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{Technisches Gebiet}
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein numerisches Steuergerät, das zum Steuern einer Werkzeugmaschine konfiguriert ist, wobei die Erfindung spezifischer ein numerisches Steuergerät betrifft, das zum Veranlassen einer Werkzeugmaschine, mehrfach wiederholte Zyklen durchzuführen, bei welchen mehrere Male ein Bearbeitungsvorgang durchgeführt wird, bei dem ein Werkzeug in ein Werkstück schneidet und das Werkzeug vorgeschoben wird, konfiguriert ist.
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{Stand der Technik}
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Ein derartiges numerisches Steuergerät ist zum automatischen Erzeugen eines Ortes der Bearbeitung, die in Übereinstimmung mit einer eingegebenen Endbearbeitungsform durch ein Werkzeug durchgeführt werden soll, und zum Senden eines Befehls zum Bewegen des Werkzeugs entlang dieses Bearbeitungsortes an ein Werkzeugantriebsmittel konfiguriert. Dementsprechend wird das Werkzeug zu einem Bearbeitungsstartpunkt auf dem Bearbeitungsort bewegt, das Werkstück wird mehrere Male mit einer vorbestimmten Schneidmenge bearbeitet, und dann wird das Werkstück in eine eingegebene Endbearbeitungsform bearbeitet (siehe zum Beispiel PTL 1).
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Zum Beispiel erzeugt das numerische Steuergerät, in Übereinstimmung mit der eingegebenen Endbearbeitungsform, einen Befehl, der Informationen zu einem Werkzeugweg und einer Vorschubgeschwindigkeit beinhaltet, welche für einen Zyklus zum einmaligen Durchführen des Vorschubs mit einer vorbestimmten Schneidmenge gelten, und stellt die Informationen an das Werkzeugantriebsmittel zur Verfügung. Wenn die Endbearbeitungsform mit diesem Zyklus nicht erreicht wird, erzeugt das numerische Steuergerät einen Werkzeugweg und eine Vorschubgeschwindigkeit des nächsten einen Zyklus und fährt mit der Erzeugung derartiger Zyklen fort, bis eine Schneidposition die Endbearbeitungsform erreicht.
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{Literaturstellenliste}
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{Patentliteratur}
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{PTL 1}
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- Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnr. 2015-011669
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{Kurzdarstellung der Erfindung}
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{Technisches Problem}
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Bei dem oben beschriebenen numerischen Steuergerät wird zum Beispiel, wenn die Endbearbeitungsform mitten in der Bearbeitung des Werkstücks geändert werden muss, nachdem der entsprechende Befehl von dem numerischen Steuergerät an das Werkzeugantriebsmittel bereitgestellt wurde, die Bearbeitung mitten in einem Zyklus, der gerade durchgeführt wird, oder am Ende dieses Zyklus unterbrochen. Dann wird die Bearbeitung wieder aufgenommen, nachdem die Endbearbeitungsform geändert wurde; wenn die geänderte Endbearbeitungsform es jedoch erfordert, dass das Werkzeug zu einer tieferen Seite der Endbearbeitungsform vor der Änderung vorgeschoben werden muss, kann das Starten der Bearbeitung von der Position der Unterbrechung aus eine Störung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück verursachen.
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Zum Beispiel wird, wie in 14 veranschaulicht, nachdem ein Werkzeug T um eine Schneidmenge zu Position L1 vorgeschoben wurde, mit welcher das Werkzeug T die Position des Außendurchmessers D1 erreicht, die Bearbeitung mitten im Vorschub des Werkzeugs T zu Position L1 um eine Schneidmenge, mit welcher das Werkzeug T die Position des Außendurchmessers D2 erreicht, unterbrochen. Wenn eine Bearbeitung für eine geänderte Endbearbeitungsform an Position L2, welche sich an einer tieferen Seite von L1 befindet, sowohl für die Position des Außendurchmessers D1 als auch die Position des Außendurchmessers D2 durchgeführt werden muss, kann das Starten der Bearbeitung an einer Position der Unterbrechung eine Störung zwischen dem Werkzeug T und dem Werkstück verursachen.
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Üblicherweise wird eine Endbearbeitungsform nicht mitten in der Bearbeitung geändert, wodurch eine derartige unnötige Störung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück vermieden wird.
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Wenn eine Endbearbeitungsform jedoch mitten in der Bearbeitung geändert werden muss, wird das Werkzeug veranlasst, den Bearbeitungsvorgang für eine geänderte Endbearbeitungsform wieder ab dem Bearbeitungsstartpunkt durchzuführen, um so die oben beschriebene Störung zu vermeiden. Somit führt das Werkzeug den Bearbeitungsvorgang auch an einem bereits bearbeiteten Teil durch, was zu einer entsprechend längeren Bearbeitungszeit führt.
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Die vorliegende Erfindung soll eine Verbesserung der zuvor genannten Gegebenheiten darstellen und ein numerisches Steuergerät bereitstellen, das eine Änderung der Endbearbeitungsform mitten in der Bearbeitung gestattet und einen unnötigen Anstieg einer Bearbeitungszeit aufgrund der Änderung der Endbearbeitungsform verhindert.
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{Lösung des Problems}
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Die vorliegende Erfindung setzt die folgenden Mittel zum Lösen des oben beschriebenen Problems ein.
