DE102016003049A1

DE102016003049A1 - Numerische Steuerung zur Ausführung reziproken Drehens in komplex fixiertem Zyklus

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Publication number: DE102016003049A1
Application number: DE102016003049.6A
Authority: DE
Inventors: Osamu Nakajima
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2015-03-19
Filing date: 2016-03-11
Publication date: 2016-09-22
Anticipated expiration: 2036-03-12
Also published as: JP2016177493A; DE102016003049B4; US20160274560A1; CN105988419A; US10108170B2; JP6259412B2; CN105988419B

Abstract

Eine numerische Steuerung steuert eine Werkzeugmaschine für eine Dreharbeit an einem Werkstück auf Basis eines durch ein NC-Programm angegebenen zyklischen Befehls. Die Werkzeugmaschine hat erste und zweite Cutter-Halter, welche wechselseitig durch ein Koppelglied gekoppelt sind, sowie erste und zweite Werkzeuge, welche einander gegenüberliegend auf den Cutter-Haltern montiert sind. Die Werkzeugmaschine führt eine Dreharbeit entsprechend einem komplex fixierten Zyklus reziprok aus, anstelle einer unidirektionalen Ausführung, unter Verwendung der ersten und zweiten Werkzeuge, wobei bei Ende der Dreharbeit durch das erste Werkzeug dieses zurückgezogen wird und auf der gegenüberliegenden Seite ermöglicht wird, eine Dreharbeit in entgegengesetzter Richtung durch das zweite Werkzeug auszuführen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine numerische Steuerung, die in der Lage ist, eine Zykluszeit beim Drehen auf Basis eines zusammengesetzten fixierten Zyklus zu verkürzen.
2. Zum Stand der Technik
Eine numerische Steuerung liest ein in einem Speicher gespeichertes Bearbeitungsprogramm aus und steuert eine Werkzeugmaschine durch Antrieb eines Servomotors und eines Spindelmotors entsprechend dem Bearbeitungsprogramm.
Ein Befehl für einen komplex fixierten Zyklus in einer numerischen Steuerung programmiert ein Werkstück-Bearbeitungsmuster und führt das Drehen entsprechend diesem Werkstück-Bearbeitungsprogramm aus. Gemäß 9 werden in einem Zyklus die folgenden Abläufe (Aktionen) ausgeführt: (1) Positionieren am Startpunkt (A) des Drehens; (2) Schneiden mit Werkzeug t; (3) Zurückziehen vom Werkstück; und (4) erneutes Positionieren des Werkstückes W am Startpunkt; wobei die Abläufe (1) bis (4) wiederholt werden, bis die Bearbeitung des Werkstückes W abgeschlossen ist.
Als ein Beispiel für den Stand der Technik der zyklischen Bearbeitung dieser Art beschreibt die japanische offengelegte Patentanmeldung 2015-011669 eine numerische Steuerung mit einer Abkürzungsfunktion für den Startpunktweg bei einem komplexen fixierten (festgelegten) Zyklus, wobei die Bearbeitung so ausgeführt wird, dass ein linearer Weg von einer Schneid-Endposition des Zyklus zu einer Schneid-Startposition des nachfolgenden Zyklus eingestellt wird, wodurch die Zykluszeit des komplex fixierten Zyklus verkürzt wird.
Die offengelegte japanische Patentanmeldung 2014-195856 beschreibt die Bearbeitung eines wellenartigen Bauteils, wobei ein erstes Werkzeug und ein zweites Werkzeug in einem gemeinsamen Werkzeughalter so gehalten sind, dass sie eine Positionsbeziehung haben, in welcher die jeweiligen Spitzenabschnitte um 180° versetzt sind und die Spitzenabschnitte des ersten Werkzeuges und des zweiten Werkzeuges in einer Kerbe im wellenartigen Bauteil angeordnet werden während dieses um seine Mittelachse rotiert wird, wobei die Spitzenabschnitte des ersten Werkzeuges und des zweiten Werkzeuges von innerhalb der Kerbe in Richtung auf die Mittelachse bewegt werden und die äußere Umfangsfläche des Bauteils durch das erste Werkzeug und das zweite Werkzeug spanabhebend bearbeitet wird (gedreht wird).
Beim Drehbetrieb gemäß 9 ist die Richtung des Drehens unidirektional und deshalb ist es nach Beendigung der Dreharbeit in einem Zyklus erforderlich, das Werkzeug zum Startpunkt des Drehens zurückzuführen, um die Dreharbeit des nachfolgenden Zyklus auszuführen. Für die Zurückführung zum Startpunkt ist Zeit erforderlich, die nicht für das Drehen zur Verfügung steht und somit entsteht das Problem, dass die Zykluszeit entsprechend länger wird.
In der Praxis trägt die in der offengelegten japanischen Patentanmeldung 2015-011669 beschriebene Technik durchaus dazu bei, die Zykluszeit zu verbessern, jedoch bleibt die Drehrichtung unidirektional und weiterhin bleibt ein Problem dahingehend, dass bei einem Einfügungsschnitt Zeit für die Rückführung zur Position erforderlich ist, weil der nächste Drehabschnitt nach Rückkehr über die Distanz des Schnittes auszuführen ist.
Bei der in der offengelegten japanischen Patentanmeldung 2014-195856 beschriebenen Technik bleibt die Drehrichtung unidirektional, weil die beiden Werkzeuge in gleicher Richtung sich bewegen und drehen und weiterhin verbleibt auch dort das Problem, dass bei Ausführung eines Schneideinschubes der nachfolgende Drehabschnitt nach Rückkehr über die Schneiddistanz auszuführen ist, so dass auch hier Zeit erforderlich ist, um in die Position zurückzukehren.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine numerische Steuerung bereitzustellen, die in der Lage ist, die Zykluszeit beim Drehen gemäß einem zusammengesetzten fixierten (festgelegten) Zyklus zu verkürzen.
Eine numerische Steuerung gemäß der Erfindung steuert eine Werkzeugmaschine, welche an einem Werkstück auf Basis eines Zyklusbefehls gemäß einem NC-Programm eine Dreharbeit ausführt (NC: numerische Steuerung). Die Werkzeugmaschine hat: ein erstes Werkzeug, welches bei Bewegung in einer ersten Bearbeitungsrichtung eine Dreharbeit an einem Werkstück ausführt; ein zweites Werkzeug, welches bei Bewegung in einer zweiten Bearbeitungsrichtung entgegengesetzt zur ersten Bearbeitungsrichtung eine Dreharbeit an dem Werkstück ausführt; und eine Werkzeugumschalteinheit, welche zwischen dem ersten Werkzeug und dem zweiten Werkzeug entsprechend Befehlen der numerischen Steuerung das für eine Dreharbeit eingesetzte Werkzeug auf ein ”befohlenes Werkzeug” umschaltet und einen Zustand herstellt, in dem durch das Werkzeug eine Dreharbeit ausführbar ist. Die numerische Steuerung hat eine Zyklusbetriebserzeugungseinheit, welche auf Basis des Zyklusbefehls einen Zyklusbetrieb erzeugt zum Instruieren der Werkzeugmaschine. Der Zyklusbetrieb ist ein Betrieb, welcher eine reziproke Dreharbeit wiederholt einschließlich: einer ersten Operation zum Ausführen einer Dreharbeit in einer ersten Bearbeitungsrichtung mit dem ersten Werkzeug; einer zweiten Operation zum Umschalten vom ersten Werkzeug auf das zweite Werkzeug mittels der Werkzeugumschalteinheit; einer dritten Operation zum Ausführen einer Dreharbeit in einer zweiten Bearbeitungsrichtung durch das zweite Werkzeug; und einer vierten Operation zum Umschalten vom zweiten Werkzeug auf das erste Werkzeug mittels der Werkzeugumschalteinheit.
Die Werkzeugumschalteinheit kann gebildet sein durch: einen ersten Cutter-Halter (Schneider-Halter), auf welchem das erste Werkzeug montiert ist, einen zweiten Cutter-Halter, auf welchem das zweite Werkzeug montiert ist; ein Koppelglied, welches den ersten Cutter-Halter und den zweiten Cutter-Halter so koppelt, dass das erste Werkzeug und das zweite Werkzeug im Wesentlichen gegenüberliegend auf beiden Seiten der Achse einer Spindel angeordnet sind, welche eine Drehung des Werkstückes verursacht; und einen Motor, welcher den ersten Cutter-Halter und den zweiten Cutter-Halter in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Achse der Spindel antreibt; wobei die zweite Operation eine Bewegung des zweiten Werkzeuges in eine Position, wo das Werkstück zu bearbeiten ist, verursachen kann unter Bewegung des ersten Werkzeuges vom Werkstück weg; und wobei die vierte Operation eine Bewegung des ersten Werkzeuges weg von einer Position, wo das Werkstück zu bearbeiten ist, verursachen kann unter Bewegung des zweiten Werkzeuges weg vom Werkstück.
Die Werkzeugumschalteinheit kann gebildet sein durch: einen (Werkzeug-)Revolver, auf welchem das erste Werkzeug und das zweite Werkzeug montiert sind; und einen Motor, welcher den Revolver antreibt; wobei die zweite Operation eine Einteilung des zweiten Werkzeuges durch Drehung des Revolvers und sodann Bewegung des zweiten Werkzeuges in eine Position, wo das Werkstück zu bearbeiten ist, sein kann; die vierte Operation eine Einteilung des ersten Werkzeuges durch Drehung des Revolvers und sodann Bewegung des ersten Werkzeuges in eine Position, wo das Werkstück zu bearbeiten ist, sein kann.
Die Werkzeugumschalteinheit kann auch gebildet sein durch: einen Tandem-Cutter-Halter, auf welchem das erste Werkzeug und das zweite Werkzeug montiert sind, und eine Antriebseinheit, welche den Tandem-Cutter-Halter antreibt; wobei die zweite Operation eine Einteilung des zweiten Werkzeuges durch Antrieb des Tandem-Cutter-Halters und sodann Bewegung des zweiten Werkzeuges in eine Position, wo das Werkstück zu bearbeiten ist, sein kann, während die vierte Operation eine Einteilung des ersten Werkzeuges durch Antrieb des Tandem-Cutter-Halters und sodann Bewegung des ersten Werkzeuges in eine Position, wo das Werkstück zu bearbeiten ist, sein kann.
Mit der Erfindung ist es möglich, die Bewegung der Werkzeuge auf den minimalen erforderlichen Betrag zu reduzieren und deshalb die Zykluszeit zu verkürzen, woraus sich eine verbesserte Produktivität aufgrund einer Verkürzung der Zykluszeiten ergibt.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Obige sowie weitere Ziele und Merkmale der Erfindung werden noch deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Figuren:
1A und 1B sind schematische Darstellungen einer Werkzeugmaschine, welche mit einer numerischen Steuerung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung gesteuert wird;
2 ist eine Darstellung zur Veranschaulichung eines reziproken Drehverfahrens auf Basis eines komplexen fixierten Zyklus, welches die Werkzeugmaschine gemäß den 1A und 1B unter Steuerung der numerischen Steuerung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ausführt;
3 ist ein Blockdiagramm des grundlegenden Aufbaus einer Steuerung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei die Werkzeugmaschine gemäß 1A und 1B veranlasst wird, eine reziproke Dreharbeit gemäß einem komplexen fixierten Zyklus nach 2 auszuführen;
4 ist eine Darstellung zur Erläuterung eines Verfahrens zum Berechnen eines Betrags von Bewegungsdaten für jede Operation, berechnet durch eine Zyklusbetriebserzeugungseinheit, wenn die numerische Steuerung gemäß 3 die Werkzeugmaschine gemäß 1 auf Basis von Werten steuert, die durch Zyklus-Bearbeitungsbefehle instruiert sind;
5 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens bei einer Dreharbeit, die durch eine numerische Steuerung nach 3 ausgeführt wird;
6A und 6B zeigen im Überblick eine Zyklus-Operation unter Steuerung einer numerischen Steuerung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
7 zeigt als Flussdiagramm ein Verfahren bei einer Dreharbeit, welche mit der numerischen Steuerung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird;
8A und 8B zeigen einen Überblick einer Zyklus-Operation unter Steuerung einer numerischen Steuerung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
9 zeigt eine Steueroperation einer zyklischen Bearbeitung gemäß dem Stand der Technik.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE IM EINZELNEN
Zunächst wird eine numerische Steuerung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Bezug auf die 1 bis 5 näher beschrieben.
Eine Werkzeugmaschine unter Steuerung der numerischen Steuerung wird mit Bezug auf die 1A und 1B beschrieben.
Die Werkzeugmaschine hat einen ersten Cutter-(Schneider-)Halter 31 und einen zweiten Cutter-Halter 32, welche wechselseitig durch ein Koppelglied 50 gekoppelt sind, sowie erste und zweite Werkzeuge 41, 42, welche auf den ersten und zweiten Cutter-Haltern 31, 32 so montiert sind, dass sie einander gegenüberliegen. Diese Werkzeugmaschine führt eine Dreharbeit gemäß einem komplexen fixierten Zyklus unter Verwendung der ersten und zweiten Werkzeuge 41, 42 durch reziproke Bewegung anstelle einer unidirektionalen Bewegung aus und weil die ersten und zweiten Cutter-Halter 31, 32, welche einander gegenüberliegen, durch das Koppelglied 50 gekoppelt sind, kann bei Beendigung der Dreharbeit durch das erste Werkzeug 41 und Zurückziehung dieses Werkzeuges eine Dreharbeit in entgegengesetzter Richtung auf der gegenüberliegenden Seite durch das zweite Werkzeug 42 ausgeführt werden.
In den 1A und 1B bedeuten das Bezugszeichen M einen Motor, W ein Werkstück, S eine Spindel und H einen Spindelhalter.
Ein reziprokes Drehverfahren mit einem komplexen fixierten Zyklus, welches die Werkzeugmaschine nach den 1A und 1B unter Steuerung durch die numerische Steuerung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ausführt, wird nun mit Blick auf 2 näher beschrieben.

