DE102018001792A1

DE102018001792A1 - Steuersystem einer Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE102018001792A1
Application number: DE102018001792.4A
Authority: DE
Inventors: Shougo SHINODA; Satoshi Ikai
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2017-03-14
Filing date: 2018-03-06
Publication date: 2018-09-20
Also published as: US10725450B2; JP2018151965A; JP6496338B2; CN108572625A; US20180267505A1; CN108572625B

Abstract

Es ist eine Aufgabe, das Steuersystem einer Werkzeugmaschine bereitzustellen, das chronologische Daten zur Steuerung der Antriebsachsen bei der Bearbeitung eines Werkstücks räumlichen Messdaten zur bearbeiteten Oberfläche eines Werkstücks nach der Bearbeitung des Werkstücks zuordnet. Ein Steuersystem 100 einer Werkzeugmaschine, die ein Werkstück W bearbeitet, umfasst: eine numerische Steuervorrichtung 17, die die Antriebsachse der Werkzeugmaschine 10 auf der Grundlage von Steuerdaten steuert; eine Vorrichtung 20 zur Messung einer bearbeiteten Oberfläche, die die bearbeitete Oberfläche des Werkstücks W misst; und eine Datenverarbeitungsvorrichtung 30, und die Datenverarbeitungsvorrichtung 30 umfasst: einen Abschnitt 31 zum Abrufen von Steuerdaten für die Antriebsachsen, der die chronologischen Steuerdaten bei der Bearbeitung des Werkstücks W von der numerischen Steuervorrichtung 17 abruft; einen Abschnitt 32 zum Abrufen von Messdaten zu einer bearbeiteten Oberfläche, der von der Vorrichtung 20 zur Messung einer bearbeiteten Oberfläche gemessene räumliche Messdaten zu einer bearbeiteten Oberfläche nach der Bearbeitung des Werkstücks W abruft; und einen Verarbeitungsabschnitt 34 zur Zuordnung von Daten, der die von dem Abschnitt 31 zum Abrufen von Steuerdaten für die Antriebsachsen abgerufenen chronologischen Steuerdaten den von dem Abschnitt 32 zum Abrufen von Messdaten zu einer bearbeiteten Oberfläche abgerufenen räumlichen Messdaten zu einer bearbeiteten Oberfläche zuordnet.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft das Steuersystem einer Werkzeugmaschine, die ein Werkstück bearbeitet.
Verwandte Technik
Eine Werkzeugmaschine bearbeitet ein Werkstück, wobei sie zumindest entweder das Werkstück (das zu bearbeitende Objekt) oder ein Werkzeug entlang vorgegebener Antriebsachsen bewegt. Anders ausgedrückt bearbeitet die Werkzeugmaschine das Werkstück, wobei sie eine relative Position des Werkstücks und des Werkzeugs verändert.
Wenn das Werkstück von der vorstehend beschriebenen Werkzeugmaschine bearbeitet wird, kann aufgrund einer Vibration etc. ein Streifenmuster (ein Defekt) auf der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks auftreten. Anders ausgedrückt können in vorgegebenen Abständen Schlieren oder Streifen auftreten.
Daher sind beispielsweise in den Patentschriften 1 und 2 Technologien offenbart, gemäß denen anhand des Bewegungsverlaufs des vorderen Endes eines Werkzeugs bei der Bearbeitung eines Werkstücks ein Streifenmuster (ein Defekt) auf der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks erfasst wird.

Patentschrift 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. 2016-57843
Patentschrift 2: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. 2017-13178

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben zur Erfassung eines Defekts auf der bearbeiteten Oberfläche eines Werkstücks einen Ansatz versucht, der sich von den in den Patentschriften 1 und 2 offenbarten Technologien unterscheidet. Genauer wird als weiteres Verfahren zur Erfassung des Defekts auf der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks nach der Bearbeitung des Werkstücks ein optischer Sensor oder dergleichen zur Aufnahme eines Bilds der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks verwendet, an den Daten zu dem aufgenommenen Bild wird eine Bildverarbeitung ausgeführt, und dadurch werden der Defekt auf der bearbeiteten Oberfläche und seine Position erfasst. Dann haben die Erfinder der vorliegenden Anmeldung gründliche Untersuchungen durchgeführt, um festzustellen, dass es nützlich für die Analyse der Ursache des Defekts und Untersuchungen von Maßnahmen dagegen ist, wenn Steuerungsdaten identifiziert werden können, die Antriebsachsen steuern, wenn der Defekt auf der bearbeiteten Oberfläche auftritt.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Steuersystem einer Werkzeugmaschine bereitzustellen, das chronologische Daten zur Steuerung der Antriebsachsen bei der Bearbeitung eines Werkstücks räumlichen Messdaten zur bearbeiteten Oberfläche eines Werkstücks nach der Bearbeitung des Werkstücks zuordnet.

(1) Ein Steuersystem (beispielsweise ein numerisches Steuersystem 100 einer Werkzeugmaschine, das später beschrieben wird) einer Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung, die ein Werkstück (W) bearbeitet, umfasst: eine Steuervorrichtung (beispielsweise eine numerische Steuervorrichtung 17, die später beschrieben wird), die die Antriebsachse der Werkzeugmaschine (beispielsweise einer Werkzeugmaschine 10, die später beschrieben wird) entsprechend Steuerdaten steuert; eine Vorrichtung zur Messung einer bearbeiteten Oberfläche (beispielsweise eine Vorrichtung 20 zur Messung einer bearbeiteten Oberfläche, die später beschrieben wird), die die bearbeitete Oberfläche des Werkstücks misst; und eine Datenverarbeitungsvorrichtung (beispielsweise eine Datenverarbeitungsvorrichtung 30, die später beschrieben wird), wobei die Datenverarbeitungsvorrichtung umfasst: einen ersten Abrufabschnitt (beispielsweise einen Abschnitt 31 zum Abrufen von Steuerdaten für die Antriebsachsen, der später beschrieben wird), der die chronologischen Steuerdaten bei der Bearbeitung des Werkstücks von der Steuervorrichtung abruft; einen zweiten Abrufabschnitt (beispielsweise einen Abschnitt 32 zum Abrufen von Messdaten zu einer bearbeiteten Oberfläche, der später beschrieben wird), der von der Vorrichtung zur Messung einer bearbeiteten Oberfläche gemessene räumliche Messdaten zu einer bearbeiteten Oberfläche nach der Bearbeitung des Werkstücks abruft; und einen Verarbeitungsabschnitt zur Zuordnung von Daten (beispielsweise einen Verarbeitungsabschnitt 34 zur Zuordnung von Daten, der später beschrieben wird), der die von dem ersten Abrufabschnitt abgerufenen chronologischen Steuerdaten den von dem zweiten Abrufabschnitt abgerufenen räumlichen Messdaten zu einer bearbeiteten Oberfläche zuordnet.
