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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine numerische Steuervorrichtung.
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Verwandte Technik
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Herkömmlich hat eine Simulationsvorrichtung bestanden, die in der Lage ist, den dreidimensionalen Pfad von repräsentativen Punkten (zum Beispiel ein vorderes Ende) eines Werkzeugs einer Werkzeugmaschine zu simulieren. Die Simulationsvorrichtung ist zum Beispiel in die numerische Steuervorrichtung eingebaut oder ist integral damit verbunden.
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Die Simulationsvorrichtung wird angewendet, um den Bearbeitungszustand gemäß einer Simulation auf Grundlage eines Bearbeitungsprogramms im Voraus zu verstehen, so dass keine Fehlfunktion bei der Bearbeitung eines Werks (eines zu bearbeitenden Werkstücks) in der Werkzeugmaschine auftritt. Falls durch die Simulationsvorrichtung festgestellt wird, dass gemäß der Simulation eine Fehlfunktion in dem Bearbeitungszustand auftreten wird, werden verschiedene Bearbeitungsbedingungen angepasst. Beispielsweise ist eine Simulationsvorrichtung vorgeschlagen worden, die Formfehlerdaten berechnet, indem sie zwischen einer Zielbearbeitungsform und einer geschätzten Bearbeitungsform vergleicht und auf Grundlage der Formfehlerdaten Modifizierungen von Parametern vorschlägt, die die Bearbeitungsform des Werks beeinflussen (siehe zum Beispiel das Patentdokument 1).
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Patentdokument 1: ungeprüfte
japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. 2001-125.613 -
Übersicht über die Erfindung
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Die in dem Patentdokument 1 offenbarte Erfindung modifiziert jedoch lediglich verschiedene Parameter, so dass der Formfehler (Pfadfehler) ein Minimum erreicht, mit dem Formfehler (Pfadfehler) als Bewertungsindex. Demgegenüber wird in einer tatsächlichen Fertigungsstätte nicht nur einfach der hohen Bearbeitungsgenauigkeit, sondern auch der Bearbeitungszeit, Erschütterungen während des Betriebs usw. Bedeutung beigemessen. Gegenwärtig wird eine Vorrichtung gefordert, die gemäß einer Mehrzahl von Bewertungsindizes bewertet und in der Lage ist, verschiedene Parameter auf Grundlage von Bewertungsergebnissen zu modifizieren.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine numerische Steuervorrichtung bereitzustellen, die gemäß einer Mehrzahl von Bewertungsindizes bewertet und in der Lage ist, verschiedene Parameter auf Grundlage von Bewertungsergebnissen zu modifizieren.
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Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine numerische Steuervorrichtung (z. B. die im Folgenden beschriebene numerische Steuervorrichtung 10), die eine Werkzeugmaschine (z. B. die im Folgenden beschriebene Werkzeugmaschine 2) steuert, die einen Antriebsmechanismus (z. B. den im Folgenden beschriebenen Antriebsmechanismus 6) aufweist, der bewirkt, dass sich ein Werkzeug (z. B. das im Folgenden beschriebene Werkzeug 5) in einer Mehrzahl von axialen Richtungen bewegt, wobei die numerische Steuereinheit beinhaltet: eine Befehlspositions-Berechnungseinheit (z. B. den im Folgenden beschriebenen Interpolationsverarbeitungs-Simulationsabschnitt 111), die Befehlspositionsinformationen auf Grundlage eines Bearbeitungsprogramms berechnet; eine Befehlspfad-Berechnungseinheit (z. B. den im Folgenden beschriebenen Befehlspfad-Berechnungsabschnitt 112), die Befehlspfadinformationen auf Grundlage der Befehlspositionsinformationen berechnet, die durch die Befehlspositions-Berechnungseinheit berechnet worden sind; eine Einheit zum Berechnen einer geschätzten Ist-Position (z. B. den im Folgenden beschriebenen Übertragungscharakteristik-Simulationsabschnitt 121), die Informationen über eine geschätzte Ist-Position auf Grundlage der Befehlspositionsinformationen und von Übertragungscharakteristikinformationen des Antriebsmechanismus berechnet; eine Einheit zum Berechnen eines geschätzten Ist-Pfades (z. B. den im Folgenden beschriebenen Abschnitt 122 zum Berechnen des geschätzten Ist-Pfades), die Informationen über einen geschätzten Ist-Pfad auf Grundlage der Informationen über die geschätzte Ist-Position berechnet, die durch die Einheit zum Berechnen der geschätzten Ist-Position berechnet worden sind; eine Pfadfehler-Berechnungseinheit (z. B. den im Folgenden beschriebenen Pfadfehler-Berechnungsabschnitt 131), die einen Pfadfehler auf Grundlage der Befehlspfadinformationen, die durch die Befehlspfad-Berechnungseinheit berechnet worden sind, und der Informationen über den geschätzten Ist-Pfad berechnet, die durch die Einheit zum Berechnen des geschätzten Ist-Pfades berechnet worden sind; eine Bearbeitungszeit-Berechnungseinheit (z. B. den im Folgenden beschriebenen Bearbeitungszeit-Berechnungsabschnitt 132), die eine Bearbeitungszeit auf Grundlage der Informationen über den geschätzten Ist-Pfad berechnet; eine Ruckberechnungseinheit (z. B. den im Folgenden beschriebenen Ruckberechnungsabschnitt 133), die einen Ruck an jeder Achse auf Grundlage der Informationen über die geschätzte Ist-Position berechnet; und eine Bewertungswert-Berechnungseinheit (z. B. den im Folgenden beschriebenen Bewertungswert-Berechnungsabschnitt 140), die einen Bewertungswert auf Grundlage des Pfadfehlers, der durch die Pfadfehler-Berechnungseinheit berechnet worden ist, der Bearbeitungszeit, die durch die Bearbeitungszeit-Berechnungseinheit berechnet worden ist, und des Rucks berechnet, der durch die Ruckberechnungseinheit berechnet worden ist.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Bewertungswert-Berechnungsabschnitt in der numerischen Steuervorrichtung, die in dem ersten Aspekt beschrieben worden ist, jeweilige vorgegebene primäre Bewertungswerte Va, Vb und Vc jeweils auf Grundlage des Pfadfehlers, der Bearbeitungszeit und des Rucks berechnen wie auch den Bewertungswert V berechnen, der durch Kombinieren entsprechend der folgenden Formel (GI. 1) erzeugt wird.