– Schritt 1: Ein Bewegungsbetrag, der bestimmt ist aus der momentanen Position des ersten Werkzeuges 41 und der Schnitttiefe in einer Operation zur Bearbeitung des Werkstückes W, wird dem ersten Werkzeug 41 befohlen und während das erste Werkzeug 41 um diesen Bewegungsbetrag mit schneller Geschwindigkeit in Richtung auf das Werkstück W vorgeschoben wird ((1)), wird das zweite Werkzeug 42 auf der gegenüberliegenden Seite simultan vom Werkstück W über den gleichen Bewegungsbetrag mit hoher Vorschubgeschwindigkeit mit einem Befehl an das erste Werkzeug 41 ((1)') getrennt. Mit diesem Betrieb werden die Zyklus-Operationen (1) und (3) gemäß 9 simultan ausgeführt und somit wird die Zykluszeit verkürzt.
– Schritt 2: Die vom Programm vorgegebene Distanz vom Startpunkt zum Endpunkt der Bearbeitung des Werkstückes W wird dem ersten Werkzeug 41 befohlen und während das erste Werkzeug 41 die Dreharbeit über die befohlene Distanz mit einer Schneid-Geschwindigkeit ausführt ((2)), bewegt sich das zweite Werkzeug 42 auf der gegenüberliegenden Seite simultan über die gleiche Bewegungsstrecke mit der Schneid-Geschwindigkeit aufgrund des Befehls an das erste Werkzeug 41 ((2)'). Mit diesem Betrieb werden die Operationen (2) und (4) gemäß 9 simultan ausgeführt und deshalb wird die Zykluszeit verkürzt.
– Schritt 3: Ein Bewegungsbetrag, nämlich die Summe aus der Schnitttiefe einer Operation zur Bearbeitung des Werkstückes W und der Distanz zwischen den Schneidspitzen des ersten Werkzeuges 41 und des zweiten Werkzeuges 42 (unten mit ”L” bezeichnet) abzüglich der Differenz in der Schnitttiefe (weiter unten gegeben durch (A(X) – (U × n)) × 2), wird dem ersten Werkzeug 41 befohlen und während das zweite Werkzeug 42 über diesen Bewegungsbetrag in Richtung auf das Werkstück W mit hoher Vorschubgeschwindigkeit vorgeschoben wird ((3)'), wird das erste Werkzeug 41 auf der gegenüberliegenden Seite simultan über den gleichen Bewegungsbetrag vom Werkstück W mit hoher Vorschubgeschwindigkeit ((3)) getrennt. Mit diesem Betrieb werden die Operationen (1) und (3) gemäß 9 simultan ausgeführt und damit die Zykluszeit verkürzt.
– Schritt 4: Die durch das Programm angegebene Distanz vom Startpunkt zum Endpunkt der Bearbeitung des Werkstückes W wird dem ersten Werkzeug 41 befohlen und während das zweite Werkzeug 42 eine Dreharbeit entsprechend der vorgegebenen Distanz mit der Schneid-Geschwindigkeit aufgrund des Befehls an das erste Werkzeug 41 ausführt ((4)'), bewegt sich das erste Werkzeug 41 auf der gegenüberliegenden Seite simultan über die gleiche Bewegungsstrecke mit der Schneid-Geschwindigkeit ((4)). Mit diesem Betrieb werden die Operationen (2) und (4) gemäß 9 simultan ausgeführt und damit wird die Zykluszeit verkürzt.