(2) Bei dem Steuersystem der Werkzeugmaschine gemäß (1) können die Steuerdaten Positionsinformationen zu der Antriebsachse der Werkzeugmaschine sein, und der Verarbeitungsabschnitt zur Zuordnung von Daten kann anhand der chronologischen Positionsinformationen ein erstes Bild der Form eines Werkstücks erzeugen, anhand der räumlichen Messdaten zu einer bearbeiteten Oberfläche ein zweites Bild der Form eines Werkstücks erzeugen und die chronologischen Positionsinformationen den räumlichen Messdaten zu einer bearbeiteten Oberfläche zuordnen, um das erste Bild der Form eines Werkstücks und das zweite Bild der Form eines Werkstücks übereinander zu legen.
(3) Bei dem Steuersystem der Werkzeugmaschine gemäß (2) können die chronologischen Positionsinformationen Maschinenkoordinateninformationen sein, und die räumlichen Messdaten zu einer bearbeiteten Oberfläche können anhand von Maschinenkoordinaten der Vorrichtung zur Messung einer bearbeiteten Oberfläche berechnete Maschinenkoordinateninformationen sein.
(4) Bei dem Steuersystem der Werkzeugmaschine gemäß (1) können die Steuerdaten Drehmomentinformationen zur Antriebsachse der Werkzeugmaschine sein, und der Verarbeitungsabschnitt zur Zuordnung von Daten kann anhand einer Veränderung der chronologischen Drehmomentinformationen eine Anfangsposition der Bearbeitung und eine Beendigungsposition der Bearbeitung als Randposition des Werkstücks erfassen, um zu ein erstes Bild der Form eines Werkstücks erzeugen, anhand der räumlichen Messdaten zu einer bearbeiteten Oberfläche eine Randposition des Werkstücks erfassen, um ein zweites Bild der Form eines Werkstücks zu erzeugen, und die chronologischen Drehmomentinformationen den räumlichen Messdaten zu einer bearbeiteten Oberfläche zuordnen, um die Randposition des ersten Bilds der Form eines Werkstücks und die Randposition des zweiten Bilds der Form eines Werkstücks übereinander zu legen.
(5) Bei dem Steuersystem der Werkzeugmaschine gemäß (1) können die Steuerdaten Drehmomentinformationen zur Antriebsachse der Werkzeugmaschine sein, und der Verarbeitungsabschnitt zur Zuordnung von Daten kann anhand einer durch Subtrahieren eines Drehmomentanteils zur Beschleunigung/Verlangsamung von den chronologischen Drehmomentinformationen ermittelten Veränderung chronologischer Lastinformationen eine Anfangsposition der Bearbeitung und eine Beendigungsposition der Bearbeitung als Randposition des Werkstücks erfassen, um ein erstes Bild der Form eines Werkstücks zu erzeugen, anhand der räumlichen Messdaten zu einer bearbeiteten Oberfläche eine Randposition des Werkstücks erfassen, um ein zweites Bild der Form eines Werkstücks zu erzeugen, und die chronologischen Drehmomentinformationen den räumlichen Messdaten zu einer bearbeiteten Oberfläche zuordnen, um die Randposition des ersten Bilds der Form eines Werkstücks und die Randposition des zweiten Bilds der Form eines Werkstücks übereinander zu legen.
(6) Bei dem Steuersystem der Werkzeugmaschine gemäß einem der Punkte (1) bis (5) kann die Datenverarbeitungsvorrichtung ferner umfassen: einen Abschnitt zur Erfassung eines Defekts einer bearbeiteten Oberfläche (beispielsweise einen Abschnitt 35 zur Erfassung eines Defekts einer bearbeiteten Oberfläche, der später beschrieben wird), der anhand der von dem zweiten Abrufabschnitt abgerufenen räumlichen Messdaten zu einer bearbeiteten Oberfläche einen Defekt auf der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks und eine seine Position erfasst; und einen Identifikationsabschnitt (beispielsweise einen Abschnitt 36 zur Identifikation der Steuerdaten zur Position eines Defekts, der später beschrieben wird), der anhand der von dem Verarbeitungsabschnitt zur Zuordnung von Daten zugeordneten Steuerdaten und Messdaten zu der bearbeiteten Oberfläche den von dem Abschnitt zur Erfassung eines Defekts einer bearbeiteten Oberfläche erfassten Messdaten zu der Position des Defekts der bearbeiteten Oberfläche entsprechende Steuerdaten zur Position des Defekts identifiziert.
(7) Bei dem Steuersystem der Werkzeugmaschine gemäß (6) kann der Identifikationsabschnitt anhand der chronologischen Steuerdaten zur Position des Defekts Informationen zu dem Defekt auf der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks einer Bearbeitungsrichtung zuordnen.
(8) Bei dem Steuersystem der Werkzeugmaschine gemäß (6) kann der Defekt auf der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks eine Schliere oder ein Streifen sein.
(9) Bei dem Steuersystem der Werkzeugmaschine gemäß (7) kann der Defekt auf der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks eine Schliere oder ein Streifen sein, und die Informationen zu dem Defekt können eine Richtung der Schliere oder des Streifens sein.
(10) Bei dem Steuersystem der Werkzeugmaschine gemäß (1) können die Steuerdaten ein Befehlswert oder ein Feedbackwert sein, der Befehlswert kann ein Positionsbefehlswert, ein Geschwindigkeitsbefehlswert oder ein Drehmomentbefehlswert sein, und der Feedbackwert kann ein Positionsfeedbackwert, ein Geschwindigkeitsfeedbackwert oder ein Stromfeedbackwert sein.

Durch die vorliegende Erfindung ist es möglich, das Steuersystem einer Werkzeugmaschine bereitzustellen, das chronologische Daten zur Steuerung der Antriebsachsen bei der Bearbeitung eines Werkstücks räumlichen Messdaten zur bearbeiteten Oberfläche eines Werkstücks nach der Bearbeitung des Werkstücks zuordnet.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel der Konfiguration einer Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein Diagramm, das die Konfiguration eines numerischen Steuersystems der Werkzeugmaschine gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist ein Ablaufdiagramm, das eine von der Datenverarbeitungsvorrichtung des numerischen Steuersystems der Werkzeugmaschine gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführte Datenverarbeitung zeigt.
4 ist ein Diagramm, das die Verarbeitung zur Zuordnung von Daten schematisch zeigt.
5 ist ein Diagramm, das die Identifikationsverarbeitung an den Steuerdaten zur Position eines Defekts schematisch zeigt. 6 ist ein Diagramm, das die Verarbeitung zur Erfassung der Randposition des Werkstücks anhand von Drehmomentinformationen schematisch zeigt.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nachstehend werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen Beispiele der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In den Zeichnungen sind übereinstimmende oder einander entsprechende Abschnitte durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
(Werkzeugmaschine)
Zunächst wird ein Beispiel einer Werkzeugmaschine in einem numerischen Steuersystem gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel der Konfiguration der Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Diese Werkzeugmaschine 10 ist eine Werkzeugmaschine, die eine spanabhebende Bearbeitung (ein Abtragen) durchführt. Die Werkzeugmaschine in dem numerischen Steuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht auf diese Werkzeugmaschine beschränkt und kann eine beliebige Industriemaschine sein.
