DE102018002784B4

DE102018002784B4 - Steuervorrichtung für Werkzeugmaschine, die Oszillationsschneiden durchführt

Info

Publication number: DE102018002784B4
Application number: DE102018002784.9A
Authority: DE
Inventors: Yusaku OHO; Kenta Yamamoto
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2017-04-14
Filing date: 2018-04-06
Publication date: 2020-04-23
Anticipated expiration: 2038-04-07
Also published as: CN108732999B; US10503140B2; JP6499709B2; DE102018002784A1; CN108732999A; JP2018180990A; US20180299857A1

Abstract

Ein Oszillationsgenehmigung/Oszillationsverbot-Benachrichtigungsteil einer Steuervorrichtung benachrichtigt einen Oszillationsbefehlserzeugungsteil über eine Erzeugungsgenehmigung des Oszillationsbefehls, wenn ein Positionsbefehlswert nicht innerhalb eines vordefinierten Bereichs eines Bearbeitungsendpunkts eines Werkstücks liegt, und benachrichtigt den Oszillationsbefehlserzeugungsteil über ein Erzeugungsverbot, wenn der Positionsbefehlswert innerhalb des vordefinierten Bereichs liegt. Ein Steuerteil umfasst eine Lernsteuereinheit und einen Lernermittlungsteil. Der Lernermittlungsteil ermittelt, ob der Oszillationsbefehlserzeugungsteil über eine Erzeugungsgenehmigung oder ein Erzeugungsverbot des Oszillationsbefehls benachrichtigt wurde, schaltet die Lernsteuerung ein, wenn eine Benachrichtigung über die Erzeugungsgenehmigung des Oszillationsbefehls empfangen wurde, und stellt den Oszillationsbefehl auf null und schaltet die Lernsteuerung aus, wenn eine Benachrichtigung über das Erzeugungsverbot des Oszillationsbefehls empfangen wurde.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine, die Oszillationsschneiden durchführt.
Beschreibung des verwandten Standes der Technik
Wenn Späne während der Bearbeitung eines Werkstücks unter Verwendung des Schneidwerkzeugs einer Werkzeugmaschine kontinuierlich erzeugt werden, können sich die Späne am Schneidwerkzeug verfangen. In diesem Fall muss die Werkzeugmaschine gestoppt werden, um die Späne vom Schneidwerkzeug zu entfernen, was zeitaufwendig ist und die Produktionseffizienz verringert. Ferner besteht das Risiko, dass das Werkstück durch die Späne ggf. beschädigt wird, wodurch die Qualität des Werkstücks verringert wird.
Um diese Nachteile zu vermeiden, ist das Oszillationsschneiden bekannt, bei dem Späne durch Oszillation des Schneidwerkzeugs in Bezug auf das Werkstück in derBearbeitungsvorschubrichtung geschrotet werden (siehe z. B. japanisches Patent Nr. 5033929 , japanisches Patent Nr. 5139592 oder japanisches Patent Nr. 5599523 ).
Was das oben beschriebene Oszillationsschneiden betrifft, so wurden Techniken vorgeschlagen, mit denen das Problem, dass das Schneidwerkzeug über eine vordefinierte Bearbeitungsstoppposition hinaus schneidet, vermieden wird, indem die Oszillationsamplitude des Schneidwerkzeugs verringert wird, während sich das Schneidwerkzeug der vordefinierten Bearbeitungsstoppposition auf dem Werkstück in der Bearbeitungsvorschubrichtung nähert (siehe z. B. WO 2016/047485 ). Im Folgenden wird ein solches Problem als Nachlauf bezeichnet.
Ferner wurde eine Lernsteuerung für Werkzeugmaschinen vorgeschlagen, um die Positionsgenauigkeit der angetriebenen Objekte wie z. B. Schneidwerkzeuge oder Werkstücke, die von Servomotoren angetrieben werden, zu erhöhen (siehe z. B. 6 der nichtgeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2006-172149, Kokai). Eine Lernsteuerung ist eine Steuerung, bei der - in Bezug auf ein Signal, mit dem ein angetriebener Körper angewiesen wird, das gleiche Betriebsmuster in einer vordefinierten Periode durchzuführen - ein Korrekturbetrag, der zum Korrigieren einer Positionsabweichung erforderlich ist, die der Unterschied zwischen dem Positionsbefehlswert und dem Positionsfeedbackwert ist, und ein Korrekturbetrag, der eine Periode davor erhalten wurde, wird auf die Positionsabweichung angewandt. Durch wiederholtes Durchführen dieser Lernsteuerung für das gleiche Muster der periodischen Betriebe kann ein Korrekturbetrag zum Konvergieren der Positionsabweichung auf null erhalten werden.
Bei einer Werkzeugmaschine, die das oben genannte Oszillationsschneiden durchführt, wird, wenn es im Antriebsmechanismusteil des Schneidwerkzeugs oder Werkstücks zu einem Totgang kommt oder die Starrheit des Antriebsmechanismusteils gering ist, eine Vibration erzeugt, wenn die Steuerverstärkung hoch genug eingestellt wird, um das Ansprechverhalten der Servo zu verbessern, so dass die Positionsgenauigkeit des Werkzeugs oder Werkstücks ggf. nicht stabil ist. Auch wenn es schwierig ist, das Ansprechverhalten der Servo zu verbessern, ist es in einem solchen Fall, wenn beim Oszillationsschneiden eine Lernsteuerung angewandt wird, möglich, eine Hochpräzisionssteuerung für die periodischen Bewegungsbefehle zu erzielen, die das Werkzeug oder Werkstück in der Bearbeitungsvorschubrichtung relativ oszillieren.
Kurzdarstellung der Erfindung
Wenn die Oszillationsamplitude des Schneidwerkzeugs jedoch verringert wird, während sich das Schneidwerkzeug dem Bearbeitungsendpunkt am Werkstück in der Bearbeitungsvorschubrichtung nähert, wird das Oszillationsmuster für jede vordefinierte Periode von der Periode davor zum Bearbeitungsendpunkt schrittweise verringert, um einen oben beschriebenen Nachlauf zu verhindern. Wie oben beschrieben, ist die Lernsteuerung eine Steuerung, bei der der Korrekturbetrag, der im wiederholten Betriebsmuster einer Periode davor erhalten wird, auf die Positionsabweichung angewandt wird. Wenn eine Lernsteuerung auf die Oszillationssteuerung angewandt wird, wird somit, sogar wenn ein Befehl des Oszillationsmusters, der den Bearbeitungsendpunkt nicht überschreitet, als Betriebsbefehl am Bearbeitungsendpunkt ausgegeben wird, der Korrekturbetrag im Oszillationsmuster einen Zyklus davor auf den Betriebsbefehl angewandt, wodurch das Problem entsteht, dass ein Nachlauf nicht verhindert werden kann. Wenn ein Abschnitt des Werkstücks sich vor dem Werkzeug in Bearbeitungsvorschubrichtung befindet, kann es durch einen Nachlauf zu einem unbeabsichtigten Schnitt in das Werkstück kommen. Auch angesichts solcher nachlaufbedingter Probleme ist ein Oszillationsschneiden mit höherer Präzision wünschenswert.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt eine Steuervorrichtung zum Steuern einer Werkzeugmaschine zum Schneiden einer Außenumfangsfläche oder einer Innenumfangsfläche eines Werkstücks mit einem Werkzeug bereit, wobei die Werkzeugmaschine eine Spindel zum Durchführen einer relativen Drehung zwischen dem Werkstück und dem Werkzeug um eine Mittelachse des Werkstücks und zumindest eine Vorschubachse zum Durchführen eines relativen Vorschubs zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück entlang einer Erzeugenden der Außenumfangsfläche oder Innenumfangsfläche des Werkstücks aufweist, wobei die Steuervorrichtung umfasst:

einen Positionsbefehlserzeugungsteil zum Erzeugen eines Positionsbefehls für die zumindest eine Vorschubachse auf Basis einer relativen Drehzahl des Werkstücks und des Werkzeugs und einer relativen Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs und des Werkstücks; und
einen Vorschubachsensteuerteil, der die zumindest eine Vorschubachse gemäß dem Positionsbefehl steuert, wobei:
- der Vorschubachsensteuerteil einen Oszillationsbefehlserzeugungsteil umfasst, der einen Oszillationsbefehl für die zumindest eine Vorschubachse auf Basis der Drehzahl und des Positionsbefehls erzeugt, so dass das Werkzeug das Werkstück in einer Oszillationsfrequenz intermittierend schneidet, die ein positives nichtganzzahliges Vielfaches der Drehzahl ist, und der Vorschubachsensteuerteil so konfiguriert ist, dass er die zumindest eine Vorschubachse auf Basis eines resultierenden Befehls steuert, der durch Addieren des Oszillationsbefehls zu einer Positionsabweichung erhalten wird, die ein Unterschied zwischen dem Positionsbefehl und einer tatsächlichen Position der zumindest einen Vorschubachse ist;
wobei die Steuervorrichtung ferner einen Oszillationsgenehmigung/Oszillationsverbot-Benachrichtigungsteil umfasst, der den Oszillationsbefehlserzeugungsteil über die Oszillationsgenehmigung des Oszillationsbefehls benachrichtigt, wenn der Wert des Positionsbefehls nicht innerhalb eines vordefinierten Bereichs vom Bearbeitungsstopppunkt des Werkstücks liegt, der vorab in der Steuervorrichtung gespeichert wurde, und der den Oszillationsbefehlserzeugungsteil über das Erzeugungsverbot des Oszillationsbefehls benachrichtigt, wenn der Wert des Positionsbefehls innerhalb des vordefinierten Bereichs liegt; wobei:
- der Vorschubachsensteuerteil ferner umfasst:
  - eine Lernsteuereinheit, die einen Lernsteuerung durchführt, um einen Korrekturbetrag des resultierenden Befehls zu erhalten, auf Basis einer aus dem Oszillationsbefehl erhaltenen Oszillationsphase und des resultierenden Befehls und die den Korrekturbetrag zum resultierenden Befehl addiert; und
  - einen Ermittlungsteil, der ermittelt, ob der Oszillationsbefehlserzeugungsteil über die Erzeugungsgenehmigung oder das Erzeugungsverbot des Oszillationsbefehls benachrichtigt wurde, und bei der Ermittlung wird, wenn eine Benachrichtigung über die Erzeugungsgenehmigung des Oszillationsbefehls empfangen wurde, die Lernsteuereinheit eingeschaltet, und wird, wenn die Benachrichtigung über das Erzeugungsverbot des Oszillationsbefehls empfangen wurde, der Oszillationsbefehl auf null eingestellt und die Lernsteuerung abgeschaltet.

Gemäß dem ersten Aspekt kann, da eine Lernsteuerung auf das Oszillationsschneiden angewandt wird, das Einhalten des Oszillationsbefehls verbessert werden. Ferner kann das Problem des Nachlaufs gelöst werden.
Die Objekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sowie andere Objekte, Merkmale und Vorteile gehen aus der ausführlichen Beschreibung der repräsentativen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, wie in den beiliegenden Zeichnungen gezeigt, besser hervor.
Figurenliste

1 ist eine Ansicht eines Bearbeitungssystems, das eine Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform umfasst.
2 ist ein Ablaufplan, der den Betrieb der Steuervorrichtung gemäß der Ausführungsform zeigt.
3 ist eine Ansicht eines weiteren Bearbeitungssystems, das die Steuervorrichtung gemäß der Ausführungsform umfasst.
4A ist eine Ansicht, die ein zylindrisches Werkstück und ein Werkzeug zeigt.
4B ist eine Ansicht, die ein weiteres Werkstück mit einem kegelstumpfförmigen hohlen Abschnitt und ein Werkzeug zeigt.
5 ist eine Zeichnung, die die Beziehung zwischen Vorschubbetrag und Drehwinkel zeigt.