wobei Va ein primärer Bewertungswert ist, der einem Pfadfehler entspricht, Vb ein primärer Bewertungswert ist, der einer Bearbeitungszeit entspricht, Vc ein primärer Bewertungswert ist, der einem Ruck entspricht, und Ka, Kb und Kc modifizierbare Faktoren sind.
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Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Pfadfehler-Berechnungseinheit in der numerischen Steuervorrichtung, wie sie in dem zweiten Aspekt beschrieben worden ist, den Pfadfehler mehrmals berechnen und einen Höchstwert unter der Mehrzahl der so berechneten Pfadfehler als Pfadfehler ausgeben, und die Bewertungswert-Berechnungseinheit kann einen primären Bewertungswert Va auf Grundlage des Höchstwerts des Pfadfehlers berechnen.
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Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Ruckberechnungseinheit in der numerischen Steuervorrichtung, wie sie in einem des ersten bis dritten Aspekts beschrieben worden ist, den Ruck an jeder Achse berechnen und einen Höchstwert des Absolutwerts davon als Ruck ausgeben, und die Bewertungswert-Berechnungseinheit kann einen primären Bewertungswert Vc auf Grundlage des Höchstwerts des Absolutwerts des Rucks an jeder Achse berechnen.
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Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die numerische Steuervorrichtung, wie sie in einem des ersten bis vierten Aspekts beschrieben worden ist, des Weiteren eine Parameterkorrektur-Anweisungseinheit (z. B. den im Folgenden beschriebenen Parameterkorrektur-Anweisungsabschnitt 150) beinhalten, der eine Korrektur verschiedener Parameter einschließlich der Übertragungscharakteristikinformationen anweist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine numerische Steuervorrichtung bereitzustellen, die gemäß einer Mehrzahl von Bewertungsindizes bewertet und in der Lage ist, verschiedene Parameter auf Grundlage von Bewertungsergebnissen zu modifizieren.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Blockschaubild, das die Gestaltung einer numerischen Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
- 2 eine schematische Darstellung, die einen Pfadfehler veranschaulicht;
- 3 ist ein Schaubild, das einen Höchstwert veranschaulicht, der durch eine Pfadfehler-Berechnungseinheit als Pfadfehler berechnet wird;
- 4 ist ein Schaubild, das eine Berechnungssequenz für einen Ruck und den Höchstwert eines Absolutwerts veranschaulicht, der durch eine Ruckberechnungseinheit als Ruck berechnet wird;
- 5 ist ein Ablaufplan, der den Ablauf eines Festlegens des Parametersatzes darstellt, für den der Bewertungswert zu einem Höchstwert wird; und
- 6 ist ein Ablaufplan, der im Besonderen Schritt S4 in 5 weitergehend darstellt.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Eine numerische Steuervorrichtung 10 einer Ausführungsform wird gemäß 1 bis 4 erläutert. 1 ist ein Blockschaubild, das die Gestaltung der numerischen Steuervorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. 2 eine schematische Darstellung, die einen Pfadfehler veranschaulicht. 3 ist ein Schaubild, das den Höchstwert veranschaulicht, der durch eine Pfadfehler-Berechnungseinheit als Pfadfehler berechnet wird. 4 ist ein Schaubild, das die Berechnungssequenz für einen Ruck und den Höchstwert eines Absolutwerts veranschaulicht, der durch eine Ruckberechnungseinheit als Ruck berechnet wird.
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Wie in 1 dargestellt, beinhaltet ein Arbeitssystem 1 eine Werkzeugmaschine 2 und die numerische Steuervorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform. Bei der Werkzeugmaschine 2 handelt es sich um eine Vorrichtung, die ein Werk W (ein zu bearbeitendes Werkstück) bearbeitet. Die Werkzeugmaschine 2 ist so gestaltet, dass sie an einer Mehrzahl von Achsen wie zum Beispiel X-, Y-, Z-Achsen und der Drehachse antreibbar ist. Bei der numerischen Steuervorrichtung 10 handelt es sich um eine Vorrichtung, die integral mit der Werkzeugmaschine 2 verbunden ist und die Werkzeugmaschine 2 steuert. Darüber hinaus weist die numerische Steuervorrichtung 10 bei der vorliegenden Ausführungsform eine Simulationsfunktion auf. Es kann auch so verstanden werden, dass ein Teil der numerischen Steuervorrichtung 10 auch als Simulationsvorrichtung fungiert. Im Folgenden werden die Werkzeugmaschine 2 und die numerische Steuervorrichtung 10 ausführlich erläutert.
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Die Werkzeugmaschine 2 beinhaltet ein Werkzeug 5 zum Bearbeiten des Werks W und einen Antriebsmechanismus 6, der bewirkt, dass sich das Werkzeug 5 in einer Mehrzahl von Achsrichtungen bewegt. Bei dem Werkzeug 5 handelt es sich zum Beispiel um ein Schneidwerkzeug, einen Bohrer usw. Der repräsentative Punkt, bei dem es sich um das Ziel handelt, an dem jeder im Folgenden beschriebene Pfad berechnet wird, ist zum Beispiel das vordere Ende des Werkzeugs.