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Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein numerisches Steuergerät, das ein Werkzeugantriebsmittel steuert, welches zum Bearbeiten eines Werkstücks in eine beliebige Endbearbeitungsform durch das Durchführen mehrerer Bearbeitungsvorgänge konfiguriert ist, von welchen jeder einen Werkzeugschnitt in das Werkstück vornimmt und das Werkzeug vorschiebt, sodass sich das Werkzeug entlang eines Bearbeitungsortes bewegt, um die Bearbeitungsvorgänge durchzuführen. Das numerische Steuergerät beinhaltet ein Anfangsortableitungsmittel, das zum Ableiten des Bearbeitungsortes basierend auf der beliebigen Endbearbeitungsform konfiguriert ist, ein Erfassungsmittel des bearbeiteten Bereiches, das zum Erfassen eines bearbeiteten Bereiches, in welchem das Werkzeug den Bearbeitungsvorgang entlang des abgeleiteten Bearbeitungsortes durchgeführt hat, konfiguriert ist, ein Empfangsmittel, das zum Empfangen einer Bearbeitungsanweisung für eine geänderte Endbearbeitungsform, die sich von der beliebigen Endbearbeitungsform unterscheidet, konfiguriert ist, und ein Ableitungsmittel des geänderten Ortes, das zum Ableiten eines geänderten Bearbeitungsortes basierend auf einer Form eines geänderten bearbeiteten Teils, die durch das Ausschließen des bearbeiteten Bereiches aus der geänderten Endbearbeitungsform erhalten wird, konfiguriert ist, wenn das Empfangsmittel die Bearbeitungsanweisung für die geänderte Endbearbeitungsform zum Zeitpunkt der Unterbrechung der Bearbeitung entlang des Bearbeitungsortes empfangen hat.
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In diesem Aspekt wird der bearbeitete Bereich, in welchem das Werkzeug den Bearbeitungsvorgang entlang des Bearbeitungsortes durchgeführt hat, der durch das Anfangsortableitungsmittel abgeleitet wurde, erfasst, und das Ableitungsmittel des geänderten Ortes leitet den geänderten Bearbeitungsort basierend auf der Form des geänderten bearbeiteten Teils, die durch das Ausschließen des bearbeiteten Bereiches aus der geänderten Endbearbeitungsform erhalten wird, ab. Da der geänderte Bearbeitungsort basierend auf der Form des geänderten bearbeiteten Teils abgeleitet wird, unter Berücksichtigung des bearbeiteten Bereichs in der zuvor angegebenen Art und Weise, kann eine Störung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück vermieden werden, wenn die Bearbeitung nach der Änderung der Endbearbeitungsform zum Beispiel von dem Punkt der Unterbrechung der Bearbeitung aus gestartet wird.
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Im oben beschriebenen Aspekt leitet das Ableitungsmittel des geänderten Ortes den geänderten Bearbeitungsort vorzugsweise derart ab, dass die Bearbeitung an einem Teil der Form des geänderten bearbeiteten Teils vor anderen Teilen durchgeführt wird, wobei der Teil der nächstgelegenste zu einer Bearbeitungsstartseitenposition in einer Schneidrichtung, in welcher das Werkzeug in das Werkstück schneidet, ist.
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Mit dieser Konfiguration kann die Möglichkeit der Störung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück weiter verringert werden.
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Im oben beschriebenen Aspekt bestimmt das Ableitungsmittel des geänderten Ortes bevorzugter, ob die Form des geänderten bearbeiteten Teils einen Teil aufweist, der sich auf einer Bearbeitungsstartseite relativ zu der Position des Werkzeugs zum Zeitpunkt der Unterbrechung, in einer Schneidrichtung, in welcher das Werkzeug in das Werkstück schneidet, befindet, und leitet den geänderten Bearbeitungsort derart ab, dass die Bearbeitung an dem Teil vor anderen Teilen durchgeführt wird, wenn die Gegenwart des Teils bestimmt wird.
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In diesem Aspekt wird bestimmt, ob die Form des geänderten bearbeiteten Teils, unter Berücksichtigung des bearbeiteten Bereiches, einen zu bearbeitenden Teil aufweist, der sich auf der Bearbeitungsstartseite relativ zu der Position des Werkzeugs zum Zeitpunkt der Unterbrechung befindet, und die Gegenwart des geänderten Bearbeitungsortes wird derart abgeleitet, dass die Bearbeitung an dem Teil vor anderen Teilen durchgeführt wird, wenn die Gegenwart des Teils bestimmt wird. Somit wird die Möglichkeit der Störung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück zuverlässiger verringert.
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Im oben beschriebenen Aspekt bestimmt das Ableitungsmittel des geänderten Ortes vorzugsweise, dass der Teil, der sich auf der Bearbeitungsstartseite befindet, vorliegt, wenn sich eine Formlinie der tieferen Seite der Form des geänderten bearbeiteten Teils oder der geänderten Endbearbeitungsform auf einer tieferen Seite einer Formlinie der tieferen Seite der beliebigen Endbearbeitungsform befindet, wobei die tiefere Seite derart definiert ist, dass es sich um eine Seite gegenüber einer Seite handelt, auf welcher die Bearbeitung in einer Vorschubrichtung des Werkzeugs gestartet wird.
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In diesem Aspekt wird bei der Bestimmung der Gegenwart des Teils, der sich auf der Bearbeitungsstartseite befindet, die Position der Formlinie der tieferen Seite der Form des geänderten bearbeiteten Teils oder der geänderten Endbearbeitungsform mit der Position der Formlinie der tieferen Seite der anfänglichen Endbearbeitungsform verglichen. Somit kann die Gegenwart des zu bearbeitenden Teils, der sich auf der Bearbeitungsstartseite relativ zu der Position des Werkzeugs zum Zeitpunkt der Unterbrechung befindet, leicht und zuverlässig bestimmt werden.
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Im oben beschriebenen Aspekt bestimmt das Ableitungsmittel des geänderten Ortes vorzugsweise, dass der Teil, der sich auf der Bearbeitungsstartseite befindet, vorliegt, wenn eine Formlinie der tieferen Seite der Form des geänderten bearbeiteten Teils oder der geänderten Endbearbeitungsform eine Formlinie der tieferen Seite der beliebigen Endbearbeitungsform schneidet, wobei die tiefere Seite derart definiert ist, dass es sich um eine Seite gegenüber einer Seite handelt, auf welcher die Bearbeitung in einer Vorschubrichtung des Werkzeugs gestartet wird.
