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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine numerische Steuerung und insbesondere auf eine numerische Steuerung, fähig zu einer sicheren und einfachen Wiederherstellung eines Maschinenkoordinatenwerts in dem Verriegelungszustand, der Steuern der Position eines Servomotors erlaubt.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Eine durch eine numerische Steuerung gesteuerte Werkzeugmaschine, die einen absoluten Positionsdetektor verwendet, kann eine Abweichung zwischen einem Maschinenkoordinatenwert, der durch die numerische Steuerung gesteuert wird, und einer Positionsinformation des absoluten Positionsdetektors, der die Position eines Servomotors nach der Aktivierung angibt, verursachen.
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Zum Beispiel, selbst in dem Verriegelungszustand, der de Positionssteuerung erlaubt, wenn ein Servomotor durch eine Geschwindigkeitssteuerung ohne eine Positionssteuerung betrieben wird, wird ein Maschinenkoordinatenwert zuweilen nicht aktualisiert. Als ein Ergebnis dessen, obwohl die Positionsinformation des absoluten Positionsdetektors die korrekte Position des Servomotors angibt, kommt es zur Unstimmigkeit mit dem durch die numerische Steuerung gesteuerten Maschinenkoordinatenwert. In diesem Fall muss der Maschinenkoordinatenwert, basierend auf der Positionsinformation des absoluten Positionsdetektors, reproduziert werden.
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Als eine Technik, die einen Maschinenkoordinatenwert nach der Aktivierung einer numerischen Steuerung wiederherstellt, wird eine Technik in der Offenlegungsschrift der
japanischen Patentanmeldung Nr. 62-095604 offenbart, in der die numerische Steuerung einen beweglichen Teil der Werkzeugmaschine an jeder Position stoppt und den numerischen Wert, der durch den absoluten Positionsdetektor angegeben wird, liest, die Entfernung zwischen der Stoppposition und dem Maschinenursprung misst, und dann den numerischen Wert korrigiert, der durch den absoluten Positionsdetektor, basierend auf der gemessenen Entfernung, angegeben wird. Zusätzlich wird eine Technik in der Offenlegungsschrift der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2010-225034 offenbart, in der die derzeitige Position bestimmt wird, wenn der Zustand des Servomotors von einem freien Zustand, in dem die Servomotorposition unkontrollierbar ist, zu einem Verriegelungszustand, in dem die Position kontrollierbar ist, wechselt.
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In dem in der Offenlegungsschrift der oben beschriebenen
japanischen Patentanmeldung Nr. 62-095604 offenbarten Stand der Technik wird der Maschinenursprung von dem nicht etablierten Zustand des Maschinenursprungs etabliert und die Positionsinformation über die absolute Positionsdetektorseite aktualisiert. Deshalb wird die Verbindung zwischen der aktuellen Maschinenposition und der Positionsinformation des absoluten Positionsdetektors zurückgesetzt. Konkret wird, wenn die numerische Steuerung einen korrekten Maschinenkoordinatenwert verloren hat, eine Differenz zwischen den Zielmaschinenpositionen der Bewegung durch die gleiche Anweisung vor und nach der Aktualisierung verursacht. Somit kann der Stand der Technik die Arbeit während, vor und nach der Aktualisierung der Positionsinformation auf der absoluten Positionsdetektorseite nicht fortsetzen. Vielmehr wird ein Handbetrieb für die Bewegung zum Maschinenursprung notwendig und benötigt Zeit.
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Darüber hinaus, wenn der in der Offenlegungsschrift der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2010-225034 offenbarte Stand der Technik zum Etablieren des Maschinenursprungs einer Gravitätsachse verwendet wird, da der freie Zustand des Servomotors ein Risiko des Fallens der Gravitätsachse verursacht, wird eine Vorrichtung zum mechanischen Befestigen der Gravitätsachse notwendig und erhöht die Kosten. Die Maschine muss zudem gestoppt werden, was eine kontinuierliche Arbeit erschwert.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine numerische Steuerung, in der Lage zu einer sicheren und einfachen Wiederherstellung des Maschinenkoordinatenwerts in dem Verriegelungszustand, der ein Steuern der Position des Servomotors erlaubt, zur Verfügung zu stellen.