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Der Antriebsmechanismus 6 bewirkt, dass sich das Werkzeug 5 in einer Mehrzahl von Achsrichtungen bewegt. Der Antriebsmechanismus 6 weist einen (nicht veranschaulichten) Arm und einen Antriebsteil 7 auf. Bei dem Antriebsteil 7 handelt es sich zum Beispiel um einen Servomotor usw. Der Antriebsteil 7 wird durch eine (im Folgenden beschriebene) Antriebssteuereinheit 110 der numerischen Steuervorrichtung 10 auf Grundlage eines Bearbeitungsprogramms gesteuert.
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Die numerische Steuervorrichtung 10 beinhaltet eine Speichereinheit 11, eine numerische Steuereinheit 12, eine Anzeigeeinheit 13 und eine Eingabeeinheit 14. Die numerische Steuervorrichtung 10 steuert den Antriebsmechanismus 6 numerisch und weist eine Simulationsfunktion auf.
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Die Speichereinheit 11 weist einen Bearbeitungsprogramm-Speicherabschnitt 101 und einen Parameterinformationen-Speicherabschnitt 102 auf. Der Bearbeitungsprogramm-Speicherabschnitt 101 speichert Bearbeitungsprogramme zum Antreiben des Antriebsmechanismus 6 (des Antriebsteils 7), um das Werk W zu einer vorgegebenen Form zu bearbeiten.
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Der Parameterinformationen-Speicherabschnitt 102 speichert zum Beispiel Beschleunigungs-/Verzögerungsparameter, die bei einer Interpolationsverarbeitung angewendet werden, und Parameter im Zusammenhang mit einer Übertragungscharakteristik (Antriebssystemcharakteristik) von dem Antriebsteil 7 bis zu dem vorderen Ende des Werkzeugs 5. Als Parameter im Zusammenhang mit einer Übertragungscharakteristik können zum Beispiel Servoparameter wie zum Beispiel die Positionsschleifen-Verstärkungsinformationen und Vorwärtskopplungs-Verstärkungsinformationen beispielhaft genannt werden. Verschiedene Parameterinformationen, die in dem Parameterinformationen-Speicherabschnitt 102 gespeichert werden, sind über eine Korrekturanweisung von einem im Folgenden beschriebenen Parameterkorrektur-Anweisungsabschnitt 150 modifizierbar.
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Die numerische Steuereinheit 12 weist einen Antriebssteuerabschnitt 110, einen Interpolationsverarbeitungs-Simulationsabschnitt 111 als Befehlspositions-Berechnungsteil, einen Befehlspfad-Berechnungsabschnitt 112, einen Übertragungscharakteristik-Simulationsabschnitt 121 als Teil zum Berechnen einer geschätzten Ist-Position, einen Abschnitt 122 zum Berechnen eines geschätzten Ist-Pfades, einen Pfadfehler-Berechnungsabschnitt 131, einen Bearbeitungszeit-Berechnungsabschnitt 132, einen Ruckberechnungsabschnitt 133, einen Bewertungswert-Berechnungsabschnitt 140 und einen Parameterkorrektur-Anweisungsabschnitt 150 auf.
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Der Antriebssteuerabschnitt 110 steuert den Antriebsteil 7 des Antriebsmechanismus 6. Der Antriebssteuerabschnitt 110 steuert den Antriebsteil 7 auf Grundlage der Bearbeitungsprogramme, die in dem Bearbeitungsprogramm-Speicherabschnitt 101 gespeichert sind. Genauer gesagt, der Antriebssteuerabschnitt 110 steuert den Antriebsteil 7 auf Grundlage der Befehlspositionsinformationen, die durch den im Folgenden beschriebenen Interpolationsverarbeitungs-Simulationsabschnitt 111 berechnet werden.
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Der Interpolationsverarbeitungs-Simulationsabschnitt 111 berechnet die Befehlspositionsinformationen auf Grundlage des Bearbeitungsprogramms, das in dem Bearbeitungsprogramm-Speicherabschnitt 101 gespeichert ist. Der Interpolationsverarbeitungs-Simulationsabschnitt 101 berechnet vorgegebene Positionsinformationen von dem Bearbeitungsprogramm und berechnet Befehlspositionsinformationen durch Durchführen einer Interpolationsverarbeitung mithilfe der Beschleunigungs-/Verzögerungsparameter usw., die in dem Parameterinformationen-Speicherabschnitt 102 gespeichert sind. Der Interpolationsverarbeitungs-Simulationsabschnitt 111 berechnet die Befehlspositionsinformationen für jede jeweilige Achse.
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Der Befehlspfad-Berechnungsabschnitt 112 berechnet die Befehlspfadinformationen auf Grundlage der Befehlspositionsinformationen, die durch den Interpolationsverarbeitungs-Simulationsabschnitt 111 berechnet worden sind. Der Befehlspfad-Berechnungsabschnitt 112 berechnet die Befehlspfadinformationen auf Grundlage der Befehlspositionsinformationen, die für jede jeweilige Achse berechnet worden sind. Bei dem Befehlspfad handelt es sich um repräsentative Punkte des Werkzeugs 5 (zum Beispiel das vordere Ende) und um einen solchen Pfad wie zum Beispiel den in 2 dargestellten Befehlspfad S. Der Befehlspfad wird zum Beispiel auf der im Folgenden beschriebenen Anzeigeeinheit 13 angezeigt.
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Der Übertragungscharakteristik-Simulationsabschnitt 121 berechnet die Informationen über die geschätzte Ist-Position auf Grundlage der Befehlspositionsinformationen, die durch den Interpolationsverarbeitungs-Simulationsabschnitt 111 berechnet worden sind, und der Übertragungscharakteristikinformationen des Antriebsmechanismus 6 (des Antriebsteils 7). Bei den Übertragungscharakteristikinformationen handelt es sich zum Beispiel um Informationen über die Übertragungscharakteristik von dem Antriebsteil 7 bis zu dem vorderen Ende des Werkzeugs 5. Der Übertragungscharakteristik-Simulationsabschnitt 121 schätzt die Ist-Position des repräsentativen Punktes an dem Werkzeug 5 auf Grundlage der Befehlspositionsinformationen und der Übertragungscharakteristikinformationen und berechnet die Informationen über die geschätzte Ist-Position. Der Übertragungscharakteristik-Simulationsabschnitt 121 berechnet die Informationen über die geschätzte Ist-Position für jede jeweilige Achse.