6 ist ein Blockschaubild, das ein spezifisches Beispiel für eine Steuervorrichtung mit einer Lernsteuerfunktion zeigt.
7 ist ein Blockschaubild, das ein Konfigurationsbeispiel für die in 6 gezeigte Lernsteuereinheit zeigt.
8A ist eine Zeichnung, die das tatsächliche Verhalten des Werkzeugs nahe dem Bearbeitungsendpunkt in dem Fall zeigt, wenn der Steuerteil der in 6 gezeigten Steuervorrichtung keinen Lernermittlungsteil aufweist.
8B ist eine Zeichnung, die die Zeitänderung des Positionsbefehls und die zeitliche Abweichung der Oszillationsamplitude pro Zeiteinheit zeigt, in Entsprechung zu 8A.
9A ist eine Zeichnung, die das tatsächliche Verhalten des Werkzeugs nahe dem Bearbeitungsendpunkt in dem Fall zeigt, wenn eine Steuervorrichtung (6) einen Lernermittlungsteil aufweist.
9B ist eine Zeichnung, die die Zeitänderung des Positionsbefehls und die zeitliche Abweichung der Oszillationsamplitude pro Zeiteinheit zeigt, in Entsprechung zu 9A.
10 ist ein Ablaufplan, der ein Beispiel für die Betriebe der in 6 gezeigten Steuervorrichtung zeigt.

Ausführliche Beschreibung
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den genannten Zeichnungen sind die gleichen Komponenten oder Funktionselemente mit den gleichen Bezugszeichen ausgewiesen. Des leichteren Verständnisses wegen wurde der Maßstab der Zeichnungen entsprechend angepasst. Ferner sind die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsformen lediglich Beispiele zum Ausführen der vorliegenden Erfindung und ist die vorliegende Erfindung nicht auf die veranschaulichten Ausführungsformen beschränkt.
1 ist eine Ansicht, die ein Bearbeitungssystem 1 zeigt, das eine Steuervorrichtung 20 gemäß der Ausführungsform umfasst. Wie in 1 gezeigt, umfasst das Bearbeitungssystem 1 ein Bearbeitungswerkzeug 10 und die Steuervorrichtung 20, die das Bearbeitungswerkzeug 10 steuert. Das Bearbeitungswerkzeug 10 umfasst ein Werkzeug 11 und das Werkzeug 11 schneidet ein Werkstück mit z. B. zylindrischer Form, Säulenform, Kegelform, Kegelstumpfform oder dergleichen. Bei dem in 1 gezeigten Beispiel soll das Werkzeug 11 die Außenumfangsfläche des säulenförmigen Körpers des Werkstücks W, das zum Großteil säulenförmig ist, schneiden. In 1 usw. ist ferner die Mittelachse des Werkstücks, die die Drehachse des Werkstücks ist, als Z-Achse definiert und ist die Achse normal zur Z-Achse als X-Achse definiert. Die Werkzeugmaschine 10 kann auch die Außenumfangsfläche oder die Innenumfangsfläche eines Werkstücks wie z. B. eines säulenförmigen Körpers mit elliptischem Querschnitt schneiden, wenn die Position des Werkzeugs 11 in X-Achsenrichtung entsprechend angepasst wird.
1 zeigt ein im Wesentlichen säulenförmiges Werkstück W mit einem Vorsprung 35, der vom Werkstück W am Ende dessen Außenumfangsfläche radial nach außen vorspringt. Die Spindel M0 der Werkzeugmaschine 10 dreht das Werkstück W um dessen Mittelachse. Die Vorschubachse M1 der Werkzeugmaschine 10 bewegt das Werkstück 11 entlang der Erzeugenden der Außenumfangsfläche des Werkstücks W und bewegt das Werkstück 11 entlang der Erzeugenden der Außenumfangsfläche des Werkstücks W hin und her, d. h. oszilliert dieses. Bei einem Werkstück, das wie in 1 gezeigt geformt ist, wird das Werkzeug 11 entlang der Erzeugenden der Außenumfangsfläche des zylindrischen Körpers, der den größeren Teil des Werkstücks W darstellt, bewegt.
Die Vorschubachse M1 umfasst einen Vorschubmechanismus für das Werkzeug 11 und einen Servomotor zum Antreiben des Vorschubmechanismus. Die Vorschubachse M1 wirkt mit der Spindel M0 zusammen, um das Werkzeug 11 vorzuschieben und das Werkstück W zu schneiden. Man beachte, dass, obwohl das erforderliche Drehmoment für die Spindel M0 und die Vorschubachse M1 anhand der Trägheit und der Winkelbeschleunigung des Befehls ohne Berücksichtigung der Schneidlast geschätzt werden können, können Detektoren G0 und G1 zum Detektieren der jeweiligen Drehmomente bereitgestellt sein.
Die Steuervorrichtung 20 kann aus einem Computer zusammengesetzt sein, der einen Speicher wie z. B. ROM (Nur-Lese-Speicher) oder RAM (Direktzugriffsspeicher), eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit) und einen Kommunikationssteuerteil umfasst, die über Busse miteinander verbunden sind. Ferner umfasst die Steuervorrichtung 20 einen Positionsbefehlserzeugungsteil 22, einen Steuerteil 26 (Vorschubachsensteuerteil), einen Oszillationsgenehmigung/Oszillationsverbot-Benachrichtigungsteil 27 und einen Bearbeitungsbedingungsspeicherteil 29. Die Funktion oder der Betrieb jedes dieser Teile kann unter Zusammenwirkung der CPU, des Speichers und des im Speicher gespeicherten Steuerprogramms erzielt werden, die am Computer installiert sind.
Bei der Steuervorrichtung 20 speichert der Bearbeitungsbedingungsspeicherteil 29 zumindest die Bearbeitungsbedingungen des Werkstücks W. Ein Host-Computer (nicht gezeigt) wie z. B. eine CNC (numerische Computersteuerung), eine PLC (programmierbare Logiksteuerung) oder dergleichen ist mit der Steuervorrichtung 20 verbunden und die Bearbeitungsbedingungen können vom Host-Computer aus in den Bearbeitungsbedingungsspeicherteil 29 eingegeben werden. Die Bearbeitungsbedingungen des Werkstücks W umfassen die Drehzahl des Werkstücks W, die Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs 11 und den Bearbeitungsendpunkt auf dem Werkstück W. Ferner speichert der Bearbeitungsbedingungsspeicherteil 29 das von der Werkzeugmaschine 10 ausgeführte Bearbeitungsprogramm, und die CPU in der Steuervorrichtung 20 kann die Drehzahl des Werkstücks W und die Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs 11 aus dem Bearbeitungsprogramm lesen und gibt diese an den Positionsbefehlserzeugungsteil 22 oder den Steuerteil 26 aus. Der Bearbeitungsbedingungsspeicherteil 29 und der Positionsbefehlserzeugungsteil 22 sind ggf. nicht in der Steuervorrichtung 20 bereitgestellt, sondern im obigen Host-Computer.
Der Positionsbefehlserzeugungsteil 22 der Steuervorrichtung 20 weist die Funktion des Erzeugens des Positionsbefehls der Vorschubachse M1 auf Basis der relativen Drehzahl des Werkstücks W und des Werkzeugs 11 um die Mittelachse des Werkstücks W und der relativen Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs 11 und des Werkstücks W auf. Dieser Positionsbefehl ist eine Anweisung, mit der dem Steuerteil 26 die Zielposition mitgeteilt wird, wenn das Werkzeug 11 und das Werkstück W in Z-Achsenrichtung relativ bewegt werden.
Der Steuerteil 26 der Steuervorrichtung 20 umfasst einen Oszillationsbefehlserzeugungsteil 23 (siehe 6), der einen Oszillationsbefehl der Vorschubachse M1 auf Basis der oben beschriebenen Drehzahl und des oben beschriebenen Positionsbefehls erzeugt, so dass die Oszillationsfrequenz ein positives nichtganzzahliges Vielfaches in Bezug auf die oben beschriebene Drehzahl wird und das Werkzeug 11 das Werkstück W intermittierend schneidet. Der Oszillationsbefehl ist ein periodischer Befehl, der so erzeugt wird, dass er in Bezug auf die Drehzahl um die Mittelachse asynchron ist, wie oben beschrieben, und umfasst eine Oszillationsfrequenz und eine Oszillationsamplitude. In Formel (1) des Oszillationsbefehls, der später beschrieben wird, entspricht der aus dem Ausdruck S / 60 × I erhaltene Wert der Oszillationsfrequenz und entspricht der aus dem Ausdruck K × F / 2 erhaltene Wert der Oszillationsamplitude.
Man beachte, dass intermittierendes Schneiden bedeutet, dass das Werkzeug 11 das Werkstück W schneidet, während es periodisch mit dem Werkstück W in Kontakt steht und von diesem getrennt ist, was auch als Oszillationsschneiden oder Vibrationsschneiden bekannt ist. Ferner dreht sich das Werkstück W in 1 und oszilliert das Werkzeug 11 in Bezug auf das Werkstück W. Das Werkzeug 11 kann sich jedoch auch um die Mittelachse des Werkstücks W drehen und das Werkstück W kann in Bezug auf das Werkzeug 11 oszillieren. In 1 wird ferner sowohl der Vorschubbetrieb als auch der Oszillationsbetrieb des Werkstücks W durch eine einzelne Vorschubachse M1 durchgeführt, eine Konfiguration, bei der der Vorschubbetrieb und der Oszillationsbetrieb des Werkstücks W durch unterschiedliche Vorschubachsen durchgeführt werden, kann jedoch ebenfalls verwendet werden.
Der Oszillationsgenehmigung/Oszillationsverbot-Benachrichtigungsteil 27 der Steuervorrichtung 20 benachrichtigt den Oszillationsbefehlserzeugungsteil 23 über die Erzeugungsgenehmigung des Oszillationsbefehls, wenn der Wert des vom oben genannten Positionsbefehlserzeugungsteil 22 erzeugten Positionsbefehls nicht innerhalb eines vordefinierten Bereichs vom Bearbeitungsendpunkt des Werkstücks W liegt, der vorab im Bearbeitungsbedingungsspeicherteil 29 gespeichert wurde. Der Oszillationsgenehmigung/Oszillationsverbot-Benachrichtigungsteil 27 benachrichtigt den Oszillationsbefehlserzeugungsteil 23 über das Erzeugungsverbot des Oszillationsbefehls, wenn der Wert des vom Positionsbefehlserzeugungsteil 22 erzeugten Positionsbefehls innerhalb des oben beschriebenen vordefinierten Bereichs liegt. Der Oszillationsbefehlserzeugungsteil 23 kann den Oszillationsbefehl nur dann erzeugen, wenn eine Benachrichtigung über die Erzeugungsgenehmigung des Oszillationsbefehls empfangen wurde.
Ferner weist der Steuerteil 26 der Steuervorrichtung 20 eine Funktion des Steuerns der Vorschubachse M1 auf Basis eines resultierenden Befehls (z. B. Positionsbefehlswert) auf, der durch Addieren des Oszillationsbefehls zur Positionsabweichung erhalten wird, die der Unterschied zwischen dem Positionsbefehl und der tatsächlichen Position der Vorschubachse M1 ist. Die tatsächliche Position der Vorschubachse M1 entspricht einem Positionsfeedbackwert, der durch einen Positionsdetektor (nicht gezeigt) wie z. B. einen Codierer, der an der Vorschubachse M1 angebracht ist, erhalten wird.
Der oben beschriebene Steuerteil 26 weist eine Funktion des Durchführens einer Lernsteuerung auf, um einen Korrekturbetrag des resultierenden Befehls zu erhalten, auf Basis einer aus dem Oszillationsbefehl erhaltenen Oszillationsphase und des oben resultierenden Befehls, und um den Korrekturbetrag zum resultierenden Befehl zu addieren. Diese Funktion entspricht der Lernsteuereinheit 30 (siehe 6), die später beschrieben wird.
