DE102015120028B4

DE102015120028B4 - Steuerung zum Steuern einer Werkzeugmaschine mit Schnittbedingungsänderungsfunktion

Info

Publication number: DE102015120028B4
Application number: DE102015120028.7A
Authority: DE
Inventors: Yasuhiko KUROSUMI
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2014-11-26
Filing date: 2015-11-19
Publication date: 2019-02-14
Anticipated expiration: 2035-11-20
Also published as: CN105629887B; DE102015120028A1; CN105629887A; US20160147212A1; US9989957B2; JP6100747B2; JP2016097491A

Abstract

Eine Steuerung zum Steuern einer Werkzeugmaschine berechnet eine Abweichung einer Schnittlast basierend auf einer geänderten Drehzahl oder Vorschubgeschwindigkeit eines Werkzeugs in einem Bearbeitungsprogramm zur Bearbeitung eines Werkstücks, wenn die Drehzahl oder die Vorschubgeschwindigkeit geändert wird, und führt das Bearbeitungsprogramm aus, wenn die geänderte Drehzahl und/oder Vorschubgeschwindigkeit innerhalb der Bereiche von vorbestimmten oberen und unteren Grenzwerten liegen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerung zum Steuern einer Werkzeugmaschine und insbesondere eine Steuerung zum Steuern einer Werkzeugmaschine mit einer Funktion zum automatischen Ändern von Schnittbedingungen.
Beim Schneiden eines Werkstücks unter Verwendung einer Werkzeugmaschine können eine Werkzeugdrehzahl und eine Schnittvorschubgeschwindigkeit in einem Bearbeitungsprogramm manchmal modifiziert werden, um Schnittbedingungen in Abhängigkeit von der Situation zu ändern. Bei vielen differenzierten Bearbeitungsprogrammen werden Werkzeugdrehzahlen und Schnittvorschubgeschwindigkeiten an sehr vielen Stellen individuell festgelegt, und es ist äußerst mühsam, all diese Faktoren manuell zu modifizieren. Ferner ist es sehr zeitaufwändig, zu bestimmen, ob die geänderten Schnittbedingungen angemessen sind oder nicht, oder ob Bedingungen, die eine Schnittlast umfassen, innerhalb angemessener Bereiche liegen oder nicht.
Die Japanischen Patent-Auslegeschriften Nr. 2000-84794 und 2007-94458 sind Beispiele für Dokumente des Standes der Technik in Bezug auf eine automatische Änderung von Schnittbedingungen.
Bei einer herkömmlichen Werkzeugmaschine kann die Schnittvorschubgeschwindigkeit zur tatsächlichen Bearbeitung in Bezug auf eine Geschwindigkeit, die in einem Bearbeitungsprogramm eingestellt ist, dadurch geändert werden, dass die Einstellung für die Außerkraftsetzung der Schnittvorschubgeschwindigkeit durch einen Drehschalter oder dergleichen geändert wird. Die Drehzahl eines Werkzeugs kann auf die gleiche Weise geändert werden.
In den meisten Fällen wird die Einstellung dieser Art einheitlich auf das gesamte Bearbeitungsprogramm angewendet. Wenn gewünscht wird, dass die Änderung durch irgendein Mittel für jedes Werkzeug angewendet werden soll, wartet ein Maschinenarbeiter voraussichtlich vor einem Indikator der Werkzeugmaschine und ändert die Außerkraftsetzungseinstellung bei jeder Gelegenheit manuell.
Andererseits basiert die Japanische Patent-Auslegeschrift Nr. 2000-84794 zur Ausführung der automatischen Änderung von Schnittbedingungen auf einer automatischen Änderung für optimale Schnittbedingungen und schreibt keine absichtliche automatische Änderung von Schnittbedingungen innerhalb angemessener Bereiche vor. Diese Technik kann zum Beispiel eine Anforderung, „die Schnittbedingungen etwas herabzusetzen, um die Lebensdauer des Werkzeugs zu verlängern, obwohl die aktuellen Schnittbedingungen irgendwelche besonderen Probleme aufweisen“, nicht erfüllen.
Gemäß der Technik, die in der Japanischen Patent-Auslegeschrift Nr. 2007-94458 offenbart wird, kann außerdem nicht bestimmt werden, ob die geänderten Schnittbedingungen angemessen sind oder nicht, obgleich die zuvor erwähnte Anforderung erfüllt werden kann. Ferner betrifft diese Technik nur die Schnittvorschubgeschwindigkeit und kann Schnittbedingungsänderungen gemäß der Drehzahl einer Spindel und einer tatsächlichen Schnittlast nicht behandeln.
Die DE 30 38 427 A1 und die DE 33 48 159 C2 zeigen jeweils ein anpassungsfähiges numerisches Steuersystem für Werkzeugmaschinen.
Demgemäß besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Steuerung zum Steuern einer Werkzeugmaschine mit einer Funktion zum automatischen Ändern einer Schnittbedingung bereitzustellen.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerung für eine Werkzeugmaschine, die ein Werkstück gemäß einem Bearbeitungsprogramm bearbeitet. Die Steuerung umfasst: eine Werkzeug-Schnittbedingungseinstelleinheit, die so konfiguriert ist, dass sie entsprechende obere und untere Grenzwerte einer Drehzahl, einer Vorschubgeschwindigkeit und einer Schnittlast eines zur Bearbeitung verwendeten Werkzeugs einstellt; eine Änderungsbedingungseinstelleinheit, die so konfiguriert ist, dass sie einen Bereich und eine Bedingung zum Ändern der Drehzahl und/oder der Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs im Bearbeitungsprogramm einstellt; eine Lastberechnungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie die Schnittlast aus einer Abweichung zwischen der Schnittbedingung des Bearbeitungsprogramms vor der Änderung und der Schnittbedingung des Bearbeitungsprogramms nach der Änderung berechnet; und eine Bestimmungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie bestimmt, ob wenigstens eine von der geänderten Drehzahl, der geänderten Vorschubgeschwindigkeit und der berechneten Schnittlast innerhalb der Bereiche der entsprechenden von der Werkzeug-Schnittbedingungseinstelleinheit eingestellten oberen und unteren Grenzwerte der Drehzahl, der Vorschubgeschwindigkeit und der Schnittlast liegt oder nicht.
Die Steuerung kann so konfiguriert sein, dass sie das Bearbeitungsprogramm ausführt, wenn von der Bestimmungseinheit bestimmt wird, dass die Drehzahl oder die Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs, die von der Änderungsbedingungseinstelleinheit geändert wird, und die Schnittlast, die von der Lastberechnungseinheit berechnet wird, innerhalb der Bereiche der entsprechenden von der Werkzeug-Schnittbedingungseinstelleinheit eingestellten oberen und unteren Grenzwerte der Drehzahl, der Vorschubgeschwindigkeit und der Schnittlast liegen.
Die Steuerung kann ferner eine Anzeigeeinheit umfassen, die so konfiguriert ist, dass sie das Ergebnis der Bestimmung durch die Bestimmungseinheit anzeigt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Steuerung zum Steuern einer Werkzeugmaschine mit einer Funktion zum automatischen Ändern von Schnittbedingungen bereitgestellt werden.
Figurenliste
Die zuvor beschriebenen und andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, wobei:

