Achse an. Die Servomotoren 50 bis 54 einer jeden Achse beinhalten einen Positions-/Geschwindigkeitserfasser und geben das Geschwindigkeitsrückführsignal vom Positions-/Geschwindigkeitserfasser an die Achsensteuerungsschaltkreise 30 bis 34 für eine Rückführsteuerung der Position und Geschwindigkeit zurück. Im Blockdiagramm ist die Rückführung der Position und der Geschwindigkeit nicht dargestellt.
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Der Spindelsteuerungsschaltkreis 60 empfängt einen an das Bearbeitungswerkzeug gerichteten Spindelrotationsbefehl und gibt ein Spindelgeschwindigkeitssignal an einen Spindelverstärker 61 aus. Der Spindelverstärker 61 empfängt das Spindelgeschwindigkeitssignal und rotiert einen Spindelmotor 61 des Bearbeitungswerkzeugs bei der befohlenen Rotationsgeschwindigkeit und treibt das Werkzeug an.
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Der Spindelmotor 62 ist durch ein Getriebe oder einen Riemen an einen Positionscodierer 63 gekoppelt. Der Positionscodierer 63 gibt einen mit der Spindelrotation synchronisierten Rückführimpuls aus. Die CPU 11 liest den Rückführimpuls über den Bus 20.
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5 zeigt ein Funktionsblockdiagramm, das gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die numerische Steuervorrichtung 100 darstellt.
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Die numerische Steuervorrichtung 100 beinhaltet eine Annäherungsbahnberechnungseinheit 110, eine Manuellbetrieb-Annnäherungsbefehlseinheit 120, eine Annäherungsbetriebswechseleinheit 130, eine Steuereinheit 140 einer jeden Achse. Der SRAM 14 speichert die Informationen zum Wiederanlaufbearbeitungspunkt, die beim Unterbrechen der Bearbeitung gespeichert werden, und die Informationen zur Annäherungsregion, wie später beschrieben wird.
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Die Annäherungsbahnberechnungseinheit 110 führt den Annäherungsbahnberechnungsprozess, der später beschrieben wird, basierend auf den im SRAM 14 gespeicherten Informationen des Wiederanlaufbearbeitungspunkts und den Informationen zur aktuellen Werkzeugpositionsrückführung von den Servomotoren 50 bis 54 einer jeden Achse aus, um die Annäherungsbahn bis zum Wiederanlaufbearbeitungspunkt des Werkzeugs zu berechnen und den Annäherungsbefehl basierend auf der berechneten Annäherungsbahn bis zur Annäherungsbetriebswechseleinheit 130 auszugeben.
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Die Manuellbetrieb-Annnäherungsbefehlseinheit 120 weist die Funktion der Ausgabe einer Automatikbetrieb-Annäherungs-/Manuellbetrieb-Annäherungswechselanweisung und eines Bewegungsbefehls für die Manuellbetrieb-Annäherung an die Annäherungswechseleinheit 130 auf, während die Manuellbetrieb-Annnäherungsbefehlseinheit 120 Warninformationen oder dergleichen von der Annäherungsbetriebswechseleinheit 130 empfängt und die Warninformationen an die Anzeige-/MDI-Einheit 70 ausgibt.
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Die Annäherungsbetriebsänderungseinheit 130 wechselt den Annäherungsbetriebsmodus basierend auf der Anweisung des Bedieners, die von der Manuellbetrieb-Annnäherungsbefehlseinheit 120 oder dergleichen gesendet wird, sodass die Annäherungsbefehlseingaben von der Annäherungsbahnberechnungseinheit an die Steuereinheit 140 einer jeden Achse während des Automatikbetrieb-Modus ausgegeben werden, während der Annäherungsbefehl von der Manuellbetrieb-Annnäherungsbefehlseinheit an die Steuereinheit 140 einer jeden Achse während des Manuellbetrieb-Modus ausgegeben wird.
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Darüber hinaus bestimmt die Annäherungsbetriebsänderungseinheit 130 beim Empfang eines Befehls zum Ändern in den Automatikbetrieb von der Manuellbetrieb-Annnäherungsbefehlseinheit 120, ob die aktuelle Werkzeugposition, die von den Servomotoren 50 bis 54 von jeder Achse rückgeführt wurde, innerhalb der Annäherungsregion liegt, die von den im SRAM 14 gespeicherten Annäherungsregioninformationen festgelegt wird. Die Annäherungsbetriebsänderungseinheit 130 gibt Warninformationen an die Manuellbetrieb-Annnäherungsbefehlseinheit 120 aus, wenn die aktuelle Werkzeugposition nicht innerhalb des Annäherungsbereiches liegt.