2 ist ein Ablaufplan, der den Betrieb der Steuervorrichtung 20 gemäß der Ausführungsform zeigt. In Schritt S11 von 2 erzeugt zunächst der Positionsbefehlserzeugungsteil 22 einen Positionsbefehl der Vorschubachse M1 auf Basis der Drehzahl des Werkstücks W und der Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs 11, die im Bearbeitungsbedingungsspeicherteil 29 gespeichert sind.
Ferner erzeugt der Oszillationsbefehlserzeugungsteil 23 (siehe 6) im Steuerteil 26 in Schritt S12 einen Oszillationsbefehl auf Basis der oben beschriebenen Drehzahl und des oben beschriebenen Positionsbefehls. Bei dem in 1 gezeigten Beispiel wird, da das Werkzeug 11 nur entlang der Mittelachse des Werkstücks W oszilliert, nur ein Oszillationsbefehl für die Vorschubachse M1 erzeugt.
3 ist eine Ansicht, die ein weiteres Bearbeitungssystem zeigt, das die Steuervorrichtung 20 gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst. Bei dem in 3 gezeigten Beispiel ist ein kegelstumpfförmiges Werkstück W angeordnet. In diesem Fall ist das Werkzeug 11 so konfiguriert, dass es die Außenumfangsfläche des Werkstücks W durch Oszillieren schräg entlang der Erzeugenden der Außenumfangsfläche des Werkstücks W schneidet. Da sich das Werkzeug 11 in eine resultierende Richtung der X-Achsenrichtung und der Z-Achsenrichtung bewegt, um das Werkzeug 11 zu bewegen, sind zwei Vorschubachsen M1 und M2 und Steuerteile 26 für die jeweiligen Vorschubachsen erforderlich. Die Vorschubachse M2 umfasst außerdem einen Vorschubmechanismus und einen Servomotor zum Antreiben des Vorschubmechanismus. Die Vorschubachsen M1 und M2 wirken mit der Spindel M0 zusammen und schieben das Werkzeug 11 vor, um das Werkstück W zu schneiden. In einem solchen Fall werden Oszillationsbefehle für die zwei Vorschubachsen M1 und M2 in Schritt S12 durch die Oszillationsbefehlserzeugungsteile 23 der Steuerteile 26 der jeweiligen Vorschubachsen M1 und M2 erzeugt.
Man beachte, dass, auch wenn das erforderliche Drehmoment für die Vorschubachse M2 auch anhand der Trägheit und der Winkelbeschleunigung des Befehls ohne Berücksichtigung der Schneidlast geschätzt werden kann, ein Detektor G2 zum Detektieren des Drehmoments bereitgestellt sein kann. Ferner kann eine Konfiguration verwendet werden, bei der das Werkzeug 11 durch eine große Anzahl von Vorschubachsen und Steuerteilen dafür vorgeschoben wird.
4A zeigt ein zylindrisches Werkstück und ein Werkzeug anders als in 1. In 4A oszilliert das Werkzeug 11 entlang der Erzeugenden der Innenumfangsfläche des zylindrischen Werkstücks W und schneidet dessen Innenumfangsfläche. In einem solchen Fall wird, da die Vorschubachse M1 der einzige Motor ist, der verwendet wird, um das Werkzeug 11 zu drehen, in Schritt S12 ein Oszillationsbefehl nur für die Vorschubachse M1 erzeugt.
Im Gegensatz dazu zeigt 4B ein Werkstück mit einem kegelstumpfförmigen hohlen Abschnitt und ein Werkzeug. In 4B oszilliert das Werkzeug 11 entlang der Erzeugenden der Innenumfangsfläche des zylindrischen Werkstücks W mit einem kegelstumpfförmigen hohlen Abschnitt und schneidet dessen Innenumfangsfläche. In einem solchen Fall sind, wie oben beschrieben, zwei Vorschubachsen M1 und M2 und ein Steuerteil 26 für jede dieser Vorschubachsen erforderlich und werden die Oszillationsbefehle für die zwei Vorschubachsen M1 und M2 in Schritt S12 durch die Oszillationsbefehlserzeugungsteile 22 der Steuerteile 26 der jeweiligen Vorschubachsen M1 und M2 erzeugt.
Der Fall, dass das Werkzeug 11 die Außenumfangsfläche eines säulenförmigen Körperabschnitts des Werkstücks W schneidet, wie in 1 gezeigt, wird nachstehend beschrieben. Die nachstehende Erläuterung gleicht im Wesentlichen den in 3, 4A und 4B gezeigten Fällen.
5 ist eine Zeichnung, die die Beziehung zwischen dem Vorschubbetrag und dem Drehwinkel zeigt. In 5 zeigt die horizontale Achse den Drehwinkel des Werkstücks W und zeigt die vertikale Achse den Vorschubbetrag des Werkzeugs 11 in die Richtung der Mittelachse des Werkstücks W (d. h. Z-Achsenrichtung). In 5 ist eine Mehrzahl von linearen unterbrochenen Linien C1, C2, C3 ... gezeigt, die sich in die Schrägrichtung erstrecken. Wie aus 5 ersichtlich, entspricht die Koordinate der vertikalen Achse des Schnitts zwischen der unterbrochenen Linie C1 und der vertikalen Achse der Koordinate der vertikalen Achse am Ausgangspunkt der nächsten unterbrochenen Linie C2. Gleichermaßen entspricht die Koordinate der vertikalen Achse des Schnitts zwischen der unterbrochenen Linie C2 und der vertikalen Achse der Koordinate der vertikalen Achse am Ausgangspunkt der nächsten unterbrochenen Linie C3. Die Mehrzahl von linearen unterbrochenen Linien C1, C2, C3 ... indiziert die Trajektorie des Werkzeugs 11 auf dem Werkstück W ohne Oszillationsbefehl. Die Kurven A1, A2, A3 ..., die in 5 gezeigt sind, indizieren die Trajektorie des Werkzeugs 11 am Werkstück W mit Oszillationsbefehl. Anders ausgedrückt indizieren die unterbrochenen Linien C1, C2, C3 usw. nur die Positionsbefehle vor Addition des Oszillationsbefehls dazu (ursprüngliche Befehlswerte) und zeigen die Kurven A1, A2, A3 usw. die Positionsbefehle nach Addition der Oszillationsbefehle dazu. Aus diesem Grund indizieren die Kurven A1, A2, A3 Befehle, die durch Addieren der kosinuswellenähnlichen Oszillationsbefehle zu den jeweiligen Positionsbefehlen, die durch die unterbrochenen Linien C1, C2, C3 dargestellt sind, erhalten werden.
Ferner ist die Kurve A1 die Trajektorie des Werkzeugs 11 bei der ersten Drehung des Werkstücks W, ist die Kurve A2 die Trajektorie des Werkzeugs 11 bei der zweiten Drehung des Werkstücks W und ist die Kurve A3 die Trajektorie des Werkzeugs 11 bei der dritten Drehung des Werkstücks W. Der Einfachheit halber sind die Trajektorien des Werkzeugs 11 nach der vierten Drehung des Werkstücks W nicht gezeigt.
In Schritt S12 von 2 erzeugt der Oszillationsbefehlserzeugungsteil 23 (siehe 6) im Steuerteil 26 einen Oszillationsbefehl wie folgt. Im Positionsbefehlsteil 22 wird der Positionsbefehl (unterbrochene Linien C1, C2 und C3) der Vorschubachse M1 ermittelt. Der Oszillationsbefehlserzeugungsteil 23 ermittelt die Oszillationsfrequenz des kosinuswellenähnlichen Oszillationsbefehls, um Befehle wie die Kurven A1, A2 und A3 mit den unterbrochenen Linien C1, C2 und C3 als Referenzachsen zu erzeugen. Der aus dem Ausdruck S / 60 × I der Formel (1) erhaltene Wert, wie später beschrieben, entspricht der Oszillationsfrequenz.
Beim Ermitteln der oben beschriebenen Oszillationsfrequenz, wie in 5 gezeigt, wird bevorzugt, dass die Anfangsphase der kosinuswellenähnlichen Kurve A2 unter Verwendung einer vordefinierten unterbrochenen Linie, z. B. der unterbrochenen Linie C2, als Referenzachse um einen halben Zyklus von der kosinuswellenähnlichen Kurve A1 unter Verwendung der vorherigen unterbrochenen Linie, z. B. der unterbrochenen Linie C1, als Referenzachse abweicht. Der Grund dafür liegt darin, dass, wenn die Periode um die Hälfte abweicht, die Oszillationsamplitude des Oszillationsbefehls minimiert werden kann und Späne folglich am effizientesten geschrotet werden können.
Der Oszillationsbefehlserzeugungsteil 23 ermittelt sodann die Oszillationsamplitude des oben erwähnten Oszillationsbefehls, um Befehle wie die Kurven A1, A2 und A3 unter Verwendung der unterbrochenen Linien C1, C2 und C3 als Referenzachsen zu erzeugen. Der aus dem Ausdruck K × F / 2 in Formel (1) erhaltene Wert, der später beschrieben wird, ist die Oszillationsamplitude. Die Kurve A1 und die Kurve A2, die in 5 gezeigt sind, überlappen einander bei Abschnitt B1, wo der Drehwinkel ungefähr 0 Grad beträgt, und Abschnitt B2, wo der Drehwinkel ungefähr 240 Grad beträgt. Wie aus 5 ersichtlich, sind die Maximalwerte der Kurve A1 in Bezug auf die unterbrochene Linie C1 größer als die Mindestwerte der Kurve A2 in Bezug auf die unterbrochene Linie C2 bei den Abschnitten B1 und B2. Anders ausgedrückt ermittelt der Oszillationsbefehlserzeugungsteil 23 vorzugsweise die Oszillationsamplitude, so dass die vorherige Kurve A1 und die darauffolgende Kurve A2 einander teilweise überlappen. Bei den Kurven A1, A2 und A3 ist, da die Vorschubgeschwindigkeit konstant ist, die Oszillationsamplitude jedes Oszillationsbefehls ebenfalls gleich.
Bei den überlappenden Abschnitten B1 und B2 wird, da das Werkzeug 11 sich vom Werkstück W trennt, wenn das Werkstück 11 mit der Trajektorie der Kurve A2 bearbeitet, das Werkstück W nicht bearbeitet. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann, da solche überlappende Abschnitte periodisch erzeugt werden, ein sogenanntes intermittierendes Schneiden durchgeführt werden. Bei dem in 5 gezeigten Beispiel werden Späne an jedem der Abschnitte B1 und B2 durch den Betrieb gemäß Kurve A2 erzeugt. Und zwar werden Späne in der zweiten Drehkurve A2 zweimal erzeugt. Da ein solches intermittierendes Schneiden periodisch durchgeführt wird, wird ein Vibrationsschneiden möglich.
Ferner weist die Kurve A3, die in Bezug auf die unterbrochene Line C3 gebildet wird, die gleiche Form wie die Kurve A1 auf. Die Kurve A2 und die Kurve A3 überlappen einander bei Abschnitt B3, der einem Drehwinkel von ungefähr 120 Grad entspricht, und Abschnitt B4, der einem Drehwinkel von ungefähr 360 Grad entspricht. Späne werden an jedem der Abschnitte B3 und B4 durch den Betrieb gemäß Kurve A3 erzeugt. Und zwar werden Späne in der dritten Drehkurve A3 zweimal erzeugt. Danach werden Späne für jede Drehung des Werkstücks zweimal erzeugt. Bei der ersten Drehung werden jedoch keine Späne erzeugt.
Durch Einstellen der Oszillationsfrequenz und der Oszillationsamplitude auf diese Weise erzeugt der Oszillationsbefehlserzeugungsteil 23 (siehe 6) im Steuerteil 26 den Oszillationsbefehl (Schritt S12).