3 ist ein Blockdiagramm des grundlegenden Aufbaus einer numerischen Steuerung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei die Werkzeugmaschine entsprechend 1A und 1B veranlasst wird, eine reziproke Dreharbeit entsprechend dem in 2 gezeigten komplexen fixierten Zyklus auszuführen.
Die numerische Steuerung 1 hat einen Speicher 10, eine Befehlsanalyseeinheit 11, eine Zyklusbetriebserzeugungseinheit 12, eine Interpolationsprozessoreinheit 13, eine Koordinaten-Aktualisierungseinheit 14, und eine Prozessoreinheit 15 für Beschleunigung/Verlangsamung.
Ein für eine Bearbeitung eines Werkstückes W erzeugtes NC-Programm ist in dem Speicher 10 abgespeichert, so dass es durch die weiter unten näher beschriebene Befehlsanalyseeinheit 11 aufrufbar ist.
Die Befehlsanalyseeinheit 11 liest das NC-Programm aus dem Speicher 10, analysiert das Programm und wenn der ausgelesene Befehl ein normaler Bearbeitungsbefehl ist, erzeugt es Daten bezüglich der Bewegungsstrecke einer Achse, welche durch den Befehl gesteuert wird, entsprechend dem in dem Befehl angegebenen Befehlswert und der momentanen Position der Achse, und gibt die Daten an die Interpolationsprozessoreinheit 13. Ist hingegen der ausgelesene Befehl ein Zyklus-Bearbeitungsbefehl, befiehlt die Befehlsanalyseeinheit 11 der Zyklusbetriebserzeugungseinheit 12 die Erzeugung von Daten bezüglich der Bewegungsstrecke des Zyklusbetriebs und empfängt weiterhin die Daten, welche durch die Zyklusbetriebserzeugungseinheit 12 entsprechend diesem Befehl erzeugt wurden und überträgt die Daten an die Interpolationsprozessoreinheit 13.
Insbesondere analysiert die Zyklusbetriebserzeugungseinheit 12 den Zyklus-Bearbeitungsbefehl, wenn der durch die Befehlsanalyseeinheit 11 ausgelesene Befehl ein Zyklus-Bearbeitungsbefehl ist, erzeugt Daten bezüglich der Bewegungsstrecke, damit die durch den Zyklus-Bearbeitungsbefehl gesteuerte Achse die Zyklus-Operation ausführt und gibt die Daten an die Befehlsanalyseeinheit 11.
Die Interpolationsprozessoreinheit 13 erzeugt Interpolationsdaten (Pulse) pro Zyklus-Zeiteinheit aus den Daten bezüglich der Bewegungsstrecke, wie von der Befehlsanalyseeinheit 11 erhalten, und dem Geschwindigkeitsbefehlswert, wie von dem Bearbeitungsbefehl angegeben.
Die Koordinaten-Aktualisierungseinheit 14 aktualisiert die durch die numerische Steuerung 1 angegebenen Daten auf Basis der Interpolationsdaten (Pulse), welche durch die Interpolationsprozessoreinheit 13 erzeugt sind.
Die Prozessoreinheit 15 für Beschleunigung/Verlangsamung bewirkt eine Beschleunigung oder Verlangsamung vor Übertragung der Interpolationsdaten (Pulse), wie durch die Interpolationsprozessoreinheit 13 erzeugt, an den Servomotor 20, um dessen Bewegung zu glätten.
Auf diese Weise werden Pulse aus der numerischen Steuerung 1 an den Servomotor 20 gegeben und der Servomotor 20 wird durch diese Ausgangspulse angetrieben. Der Antrieb des Servomotors 20 wird dann über die Maschinensteuereinheit 20, einen mechanischen Mechanismus, wie ein Kugelgewinde, übertragen und somit arbeitet die Werkzeugmaschine.
Ein Beispiel für eine Steuerung gemäß einem komplexen fixierten Zyklus durch eine numerische Steuerung 1 nach 3 wird nachfolgend näher beschrieben.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine mit dem Cutter-Halter nach 1 versehene Werkzeugmaschine durch die numerische Steuerung 1 entsprechend 3 gesteuert und führt eine Dreharbeit entsprechend einem komplexen fixierten Zyklus aus, und zwar reziprok und nicht unidirektional. Bei der mit den Cutter-Haltern 31, 32 entsprechend 1A und 1B ausgerüsteten Werkzeugmaschine sind die Cutter-Halter 31, 32 so angeordnet, dass die auf den Cutter-Haltern 31, 32 montierten Werkzeuge 41, 42 einander gegenüberliegen und wenn deshalb eine Dreharbeit in einer Richtung durch ein Werkzeug 41 (oder 42) vervollständigt ist und dieses Werkzeug zurückgezogen ist, eine Dreharbeit in entgegengesetzter Richtung durch das andere Werkzeug 42 (oder 41) auf der gegenüberliegenden Seite ausgeführt werden kann.
Die numerische Steuerung 1 gibt einen G-Code-Befehl (G900) im unten angegebenen Format ein, welcher ein Beispiel für einen zyklischen Bearbeitungsbefehl zum Steuern der Werkzeugmaschine mit den Cutter-Haltern 31, 32 gemäß 1 durch ein NC-Programm ist. Der zyklische Bearbeitungsbefehl wird als ein Befehl für das erste Werkzeug 41 analysiert.