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Die Steuereinheit 140 einer jeden Achse gibt basierend auf dem Befehl für jede Servomotoreingabe von der Annäherungsbetriebsänderungseinheit 130 einen Bewegungsbefehl an die Servomotoren 50 bis 54 aus.
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6 zeigt ein Flussdiagramm, das gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Annäherungsprozess darstellt.
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Im Flussdiagramm wird angenommen, dass der Grund für die Bearbeitungsunterbrechung gelöst wird. Zum Beispiel wird angenommen, dass der aktuelle Zustand der Zustand ist, bei dem, wenn die Bearbeitung aufgrund eines Werkzeugdefekts unterbrochen wird, das defekte Werkzeug aus der Unterbrechungsposition herausgezogen und zur Werkzeugaustauschposition bewegt wird, sodass das Werkzeug ausgetauscht wird.
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[Schritt SA01] Die Anzeige-/MDI-Einheit 70 zeigt einen Programmwiederanlaufbildschirm an und empfängt die Anweisung eines Blocks zum Wiederanlauf mit der Bearbeitung durch den Betrieb durch einen Bediener.
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[Schritt SA02] Nach der Blockauswahl durch den Bediener in Schritt SA01 wird mit dem Programmwiederanlauf-Modus begonnen. Zu diesem Zeitpunkt werden die Modusinformationen oder dergleichen automatisch zum Zustand bei der Unterbrechung wiederhergestellt.
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[Schritt SA03] Basierend auf den wiederhergestellten Modusinformationen in Schritt SA02 zeigt die Anzeige-/MDI-Einheit 70 den vom Bediener als nächstes durchzuführenden Betrieb und den aktuellen Zustand für den Wiederanlauf des Programms. Zum Beispiel wird die übrige Bewegungsmenge bis zum Wiederanlaufbearbeitungspunkt gezeigt, um klar und deutlich anzugeben, in welche Richtung sich die Achse in der Annäherung bewegen wird. Darüber hinaus wird der Bediener benachrichtigt, eine Manuellbetrieb-Annäherung durchzuführen, wenn die Automatikbetrieb-Annäherung gefährlich ist, da sich die Maschinenkoordinaten von den absoluten Koordinaten unterscheiden, was von der Koordinatenumwandlung verursacht wird.
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[Schritt SA04] Der Bediener wählt aus, ob er die Manuellbetrieb-Annäherung durchführt oder nicht. Wenn die Manuellbetrieb-Annäherung nicht ausgewählt wird, wird zur Automatikbetrieb-Annäherung aufgefordert und der Prozess geht zu Schritt SA06 über.
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[Schritt SA05] Der Bediener wird angewiesen, die Manuellbetrieb-Annäherung an die angestrebte Position des Wiederanlaufbearbeitungspunkts durchzuführen und die Manuellbetrieb-Annäherung wird gemäß den Eingaben in den Schaltpult 71 durchgeführt.
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[Schritt SA06] Die aktuelle Werkzeugposition wird während der Manuellbetrieb-Annäherung stets überwacht und der übrige Prozess wird übersprungen und die Annäherung an den Wiederanlaufbearbeitungspunkt wird als abgeschlossen bestimmt, wenn das Werkzeug den Wiederanlaufbearbeitungspunkt erreicht.
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[Schritt SA07] Die Annäherungsbetriebswechseleinheit 130 überprüft, ob zur Automatikbetrieb-Annäherung aufgefordert wird oder nicht. Der Prozess geht zu Schritt SA08 über, wenn zur Automatikbetrieb-Annäherung aufgefordert und mit der Manuellbetrieb-Annäherung wird fortgefahren, wenn nicht zur Automatikbetrieb-Annäherung aufgefordert wird.
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[Schritt SA08] Die Annäherungsbetriebsänderungseinheit 130 bestimmt, ob die aktuelle Position innerhalb der Annäherungsregion liegt oder nicht. Der Prozess geht zu Schritt SA09 über, wenn die aktuelle Position innerhalb der Annäherungsregion liegt, und der Prozess geht zu Schritt SA12 über, wenn die aktuelle Position nicht innerhalb der Annäherungsregion liegt.