1 ein Diagramm ist, das ein Beispiel einer Festlegung eines Schnittbedingungsbereichs für ein beliebiges Werkzeug (Werkzeug 1) darstellt;
2 ein schematisches Diagramm ist, das ein Beispiel eines Bearbeitungsprogramms darstellt;
3 ein Diagramm ist, das ein Beispiel darstellt, wobei Schnittbedingungen nicht automatisch für das gesamte Bearbeitungsprogramm geändert werden;
4 ein Diagramm ist, das ein Beispiel darstellt, wobei eine automatische Änderung der Schnittbedingungen auf das gesamte Bearbeitungsprogramm angewendet wird;
5 ein Diagramm ist, das ein Beispiel darstellt, wobei eine automatische Änderung der Schnittbedingungen nur auf einen festgelegten Bereich im Bearbeitungsprogramm angewendet wird;
6 ein Diagramm ist, das ein Beispiel darstellt, wobei eine Mehrzahl von eingestellten Bedingungen im Bearbeitungsprogramm angewendet wird;
7 ein Diagramm ist, das ein anderes Beispiel darstellt, wobei eine Mehrzahl von eingestellten Bedingungen im Bearbeitungsprogramm angewendet wird;
8 ein Flussdiagramm ist, das Vorgänge 2 bis 6 darstellt; und
9 ein Funktionsblockdiagramm einer Steuerung zum Steuern einer Werkzeugmaschine mit einer Schnittbedingungsänderungsfunktion gemäß der vorliegenden Erfindung ist.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

In der vorliegenden Erfindung wird einer Werkzeugmaschine eine Funktion zum automatischen Ändern einer Schnittbedingung gemäß Vorgängen 1 bis 6 verliehen, die nachstehend in Tabelle 1 dargestellt sind. Tabelle 1 stellt Arbeitsvorgänge zum automatischen Ändern der Schnittbedingung gemäß der vorliegenden Erfindung dar. [Tabelle 1]

•	Vorgang 1:	Die Ausführung der Schnittbedingung wird in Betracht gezogen (Ausführender: Maschinenarbeiter oder Leiter des Produktionsbereichs).

•	Vorgang 2:	Obere und untere Grenzwerte der Schnittbedingung werden für jedes Werkzeug eingegeben (Ausführender: Maschinenarbeiter oder Leiter des Produktionsbereichs).

•	Vorgang 3:	Die Bedingungen für die automatische Änderung der Schnittbedingung werden eingestellt (Ausführender: Maschinenarbeiter oder Leiter des Produktionsbereichs).

•	Vorgang 4:	Ein Bearbeitungsprogramm wird gestartet (Ausführender: Maschinenarbeiter, Leiter des Produktionsbereichs oder externe Vorrichtung der Werkzeugmaschine).

•	Vorgang 5:	Die Änderung der Schnittbedingung wird gemäß den Schnittinhalten (die eine Bestimmung dessen umfassen, ob die geänderte Schnittbedingung mit einer eingestellten Bedingung übereinstimmt oder nicht) auf das laufende Bearbeitungsprogramm angewendet (Ausführender: Maschinenarbeiter oder Leiter des Produktionsbereichs).

•	Vorgang 6:	Das Bearbeitungsprogramm wird gestoppt (Ausführender: Werkzeugmaschine (automatische Ausführung)).

Das Folgende ist eine Beschreibung von detaillieren Beispielen der Vorgänge in Tabelle 1.
<Vorgang 1> Korrektheit der Schnittbedingungsänderung
Ein Maschinenarbeiter oder der Leiter des Produktionsbereichs bestimmt, ob die Schnittbedingung für das aktuelle Bearbeitungsprogramm geändert werden soll oder nicht.
<Vorgang 2> Eingabe von oberen und unteren Grenzwerten der Schnittbedingung für jedes Werkzeug
Der Maschinenarbeiter oder der Leiter des Produktionsbereichs gibt die oberen und unteren Grenzwerte der Schnittbedingung für jedes Werkzeug in das Werkzeug ein, das bei der Schneidarbeit verwendet wird, die durchgeführt werden soll. Die Werkzeugmaschine sollte mit Eingabemitteln für diese Werte und Mitteln zum Speichern der Eingabewerte versehen sein.