Beispielsweise wird der Oszillationsbefehl durch die folgende Formel dargestellt. $Oszillationsbefehl = (K \times F / 2) \times cos (2 π \times S/60 \times I \times t) - (K \times F / 2)$
In Formel (1) ist K die Oszillationsamplitudenvergrößerung, ist F der Bewegungsbetrag des Werkzeugs 11 pro Drehung des Werkstücks W, d. h. der Vorschubbetrag pro Drehung [mm/Umdr.], ist S die Drehzahl [min^-1] oder [Umdr.] um die Mittelachse des Werkstücks W und ist I die Oszillationsfrequenzvergrößerung. Die oben genannte Oszillationsfrequenz entspricht dem Ausdruck S / 60 × I in Formel (1) und die oben genannte Oszillationsamplitude entspricht dem Ausdruck K × F / 2 in Formel (1). Die Oszillationsamplitudenvergrößerung K ist eine ganze Zahl von 1 oder mehr und die Oszillationsfrequenzvergrößerung I ist eine nichtganzzahlige Zahl größer als null (z. B. eine positive nichtganzzahlige Zahl wie z. B. 0,5, 0,8, 1,2, 1,5, 1,9, 2,3 oder 2,5 ... usw.). Die Oszillationsamplitudenvergrößerung K und die Oszillationsfrequenzvergrößerung I sind konstant (bei dem Beispiel von 5 ist 11,5).
Der Grund dafür, dass die Oszillationsfrequenzvergrößerung I keine ganze Zahl ist, liegt darin, dass es bei einer Oszillationsfrequenz, die der Anzahl der Drehungen um die Mittelachse des Werkstücks W exakt gleicht, nicht möglich ist, die überlappenden Abschnitte B1, B2, B3, B4 und dergleichen, wie oben beschrieben, zu erzeugen und kann eine Wirkung der Spanzerschrotung durch Oszillationsschneiden nicht erhalten werden.
Ferner ist der Oszillationsbefehl gemäß Formel (1) ein Befehl, bei dem der Ausdruck (K × F / 2) als Versatzwert von den Kosinuswellen unter Verwendung der unterbrochenen Linien C1, C2 und C3 als Referenzachsen, die den Positionsbefehl indizieren, subtrahiert wird. Somit kann die Positionstrajektorie des Werkzeugs 11 auf Basis des durch Addieren des Oszillationsbefehls zum Positionsbefehl erhaltenen Befehlswerts mit der Position gemäß dem Positionsbefehl als oberer Grenzwert in der Bearbeitungsvorschubrichtung des Werkzeugs 11 gesteuert werden. Daher sind die Kurven A1, A2, A3 usw. in 7 derart, dass die unterbrochenen Linien C1, C2, C3 usw. in der positiven Richtung der Z-Achse (d. h. Bearbeitungsvorschubrichtung des Werkzeugs 11) nicht überschritten werden.
Ferner werden unter Verwendung eines wie durch Formel (1) dargestellten Oszillationsbefehls keine großen Oszillationsbefehle ab dem Start in die Vorschubrichtung des Werkzeugs 11 am Bearbeitungsausgangspunkt (0 Grad auf der horizontalen Achse) des Werkzeugs 11 ausgegeben, wie anhand der Kurve A1 in 5 ersichtlich.
Man beachte, dass der Ausgangswert jedes Parameters (K und I in Formel (1)), die beim Definieren der Oszillationsfrequenz und der Oszillationsamplitude angepasst werden, im Bearbeitungsbedingungsspeicherteil 29 gespeichert wird, bevor die Werkzeugmaschine 10 betrieben wird. Die Drehzahl (S) des Werkstücks W wird vorab als Bearbeitungsbedingung im Bearbeitungsbedingungsspeicherteil 29 gespeichert. Der Vorschubbetrag pro Drehung F wird anhand der Drehzahl (S) und des vom Positionsbefehlserzeugungsteil 22 erzeugten Positionsbefehls erhalten.
Danach erhält der Steuerteil 26 in Schritt S13 die Positionsabweichung, die der Unterschied zwischen dem vom Positionsbefehlserzeugungsteil 22 erzeugten Positionsbefehl, wie in 1 gezeigt, und der tatsächlichen Position der Vorschubachse M1 ist, und addiert die Positionsabweichung zu dem obigen Oszillationsbefehl, um einen resultierenden Befehl zu erhalten.
In Schritt S14 von 2 steuert der Steuerteil 26 sodann die Vorschubachse M1 auf Basis des oben genannten resultierenden Befehls. Die Spindel M0 wird durch die Steuervorrichtung 20 gemäß der Drehzahl (S) des Werkstücks W gesteuert, die im Bearbeitungsbedingungsspeicherteil 29 gespeichert ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist es nicht erforderlich, vorab eine Tabelle zu Vibrationsschneidinformationen zu erstellen, und ist es möglich, die Zerschrotungsbedingungen des Werkstücks W vor dem tatsächlichen Schneiden des Werkstücks W anhand der Bearbeitungsbedingungen des Werkstücks W zu ermitteln.
Wenn es im Antriebsmechanismusabschnitt des Werkzeugs 11 zu einem Totgang kommt oder wenn die Starrheit des Antriebsmechanismusteils gering ist, kann, wenn die Steuerverstärkung hoch genug eingestellt wird, um das Ansprechverhalten der Servo zu verbessern, eine Vibration auftreten und ist die Positionsgenauigkeit des Werkzeugs 11 ggf. nicht stabil. Beispielsweise sogar wenn die Vorschubachse M1 auf Basis von Befehlswerten angetrieben wird, die den Kurven A1, A2, A3 usw. entsprechen, folgt die tatsächliche Position des Werkzeugs 11 den Kurven A1, A2, A3 usw. in manchen Fällen ggf. nicht zur Gänze. In einem solchen Fall kommt es zu keinem intermittierendem Schneiden, wenn die tatsächliche Position des Werkzeugs 11 mit den Befehlswerten wie z. B. den Kurven A1, A2, A3 usw. bei den überlappenden Abschnitten B1, B2, B3, B4 usw. nicht zusammenfällt, wie in 5 gezeigt, und folglich können Späne nicht zufriedenstellend gebildet werden.
Daher wird bei der vorliegenden Ausführungsform eine Lernsteuerung verwendet, um die Einhaltung des Oszillationsbefehls zu verbessern, wie in Schritt S15 von 2 gezeigt. Eine Lernsteuerung ist ein Steuerverfahren, das die Einhaltung eines „periodischen Befehls mit einem vordefinierten Wiederholungsmuster“ verbessert, und die Positionsabweichung kann verringert werden, während der Zyklus vom ersten Zyklus zum zweiten Zyklus, vom zweiten Zyklus zum dritten Zyklus usw. fortschreitet. Im Spezifischen werden Positionsabweichungen für eine vordefinierte Anzahl von Oszillationszyklen des Werkstücks W und des Werkzeugs 11 gelernt und als Korrekturbeträge eingestellt, wodurch eine Erhöhung der periodischen Positionsabweichung, die durch den Oszillationsbefehl bewirkt wird, verhindert wird.
Folglich nähert sich die tatsächliche Position des Werkzeugs 11 den Befehlswertkurven A1, A2, A3 usw. schrittweise an und fällt schließlich mit den Befehlswertkurven A1, A2, A3 usw. zusammen. In einem solchen Fall kann ein intermittierendes Schneiden zuverlässig durchgeführt werden und können die Späne zuverlässig geschrotet werden, da die Befehlswertkurven A1, A2, A3 usw. überlappende Abschnitte B1, B2, B3, B4 usw. aufweisen, wie oben beschrieben.
Ferner weist die Lernbandbreite für die Lernsteuerung einen oberen Grenzwert auf und wenn die Oszillationsfrequenz den oberen Grenzwert überschreitet, konvergiert das Lernen nicht und bleibt die Positionsabweichung bestehen. Folglich werden Späne nicht zufriedenstellend gebildet. Daher ist es bei der vorliegenden Ausführungsform erforderlich, eine optimale Oszillationsfrequenz innerhalb eines Bereichs zu erhalten, in dem eine Lernsteuerung durchgeführt werden kann.
Ähnlich einem Drehmomentverringerungsverfahren kann im Spezifischen die Oszillationsfrequenz des Oszillationsbefehls durch Anpassen (Verlängern) der Länge der Späne niedrig gehalten werden, wie später beschrieben, und die Lernbandbreite kann angepasst werden. Wenn eine Modifikation der Bearbeitungsbedingungen möglich ist, kann die Drehzahl der Spindel M0 (d. h. die Drehzahl des Werkstücks W) natürlich verringert werden.
Ferner kann das erforderliche Drehmoment beim Oszillationsschneiden der vorliegenden Ausführungsform minimiert werden, da die optimale Oszillationsfrequenz und Oszillationsamplitude erhalten werden. Sogar wenn das erforderliche Drehmoment minimiert werden kann, kann es jedoch zu einer Drehmomentsättigung kommen, was verhindert werden muss. Wenn eine Lernsteuerung angewandt wird, erhöht sich ferner das Drehmoment und ist die Wahrscheinlichkeit einer Drehmomentsättigung höher. Daher ist es bei der vorliegenden Ausführungsform erforderlich, eine optimale Oszillationsfrequenz und Oszillationsamplitude innerhalb eines Bereichs zu erhalten, der keine Drehmomentsättigung bewirkt.
Die Oszillationsamplitude ist vorzugsweise so klein wie möglich, so dass längere Späne gebildet werden, wenn die Oszillationsfrequenz niedrig ist. Zu diesem Zeitpunkt kann das für die Vorschubachsen M1, M2 usw. erforderliche Drehmoment klein sein. Wenn die Oszillationsamplitude hingegen groß ist, erhöht sich auch das für die Vorschubachsen M1, M2 usw. erforderliche Drehmoment. Wenn die Oszillationsfrequenz hoch ist, wird die Länge der Späne kurz und erhöht sich auch das für die Vorschubachsen M1, M2 usw. erforderliche Drehmoment.
Wenn ein Benutzer Späne einer gewünschten Länge benötigt, kann der Benutzer die gewünschte Spanlänge in den Oszillationsbefehlserzeugungsteil 23 eingeben. In der Folge erzeugt der Oszillationsbefehlserzeugungsteil 23 die Oszillationsfrequenz und die Oszillationsamplitude auf Basis der gewünschten Spanlänge. Beispielsweise wenn kurze Späne verlangt werden, kann ein Schaden des Werkstücks W verhindert werden, und wenn lange Späne verlangt werden, kann die Belastung des Werkzeugs 11 verringert werden, indem das Drehmoment und die Lernbandbreite supprimiert werden, wodurch das Lernen leichter konvergieren kann.
6 ist ein Blockschaubild, das ein spezifisches Beispiel für die Steuervorrichtung 20 mit der Lernsteuerfunktion wie oben beschrieben zeigt.
Die Steuervorrichtung 20, die in 6 gezeigt ist, umfasst den Bearbeitungsbedingungsspeicherteil 29, den Positionsbefehlserzeugungsteil 22, den Steuerteil 26 (Vorschubachsensteuerteil) und den Oszillationsgenehmigung/Oszillationsverbot-Benachrichtigungsteil 27. Der Bearbeitungsbedingungsspeicherteil 29, der Positionsbefehlserzeugungsteil 22 und der Oszillationsgenehmigung/Oszillationsverbot-Benachrichtigungsteil 27 können in einem Host-Computer (nicht gezeigt) wie z. B. einer NC-Vorrichtung bereitgestellt sein, der mit der Steuervorrichtung 20 verbunden ist.