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Der Abschnitt 122 zum Berechnen des geschätzten Ist-Pfades berechnet die Informationen über den geschätzten Ist-Pfad auf Grundlage der Informationen über die geschätzte Ist-Position, die durch den Übertragungscharakteristik-Simulationsabschnitt 121 berechnet worden sind. Der Abschnitt 122 zum Berechnen des geschätzten Ist-Pfades berechnet die Informationen über den geschätzten Ist-Pfad auf Grundlage der Informationen über die geschätzte Ist-Position, die für jede jeweilige Achse berechnet worden sind. Bei dem geschätzten Ist-Pfad handelt es sich um repräsentative Punkte des Werkzeugs 5 (zum Beispiel das vordere Ende) und um einen solchen Pfad wie zum Beispiel denjenigen des in 2 dargestellten geschätzten Ist-Pfades T. Der geschätzte Ist-Pfad wird zum Beispiel auf der im Folgenden beschriebenen Anzeigeeinheit 13 angezeigt.
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Der Pfadfehler-Berechnungsabschnitt 131 berechnet den Pfadfehler auf Grundlage der Befehlspfadinformationen, die durch den Befehlspfad-Berechnungsabschnitt 112 berechnet worden sind, und der Informationen über den geschätzten Ist-Pfad, die durch den Abschnitt 122 zum Berechnen des geschätzten Ist-Pfades berechnet worden sind. Genauer gesagt, der Pfadfehler-Berechnungsabschnitt 131 berechnet den Pfadfehler mehrmals und gibt den Höchstwert unter der Mehrzahl von so berechneten Pfadfehlern als Pfadfehler aus.
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Im Einzelnen berechnet der Pfadfehler-Berechnungsabschnitt 131 zuerst den Abstand von einer Mehrzahl von Abtastpunkten Pn auf dem geschätzten Ist-Pfad T bis zu dem Befehlspfad als Pfadfehler Un (Kandidaten), wie in 2 dargestellt. Der Pfadfehler ist bevorzugt der kürzeste Abstand von dem Abtastpunkt Pn zu dem bezeichneten Pfad; es ist jedoch möglich, mithilfe eines bekannten Berechnungsverfahrens zu berechnen. Beispielsweise wird die (nicht veranschaulichte) Position Sn für den Befehlspfad zu jedem vorgegebenen Zeitpunkt festgelegt, angrenzende Positionen (zum Beispiel die Position Sn und eine Position Sn+1) werden durch eine Strecke verbunden, eine vertikale Linie wird von jedem der Mehrzahl von Abtastpunkten Pn zu jeder der Mehrzahl von Strecken gezeichnet, und die Länge dieser vertikalen Linie wird berechnet, wodurch es möglich ist, den Pfadfehler (den Kandidaten) zu berechnen.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform legt der Pfadfehler-Berechnungsabschnitt 131 den Höchstwert unter den berechneten Pfadfehlern Un (Kandidaten) als Pfadfehler fest. Der Pfadfehler-Berechnungsabschnitt 131 legt zum Beispiel den Höchstwert Umax in 3 als Pfadfehler fest. Anschließend legt der Pfadfehler-Berechnungsabschnitt 131 den Höchstwert Umax unter den Pfadfehlern Un (Kandidaten) als Informationen über den Pfadfehler fest und führt eine Ausgabe an den Bewertungswert-Berechnungsabschnitt 140 durch.
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Der Bearbeitungszeit-Berechnungsabschnitt 132 berechnet die Bearbeitungszeit auf Grundlage der Informationen über den geschätzten Ist-Pfad. Bei der Bearbeitungszeit handelt es sich um die Zeit, die erforderlich ist, um die Bearbeitung abzuschließen. Der Bearbeitungszeit-Berechnungsabschnitt 132 gibt die Informationen über die berechnete Bearbeitungszeit an den Bewertungswert-Berechnungsabschnitt 140 aus.
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Der Ruckberechnungsabschnitt 133 berechnet den Ruck an jeder Achse und gibt den Höchstwert des Absolutwerts davon als Ruck aus. Im Einzelnen berechnet der Ruckberechnungsabschnitt 133 zuerst den Ruck für jede jeweilige Achse auf Grundlage der Informationen über die geschätzte Ist-Position. Wie in 4 dargestellt, berechnet der Ruckberechnungsabschnitt 133 den Ruck für jede jeweilige Achse mithilfe des Differentials dritter Ordnung der Positionsinformationen für jede jeweilige Achse, die in den Informationen über die geschätzte Ist-Position beinhaltet sind.
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Der Ruckberechnungsabschnitt 133 legt den Höchstwert des Absolutwerts des berechneten Rucks als Ruck fest. Der Ruckberechnungsabschnitt 133 legt den Mindestwert Jmin, bei dem es sich um den Höchstwert eines Absolutwerts handelt, als Ruck fest, wie zum Beispiel in 4 dargestellt. Anschließend legt der Ruckberechnungsabschnitt 133 den Mindestwert Jmin, bei dem es sich um den Höchstwert des Absolutwerts handelt, als Information über einen Ruck fest und führt eine Ausgabe an den Bewertungswert-Berechnungsabschnitt 140 durch. Der Ruckberechnungsabschnitt 133 gibt den Höchstwert des Absolutwerts des Rucks für jede jeweilige Achse an den Bewertungswert-Berechnungsabschnitt 140 aus.