Das Eingabemittel umfasst Mittel, die so konfiguriert sind, dass sie zum Beispiel Inhalte von Tabelle 2 manuell oder automatisch eingeben. Tabelle 2 stellt Beispiele von Eingabeelementen für die oberen und unteren Grenzwerte der Schnittbedingung für jedes Werkzeug dar. Tabelle 2 kann durch polygonale Mittel, wie beispielsweise jene, die in 1 dargestellt sind, zum grafischen Anzeigen und Festlegen eines Schnittbedingungsbereichs, ersetzt werden. 1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Festlegung eines Schnittbedingungsbereichs für ein beliebiges Werkzeug (Werkzeug 1) darstellt. [Tabelle 2]

Werkzeug Nr.	Schnittbedingung	oberer Grenzwert	unterer Grenzwert
T1	Werkzeugdrehzahl	10.000 min^-1	9.000 min^-1
	Vorschubgeschwindigkeit	6.000 mm/min	5.000 mm/min
	Schnittlast	120 %	80%
T2	Werkzeugdrehzahl	6.000 min^-1	5.000 min^-1
	Vorschubgeschwindigkeit	4.000 mm/min	3.500 mm/min
	Schnittlast	150 %	90%

Ferner werden in der vorstehenden Beschreibung „Werkzeugdrehzahl“ und „Vorschubgeschwindigkeit“, die im Bearbeitungsprogramm eigens festgelegt werden, als Beispiele von einzugebenden Bedingungen dargestellt. Alternativ können jedoch auch „Umfangsgeschwindigkeit der Werkzeugdrehung“, „Tiefe des Schnitts pro Werkzeugschneide“ und dergleichen als Beispiele angegeben werden. In diesem Fall ist es ratsam, Mittel bereitzustellen, die imstande sind, eine Umsetzung in der Werkzeugmaschine in geeigneter Weise auszuführen, um die Schnittbedingung unter Verwendung der auf diese Weise umgesetzten „Werkzeugdrehzahl“ und „Vorschubgeschwindigkeit“ zu bestimmen.
Diese Bedingungen können manuell oder durch Mittel eingegeben werden, die zum automatischen Eingeben des Schnittbedingungsbereichs imstande sind, wenn eine Modellnummer oder eine Kontrollnummer des betreffenden Werkzeugs aus einer Datenbank festgelegt wird, die in der Werkzeugmaschine vorher bereitgestellt wird.
In einigen Fällen können die oberen und unteren Grenzwerte für jedes Werkzeug außerdem in Abhängigkeit vom zu schneidenden Material und der Art von Bearbeitung (Roh- oder Endbearbeitung) variieren. Daher kann die Einstellung einer Mehrzahl von oberen Grenzwerten und einer Mehrzahl von unteren Grenzwerten für jedes Werkzeug ermöglicht werden, damit sie gemäß dem Material geändert werden können.
Außerdem wird voraussichtlich auch ein oberer oder unterer Grenzwert für eine Schnittlast ebenso wie für die Werkzeugdrehzahl und die Vorschubgeschwindigkeit eingestellt. Obwohl der obere Grenzwert problemlos einzeln eingestellt werden kann, ist zu erwarten, dass die Schnittlast stark reduziert wird, wenn das Werkzeug vollständig unterbrochen und getrennt wird und nicht mehr Kontakt mit einem Werkstück ist. Demnach kann die vollständige Unterbrechung und Trennung des Werkzeugs zum Beispiel durch Bereitstellen des unteren Grenzwerts bis zu einem gewissen Grad geschätzt werden.
Es können zum Beispiel die folgenden Mittel zum Berechnen der Schnittlast verwendet werden:
• Mittel 1: Automatische Berechnung basierend auf Abweichungen von Spindeldrehzahl und Schnittvorschubgeschwindigkeit
Wenn die Spindeldrehzahl in einem angemessenen Bedingungsbereich erhöht wird, nimmt die Schnittlast umgekehrt proportional dazu ab. Wenn die Schnittvorschubgeschwindigkeit dagegen erhöht wird, nimmt die Schnittlast proportional dazu zu. Demnach kann die Abweichungs-/Änderungsrate der Schnittlast durch automatische Berechnung basierend auf Abweichungen der Werkzeugdrehzahl und der Schnittvorschubgeschwindigkeit geschätzt werden.
• Mittel 2: Änderung des Stroms, der während des Schneidens durch Werkzeugdrehmotor (Spindelmotor) und Vorschubachsenmotor fließt
Im Allgemeinen tendiert die notwendige Schnittleistung dazu, sowohl für Werkzeugdrehung als auch Achsenvorschub zuzunehmen, wenn Schnittbedingungen angehoben werden oder wenn ein Werkzeug oder eine Schneideeinrichtung beschädigt oder abgenutzt ist. Der Strom, der durch einen Werkzeugdrehmotor und einen Vorschubachsenmotor fließt, wird erhöht, um die zum Schneiden erforderliche Leistung auszugeben. Daher wird die Schnittlast durch Bestimmen des Grades der Änderung des Stroms während des Schneidens zum Beispiel basierend auf einem „Nennstrom des Motors“ oder „Motorstrom zum Schneiden mit einem unbeschädigten Werkzeug“ als einem im Voraus gespeicherten Referenzwert geschätzt. Wenn der Schneidstrom den Referenzwert überschreitet, dann zeigt dies an, dass die Last erhöht ist. Wenn der Schneidstrom dagegen unter den Referenzwert abfällt, dann zeigt dies an, dass die Last reduziert ist.