X_:: X-Achsen-Koordinatenwert zum Schneiden von Endpunkt A';
Z_:: Z-Achsen-Koordinatenwert zum Schneiden des Endpunktes A';
U_:: Tiefe des Schnitts pro Operation;
L_:: Distanz zwischen den Spitzen des ersten Werkzeuges 41 und des zweiten Werkzeuges 42;
F_:: Schneidvorschubgeschwindigkeit

4 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zum Berechnen von Bewegungsbetragsdaten für jede Operation, berechnet durch eine Zyklusbetriebserzeugungseinheit, wenn die numerische Steuerung gemäß 3 die Werkzeugmaschine gemäß 1 steuert, und zwar auf Basis von Werten, die durch die zyklischen Bearbeitungsbefehle angegeben sind.
Beträgt die Anzahl von Zyklen bei der Dreharbeit vom Start des Drehens n (wobei der erste Zyklus n = 1 ist, beginnend von der Dreharbeit mit dem ersten Werkzeug 41) und ist die Position des ersten Werkzeuges 41 zum Zeitpunkt der Ausgabe des Befehls, mit anderen Worten die Koordinatenwerte des Startpunktes A vor Schneiden des Werkstückes W, A(X), A(Z), dann werden die Bewegungsbeträge der Achse (Servomotor) in den Operationen (1) bis (5) der Werkzeugmaschine nach 4 mit den unten stehenden Gleichungen (1) bis (5) berechnet.

– Betrag der X-Achsen-Bewegung des ersten Werkzeuges 41 zur Dreh-Startposition in Operation <1> = –(U × n) (wobei n = 1) (1)
– Bewegungsbetrag des ersten Werkzeuges 41 beim Drehen in Operation <2> = Z – A(Z) (2)
– Betrag der X-Achsen-Bewegung des zweiten Werkzeuges 42 zur Dreh-Startposition in Operation <3> = (U × n) + (L – ((A(X) – (U × n)) × 2)) (wobei n = 1, 2, 3, ...) (3)
– Betrag der Bewegung des zweiten Werkzeuges 42 während der Dreh-Operation <4> = AZ – Z (4)
– Betrag der X-Achsen-Bewegung des ersten Werkzeuges 41 zur Dreh-Startposition in Operation <5> und Operation <1> = –(U × (n + 2)) = (L – ((A(X) – (U × (n + 2))) × 2)) (wobei n = 2, 3, 4, ...) (5)

Dabei bestimmt der Term (L – (AX) – (U × n)) × 2)) in Gleichung (3), welche den Bewegungsbetrag in Operation 3 berechnet, die Distanz vom zweiten Werkzeug 42 zum Werkstück W durch Subtraktion des Betrages der X-Achsen-Bewegung beim Schneiden (da die Distanz gleich ist auf beiden Seiten der Z-Achse ist die Distanz das Zweifache von (A(X) – (U × n)) von der Distanz L zwischen den Spitzen es ersten Werkzeuges 41 und des zweiten Werkzeuges 42.
Die Zyklusbetriebserzeugungseinheit 12 stellt sodann die Tiefe des Schnittes in der finalen Stufe der zyklischen Bearbeitung auf einen Wert gleich oder kleiner als die Tiefe des Schnittes, wie durch den zyklischen Bearbeitungsbefehl gemäß obiger Beschreibung angegeben, und erzeugt Bewegungsbetragsdaten, wodurch das erste Werkzeug 41 schließlich an den Koordinatenwerten des Schneid-Endpunktes A' ankommt, oder wodurch der X-Koordinaten-Wert des zweiten Werkzeuges 42 den X-Koordinaten-Wert eines Punktes erreicht, der gewonnen wird durch Bewegung des Schneid-Endpunktes A' symmetrisch in Bezug auf die Z-Achse.
Ist das erste Werkzeug 41 am Startpunkt A gemäß 4 positioniert und eine Dreharbeit durch einen oben beschriebenen zyklischen Bearbeitungsbefehl vorgegeben, startet die numerische Steuerung 1 die Steuerung der Werkzeugmaschine zur Durchführung einer Dreharbeit gemäß der nachfolgenden Prozedur auf Basis der mit den Gleichungen (1) bis (5) berechneten jeweiligen Bewegungsbeträge.

– Schritt 1: Der Betrag der X-Achsen-Bewegung des ersten Werkzeuges 41 zur Startposition der Dreharbeit wird unter Verwendung der obigen Gleichung (1) bestimmt auf Basis der durch das NC-Programm vorgegebenen Werte und das erste Werkzeug 41 wird so gesteuert, dass es über den gegebenen Bewegungsbetrag zum Werkstück W mit schneller Vorschubgeschwindigkeit vorrückt ((1)). Gleichzeitig wird das zweite Werkzeug 42 auf der gegenüberliegenden Seite vom Werkstück W mit schneller Vorschubgeschwindigkeit über den gleichen Bewegungsbetrag getrennt, entsprechend dem Befehl an das erste Werkzeug 41 ((1)').
– Schritt 2: Unter Verwendung obiger Gleichung (2) wird der Betrag der Z-Achsen-Bewegung des ersten Werkzeuges 41 beim Drehen bestimmt auf Basis der vom NC-Programm befohlenen Werte und das erste Werkzeug 41 wird so gesteuert, dass es sich über den so bestimmten Bewegungsbetrag bewegt, und zwar mit Schneid-Vorschubgeschwindigkeit zur Durchführung einer Dreharbeit ((2)). Gleichzeitig bewegt sich das zweite Werkzeug 42 auf der gegenüberliegenden Seite mit der Schneid-Geschwindigkeit über den gleichen Bewegungsbetrag aufgrund des Befehls an das erste Werkzeug 41. Aufgrund dieser Steuerung bewegt sich das zweite Werkzeug 42 in eine Position vor dem Vorrücken auf das Werkstück W für den Zweck der nachfolgenden Operation ((2)').
– Schritt 3: Unter Verwendung der obigen Gleichung (3) auf Basis der vom NC-Programm befohlenen Werte wird der Betrag der X-Achsen-Bewegung des zweiten Werkzeuges 42 zur Startposition des Drehens bestimmt und das erste Werkzeug 41 wird so gesteuert, dass es vom Werkstück W über den bestimmten Bewegungsbetrag getrennt wird, und zwar mit schneller Vorschubgeschwindigkeit ((3)). Gleichzeitig wird das zweite Werkzeug 42 auf der gegenüberliegenden Seite mit der schnellen Vorschubgeschwindigkeit über den gleichen Bewegungsbetrag zum Werkstück W vorgeschoben aufgrund des Befehls an das erste Werkzeug 41 ((3)').
– Schritt 4: Unter Verwendung der obigen Gleichung (4) auf Basis der vom NC-Programm vorgegebenen Werte wird der Betrag der Z-Achsen-Bewegung des zweiten Werkzeuges 42 beim Drehen bestimmt und das erste Werkzeug 41 wird so gesteuert, dass es mit der Schneid-Vorschubgeschwindigkeit sich über den bestimmten Bewegungsbetrag bewegt ((4)). Gleichzeitig wird das zweite Werkzeug 42 auf der gegenüberliegenden Seite mit der Schneid-Vorschubgeschwindigkeit über die gleiche Bewegungsstrecke bewegt aufgrund des Befehls für das erste Werkzeug 41 und es wird die Dreharbeit ausgeführt ((4)').
– Schritt 5: Unter Verwendung der obigen Gleichung (5) auf Basis der vom NC-Programm vorgegebenen Werte wird der Betrag der Bewegung des ersten Werkzeuges 41 von der momentanen Position zur Startposition des Drehens bestimmt und das erste Werkzeug 41 wird so gesteuert, dass es über den bestimmten Bewegungsbetrag zum Werkstück W vorgeschoben wird, und zwar mit der schnellen Vorschubgeschwindigkeit ((5), (1)). Gleichzeitig wird auf der gegenüberliegenden Seite das zweite Werkzeug 42 vom Werkstück W über den gleichen Bewegungsbetrag mit der schnellen Vorschubgeschwindigkeit vom Werkstück W getrennt aufgrund des Befehls an das erste Werkzeug 41 ((5)', (1)').