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Der Bewertungswert-Berechnungsabschnitt 140 berechnet einen Bewertungswert V auf Grundlage des Pfadfehlers, der durch den Pfadfehler-Berechnungsabschnitt 131 berechnet worden ist, der Bearbeitungszeit, die durch den Bearbeitungszeit-Berechnungsabschnitt 132 berechnet worden ist, und des Rucks, der durch den Ruckberechnungsabschnitt 133 berechnet worden ist. Genauer gesagt, der Bewertungswert-Berechnungsabschnitt 140 berechnet jeden der vorgegebenen primären Bewertungswerte Va, Vb, Vc auf Grundlage des Pfadfehlers, der Bearbeitungszeit bzw. des Rucks. Der Bewertungswert-Berechnungsabschnitt 140 berechnet jeden der primären Bewertungswerte Va, Vb, Vc zum Beispiel auf Grundlage von vorgegebenen Berechnungsformeln, Bewertungswertetabellen usw.
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Beispielsweise berechnet der Bewertungswert-Berechnungsabschnitt 140 den primären Bewertungswert Va gemäß der Größe des Pfadfehlers. Der Bewertungswert-Berechnungsabschnitt 140 berechnet den primären Bewertungswert Va gemäß der Größe des Höchstwerts unter den Pfadfehlern (Kandidaten), der durch den Pfadfehler-Berechnungsabschnitt 131 berechnet worden ist. Darüber hinaus berechnet der Bewertungswert-Berechnungsabschnitt 140 zum Beispiel den primären Bewertungswert Vb gemäß der Dauer der Bearbeitungszeit. Darüber hinaus berechnet der Bewertungswert-Berechnungsabschnitt 140 zum Beispiel den primären Bewertungswert Vc gemäß dem Ruck an einer vorgegebenen Achse und dem Ruck an sämtlichen Achsen. Der Bewertungswert-Berechnungsabschnitt 140 berechnet den primären Bewertungswert Vc gemäß dem Höchstwert des Absolutwerts unter den Rucken.
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Anschließend berechnet der Bewertungswert-Berechnungsabschnitt
140 den Bewertungswert V, der durch Kombinieren entsprechend der folgenden Formel (GI. 1) erzeugt wird.
- Va = primärer Bewertungswert, der einem Pfadfehler entspricht
- Vb = primärer Bewertungswert, der einer Bearbeitungszeit entspricht
- Vc = primärer Bewertungswert, der einem Ruck entspricht
- Ka, Kb, Kc: modifizierbare Faktoren
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Der Bewertungswert-Berechnungsabschnitt 140 führt gemäß einem vorgegebenen Bearbeitungsprogramm auf Grundlage des Pfadfehlers, der Bearbeitungszeit und des Rucks eine umfassende oder vielfältige Bewertung des Bearbeitungszustands und des Bearbeitungsvorgangs durch. Bei dem Bewertungswert V, der durch den Bewertungswert-Berechnungsabschnitt 140 berechnet worden ist, handelt es sich um numerische Informationen, die die Bewertung unter Berücksichtigung des Bearbeitungsfehlers (Pfadfehlers), der Bearbeitungszeit und der betriebsbedingten Erschütterung (des Rucks) des Antriebsmechanismus 6 widerspiegelt. Ein größerer Zahlenwert als Bewertungswert V weist darauf hin, dass die Bewertung hoch ist. Durch Modifizieren verschiedener Parameter auf Grundlage des Bewertungswerts V, der durch den Bewertungswert-Berechnungsabschnitt 140 berechnet worden ist, ist es möglich, eine Korrektur hin zu dem optimalen Bearbeitungsvorgang insgesamt durchzuführen und gleichzeitig den Bewertungsindex weiter zu verbessern, dem hohe Bedeutung beigemessen wird.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Bewertungswert V, der durch den Bewertungswert-Berechnungsabschnitt 140 berechnet worden ist, auf der Anzeigeeinheit 13 angezeigt. Der Benutzer bestätigt den Bewertungswert V, der auf der Anzeigeeinheit 13 angezeigt wird, und ist in der Lage, eine Korrekturanweisung für die verschiedenen Parameter über die Eingabeeinheit 14 zu erteilen, um zum Beispiel beliebige unter dem Pfadfehler, der Bearbeitungszeit und dem Ruck zu verbessern.
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Darüber hinaus ist bei der vorliegenden Ausführungsform der Bewertungswert-Berechnungsabschnitt 140 so gestaltet, dass er in der Lage ist, den berechneten Bewertungswert V (und jeden primären Bewertungswert) an den (im Folgenden beschriebenen) Parameterkorrektur-Anweisungsabschnitt 150 auszugeben. Wenn zum Beispiel der (im Folgenden beschriebene) Parameterkorrektur-Indexabschnitt 150 so eingestellt ist, dass er verschiedene Parameter automatisch so korrigiert, dass der Bewertungswert V zumindest einen vorgegebenen Wert annimmt, werden die verschiedenen Parameter automatisch auf Grundlage des Bewertungswerts V angepasst, der von dem Bewertungswert-Berechnungsabschnitt 140 ausgegeben wird.
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Bei den oben genannten Faktoren Ka, Kb, Kc handelt es sich um modifizierbare Faktoren. Durch Modifizieren der Zahlenwerte von Ka, Kb, Kc ist es möglich, die Gewichtung der primären Bewertungswerte Va, Vb, Vc zu modifizieren. Durch Modifizieren der Faktoren Ka, Kb, Kc ist es möglich, den Punkt zu ändern, dem bei der Bewertung Bedeutung beigemessen wird. Beispielsweise wird der Faktor Ka modifiziert, wenn der Bearbeitungsgenauigkeit Bedeutung beigemessen wird, der Faktor Kb wird modifiziert, wenn der Bearbeitungsgeschwindigkeit Bedeutung beigemessen wird, und der Faktor Kc wird modifiziert, wenn der Stabilität des Bearbeitungsvorgangs und der Verhütung von Schäden am Werkzeug Bedeutung beigemessen wird. Über die Eingabeeinheit 14 kann der Benutzer auch den Faktor entsprechend dem Bewertungsindex erhöhen, dem Bedeutung beigemessen wird, oder umgekehrt den Faktor entsprechend dem Bewertungsindex verringern, dem keine Bedeutung beigemessen wird. Durch Modifizieren der Faktoren Ka, Kb, Kc ist es möglich, einen Bearbeitungsvorgang unter durch den Benutzer und/oder die Fertigungsstätte gewünschten Bedingungen umzusetzen.