Der Motorstromwert kann durch zusätzliches Verwenden eines Stromsensors gemessen oder durch Kommunikation mit einer Steuerung für den Spindelmotor oder den Vorschubachsenmotor abgelesen werden. Für eine herkömmliche Werkzeugmaschine ist das letztere Verfahren vorzuziehen, da keine zusätzliche Vorrichtung verwendet wird.
• Mittel 3: Änderung des Leistungsverbrauchs für Werkzeugdrehmotor (Spindelmotor) und Vorschubachsenmotor während des Schneidens
Mittel 3 unterscheidet sich von Mittel 2 nur dadurch, dass der Leistungsverbrauch anstelle des Motorstroms verwendet wird. Konkret wird die Schnittlast durch Bestimmen des Grades der Änderung des Leistungsverbrauchs während des Schneidens zum Beispiel basierend auf einem „Nennleistungsverbrauch des Motors“ oder „Leistungsverbrauch zum Schneiden mit einem unbeschädigten Werkzeug“ als einem im Voraus gespeicherten Referenzwert geschätzt. Das Mittel zum Messen des Leistungsverbrauchs soll außerdem mit Mittel 2 übereinstimmen.
• Mittel 4: Änderung des Schalldruckpegels und der Frequenzantwort von Schall, der während des Schneidens erzeugt wird
Im Allgemeinen nimmt der Schalldruckpegel von Schall, der während der Bearbeitung erzeugt wird, mit zunehmender Last zu, wenn Schnittbedingungen angehoben werden oder wenn ein Werkzeug oder eine Schneideeinrichtung beschädigt oder abgenutzt ist. Folglich ändert sich die Frequenzantwort in vielen Fällen.
Als Beispiel wird die Schnittlast geschätzt durch Vergleichen des Schalldruckpegels oder der Frequenzantwort während des Schneidens mit der „Lautstärke und Frequenzantwort von Schall, der erzeugt wird, wenn Schneiden ohne Werkzeugbeschädigung oder - abnutzung erfolgt“, die im Voraus als Referenzwerte gespeichert werden. Die Schnittlast kann auch allein aus der Änderung des Schalldruckpegels geschätzt werden. Wenn die Änderung der Frequenzantwort ebenfalls im Voraus geprüft wird, kann jedoch geschätzt werden, dass das Schneiden gewissen Änderungsfaktoren ausgesetzt war, wenn „sich die Frequenzantwort ohne jegliche Änderung des Schalldruckpegels geändert hat“.
Es könnte ein Mikrofon oder dergleichen als das Messmittel installiert werden. Ferner sollte die Steuerung innerhalb mit Verarbeitungsmitteln zum Durchführen von arithmetischer Verarbeitung zum Analysieren des Schalldruckpegels und der Frequenzantwort, Speichern und Vergleichen versehen sein.
• Mittel 5: Änderung des Pegels und der Frequenzantwort von mechanischer Schwingung, die während des Schneidens erzeugt wird
Mechanische Schwingung wird anstelle des Schalls verwendet, der bei Mittel 4 verwendet wird. Konkret werden „der Pegel und die Frequenzantwort von mechanischer Schwingung, die während des Schneidens ohne Werkzeugbeschädigung oder - abnutzung erzeugt wird“, zum Beispiel als Referenzwerte gespeichert, und der Pegel oder die Frequenzantwort der mechanischen Schwingung während des Schneidens wird mit seinem/ihrem entsprechenden Referenzwert verglichen. Vorzugsweise wird die Frequenzantwort als ein Hilfsentscheidungskriterium verwendet, und die Hauptentscheidung wird basierend auf der Änderung des Schwingungsegels getroffen. Es könnte ein Schwingungsmesser oder dergleichen als das Messmittel installiert werden.
Die Berechnung der Schnittlast ist nicht auf die zuvor beschriebene Ausführung von Mittel 1 bis 5 beschränkt. Gemäß Mittel 4 und 5 kann jedoch in Betracht gezogen werden, dass Schwankungen auch von bestimmten anderen Faktoren als Bearbeitungsbedingungen abhängen. Vorzugsweise sollten daher Mittel 4 und 5 in Kombination mit einem von Mittel 1 bis 3 verwendet werden, statt einzeln verwendet zu werden.
Im Falle von Mittel 1 kann vor der Ausführung des Schneidens bestimmt werden, ob die Bearbeitungslast innerhalb eines angemessenen Bereichs liegt oder nicht, das heißt, es muss keine Probebearbeitung durchgeführt werden. Im Falle von Mittel 2 bis 5 dagegen ist Probebearbeitung (Bearbeitungstest) praktisch unerlässlich.
<Vorgang 3> Automatische Änderungsbedingungseinstellung für eine Schneidbedingungen

Der Maschinenarbeiter oder der Leiter des Produktionsbereichs führt Untersuchungen darüber durch, wie eine Schnittbedingung, die im aktuellen Bearbeitungsprogramm eingestellt ist, automatisch geändert werden soll, und führt dann diese Einstellung aus. Die Werkzeugmaschine sollte mit Eingabemitteln und Speichermitteln für diese Einstellungen versehen sein. Tabelle 3 und 4 stellen Beispiele der Einstellungen dar. Tabelle 3 stellt ein Eingabeelementbeispiel 1 für Schnittbedingungsänderungsinhalte für jedes Werkzeug dar. Tabelle 4 stellt ein Eingabeelementbeispiel 2 für Schnittbedingungsänderungsinhalte für jedes Werkzeug dar. [Tabelle 3]