Daraufhin werden die Schritte 2 bis 5 wiederholt, bis das erste Werkzeug 41 die Position des Schneid-Endpunktes A' erreicht und die Dreharbeit ist beendet.
5 ist ein Flussdiagramm für das obige Verfahren bei einer Dreharbeit, ausgeführt mit einer numerischen Steuerung 1 gemäß der Erfindung. Das Verfahren wird ausgeführt durch die Befehlsanalyseeinheit 11, welche die zyklischen Bearbeitungsbefehle (G900) aus dem NC-Programm für die Bearbeitung des Werkstücke W ausliest.

– [Schritt SA01] Der ausgelesene zyklische Bearbeitungsbefehl wird analysiert. Die Anzahl n der Schneidvorgänge wird auf 1 zurückgesetzt.
– [Schritt SA02] Es wird geprüft, ob die Anzahl n der Schneidvorgänge 1 ist. Ist die Anzahl der Schneidvorgänge n 1, geht das Verfahren zu Schritt SA03, wenn nicht, geht das Verfahren zu Schritt SA04.
– [Schritt SA03] Der Bewegungsbetrag für das erste Werkzeug 41 für einen Vorschub zum Werkstück W wird berechnet unter Verwendung von Gleichung (1) auf Basis der Werte, die durch den in Schritt SA01 analysierten zyklischen Bearbeitungsbefehl gegeben sind.
– [Schritt SA04] Der Bewegungsbetrag des ersten Werkzeuges 41 für einen Vorschub zum Werkstück W wird unter Verwendung von Gleichung (5) berechnet auf Basis der durch den in Schritt SA01 analysierten Werte des zyklischen Bearbeitungsbefehls.
– [Schritt SA05] Das erste Werkzeug 41 wird so gesteuert, dass es mit hoher Vorschubgeschwindigkeit in Richtung zum Werkstück W bewegt wird, entsprechend dem in Schritt SA03 bzw. Schritt SA04 berechneten Bewegungsbetrags. Aufgrund dieser Steuerung wird das gegenüberliegende zweite Werkzeug 42 gleichzeitig (simultan) in eine Richtung bewegt, in der es mit hoher Vorschubgeschwindigkeit vom Werkstück W getrennt wird, wiederum entsprechend dem gleichen Bewegungsbetrag.
– [Schritt SA06] Der Bewegungsbetrag des ersten Werkzeuges 41 beim Drehen wird mit Gleichung (2) berechnet auf Basis der Werte des in Schritt SA01 analysierten zyklischen Bearbeitungsbefehls.
– [Schritt SA07] Das erste Werkzeug 41 wird so gesteuert, dass es sich mit der Schneid-Vorschubgeschwindigkeit entsprechend dem in Schritt SA06 berechneten Bewegungsbetrags bewegt, um so das Drehen auszuführen. Aufgrund dieser Steuerung wird das zweite, gegenüberliegende Werkzeug 42 simultan mit der Schneid-Vorschubgeschwindigkeit über den gleichen Bewegungsbetrag bewegt.
– [Schritt SA08] Es wird geprüft, ob die abschließende Bearbeitung ausgeführt worden ist oder nicht (ob die Koordinaten des Schneid-Endpunktes A' erreicht wurden oder nicht). Hat die abschließende Bearbeitung stattgefunden, ist das Verfahren beendet, wenn nicht, geht das Verfahren zu Schritt SA09.
– [Schritt SA09] Der Bewegungsbetrag für das zweite Werkzeug 42 zum Vorschub zum Werkstück W wird unter Verwendung von Gleichung (3) berechnet auf Basis der Werte des in Schritt SA01 analysierten zyklischen Bearbeitungsbefehls.
– [Schritt SA10] Das erste Werkzeug 41 wird so gesteuert, dass es mit hoher Vorschubgeschwindigkeit in Richtung weg vom Werkstück W bewegt wird, um das zweite Werkzeug 42 über den in Schritt SA09 berechneten Bewegungsbetrag zum Werkstück W vorzuschieben. Aufgrund dieser Steuerung wird das zweite Werkzeug 42 auf der gegenüberliegenden Seite in Richtung auf das Werkstück W mit hoher Vorschubgeschwindigkeit über den gleichen Bewegungsbetrag bewegt.
– [Schritt SA11] Der Bewegungsbetrag des zweiten Werkzeuges 42 beim Drehen wird mit Gleichung (4) berechnet auf Basis der Werte des in Schritt SA01 analysierten zyklischen Bearbeitungsbefehls.
– [Schritt SA12] Das erste Werkzeug 41 wird so gesteuert, dass es sich mit der Schneid-Vorschubgeschwindigkeit über die in Schritt SA11 berechnete Wegstrecke bewegt, wodurch das zweite Werkzeug 42 eine Dreharbeit ausführt durch Bewegung mit der Schneid-Vorschubgeschwindigkeit über diese Wegstrecke. Aufgrund dieser Steuerung wird das zweite Werkzeug 42 auf der gegenüberliegenden Seite simultan mit der Schneid-Vorschubgeschwindigkeit über die gleiche Wegstrecke bewegt und führt die Dreharbeit aus.
– [Schritt SA13] Es wird geprüft, ob die abschließende Bearbeitung ausgeführt wurde oder nicht (ob der X-Koordinatenwert durch Bewegung der Position des zweiten Werkzeuges 42 symmetrisch zur Z-Achse die X-Koordinate des Schneid-Endpunktes A' erreicht hat oder nicht). Ist die abschließende Bearbeitung durchgeführt, ist das Verfahren beendet, wenn nicht, geht das Verfahren zu Schritt SA14.
– [Schritt SA14] Die Anzahl n der Schneidvorgänge wird auf 2 erhöht und das Verfahren geht zurück zu Schritt SA02.