Die Steuervorrichtung 26 umfasst den Oszillationsbefehlserzeugungsteil 23, einen Additionsteil 24, einen Subtraktionsteil 25, eine Lernsteuereinheit 30, einen Lernermittlungsteil 31, einen Positionsgeschwindigkeitssteuerteil 34 und einen Benachrichtigungsteil 36. Ferner weist der Oszillationsbefehlserzeugungsteil 23 einen Oszillationsbefehlsberechnungsteil 23a zum Berechnen eines Oszillationsbefehls unter Verwendung der oben beschriebenen Formel (1) auf. Die Vorschubachse M1 zum Bewegen des Werkzeugs 11 in Bearbeitungsvorschubrichtung ist mit einem Codierer 32 zum Detektieren der Drehposition der Vorschubachse M1 ausgestattet.
Der Positionsbefehlserzeugungsteil 22, der in 6 gezeigt ist, erzeugt einen Positionsbefehl, der die Vorschubachse M1 bezüglich der Position des Werkzeugs 11 in Bearbeitungsvorschubrichtung anweist, auf Basis der Drehzahl des Werkstücks W und der Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs 11, die im Bearbeitungsbedingungsspeicherteil 29 gespeichert sind, und sendet den Positionsbefehl in vordefinierten Zeitintervallen an den Subtraktionsteil 25. Die oben beschriebenen Zeitintervalle können die Steuerperiode (Abtastperiode) des Steuerteils 26 oder eine andere Periode sein.
Der Subtraktionsteil 25 berechnet die Positionsabweichung, die der Unterschied zwischen dem Positionsbefehl, der vom Positionsbefehlserzeugungsteil 22 gesendet wird, und dem Positionsfeedbackwert (Position-FB) ist, der vom Codierer 32 der Vorschubachse M1 ausgegeben wird, und sendet die Positionsabweichung an den Additionsteil 24.
Ferner erzeugt der Oszillationsbefehlserzeugungsteil 23 einen Oszillationsbefehl auf Basis der oben beschriebenen Formel (1) und sendet den Oszillationsbefehl in den obigen vordefinierten Zeitintervallen an den Additionsteil 24. Der Oszillationsbefehl wird vom Oszillationsbefehlsberechnungsteil 23a im Oszillationsbefehlserzeugungsteil 23 berechnet. Im Spezifischen erfasst der Oszillationsbefehlsberechnungsteil 23a die Drehzahl (S) des Werkstücks W, die im Bearbeitungsbedingungsspeicherteil 29 gespeichert ist, und den Positionsbefehl der Vorschubachse M1, der vom Positionsbefehlserzeugungsteil 22 erzeugt wird, und erhält den Vorschubbetrag (F) des Werkzeugs 11 pro Drehung aus dem Positionsbefehl und der Drehzahl (S). Der Oszillationsbefehlsberechnungsteil 23a berechnet die Oszillationsfrequenz und die Oszillationsamplitude des Oszillationsbefehls gemäß der obigen Formel (1) auf Basis des Vorschubbetrags (F) des Werkzeugs 11 pro Drehung, der Drehzahl (S) des Werkstücks W und dergleichen. Der Oszillationsbefehlsberechnungsteil 23a erzeugt einen Oszillationsbefehl auf Basis der berechneten Oszillationsfrequenz und Oszillationsamplitude und der verstrichenen Zeit t seit Start des Oszillationsschneidens.
Der Additionsteil 24 addiert die aus dem Subtraktionsteil 25 ausgegebene Positionsabweichung zum Oszillationsbefehl. Zu diesem Zeitpunkt werden die Positionsabweichung und der Oszillationsbefehl gleichzeitig miteinander in den oben erwähnten vordefinierten Intervallen in den Additionsteil 24 eingegeben und addiert. Der Additionsteil 24 sendet den resultierenden Befehl (Positionsbefehlswert), der durch Addieren der Positionsabweichung zum Oszillationsbefehl erhalten wurde, an den Positionsgeschwindigkeitssteuerteil 34.
Der Positionsgeschwindigkeitssteuerteil 34 erzeugt einen Geschwindigkeitsbefehl und einen Drehmomentbefehl auf Basis des resultierenden Befehls und sendet den Geschwindigkeitsbefehl und den Drehmomentbefehl an die Vorschubachse M1. Die Vorschubachse M1 wird auf Basis solcher Befehle gesteuert. Wenn sich die Vorschubachse M1 dreht, wird die tatsächliche Position der Vorschubachse M1 von dem an der Vorschubachse M1 angebrachten Codierer 32 an den Subtraktionsteil 25 rückgemeldet. Wenn zwischen dem Positionsbefehlswert und dem Positionsfeedbackwert auf Basis des resultierenden Befehls kein Unterschied besteht, bedeutet dies, dass die tatsächliche Position der Vorschubachse M1 an der Befehlsposition angelangt ist.
Der obige resultierende Befehl wird in die Lernsteuereinheit 30 eingegeben. Die Lernsteuereinheit 30 berechnet den Korrekturbetrag auf Basis der Oszillationsphase, die aus dem Oszillationsbefehl und dem resultierenden Befehl erhalten wird, wiederholt und korrigiert den resultierenden Befehl, um die Einhaltung des periodischen Betriebs zu verbessern.
Die Lernsteuerung ist eine Steuerung, mit der die Einhaltung des periodischen Befehls verbessert wird, indem der Bewegungsbefehl durch Integrieren der Abweichung bis zur Lernperiode davor korrigiert wird.
7 ist ein Blockschaubild, das ein Konfigurationsbeispiel für die in 6 gezeigte Lernsteuereinheit 30 zeigt.
Der resultierende Befehl, der in den oben erwähnten vordefinierten Zeitintervallen vom Additionsteil 24 ausgegeben wird, wird in die Lernsteuereinheit 30 eingegeben. Auch wenn der resultierende Befehl in die Lernsteuereinheit 30 eingegeben wird, ist er, da der resultierende Befehl den Unterschied zwischen dem Positionsbefehl und dem Positionsfeedbackwert enthält, im Allgemeinen der gleiche wie die in die Lernsteuereinheit eingegebene Positionsabweichung. Bei der Lernsteuereinheit 30 werden Daten zu einem Oszillationszyklus (einem Lernzyklus) für jede Phase im Speicher 30b gespeichert. Jede Phase wird durch Umwandeln des aus der Oszillationsfrequenz des Oszillationsbefehls erhaltenen Zyklus in den Zyklus beim Drehwinkel und Dividieren des Zyklus beim Drehwinkel durch eine vordefinierte Anzahl von Divisionen (als Oszillationsphase bezeichnet) erhalten. Die Lernsteuereinheit 30 erhält die Abweichung in jeder Phase, die im Speicher 30b gespeichert ist, aus der Oszillationsphase, die aus dem Oszillationsbefehl und dem eingegebenen resultierenden Befehl (Abweichung) erhalten wird, und addiert diese zu den Daten jeder Phase, die im Speicher 30b gespeichert sind. Durch eine solche Prozessreihe ist es möglich, die integrierte Abweichung in jeder Phase iterativ zu erhalten.
Die integrierte Abweichung, die im Speicher 30b gespeichert ist, wird durch das dynamische Charakteristikakompensationselement 30c für die Phasenverzögerung des zu steuernden Objekts kompensiert und ist ein Korrekturbetrag gemäß der Zeit für jeden Steuerzyklus des Steuerteils 26. Dieser Korrekturbetrag wird als Korrekturbetrag zum resultierenden Befehl addiert, unmittelbar bevor er in den Positionsgeschwindigkeitssteuerteil 34 eingegeben wird. Der Positionsgeschwindigkeitssteuerteil 34 erzeugt den Geschwindigkeitsbefehl Vc auf Basis des resultierenden Befehls nach Addition des Korrekturbetrags und gibt diesen aus.
Wie oben beschrieben, ist es, da die Lernsteuereinheit 30 die integrierte Abweichung in jeder Phase wiederholt erhält und den Korrekturbetrag der Verzögerung des zu steuernden Objekts, die durch das dynamische Charakteristikakompensationselement 30c kompensiert wurde, zum resultierenden Befehl addiert, möglich, den in die Lernsteuereinheit 30 eingegebenen resultierenden Befehl (Abweichung) auf null zu konvergieren, während periodische Betriebe wie z. B. das Oszillieren des Werkzeugs 11 in einem konstanten Zyklus mehrmals wiederholt werden. Kurz gesagt kann das Werkzeug 11 gemäß dem Oszillationsbefehl oszilliert werden.
Sogar wenn es z. B. schwierig ist, das Ansprechen der Servo durch den vorhandenen Totgang im Antriebsmechanismus des Werkzeugs 11 oder durch die geringe Starrheit des Antriebsmechanismus zu verbessern, wird somit ein genaueres Oszillationsschneiden möglich und können die Späne zuverlässig geschrotet werden. Man beachte, dass das Lernen bei der Ausführungsform der oben beschriebenen Lernsteuerung durchgeführt wird, um einen Korrekturbetrag für den resultierenden Befehl für jede Oszillationsperiode unter Verwendung einer einzelnen Oszillationsperiode als Lernperiode zu erhalten. Bei der vorliegenden Erfindung kann jedoch anstatt einer einzelnen Oszillationsperiode eine vordefinierte Anzahl von Oszillationsperioden als Lernperiode eingestellt werden.
Wie das in 1 gezeigte Werkstück W können Werkstücke, die so gebildet sind, dass ein Vorsprung 35 und ein Eckteil 35a auf zumindest einem Teil der Außenfläche des Werkstücks bereitgestellt sind und wobei der Vorsprung 35 auf der Vorderseite des Werkzeugs 11 in Bearbeitungsvorschubrichtung vorhanden ist, auch einem Oszillationsschneiden unterzogen werden. In diesem Fall ist, auch wenn die Außenfläche des Werkstücks W einem Oszillationsschneiden unterzogen wird, die Positionsgenauigkeit in Bezug auf den Bearbeitungsendpunkt in Bearbeitungsvorschubrichtung des Werkzeugs 11 entscheidend, da es erforderlich ist, eine Interferenz zwischen dem Werkzeug 11 und dem Vorsprung 35 zu verhindern. Wenn das Werkzeug den Bearbeitungsendpunkt überschreitet, wird der Vorsprung 35 vom Werkzeug 11 geschnitten, was zu dem Problem des sogenannten „Nachlaufs“ führt. Die Werkstücke, bei denen dieses Problem auftritt, sind nicht auf die Werkstücke begrenzt, die wie in 1 gezeigt geformt sind. Werkstücke, bei denen dieses Problem auftritt, sind Werkstücke, die um ihre Mittelachse drehsymmetrisch sind und einen Eckteil 35a aufweisen, der mit dem radial äußersten Teil durchgängig ist, der in Bezug auf den radial äußersten Teil des Werkstücks in einem Querschnitt entlang der Mittelachse davon radial einwärts liegt. Beispielsweise die Werkstücke W, die in den 1, 4A und 4B gezeigt sind. Ferner umfasst der obige Eckteil 35a auch Abschnitte mit einer vordefinierten Krümmung oder verjüngte Abschnitte.
Ein solches Problems des Nachlaufs in Bezug auf das Werkstück W kann sogar dann auftreten, wenn eine Lernsteuerung wie oben beschrieben auf das Oszillationsschneiden angewandt wird. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Lernsteuerung eine Steuerung ist, mit der der Korrekturbetrag in der Wiederholung des periodischen Musters eine Lernperiode davor auf den Befehlswert angewandt wird. Sogar wenn ein Positionsbefehlswert, so dass das Werkzeug 11 den Bearbeitungsendpunkt nicht überschreitet, an den Steuerteil 26 (6) der Steuervorrichtung 20 als resultierender Befehl ausgegeben wird, wird ein Korrekturbetrag im Oszillationsmuster eine Lernperiode davor auf den Positionsbefehlswert angewandt, so dass ein Nachlauf nicht verhindert werden kann.