A.	Automatische Schnittbedingungsänderungsfunktion (Einstellung von Bedingung 1)
	A1:	Einstellung von Anwendungsbereich (Auswahl von einem von (1) bis (3) unten)
		(1)	Anwendung auf gesamtes Bearbeitungsprogramm
		(2)	Anwendung nur auf einen festgelegten Bereich des Bearbeitungsprogramms
		(3)	Keine Anwendung
	A2:	Werkzeugdrehzahl (Auswahl von einem von (1) bis (3) unten; die Werte ‚○‘ oder ‚□‘ werden eingegeben, wenn (2) oder (3) ausgewählt wird)
		(1)	Keine Änderung
		(2)	Erhöhen um ○ %
		(3)	Reduzieren um □ %
	A3:	Schnittgeschwindigkeit (Auswahl von einem von (1) bis (3); die Werte ‚○‘ oder ‚□‘ werden eingegeben, wenn (2) oder (3) ausgewählt wird)
		(1)	Keine Änderung
		(2)	Erhöhen um ○ %
		(3)	Reduzieren um □ %
B.	Automatische Schnittbedingungsänderungsfunktion (Einstellung von Bedingung 2)
	B1:	Einstellung von Anwendungsbereich (Auswahl von einem von (1) bis (3))
		(1)	Anwendung auf gesamtes Bearbeitungsprogramm
		(2)	Anwendung nur auf einen festgelegten Bereich des Bearbeitungsprogramms
		(3)	Keine Anwendung
	B2:	Werkzeugdrehzahl (Auswahl von einem von (1) bis (3); die Werte ‚□‘ oder ‚□‘ werden eingegeben, wenn (2) oder (3) ausgewählt wird)
		(1)	Keine Änderung
		(2)	Erhöhen um ○ %
		(3)	Reduzieren um □ %
	B3:	Schnittgeschwindigkeit (Auswahl von einem von (1) bis (3); die Werte ‚○‘ oder ‚□‘ werden eingegeben, wenn (2) oder (3) ausgewählt wird)
		(1)	Keine Änderung
		(2)	Erhöhen um ○ %
		(3)	Reduzieren um □ %
C.	......
	:
	:

[Tabelle 4]

A.	Automatische Schnittbedingungsänderungsfunktion (Einstellung von Bedingung 1)
	A1:	Einstellung von Anwendungsbereich (Auswahl von einem von (1) bis (3))
		(1)	Anwendung auf gesamtes Bearbeitungsprogramm
		(2)	Anwendung nur auf einen festgelegten Bereich des Bearbeitungsprogramms
		(3)	Keine Anwendung
	A2:	Werkzeugdrehzahl (Auswahl von einem von (1) bis (3); die Werte ‚○‘ oder ‚□‘ werden eingegeben, wenn (2) oder (3) ausgewählt wird)
		(1)	Keine Änderung
		(2)	Erhöhen um ○ min^-1
		(3)	Reduzieren um □ min^-1
	A3:	Schnittgeschwindigkeit (Auswahl von einem von (1) bis (3); die Werte ‚○‘ oder ‚□‘ werden eingegeben, wenn (2) oder (3) ausgewählt wird)
		(1)	Keine Änderung
		(2)	Erhöhen um ○ min^-1
		(3)	Reduzieren um □ min^-1
B.	Automatische Schnittbedingungsänderungsfunktion (Einstellung von Bedingung 2)
	B1:	Einstellung von Anwendungsbereich (Auswahl von einem von (1) bis (3))
		(1)	Anwendung auf gesamtes Bearbeitungsprogramm
		(2)	Anwendung nur auf einen festgelegten Bereich des Bearbeitungsprogramms
		(3)	Keine Anwendung
	B2:	Werkzeugdrehzahl (Auswahl von einem von (1) bis (3); die Werte ‚○‘ oder ‚□‘ werden eingegeben, wenn (2) oder (3) ausgewählt wird)
		(1)	Keine Änderung
		(2)	Erhöhen um ○ min^-1
		(3)	Reduzieren um □ min^-1
	B3:	Schnittgeschwindigkeit (Auswahl von einem von (1) bis (3); die Werte ‚○‘ oder ‚□‘ werden eingegeben, wenn (2) oder (3) ausgewählt wird)
		(1)	Keine Änderung
		(2)	Erhöhen um ○ min^-1
		(3)	Reduzieren um □ min^-1
C.	......
	:
	:

Wie im Fall von Vorgang 2 sind diese Eingabeformen, Eingabeinhalte und Eingabemittel nicht speziell eingeschränkt.
Das Folgende ist eine ergänzende Erläuterung der „Einstellung des Anwendungsbereichs“ in Tabelle 3 und 4 basierend auf der Veranschaulichung eines Anwendungsbeispiels. Das Blockdiagramm von 2 stellt eine Übersicht des Bearbeitungsprogramms dar.
Wenn „(3) Keine Anwendung“ in „Einstellung von Anwendungsbereich“ ausgewählt wird, wird keine Änderung angewendet, auch wenn Änderungsbedingungen, wie beispielsweise die Werkzeugdrehzahl und die Schnittvorschubgeschwindigkeit, eingestellt sind (siehe 3).
Wenn dagegen „(1) Anwendung auf das gesamte Bearbeitungsprogramm“ in „Einstellung von Anwendungsbereich“ ausgewählt wird, werden die Änderungsbedingungen, welche die Werkzeugdrehzahl und die Schnittvorschubgeschwindigkeit umfassen, auf das gesamte Bearbeitungsprogramm angewendet (siehe 4).
Wenn außerdem „(2) Anwendung nur auf einen festgelegten Bereich des Bearbeitungsprogramms“ in „Einstellung von Anwendungsbereich“ ausgewählt wird, werden die Änderungsbedingungen, welche die Werkzeugdrehzahl und die Schnittvorschubgeschwindigkeit umfassen, nur auf einen festgelegten Bereich angewendet, indem ein Programmcode zum Festlegen des Bereichs im Bearbeitungsprogramm hinzugefügt wird oder separat Mittel zum Festlegen des Anwendungsbereichs bereitgestellt werden (siehe 5).
Außerdem kann die Schnittbedingung durch Einstellen einer Mehrzahl von Bedingungen und der entsprechenden Anwendungsbereiche der eingestellten Bedingungen umfangreich geändert werden, wie in 6 und 7 dargestellt. Wenn die festgelegten Bedingungen doppelt oder widersprüchlich sind, ist es jedoch ratsam, die Werkzeugmaschine mit Mitteln zum Ausgeben einer Meldung diesbezüglich oder einer Funktion zum vorzugsweisen Anwenden einer der Bedingungen zu versehen. In einigen Fällen können Mittel zum selektiven Einstellen des durchzuführenden Prozesses vorgesehen sein.
5 bis 7 stellen Beispiele dar, wobei verschiedene Schnittbedingungen für verschiedene Werkzeuge geändert werden. Ob eine Änderung der Schnittbedingungen angewendet werden soll oder nicht, und die Inhalte der zu ändernden Bedingungen können jedoch auch im Falle einer Bearbeitung unter Verwendung eines Werkzeugs geändert werden. Als Ergebnis werden die folgenden Beispiele ermöglicht.

(I) Wenn ein und dasselbe Werkzeug zum Schneiden in zwei verschiedenen Richtungen oder Positionen verwendet wird, werden die Schnittbedingungen nur auf den zweiten Zyklus der Bearbeitung angewendet.
(II) Wenn ein und dasselbe Werkzeug sowohl für Rohbearbeitung als auch Endbearbeitung verwendet wird, wird die Rohbearbeitung gemäß einem anfänglichen Bearbeitungsprogramm durchgeführt, und die Endbearbeitung wird gemäß den geänderten Schnittbedingungen durchgeführt.

Wenn die geänderten Schnittbedingungen von angemessenen Schnittbedingungsbereichen in den Anwendungsbeispielen, die in 3 bis 7 dargestellt sind, abweichen, sollte eine der folgenden Funktionen vorbereitet sein.

(a) Das Bearbeitungsprogramm wird vorübergehend gestoppt, und es wird eine Meldung diesbezüglich gesendet.
(b) Die Änderung der Bearbeitungsbedingungen wird aufgehoben, und das Schneiden erfolgt gemäß den Bedingungen, die vom ursprünglichen Bearbeitungsprogramm festgelegt sind.
(c) Das Schneiden erfolgt gemäß Schnittbedingungen, die innerhalb von angemessenen Bereichen automatisch modifiziert werden.

In einigen Fällen können Mittel zum selektiven Einstellen eines der vorstehenden Prozesse (a) bis (c), die durchgeführt werden sollen, vorgesehen sein. Wenn der Prozess (c) durchgeführt werden soll, wird eine automatische Modifikation im folgenden Vorgang zum Beispiel basierend auf den nachstehenden Fällen (1) bis (4) ausgeführt.
Fall (1): Wenn die Werkzeugdrehzahl und/oder die Schnittvorschubgeschwindigkeit über einem angemessenen Bereich sind,
dann wird der Wert automatisch in ein Maximum innerhalb eines angemessenen Bereichs umgeändert. Es wird jedoch vor dem tatsächlichen Schneiden nochmals automatisch bestätigt, ob die Schnittlast innerhalb eines angemessenen Bereichs ist oder nicht.
Fall (2): Wenn die Werkzeugdrehzahl und/oder die Schnittvorschubgeschwindigkeit unter einem angemessenen Bereich sind,
dann wird der Wert automatisch in ein Minimum innerhalb eines angemessenen Bereichs umgeändert. Es wird jedoch vor dem tatsächlichen Schneiden nochmals automatisch bestätigt, ob die Schnittlast innerhalb eines angemessenen Bereichs ist oder nicht.
Fall (3): Wenn die Schnittlast über einem angemessenen Bereich ist,
dann wird die Werkzeugdrehzahl automatisch erhöht, und/oder die Schnittvorschubgeschwindigkeit wird automatisch reduziert. Es wird jedoch vor dem tatsächlichen Schneiden nochmals automatisch bestätigt, ob ein modifizierter Wert innerhalb eines angemessenen Bereichs ist oder nicht.
Fall (4): Wenn die Schnittlast unter einem angemessenen Bereich ist,
dann wird die Werkzeugdrehzahl automatisch reduziert, und/oder die Schnittvorschubgeschwindigkeit wird automatisch erhöht. Es wird jedoch vor dem tatsächlichen Schneiden nochmals automatisch bestätigt, ob ein modifizierter Wert innerhalb eines angemessenen Bereichs ist oder nicht.
<Vorgang 4> Starten des Bearbeitungsprogramms
Die Werkzeugmaschine startet das Bearbeitungsprogramm in Reaktion auf die Ausführung durch den Maschinenarbeiter oder den Leiter des Produktionsbereichs oder ein Eingangssignal von außerhalb der Werkzeugmaschine. Wenn jedoch eine derartige Funktion installiert ist, dass, „wenn die festgelegten Bedingungen doppelt oder widersprüchlich sind, eine Meldung diesbezüglich gesendet wird“ oder „wenn die geänderten Schnittbedingungen von angemessenen Schnittbedingungsbereichen abweichen, das Bearbeitungsprogramm vorübergehend gestoppt wird, und eine Meldung diesbezüglich gesendet wird“, kann die Meldung gesendet werden, bevor das Bearbeitungsprogramm gestartet wird.
<Vorgang 5> Anwendung einer Schnittbedingungsänderung auf ein laufendes Bearbeitungsprogramm basierend auf eingestellten Inhalten
Die Werkzeugmaschine führt das Schneiden basierend auf einer Anwendung der Schnittbedingungsänderung auf das ursprüngliche Bearbeitungsprogramm gemäß vorbestimmten Bedingungen durch.
<Vorgang 6> Unterbrechung des Bearbeitungsprogramms
Die Werkzeugmaschine beendet und unterbricht das Bearbeitungsprogramm in Reaktion auf einen Befehlscode im Bearbeitungsprogramm. In Abhängigkeit vom Befehlscode im Bearbeitungsprogramm kann automatisch das Schneiden einer anderen Komponente gestartet werden.
8 ist ein Flussdiagramm, das die Vorgänge 2 bis 6 darstellt. Die Vorgänge 2 bis 6 sind nicht auf jene beschränkt, die im Flussdiagramm von 8 dargestellt sind. Insbesondere können jene Schritte, die im Flussdiagramm von 8 von einer gestrichelten Linie umgeben sind, vor dem Start des Bearbeitungsprogramms ausgeführt werden. Das Folgende ist eine sequenzielle Beschreibung der Verarbeitungsschritte, die in diesem Flussdiagramm dargestellt sind.