Die in 1 gezeigte Werkzeugmaschine 10 umfasst einen Kopf 2, ein Halteelement 3, das den Kopf 2 beweglich hält, einen Halteständer 4, der das Halteelement 3 beweglich hält, einen Sockel 5, der den Halteständer 4 hält, und einen Tisch 6. Ein Werkzeug T wie ein Schaftfräser ist an dem Kopf 2 befestigt, und ein Werkstück W ist auf dem Tisch 6 montiert. Die Werkzeugmaschine 10 umfasst eine (nicht dargestellte) Antriebsvorrichtung und eine (nicht dargestellte) numerische Steuervorrichtung.
Die Antriebsvorrichtung umfasst Servomotoren, die später beschrieben werden. Die Antriebsvorrichtung bewegt den Sockel 5 in der Richtung einer X-Achse (eines Pfeils X), den Tisch 6 in der Richtung einer Y-Achse (eines Pfeils Y) und das Halteelement 3 in der Richtung einer Z-Achse (eines Pfeils Z). Darüber hinaus dreht die Antriebsvorrichtung das Werkzeug T in Bezug auf den Kopf 2 in der Richtung einer A-Achse (eines Pfeils A) und den Kopf 2 in Bezug auf das Halteelement 3 in der Richtung einer B-Achse (eines Pfeils B).
Die numerische Steuervorrichtung steuert die Antriebsvorrichtung so, dass sie Antriebsachsen steuert, die von den drei direkt bewegten Achsen (der X-Achse, der Y-Achse und der Z-Achse) und den beiden Drehachsen (der A-Achse und der B-Achse) gebildet werden, und steuert dadurch die relative Position des Werkzeugs T in Bezug auf das Werkstück W und seine Stellung. Auf diese Weise bearbeitet die Werkzeugmaschine 10 das Werkstück W, wobei sie die relative Position des Werkzeugs T in Bezug auf das Werkstück W und seine Stellung verändert.
(Numerisches Steuersystem der Werkzeugmaschine)
Als nächstes wird das numerische Steuersystem der Werkzeugmaschine gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 2 ist ein Diagramm, das die Konfiguration des numerischen Steuersystems in der Werkzeugmaschine gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Das in 2 gezeigte numerische Steuersystem 100 der Werkzeugmaschine umfasst die vorstehend beschriebene Werkzeugmaschine 10, eine Vorrichtung 20 zur Messung einer bearbeiteten Oberfläche und eine Datenverarbeitungsvorrichtung 30.
Die Werkzeugmaschine 10 umfasst mehrere Servomotoren M1 bis M5 in der vorstehend beschriebenen Antriebsvorrichtung, Messgeber (Positions-/Drehzahldetektoren) 11 bis 15, die jeweils in den Servomotoren M1 bis M5 vorgesehen sind, Stromdetektoren CT1 bis CT5, eine Messskala (einen Positionsdetektor) 16 und die numerische Steuervorrichtung (CNC) 17. In 2 ist lediglich die Konfiguration der Werkzeugmaschine 10 gezeigt, die die Merkmale der vorliegenden Erfindung betrifft, und auf die Darstellung der weiteren Konfigurationen wird verzichtet.
Die Servomotoren M1 bis M5 treiben durch die Steuerung der numerischen Steuervorrichtung 17 jeweils die vorstehend beschriebenen Antriebsachsen (die X-Achse, die Y-Achse, die Z-Achse, die A-Achse und die B-Achse) an. Die Messgeber 11 bis 15 erfassen jeweils die Drehstellungen der Servomotoren M1 bis M5 und senden die erfassten Drehstellungen als Positionsfeedbackwerte an die numerische Steuervorrichtung 17. Die Messgeber 11 bis 15 erfassen jeweils die Drehzahlen der Servomotoren M1 bis M5 und senden die erfassten Drehzahlen als Geschwindigkeitsfeedbackwerte an die numerische Steuervorrichtung 17.
Die Stromdetektoren CT1 bis CT5 erfassen jeweils die Antriebsstromwerte der Servomotoren M1 bis M5 und senden die erfassten Antriebsstromwerte als Stromfeedbackwerte (tatsächliche Stromwerte und tatsächliche Drehmomentwerte) an die numerische Steuervorrichtung 17.
Eine Messskala 16 ist beispielsweise in dem Tisch 6 vorgesehen, auf dem das vorstehend beschriebene Werkstück W aufgespannt ist. Die Messskala 16 erfasst die Position des Werkstücks und sendet die erfasste Position als Positionsfeedbackwert an die numerische Steuervorrichtung 17.
Die numerische Steuervorrichtung 17 erzeugt anhand von auf einem die Bearbeitung des Werkstücks W betreffenden Bearbeitungsprogramm basierenden Positionsbefehlswerten (Bewegungsbefehlswerten) für die Antriebsachsen, dem Positionsfeedbackwert von der Messskala 16 oder den Positionsfeedbackwerten von den Messgebern 11 bis 15, den Geschwindigkeitsfeedbackwerten von den Messgebern 11 bis 15 und den Stromfeedbackwerten von den Stromdetektoren CT1 bis CT5 Drehmomentbefehlswerte (Strombefehlswerte) für die Antriebsachsen und treibt die Servomotoren M1 bis M5 mittels dieser Drehmomentbefehlswerte an.
Genauer umfasst die numerische Steuervorrichtung 17 einen Abschnitt zur Erzeugung von Positionsbefehlen, einen Abschnitt zur Erzeugung von Geschwindigkeitsbefehlen und einen Abschnitt zur Erzeugung von Drehmomentbefehlen. Der Abschnitt zur Erzeugung von Positionsbefehlen erzeugt entsprechend dem in einem Speicherabschnitt gespeicherten Bearbeitungsprogramm die Positionsbefehlswerte (die Bewegungsbefehlswerte) für die Antriebsachsen. Der Abschnitt zur Erzeugung von Geschwindigkeitsbefehlen erzeugt auf Differenzen zwischen den Positionsbefehlswerten und den Positionsfeedbackwerten basierende Geschwindigkeitsbefehlswerte für die Antriebsachsen. Der Abschnitt zur Erzeugung von Drehmomentbefehlen erzeugt die Drehmomentbefehlswerte (die Strombefehlswerte) für die Antriebsachsen auf der Grundlage von Differenzen zwischen den Geschwindigkeitsbefehlswerten und den Geschwindigkeitsfeedbackwerten. Die numerische Steuervorrichtung 17 erzeugt die Antriebsströme für die Antriebsachsen auf der Grundlage von Differenzen zwischen den Drehmomentbefehlswerten (den Strombefehlswerten) und den Stromfeedbackwerten.
Die numerische Steuervorrichtung 17 wird beispielsweise von einem Rechenprozessor wie einem DSP (einem digitalen Signalprozessor) oder einer FPGA (einer feldprogrammierbaren Gatteranordnung) gebildet. Die verschiedenen Arten von Funktionen der numerischen Steuervorrichtung 17 werden durch Ausführen von in dem (nicht dargestellten) Speicherabschnitt gespeicherter, vorgegebener Software (von Programmen und Anwendungen) realisiert. Die verschiedenen Arten von Funktionen der numerischen Steuervorrichtung 17 können durch das Zusammenwirken von Hardware und Software oder nur durch Hardware (eine elektronische Schaltung) realisiert werden.