Wie oben beschrieben, kann die numerische Steuerung 1 gemäß der Erfindung die Bewegung des Werkzeuges auf ein Minimum reduzieren, welches erforderlich ist bei einer Werkzeugmaschine nach 1, in welcher die montierten Werkzeuge einander gegenüberliegend angeordnet sind, um reziprok eine Dreharbeit auszuführen gemäß einem komplexen fixierten Zyklus unter Verkürzung der Zykluszeit.
Nunmehr wird eine numerische Steuerung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung näher mit Blick auf die 6A, 6B und 7 beschrieben.
Die numerische Steuerung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß obiger Beschreibung steuert eine Werkzeugmaschine mit Cutter-Haltern 31, 32, welche so angeordnet sind, dass die darauf montierten Werkzeuge 41, 42 einander gegenüberliegen, wie in 1 gezeigt, während die numerische Steuerung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel eine Werkzeugmaschine steuert, die mit einem Werkzeug versehen ist, welches auf einem (Werkzeug-)Revolver entsprechend 6A und 6B montiert ist.
Wie die 6A und 6B zeigen, ist die durch eine numerische Steuerung nach diesem Ausführungsbeispiel gesteuerte Werkzeugmaschine mit einem drehenden Revolver 60 versehen, auf dem erste und zweite Werkzeuge 61, 62 so montiert sind, dass die jeweiligen Richtungen der Dreharbeit einander gegenüberliegen, wobei der Revolver 60 gesteuert wird für eine entsprechende Bewegung und eine Arretierung in einer Drehposition gemäß 6A, wenn die Dreharbeit durch das erste Werkzeug 61 ausgeführt wird und in eine Drehposition gemäß 6B, wenn die Dreharbeit durch das zweite Werkzeug 62 ausgeführt wird. Somit wird der drehende Revolver 60 in eine jeweilige Drehposition gedreht, um ein Werkzeug zu positionieren. Die numerische Steuerung steuert die Werkzeugmaschine so, dass eine Dreharbeit entsprechend einem komplex fixierten Zyklus reziprok unter Verwendung der ersten und zweiten Werkzeuge 61, 62 ausgeführt wird durch Steuerung der X-Z-Koordinatenposition und des Drehwinkels des Revolvers 60.
Beim Betrieb der reziproken Durchführung einer Dreharbeit gemäß einem komplexen fixierten Zyklus durch eine numerische Steuerung wird entsprechend 6A und 6B zunächst der Revolver 60 in einer Drehposition arretiert, in welcher ein Schneidvorgang durch das erste Werkzeug 61 ermöglicht ist, und die Spitze des ersten Werkzeuges 61 wird am Startpunkt A positioniert und zum Werkstück W vorgeschoben ((1) in 6A), woraufhin die Z-Koordinate des ersten Werkzeuges 61 verändert wird, bis der Z-Koordinatenwert des Schneid-Endpunktes erreicht ist, um so eine Dreharbeit auszuführen ((2) in 6A).
Sodann wird der Revolver 60 am Endpunkt der Schneid-Operation (2) gemäß 6A gedreht und in einer Drehstellung arretiert, in welcher das zweite Werkzeug 62 für eine Dreharbeit eingesetzt werden kann (6B). Daraufhin wird das zweite Werkzeug 62 in Richtung des Werkstückes W über die Schneidtiefe bewegt ((3) in 6B) und das zweite Werkzeug 62 wird in entgegengesetzter Richtung zu (2) in 6A in Z-Achsenrichtung bewegt ((4) in 6B), wodurch die Dreharbeit ausgeführt wird. Das erste Werkzeug 61 und das zweite Werkzeug 62 haben die gleiche Länge.
Bei diesem Ausführungsbeispiel gibt die numerische Steuerung einen G-Code-Befehl (G900) im weiter unten angegebenen Format über das NC-Programm ein als ein Beispiel eines zyklischen Bearbeitungsbefehls zum Steuern der Werkzeugmaschine mit Cutter-Haltern entsprechend 6A und 6B. Der für dieses Ausführungsbeispiel beschriebene zyklische Bearbeitungsbefehl wird beispielhaft als Befehl für das erste Werkzeug 61 analysiert.

G900 X_ Z_ U_ F_;

X_:: X-Achsen-Koordinatenwert zum Schneiden von Endpunkt A';
Z_:: Z-Achsen-Koordinatenwert zum Schneiden von Endpunkt A';
U_:: Schneidtiefe pro Operation
F_:: Schneid-Vorschubgeschwindigkeit

Das Blockdiagramm des grundlegenden Aufbaus der numerischen Steuerung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, welche einen Betrieb der Werkzeugmaschine gemäß den 6A und 6B bewirkt, ist ähnlich dem Blockdiagramm des grundlegenden Aufbaus der numerischen Steuerung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, welche einen Betrieb der Werkzeugmaschine entsprechend 1A und 1B bewirkt.
Die Zyklusbetriebserzeugungseinheit 12 der numerischen Steuerung 1 berechnet die jeweiligen Bewegungsbeträge der Vorschub-Operationen (1) bis (4) gemäß 6A und 6B auf Basis der oben beschriebenen Werte gemäß den zyklischen Bearbeitungsbefehlen. Die Anzahl der Zyklen vom Start der Dreharbeit an sei n (wobei der erste Zyklus n = 1 ist, beginnend mit der Dreharbeit des ersten Werkzeuges 61), und die Position des ersten Werkzeuges 61 zur Zeit des Befehls, mit anderen Worten: die Koordinatenwerte am Startpunkt A vor dem Drehen, womit die Bewegungsbeträge der Achse (Servomotor) in den Operationen (1) bis (4) des Werkzeuges gemäß 6A und 6B mit den weiter unten folgenden Gleichungen (6) bis (9) berechnet werden.

– Bewegungsbetrag der X-Achse des ersten Werkzeuges 61 zur Dreh-Startposition in Operation <1> = –(U × n) (wobei n = 1) (6)
– Bewegungsbetrag des ersten Werkzeuges 61 beim Drehen in Operation <2> = Z – A(Z) (7)
– Betrag der X-Achsen-Bewegung des zweiten Werkzeuges 62 zum Dreh-Startpunkt in Operation <3> = –(U × (n + 1)) (wobei n = 1, 2, 3,) (8)
– Bewegungsbetrag des zweiten Werkzeuges 62 beim Drehen in Operation <4> = A(Z) – Z (9)

Die Zyklusbetriebserzeugungseinheit 12 erzeugt Bewegungsbetragsdaten durch Einstellen der Schnitttiefe in der letzten Stufe des zyklischen Prozesses auf einen Wert gleich oder kleiner als der Schnitttiefenbefehl durch den zyklischen Bearbeitungsbefehl, und zwar derart, dass das erste Werkzeug 61 letztlich bei Koordinatenwerten des Schneid-Endpunktes A' ankommt.
Ist das erste Werkzeug 61 am Startpunkt A entsprechend 6A positioniert und ist eine Dreharbeit durch einen zyklischen Bearbeitungsbefehl, wie oben beschrieben, befohlen, startet die numerische Steuerung 1 die Steuerung der Werkzeugmaschine so, dass eine Dreharbeit gemäß der nachfolgenden Prozedur auf Basis der jeweiligen Bewegungsbeträge durchgeführt wird, welche gemäß den Gleichungen (6) bis (9) berechnet werden.