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Eine numerische Steuerung gemäß der vorliegenden Erfindung steuert eine Maschine mit einem beweglichen Teil angetrieben durch einen Servomotor mit einem Positionsdetektor. Die numerische Steuerung ist ausgestattet mit: einer Achsenstoppeinheit, konfiguriert zum Ausgeben einer Anweisung zum Stoppen des Servomotors nach Erhalten einer Anweisung zum Wiederherstellen eines Maschinenkoordinatenwerts des beweglichen Teils; einer Maschinenkoordinatenwert-Aktualisierungseinheit, konfiguriert zum Erlangen, wenn die Achsenstoppeinheit den Servomotor stoppt, der Positionsinformation des Positionsdetektors und zum Aktualisieren, basierend auf der erlangten Positionsinformation, des Maschinenkoordinatenwerts des beweglichen Teils; und einer absoluten Koordinatenwert-Aktualisierungseinheit, konfiguriert zum Aktualisieren, basierend auf dem durch die Maschinenkoordinaten-Aktualisierungseinheit aktualisierten Maschinenkoordinatenwert, eines absoluten Koordinatenwerts des beweglichen Teils.
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Die Anweisung zum Wiederherstellen des Maschinenkoordinatenwerts des beweglichen Teils kann, basierend auf einem Signalbetrieb, an die numerische Steuerung ausgegeben werden.
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Der Positionsdetektor kann ein absoluter Positionsdetektor sein.
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Gemäß der, auf der vorliegenden Erfindung basierenden, numerischen Steuerung wird eine schnelle Wiederherstellung eines Maschinenkoordinatenwerts ohne eine Unterbrechung des Betriebs möglich gemacht, da die numerische Steuerung die Wiederherstellung des Maschinenkoordinatenwerts in dem Verriegelungszustand durchführt, der die Positionssteuerung des Servomotors durch Erhalten eines Signalbetriebs als Auslöser nach der Aktivierung erlaubt. Wenn die gleiche Anweisung durchgeführt wird, erlaubt die numerische Steuerung dem Servomotor zudem, sich zu einer Maschinenposition zu bewegen, die die gleiche ist als die, bevor die numerische Steuerung den korrekten Maschinenkoordinatenwert verliert, da die numerische Steuerung den Maschinenkoordinatenwert durch Auslesen der Positionsinformation des absoluten Positionsdetektors wiederherstellt. Somit wird eine Neujustierung des Arbeitsprogramms, der Maschine oder anderem unnötig. Aufgrund des vorgenannten verringert die vorliegende Erfindung Zeit zum Wiederherstellen des Maschinenkoordinatenwerts, was zur Verbesserung der Produktivität führt.
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Darüber hinaus, kann der Maschinenkoordinatenwert sicher und einfach wiederhergestellt werden, da der Maschinenkoordinatenwert in dem Verriegelungszustand wiederhergestellt wird, der das Steuern des Servomotors erlaubt, obwohl eine Gravitätsachse ein Risiko zum Fallen in den freien Zustand hat. Für eine Gravitätsachse in dem freien Zustand ist eine Vorrichtung zum mechanischen Befestigen derselben notwendig und daher ist die vorliegende Erfindung wirksam zum Verringern der Kosten der Werkzeugmaschinen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die vorstehenden und andere Ziele und Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen ersichtlich, in welchen:
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1 ein erklärendes Diagramm ist, das ein Maschinenkoordinatensystem und eine absolutes Koordinatensystem zeigt;
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2 ein funktionales Blockdiagramm ist, das eine numerische Steuerung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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3 ein Flussdiagramm ist, das einen Prozessablauf zeigt, der in einer numerischen Steuerung in 2 ausgeführt wird; und
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4A bis 4C Übergangsdiagramme in einem Koordinatensystem sind, in welchem ein Maschinenkoordinatenwert und ein absoluter Koordinatenwert aktualisiert werden.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Eine numerische Steuerung gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht eine schnelle Wiederherstellung eines Maschinenkoordinatenwerts durch einen Signalbetrieb ohne Bewegen einer Achse in einem aktivierten Zustand einer Werkzeugmaschine. Die numerische Steuerung kann zudem eine Achse auswählen, für die der Maschinenkoordinatenwert wiederhergestellt wird. Zu dieser Zeit wird ein absoluter Koordinatenwert in Übereinstimmung mit der Wiederherstellung des Maschinenkoordinatenwerts eingestellt.
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Die Bezeichnung „Maschinenkoordinatenwert” ist hier ein Koordinatenwert in dem Koordinatensystem (Maschinenkoordinatensystem), basierend auf dem Maschinenursprung, und die Bezeichnung „absoluter Koordinatenwert” ist ein Koordinatenwert in dem Koordinatensystem (ein absolutes Koordinatensystem, ein Werkstückkoordinatensystem oder ein Programmkoordinatensystem), basierend auf dem Werkstückursprung. Die Bezeichnung „Werkstückursprung” bedeutet, eine von dem Maschinenursprung verlagerte Position, so dass das Koordinatensystem, basierend auf dem Werkstück, wiederhergestellt werden kann.