Die Vorrichtung 20 zur Messung einer bearbeiteten Oberfläche ist eine Vorrichtung, die das Werkstück W so misst, dass die bearbeitete Oberfläche des Werkstücks W gemessen wird. Spezifische Beispiele der Vorrichtung 20 zur Messung einer bearbeiteten Oberfläche umfassen einen optischen Sensor, ein optisches Mikroskop, ein Lasermikroskop oder eine dreidimensionale Koordinatenmessmaschine. Die Vorrichtung 20 zur Messung einer bearbeiteten Oberfläche sendet die gemessenen Bilddaten oder Positionsdaten zu dem Werkstück W an die Datenverarbeitungsvorrichtung 30. Die Vorrichtung 20 zur Messung einer bearbeiteten Oberfläche ist beispielsweise in einer Messplattform, einer Fixierungsplattform oder einem Endeffektor eines Roboters außerhalb der Werkzeugmaschine 10 vorgesehen. Die Vorrichtung 20 zur Messung einer bearbeiteten Oberfläche kann auch in die Werkzeugmaschine 10 integriert sein.
Die Datenverarbeitungsvorrichtung 30 ist eine Vorrichtung, die die von der numerischen Steuervorrichtung 17 und der Vorrichtung 20 zur Messung einer bearbeiteten Oberfläche abgerufenen Daten verarbeitet. Die Datenverarbeitungsvorrichtung 30 umfasst einen Abschnitt 31 zum Abrufen von Steuerdaten für die Antriebsachsen (einen ersten Abrufabschnitt), einen Abschnitt 32 zum Abrufen von Messdaten zu der bearbeiteten Oberfläche (einen zweiten Abrufabschnitt), den Speicherabschnitt 33, einen Verarbeitungsabschnitt 34 zur Zuordnung von Daten, einen Abschnitt 35 zur Erfassung eines Defekts einer bearbeiteten Oberfläche und einen Abschnitt 36 zur Identifikation der Steuerdaten zur Position eines Defekts.
Der Abschnitt 31 zum Abrufen von Steuerdaten für die Antriebsachsen ruft die chronologischen Daten zur Steuerung der Antriebsachsen bei der Bearbeitung des Werkstücks W aus der numerischen Steuervorrichtung 17 ab. Genauer ruft der Abschnitt 31 zum Abrufen von Steuerdaten für die Antriebsachsen die von der Messskala 16 erfassten Positionsfeedbackwerte (die Positionsinformationen (die Maschineninformationen) zu den Antriebsachsen) des Werkstücks W als Steuerdaten für die Antriebsachsen ab. Der Abschnitt 31 zum Abrufen von Steuerdaten für die Antriebsachsen kann die von den Messgebern 11 bis 15 erfassten Positionsfeedbackwerte (Positionsinformationen (Maschineninformationen) zu den Antriebsachsen) der Servomotoren M1 bis M5 als Steuerdaten für die Antriebsachsen abrufen, oder er kann die Positionsbefehlswerte (Positionsinformationen (Maschineninformationen) zu den Antriebsachsen) abrufen.
Der Abschnitt 32 zum Abrufen von Messdaten zu einer bearbeiteten Oberfläche ruft die von der Vorrichtung 20 zur Messung einer bearbeiteten Oberfläche gemessenen räumlichen Messdaten zu einer bearbeiteten Oberfläche nach der Bearbeitung des Werkstücks W ab. Genauer ruft der Abschnitt 32 zum Abrufen von Messdaten zu einer bearbeiteten Oberfläche dreidimensionale Bilddaten oder Positionsdaten (Koordinatendaten) als Messdaten zu der bearbeiteten Oberfläche ab. Der Abschnitt 32 zum Abrufen von Messdaten zu einer bearbeiteten Oberfläche kann zweidimensionale Bilddaten als Messdaten zu der bearbeiteten Oberfläche abrufen.
In dem Speicherabschnitt 33 werden die von dem Abschnitt 31 zum Abrufen von Steuerdaten für die Antriebsachsen abgerufenen chronologischen Daten zur Steuerung der Antriebsachsen und die von der Vorrichtung 20 zur Messung einer bearbeiteten Oberfläche gemessenen räumlichen Messdaten zu einer bearbeiteten Oberfläche gespeichert. Der Speicherabschnitt 33 ist beispielsweise ein überschreibbarer Speicher wie ein EEPROM.
Der Verarbeitungsabschnitt 34 zur Zuordnung von Daten ordnet die chronologischen Daten zur Steuerung der Antriebsachsen den in dem Speicherabschnitt 33 gespeicherten räumlichen Messdaten zu einer bearbeiteten Oberfläche zu. Die Einzelheiten der Verarbeitung zur Zuordnung von Daten werden später beschrieben.
Der Abschnitt 35 zur Erfassung eines Defekts einer bearbeiteten Oberfläche erfasst anhand der in dem Speicherabschnitt 33 gespeicherten räumlichen Messdaten zu einer bearbeiteten Oberfläche einen Defekt (eine Schliere oder einen Streifen) auf der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks W und seine Position.
Der Abschnitt 36 zur Identifikation der Steuerdaten zur Position eines Defekts identifiziert anhand der Steuerdaten für die Antriebsachsen und der Messdaten zu der bearbeiteten Oberfläche, die einander von dem Verarbeitungsabschnitt 34 zur Zuordnung von Daten zugeordnet wurden, die den von dem Abschnitt 35 zur Erfassung eines Defekts einer bearbeiteten Oberfläche erfassten Messdaten zur Position des Defekts der bearbeiteten Oberfläche entsprechenden Steuerdaten zur Position des Defekts. Der Abschnitt 36 zur Identifikation der Steuerdaten zur Position eines Defekts ordnet anhand der chronologischen Steuerdaten zur Position des Defekts auch die Richtung eines Defekts (einer Schliere oder eines Streifens) der bearbeiteten Oberfläche der Richtung der Bearbeitung zu.
Die Datenverarbeitungsvorrichtung 30 wird beispielsweise von einem Rechenprozessor wie einem DSP (einem digitalen Signalprozessor) oder einer FPGA (einer feldprogrammierbaren Gatteranordnung) gebildet. Die verschiedenen Arten von Funktionen der Datenverarbeitungsvorrichtung 30 werden durch Ausführen in dem (nicht dargestellten) Speicherabschnitt gespeicherter, vorgegebener Software (von Programmen und Anwendungen) realisiert. Die verschiedenen Arten von Funktionen der Datenverarbeitungsvorrichtung 30 können durch das Zusammenwirken von Hardware und Software oder nur durch Hardware (eine elektronische Schaltung) realisiert werden.
