DE102016006761A1

DE102016006761A1 - Numerische Steuervorrichtung

Info

Publication number: DE102016006761A1
Application number: DE102016006761.6A
Authority: DE
Inventors: Kouei YOSHIDA
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2015-06-09
Filing date: 2016-06-02
Publication date: 2016-12-15
Anticipated expiration: 2036-06-03
Also published as: CN106249693A; DE102016006761B4; US20160363927A1; US10146213B2; CN106249693B; JP2017004188A; JP6298010B2

Abstract

Eine numerische Steuervorrichtung der Erfindung umfasst: eine Beschleunigungseinstellungsdatenspeichereinrichtung zum Speichern von Beschleunigungseinstellungsdaten, wobei eine Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung einer zu steuernden Achse einer Zielmaschine einer Anwendungsbedingung zugeordnet wird, die wenigstens eine Werkzeugnummer umfasst, eine Ausführungs-Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellungsspeichereinrichtung zum Speichern der Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung, die verwendet wird, wenn eine Steuerung der Achse ausgeführt wird, eine Beschleunigungs-/Verzögerungssteuereinrichtung zum Durchführen eines Beschleunigungs-/Verzögerungssteuerverfahrens an der Achse basierend auf der in der Ausführungs-Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellungsspeichereinrichtung eingestellten Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung, und eine Beschleunigungs-/Verzögerungseinstelleinrichtung zum Einstellen der Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung der Beschleunigungseinstellungsdaten, wobei eine in einem Werkzeugauswahlbefehl eines aus einem Bearbeitungsprogramm ausgelesenen Blocks vorgeschriebene Werkzeugnummer die Anwendungsbedingung in der Ausführungs-Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellungsspeichereinrichtung erfüllt.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine numerische Steuervorrichtung und im Besonderen eine numerische Steuervorrichtung mit einer Funktion zum automatischen Umschalten einer Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung gemäß einem Bearbeitungsinhalt oder einem Bearbeitungszustand.
2. Beschreibung des zugehörigen Standes der Technik
Hinsichtlich der spanenden Bearbeitung mit einer Werkzeugmaschine ist zugehöriger Stand der Technik, wie etwa JP 2004-237441 A und JP 06-155233 A , als Technologie zum automatischen Einstellen einer Bearbeitungsbedingung bekannt, die für jede Bearbeitung geeignet ist, zum Beispiel um eine Zyklusdauer zu verkürzen.
Eine in JP 2014-237441 A offenbarte Technologie betrifft eine Vorrichtung, die ein Bearbeitungsprogramm automatisch generiert, wobei eine Bearbeitungsbedingung zum Minimieren von ”Gesamtbearbeitungszeit × Werkzeugabnutzungskosten pro Einsatz” basierend auf Informationen bezüglich eines optimierten Werkzeugwegs und einer Werkzeugausführung, die vorgegebene Kosten für jedes Werkzeug umfassen, und Informationen bezüglich einer Lebensdauercharakteristik im Zuge des Generierens des Bearbeitungsprogramms erhalten wird. Da eine Spindeldrehrate oder Vorschubrate als Bearbeitungsbedingung behandelt wird und in diesem Dokument keine Beschleunigung/Verzögerung erwähnt wird, ist es nicht beabsichtigt, die Zyklusdauer durch eine Änderung der Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung zu verkürzen.
Bei einer in JP 06-155233 A offenbarten Technologie wird die Bearbeitungsbedingung zum Verkürzen einer Bearbeitungsdauer in Bezug auf ein Bearbeitungsprogramm erhalten, das durch eine automatische Programmiereinrichtung ausgegeben wird, wobei die Bearbeitungsfähigkeit jedes Werkzeugs entsprechend dem Material eines Werkstücks oder eine Beschränkung der Fähigkeit der für die Bearbeitung verwendeten Werkzeugmaschine berücksichtigt wird. Die Bearbeitungsbedingung wird unter Bezugnahme auf Bearbeitungsdaten, in denen die Bearbeitungsfähigkeit des Werkzeugs beschrieben ist, und eine Maschinendatei, in der die Bearbeitungsfähigkeit einer Maschine beschrieben ist, automatisch durch einen Computer berechnet. Da die Spindeldrehrate oder Vorschubrate als Bearbeitungsbedingung behandelt wird und auch in diesem Dokument keine Beschleunigung/Verzögerung erwähnt wird, ist es nicht beabsichtigt, die Zyklusdauer durch eine Änderung der Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung zu verkürzen.
Die Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung, wie etwa eine Größe der Beschleunigung und einer Beschleunigungsänderungszeit, ist ein wichtiger Faktor bei der Bestimmung einer Bearbeitungsrate oder einer Bearbeitungsgenauigkeit. Beispielsweise wird ein Bohrvorgang selbst durch eine hohe Beschleunigung weniger beeinflusst, eine Bearbeitung einer Unterseite durch einen Schaftfräser jedoch wird durch eine Erhöhung der Beschleunigung erheblich beeinflusst, so dass es erforderlich ist, die Beschleunigung zu verringern. Was die Einstellung der Beschleunigung angeht, wird bei der Bearbeitung, die selbst durch die Einstellung der hohen Beschleunigung weniger beeinflusst wird, die hohe Beschleunigung eingestellt, um die Zyklusdauer zu verkürzen (Geschwindigkeitsprioritätseinstellung), und in einem Fall, in dem die Genauigkeit ohne Einstellung einer geringen Beschleunigung nicht erhöht wird, ist es erwünscht, die geringe Beschleunigung einzustellen (Genauigkeitsprioritätseinstellung).