Die Steuervorrichtung 20 der vorliegenden Ausführungsform weist eine Funktion zum Deaktivieren der Lernsteuereinheit 30 ab einer Zeit vor dem Punkt, an dem das Werkzeug 11 den Bearbeitungsendpunkt (d. h. die Endstoppposition des Werkzeugs 11) auf dem Werkstück in Bearbeitungsvorschubrichtung erreicht.
Im Spezifischen ist ein Bearbeitungsprogramm im Bearbeitungsbedingungsspeicherteil 29 gespeichert, das eine Information zur Bewegung des Werkstücks W und des Werkzeugs 11 (z. B. die Drehzahl des Werkstücks W, die Position, die Trajektorie und die Geschwindigkeit des Werkzeugs 11, der Bearbeitungsendpunkt des Werkstücks W usw.) umfasst. Der Bearbeitungsbedingungsspeicherteil 29 kann in einem Host-Computer (nicht gezeigt) umfasst sein, der mit der Steuervorrichtung 20 verbunden ist.
Der Oszillationsgenehmigung/Oszillationsverbot-Benachrichtigungsteil 27, der in 6 gezeigt ist, benachrichtigt den Oszillationsbefehlserzeugungsteil 23 über die Erzeugungsgenehmigung des Oszillationsbefehls, wenn der oben genannte Positionsbefehlswert nicht innerhalb eines vordefinierten Bereichs des Bearbeitungsendpunkts des Werkstücks W liegt. Wenn der Positionsbefehlswert hingegen innerhalb des vordefinierten Bereichs liegt, wird der Oszillationsbefehlserzeugungsteil 23 über das Erzeugungsverbot des Oszillationsbefehls benachrichtigt.
Mehr im Detail berechnet der Oszillationsgenehmigung/Oszillationsverbot-Benachrichtigungsteil 27 eine Distanz oder Zeit zwischen dem Positionsbefehlswert und dem Bearbeitungsendpunkt anhand des vom Positionsbefehlserzeugungsteil 22 erhaltenen Positionsbefehlswerts auf Basis des im Bearbeitungsbedingungsspeicherteil 29 gespeicherten Bearbeitungsprogramms und des aus dem Bearbeitungsprogramm erhaltenen Bearbeitungsendpunkts. Es wird bevorzugt, dass der Oszillationsgenehmigung/Oszillationsverbot-Benachrichtigungsteil 27 ermittelt, ob der Positionsbefehlswert innerhalb eines vordefinierten Bereichs des Bearbeitungsendes liegt, indem ermittelt wird, ob die auf diese Weise berechnete Distanz oder Zeit kleiner gleich einem vordefinierter Schwellenwert ist. Was den oben beschriebenen vordefinierten Schwellenwert betrifft, so kann ein Schwellenwert, der Schnitte im Werkstück W durch einen Nachlauf verhindert, durch Erfahrungswerte, Simulation usw. vorab ermittelt werden.
Ferner ermittelt der Lernermittlungsteil 31, ob der Oszillationsbefehlserzeugungsteil 23 über die Erzeugungsgenehmigung oder das Erzeugungsverbot des Oszillationsbefehls benachrichtigt wurde. Der Lernermittlungsteil 31 schaltet die Lernsteuerung unter Verwendung der Lernsteuereinheit 30 ein, wenn eine Benachrichtigung über die Erzeugungsgenehmigung des Oszillationsbefehls empfangen wurde. Der Lernermittlungsteil 31 stellt den Oszillationsbefehl hingegen auf null ein und schaltet die Lernsteuerung unter Verwendung der Lernsteuereinheit 30 aus, wenn die Benachrichtigung über das Erzeugungsverbot des Oszillationsbefehls nicht übermittelt wurde. Durch Bereitstellen eines solchen Lernermittlungsteils 31 kann das Auftreten des oben beschriebenen Nachlaufs verhindert werden. In 6 wurde die Signalleitung vom Codierer 32 zum Lernermittlungsteil 31 weggelassen.
Ein beliebiges Verfahren kann als Verfahren zum Abschalten der oben beschriebenen Lernsteuerung verwendet werden. Wie in 7 gezeigt, ist ein erster Schalter 30d auf der Eingangsleitung zum Eingeben des vom Additionsteil 24 ausgegebenen resultierenden Befehls in die Lernsteuereinheit 30 bereitgestellt und ist ein zweiter Schalter 30e auf der Ausgangsleitung zum Ausgeben des Korrekturwerts vom dynamischen Charakteristikakompensationselement 30c bereitgestellt. Beispielsweise kann die Lernsteuereinheit 30 so konfiguriert sein, dass sie den ersten Schalter 30d abschaltet und die angesammelte Abweichung für eine Lernperiode, wie im Speicher 30b gespeichert, löscht, wenn sie eine Anweisung zum Abschalten der Lernsteuerung vom Lernermittlungsteil 31 empfängt.
Alternativ kann die Lernsteuereinheit 30 so konfiguriert sein, dass sie den ersten Schalter 30d und den zweiten Schalter 30e gleichzeitig abschaltet, wenn sie eine Anweisung zum Abschalten der Lernsteuerung vom Lernermittlungsteil 31 empfängt. Dank dieser Konfiguration ist es sogar dann möglich, die integrierte Abweichung für einen Lernzyklus, die im Speicher 30b gespeichert ist, zu behalten, wenn die Lernsteuereinheit 30 abgeschaltet wird. Natürlich ist das oben beschriebene Verfahren zum Abschalten der Lernsteuerung lediglich beispielhaft und ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt.
8A ist eine Zeichnung, die das tatsächliche Verhalten des Werkzeugs 11 nahe dem Bearbeitungsendpunkt in dem Fall zeigt, wenn der Steuerteil 26 der in 6 gezeigten Steuervorrichtung 20 keinen Lernermittlungsteil 31 aufweist. In 8A entspricht die positive Richtung der vertikalen Achse der Bearbeitungsvorschubrichtung des Werkzeugs 11, stellt Kurve P die Zeitänderung nur des Positionsbefehls dar, stellt Kurve Q die Zeitänderung des Positionsbefehls nach Addition des Oszillationsbefehl zu diesem dar und stellt Kurve R die Zeitänderung der tatsächlichen Position des Werkzeugs 11 dar. In 8A wurde Kurve Q zwischen Zeit t₁ und Zeit t₃ weggelassen, um die Änderung der Kurve R deutlich zu zeigen, Kurve Q und Kurve R überlappen einander jedoch tatsächlich. Ferner ist 8B eine Zeichnung, die 8A entspricht. Eine polygonale Linie H stellt die Zeitänderung im Positionsbefehl pro Zeiteinheit dar (d. h. Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs 11), die dem durch Kurve P in 8A indizierten Positionsbefehl entspricht, und stellt eine polygonale Linie J die Zeitabweichung der Oszillationsamplitude dar.
Beispielsweise wie in 8B gezeigt, nimmt die Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs 11 ab Zeit t₃ schrittweise ab und stoppt das Werkzeug 11 bei Zeit t₃ am vordefinierten Bearbeitungsendpunkt (siehe polygonale Linie H). Wenn die Vorschubgeschwindigkeit auf diese Weise schrittweise verringert wird, nimmt der Vorschubbetrag F pro Drehung ab und demgemäß nimmt auch die Oszillationsamplitude (= K × F / 2) schrittweise ab, wobei sie bei Zeit t₅ null wird (siehe polygonale Linie J). Während die Oszillation schrittweise abnimmt, nimmt ferner auch der Oszillationsbefehl schrittweise ab, der aus Formel (1) erhalten wird. Wie in 8A gezeigt, nimmt, was Kurve Q des Positionsbefehls nach Addition des Oszillationsbefehl dazu betrifft, somit die Amplitude der periodischen Wellenlinie, die Kurve Q bildet, ab Zeit t₃ ab und verschwindet die Amplitude der Wellenlinie bei Zeit t₅ , bei der die Oszillationsamplitude null wird.
Beim Beispiel von 8A hingegen wird eine Lernsteuerung durchgeführt, da der Steuerteil 26 der Steuervorrichtung 20, wie in 6 gezeigt, keinen Lernermittlungsteil 31 umfasst. Folglich wird eine Lernsteuerung zum Korrigieren des resultierenden Befehls zur vorliegenden Zeit unter Verwendung des Korrekturbetrags, der für den resultierenden Befehl einen Zyklus davor erhalten wird, sogar dann fortgesetzt, wenn die Amplitude der periodischen Wellenlinie, die Kurve Q bildet, ab Zeit t₃ bis Zeit t₃ periodisch abnimmt, wie oben beschrieben. Wie aus 8A ersichtlich, fällt Kurve R der tatsächlichen Position nach Zeit t₃ folglich nicht mit Kurve Q des Positionsbefehls nach Addition des Oszillationsbefehls dazu zusammen. Mehr im Detail wird, während die Zeit ab Zeit t₃ bis Zeit t₃ verstreicht, die Amplitude der Wellenlinie, die Kurve R bildet, der tatsächlichen Position größer als die Amplitude der Wellenlinie, die Kurve Q bildet, und überschreitet Kurve R einer tatsächlichen Position den Bearbeitungsendpunkt in Bearbeitungsvorschubrichtung. Es kommt zu einem sogenannten „Nachlauf“.
Im Gegensatz dazu ist 9A eine Zeichnung, die das tatsächliche Verhalten des Werkzeugs 11 nahe dem Bearbeitungsendpunkt mit der in 6 gezeigten Steuervorrichtung 20 zeigt, d. h. einer Steuervorrichtung 20 mit einem Lernermittlungsteil 31. In 9A stellt Kurve P die Zeitänderung nur des Positionsbefehls dar (d. h. gleich wie Kurve P in 8A), stellt Kurve Q' die Zeitänderung des Positionsbefehls nach Addition des Oszillationsbefehls dazu dar und stellt Kurve R' die Zeitänderung der tatsächlichen Position des Werkzeugs 11 dar. Auch in 9A wurde Kurve Q' ab Zeit t₁ bis Zeit t₃ weggelassen, um die Änderung der Kurve R' deutlich zu zeigen, Kurve Q' und Kurve R' überlappen einander jedoch tatsächlich. Ferner ist 9B eine Zeichnung, die 9A entspricht, und in dieser Zeichnung stellt eine polygonale Linie H die Zeitänderung des Positionsbefehls pro Zeiteinheit dar (d. h. gleich wie die polygonale Linie H in 8B), und stellt Kurve J' die Zeitänderung der Oszillationsamplitude dar.
Wie in 9B gezeigt, nimmt die Oszillationsamplitude schrittweise ab (siehe polygonale Linie J'), wenn die Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs 11 ab Zeit t₃ schrittweise verringert wird (siehe polygonale Linie H). Dies gleicht Kurve J in 8B. Im Vergleich zu den Beispielen von 8A und 8B wird die obige Lernsteuerung bei den Beispielen von 9A und 9B beendet (Lernsteuerung wird abgeschaltet), wenn der Wert Pa des Positionsbefehls innerhalb eines vordefinierten Bereichs (die Distanz SL oder die Zeit ST, wie in 9A gezeigt) nahe dem Bearbeitungsendpunkt liegt. Ferner wird der Oszillationsbefehl auf null eingestellt, wenn der Wert des Positionsbefehls innerhalb eines vordefinierten Bereichs nahe dem Bearbeitungsendpunkt liegt. Im Spezifischen berechnet der Oszillationsgenehmigung/Oszillationsverbot-Benachrichtigungsteil 27, der in 6 gezeigt ist, die Distanz oder Zeit zwischen dem Positionsbefehlswert und dem Bearbeitungsendpunkt auf Basis des Bearbeitungsprogramms, und wenn diese Distanz oder Zeit kleiner gleich ein vordefinierter Schwellenwert ist (die Distanz SL oder die Zeit ST, wie in 9A gezeigt), wird der Oszillationsbefehlserzeugungsteil 23 über das Erzeugungsverbot des Oszillationsbefehls benachrichtigt. Dank dieser Benachrichtigung gibt der Oszillationsbefehlserzeugungsteil 23 keinen Oszillationsbefehl aus. Wenn ermittelt wird, dass der Oszillationsbefehlserzeugungsteil 23 über das Erzeugungsverbot des Oszillationsbefehls benachrichtigt wurde, stellt der Lernermittlungsteil 31 den Oszillationsbefehl auf null ein und gibt eine Anweisung zum Abschalten der Lernsteuerung an die Lernsteuereinheit 30 aus, wodurch die Lernsteuereinheit 30 gestoppt wird.