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In diesem Aspekt wird die Gegenwart des Teils, der sich auf der Bearbeitungsstartseite relativ zu der Position des Werkzeugs zum Zeitpunkt der Unterbrechung befindet, basierend darauf bestimmt, ob die Formlinie der tieferen Seite der Form des geänderten bearbeiteten Teils oder der geänderten Endbearbeitungsform die Formlinie der tieferen Seite der anfänglichen Endbearbeitungsform schneidet. Somit kann die Gegenwart des zu bearbeitenden Teils, der sich auf der Bearbeitungsstartseite relativ zu der Position des Werkzeugs bei der Unterbrechung befindet, leicht und zuverlässig bestimmt werden.
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Im oben beschriebenen Aspekt leitet das Ableitungsmittel des geänderten Ortes den geänderten Bearbeitungsort vorzugsweise derart ab, dass eine Bewegung des Werkzeugs von der Position des Werkzeugs zum Zeitpunkt der Unterbrechung aus gestartet wird.
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Gemäß diesem Aspekt können die Bewegung des Werkzeugs und die Bearbeitung, die durch das Werkzeug durchgeführt wird, von der Position der Unterbrechung aus gestartet werden, was vorteilhaft bei der Verringerung einer Bearbeitungszeit nach der Änderung der Endbearbeitungsform ist.
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Im oben beschriebenen Aspekt leitet das Ableitungsmittel des geänderten Ortes den geänderten Bearbeitungsort vorzugsweise derart ab, dass die Bearbeitung, die durch das Werkzeug durchgeführt wird, gestartet wird, nachdem das Werkzeug mit einer schnelleren Geschwindigkeit von einer Bewegungswiederaufnahmeposition des Werkzeugs zu der Startseite relativ zu einer Formlinie der tieferen Seite der Form des geänderten bearbeiteten Teils bewegt wird, wenn sich die Position des Werkzeugs zum Zeitpunkt der Unterbrechung auf der tieferen Seite relativ zu der Formlinie der tieferen Seite der Form des geänderten bearbeiteten Teils befindet, wobei die tiefere Seite derart definiert ist, dass es sich um eine Seite gegenüber der Startseite, von welcher aus die Bearbeitung gestartet wird, in einer Vorschubrichtung des Werkzeugs handelt.
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Gemäß diesem Aspekt kann eine Zeit, die zum Bewegen von der Bewegungswiederaufnahmeposition des Werkzeugs zu einer Bearbeitungswiederaufnahmeposition erforderlich ist, verringert werden, was vorteilhaft bei der Verringerung einer Bearbeitungszeit nach der Änderung der Endbearbeitungsform ist.
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Im oben beschriebenen Aspekt leitet das Ableitungsmittel des geänderten Ortes den geänderten Bearbeitungsort vorzugsweise derart ab, dass die Bearbeitung durch das Vorschieben des Werkzeugs in Richtung einer tieferen Seite von einer Bewegungswiederaufnahmeposition des Werkzeugs aus gestartet wird, wenn sich die Position des Werkzeugs zum Zeitpunkt der Unterbrechung auf der Startseite relativ zu einer Formlinie der tieferen Seite der Form des geänderten bearbeiteten Teils befindet, wobei die tiefere Seite derart definiert ist, dass es sich um eine Seite gegenüber der Startseite, von welcher aus die Bearbeitung gestartet wird, in einer Vorschubrichtung des Werkzeugs handelt.
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Gemäß diesem Aspekt wird die Bearbeitung des Werkstücks an der Bewegungswiederaufnahmeposition des Werkzeugs gestartet, was vorteilhaft bei der Verringerung einer Bearbeitungszeit nach der Änderung der Endbearbeitungsform ist.
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Im oben beschriebenen Aspekt ist das numerische Steuergerät vorzugsweise zum Bewegen des Werkzeugs mit einer schnellen Geschwindigkeit in Richtung des zu bearbeitenden Teils vor den anderen Teilen konfiguriert, während ein Kontakt mit dem Werkstück vermieden wird.
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Gemäß diesem Aspekt kann eine Verringerung der Möglichkeit einer Störung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück und gleichzeitig der Zeit bis zum Start der Bearbeitung, die durch das Werkzeug durchgeführt wird, erreicht werden.
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{Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung}
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Die vorliegende Erfindung gestattet eine Änderung einer Endbearbeitungsform mitten in der Bearbeitung und verhindert einen unnötigen Anstieg einer Bearbeitungszeit aufgrund der Änderung der Endbearbeitungsform.
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{Kurzbeschreibung der Zeichnungen}
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1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm eines numerischen Steuergerätes gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer anfänglichen Endbearbeitungsform gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
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3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines anfänglichen Bearbeitungsortes gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
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4 ist ein Diagramm, das die Form eines Werkstücks veranschaulicht, wenn eine Bearbeitung entlang des anfänglichen Bearbeitungsortes erfolgt, gemäß einer Zeit, zu welcher die erste Ausführungsform unterbrochen wird.
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5 ist ein Diagramm, das ein erstes Beispiel einer geänderten Endbearbeitungsform und einer Form eines geänderten bearbeiteten Teils gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
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6 ist ein Diagramm, das ein erstes Beispiel eines geänderten Bearbeitungsortes gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
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7 ist ein Diagramm, das ein zweites Beispiel eines geänderten Bearbeitungsortes gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
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8 ist ein Diagramm, das ein zweites Beispiel einer geänderten Endbearbeitungsform und einer Form eines geänderten bearbeiteten Teils gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
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9 ist ein Diagramm, das ein drittes Beispiel eines geänderten Bearbeitungsortes gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
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10 ist ein Diagramm, das ein viertes Beispiel eines geänderten Bearbeitungsortes gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
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11 ist ein Diagramm, das ein drittes Beispiel einer geänderten Endbearbeitungsform und einer Form eines geänderten bearbeiteten Teils gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
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12 ist ein Diagramm, das ein fünftes Beispiel eines geänderten Bearbeitungsortes gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
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13 ist ein Diagramm, das ein sechstes Beispiel eines geänderten Bearbeitungsortes gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
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14 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Bearbeitungszustandes veranschaulicht.