Der in JP 2004-237441 A und JP 06-155233 A offenbarte zugehörige Stand der Technik ist dahingehend unzureichend, dass die Bearbeitungsrate oder die Bearbeitungsgenauigkeit nicht in geeigneter Weise eingestellt werden können, da ein automatisches Umschalten der Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung nicht als Verfahren zum Einstellen der Bearbeitungsbedingung berücksichtigt wird. Darüber hinaus wird, in einem Fall, in dem ein Umschalten der Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung nicht automatisch durchgeführt wird, ein Verfahren, bei dem ein Befehl zum Umschalten der Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung im Bearbeitungsprogramm enthalten ist, als Verfahren zum Umschalten der Beschleunigung verwendet, wobei das Verfahren einen Bediener jedoch stark belastet.
Zusammenfassung der Erfindung
In diesem Zusammenhang besteht ein Ziel der Erfindung darin, eine numerische Steuervorrichtung mit einer Funktion zum automatischen Umschalten einer Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung gemäß einem Bearbeitungsinhalt oder einem Bearbeitungszustand bereitzustellen.
Zur Lösung der vorstehend beschriebenen Probleme ist die numerische Steuervorrichtung bei der Erfindung mit der Funktion zum automatischen Umschalten der Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung versehen, so dass die für jede Bearbeitung geeignete Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung auf die numerische Steuervorrichtung angewandt wird.
Dann steuert die erfindungsgemäße numerische Steuervorrichtung eine Achse, die in einer Werkzeugmaschine vorgesehen ist, welche basierend auf einem Befehl eines aus einem Bearbeitungsprogramm ausgelesenen Blocks an einem Werkstück eine Bearbeitung durchführt. Die numerische Steuervorrichtung umfasst: eine Beschleunigungseinstellungsdatenspeichereinrichtung zum Speichern von Beschleunigungseinstellungsdaten, wobei eine Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung der Achse einer Anwendungsbedingung zugeordnet wird, die wenigstens eine Werkzeugnummer umfasst, eine Ausführungs-Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellungsspeichereinrichtung zum Speichern der Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung, die verwendet wird, wenn eine Steuerung der Achse ausgeführt wird, eine Beschleunigungs-/Verzögerungssteuereinrichtung zum Durchführen eines Beschleunigungs-/Verzögerungssteuerverfahrens an der Achse basierend auf der in der Ausführungs-Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellungsspeichereinrichtung eingestellten Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung, und eine Beschleunigungs-/Verzögerungseinstelleinrichtung zum Einstellen der Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung der Beschleunigungseinstellungsdaten, wobei eine in einem Werkzeugauswahlbefehl des aus dem Bearbeitungsprogramm ausgelesenen Blocks vorgeschriebene Werkzeugnummer die Anwendungsbedingung in der Ausführungs-Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellungsspeichereinrichtung erfüllt.
Die Anwendungsbedingung umfasst zusätzlich zur Werkzeugnummer eine Bedingung eines Befehlswerts und die Beschleunigungs-/Verzögerungseinstelleinrichtung stellt die Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung der Beschleunigungseinstellungsdaten ein, wobei ein Befehl des aus dem Bearbeitungsprogramm ausgelesenen Blocks die Anwendungsbedingung in der Ausführungs-Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellungsspeichereinrichtung erfüllt.
Darüber hinaus umfasst die Anwendungsbedingung ferner eine Bearbeitungsdatenbedingung und die Beschleunigungs-/Verzögerungseinstelleinrichtung stellt die Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung der Beschleunigungseinstellungsdaten ein, wobei der Befehl des aus dem Bearbeitungsprogramm ausgelesenen Blocks und die durch eine Simulation des Bearbeitungsprogramms erhaltenen Bearbeitungsdaten jedes Blocks die Anwendungsbedingung in der Ausführungs-Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellungsspeichereinrichtung erfüllen.
Darüber hinaus wird die in der Ausführungs-Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellungsspeichereinrichtung eingestellte Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung für jeden Block des Bearbeitungsprogramms vorab durch die Beschleunigungs-/Verzögerungseinstelleinrichtung eingestellt und die Beschleunigungs-/Verzögerungssteuereinrichtung führt das Beschleunigungs-/Verzögerungssteuerverfahren unter Verwendung der Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung durch, die einem Zielblock entspricht, anhand dessen das Beschleunigungs-/Verzögerungssteuerverfahren durchgeführt wird.