Die verschiedenen Arten von Funktionen der Datenverarbeitungsvorrichtung 30 können innerhalb der numerischen Steuervorrichtung 17 der Werkzeugmaschine 10 realisiert werden.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die 3 bis 5 die von der Datenverarbeitungsvorrichtung 30 des numerischen Steuersystems 100 der Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgeführte Datenverarbeitung beschrieben. 3 ist ein Ablaufdiagramm, das die von der Datenverarbeitungsvorrichtung 30 des numerischen Steuersystems 100 der Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgeführte Datenverarbeitung zeigt. 4 ist ein Diagramm, das die Verarbeitung zur Zuordnung von Daten schematisch zeigt. 5 ist ein Diagramm, das die Identifikationsverarbeitung an den Steuerdaten zur Position des Defekts schematisch zeigt.
Bei der Bearbeitung des Werkstücks W durch die Werkzeugmaschine 10 steuert die numerische Steuervorrichtung 17 die Antriebsachsen auf der Grundlage der Positionsbefehlswerte, der Geschwindigkeitsbefehlswerte und der Drehmomentbefehlswerte (der Strombefehlswerte) für die Antriebsachsen, der Positionsfeedbackwerte von der Messskala 16 (oder der Positionsfeedbackwerte von den Messgebern 11 bis 15), der Geschwindigkeitsfeedbackwerte von den Messgebern 11 bis 15 und der Stromfeedbackwerte (der tatsächlichen Stromwerte und der tatsächlichen Drehmomentwerte) von den Stromdetektoren CT1 bis CT5 und steuert dadurch die relative Position des Werkzeugs T in Bezug auf das Werkstück W und seine Stellung.
Bei der Bearbeitung des Werkstücks W ruft der Abschnitt 31 zum Abrufen von Steuerdaten für die Antriebsachsen in Schritt S11 die chronologischen Daten zur Steuerung der Antriebsachsen von der numerischen Steuervorrichtung 17 ab und speichert sie in dem Speicherabschnitt 33. Genauer ruft der Abschnitt 31 zum Abrufen von Steuerdaten für die Antriebsachsen die Positionsfeedbackwerte (die Positionsinformationen (Maschineninformationen) zu den Antriebsachsen) von der Messskala 16 als Steuerdaten für die Antriebsachsen ab. Der Abschnitt 31 zum Abrufen von Steuerdaten für die Antriebsachsen kann die Positionsfeedbackwerte (die Positionsinformationen (die Maschineninformationen) zu den Antriebsachsen) von den Messgebern 11 bis 15 abrufen, oder er kann die Positionsbefehlswerte (die Positionsinformationen (die Maschineninformationen) zu den Antriebsachsen) abrufen.
Wenn die Bearbeitung des Werkstücks W abgeschlossen ist, misst die Vorrichtung 20 zur Messung einer bearbeiteten Oberfläche die bearbeitete Oberfläche des Werkstücks W. Dabei ruft der Abschnitt 32 zum Abrufen von Messdaten zu einer bearbeiteten Oberfläche in Schritt S12 die räumlichen Messdaten zu einer bearbeiteten Oberfläche von der Vorrichtung 20 zur Messung einer bearbeiteten Oberfläche ab und speichert sie in dem Speicherabschnitt 33. Genauer ruft der Abschnitt 32 zum Abrufen von Messdaten zu einer bearbeiteten Oberfläche dreidimensionale Bilddaten oder Positionsdaten (Koordinatendaten) als Messdaten zu der bearbeiteten Oberfläche ab.
Dann ordnet der Verarbeitungsabschnitt 34 zur Zuordnung von Daten in Schritt S13 die chronologischen Daten zur Steuerung der Antriebsachsen den in dem Speicherabschnitt 33 gespeicherten räumlichen Messdaten zu einer bearbeiteten Oberfläche zu. Hier sind nach der Bearbeitung des Werkstücks die Daten zu einem von einem optischen Sensor aufgenommenen Bild beispielsweise dreidimensionale Daten, wogegen die von der numerischen Steuervorrichtung 17 bei der Bearbeitung des Werkstücks W ermittelten Steuerdaten für die Antriebsachsen chronologische Daten sind, wodurch es nicht leicht ist, diese Typen von Daten einander zuzuordnen. Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung nutzen das folgende Verfahren zur Zuordnung dieser Typen von Daten zueinander.
Insbesondere wandelt der Verarbeitungsabschnitt 34 zur Zuordnung von Daten zunächst die Messdaten zu der bearbeiteten Oberfläche in Maschinenkoordinatendaten um. Wenn die Vorrichtung 20 zur Messung einer bearbeiteten Oberfläche ein optischer Sensor ist, sind die Messdaten zu der bearbeiteten Oberfläche beispielsweise Bilddaten. In diesem Fall verwendet der Verarbeitungsabschnitt 34 zur Zuordnung von Daten eine Bildverarbeitungstechnologie zur Bestimmung der Koordinatendaten des Werkstücks W anhand der Bilddaten. Dann wandelt der Verarbeitungsabschnitt 34 zur Zuordnung von Daten die Koordinatendaten des Werkstücks W auf der Grundlage eines Abstands zwischen der Vorrichtung 20 zur Messung einer bearbeiteten Oberfläche und dem Werkstück W und der Position (der Maschinenkoordinaten) und des Winkels (des Sichtwinkels) der Vorrichtung 20 zur Messung einer bearbeiteten Oberfläche in die Maschinenkoordinatendaten um. Wenn die Vorrichtung 20 zur Messung einer bearbeiteten Oberfläche andererseits ein optisches Mikroskop, ein Lasermikroskop oder eine dreidimensionale Koordinatenmessmaschine ist, sind die Messdaten zu der bearbeiteten Oberfläche Positionsdaten (Koordinatendaten). In diesem Fall wandelt der Verarbeitungsabschnitt 34 zur Zuordnung von Daten die Positionsdaten (die Koordinatendaten) des Werkstücks W auf der Grundlage des Abstands zwischen der Vorrichtung 20 zur Messung einer bearbeiteten Oberfläche und dem Werkstück W und der Position (der Maschinenkoordinaten) und des Winkels (des Sichtwinkels) der Vorrichtung 20 zur Messung einer bearbeiteten Oberfläche in die Maschinenkoordinatendaten um.
Dann ordnet der Verarbeitungsabschnitt 34 zur Zuordnung von Daten die Positionsfeedbackwerte (die Maschinenkoordinaten), die die chronologischen Daten zur Steuerung der Antriebsachsen bei der Bearbeitung des Werkstücks W sind, den räumlichen Positionsdaten (den Maschinenkoordinaten) der bearbeiteten Oberfläche nach der Bearbeitung des Werkstücks W zu. Wie beispielsweise in 4 gezeigt, erzeugt der Verarbeitungsabschnitt 34 zur Zuordnung von Daten anhand der Positionsfeedbackwerte (der Maschinenkoordinaten), die die chronologischen Daten zur Steuerung der Antriebsachsen bei der Bearbeitung des Werkstücks W sind, ein erstes Bild W1 der Form eines Werkstücks. Ebenso erzeugt der Verarbeitungsabschnitt 34 zur Zuordnung von Daten anhand der räumlichen Positionsdaten (der Maschinenkoordinaten) der bearbeiteten Oberfläche nach der Bearbeitung des Werkstücks W ein zweites Bild W2 der Form eines Werkstücks. Dann ordnet der Verarbeitungsabschnitt 34 zur Zuordnung von Daten die chronologischen Positionsfeedbackwerte den räumlichen Positionsdaten der bearbeiteten Oberfläche zu, um das erste Bild W1 der Form eines Werkstücks und das zweite Bild W2 der Form eines Werkstücks übereinander zu legen.