Wie in 9A gezeigt, fällt folglich, wenn die Lernsteuerung abgeschaltet wird (d. h. zu Zeit ta, die dem Wert Pa des Positionsbefehls entspricht) oder später, da der Oszillationsbefehl nicht zum Positionsbefehl addiert wird und keine Lernsteuerung durchgeführt wird, die Kurve Q' des Positionsbefehls nach Addition des Oszillationsbefehls dazu mit Kurve P des Positionsbefehls zusammen. Demgemäß nimmt die Amplitude der periodischen Wellenlinie, die Kurve R' bildet, schnell ab, so dass Kurve R' der tatsächlichen Position ebenfalls Kurve P des Positionsbefehls folgt. Durch entsprechendes Einstellen des oben erwähnten vordefinierten Schwellenwerts (Distanz SL oder Zeit ST), wie in 9A und 9B gezeigt, überschreitet Kurve R der tatsächlichen Position den Bearbeitungsendpunkt in Bearbeitungsvorschubrichtung nicht. Das Auftreten eines sogenannten Nachlaufs kann verhindert werden.
10 ist ein Ablaufplan, der ein Beispiel für die Betriebe der in 6 gezeigten Steuervorrichtung zeigt.
Zunächst ermittelt die Steuervorrichtung 20 in Schritt S21 das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Oszillationsschneidstartbefehls. Wenn ein Oszillationsschneidstartbefehl empfangen wurde, wird das Oszillationsschneiden gestartet, und wenn ein solcher Befehl nicht empfangen wurde, endet die Bearbeitung des Werkstücks W.
Wenn das Oszillationsschneiden gestartet wurde, erzeugt der in 6 gezeigte Positionsbefehlserzeugungsteil 22 einen Positionsbefehl für die Vorschubachse M1 auf Basis der Bearbeitungsbedingungen, die im Bearbeitungsprogramm im Bearbeitungsbedingungsspeicherteil 29 beschrieben sind, z. B. Drehzahl des Werkstücks W oder Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs 11, und sendet den Positionsbefehl an den Steuerteil 26. Folglich erhält der Oszillationsgenehmigung/Oszillationsverbot-Benachrichtigungsteil 27 den Positionsbefehl für die Vorschubachse M1 (Schritt S22). Zu diesem Zeitpunkt kann der Oszillationsgenehmigung/Oszillationsverbot-Benachrichtigungsteil 27 die tatsächliche Position der Vorschubachse M1, die gemäß dem Positionsbefehl bewegt wurde, vom Codierer 32 erhalten.
In Schritt S23 liest der Oszillationsgenehmigung/Oszillationsverbot-Benachrichtigungsteil 27 sodann den Bearbeitungsendpunkt, der vorab im Bearbeitungsbedingungsspeicherteil 29 gespeichert wurde, und berechnet die Distanz zwischen dem oben beschriebenen Positionsbefehlswert und dem Bearbeitungsendpunkt. Ferner ermittelt der Oszillationsgenehmigung/Oszillationsverbot-Benachrichtigungsteil 27, ob die wie oben beschrieben berechnete Distanz kleiner gleich einem vordefinierten ersten Schwellenwert ist (z. B. Distanz SL, wie in 9A gezeigt), um zu ermitteln, ob der Positionsbefehl innerhalb des vordefinierten Bereichs in der Nähe des Bearbeitungsendpunkts liegt. Wenn die berechnete Distanz kleiner gleich dem vordefinierten ersten Schwellenwert ist, d. h., wenn der Wert des Positionsbefehls sich dem Bearbeitungsendpunkt näher, benachrichtigt der Oszillationsgenehmigung/Oszillationsverbot-Benachrichtigungsteil 27 folglich den Oszillationsbefehlserzeugungsteil 23 über das Erzeugungsverbot des Oszillationsbefehls (Schritt S24).
In Schritt S25 ermittelt der Oszillationsbefehlserzeugungsteil 23 sodann, ob eine Benachrichtigung über das Erzeugungsverbot des Oszillationsbefehls empfangen wurde. Wenn eine Benachrichtigung über das Erzeugungsverbot des Oszillationsbefehls empfangen wurde, erzeugt der Oszillationsbefehlserzeugungsteil 23 keinen Oszillationsbefehl. Anders ausgedrückt stellt der Oszillationsbefehlserzeugungsteil 23 den Oszillationsbefehl auf null ein, bis eine Benachrichtigung über das Erzeugungsverbot des Oszillationsbefehls endet. Der Lernermittlungsteil 31 stellt in diesem Fall den Oszillationsbefehl hingegen auf null ein und schaltet die Lernsteuerung unter Verwendung der Lernsteuereinheit 30 aus, bis die Benachrichtigung über das Erzeugungsverbot des Oszillationsbefehls endet. Da der Oszillationsgenehmigung/Oszillationsverbot-Benachrichtigungsteil 27 den Oszillationsbefehlserzeugungsteil 23 über das Erzeugungsverbot des Oszillationsbefehls benachrichtigt, kann ferner auch eine Konfiguration verwendet werden, bei der die Lernsteuereinheit 30 den Oszillationsbefehl auf null einstellt und die Lernsteuerung abschaltet, während keine Benachrichtigung über das Erzeugungsverbot des Oszillationsbefehls empfangen wird.
Wenn im obigen Schritt S25 hingegen ermittelt wird, dass die Benachrichtigung über das Erzeugungsverbot des Oszillationsbefehls nicht empfangen wurde, wird die Verarbeitung des nächsten Schritts S26 durchgeführt. In Schritt S26 berechnet der Oszillationsbefehlsberechnungsteil 23a des Oszillationsbefehlserzeugungsteils 23 den Oszillationsbefehl auf Basis der Drehzahl des Werkstücks W, die aus dem Bearbeitungsbedingungsspeicherteil 29 gelesen wird, und des Positionsbefehls, der vom oben erwähnten Positionsbefehlserzeugungsteil 22 erhalten wird. Dieser Oszillationsbefehl wird an den Additionsteil 24 gesendet.
Danach erzeugt der Additionsteil 24 in Schritt S27 einen resultierenden Befehl durch Addieren der Positionsabweichung, die der Unterschied zwischen dem vom Positionsbefehlserzeugungsteil 22 erhaltenen Positionsbefehl und der tatsächlichen Position der Vorschubachse M1 (Position-FB)-ist, zum oben erwähnten Oszillationsbefehl.
In Schritt S28 führt die Lernsteuereinheit 30 sodann eine Lernsteuerung durch, bei der der Korrekturbetrag des resultierenden Befehls auf Basis der aus dem oben erwähnten Oszillationsbefehl erhaltenen Oszillationsphase und des oben erwähnten resultierenden Befehls erhalten wird, und addiert den Korrekturbetrag zum oben erwähnten resultierenden Befehl.
Danach wird in Schritt S29 das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Befehls zum Beenden des Oszillationsschneidens ermittelt. Wenn ein Befehl zum Beenden des Oszillationsschneiden ausgegeben wurde, endet die Bearbeitung des Werkstücks W. Wenn hingegen kein Befehl zum Beenden des Oszillationsschneidens empfangen wurde, wird die Reihe der Prozesse von Schritt S22 bis S29 wiederholt.
Der oben beschriebene Betriebsablauf ist lediglich ein Beispiel und die vorliegende Erfindung ist nicht darauf begrenzt. In Schritt S23 beispielsweise kann der Oszillationsgenehmigung/Oszillationsverbot-Benachrichtigungsteil 27 anstatt eine Distanz die Zeit vom Positionsbefehlswert zum Bearbeitungsendpunkt berechnen. Der Oszillationsgenehmigung/Oszillationsverbot-Benachrichtigungsteil 27 kann ermitteln, ob der Positionsbefehl innerhalb des vordefinierten Bereichs des Bearbeitungsendpunkts liegt, indem er ermittelt, ob die Zeit kleiner gleich einem vordefinierten zweiten Schwellenwert ist (z. B. Zeit ST, wie in 9A gezeigt).
Man beachte, dass der Zeitpunkt, an dem die Lernsteuerung abgeschaltet wird, beim oben beschriebenen Lernermittlungsteil 31 der Zeitpunkt sein kann, an dem der vom Oszillationsbefehlserzeugungsteil 23 ausgegebene Oszillationsbefehl null wird. Ein solcher Zeitpunkt ist der Fall, wenn der Positionsbefehl, zu dem der Oszillationsbefehl addiert wurde, mit dem ursprünglichen Positionsbefehl übereinstimmt, wie der Abschnitt der Kurve Q' zu Zeit t_a , wie in 9A gezeigt. Beim Fall von 5 entspricht dies der Phase von 0°, 120°, 240° und 360°. Gemäß dem obigen Zeitpunkt ist es, während das Werkzeug 11 gemäß dem Positionsbefehl nach Addition des Oszillationsbefehls dazu bewegt wird, möglich, zu verhindern, dass die Bewegung des Werkzeugs 11 unmittelbar größtenteils auf die Bewegung gemäß nur dem Positionsbefehl gewechselt wird. Aus diesem Grund ist es nicht erforderlich, den Motor plötzlich zu belasten.
Wie bei den in 3 und 4B gezeigten Beispielen, wird ferner bevorzugt, den Zeitpunkt des Abschaltens der Lernsteuerung und den Zeitpunkt des Setzens des Oszillationsbefehls für alle Achsen auf null sogar dann zu synchronisieren, wenn das Werkzeug 11 unter Verwendung einer Mehrzahl von Achsen wie z. B. der Vorschubachsen M1, M2 usw. (z. B. Verjüngungsbearbeitung) oszilliert wird.
Wenn beispielsweise eine Verjüngungsbearbeitung durchgeführt wird, wie in 3 und 4B gezeigt, sind Steuerteile 26 für die jeweiligen Vorschubachsen M1 und M2 bereitgestellt. Wie in 6 gezeigt, umfasst jeder der Steuerteile 26 jeder der Vorschubachsen M1 und M2 in einem solchen Fall einen Oszillationsbefehlserzeugungsteil 23, einen Additionsteil 24, einen Subtraktionsteil 25, eine Lernsteuereinheit 30, einen Lernermittlungsteil 31, einen Positionsgeschwindigkeitssteuerteil 34 und einen Benachrichtigungsteil 36. Wie in 6 gezeigt, ist ferner der Benachrichtigungsteil 36 im Lernermittlungsteil 31 des Steuerteils 26 der Vorschubachse M1 bereitgestellt und benachrichtigt der Lernermittlungsteil 31 den Lernermittlungsteil 31 des Steuerteils 26 der anderen Vorschubachse M2 (siehe 3) unter Verwendung des Benachrichtigungsteils 36 über das Ermittlungsergebnis des Lernermittlungsteils 31.
Durch Verwendung einer solchen Benachrichtigungsfunktion ist es, was den Steuerteil 26 einer Vorschubachse aus der Mehrzahl von Vorschubachsen, die zusammenwirken, um ein Oszillationsschneiden durchzuführen, betrifft, wenn der Lernermittlungsteil 31 die Lernsteuerung gemäß der Benachrichtigung über das Erzeugungsverbot des Oszillationsbefehls an den Oszillationsbefehlserzeugungsteil 23 abschaltet, möglich, die Lernsteuerung abzuschalten und den Oszillationsbefehl für die Steuerteile 26 aller anderen Vorschubachsen auf null einzustellen.