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Der Parameterkorrektur-Anweisungsabschnitt 150 ist so gestaltet, dass er ein Anweisen der Korrektur verschiedener Parameter, die in dem Parameterinformationen-Speicherabschnitt 102 gespeichert sind, einschließlich der Übertragungscharakteristikinformationen ermöglicht. Genauer gesagt, der Parameterkorrektur-Anweisungsabschnitt 150 ist so gestaltet, dass er ein Anweisen einer Korrektur der Beschleunigungs-/Verzögerungsparameter, die bei einer Interpolationsverarbeitung verwendet werden, der Servoparameter, bei denen es sich um Parameter im Zusammenhang mit der Übertragungscharakteristik handelt, usw. ermöglicht.
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Der Parameterkorrektur-Anweisungsabschnitt 150 weist eine Korrektur verschiedener Parameter auf Grundlage der Korrekturanweisung von der Eingabeeinheit 14 durch den Benutzer an, wie zuvor erwähnt. Darüber hinaus kann der Parameterkorrektur-Anweisungsabschnitt 150 zum Beispiel eine automatische Korrekturfunktion zum automatischen Korrigieren verschiedener Parameter aufweisen, so dass der Bewertungswert V zumindest einen vorgegebenen Wert annimmt (so dass die Bewertung ansteigt). Wenn es sich bei der automatischen Korrekturfunktion um den EIN-Zustand handelt, weist der Parameterkorrektur-Anweisungsabschnitt 150 automatisch eine Korrektur eines vorgegebenen Parameters auf Grundlage des Bewertungswerts V an, der von dem Bewertungswert-Berechnungsabschnitt 140 ausgegeben worden ist. Anschließend wird eine (nicht veranschaulichte) Korrektureinheit so gestaltet, dass sie einen vorgegebenen Parameter auf Grundlage der Korrekturanweisung korrigiert, die von dem Parameterkorrektur-Anweisungsabschnitt 150 ausgegeben worden ist. Es ist zu beachten, dass der Parameterkorrektur-Anweisungsabschnitt 150 so gestaltet sein kann, dass er verschiedene Parameter direkt korrigiert.
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Die Anzeigeeinheit 13 ist so gestaltet, dass sie in der Lage ist, den Befehlspfad S, den geschätzten Ist-Pfad T usw. zusätzlich zu dem oben genannten Bewertungswert V anzuzeigen. Die Eingabeeinheit 14 ist so gestaltet, dass sie ein Eingeben von Modifizierungsanweisungen für die Faktoren Ka, Kb, Kc in den Bewertungswert-Berechnungsabschnitt 140 zusätzlich zu der oben genannten Parameterkorrekturanweisung ermöglicht.
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Als Nächstes wird eine Festlegungssequenz eines Parametersatzes mithilfe der numerischen Steuervorrichtung der Ausführungsform erläutert. 5 ist ein Ablaufplan, der den Ablauf eines Festlegens des Parametersatzes darstellt, für den der Bewertungswert einen Höchstwert erreicht. 6 ist ein Ablaufplan, der im Besonderen Schritt S4 in 5 weitergehend darstellt. Die Parameter sind dergestalt, wie oben erwähnt.
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Wie in 5 dargestellt, richtet die numerische Steuereinheit 12 in Schritt S1 mehrere Gruppen von zu bewertenden Parametersätzen ein. Als Nächstes wählt die numerische Steuereinheit 12 in Schritt S2 den Ausgangsparametersatz aus.
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Als Nächstes legt die numerische Steuereinheit 12 in Schritt S3 den ausgewählten Parametersatz in dem Interpolationsverarbeitungs-Simulationsabschnitt 111 und dem Übertragungscharakteristik-Simulationsabschnitt 121 fest. Als Nächstes berechnet die numerische Steuereinheit 12 in Schritt S4 den Bewertungswert durch Ausführen einer Simulation.
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Die Einzelheiten der Verarbeitung in Schritt S4 werden mithilfe von 6 im Einzelnen erläutert. Wie in 6 dargestellt, berechnet der Interpolationsverarbeitungs-Simulationsabschnitt 111 in Schritt S101 die Befehlspositionsinformationen auf Grundlage des Bearbeitungsprogramms.
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Als Nächstes berechnet der Befehlspfad-Berechnungsabschnitt 112 in Schritt S102 die Befehlspfadinformationen auf Grundlage der Befehlspositionsinformationen, die durch den Interpolationsverarbeitungs-Simulationsabschnitt 111 berechnet worden sind.
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Als Nächstes berechnet der Übertragungscharakteristik-Simulationsabschnitt 121 in Schritt S103 die Informationen über die geschätzte Ist-Position auf Grundlage der Befehlspositionsinformationen und der Übertragungscharakteristikinformationen des Antriebsmechanismus 6.
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Als Nächstes berechnet der Abschnitt 122 zum Berechnen des geschätzten Ist-Pfades in Schritt S104 die Informationen über den geschätzten Ist-Pfad auf Grundlage der Informationen über die geschätzte Ist-Position, die durch den Übertragungscharakteristik-Simulationsabschnitt 121 berechnet worden sind.