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In der Beschreibung, wie in 1 gezeigt, wird nachfolgend angenommen, dass ein Koordinatensystem, das den Maschinenursprung als den Ursprung des Koordinatensystems definiert, das durch Xm und Ym bezeichnete Maschinenkoordinatensystem ist, und ein Koordinatenwert, der die derzeitige Position in dem Maschinenkoordinatensystem angibt, der Maschinenkoordinatenwert ist. Es wird ferner angenommen, dass ein Koordinatensystem, das den Werkstückursprung als den Ursprung des Koordinatensystems definiert, das durch Xm und Ym bezeichnete Werkstückkoordinatensystem ist, und ein Koordinatenwert, der die derzeitige Position in dem Werkstückkoordinatensystem angibt, der absolute Koordinatenwert ist.
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Da der absolute Positionsdetektor und Herstellen des Maschinenursprungs durch die Offenlegungsschrift der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2013-084102 oder andere Literatur öffentlich bekannt sind, wird die Beschreibung hier unterlassen.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend zusammen mit Figuren beschrieben.
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2 ist ein funktionales Blockdiagramm einer numerischen Steuerung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine numerische Steuerung 1 der vorliegenden Ausführungsform ist ausgestattet mit einer programmierbaren Maschinensteuerung (PMC) 10, einer Achsenstoppeinheit 11, einer Servosteuereinheit 12, einer Maschinenkoordinatenwert-Aktualisierungseinheit 13 und einer absoluten Koordinatenwert-Aktualisierungseinheit 14.
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Die PMC 10 steuert eine Hilfsvorrichtung einer Werkzeugmaschine durch Ausgeben von Signalen an die Hilfsvorrichtung, basierend auf einem Sequenzprogramm, das in der numerischen Steuerung 1 gespeichert ist. Die PMC 10 erhält ferner Signale von verschiedenen Schaltern oder dergleichen auf einer an dem Werkzeugmaschinengehäuse angebrachten Steuertafel und führt notwendige Verarbeitung für das Signal durch und gibt verarbeitete Signale an jeweilige Teile der numerischen Steuerung 1 aus. Diese PMC 10 gibt, nach Erhalten eines Signalbetriebs, ein Signal zum Starten der Wiederherstellungsverarbeitung des Maschinenkoordinatenwerts an die Achsenstoppeinheit 11 aus.
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Die Achsenstoppeinheit 11 bestätigt, nach Erhalten des Signals von der PMC 10, ob die Achse, für die der Maschinenkoordinatenwert wiederherzustellen ist, gestoppt ist oder nicht, und nach der Bestätigung des Stoppens weist die Achsenstoppeinheit 11 die Servosteuereinheit 12 an, die Bewegung der Achse zu verhindern und weist die Maschinenkoordinatenwert-Aktualisierungseinheit 13 ebenso an, den Maschinenkoordinatenwert zu aktualisieren.
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Die Achse, für die der Maschinenkoordinatenwert wiederhergestellt werden soll, wird im Voraus durch das Einstellen von Parametern oder ähnlichem ausgewählt.
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Die Servosteuereinheit 12 steuert die Bewegung des Servomotors 2 in Übereinstimmung mit der Betriebssteuerung durch die numerische Steuerung 1. Die Servosteuereinheit 12 stellt zudem, nach Erhalten einer Anweisung von der Achsenstoppeinheit 11, ausgegebene Anweisungen für Bewegungen hinsichtlich des Servomotors 2, basierend auf der Betriebssteuerung, ab um die Bewegungen des Servomotors 2 zu verhindern.
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Die Maschinenkoordinatenwert-Aktualisierungseinheit 13 erlangt, nach Erhalten einer Anweisung von der Achsenstoppeinheit 11, die in dem absoluten Positionsdetektor 3 gespeicherte Positionsinformation, die dem Servomotor 2 zur Verfügung gestellt wurde und aktualisiert den in dem Speicher 20 gespeicherten absoluten Koordinatenwert der numerischen Steuerung 1, basierend auf der erlangten Positionsinformation, um dadurch den aktualisierten Maschinenkoordinatenwert an die absolute Koordinatenwert-Aktualisierungseinheit 14 auszugeben.
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Die absolute Koordinatenwert-Aktualisierungseinheit 14 aktualisiert den in dem Speicher 20 gespeicherten absoluten Koordinatenwert der numerischen Steuerung 1, basierend auf dem durch die Maschinenkoordinatenwert-Aktualisierungseinheit 13 aktualisierten Maschinenkoordinatenwert.