Erfindungsgemäß kann die für jede Bearbeitung geeignete Beschleunigung angewandt werden. Bei der Bearbeitung, die selbst durch die Einstellung der hohen Beschleunigung weniger beeinflusst wird, wird die hohe Beschleunigung eingestellt, um die Bearbeitungsdauer zu verkürzen, und bei der Bearbeitung, bei der die Genauigkeit ohne Einstellung der geringen Beschleunigung nicht erhöht wird, wird die geringe Beschleunigung eingestellt, wodurch die Bearbeitungsdauer bei Sicherstellung der erforderlichen Genauigkeit verkürzt werden kann. Darüber hinaus wird der Bediener weniger belastet, da das Bearbeitungsprogramm den Befehl zum Umschalten der Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung nicht enthalten muss.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Das vorstehende Ziel, andere Ziele und Merkmale der Erfindung gehen aus der Beschreibung der folgenden Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen hervor. Es zeigt:
1 ein Funktionsblockdiagramm einer numerischen Steuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 ein Beispiel für Beschleunigungseinstellungsdaten gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
3 ein Flussdiagramm eines Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
4 ein Beispiel für ein Bearbeitungsprogramm gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
5 ein Beispiel für Beschleunigungseinstellungsdaten gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
6 ein Flussdiagramm eines Verfahrens, das in einer numerischen Steuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung ausgeführt wird;
7 ein Beispiel für ein Bearbeitungsprogramm gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
8 ein Funktionsblockdiagramm einer numerischen Steuervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
9 ein Beispiel für Beschleunigungseinstellungsdaten gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung;
10 ein Flussdiagramm eines Simulationsverfahrens gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung;
11 ein Beispiel für ein Bearbeitungsprogramm gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung; und
12 eine Darstellung, die eine durch eine Simulation erhaltene Schnitttiefe zeigt.
Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Nachstehend ist eine Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Zur Lösung der vorstehend beschriebenen Probleme wird bei der Erfindung eine Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung durch eines der folgenden Verfahren automatisch umgeschaltet, so dass die für jede Bearbeitung geeignete Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung angewandt wird.
Verfahren 1: Die Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung wird gleichzeitig mit einem Werkzeugaustausch automatisch umgeschaltet.
Verfahren 2: Die Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung wird basierend auf Informationen (ein ausgewähltes Werkzeug, eine Vorschubrate, ein Bewegungsbetrag und dergleichen) jedes während einer Ausführung eines Bearbeitungsprogramms ausgelesenen Blocks automatisch umgeschaltet.
Verfahren 3: Sobald eine Schnitttiefe und dergleichen durch eine Informationen bezüglich eines Werkstücks umfassende Simulation vor dem Ausführen des Bearbeitungsprogramms erhalten wird, wird die Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung basierend auf den erhaltenen Informationen, wie etwa der Schnitttiefe, und den Informationen jedes Blocks automatisch umgeschaltet.
<Erste Ausführungsform>
1 ist ein Funktionsblockdiagramm einer numerischen Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Eine numerische Steuervorrichtung 1 dieser Ausführungsform umfasst eine Befehlsanalyseeinrichtung 10, eine Interpolationseinrichtung 11, eine Beschleunigungs-/Verzögerungssteuereinrichtung 12, eine Servosteuereinrichtung 13 und eine Beschleunigungs-/Verzögerungseinstelleinrichtung 14. Darüber hinaus ist die numerische Steuervorrichtung mit einer Beschleunigungseinstellungsdatenspeichereinrichtung 21, in der Beschleunigungseinstellungsdaten vorab in einem Bereich, wie etwa einem Speicher (nicht gezeigt), gespeichert werden, und einer Ausführungs-Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellungsspeichereinrichtung 22 ausgestattet.
Die Befehlsanalyseeinrichtung 10 liest sequentiell Blöcke eines Bearbeitungsprogramms 20 aus, das in einem Speicher (nicht gezeigt) und dergleichen gespeichert ist, analysiert einen Befehl des betreffenden Blocks und erzeugt Bewegungsdaten und gibt diese aus.
Die Interpolationseinrichtung 11 führt ein Interpolationsverfahren durch, um basierend auf den von der Befehlsanalyseeinrichtung 10 ausgegebenen Bewegungsdaten den Bewegungsbetrag auf jede Interpolationsperiode zu verteilen, und gibt Interpolationsdaten an die Beschleunigungs-/Verzögerungssteuereinrichtung aus.
Die Beschleunigungs-/Verzögerungssteuereinrichtung 12 führt ein Beschleunigungs-/Verzögerungsverfahren durch, um basierend auf der in der Ausführungs-Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellungsspeichereinrichtung 22 gespeicherten Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung eine Beschleunigung/Verzögerung auf die von der Interpolationseinrichtung 11 ausgegebenen Interpolationsdaten anzuwenden, und gibt die resultierenden Daten an die Servosteuereinrichtung 13 aus.
Die Servosteuereinrichtung 13 steuert basierend auf den von der Beschleunigungs-/Verzögerungssteuereinrichtung 12 ausgegebenen Daten den Antrieb jeder Antriebsachse einer Maschine durch Steuern eines Servomotors und dergleichen.
Im Übrigen sind die vorstehend beschriebenen Verfahren, die durch die Befehlsanalyseeinrichtung 10, die Interpolationseinrichtung 11, die Beschleunigungs-/Verzögerungssteuereinrichtung 12 und die Servosteuereinrichtung 13 ausgeführt werden, im Wesentlichen dieselben wie die Verfahren, die durch eine grundlegende Konfiguration einer allgemeinen numerischen Steuervorrichtung ausgeführt werden.