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Als Nächstes berechnet der Pfadfehler-Berechnungsabschnitt 131 in Schritt S105 den Pfadfehler auf Grundlage der Befehlspfadinformationen, die durch den Befehlspfad-Berechnungsabschnitt 112 berechnet worden sind, und der Informationen über den geschätzten Ist-Pfad, die durch den Abschnitt 122 zum Berechnen des geschätzten Ist-Pfades berechnet worden sind.
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Als Nächstes berechnet der Bearbeitungszeit-Berechnungsabschnitt 132 in Schritt S106 die Bearbeitungszeit auf Grundlage der Informationen über den geschätzten Ist-Pfad.
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Als Nächstes berechnet der Ruckberechnungsabschnitt 133 in Schritt S107 den Ruck an jeder Achse auf Grundlage der Informationen über die geschätzte Ist-Position.
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Als Nächstes berechnet der Bewertungswert-Berechnungsabschnitt 140 in Schritt S107 den Bewertungswert auf Grundlage des Pfadfehlers, der durch den Pfadfehler-Berechnungsabschnitt 131 berechnet worden ist, der Bearbeitungszeit, die durch den Bearbeitungszeit-Berechnungsabschnitt 132 berechnet worden ist, und des Rucks, der durch den Ruckberechnungsabschnitt 133 berechnet worden ist.
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Es ist zu beachten, dass im Hinblick auf die jeweiligen in 6 dargestellten Schritte bei mehreren Schritten, deren Reihenfolge nicht von Bedeutung ist, deren Reihenfolge vertauscht werden kann. Beispielsweise können die Schritte S105, S106 und S107 in der Reihenfolge vertauscht werden oder können gleichzeitig ablaufen.
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Zu 5 zurückkehrend, wird der in 5 dargestellte Ablaufplan erneut erläutert. Wie in 5 dargestellt, bestätigt die numerische Steuereinheit 12 in Schritt S5 das Vorhandensein eines nachfolgenden Parametersatzes. Wenn ein nachfolgender Parametersatz vorhanden ist (Ja), geht die numerische Steuereinheit 12 zu der Verarbeitung von Schritt S6 über.
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In Schritt S6 wählt die numerische Steuereinheit 12 den nachfolgenden Parametersatz aus und führt anschließend die Verarbeitung zu Schritt S3 zurück.
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In Schritt S5 geht die numerische Steuereinheit 12 zu der Verarbeitung von Schritt S7 über, wenn kein nachfolgender Parametersatz vorhanden ist (Nein).
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In Schritt S7 legt die numerische Steuereinheit 12 den Parametersatz fest, für den der Bewertungswert einen Höchstwert erreicht. Die numerische Steuervorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform kann den Parametersatz, für den der Bewertungswert einen Höchstwert erreicht, entsprechend einem solchen Ablauf festlegen.
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Die folgenden Wirkungen treten zum Beispiel gemäß der vorliegenden Ausführungsform auf. Die numerische Steuervorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet: den Befehlspositions-Berechnungsabschnitt 111, der die Befehlspositionsinformationen auf Grundlage des Bearbeitungsprogramms berechnet; den Befehlspfad-Berechnungsabschnitt 112, der die Befehlspfadinformationen auf Grundlage der Befehlspositionsinformationen berechnet, die durch den Befehlspositions-Berechnungsabschnitt 111 berechnet worden sind; den Abschnitt 121 zum Berechnen der geschätzten Ist-Position, der die Informationen über die geschätzte Ist-Position auf Grundlage der Befehlspositionsinformationen und der Übertragungscharakteristikinformationen des Antriebsmechanismus 6 berechnet; den Abschnitt 122 zum Berechnen des geschätzten Ist-Pfades, der die Informationen über den geschätzten Ist-Pfad auf Grundlage der Informationen über die geschätzte Ist-Position berechnet, die durch den Abschnitt 121 zum Berechnen der geschätzten Ist-Position berechnet worden sind; den Pfadfehler-Berechnungsabschnitt 131, der den Pfadfehler auf Grundlage der Befehlspfadinformationen, die durch den Befehlspfad-Berechnungsabschnitt 112 berechnet worden sind, und der Informationen über den geschätzten Ist-Pfad berechnet, die durch den Abschnitt 122 zum Berechnen des geschätzten Ist-Pfades berechnet worden sind; den Bearbeitungszeit-Berechnungsabschnitt 132, der die Bearbeitungszeit auf Grundlage der Informationen über den geschätzten Ist-Pfad berechnet; den Ruckberechnungsabschnitt 133, der den Ruck an jeder Achse auf Grundlage der Informationen über die geschätzte Ist-Position berechnet; und den Bewertungswert-Berechnungsabschnitt 140, der den Bewertungswert auf Grundlage des Pfadfehlers, der durch den Pfadfehler-Berechnungsabschnitt 131 berechnet worden ist, der Bearbeitungszeit, die durch den Bearbeitungszeit-Berechnungsabschnitt 132 berechnet worden ist, und des Rucks berechnet, der durch den Ruckberechnungsabschnitt 133 berechnet worden ist.
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Aus diesem Grund ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, eine numerische Steuervorrichtung bereitzustellen, die gemäß einer Mehrzahl von Bewertungsindizes bewertet und in der Lage ist, verschiedene Parameter auf Grundlage von Bewertungsergebnissen zu modifizieren.