Dann erfasst der Abschnitt 35 zur Erfassung eines Defekts einer bearbeiteten Oberfläche in Schritt S14 anhand der in dem Speicherabschnitt 33 gespeicherten räumlichen Messdaten zu einer bearbeiteten Oberfläche einen Defekt (eine Schliere oder einen Streifen) auf der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks W und seine Position. Genauer sind die Messdaten zu der bearbeiteten Oberfläche Bilddaten, wenn die Vorrichtung 20 zur Messung einer bearbeiteten Oberfläche ein optischer Sensor ist. In diesem Fall erfasst der Abschnitt 35 zur Erfassung eines Defekts einer bearbeiteten Oberfläche den Defekt auf der bearbeiteten Oberfläche und seine Position anhand der charakteristischen Menge an Schlieren und Streifen auf der bearbeiteten Oberfläche in den Bilddaten. Wenn die Vorrichtung 20 zur Messung einer bearbeiteten Oberfläche andererseits ein optisches Mikroskop, ein Lasermikroskop oder eine dreidimensionale Koordinatenmessmaschine ist, sind die Messdaten zu der bearbeiteten Oberfläche Positionsdaten (Koordinatendaten). In diesem Fall erfasst der Abschnitt 35 zur Erfassung eines Defekts einer bearbeiteten Oberfläche den Defekt auf der bearbeiteten Oberfläche und seine Position anhand einer geringfügigen Veränderung (wie einer Vibration) der Position der bearbeiteten Oberfläche in den Positionsdaten (Koordinatendaten).
Dann identifiziert der Abschnitt 36 zur Identifikation der Steuerdaten zur Position eines Defekts in Schritt S15, wie in 5 gezeigt, anhand der Steuerdaten für die Antriebsachsen (des ersten Bilds W1 der Form eines Werkstücks) und der Messdaten zu der bearbeiteten Oberfläche (des zweiten Bilds W2 der Form eines Werkstücks), die einander von dem Verarbeitungsabschnitt 34 zur Zuordnung von Daten zugeordnet wurden, die Steuerdaten zu einer Position D1 eines Defekts, die den von dem Abschnitt 35 zur Erfassung eines Defekts einer bearbeiteten Oberfläche erfassten Messdaten zu der bearbeiteten Oberfläche zu einer Position D2 eines Defekts entsprechen.
Der Abschnitt 36 zur Identifikation der Steuerdaten zur Position eines Defekts ordnet anhand der chronologischen Steuerdaten zur Position des Defekts auch die Richtung eines Defekts (einer Schliere oder eines Streifens) der bearbeiteten Oberfläche der Richtung der Bearbeitung zu.
Wie vorstehend beschrieben, kann der Verarbeitungsabschnitt 34 zur Zuordnung von Daten der Datenverarbeitungsvorrichtung 30 bei dem numerischen Steuersystem 100 der Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform die chronologischen Daten zur Steuerung der Antriebsachsen bei der Bearbeitung des Werkstücks den räumlichen Messdaten zur bearbeiteten Oberfläche eines Werkstücks nach der Bearbeitung des Werkstücks zuordnen.
Bei dem numerischen Steuersystem 100 der Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform identifiziert der Abschnitt 36 zur Identifikation der Steuerdaten zur Position eines Defekts der Datenverarbeitungsvorrichtung 30 Steuerdaten zur Position eines Defekts in den chronologischen Daten zur Steuerung der Antriebsachsen bei der Bearbeitung des Werkstücks, wenn ein Defekt auf der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks W auftritt. Auf diese Weise ist es möglich, diese beispielsweise zur Analyse der Ursache des Defekts und für Untersuchungen zu Maßnahmen dagegen (beispielsweise der Einstellung einer Verstärkung eines Steuerkreises der numerischen Steuervorrichtung) zu nutzen.
Bei dem numerischen Steuersystem 100 der Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform ordnet der Abschnitt 36 zur Identifikation der Steuerdaten zur Position eines Defekts der Datenverarbeitungsvorrichtung 30 die Richtung eines Defekts (einer Schliere oder eines Streifens) der bearbeiteten Oberfläche anhand der chronologischen Steuerdaten zur Position eines Defekts der Richtung der Bearbeitung zu. Auf diese Weise ist es möglich, zu bestimmen, ob der Defekt ein Defekt (eine Schliere oder ein Streifen), der die Richtung der Bearbeitung schneidet, oder ein Defekt (eine Schliere oder eine Streifen) ist, der parallel zur Richtung der Bearbeitung ist, wodurch es möglich ist, dies zur Analyse der Ursache des Defekts und für Untersuchungen zu Maßnahmen dagegen zu nutzen.
(Zweite Ausführungsform)
Bei der ersten Ausführungsform werden als Steuerdaten für die Antriebsachsen die Positionsinformationen (die Maschinenkoordinaten) (die Positionsbefehlswerte, die Positionsfeedbackwerte) von der numerischen Steuervorrichtung 17 abgerufen, und daher werden die Steuerdaten zu den Positionsinformationen identifiziert, wenn ein Defekt auf der bearbeiteten Oberfläche auftritt. Gemäß einer zweiten Ausführungsform werden als Steuerdaten für die Antriebsachsen Drehmomentinformationen (Drehmomentbefehlswerte (Strombefehlswerte), Stromfeedbackwerte (tatsächliche Stromwerte, tatsächliche Drehmomentwerte)) abgerufen, und dadurch werden die Steuerdaten zu den Drehmomentinformationen beim Auftretens eines Defekts auf der bearbeiteten Oberfläche identifiziert.
Die Konfiguration des numerischen Steuersystems 100 der Werkzeugmaschine gemäß der zweiten Ausführungsform stimmt mit der in den 1 und 2 gezeigten Konfiguration des numerischen Steuersystems 100 der Werkzeugmaschine gemäß der ersten Ausführungsform überein. Bei dem numerischen Steuersystem 100 der Werkzeugmaschine gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheiden sich die Funktionen und Arbeitsabläufe des Abschnitts 31 zum Abrufen von Steuerdaten für die Antriebsachsen und des Verarbeitungsabschnitts 34 zur Zuordnung von Daten der Datenverarbeitungsvorrichtung 30 von denen des Abschnitts 31 zum Abrufen von Steuerdaten für die Antriebsachsen und des Verarbeitungsabschnitts 34 zur Zuordnung von Daten der Datenverarbeitungsvorrichtung 30 gemäß der ersten Ausführungsform.