Wenn das Bearbeitungsprogramm ausgeführt wird, erhält die Beschleunigungs-/Verzögerungseinstelleinrichtung 14 basierend auf den in der Beschleunigungseinstellungsdatenspeichereinrichtung 21 gespeicherten Beschleunigungseinstellungsdaten die für einen auf dem ausgeführten Bearbeitungsprogramm basierenden Bearbeitungsvorgang geeignete Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung, wie etwa eine Beschleunigung und eine Beschleunigungsänderungszeit (Zeit zum Erreichen einer bestimmten Beschleunigung), und stellt die Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung sequentiell in der Ausführungs-Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellungsspeichereinrichtung 22 ein. Bei dieser Ausführungsform stellt die Beschleunigungs-/Verzögerungseinstelleinrichtung 14 die Beschleunigung und die Beschleunigungsänderungszeit gemäß dem bei der Bearbeitung verwendeten Werkzeug ein.
2 zeigt ein Beispiel der Beschleunigungseinstellungsdaten gemäß dieser Ausführungsform. Bei den Beschleunigungseinstellungsdaten dieser Ausführungsform wird die Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung, wie etwa die Beschleunigung und die Beschleunigungsänderungszeit (die Zeit zum Erreichen einer bestimmten Beschleunigung), die für einen durch ein Werkzeug durchgeführten Vorgang geeignet ist, in Verbindung mit einer Werkzeugnummer des betreffenden Werkzeugs als Bedingung zum Anwenden der Einstellung gespeichert. In 2 werden die ”X-Achsen-Beschleunigung” und die ”X-Achsen-Beschleunigungsänderungszeit” in einem Einstellfeld eingestellt, die Beschleunigung, die Beschleunigungsänderungszeit oder dergleichen einer anderen Achse als der X-Achse können jedoch unter Berücksichtigung einer Charakteristik der Achse ebenfalls eingestellt werden. Darüber hinaus kann ein auf die Beschleunigung/Verzögerung bezogenes Einstellfeld, das für die Einstellung erforderlich ist, zusätzlich zur Beschleunigung und Beschleunigungsänderungszeit hinzugefügt werden.
Wenn die Befehlsanalyseeinrichtung 10 einen Werkzeugaustauschbefehl aus dem Bearbeitungsprogramm 20 ausliest, gibt die Beschleunigungs-/Verzögerungseinstelleinrichtung 14 dieser Ausführungsform einen Wert der Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung, wie etwa die Beschleunigung und die Beschleunigungsänderungszeit, die für den mit dem Werkzeug durchgeführten Vorgang geeignet ist, basierend auf der Werkzeugnummer des betreffenden auszuwechselnden Werkzeugs und unter Bezugnahme auf die Beschleunigungseinstellungsdatenspeichereinrichtung vor. Dann wird der vorgegebene Wert der Beschleunigung/Verzögerungseinstellung in der Ausführungs-Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellungsspeichereinrichtung 22 eingestellt.
Bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird die für das ausgewechselte Werkzeug geeignete Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung immer dann in der Ausführungs-Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellungsspeichereinrichtung 22 gespeichert, wenn das Werkzeug während der Ausführung des Bearbeitungsprogramms ausgewechselt wird, und die Beschleunigungs-/Verzögerungssteuereinrichtung 12 führt das Beschleunigungs-/Verzögerungsverfahren basierend auf der in der Ausführungs-Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellungsspeichereinrichtung 22 eingestellten Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung aus. Daher wird gemäß dem Bearbeitungsprogramm nach dem Auswechseln des Werkzeugs die Beschleunigung/Verzögerung jeder Achse basierend auf der geänderten Beschleunigung und der Beschleunigungsänderungszeit gesteuert.
3 ist ein schematisches Flussdiagramm eines durch die Beschleunigungs-/Verzögerungseinstelleinrichtung 14 dieser Ausführungsform ausgeführten Verfahrens.
[Schritt SA01] Die Beschleunigungs-/Verzögerungseinstelleinrichtung 14 erhält die Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung, wie etwa die Beschleunigung und die Beschleunigungsänderungszeit, die basierend auf der Werkzeugnummer des ausgewechselten Werkzeugs auf das Werkzeug angewandt wird, aus den in der Beschleunigungseinstellungsdatenspeichereinrichtung 21 gespeicherten Beschleunigungseinstellungsdaten.
[Schritt SA02] Die Beschleunigungs-/Verzögerungseinstelleinrichtung 14 schreibt die in Schritt SA01 erhaltene Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung in die Ausführungs-Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellungsspeichereinrichtung 22, auf die die Beschleunigungs-/Verzögerungssteuereinrichtung 12 während einer praktischen Ausführung einer Beschleunigungs-/Verzögerungssteuerung Bezug nimmt.