– Schritt 1: Der Betrag der X-Achsen-Bewegung des ersten Werkzeuges 61 zum Startpunkt der Dreharbeit wird unter Verwendung der obigen Gleichung (6) bestimmt auf Basis der durch das NC-Programm vorgegebenen Werte, und das erste Werkzeug 61 wird gesteuert für einen Vorschub zum Werkstück W über den bestimmten Bewegungsbetrag mit hoher Vorschubgeschwindigkeit ((1) in 6A).
– Schritt 2: Der Betrag der Z-Achsen-Bewegung des ersten Werkzeuges 61 beim Drehen wird mit obiger Gleichung (7) bestimmt auf Basis der durch das NC-Programm vorgegebenen Werte und das erste Werkzeug 61 wird so gesteuert, dass es über den bestimmten Bewegungsbetrag mit Schneid-Vorschubgeschwindigkeit bewegt wird und eine Dreharbeit ausführt ((2) in 6A).
– Schritt 3: Wird in Schritt 2 detektiert, dass die Z-Achse den Z-Koordinatenwert des Schneid-Endpunktes der Dreharbeit erreicht hat, wird der Revolver 60 freigegeben und eine mit dem Revolver 60 verbundene Drehwelle wird in eine Position gedreht, in welcher eine Dreharbeit mit dem zweiten Werkzeug 62 ermöglicht ist (6B) und der Revolver wird hier arretiert.
– Schritt 4: Der Betrag der X-Achsen-Bewegung des zweiten Werkzeuges 62 zur Startposition der Dreharbeit wird mit obiger Gleichung (8) bestimmt auf Basis der vom NC-Programm vorgegebenen Werte und das zweite Werkzeug 62 wird so gesteuert, dass es zum Werkstück W über den bestimmten Bewegungsbetrag mit der schnellen Vorschubgeschwindigkeit bewegt wird ((3) in 6B).
– Schritt 5: Der Betrag der Z-Achsen-Bewegung des zweiten Werkzeuges 62 bei der Dreharbeit wird mit obiger Gleichung (9) bestimmt auf Basis des vom NC-Programm vorgegebenen Wertes und das zweite Werkzeug 62 wird so gesteuert, dass es sich über den bestimmten Bewegungsbetrag mit Schneid-Vorschubgeschwindigkeit bewegt und eine Dreharbeit ausführt ((4) in 6B).
– Schritt 6: Wird in Schritt 5 detektiert, dass die Z-Achse den Startpunkt der Dreharbeit erreicht hat, wird der Revolver 60 freigegeben und die mit dem Revolver 60 verbundene Drehwelle wird in eine Position gedreht, in welcher eine Dreharbeit mit dem ersten Werkzeug 61 möglich ist (6A) und dort wird der Revolver wiederum fixiert.

Danach werden die Schritte 2 bis 6 wiederholt, bis die Dreharbeit vervollständigt ist.
7 ist ein Flussdiagramm der obigen Prozedur bei einer Dreharbeit mit einer numerischen Steuerung 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren wird durch die Befehlsanalyseeinheit 11 ausgeführt, welche die zyklischen Bearbeitungsbefehle (G900) aus dem NC-Programm für die Bearbeitung des Werkstücke W ausliest.

– [Schritt SB01] Der ausgelesene zyklische Bearbeitungsbefehl wird analysiert. Die Anzahl n der Schneidschritte wird auf 1 gesetzt.
– [Schritt SB02] Der Betrag der Bewegung des ersten Werkzeuges 61 zum Vorschub zum Werkstück W wird mit Gleichung (6) berechnet auf Basis der Werte, die in dem in Schritt SB01 analysierten zyklischen Bearbeitungsprogramm angegeben sind.
– [Schritt SB03] Das erste Werkzeug 61 wird so gesteuert, dass es mit hoher Vorschubgeschwindigkeit in Richtung auf das Werkstück W bewegt wird, und zwar über die Bewegungsstrecke gemäß Rechnung in Schritt SB02.
– [Schritt SB04] Der Bewegungsbetrag des ersten Werkzeuges 61 bei der Dreharbeit wird mit obiger Gleichung (7) berechnet auf Basis der Werte des in Schritt SB01 analysierten zyklischen Bearbeitungsbefehls.
– [Schritt SB05] Das erste Werkzeug 61 wird so gesteuert, dass es mit der Schneid-Vorschubgeschwindigkeit über die in Schritt SB04 berechnete Bewegungsstrecke bewegt wird und so eine Dreharbeit ausführt.
– [Schritt SB06] Wird detektiert, dass die Z-Achse den Z-Koordinatenwert des Schneid-Endpunktes der Dreharbeit in Schritt SB05 erreicht hat, wird geprüft, ob die abschließende Bearbeitung ausgeführt worden ist oder nicht (ob die Koordinaten des Schneid-Endpunktes A' erreicht sind oder nicht). Ist die abschließende Bearbeitung ausgeführt, ist das Verfahren beendet und wenn nicht, geht das Verfahren zu Schritt SB07.
– [Schritt SB07] Der Revolver 60 wird freigegeben und die mit dem Revolver 60 verbundene Drehwelle wird in eine Drehposition gedreht, welche eine Dreharbeit mit dem zweiten Werkzeug 62 ermöglicht und der Revolver 60 wird arretiert.
– [Schritt SB08] Der Bewegungsbetrag für einen Vorschub des zweiten Werkzeuges 62 zum Werkstück W wird mit Gleichung (8) auf Basis der Werte des in Schritt SB01 analysierten zyklischen Bearbeitungsbefehls berechnet.
– [Schritt SB09] Das zweite Werkzeug 62 wird so gesteuert, dass es in Richtung auf das Werkstück W mit hoher Vorschubgeschwindigkeit bewegt wird, und zwar über den in Schritt SB08 berechneten Bewegungsbetrag.
– [Schritt SB10] Der Bewegungsbetrag des zweiten Werkzeuges 62 beim Drehen wird mit Gleichung (9) auf Basis der Werte des in Schritt SB01 analysierten zyklischen Bearbeitungsbefehls berechnet.
– [Schritt SB11] Das zweite Werkzeug 62 wird so gesteuert, dass es mit der Schneid-Vorschubgeschwindigkeit über einen Bewegungsbetrag bewegt wird, welcher in Schritt SB10 berechnet wurde, um so eine Dreharbeit auszuführen.
– [Schritt SB12] Wird in Schritt SB11 detektiert, dass die Z-Achse den Startpunkt der Dreharbeit erreicht hat, wird der Revolver 60 freigegeben und die mit ihm verbundene Drehwelle in eine Position gedreht, in welcher eine Dreharbeit mit dem ersten Werkzeug 61 ermöglicht ist, und der Revolver wird wiederum arretiert.
– [Schritt SB13] Es wird geprüft, ob die abschließende Bearbeitung ausgeführt ist oder nicht (ob der X-Koordinatenwert des zweiten Werkzeuges 62 den X-Koordinatenwert des Schneid-Endpunktes A' erreicht hat oder nicht). Ist die abschließende Bearbeitung ausgeführt, ist das Verfahren beendet, wenn nicht, geht das Verfahren zu Schritt SB14.
– [Schritt SB14] Die Anzahl n der Schneidvorgänge wird auf 2 erhöht und das Verfahren geht zurück zu Schritt SB02.