Der Abschnitt 31 zum Abrufen von Steuerdaten für die Antriebsachsen ruft die Drehmomentbefehlswerte (die Drehmomentinformationen zu den Antriebsachsen) als chronologische Daten zur Steuerung der Antriebsachsen bei der Bearbeitung des Werkstücks W von der numerischen Steuervorrichtung 17 ab und speichert sie in dem Speicherabschnitt 33 (gemäß 3 Schritt Sll). Der Abschnitt 31 zum Abrufen von Steuerdaten für die Antriebsachsen kann die von den Stromdetektoren CT1 bis CT5 erfassten Stromfeedbackwerte (die tatsächlichen Stromwerte, d.h. die tatsächlichen Drehmomentwerte) (die Drehmomentinformationen zu den Antriebsachsen) als Steuerdaten für die Antriebsachsen abrufen.
Hier bearbeitet die Werkzeugmaschine beispielsweise das gesamte Werkstück W, wobei das Werkzeug T in Bezug auf das Werkstück W hin und her bewegt wird. Wenn das Werkzeug T mit dem Werkstück W in Kontakt kommt und wenn das Werkzeug T von dem Werkstück W entfernt wird, verändern sich hier die Drehmomentbefehlswerte und die Stromfeedbackwerte. Auf diese Weise wird der Punkt einer Veränderung der Drehmomentbefehlswerte oder der Punkt einer Veränderung der Stromfeedbackwerte erfasst, und daher ist es möglich, die Randposition des Werkstücks W, d.h. den Umriss des Werkstücks W zu erfassen.
Da sich die Drehmomentbefehlswerte und die Stromfeedbackwerte ebenfalls entsprechend einer Beschleunigung/Verlangsamung verändern, wird bei der vorliegenden Ausführungsform ein durch Subtrahieren eines Drehmomentwerts für eine Beschleunigung/Verlangsamung von den Drehmomentbefehlswerten und den Stromfeedbackwerten ermittelter Wert (Lastinformationen) verwendet. Auf diese Weise wird verhindert, dass ein Umkehrpunkt bei einem Hin- und Her-Bewegen des Werkzeugs T in Bezug auf das Werkstück W irrtümlich als Randposition des Werkstücks W erfasst wird. Wenn das Werkzeug T nicht in Bezug auf das Werkstück W hin und her bewegt wird, können die Drehmomentbefehlswerte und die Stromfeedbackwerte ohne eine Verarbeitung verwendet werden.
Genauer erfasst der Verarbeitungsabschnitt 34 zur Zuordnung von Daten, wie in 6 gezeigt, anhand des Punkts t1 einer durch Subtrahieren eines Drehmoments zur Beschleunigung/Verlangsamung von den chronologischen Drehmomentbefehlswerten ermittelten Veränderung der chronologischen Lastinformationen als Randposition P1 des Werkstücks W eine Anfangsposition der Bearbeitung und eine Beendigungsposition der Bearbeitung und erzeugt dadurch das erste Bild W1 der Form (des Umrisses) eines Werkstücks, wie in 4 gezeigt. Der Verarbeitungsabschnitt 34 zur Zuordnung von Daten erfasst die Randposition des Werkstücks auch anhand der räumlichen Positionsdaten (der Maschinenkoordinaten) der bearbeiteten Oberfläche nach der Bearbeitung des Werkstücks W und erzeugt dadurch das zweite Bild W2 der Form (des Umrisses) eines Werkstücks, wie in 4 gezeigt. Dann ordnet der Verarbeitungsabschnitt 34 zur Zuordnung von Daten die chronologischen Drehmomentbefehlswerte den räumlichen Positionsdaten der bearbeiteten Oberfläche zu, um das erste Bild W1 der Form eines Werkstücks und das zweite Bild W2 der Form eines Werkstücks übereinander zu legen (gemäß 3 Schritt S13).
Auch bei dem numerischen Steuersystem 100 der Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, die gleichen Vorteile wie mit dem numerischen Steuersystem 100 gemäß der ersten Ausführungsform zu erzielen.
Das numerische Steuersystem 100 der Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendet die Randposition des Werkstücks ohne eine Verwendung der Maschinenkoordinatendaten zur Zuordnung der Typen von Daten zueinander und ist dadurch für einen Fall geeignet, in dem die Position der Vorrichtung 20 zur Messung einer bearbeiteten Oberfläche nicht festgelegt ist und in dem die Koordinateninformationen zu der Vorrichtung 20 zur Messung einer bearbeiteten Oberfläche nicht bestimmt werden (in dem beispielsweise ein Benutzer Aufnahmen anfertigt, wobei er einen optischen Sensor mit sich führt, der als Vorrichtung 20 zur Messung der bearbeiteten Oberfläche dient).
Wenn das Werkzeug T mit dem Werkstück W in Kontakt gelangt und wenn das Werkzeug T von dem Werkstück W entfernt wird, verändern sich auch die Geschwindigkeitsbefehlswerte und die Geschwindigkeitsfeedbackwerte. Daher können bei der zweiten Ausführungsform als Steuerdaten für die Antriebsachsen Geschwindigkeitsinformationen (Geschwindigkeitsbefehlswerte, Geschwindigkeitsfeedbackwerte) von der numerischen Steuervorrichtung 17 abgerufen werden, so dass die Steuerdaten zu den Geschwindigkeitsinformationen beim Auftreten eines Defekts auf der bearbeiteten Oberfläche anhand einer Veränderung der Geschwindigkeitsinformationen identifiziert werden.
Obwohl vorstehend die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Die im Zusammenhang mit der vorliegenden Ausführungsformen beschrieben Ergebnisse sind lediglich diejenigen, die sich durch eine Auflistung der bevorzugtesten Ergebnisse ergeben, die durch die vorliegende Erfindung erzielt werden, und daher sind die Ergebnisse der vorliegenden Erfindung nicht auf die im Zusammenhang mit der vorliegenden Ausführungsformen beschriebenen beschränkt.
Obwohl bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Abschnitt 35 zur Erfassung eines Defekts einer bearbeiteten Oberfläche der Datenverarbeitungsvorrichtung 30 einen Defekt auf der bearbeiteten Oberfläche und seine Position automatisch anhand der Bilddaten oder Positionsdaten (Koordinatendaten) des Werkstücks W (der bearbeiteten Oberfläche) von der Vorrichtung 20 zur Messung einer bearbeiteten Oberfläche erfasst, können diese beispielsweise manuell erfasst werden. Das Messergebnis (dreidimensionale Bilddaten oder Positionsdaten) der Vorrichtung 20 zur Messung einer bearbeiteten Oberfläche kann beispielsweise auf einem Monitor oder dergleichen angezeigt werden, ein Defekt und seine Position können von dem Benutzer erfasst werden, und so kann die erfasste Position des Defekts manuell in die Datenverarbeitungsvorrichtung 30 eingegeben werden.