4 ist eine Darstellung, die ein spezifisches Beispiel einer Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellungsumschaltung bei einer Ausführung des Bearbeitungsprogramms in der numerischen Steuervorrichtung dieser Ausführungsform zeigt. Beispielsweise werden, wie in 2 gezeigt, die Beschleunigungseinstellungsdaten, wobei in jedem Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellfeld ein Wert eingestellt ist, vorab in der Beschleunigungseinstellungsdatenspeichereinrichtung 21 gespeichert und, wenn das in 4 gezeigte Bearbeitungsprogramm ausgeführt wird, werden in den Blöcken N1 bis N9 die Beschleunigung von 10000 [mm/s²] und die Beschleunigungsänderungszeit von 100 [ms] in der Ausführungs-Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellungsspeichereinrichtung 22 eingestellt, da das Werkzeug 1 ausgewählt ist. Darüber hinaus werden in den Blöcken N11 bis N19 die Beschleunigung von 5000 [mm/s²] und die Beschleunigungsänderungszeit von 50 [ms] eingestellt, da ein Werkzeug 2 ausgewählt ist.
<Zweite Ausführungsform>
Bei der ersten Ausführungsform wird die Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung lediglich abhängig von der ausgewählten Werkzeugnummer umgeschaltet, bei dieser Ausführungsform jedoch wird ein Beispiel beschrieben, bei dem die Beschleunigung und die Beschleunigungsänderungszeit basierend auf einer Bewegungsart, dem Bewegungsbetrag, der Vorschubrate oder dergleichen umgeschaltet werden, die in jedem Befehlsblock des Bearbeitungsprogramms vorgeschrieben sind.
Die Konfiguration der numerischen Steuervorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform ist dieselbe wie bei der ersten Ausführungsform.
5 zeigt ein Beispiel für Beschleunigungseinstellungsdaten gemäß dieser Ausführungsform. Die abhängig von einer erfüllten Anwendungsbedingung angewandte Beschleunigungseinstellung wird in den Beschleunigungseinstellungsdaten dieser Ausführungsform gespeichert. Wie in 5 gezeigt, werden zusätzlich zur Werkzeugnummer die Bedingungen der Befehlswerte, wie etwa die Bewegungsart, der Bewegungsbetrag und die Vorschubrate, als Anwendungsbedingung eingestellt, und die Beschleunigungseinstellung, wie etwa die Beschleunigung und die Beschleunigungsänderungszeit, wird in Verbindung mit den Bedingungen gespeichert. Bei dem in 5 gezeigten Beispiel wird in einem Fall, in dem das Werkzeug 1 ausgewählt ist und die durch das Bearbeitungsprogramm vorgeschriebene Bewegungsart eine ausschließlich in der X-Achsenrichtung verlaufende gerade Linie von 0 bis 10 mm ist, die Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung von Nummer 1 bei der Vorschubrate F von 1000 [mm/min] oder mehr und die Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung von Nummer 2 bei der Vorschubrate F von 500 ≤ F < 1000 [mm/min] angewandt.
Im Übrigen sind in 5 die Bedingungen der Befehlswerte, wie etwa das ausgewählte Werkzeug, die Bewegungsart, der Bewegungsbetrag und die Vorschubrate beispielhaft als Anwendungsbedingung angegeben, wobei ferner Informationen (z. B. eine Auswahlebene, eine Spindeldrehrate und verschiedene Betriebsarten), die erhalten werden, wenn das Bearbeitungsprogramm ausgelesen wird, in geeigneter Weise als Bedingung des Befehlswerts übernommen werden können.
Darüber hinaus werden, da das Bearbeitungsprogramm vorab in der allgemeinen numerischen Steuervorrichtung ausgelesen werden kann, Informationen einer Mehrzahl Blöcke ausgelesen, die den planmäßig als Nächstes auszuführenden Block sowie den derzeit ausgeführten Block umfassen, wodurch beispielsweise die Anwendungsbedingung so eingestellt werden kann, dass die Beschleunigung unter Berücksichtigung der Bewegungsbeträge der Mehrzahl Blöcke umgeschaltet wird.
Basierend auf den vorstehend beschriebenen Beschleunigungseinstellungsdaten speichert die Beschleunigungs-/Verzögerungseinstelleinrichtung 14 die Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung, die für den Bearbeitungsbefehl jedes Blocks des Bearbeitungsprogramms geeignet ist, während der Ausführung des Bearbeitungsprogramms in der Ausführungs-Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellungsspeichereinrichtung 22, so dass die Beschleunigung selbst bei demselben Werkzeug gemäß dem Befehl umgeschaltet werden kann. Daher kann die Beschleunigung feiner umgeschaltet werden.
6 ist ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens, das in der numerischen Steuervorrichtung dieser Ausführungsform ausgeführt wird.
[Schritt SB01] Die Befehlsanalyseeinrichtung 10 liest und analysiert den Block des Bearbeitungsprogramms und gibt ein Analyseergebnis an die Interpolationseinrichtung 11 und die Beschleunigungs-/Verzögerungseinstelleinrichtung 14 aus.
[Schritt SB02] Die Beschleunigungs-/Verzögerungseinstelleinrichtung 14 erhält die Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung, die mit der Anwendungsbedingung übereinstimmt, wie etwa die Beschleunigung und die Beschleunigungsänderungszeit, basierend auf Informationen, wie etwa dem derzeit ausgewählten Werkzeug oder dem Inhalt des Befehls des Blocks, den die Befehlsanalyseeinrichtung 10 in Schritt SB01 liest und analysiert, und unter Bezugnahme auf die in der Beschleunigungseinstellungsdatenspeichereinrichtung 21 gespeicherten Beschleunigungseinstellungsdaten.