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Der Verarbeitungsablauf, der in der auf diese Weise konfigurierten numerischen Steuerung 1 ausgeführt wird, wird nachfolgend in 3 beschrieben, basierend auf einem Flussdiagramm der Wiederherstellungsverarbeitung des Maschinenkoordinatenwertes und absoluten Koordinatenwerts, und Übergangsdiagramme des Koordinatensystems, auf dem der Maschinenkoordinatenwert und absoluter Koordinatenwert aktualisiert werden in 4A bis 4C.
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Am Startpunkt der Verarbeitung der Wiederherstellung des Maschinenkoordinatenwertes und absoluten Koordinatenwerts, geht der durch die numerische Steuerung 1 gesteuerte Maschinenkoordinatenwert verloren (4A), und die Wiederherstellung des Maschinenkoordinatenwerts wird durch einen entstandenen Auslöser gestartet, wenn ein durch einen Signalbetrieb oder ähnlichem ausgegebenes Signal zum Starten der Wiederherstellung des Maschinenkoordinatenwerts durch die PMC 10 erhalten wird. Es wird angenommen, dass ein automatischer Betrieb durch die Positionssteuerung dem Ende dieser Verarbeitung folgt.
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[Schritt SA01] Die Achsenstoppeinheit 11 bestätigt, ob die Achse, für die der Maschinenkoordinatenwert wiederherzustellen ist, gestoppt wird oder nicht. Wenn die Achse, für die der Maschinenkoordinatenwert wiederherzustellen ist, nicht gestoppt wird, fährt die Verarbeitung mit Schritt SA05 fort, und wenn die Achse gestoppt wird, fährt die Verarbeitung mit Schritt SA02 fort.
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[Schritt SA02] Die Achsenstoppeinheit 11 verhindert das Bewegen der Achse.
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[Schritt SA03] Die Maschinenkoordinatenwert-Aktualisierungseinheit 13 erlangt die in dem absoluten Positionsdetektor 3 gespeicherte Positionsinformation und aktualisiert, basierend auf der erlangten Positionsinformation, den in dem Speicher 20 gespeicherten Maschinenkoordinatenwert der numerischen Steuerung 1 (4B).
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[Schritt SA04] Die absolute Koordinatenwert-Aktualisierungseinheit 14 aktualisiert, basierend auf dem durch die Maschinenkoordinatenwert-Aktualisierungseinheit 13 aktualisierten Maschinenkoordinatenwert, den in dem Speicher 20 gespeicherten absoluten Koordinatenwert der numerischen Steuerung 1 (4C).
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[Schritt SA05] Ob ein Alarm ausgegeben wird, der anzeigt, dass die Achse nicht gestoppt wurde, wird in der numerischen Steuerung 1 anhand der Einstellung oder ähnlichem bestimmt. Wenn der Alarm ausgegeben wird, fährt die Verarbeitung mit Schritt SA06 fort, und wenn kein Alarm ausgegeben wird, kehrt die Verarbeitung zu Schritt SA01 zurück um mit dem Bestätigen des Stopps der Achse fortzufahren.
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[Schritt SA06] Der Alarm, der mitteilt, dass die Achse nicht gestoppt wurde, wird ausgegeben und die Verarbeitung wird beendet.
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4A zeigt einen Zustand (Zustand, in welchem der Maschinenkoordinatenwert verloren gegangen ist), in welchem der Maschinenkoordinatenwert und absoluter Koordinatenwert nicht mit der Positionsinformation (der Position des Servomotors) des absoluten Positionsdetektors 3 vor Verarbeitung an Schritt SA03 übereinstimmen. 4B zeigt, dass der Maschinenkoordinatenwert aktualisiert wird, basierend auf der Positionsinformation des absoluten Positionsdetektors in Schritt SA03, und der aktualisierte Maschinenkoordinatenwert und die Positionsinformation (die Position des Servomotors) des absoluten Positionsdetektors miteinander übereinstimmen. 4C zeigt zudem, dass der absolute Koordinatenwert aktualisiert wird, basierend auf dem in Schritt SA04 aktualisierten Maschinenkoordinatenwert.
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Wie oben beschrieben, ermöglicht die numerische Steuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine schnelle Wiederherstellung des Maschinenkoordinatenwerts durch einen Signalbetrieb ohne Bewegen der Achse während sich die Werkzeugmaschine in dem eingeschalteten Zustand befindet und kann somit den Maschinenkoordinatenwert und absoluten Koordinatenwert sicher wiederherstellen.
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Obwohl Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung oben beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Beispiele der oben beschriebenen Ausführungsformen begrenzt und kann in verschiedenen Aspekten durch entsprechende Änderungen umgesetzt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 62-095604 [0004, 0005]
- JP 2010-225034 [0004, 0006]
- JP 2013-084102 [0021]