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Genauer gesagt, bei der Beziehung zwischen der Bearbeitungszeit und dem Pfadfehler handelt es sich im Allgemeinen um eine Austauschbeziehung. Bei der Beziehung zwischen der Bearbeitungszeit und dem Ruck handelt es sich gleichermaßen ebenfalls um eine Austauschbeziehung. Wenn die Bearbeitungszeit verkürzt wird, nimmt der Pfadfehler zu, und der Ruck an jeder Achse (die Erschütterung während des Betriebs) nimmt ebenfalls zu. Bei der Bearbeitung, die durch die Werkzeugmaschine durchgeführt wird, variiert die geforderte Leistung abhängig von dem Typ des zu bearbeitenden Werkstücks (des Werks), und es gibt Fälle, in denen hohe Genauigkeit gefordert wird, selbst wenn sich die Bearbeitungszeit verlängert, und Fälle, in denen Parameter so angepasst werden, dass der Bearbeitungszeit unter Berücksichtigung der Produktivität höhere Bedeutung als der Genauigkeit beigemessen wird. Jedenfalls gibt es einige Fälle, in denen Parameter festgelegt werden, indem nur ein Bewertungsindex als Maßstab herangezogen wird und die anderen unberücksichtigt bleiben und bessere Parameter durch Berücksichtigung einer Ausgewogenheit aller angewendet werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, Parameter aufgrund einer Berechnung eines Bewertungswerts durch Kombinieren einer Mehrzahl von Bewertungsindizes einfacher festzulegen, um eine gute Ausgewogenheit zu erreichen.
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Darüber hinaus führt der Bewertungswert-Berechnungsabschnitt 140 gemäß der vorliegenden Ausführungsform gemäß einem vorgegebenen Bearbeitungsprogramm auf Grundlage des Pfadfehlers, der Bearbeitungszeit und des Rucks eine umfassende oder vielfältige Bewertung des Bearbeitungszustands und der Bearbeitungsvorgänge durch. Bei dem Bewertungswert V, der durch den Bewertungswert-Berechnungsabschnitt 140 berechnet wird, handelt es sich um numerische Informationen, die eine Bewertung widerspiegeln, die unter Berücksichtigung des Bearbeitungsfehlers (Pfadfehlers), der Bearbeitungszeit und der betriebsbedingten Erschütterung (des Rucks) des Antriebsmechanismus 6 durchgeführt wird. Durch Modifizieren der verschiedenen Parameter auf Grundlage des Bewertungswerts V, der durch den Bewertungswert-Berechnungsabschnitt 140 berechnet worden ist, ist es möglich, eine Korrektur hin zu einem optimalen Bearbeitungsvorgang insgesamt durchzuführen und gleichzeitig den Bewertungsindex weiter zu verbessern, dem Bedeutung beigemessen wird.
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Darüber hinaus berechnet der Bewertungswert-Berechnungsabschnitt 140 bei der vorliegenden Ausführungsform jeweilige vorgegebene primäre Bewertungswerte Va, Vb und Vc jeweils auf Grundlage des Pfadfehlers, der Bearbeitungszeit und des Rucks wie auch den Bewertungswert V, der durch Kombinieren entsprechend der oben genannten Formel (GI. 1) erzeugt wird.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, die Gewichtung der primären Bewertungswerte Va, Vb und Vc durch Ändern der Zahlenwerte von Ka, Kb und Kc zu modifizieren. Es ist möglich, den Punkt, dem bei der Bewertung Bedeutung beigemessen wird, durch Modifizieren der Faktoren Ka, Kb und Kc zu ändern. Durch Modifizieren der Faktoren Ka, Kb, Kc ist es möglich, einen Bearbeitungsvorgang unter durch den Benutzer und/oder die Fertigungsstätte gewünschten Bedingungen umzusetzen. Darüber hinaus ist es durch Modifizieren der Faktoren möglich, flexibel mit Fällen umzugehen, in denen sich die erforderlichen Bewertungsindizes unterscheiden.
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Des Weiteren beinhaltet die numerische Steuervorrichtung 10 bei der vorliegenden Ausführungsform ferner den Parameterkorrektur-Anweisungsabschnitt 150, der eine Korrektur verschiedener Parameter einschließlich der Übertragungscharakteristikinformationen anweist.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die numerische Steuervorrichtung so gestaltet, dass sie eine Korrektur verschiedener Parameter zum Beispiel dadurch ermöglicht, dass der Benutzer den Bewertungswert V bestätigt und eine Korrekturanweisung in die Eingabeeinheit 14 eingibt, um beliebige unter dem Pfadfehler, der Bearbeitungszeit und dem Ruck zu verbessern. Darüber hinaus ist die numerische Steuervorrichtung zum Beispiel so gestaltet, dass sie in der Lage ist, den Parameterkorrektur-Anweisungsabschnitt 150 so einzustellen, dass er verschiedene Parameter so korrigiert, dass der Bewertungswert V automatisch zumindest einen vorgegebenen Wert annimmt.
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Wenngleich oben eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert worden ist, soll die vorliegende Erfindung nicht beschränkt werden. Modifizierungen und Verbesserungen innerhalb eines Umfangs, der die Ziele der vorliegenden Erfindung erreichen kann, sind ebenfalls durch die vorliegende Erfindung eingeschlossen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Arbeitssystem
- 2
- Werkzeugmaschine
- 6
- Antriebsmechanismus
- 7
- Antriebsteil
- 10
- numerische Steuervorrichtung
- 11
- Speichereinheit
- 12
- numerische Steuereinheit
- 13
- Anzeigeeinheit
- 14
- Eingabeeinheit
- 101
- Bearbeitungsprogramm-Speicherabschnitt
- 102
- Parameterinformationen-Speicherabschnitt
- 110
- Antriebssteuerabschnitt
- 111
- Interpolationsverarbeitungs-Simulationsabschnitt (Befehlspositions-Berechnungseinheit)
- 112
- Befehlspfad-Berechnungsabschnitt
- 121
- Übertragungscharakteristik-Simulationsabschnitt (Einheit zum Berechnen einer geschätzten Ist-Position)
- 122
- Abschnitt zum Berechnen eines geschätzten Ist-Pfades
- 131
- Pfadfehler-Berechnungsabschnitt
- 132
- Bearbeitungszeit-Berechnungsabschnitt
- 133
- Ruckberechnungsabschnitt
- 140
- Bewertungswert-Berechnungsabschnitt
- 150
- Parameterkorrektur-Anweisungsabschnitt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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