[Schritt SB03] Die Beschleunigungs-/Verzögerungseinstelleinrichtung 14 schreibt die in Schritt SB02 erhaltene Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung in die Ausführungs-Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellungsspeichereinrichtung 22, auf die die Beschleunigungs-/Verzögerungssteuereinrichtung 12 während der praktischen Ausführung der Beschleunigungs-/Verzögerungssteuerung Bezug nimmt.
[Schritt SB04] Die Ausführung des Blocks wird durchgeführt. Die Beschleunigungs-/Verzögerungssteuereinrichtung 12 führt die Ausführung unter Verwendung der Beschleunigung und der Beschleunigungsänderungszeit durch, die als Informationen jedes Blocks gespeichert sind.
[Schritt SB05] Es wird bestimmt, ob die Ausführung aller Blöcke des Bearbeitungsprogramms abgeschlossen ist. Im Fall eines Abschlusses wird die Ausführung des Bearbeitungsprogramms beendet und wenn nicht, kehrt das Verfahren zu Schritt SB01 zurück.
7 ist eine Darstellung, die ein spezifisches Beispiel einer Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellungsumschaltung bei einer Ausführung des Bearbeitungsprogramms in der numerischen Steuervorrichtung dieser Ausführungsform zeigt. Beispielsweise werden, wie in 5 gezeigt, die Beschleunigungseinstellungsdaten, wobei in jedem Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellfeld ein Wert eingestellt ist, vorab in der Beschleunigungseinstellungsdatenspeichereinrichtung 21 gespeichert und, wenn das in 7 gezeigte Bearbeitungsprogramm ausgeführt wird, werden in den Blöcken N1 und N2 die Beschleunigung von 10000 [mm/s²] und die Beschleunigungsänderungszeit von 100 [ms] von Nummer 1 eingestellt, da das Werkzeug 1 ausgewählt ist, die Bewegungsart die gerade Linie in der X-Achsenrichtung ist und die Vorschubrate F 1000 [mm/min] oder mehr beträgt, und in N3 und N4 die Beschleunigung von 5000 [mm/s²] und die Beschleunigungsänderungszeit von 50 [ms] von Nummer 2 eingestellt, da die Vorschubrate F 500 ≤ F < 1000 [mm/min] beträgt.
<Dritte Ausführungsform>
Bei der ersten und zweiten Ausführungsform wird ein Bestimmungsverfahren der angewandten Beschleunigung während der Ausführung des Bearbeitungsprogramms ausgeführt, bei einer dritten Ausführungsform jedoch werden, sobald die Simulation unter Verwendung von Informationen, wie etwa Abmessungen oder Werkstoffeigenschaften des Werkstücks, vor dem praktischen Ausführen des Bearbeitungsprogramms durchgeführt wurde, Bearbeitungsdaten, wie etwa die Schnitttiefe, ein Schneidbetrag und eine Axiallast, erzeugt und die Daten zum Bestimmen der Verzögerungs-/Beschleunigungseinstellung verwendet. Daher kann die Beschleunigung feiner als bei der ersten und zweiten Ausführungsform eingestellt werden.
8 ist ein Funktionsblockdiagramm einer numerischen Steuervorrichtung gemäß dieser Ausführungsform. Die numerische Steuervorrichtung 1 dieser Ausführungsform ist zusätzlich zu jedem in der numerischen Steuervorrichtung 1 der ersten Ausführungsform bereitgestellten Funktionsblock mit einer Simulationseinrichtung 15 und einer Bearbeitungsdatenspeichereinrichtung 23 ausgestattet.
Die Simulationseinrichtung 15 führt basierend auf dem Bearbeitungsprogramm und den Informationen, wie etwa den Abmessungen oder Werkstoffeigenschaften des Werkstücks, eine Bearbeitungssimulation aus, und die Bearbeitungsdaten, wie etwa die Schnitttiefe oder der Schneidbetrag des Werkstücks und die Axiallast, werden bei einer basierend auf dem Befehl jedes Blocks des Bearbeitungsprogramms ausgeführten Bearbeitungssteuerung in Verbindung mit der Nummer des Blocks als Ausführungsergebnis in der Bearbeitungsdatenspeichereinrichtung 23 gespeichert.
Darüber hinaus werden in der Beschleunigungseinstellungsdatenspeichereinrichtung 21 dieser Ausführungsform vorab bedingungsabhängige Beschleunigungseinstellungsdaten, wie in 9 gezeigt, erstellt. Bei den Beschleunigungseinstellungsdaten dieser Ausführungsform wird die Bedingung der Bearbeitungsdaten, wie etwa die Schnitttiefe, ferner der Anwendungsbedingung der bedingungsabhängigen Beschleunigungseinstellungsdaten gemäß einer zweiten Ausführungsform hinzugefügt.
Dann speichert die Beschleunigungs-/Verzögerungseinstelleinrichtung 14 dieser Ausführungsform die Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung jedes Blocks des Bearbeitungsprogramms, die für den auf dem Befehl des betreffenden Blocks basierenden Bearbeitungsvorgang geeignet ist, auf der Basis des Befehls des betreffenden Blocks und den Bearbeitungsdaten, die in der Bearbeitungsdatenspeichereinrichtung 23 gespeichert sind und dem betreffenden Block entsprechen, und unter Bezugnahme auf die Beschleunigungseinstellungsdatenspeichereinrichtung 21 während der Ausführung des Bearbeitungsprogramms, so dass die Beschleunigung/Verzögerung gemäß dem Befehl und den Informationen, wie etwa der Schnitttiefe des Werkstücks, entsprechend dem betreffenden Befehl umgeschaltet werden kann. Daher kann die Beschleunigung/Verzögerung feiner umschaltet werden.