[Schritt sa01] Die automatische Schnittbedingungsänderungsfunktion wird eingestellt, und es werden obere und untere Grenzwerte der Schnittbedingungen eingegeben (Vorgänge 2 und 3).
[Schritt sa02] Das Bearbeitungsprogramm wird gestartet.
[Schritt sa03] Es wird bestimmt, ob die Einstellung der automatischen Schnittbedingungsänderungsfunktion aktiviert oder deaktiviert ist. Wenn die Einstellung aktiviert ist, geht die Verarbeitung zu Schritt sa04 über. Wenn die Einstellung deaktiviert ist, geht die Verarbeitung zu Schritt sa12 über.
[Schritt sa04] Es wird bestimmt, ob es einen anwendbaren Bereich der automatischen Schnittbedingungsänderungsfunktion im Bearbeitungsprogramm gibt. Wenn es den anwendbaren Bereich gibt, geht die Verarbeitung zu Schritt sa05 über. Wenn nicht (NEIN), geht die Verarbeitung zu Schritt sa06 über.
[Schritt sa05] Es wird bestimmt, ob die geänderten Schnittbedingungen innerhalb von angemessenen Bereichen sind. Wenn die Schnittbedingungen innerhalb der angemessenen Bereiche sind, geht die Verarbeitung zu Schritt sa09 über. Wenn nicht (NEIN), geht die Verarbeitung zu Schritt sa06 über.
[Schritt sa06] Es wird die Einstellung für einen Fall bestätigt, in welchem die automatische Schnittbedingungsänderungsfunktion nicht anwendbar ist. Wenn die Schnittbedingungen automatisch modifiziert werden, geht die Verarbeitung zu Schritt sa07 über. Wenn die Ausführung des Bearbeitungsprogramms unterbrochen werden soll, geht die Verarbeitung zu Schritt sa08 über. Wenn das Bearbeitungsprogramm ohne Änderung ausgeführt werden soll, geht die Verarbeitung zu Schrittsa12 über.
[Schritt sa07] Die Schnittbedingungen werden automatisch modifiziert, woraufhin die Verarbeitung zu Schritt sa05 übergeht.
[Schritt sa08] Die Ausführung des Bearbeitungsprogramms wird unterbrochen, und die Unterbrechung der Ausführung wird gemeldet.
[Schritt sa09] Es wird bestimmt, ob der Anwendungsbereich der automatischen Schnittbedingungsänderungsfunktion im Bearbeitungsprogramm das gesamte Programm oder nur einen festgelegten Bereich umfasst. Wenn der Anwendungsbereich nur der festgelegte Bereich ist, geht die Verarbeitung zu Schritt sa10 über. Wenn der Anwendungsbereich das gesamte Programm umfasst, geht die Verarbeitung zu Schritt sa11 über.
[Schritt sa10] Das Bearbeitungsprogramm wird unter Anwendung der Änderung der Schnittbedingungen innerhalb seines festgelegten Bereichs ausgeführt, woraufhin das Programm endet.
[Schritt sa11] Das Bearbeitungsprogramm wird unter Anwendung der Änderung der Schnittbedingungen seinen gesamten Bereich ausgeführt, woraufhin das Programm endet.
[Schritt sa12] Das Bearbeitungsprogramm wird ohne Änderung ausgeführt, woraufhin das Programm endet.