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{Beschreibung der Ausführungsformen}
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Ein numerisches Steuergerät gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unten unter Verweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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Wie in 1 veranschaulicht, beinhaltet dieses numerische Steuergerät 1 zum Beispiel eine Hauptsteuereinheit 10, wie einen Computer, der eine Zentraleinheit und einen Speicher beinhaltet, eine Speichervorrichtung 20, die einen Aufzeichnungsspeicher, wie z.B. einen nichtflüchtigen Speicher oder eine Festplatte, und einen temporären Speicher, wie z.B. einen RAM, beinhaltet, eine Anzeigevorrichtung 30, wie z.B. eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, eine Eingabevorrichtung 40, wie z.B. eine Bedientafel, die eine Eingabetaste beinhaltet, eine Eingabe-/Ausgabeschnittstelle 50, die zum externen Durchführen von Signalkommunikation konfiguriert ist, eine Interpolationseinheit 60, drei Achsensteuerschaltungen 70, die zum Steuern einer X-Achse, einer Y-Achse bzw. einer Z-Achse konfiguriert sind, und eine Hauptachsensteuerschaltung 80.
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Die Interpolationseinheit 60 erzeugt detaillierte Ortsdaten für die Bearbeitung durch das Interpolieren von Punkten mit groben Ortsdaten für die Bearbeitung, die von der Hauptsteuereinheit 10 empfangen werden, und sendet jedem Servoverstärker 111 über die entsprechende Achsensteuerschaltung 70 ein Signal zum Betreiben eines Servomotors 110 der entsprechenden Achse in Übereinstimmung mit den detaillierten Ortsdaten. Die Interpolationseinheit 60 ist zum Beispiel zum Senden von Bewegungsinformationen für jede Achse basierend auf mindestens entweder einem Ansteuerungszustand des entsprechenden Servomotors 110, empfangen von dem entsprechenden Servoverstärker 111, oder den so erzeugten detaillierten Ortsdaten an die Hauptsteuereinheit 10 konfiguriert.
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Jede Achsensteuerschaltung 70 empfängt ein Betriebsanweisungssignal, das von der Interpolationseinheit 60 an die entsprechende Achse weitergegeben wird, und sendet ein Signal an den Servoverstärker 111 der Achse basierend auf dem empfangenen Betriebsanweisungssignal. Jeder Servoverstärker 111 empfängt das Signal und treibt den entsprechenden Servomotor 110 als ein Werkzeugantriebsmittel, das auf der Achse bereitgestellt ist, an. Der Servomotor 110 jeder Achse beinhaltet einen Positionsdetektor und einen Geschwindigkeitsdetektor und führt Positions- und Geschwindigkeitsfeedbacksteuerung durch das Zurückleiten von Positions- und Geschwindigkeitssignalen von diesen Detektoren an die Achsensteuerschaltungen 70 durch. Das Positionssignal von diesen Detektoren kann als die Bewegungsinformation jeder Achse an die Hauptsteuereinheit 10 gesendet werden. Außerdem kann ein Werkzeugpositionsdetektor, der zum Erkennen der Position eines Werkzeughalters, der ein Werkzeug hält, konfiguriert ist, vorgesehen sein, und ein Positionssignal von dem Werkzeugpositionsdetektor kann als die Bewegungsinformation jeder Achse an die Hauptsteuereinheit 10 gesendet werden.
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Ein Antriebsstromausgang von jedem Servoverstärker 111 zu dem entsprechenden Servomotor 110 wird durch einen Stromdetektor erkannt und an die entsprechenden Achsensteuerschaltungen 70 zurückgeleitet, um eine Strom(Drehmoment)-Regelung durchzuführen. Die Hauptachsensteuerschaltung 80 empfängt ein Rotationsanweisungssignal von der Hauptsteuereinheit 10 und sendet ein Signal an einen Hauptachsenverstärker 121 basierend auf dem empfangenen Rotationsanweisungssignal. Der Hauptachsenverstärker 121 empfängt dieses Signal und veranlasst einen Hauptachsenmotor 120 zum Drehen einer Hauptachse mit einer Drehgeschwindigkeit in Übereinstimmung mit diesem Signal. Die Hauptachse ist mit einem Drehgeschwindigkeitsdetektor versehen, der zum Erkennen einer Drehgeschwindigkeit konfiguriert ist, und eine erkannte Drehgeschwindigkeit wird an die Hauptachsensteuerschaltung 80 zurückgeleitet, um die Drehgeschwindigkeit der Hauptachse zu steuern. Alternativ dazu kann die Hauptachsensteuerschaltung 80 das Rotationsanweisungssignal von der Interpolationseinheit 60 empfangen und den Hauptachsenmotor 120 zum Drehen mit einer Drehgeschwindigkeit in Übereinstimmung mit diesem Rotationsanweisungssignal veranlassen.
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Die vorliegende Technologie wird zum Beispiel auf eine Drehmaschine angewandt, mit welcher sich ein Werkstück dreht, und die Hauptachse ist mit einem Spannfutter versehen, das zum Halten des Werkstücks konfiguriert ist. Ein Werkzeug ist an einem Werkzeughalter befestigt, der zu einer Bewegung durch die entsprechenden Servomotoren 110 in der Richtung der X-Achse, der Y-Achse und der Z-Achse konfiguriert ist, und eine Bearbeitung des Werkstücks erfolgt durch das Bewegen des Werkzeughalters zum Inkontaktbringen des Werkzeugs, das an dem Werkzeughalter fixiert ist, mit dem Werkstück, das sich zusammen mit der Hauptachse dreht.
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3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel grober Ortsdaten für die Bearbeitung mehrfach wiederholter Zyklen erklärt. In diesem Beispiel erfolgt eine Bearbeitung zum Erreichen einer beliebigen Endbearbeitungsform, indem ein Werkzeugschnitt in einer X-Richtung vorgenommen wird und das Werkzeug in einer Z-Richtung vorgeschoben wird. Diese groben Ortsdaten werden basierend auf Daten der beliebigen Endbearbeitungsform, die in der Speichervorrichtung 20 gespeichert sind, durch die Hauptsteuereinheit 10 erzeugt, die basierend auf einem Anfangsortableitungsprogramm, das in der Speichervorrichtung 20 gespeichert ist, arbeitet. Die Daten der beliebigen Endbearbeitungsform werden durch die Eingabevorrichtung 40 und die Eingabe-/Ausgabeschnittstelle 50 empfangen. Die Daten der Endbearbeitungsform, die durch die Eingabe-/Ausgabeschnittstelle 50 empfangen werden, sind in einigen Fällen Teil von CAD-Daten.