10 ist ein schematisches Flussdiagramm des in der Simulationseinrichtung 15 dieser Ausführungsform ausgeführten Verfahrens.
[Schritt SC01] Der Block des Bearbeitungsprogramms wird gelesen und analysiert und die Simulation ausgeführt.
[Schritt SC02] Die Bearbeitungsdaten, wie etwa die Schnitttiefe, werden als Ergebnis der Ausführung der Simulation jedes Blocks erhalten.
[Schritt SC03] Die in Schritt SC02 erhaltenen Bearbeitungsdaten werden in Verbindung mit jedem Block in der Bearbeitungsdatenspeichereinrichtung 23 gespeichert.
[Schritt SC04] Es wird bestimmt, ob die Ausführung aller Blöcke des Bearbeitungsprogramms abgeschlossen ist. Im Falle eines Abschlusses wird die Ausführung des Bearbeitungsprogramms beendet und wenn nicht, kehrt das Verfahren zu Schritt SC01 zurück.
11 ist eine Darstellung, die ein spezifisches Beispiel einer Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellungsumschaltung bei einer Ausführung des Bearbeitungsprogramms in der numerischen Steuervorrichtung dieser Ausführungsform zeigt. Wie in 9 gezeigt, werden die Beschleunigungseinstellungsdaten, wobei in jedem Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellfeld ein Wert eingestellt ist, vorab in der Beschleunigungseinstellungsdatenspeichereinrichtung 21 gespeichert, wobei als Ergebnis der Simulation, wobei die Abmessungen des Werkstücks eingegeben werden, die Schnitttiefe bei N1 3 [mm] und die Schnitttiefe bei N101 1 [mm] beträgt, wie in 12 gezeigt. In diesem Fall werden, wenn das in 11 gezeigte Bearbeitungsprogramm ausgeführt wird, in Block N1 die Beschleunigung von 10000 [mm/s²] und die Beschleunigungsänderungszeit von 100 [ms] von Nummer 1 eingestellt, da das Werkzeug 1 ausgewählt ist, die Bewegungsart die gerade Linie ist, die Vorschubrate F in einem Bereich von 1000 [mm/min] oder mehr liegt und die Schnitttiefe in einem Bereich von 2 [mm] oder mehr liegt, und in N101 die Beschleunigung von 5000 [mm/s²] und die Beschleunigungsänderungszeit von 50 [ms] von Nummer 2 eingestellt, da die Schnitttiefe weniger als 2 [mm] beträgt.
Obgleich vorstehend die Ausführungsformen der Erfindung beschrieben sind, ist die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann durch geeignetes Modifizieren der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen auf verschiedene Art und Weise umgesetzt werden.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschreiben beispielsweise, dass die Ausführungs-Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellungsspeichereinrichtung 22 mit dem Bereich zum Speichern eines Satzes der Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellungen ausgestattet ist und die Beschleunigungs-/Verzögerungseinstelleinrichtung 14 die Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung in Synchronisation mit der Ausführung des Blocks des Bearbeitungsprogramms in der Ausführungs-Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellungsspeichereinrichtung 22 speichert. Die in der Ausführungs-/Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellungsspeichereinrichtung 22 gespeicherte Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung kann jedoch dafür eingestellt sein, in Verbindung mit der Blocknummer jedes Blocks und dergleichen gespeichert zu werden, und die Beschleunigungs-/Verzögerungssteuereinrichtung 12 kann gemäß einer Zielblocknummer der derzeitigen Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung die dem betreffenden Block entsprechende Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung aus der Ausführungs-Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellungspeichereinrichtung 22 auslesen und das Beschleunigungs-/Verzögerungsverfahren basierend auf der ausgelesenen Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung durchführen.
Bei Verwendung dieser Konfiguration kann die Beschleunigungs-/Verzögerungseinstelleinrichtung 14 die Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung in der Ausführungs-Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellungspeichereinrichtung 22 so aufzeichnen, dass die Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellungen einer Mehrzahl Blöcke vor der Ausführung jedes Blocks während der Ausführung des Bearbeitungsprogramms zwischengespeichert werden oder die Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellungen aller Blöcke vor dem Beginn der Ausführung des Bearbeitungsprogramms 20 vorab aufgezeichnet werden. Darüber hinaus kann die Beschleunigungs-/Verzögerungseinstelleinrichtung 14 bei der dritten Ausführungsform die Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung gleichzeitig mit der Ausführung der Simulation durch die Simulationseinrichtung 15 in der Ausführungs-Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellungsspeichereinrichtung 22 aufzeichnen.