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[Schritt SA09] Die Annäherungsbetriebsänderungseinheit 130 befiehlt der Annäherungsbahnberechnungseinheit 110, die Annäherungsbahn zu berechnen, um das Werkzeug zum Wiederanlaufbearbeitungspunkt zu bewegen und beginnt mit der Automatikbetrieb-Annäherung, wenn die aktuelle Position innerhalb der Annäherungsregion liegt. In der Automatikbetrieb-Annäherung wird die Werkzeugachse zuerst am Wiederanlaufbearbeitungspunkt in Werkzeugachsenrichtung eingestellt. Dann wird das Werkzeug entlang der Werkzeugachsenrichtung bewegt, sodass das Zusammentreffen des Werkzeugs mit dem Werkstück vermieden wird. Einzelheiten zur Automatikbetrieb-Annäherung werden später beschrieben.
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[Schritt SA10] Die Automatikbetrieb-Annäherung wird angehalten, wenn der Manuellbetrieb-Annäherungsbefehl vom Bediener während der Automatikbetrieb-Annäherung eingegeben wird und die Manuellbetrieb-Annäherung wird erneut durchgeführt. Demnach wird der manuelle Eingriff mit Leichtigkeit durchgeführt, wenn der Bediener die Möglichkeit eines Zusammentreffens nach dem Anlauf der Automatikbetrieb-Annäherung bemerkt hat.
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[Schritt SA11] Die aktuelle Werkzeugposition wird während der Automatikbetrieb-Annäherung stets überwacht. Die Annäherung an den Wiederanlaufbearbeitungspunkt wird als abgeschlossen bestimmt, wenn das Werkzeug den Wiederanlaufbearbeitungspunkt erreicht. Mit der Annäherung wird fortgefahren, wenn das Werkzeug den Wiederanlaufbearbeitungspunkt nicht erreicht.
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[Schritt SA12] Der Bediener wird benachrichtigt, das Werkzeug zur Annäherungsregion durch Manuellbetrieb zu bewegen und die Manuellbetrieb-Annäherung wird durchgeführt.
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7 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Annäherungsbahnberechnungsprozess darstellt, der in der Annäherungsbahnberechnungseinheit 110 ausgeführt wird.
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[Schritt SB01] Es wird bestimmt, ob das Werkzeug entlang der Werkzeugachsenrichtung gemäß dem Anforderungssignal oder dergleichen des Bedieners bewegt wird oder nicht. Die numerische Steuervorrichtung kann automatisch bestimmen, ob sie das Werkzeug basierend auf den Modusinformationen und dergleichen entlang der Werkzeugachsenrichtung bewegt oder nicht. Der Prozess geht zu Schritt SB02 über, wenn das Werkzeug entlang der Werkzeugachsenrichtung bewegt wird, und geht zu Schritt SB05 über, wenn das Werkzeug nicht entlang der Werkzeugachsenrichtung bewegt wird.
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[Schritt SB02] Es wird der nächstgelegene Punkt auf einer Linie der Werkzeugachsenrichtung berechnet. Das heißt, dass, wie in 3 gezeigt wird, eine lotrechte Linie „B“ von der aktuellen Werkzeugposition bis zur Linie „A“ der Werkzeugachsenrichtung nach unten gezogen wird, die durch die Wiederanlaufbearbeitung verläuft. Der Punkt, an dem sich die Linie „A“ und die lotrechte Linie „B“ kreuzen, ist der nächstgelegene Punkt auf einer Linie der Werkzeugachsenrichtung.
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[Schritt SB03] Die Achse des Werkzeugs wird in der Werkzeugachsenrichtung am Punkt des Wiederanlaufbearbeitungspunkts eingestellt, dann ist das Werkzeug am im Schritt SB02 berechneten nächstgelegenen Punkt positioniert. Das Werkzeug ist durch Bewegen einer jeden Achse nacheinander oder durch Bewegen des Werkzeugs entlang der lotrechten Linie „B“ positionierbar.
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[Schritt SB04] Das Werkzeug wird entlang der Werkzeugachsenrichtung zum Wiederanlaufbearbeitungspunkt bewegt, nachdem das Werkzeug am nächstgelegenen Punkt auf einer Linie in der Werkzeugachsenrichtung positioniert wird.
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[Schritt SB05] Das Werkzeug wird direkt am Wiederanlaufbearbeitungspunkt positioniert. Das Werkzeug ist durch Bewegen einer jeden Achse nacheinander oder durch Bewegen aller Achsen gleichzeitig mithilfe einer Linearinterpolation positionierbar.