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Die Endbearbeitungsform, die durch die Eingabevorrichtung 40 empfangen wird, kann zum Beispiel die X- und Z-Position (Bearbeitungsstartpunkt) am Start der Bearbeitung (X- und Z-Position von Punkt S, veranschaulicht in 2), die maximale Schneidposition X und Z (X- und Z-Position von Punkt A1, veranschaulicht in 2) für die Z-Koordinatenposition des Bearbeitungsstartpunktes, die maximale Vorschubposition (X- und Z-Position von Punkt A3, veranschaulicht in 2) an der X-Koordinatenposition des Bearbeitungsstartpunktes und die X- und Z-Position (Bearbeitungsendpunkt) am Ende der Bearbeitung (X- und Z-Position von Punkt A2, veranschaulicht in 2) beinhalten. In der folgenden Beschreibung erfolgt ein Werkzeugschnitt in der X-Achsenrichtung und ein Vorschub in der Z-Achsenrichtung. Eine Seite gegenüber einer Bearbeitungsstartseite in der Z-Achsenrichtung (Vorschubrichtung) wird in einigen Fällen als eine tiefere Seite bezeichnet.
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Nach Empfang der Daten der beliebigen Endbearbeitungsform erzeugt die Hauptsteuereinheit 10 die groben Ortsdaten für die Bearbeitung, wie in 3 veranschaulicht, zum Beispiel unter Bezugnahme auf die Art des Werkzeugs und das Material eines Werkstücks. Die groben Ortsdaten, die in 3 veranschaulicht sind, beinhalten die X-Z-Koordinatendaten V1 des Bearbeitungsstartpunktes S, die X-Z-Koordinatendaten V2 einer Position, bis zu welcher das Schneiden in das Werkstück um eine vorbestimmte Menge von dem Bearbeitungsstartpunkt S aus vorgenommen wird, die X-Z-Koordinatendaten V3 der hintersten Position der Endbearbeitungsform mit der Schneidmenge der X-Z-Koordinatendaten V2, die X-Z-Koordinatendaten V4 einer Position, zu welcher das Werkzeug, das sich an der Position der X-Z-Koordinatendaten V3 befindet, von dem Werkstück wegbewegt wird, die X-Z-Koordinatendaten V5 mit einer gleichen X-Position wie die der X-Z-Koordinatendaten V4 und einer gleichen Z-Position wie die des Bearbeitungsstartpunktes S, die X-Z-Koordinatendaten V6 einer Position, bis zu welcher das Schneiden in das Werkstück um eine vorbestimmte Menge von der Position der X-Z-Koordinatendaten V5 aus vorgenommen wird, die X-Z-Koordinatendaten V7 (Bearbeitungsendpunkt) der hintersten Position der Endbearbeitungsform mit der Schneidmenge der X-Z-Koordinatendaten V6 und die X-Z-Koordinatendaten V8 einer Position, zu welcher das Werkzeug, das sich an der Position der X-Z-Koordinatendaten V7 befindet, von dem Werkstück wegbewegt wird. Der Werkzeugweg eines Zyklus wird durch die X-Z-Koordinatendaten V1, V2, V3, V4 und V5 gebildet und der Werkzeugweg des nächsten einen Zyklus wird durch die X-Z-Koordinatendaten V5, V6, V7 und V8 gebildet.
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Die Interpolationseinheit 60 empfängt diese groben Ortsdaten für die Bearbeitung und erzeugt detaillierte Ortsdaten für die Bearbeitung durch das Interpolieren von Punkten in den groben Ortsdaten.
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Wenn die Eingabevorrichtung 40 oder die Eingabe-/Ausgabeschnittstelle 50 eine Unterbrechungsanweisung zum Unterbrechen der Bearbeitung empfängt, während die Servomotoren 110 und der Hauptachsenmotor 120 basierend auf diesen detaillierten Ortsdaten angesteuert werden und eine Bearbeitung des Werkstücks erfolgt, steuert die Hauptsteuereinheit 10 den Servomotor 110 jeder Achse durch die Interpolationseinheit 60 und die entsprechende Achsensteuerschaltung 70 und auch den Hauptachsenmotor 120 durch die Hauptachsensteuerschaltung 80 zum Unterbrechen der Bearbeitung des Werkstücks.
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Wenn diese Unterbrechungsanweisung empfangen wird, kann die Bearbeitung am Ende eines Zyklus der aktuellen Bearbeitung oder mitten in diesem einen Zyklus unterbrochen werden. Das Folgende beschreibt zunächst einen Fall, in welchem die Bearbeitung mitten in einem Zyklus unterbrochen wird.
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Wenn die Unterbrechung zum Beispiel stattfindet, während die Bearbeitung von der Position V6 aus in Richtung der Position V7 durchgeführt wird, weist das Werkstück eine Form wie in 4 veranschaulicht auf.
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Zu diesem Zeitpunkt arbeitet die Hauptsteuereinheit 10 basierend auf einem Erfassungsprogramm des bearbeiteten Bereiches, das in der Speichervorrichtung 20 gespeichert ist, zum Erfassen, basierend auf den Bewegungsinformationen jeder Achse, eines bearbeiteten Bereiches eines Bearbeitungsvorgangs, der durch das Werkzeug bis zu der Unterbrechung durchgeführt wird, und Speichern des bearbeiteten Bereiches in der Speichervorrichtung 20.