Daher erhöht sich die Datenmenge, die in der Ausführungs-Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellungsspeichereinrichtung 22 zu speichern ist, da es jedoch nicht notwendig ist, dass die Beschleunigungs-/Verzögerungseinstelleinrichtung 14 das Verfahren während der Ausführung des Bearbeitungsprogramms durchführt, wird die Gesamtbelastung der numerischen Steuervorrichtung 1 bei einer feinen Änderung der Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung, zum Beispiel Ausführen des aus dem kleinsten Block und dergleichen bestehenden Bearbeitungsprogramms, in vorteilhafter Weise reduziert.
Darüber hinaus kann anstelle des Speicherns der Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung in der Ausführungs-Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellungspeichereinrichtung 22 das Bearbeitungsprogramm vorab umgeschrieben werden, so dass es einen Befehl zum Umschreiben eines Beschleunigungsparameters umfasst.
Des Weiteren weist die vorstehend beschriebene dritte Ausführungsform eine Konfiguration auf, bei der die Simulationseinrichtung 15 in der numerischen Steuervorrichtung 1 vorgesehen ist, die Simulationseinrichtung 15 kann jedoch auch in eine von der numerischen Steuervorrichtung 1 separaten Vorrichtung, wie etwa einen Computer, eingebaut werden.
Ferner beschreiben die vorstehend beschriebene zweite und dritte Ausführungsform, dass die Bestimmung in Übereinstimmung mit der Anwendungsbedingung der Beschleunigungseinstellungsdaten basierend auf dem Befehlswert durchgeführt wird, wie etwa der Vorschubrate F, der durch das Bearbeitungsprogramm vorgeschrieben wird, für einen Fachmann ist es jedoch leicht verständlich, dass jeder Faktor, der den Befehlswert beeinflusst, zum Beispiel verschiedene Signale, wie etwa eine Übersteuerung oder ein in der numerischen Steuervorrichtung eingestellter Parameter, bei der Bestimmung in Übereinstimmung mit der Anwendungsbedingung zwangsläufig berücksichtigt wird.
Obgleich vorstehend die Ausführungsformen der Erfindung beschrieben sind, ist die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann durch geeignetes Modifizieren der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen auf andere Art und Weise umgesetzt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2004-237441 A [0002, 0006]
JP 06-155233 A [0002, 0004, 0006]
JP 2014-237441 A [0003]

Claims

Numerische Steuervorrichtung, die eine Achse steuert, die in einer Werkzeugmaschine vorgesehen ist, welche basierend auf einem Befehl eines aus einem Bearbeitungsprogramm ausgelesenen Blocks an einem Werkstück eine Bearbeitung durchführt, wobei die numerische Steuervorrichtung umfasst: – eine Beschleunigungseinstellungsdatenspeichereinrichtung zum Speichern von Beschleunigungseinstellungsdaten, wobei eine Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung der Achse einer Anwendungsbedingung zugeordnet wird, die wenigstens eine Werkzeugnummer umfasst, – eine Ausführungs-Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellungsspeichereinrichtung zum Speichern der Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung, die verwendet wird, wenn eine Steuerung der Achse ausgeführt wird, – eine Beschleunigungs-/Verzögerungssteuereinrichtung zum Durchführen eines Beschleunigungs-/Verzögerungssteuerverfahrens an der Achse basierend auf der in der Ausführungs-Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellungsspeichereinrichtung eingestellten Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung, und – eine Beschleunigungs-/Verzögerungseinstelleinrichtung zum Einstellen der Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung der Beschleunigungseinstellungsdaten, wobei eine in einem Werkzeugauswahlbefehl des aus dem Bearbeitungsprogramm ausgelesenen Blocks vorgeschriebene Werkzeugnummer die Anwendungsbedingung in der Ausführungs-Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellungsspeichereinrichtung erfüllt.
Numerische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei – die Anwendungsbedingung zusätzlich zur Werkzeugnummer eine Bedingung eines Befehlswerts umfasst und – die Beschleunigungs-/Verzögerungseinstelleinrichtung die Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung der Beschleunigungseinstellungsdaten einstellt, wobei ein Befehl des aus dem Bearbeitungsprogramm ausgelesenen Blocks die Anwendungsbedingung in der Ausführungs-Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellungsspeichereinrichtung erfüllt.
Numerische Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei – die Anwendungsbedingung ferner eine Bearbeitungsdatenbedingung umfasst und – die Beschleunigungs-/Verzögerungseinstelleinrichtung die Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung der Beschleunigungseinstellungsdaten einstellt, wobei der Befehl des aus dem Bearbeitungsprogramm ausgelesenen Blocks und die durch eine Simulation des Bearbeitungsprogramms erhaltenen Bearbeitungsdaten jedes Blocks die Anwendungsbedingung in der Ausführungs-Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellungsspeichereinrichtung erfüllen.
Numerische Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei – die in der Ausführungs-Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellungsspeichereinrichtung eingestellte Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung für jeden Block des Bearbeitungsprogramms vorab durch die Beschleunigungs-/Verzögerungseinstelleinrichtung eingestellt wird und – die Beschleunigungs-/Verzögerungssteuereinrichtung das Beschleunigungs-/Verzögerungssteuerverfahren unter Verwendung der Beschleunigungs-/Verzögerungseinstellung durchführt, die einem Zielblock entspricht, anhand dessen das Beschleunigungs-/Verzögerungssteuerverfahren durchgeführt wird.