Bezugszeichenliste

2: Kopf
3: Halteelement
4: Halteständer
5: Sockel
6: Tisch
10: Werkzeugmaschine
11 bis 15: Messgeber
16: Messskala
17: numerische Steuervorrichtung (Steuervorrichtung)
20: Vorrichtung zur Messung einer bearbeiteten Oberfläche
30: Datenverarbeitungsvorrichtung
31: Abschnitt zum Abrufen von Steuerdaten für die Antriebsachsen (erster Abrufabschnitt)
32: Abschnitt zum Abrufen von Messdaten zu der bearbeiteten Oberfläche (zweiter Abrufabschnitt)
33: Speicherabschnitt
34: Verarbeitungsabschnitt zur Zuordnung von Daten
35: Abschnitt zur Erfassung eines Defekts einer bearbeiteten Oberfläche
36: Abschnitt zur Identifikation der Steuerdaten zur Position eines Defekts
100: numerisches Steuersystem (Steuersystem)
CT1 bis CT5: Stromdetektor
M1 bis M5: Servomotor
T: Werkzeug
W: Werkstück

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 201657843 [0004]
JP 201713178 [0004]

Claims

Ein Steuersystem (100) einer Werkzeugmaschine, die ein Werkstück (W) bearbeitet, wobei das Steuersystem (100) umfasst: eine Steuervorrichtung (17), die eine Antriebsachse der Werkzeugmaschine (10) auf der Grundlage von Steuerdaten steuert; eine Vorrichtung (20) zur Messung einer bearbeiteten Oberfläche, die eine bearbeitete Oberfläche des Werkstücks (W) misst; und eine Datenverarbeitungsvorrichtung (30), wobei die Datenverarbeitungsvorrichtung (30) umfasst: einen ersten Abrufabschnitt (31), der die chronologischen Steuerdaten bei der Bearbeitung des Werkstücks (W) von der Steuervorrichtung (17) abruft; einen zweiten Abrufabschnitt (32), der von der Vorrichtung (20) zur Messung einer bearbeiteten Oberfläche gemessene räumliche Messdaten zu einer bearbeiteten Oberfläche nach der Bearbeitung des Werkstücks (W) abruft; und einen Verarbeitungsabschnitt (34) zur Zuordnung von Daten, der die von dem ersten Abrufabschnitt (31) abgerufenen chronologischen Steuerdaten den von dem zweiten Abrufabschnitt (32) abgerufenen räumlichen Messdaten zu einer bearbeiteten Oberfläche zuordnet.
Steuersystem (100) der Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, wobei die Steuerdaten Positionsinformationen zur Antriebsachse der Werkzeugmaschine (10) sind und der Verarbeitungsabschnitt (34) zur Zuordnung von Daten: anhand der chronologischen Positionsinformationen ein erstes Bild der Form eines Werkstücks erzeugt; anhand der räumlichen Messdaten zu einer bearbeiteten Oberfläche ein zweites Bild der Form eines Werkstücks erzeugt; und die chronologischen Positionsinformationen den räumlichen Messdaten zu einer bearbeiteten Oberfläche zuordnet, um das erste Bild der Form eines Werkstücks und das zweite Bild der Form eines Werkstücks übereinander zu legen.
Steuersystem (100) der Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, wobei die chronologischen Positionsinformationen Maschinenkoordinateninformationen sind und die räumlichen Messdaten zu einer bearbeiteten Oberfläche Maschinenkoordinateninformationen sind, die anhand von Maschinenkoordinaten der Vorrichtung zur Messung einer bearbeiteten Oberfläche berechnet werden.
Steuersystem (100) der Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, wobei die Steuerdaten Drehmomentinformationen zur Antriebsachse der Werkzeugmaschine (10) sind und der Verarbeitungsabschnitt (34) zur Zuordnung von Daten: anhand einer Veränderung in den chronologischen Drehmomentinformationen eine Anfangsposition der Bearbeitung und eine Beendigungsposition der Bearbeitung als Randposition des Werkstücks (W) erfasst, um ein erstes Bild der Form eines Werkstücks zu erzeugen; anhand der räumlichen Messdaten zu einer bearbeiteten Oberfläche eine Randposition des Werkstücks (W) erfasst, um ein zweites Bild der Form eines Werkstücks zu erzeugen; und die chronologischen Drehmomentinformationen den räumlichen Messdaten zu einer bearbeiteten Oberfläche zuordnet, um die Randposition des ersten Bilds der Form eines Werkstücks und die Randposition des zweiten Bilds der Form eines Werkstücks übereinander zu legen.
Steuersystem (100) der Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, wobei die Steuerdaten Drehmomentinformationen zur Antriebsachse der Werkzeugmaschine (10) sind und der Verarbeitungsabschnitt (34) zur Zuordnung von Daten: anhand einer durch Subtrahieren eines Drehmomentanteils für eine Beschleunigung/Verlangsamung von den chronologischen Drehmomentinformationen ermittelten Veränderung chronologischer Lastinformationen eine Anfangsposition der Bearbeitung und eine Beendigungsposition der Bearbeitung als Randposition des Werkstücks (W) erfasst, um ein erstes Bild der Form eines Werkstücks zu erzeugen; anhand der räumlichen Messdaten zu einer bearbeiteten Oberfläche eine Randposition des Werkstücks (W) erfasst, um ein zweites Bild der Form eines Werkstücks zu erzeugen; und die chronologischen Drehmomentinformationen den räumlichen Messdaten zu einer bearbeiteten Oberfläche zuordnet, um die Randposition des ersten Bilds der Form eines Werkstücks und die Randposition des zweiten Bilds der Form eines Werkstücks übereinander zu legen.
Steuersystem (100) der Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Datenverarbeitungsvorrichtung (30) ferner umfasst: einen Abschnitt (35) zur Erfassung eines Defekts einer bearbeiteten Oberfläche, der einen Defekt auf der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks (W) und eine seine Position anhand der von dem zweiten Abrufabschnitt (32) abgerufenen räumlichen Messdaten zu einer bearbeiteten Oberfläche erfasst; und einen Identifikationsabschnitt (36), der anhand der Steuerdaten und der Messdaten zu der bearbeiteten Oberfläche, die einander von dem Verarbeitungsabschnitt (34) zur Zuordnung von Daten zugeordnet wurden, den von dem Abschnitt (35) zur Erfassung eines Defekts einer bearbeiteten Oberfläche erfassten Messdaten zu der Position des Defekts der bearbeiteten Oberfläche entsprechende Steuerdaten zur Position des Defekts identifiziert.
Steuersystem (100) der Werkzeugmaschine nach Anspruch 6, wobei der Identifikationsabschnitt (36) anhand der chronologischen Steuerdaten zur Position des Defekts Informationen zu dem Defekt auf der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks (W) einer Bearbeitungsrichtung zuordnet.
Steuersystem (100) der Werkzeugmaschine nach Anspruch 6, wobei der Defekt auf der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks (W) eine Schliere oder ein Streifen ist.
Steuersystem (100) der Werkzeugmaschine nach Anspruch 7, wobei der Defekt auf der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks (W) eine Schliere oder ein Streifen ist und die Informationen zu dem Defekt eine Richtung der Schliere oder des Streifens sind.
Steuersystem (100) der Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, wobei die Steuerdaten ein Befehlswert oder ein Feedbackwert sind, der Befehlswert ein Positionsbefehlswert, ein Geschwindigkeitsbefehlswert oder ein Drehmomentbefehlswert ist und der Feedbackwert ein Positionsfeedbackwert, ein Geschwindigkeitsfeedbackwert oder ein Stromfeedbackwert ist.