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Wenn dann eine geänderte Endbearbeitungsform und eine Bearbeitungsanweisung für diese geänderte Endbearbeitungsform von der Eingabevorrichtung 40 oder der Eingabe-/Ausgabeschnittstelle 50 empfangen wurden, arbeitet die Hauptsteuereinheit 10 basierend auf einem Ableitungsprogramm des geänderten Ortes, das in der Speichervorrichtung 20 gespeichert ist, um zunächst eine Form des geänderten bearbeiteten Teils zu erhalten, indem der bearbeitete Bereich aus der geänderten Endbearbeitungsform ausgeschlossen wird, und die Form des geänderten bearbeiteten Teils in der Speichervorrichtung 20 zu speichern. Die geänderte Endbearbeitungsform und eine Bearbeitungsanweisung dafür können vor der Unterbrechung der Bearbeitung in der Speichervorrichtung 20 gespeichert werden.
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Wenn die geänderte Endbearbeitungsform zum Beispiel ein Bereich umgeben von den Punkten S, B1, B2 und B3, wie in 5 veranschaulicht, ist, ist die Form des geänderten bearbeiteten Teils der schraffierte Bereich, der in 5 veranschaulicht ist.
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Anschließend bestimmt die Hauptsteuereinheit 10, ob die Form des geänderten bearbeiteten Teils einen Teil aufweist, der sich auf einer Bearbeitungsstartseite der Position des Werkzeugs bei der Unterbrechung befindet, in einer Schneidrichtung (in der vorliegenden Ausführungsform die X-Achsenrichtung), in welcher das Werkzeug das Werkstück schneidet. In 5 weist die Form des geänderten bearbeiteten Teils einen Teil U auf der oberen Seite (Bearbeitungsstartseite) der Position des Werkzeugs bei der Unterbrechung in der X-Achsenrichtung auf, und somit wird eine Gegenwart dieses Teils bestimmt.
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Dann erzeugt die Hauptsteuereinheit 10 geänderte grobe Ortsdaten für die Bearbeitung, wie in 6 veranschaulicht, zum Beispiel unter Bezugnahme auf die Art des Werkzeugs und das Material des Werkstücks, derart, dass die Bearbeitung an Teil U vor anderen Teilen auf der Bearbeitungsstartseite der Position des Werkzeugs zum Zeitpunkt der Unterbrechung erfolgt. Die geänderten groben Ortsdaten, die in 6 veranschaulicht sind, beinhalten die X-Z-Koordinatendaten M1 eines Unterbrechungspunktes als einen geänderten Bearbeitungsstartpunkt, die X-Z-Koordinatendaten M2 der hintersten Position der anfänglichen Endbearbeitungsform mit der Schneidmenge der X-Z-Koordinatendaten M1 oder einer Position etwas näher an dem Bearbeitungsstartpunkt als die hinterste Position, die X-Z-Koordinatendaten M3 einer Position, zu welcher das Werkzeug, das sich an der Position der X-Z-Koordinatendaten M2 befindet, von dem Werkstück wegbewegt wird, die X-Z-Koordinatendaten M4 einer Position am nächsten zu dem Bearbeitungsstartpunkt S im Teil U auf der Bearbeitungsstartseite der Position des Werkzeugs bei der Unterbrechung, die X-Z-Koordinatendaten M5 einer Position, bis zu welcher das Schneiden von der Position der X-Z-Koordinatendaten M4 aus um eine vorbestimmte Menge in das Werkstück durchgeführt wird, die X-Z-Koordinatendaten M6 der hintersten Position einer geänderten Endbearbeitungsform mit der Schneidmenge der X-Z-Koordinatendaten M5 und die folgenden X-Z-Koordinatendaten M7 bis M15, die in 6 veranschaulicht sind.
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Die Interpolationseinheit 60 empfängt die geänderten groben Ortsdaten für die Bearbeitung und erzeugt geänderte detaillierte Ortsdaten für die Bearbeitung durch das Interpolieren von Punkten in diesen geänderten groben Ortsdaten. Dann werden jeder Servomotor 110 und der Hauptachsenmotor 120 basierend auf den geänderten detaillierten Ortsdaten angesteuert, um die Bearbeitung des Werkstücks durchzuführen. In der folgenden Beschreibung werden die geänderten detaillierten Ortsdaten durch die Interpolation von Punkten in den geänderten groben Ortsdaten erzeugt und die Bearbeitung des Werkstücks erfolgt basierend auf den geänderten detaillierten Ortsdaten.
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Im oben beschriebenen Fall werden die Bewegung des Werkzeugs und die Bearbeitung an der Position der Unterbrechung gestartet, wodurch eine verringerte Bearbeitungszeit nach der Änderung der Endbearbeitungsform erreicht wird. Außerdem wird, wenn bestimmt wird, dass die Form des geänderten bearbeiteten Teils unter Berücksichtigung des bearbeiteten Bereichs einen Teil, der bearbeitet werden soll, der sich auf der Bearbeitungsstartseite der Position des Werkzeugs bei der Unterbrechung befindet, aufweist und wenn eine Gegenwart dieses Teils bestimmt wird, ein geänderter Bearbeitungsort derart abgeleitet, dass die Bearbeitung an diesem Teil vor anderen Teilen erfolgt. Somit wird die Möglichkeit einer Störung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück verringert.
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Bei der Bestimmung, ob die Form des geänderten bearbeiteten Teils einen Teil U auf der Bearbeitungsstartseite der Position des Werkzeugs bei der Unterbrechung in der Schneidrichtung, in welcher ein Werkzeugschnitt in das Werkstück vorgenommen wird (in der vorliegenden Ausführungsform die X-Achsenrichtung) aufweist, kann die Hauptsteuereinheit 10 basierend auf dem Ableitungsprogramm des geänderten Ortes, das in der Speichervorrichtung 20 gespeichert ist, arbeiten und kann die Gegenwart des Teils U auf der Bearbeitungsstartseite bestimmen, wenn sich die Formlinie der tieferen Seite der Form des geänderten bearbeiteten Teils auf der tieferen Seite der Formlinie der tieferen Seite der anfänglichen Endbearbeitungsform in der Vorschubrichtung befindet. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Formlinie der tieferen Seite der Form des geänderten bearbeiteten Teils eine Linie, die B2 und B3 verbindet, wie in 5 veranschaulicht, und die Formlinie der tieferen Seite der anfänglichen Endbearbeitungsform ist eine Linie, die A2 und A3 verbindet, wie in 2 veranschaulicht. Die oben beschriebene Bestimmung kann durchgeführt werden, wenn sich die Formlinie der tieferen Seite der geänderten Endbearbeitungsform auf der tieferen Seite der Formlinie der tieferen Seite der anfänglichen Endbearbeitungsform in der Vorschubrichtung befindet.