Gemäß der obigen Beschreibung kann die numerische Steuerung 1 nach diesem Ausführungsbeispiel die Bewegung des Werkzeuges auf das notwendige Minimum reduzieren, wobei die Steuerung durch eine Werkzeugmaschine entsprechend den 6A und 6B mit einem Drehrevolver 60 implementiert ist, auf welchem ein erstes und ein zweites Werkzeug 61, 62 so montiert sind, dass die Richtungen der jeweiligen Dreharbeiten einander entgegengesetzt sind, um so eine Dreharbeit gemäß einem komplex fixierten Zyklus reziprok auszuführen und die Zykluszeit für den komplex fixierten Zyklus zu verkürzen.
Nunmehr wird eine numerische Steuerung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Blick auf die 8A und 8B näher beschrieben.
Die numerische Steuerung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel steuert eine Werkzeugmaschine eines Typs, bei dem ein erstes Werkzeug 71 und ein zweites Werkzeug 72 auf einem Tandem-Cutter-Halter 70 montiert sind, wie in den 8A und 8B gezeigt ist.
Insbesondere haben bei der Werkzeugmaschine entsprechend den 8A und 8B das erste Werkzeug 71 und das zweite Werkzeug 72 die gleiche Länge und sind an Positionen zur Bildung einer Tandem-Konfiguration am Cutter-Halter 70 montiert, und zwar derart, dass die Richtungen der Dreharbeiten einander entgegengesetzt sind. Wenn bei einer Werkzeugmaschine dieser Art unter Steuerung durch die numerische Steuerung das erste Werkzeug 61 in der Startposition entsprechend 8A positioniert ist, wird mit dem ersten Werkzeug 61 eine Dreharbeit ausgeführt. Somit wird der Drehrevolver 60 veranlasst, in eine Drehstellung zu drehen, um das Werkzeug in Position zu bringen.
Durch Bewegung des Cutter-Halters in Y-Achsen-Richtung und Ausführung einer Dreharbeit durch das zweite Werkzeug 72 in entgegengesetzter Richtung bei Abschluss der Dreharbeit durch das erste Werkzeug 71 ist es möglich, eine Dreharbeit entsprechend einem komplex fixierten Zyklus reziprok auszuführen unter Verwendung des ersten Werkzeuges 71 und des zweiten Werkzeuges 72, ähnlich wie bei den ersten und zweiten, oben beschriebenen Ausführungsbeispielen.
Oben wurden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben, jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt und kann mit verschiedenen Abwandlungen und Ergänzungen implementiert werden.
Beispielsweise sind bei den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen die ersten und zweiten Werkzeuge auf Cutter-Haltern oder einem Revolver so montiert, dass die Spitzenpositionen der Werkzeuge in Bezug auf die Z-Achsen-Koordinate zusammenfallen, jedoch kann dann, wenn die Z-Achsen-Koordinaten der Spitzenpositionen der ersten und zweiten Werkzeuge nicht zusammenfallen, die Differenz zwischen den Z-Achsen-Koordinaten der Spitzenpositionen der Werkzeuge in einem Einstellbereich der numerischen Steuerung als Korrekturwert eingestellt werden und dieser Korrekturwert kann verwendet werden zur Überwindung der Differenz durch Korrektur der Bewegungsbeträge bei den jeweiligen Operationen. Auch wenn die Längen der Werkzeuge verschieden sind, ist es in ähnlicher Weise möglich, solchen Unterschieden Rechnung zu tragen durch entsprechende Anpassung der Bewegungsbeträge unter Berücksichtigung der Werkzeuglängen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2015-011669 [0004, 0007]
JP 2014-195856 [0005, 0008]

Claims

Numerische Steuerung einer Werkzeugmaschine, welche an einem Werkstück eine Dreharbeit auf Basis eines durch ein NC-Programm angegebenen zyklischen Befehls ausführt, wobei die Werkzeugmaschine aufweist: ein erstes Werkzeug, welches an dem Werkstück eine Dreharbeit unter Bewegung in einer ersten Bearbeitungsrichtung ausführt; ein zweites Werkzeug, welches an dem Werkstück unter Bewegung in einer zweiten Bearbeitungsrichtung, die der ersten Bearbeitungsrichtung entgegengesetzt ist, eine Dreharbeit ausführt; und eine Werkzeug-Umschalteinheit, welche entsprechend einem Befehl der numerischen Steuerung unter den ersten und zweiten Werkzeugen das für eine Dreharbeit eingesetzte Werkzeug auf ein ”befohlenes Werkzeug” umschaltet und einen Zustand einstellt, in welchem eine Dreharbeit mit dem Werkzeug ausführbar ist, und wobei die numerische Steuerung eine Zyklusbetriebserzeugungseinheit aufweist, welche auf Basis des zyklischen Befehls eine Zyklus-Operation für eine Instruktion der Werkzeugmaschine erzeugt, und die Zyklus-Operation einen reziproken Drehbetrieb wiederholt einschließlich: einer ersten Operation zur Ausführung einer Dreharbeit in der ersten Bearbeitungsrichtung durch das erste Werkzeug; eine zweite Operation zum Umschalten vom ersten Werkzeug auf das zweite Werkzeug mittels der Werkzeug-Umschalteinheit; eine dritte Operation zum Ausführen einer Dreharbeit in der zweiten Bearbeitungsrichtung durch das zweite Werkzeug; und eine vierte Operation zum Umschalten vom zweiten Werkzeug auf das erste Werkzeug mittels der Werkzeug-Umschalteinheit.
Numerische Steuerung gemäß Anspruch 1, wobei die Werkzeug-Umschalteinheit aufweist: einen ersten Cutter-Halter, auf welchem das erste Werkzeug montiert ist; einen zweiten Cutter-Halter, auf welchem das zweite Werkzeug montiert ist; ein Koppelglied, welches den ersten Cutter-Halter und den zweiten Cutter-Halter so koppelt, dass das erste Werkzeug und das zweite Werkzeug im Wesentlichen einander gegenüberliegend auf beiden Seiten einer Achse einer Spindel angeordnet sind, welche eine Drehung des Werkstückes verursacht; und einen Motor, welcher den ersten Cutter-Halter und den zweiten Cutter-Halter in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Achse der Spindel antreibt; wobei die zweite Operation durch Bewegung des ersten Werkzeuges weg vom Werkstück das zweite Werkzeug in eine Position bewegt, in der das Werkstück zu bearbeiten ist; und die vierte Operation durch Bewegung des zweiten Werkzeuges weg vom Werkstück das erste Werkzeug in eine Position bringt, in der das Werkstück zu bearbeiten ist.
Numerische Steuerung gemäß Anspruch 1, wobei die Werkzeug-Umschalteinheit aufweist: einen Revolver, auf welchem das erste Werkzeug und das zweite Werkzeug montiert sind; und einen Motor, welcher den Revolver antreibt; wobei die zweite Operation das zweite Werkzeug durch Drehen des Revolvers in Position bringt und sodann das zweite Werkzeug in eine Position bringt, wo das Werkstück zu bearbeiten ist; und die vierte Operation das erste Werkzeug durch Drehung des Revolvers in Position bringt und sodann das erste Werkzeug in eine Position bewegt, wo das Werkstück zu bearbeiten ist.
Numerische Steuerung gemäß Anspruch 1, wobei die Werkzeug-Umschalteinheit gebildet ist durch einen Tandem-Cutter-Halter, auf welchem das erste Werkzeug und das zweite Werkzeug montiert sind, und eine Antriebseinheit, welche den Tandem-Cutter-Halter antreibt, die zweite Operation das zweite Werkzeug durch Antrieb des Tandem-Cutter-Halters in Position bringt und das zweite Werkzeug in eine Position bringt, wo das Werkstück zu bearbeiten ist, und die vierte Operation das erste Werkzeug durch Antrieb des Tandem-Cutter-Halters in Position bringt und sodann das erste Werkzeug in eine Position bringt, wo das Werkstück zu bearbeiten ist.