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Im Folgenden wird die Annäherungsregion beschrieben. Die Annäherungsregion dient als Kriterium zur Bestimmung, ob das Werkzeug für die Automatikbetrieb-Annäherung in einer sicheren Position ist oder nicht. Wie in 6 gezeigt wird, bestimmt die numerische Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform, ob die aktuelle Position innerhalb der Annäherungsregion liegt, die für den Wiederanlaufbearbeitungspunkt eingestellt wird. Die Automatikbetrieb-Annäherung läuft an, wenn die aktuelle Position innerhalb der Annäherungsregion liegt, während der Bediener mit einer Warnung benachrichtigt wird, dass die direkte Annäherung durch den Automatikbetrieb gefährlich ist, und angewiesen wird, das Werkzeug durch die Manuellbetrieb-Annäherung zum Wiederanlaufbearbeitungspunkt zu bewegen, wenn die aktuelle Position nicht innerhalb der Annäherungsregion liegt.
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Beispiele, bei denen die Annäherungsregion eingestellt wird, werden anhand der 8A, 8B, 9A, 9B und 10 beschrieben.
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Die 8A, 8B zeigen ein Beispiel, bei dem die Annäherungsregion durch den festen Wert R basierend auf dem Wiederanlaufbearbeitungspunkt eingestellt ist. 8a zeigt ein Beispiel, bei dem die Annäherungsregion als ein Quadrat festgelegt wird, bei dem der Wiederanlaufbearbeitungspunkt an dessen Spitze positioniert ist und die Länge einer Seite davon dem festen Wert R entspricht. 8a zeigt ein Beispiel, bei dem die Annäherungsregion als ein Kreis festgelegt wird, dessen Radius dem festen Wert R entspricht. Die Beispiele basieren auf der Idee, dass es selbst bei Durchführung der Automatikbetrieb-Annäherung nicht gefährlich sein wird, wenn sich das sich Werkzeug dem Wiederanlaufbearbeitungspunkt bis zu einer zuvor bestimmten Entfernung annähert.
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Der feste Wert R ist vorher in der Einstellungsregion der numerischen Steuermaschine einstellbar oder kann dazu konfiguriert sein, durch im Programm befohlene Parameter-, Signal-, Modus-Werte o. Ä. festgelegt zu werden.
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Die 9A, 9B zeigen Darstellungen gemäß der Erfindung, bei dem die Annäherungsregion eingestellt wird, wenn der Bediener die Automatikbetrieb-Annäherung während der Automatikbetrieb-Annäherung zum Wiederanlaufbearbeitungspunkt anhält, um eine Manuellbetrieb-Annäherung durchzuführen. Die Annäherungsregion wird eingestellt als ein quaderförmiger Raum, dessen Diagonalline mit den Spitzen der Werkzeugposition beim Anlauf der Manuellbetrieb-Annäherung und am Wiederanlaufbearbeitungspunkt (9A) liegt, oder als ein kugelförmiger Raum, sodass die beiden Enden des Durchmessers der Werkzeugpunkt beim Anlauf der Manuellbetrieb-Annäherung und am Wiederanlaufbearbeitungspunkt sind (9B). Der Durchmesser beziehungsweise die Diagonallinie zeigen die Entfernung zwischen der Werkzeugposition beim Anlauf der Manuellbetrieb-Annäherung und am Wiederanlaufbearbeitungspunkt, und die Beispiele, die auf der Idee basieren, dass es selbst bei Durchführung der Automatikbetrieb-Annäherung nicht gefährlich sein wird, wenn sich das sich Werkzeug dem Wiederanlaufbearbeitungspunkt bis zur Anlaufposition des Manuellbetriebs nähert.
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10 zeigt eine Darstellung eines Beispiels, bei dem die Annäherungsregion als ein zylindrischer Raum innerhalb einer zuvor bestimmten Entfernung von einer Linie der Werkzeugachsenrichtung am Wiederanlaufbearbeitungspunkt, die durch den Wiederanlaufbearbeitungspunkt verläuft, eingestellt ist. Das Beispiel basiert auf der Idee, dass es eine sichere Region für die Automatikbearbeitung-Annäherung entlang der Werkzeugachsenrichtung bei Wiederanlauf der Bearbeitung aufgrund der Natur der Bearbeitung durch das Bearbeitungswerkzeug gibt, bei dem die Bearbeitung entlang der Werkzeugachsenrichtung durchgeführt wird.
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Die Länge und der Radius des Zylinders ist vorher in der Einstellungsregion der numerischen Steuermaschine einstellbar oder kann dazu konfiguriert sein, durch im Programm befohlenen Parameter-, Signal-, Modus-Werte o. Ä. festgelegt zu werden.