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In diesem Fall lässt sich die Gegenwart des Teils U auf der Bearbeitungsstartseite leicht und zuverlässig bestimmen, was vorteilhaft bei der Verhinderung einer Störung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück ist.
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Die Bewegung des Werkzeugs kann mit einer schnelleren Geschwindigkeit von Position M11 zu Position M12, wie in 6 veranschaulicht, durchgeführt werden. In diesem Fall kann eine Verringerung einer Bearbeitungszeit nach der Änderung der Endbearbeitungsform erreicht werden.
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Während 5 und 6 den Fall veranschaulichen, in welchem die Bearbeitung mitten in einem Zyklus unterbrochen wird, veranschaulicht 7 ein Beispiel geänderter grober Ortsdaten zur Bearbeitung, wenn die Bearbeitung am Ende eines Zyklus unterbrochen wird. Die geänderten groben Ortsdaten, die in 7 veranschaulicht sind, beinhalten die X-Z-Koordinatendaten N1 eines Unterbrechungspunktes als den geänderten Bearbeitungsstartpunkt und die folgenden X-Z-Koordinatendaten N2 bis N14, wie in 7 veranschaulicht.
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In diesem Fall kann das Werkzeug mit einer schnelleren Geschwindigkeit von Position N1 als dem geänderten Bearbeitungsstartpunkt zu Position N3 vorgeschoben werden, wodurch eine Verringerung einer Bearbeitungszeit nach der Änderung der Endbearbeitungsform erreicht werden kann.
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In 5 und 6 ist die Formlinie der tieferen Seite der Form des geänderten bearbeiteten Teils, der sich auf der tieferen Seite der Formlinie der tieferen Seite der anfänglichen Endbearbeitungsform in der Vorschubrichtung befindet, veranschaulicht.
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Jedoch schneidet, wie in 8 veranschaulicht, die Formlinie der tieferen Seite der Form des geänderten bearbeiteten Teils in einigen Fällen die Formlinie der tieferen Seite der anfänglichen Endbearbeitungsform. In 8 wird die Bearbeitung unterbrochen, wenn ein Zyklus endet.
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In diesem Fall kann die Hauptsteuereinheit 10 zum Arbeiten basierend auf dem Ableitungsprogramm des geänderten Ortes, das in der Speichervorrichtung 20 gespeichert ist, und Bestimmen der Gegenwart des Teils U auf der Bearbeitungsstartseite konfiguriert sein, wenn die Formlinie der tieferen Seite der Form des geänderten bearbeiteten Teils die Formlinie der tieferen Seite der anfänglichen Endbearbeitungsform schneidet. Die oben beschriebene Bestimmung kann durchgeführt werden, wenn die Formlinie der tieferen Seite der geänderten Endbearbeitungsform die Formlinie der tieferen Seite der anfänglichen Endbearbeitungsform schneidet.
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In diesem Fall lässt sich die Gegenwart von Teil U auf der Bearbeitungsstartseite leicht und zuverlässig bestimmen, was vorteilhaft bei der Verhinderung einer Störung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück ist.
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Wenn sich die Formlinien der tieferen Seite wie in 8 veranschaulicht schneiden, erzeugt die Hauptsteuereinheit 10 zum Beispiel geänderte grobe Ortsdaten für die Bearbeitung, wie in 9 veranschaulicht. Die geänderten groben Ortsdaten, wie in 9 veranschaulicht, beinhalten die X-Z-Koordinatendaten O1 eines Unterbrechungspunktes als den geänderten Bearbeitungsstartpunkt und die folgenden X-Z-Koordinatendaten O2 bis O8, wie in 9 veranschaulicht.
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In diesem Fall wird das Werkzeug vorzugsweise mit einer schnelleren Geschwindigkeit von Position O1 als dem geänderten Bearbeitungsstartpunkt zu Position O3 bewegt. Auf diese Weise kann, wenn sich die Position des Werkzeugs zum Zeitpunkt der Unterbrechung auf der tieferen Seite der Formlinie der tieferen Seite der Form des geänderten bearbeiteten Teils befindet, eine Zeit, die für die Bewegung von der Bewegungswiederaufnahmeposition des Werkzeugs zu einer Bearbeitungswiederaufnahmeposition (Position O3 in dem Beispiel, das in 9 veranschaulicht ist) erforderlich ist, durch das Bewegen des Werkzeugs mit einer schnelleren Geschwindigkeit von einer Bewegungswiederaufnahmeposition des Werkzeugs (Position der Unterbrechung in dem Beispiel, das in 9 veranschaulicht ist) zu der Bearbeitungsstartseite der Formlinie der tieferen Seite der Form des geänderten bearbeiteten Teils verringert werden.
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Wenn die Formlinie der tieferen Seite der Form des geänderten bearbeiteten Teils die Formlinie der tieferen Seite der anfänglichen Endbearbeitungsform schneidet und die Bearbeitung mitten in einem Zyklus unterbrochen wird, werden geänderte grobe Ortsdaten für die Bearbeitung erzeugt, wie zum Beispiel in 10 veranschaulicht. Die geänderten groben Ortsdaten für die Bearbeitung, die in 10 veranschaulicht sind, beinhalten die X-Z-Koordinatendaten P1 eines Unterbrechungspunktes als den geänderten Bearbeitungsstartpunkt und die folgenden X-Z-Koordinatendaten P2 bis P11, wie in 10 veranschaulicht.