9 ist ein Diagramm, das eine Steuerung zum Steuern einer Werkzeugmaschine mit der Schnittbedingungsänderungsfunktion gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
Die Werkzeugmaschine wird von einer Steuerung 10 gesteuert, um ein Werkstück gemäß einem Bearbeitungsprogramm zu bearbeiten. Die Steuerung 10 umfasst eine Werkzeug-Schnittbedingungseinstelleinheit 11, die so konfiguriert ist, dass sie entsprechende obere und untere Grenzwerte einer Drehzahl, einer Vorschubgeschwindigkeit und einer Schnittlast eines zur Bearbeitung verwendeten Werkzeugs einstellt, eine Änderungsbedingungseinstelleinheit 12, die so konfiguriert ist, dass sie einen Bereich und eine Änderungsbedingung für eine Änderung der Drehzahl und/oder der Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs im Bearbeitungsprogramm einstellt, eine Lastberechnungseinheit 13, die so konfiguriert ist, dass sie die Schnittlast aus einer Abweichung zwischen der Schnittbedingung des Bearbeitungsprogramms vor der Änderung und der Schnittbedingung des Bearbeitungsprogramms nach der Änderung berechnet, eine Bestimmungseinheit 14, die so konfiguriert ist, dass sie bestimmt, ob die geänderte Drehzahl und/oder Vorschubgeschwindigkeit und/oder die berechnete Schnittlast innerhalb der Bereiche der entsprechenden von der Werkzeug-Schnittbedingungseinstelleinheit eingestellten oberen und unteren Grenzwerte der Drehzahl, der Vorschubgeschwindigkeit und der Schnittlast liegen oder nicht, eine Bearbeitungsprogramm-Ausführungseinheit 15, die so konfiguriert ist, dass sie das Bearbeitungsprogramm ausführt, wenn von der Bestimmungseinheit 14 bestimmt wird, dass die geänderte Drehzahl und Vorschubgeschwindigkeit und die berechnete Schnittlast innerhalb der Bereiche der entsprechenden von der Werkzeug-Schnittbedingungseinstelleinheit eingestellten oberen und unteren Grenzwerte der Drehzahl, der Vorschubgeschwindigkeit und der Schnittast liegen, und eine Anzeigeeinheit 16, die so konfiguriert ist, dass sie das Ergebnis der Bestimmung durch die Bestimmungseinheit 14 anzeigt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Steuerung zum Steuern einer Werkzeugmaschine mit einer Funktion zum automatischen Ändern einer Schnittbedingung bereitgestellt werden. Konkret können gemäß der vorliegenden Erfindung die folgenden Anforderungen von oder Probleme mit einem Maschinenarbeiter oder einem Leiter des Produktionsbereichs gelöst werden.

(1) Wenn die Zykluszeit lange genug ist, werden die Schnittbedingungen innerhalb angemessener Bereiche herabgesetzt, so dass die Last auf das Schneidwerkzeug reduziert wird, um die Nutzungsdauer des Werkzeugs zu verlängern (Verlängerung der Lebensdauer des Werkzeugs).
(2) Wenn die Schnittbedingungen noch nicht kritisch sind, werden sie innerhalb der angemessenen Bereiche angehoben, um die Zykluszeit zu verkürzen.
(3) Die Feineinstellung des Bearbeitungsprogramms zum Lösen der Anforderung oder des Problems, die/das in Punkt (1) oder (2) beschrieben wird, wird vereinfacht, und die geänderten Schnittbedingungen werden innerhalb der angemessenen Bereiche gehalten.

Claims

Steuerung (10) für eine Werkzeugmaschine, die ein Werkstück gemäß einem Bearbeitungsprogramm bearbeitet, wobei die Steuerung (10) umfasst: eine Werkzeug-Schnittbedingungseinstelleinheit (11), die so konfiguriert ist, dass sie entsprechende obere und untere Grenzwerte einer Drehzahl, einer Vorschubgeschwindigkeit und einer Schnittlast eines zur Bearbeitung verwendeten Werkzeugs einstellt; eine Änderungsbedingungseinstelleinheit (12), die so konfiguriert ist, dass sie einen Bereich und eine Bedingung zum Ändern der Drehzahl und/oder der Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs im Bearbeitungsprogramm einstellt; eine Lastberechnungseinheit (13), die so konfiguriert ist, dass sie die Schnittlast aus einer Abweichung zwischen der Schnittbedingung des Bearbeitungsprogramms vor der Änderung und der Schnittbedingung des Bearbeitungsprogramms nach der Änderung berechnet; und eine Bestimmungseinheit (14), die so konfiguriert ist, dass sie bestimmt, ob die geänderte Drehzahl und/oder die geänderte Vorschubgeschwindigkeit und/oder die berechnete Schnittlast innerhalb der Bereiche der entsprechenden von der Werkzeug-Schnittbedingungseinstelleinheit (11) eingestellten oberen und unteren Grenzwerte der Drehzahl, der Vorschubgeschwindigkeit und der Schnittast liegt oder nicht.
Steuerung (10) für eine Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, wobei die Steuerung so konfiguriert ist, dass sie das Bearbeitungsprogramm ausführt, wenn von der Bestimmungseinheit bestimmt wird, dass die Drehzahl oder die Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs, die von der Änderungsbedingungseinstelleinheit (12) geändert wird, und die Schnittlast, die von der Lastberechnungseinheit (13) berechnet wird, innerhalb der Bereiche der entsprechenden von der Werkzeug-Schnittbedingungseinstelleinheit (11) eingestellten oberen und unteren Grenzwerte der Drehzahl, der Vorschubgeschwindigkeit und der Schnittlast liegen.
Steuerung (10) für eine Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend eine Anzeigeeinheit (16), die so konfiguriert ist, dass sie das Ergebnis der Bestimmung durch die Bestimmungseinheit (14) anzeigt.