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In diesem Fall ist es, zum Verringern/Verkürzen der Bearbeitungszeit, bevorzugt, das Werkzeug mit einer schnelleren Geschwindigkeit von Position R3 zu Position R5 zu bewegen.
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In 6, 7, 9 und 10 wird ein geänderter grober Ort derart abgeleitet, dass die Bearbeitung an einem Teil der Form des geänderten bearbeiteten Teils vor anderen Teilen erfolgt, wobei sich der Teil am weitesten auf der Bearbeitungsstartseite in der Schneidrichtung, in welcher ein Werkzeugschnitt in das Werkstück vorgenommen wird, befindet. Insbesondere wird in 7 und 9 der geänderte grobe Ort derart abgeleitet, dass die Bearbeitung an dem Teil gestartet wird, der sich am weitesten auf der Bearbeitungsstartseite in der Schneidrichtung, in welcher der Werkzeugschnitt in das Werkstück vorgenommen wird, befindet. Somit kann die Möglichkeit einer Störung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück verringert werden.
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Ein Teil eines Ortes von Position V6 zu Position V7 in den groben Ortsdaten für die Bearbeitung für die Daten der anfänglichen Endbearbeitungsform, wie in 3 veranschaulicht, wird als ein Ort von Position M1 zu Position M2 in 6 und ein Ort von Position P1 zu Position P2 in 10 verwendet. Wie in 6 und 10 veranschaulicht, kann ein Teil eines Ortes in den groben Ortsdaten für die Daten der anfänglichen Endbearbeitungsform für einen anderen Teil als Teil U verwendet werden, der sich auf der Bearbeitungsstartseite befindet, und die folgende Bearbeitung kann gemäß dem Ort in den groben Ortsdaten für die Daten der anfänglichen Endbearbeitungsform erfolgen, wodurch eine Komplikation bei der Ableitung eines Bearbeitungsortes verhindert wird.
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5 bis 10 veranschaulichen den Fall, in welchem sich die Formlinie der tieferen Seite der Form des geänderten bearbeiteten Teils auf der tieferen Seite der Formlinie der tieferen Seite der anfänglichen Endbearbeitungsform in der Vorschubrichtung befindet, und den Fall, in welchem die Formlinie der tieferen Seite der Form des geänderten bearbeiteten Teils die Formlinie der tieferen Seite der anfänglichen Endbearbeitungsform schneidet.
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Jedoch befindet sich, wie in 11 veranschaulicht, die Formlinie der tieferen Seite der anfänglichen Endbearbeitungsform in einigen Fällen auf der tieferen Seite der Formlinie der tieferen Seite der Form des geänderten bearbeiteten Teils. In 11 wird die Bearbeitung unterbrochen, wenn ein Zyklus endet.
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Wenn sich die Formlinie der tieferen Seite der anfänglichen Endbearbeitungsform auf der tieferen Seite der Formlinie der tieferen Seite der Form des geänderten bearbeiteten Teils befindet, wie in 11 veranschaulicht, erzeugt die Hauptsteuereinheit 10 geänderte grobe Ortsdaten für die Bearbeitung, wie zum Beispiel in 12 veranschaulicht. Die geänderten groben Ortsdaten, die in 12 veranschaulicht sind, beinhalten die X-Z-Koordinatendaten Q1 eines Unterbrechungspunktes als den geänderten Bearbeitungsstartpunkt und die folgenden X-Z-Koordinatendaten Q2 bis Q7, wie in 12 veranschaulicht.
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In diesem Fall wird das Werkzeug vorzugsweise mit einer schnelleren Geschwindigkeit von Position Q1 als dem geänderten Bearbeitungsstartpunkt zu Position Q4 bewegt. Auf diese Weise kann, wenn sich die Position des Werkzeugs zum Zeitpunkt der Unterbrechung auf der tieferen Seite der Formlinie der tieferen Seite der Form des geänderten bearbeiteten Teils befindet, eine Zeit, die für die Bewegung von der Bewegungswiederaufnahmeposition des Werkzeugs zu der Bearbeitungswiederaufnahmeposition (Position Q4 in dem Beispiel, das in 12 veranschaulicht ist) erforderlich ist, verringert werden, indem das Werkzeug mit einer schnelleren Geschwindigkeit von der Bewegungswiederaufnahmeposition des Werkzeugs (Position der Unterbrechung in dem Beispiel, das in 12 veranschaulicht ist) zu der Bearbeitungsstartseite der Formlinie der tieferen Seite der Form des geänderten bearbeiteten Teils bewegt wird.
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Wenn sich die Formlinie der tieferen Seite der anfänglichen Endbearbeitungsform auf der tieferen Seite der Formlinie der tieferen Seite der Form des geänderten bearbeiteten Teils befindet und die Bearbeitung mitten in einem Zyklus unterbrochen wird, werden die geänderten groben Ortsdaten für die Bearbeitung, wie zum Beispiel in 13 veranschaulicht, erzeugt. Die geänderten groben Ortsdaten, die in 13 veranschaulicht sind, beinhalten die X-Z-Koordinatendaten R1 eines Unterbrechungspunktes als den geänderten Bearbeitungsstartpunkt und die folgenden X-Z-Koordinatendaten R2 bis R8, wie in 13 veranschaulicht.
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Auch hier ist es zum Verringern/Verkürzen der Bearbeitungszeit wieder bevorzugt, das Werkzeug mit einer schnelleren Geschwindigkeit von Position R3 zu Position R5 zu bewegen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Numerisches Steuergerät
- 10
- Hauptsteuereinheit
- 20
- Speichervorrichtung
- 30
- Anzeigevorrichtung
- 40
- Eingabevorrichtung
- 50
- Eingabe-/Ausgabeschnittstelle
- 60
- Interpolationseinheit
- 70
- Achsensteuerschaltung
- 80
- Hauptachsensteuerschaltung
- 110
- Servomotor
- 111
- Servoverstärker
- 120
- Hauptachsenmotor
- 121
- Hauptachsenverstärker
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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