Anders ausgedrückt wird bevorzugt, dass, wenn ein Steuerteil 26 für jede einer Mehrzahl von Vorschubachsen bereitgestellt ist, der Lernermittlungsteil 31 des Steuerteils 26 für jede Vorschubachse zumindest eines der Selbstermittlung zum Abschalten der Lernsteuerung und der Ermittlung zum Abschalten der Lernsteuerung, die vom Lernermittlungsteil 31 eines anderen Steuerteils 26 benachrichtigt wird, um die Lernsteuerung abzuschalten und den Oszillationsbefehl auf null einzustellen.
Auch wenn die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf repräsentative Ausführungsformen beschrieben wurde, wird der Fachmann verstehen, dass die oben beschriebenen Modifikationen der Ausführungsformen und diverse andere Modifikationen, Auslassungen und Ergänzungen vorgenommen werden können, ohne sich vom Umfang der vorliegenden Erfindung zu entfernen.
Ferner können zum Lösen des zumindest einen Problems der vorliegenden Offenbarung diverse Ausführungsformen und Wirkungen dieser, wie nachstehend beschrieben, bereitgestellt werden.
Der erste Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt eine Steuervorrichtung (20) zum Steuern einer Werkzeugmaschine (10) zum Schneiden einer Außenumfangsfläche oder einer Innenumfangsfläche eines Werkstücks (W) mit einem Werkzeug (11) bereit, wobei die Werkzeugmaschine eine Spindel (M0) zum Durchführen einer relativen Drehung zwischen dem Werkstück (W) und dem Werkzeug (11) um eine Mittelachse des Werkstücks und zumindest eine Vorschubachse (M1, M2) zum Durchführen eines relativen Vorschubs zwischen dem Werkzeug (11) und dem Werkstück (W) entlang einer Erzeugenden der Außenumfangsfläche oder Innenumfangsfläche des Werkstücks (W) aufweist, wobei die Steuervorrichtung umfasst:

einen Positionsbefehlserzeugungsteil (22) zum Erzeugen eines Positionsbefehls für die zumindest eine Vorschubachse (M1, M2) auf Basis einer relativen Drehzahl des Werkstücks (W) und des Werkzeugs (11) und einer relativen Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs (11) und des Werkstücks (W); und
einen Vorschubachsensteuerteil (26), der die zumindest eine Vorschubachse gemäß dem Positionsbefehl steuert, wobei:
- der Vorschubachsensteuerteil (26) einen Oszillationsbefehlserzeugungsteil (23) umfasst, der einen Oszillationsbefehl für die zumindest eine Vorschubachse (M1, M2) auf Basis der Drehzahl und des Positionsbefehls erzeugt, so dass das Werkzeug (11) das Werkstück (W) in einer Oszillationsfrequenz intermittierend schneidet, die ein positives nichtganzzahliges Vielfaches der Drehzahl ist, und der Vorschubachsensteuerteil so konfiguriert ist, dass er die zumindest eine Vorschubachse (M1, M2) auf Basis eines resultierenden Befehls steuert, der durch Addieren des Oszillationsbefehls zu einer Positionsabweichung erhalten wird, die ein Unterschied zwischen dem Positionsbefehl und einer tatsächlichen Position der zumindest einen Vorschubachse (M1, M2) ist;
wobei die Steuervorrichtung (20) ferner einen Oszillationsgenehmigung/Oszillationsverbot-Benachrichtigungsteil umfasst (27), der den Oszillationsbefehlserzeugungsteil (23) über die Oszillationsgenehmigung des Oszillationsbefehls benachrichtigt, wenn der Wert des Positionsbefehls nicht innerhalb eines vordefinierten Bereichs vom Bearbeitungsstopppunkt des Werkstücks (W) liegt, der vorab in der Steuervorrichtung (20) gespeichert wurde, und der den Oszillationsbefehlserzeugungsteil (27) über das Erzeugungsverbot des Oszillationsbefehls benachrichtigt, wenn der Wert des Positionsbefehls innerhalb des vordefinierten Bereichs liegt; wobei:
- der Vorschubachsensteuerteil (26) ferner umfasst:
  - eine Lernsteuereinheit (30), die einen Lernsteuerung durchführt, um einen Korrekturbetrag des resultierenden Befehls zu erhalten, auf Basis einer aus dem Oszillationsbefehl erhaltenen Oszillationsphase und des resultierenden Befehls und die den Korrekturbetrag zum resultierenden Befehl addiert; und
  - einen Ermittlungsteil (31), der ermittelt, ob der Oszillationsbefehlserzeugungsteil (23) über die Erzeugungsgenehmigung oder das Erzeugungsverbot des Oszillationsbefehls benachrichtigt wurde, und bei der Ermittlung wird, wenn eine Benachrichtigung über die Erzeugungsgenehmigung des Oszillationsbefehls empfangen wurde, die Lernsteuereinheit eingeschaltet, und wird, wenn die Benachrichtigung über das Erzeugungsverbot des Oszillationsbefehls empfangen wurde, der Oszillationsbefehl auf null eingestellt und die Lernsteuerung abgeschaltet.

Der zweite Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt eine Steuervorrichtung (20) des obigen ersten Aspekts bereit, wobei der Oszillationsgenehmigung/Oszillationsverbot-Benachrichtigungsteil (27) eine Funktion zum Berechnen einer Distanz oder Zeit zwischen dem Wert des Positionsbefehls und dem Bearbeitungsendpunkt, der vorab in der Steuervorrichtung (20) gespeichert wurde, und zum Ermitteln, ob der Wert des Positionsbefehls innerhalb des vordefinierten Bereichs in der Nähe des Bearbeitungsstopppunkt liegt, indem ermittelt wird, ob die Distanz oder Zeit nicht größer als ein vordefinierter Schwellenwert ist, aufweist.
Gemäß dem obigen ersten Aspekt und dem zweiten Aspekt kann das Auftreten eines Nachlaufs sogar dann verhindert werden, wenn eine Lernsteuerung, die die Oszillationsamplitude unter Annäherung zum Bearbeitungsendpunkt verringert, auf das Oszillationsschneiden angewandt wird, da die Lernsteuerung abgeschaltet wird, wenn der Positionsbefehlswert innerhalb eines vordefinierten Bereichs in der Nähe des Bearbeitungsendpunkts liegt.
Der dritte Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt die Steuervorrichtung (20) des obigen ersten Aspekts oder zweiten Aspekts bereit, wobei der Zeitpunkt, an dem die Lernsteuerung im Ermittlungsteil (31) abgeschaltet wird, der Zeitpunkt ist, an dem der Oszillationsbefehl null wird.
Gemäß dem obigen dritten Aspekt wird der Motor nicht plötzlich belastet, während das Werkzeug mit dem Positionsbefehl nach Addition des Oszillationsbefehls zu diesem bewegt wird, da es möglich ist, zu verhindern, dass das Werkzeug sehr unmittelbar nur durch den Positionsbefehl größtenteils auf die Bewegung des Werkzeugs gewechselt wird.
Der vierte Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt die Steuervorrichtung (20) eines beliebigen des obigen ersten Aspekts bis dritten Aspekts bereit, wobei der Vorschubachsensteuerteil (26) für jede einer Mehrzahl von Vorschubachsen (M1, M2) bereitgestellt ist, und
der Ermittlungsteil (31) jedes Vorschubachsensteuerteils (26) alle der Benachrichtigungsteile der Vorschubachsensteuerteile (26) benachrichtigt, wenn er ein Abschalten der Lernsteuerung ermittelt, und
der Ermittlungsteil (31) jedes Vorschubachsensteuerteils (26) den Oszillationsbefehl auf null einstellt und die Lernsteuerung abschaltet, unter Verwendung zumindest eines von einer Selbstermittlung des Abschaltens der Lernsteuerung und der Ermittlung zum Abschalten der Lernsteuerung, die vom Ermittlungsteil (31) eines anderen Vorschubachsensteuerteils (26) empfangen wird.
Gemäß dem obigen vierten Aspekt kann die gleiche Wirkung einer Nachlaufverhinderung wie beim ersten Aspekt sogar dann erzielt werden, wenn ein Oszillationsschneiden unter Verwendung einer Mehrzahl von Vorschubachsen, wie bei der Verjüngungsbearbeitung, durchgeführt wird.
Der fünfte Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt den Steuerteil (20) eines beliebigen des obigen ersten Aspekts bis vierten Aspekts bereit, wobei der Oszillationsbefehlserzeugungsteil (23) den Oszillationsbefehl durch Subtraktion der Oszillationsamplitude von einer Referenzachse einer Kosinuswelle als Versatzwert erzeugt.
Gemäß dem obigen fünften Aspekt ist es möglich, die Position des Werkzeugs auf Basis des Befehlswerts nach Addition des Oszillationsbefehls zum Positionsbefehl mit dem Positionsbefehl zu steuern, die die Zielposition des Werkzeugs in Bearbeitungsvorschubrichtung ist, wobei es sich um den oberen Grenzwert handelt.
Der sechste Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt die Steuervorrichtung (20) eines beliebigen des obigen ersten Aspekts bis fünften Aspekts bereit, wobei der Oszillationsbefehlserzeugungsteil (23) eine Oszillationsfrequenz des Oszillationsbefehls so erzeugt, dass das Werkstück (W) oder das Werkzeug (11) jedes Mal, wenn das Werkstück oder das Werkzeug eine Umdrehung macht, auf Basis der Drehzahl um einen halben Zyklus verschoben wird, und eine Oszillationsamplitude des Oszillationsbefehls auf Basis der Drehzahl und des Positionsbefehls erzeugt.
Gemäß dem obigen sechsten Aspekt kann die Oszillationsamplitude minimiert werden, da die Oszillationsfrequenz des Oszillationsbefehls jedes Mal, wenn das Werkstück oder das Werkzeug eine Umdrehung macht, um einen halben Zyklus verschoben wird. Folglich kann ein intermittierendes Schneiden effizient durchgeführt werden.
Der siebte Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt die Steuervorrichtung (20) eines beliebigen des obigen ersten Aspekts bis sechsten Aspekts bereit, wobei der Oszillationsbefehlserzeugungsteil (23) die Oszillationsfrequenz und die Oszillationsamplitude des Oszillationsbefehls derart erzeugt, dass das Drehmoment der zumindest einen Vorschubachse (M1, M2) einen vordefinierten Wert nicht überschreitet.
Gemäß dem obigen siebten Aspekt kann eine Motordrehmomentsättigung verhindert werden, wenn die Vorschubachse auf Basis des Positionsbefehls nach Addition des Oszillationsbefehls zu diesem angetrieben wird.
Der achte Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt die Steuervorrichtung (20) eines beliebigen des ersten Aspekts bis sieben Aspekts bereit, wobei der Oszillationsbefehlserzeugungsteil (23) die Oszillationsfrequenz und die Oszillationsamplitude auf Basis einer Steuerbandbreite der Lernsteuerung erzeugt, so dass das Lernen konvergiert.
Gemäß dem obigen achten Aspekt kann ein geeigneterer Oszillationsbefehl erhalten werden.
Der neunte Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt die Steuervorrichtung (20) eines beliebigen des obigen ersten Aspekts bis achten Aspekts bereit, wobei der Oszillationsbefehlserzeugungsteil (23) die Oszillationsfrequenz und die Oszillationsamplitude auf Basis einer gewünschten Länge von Spänen erzeugt, die durch das Werkzeug (11) erzeugt werden, das das Werkstück (W) bearbeitet.
Gemäß dem obigen neunten Aspekt kann ein Schädigung des Werkstücks verhindert werden, wenn kurze Späne gewünscht sind. Wenn lange Späne gewünscht sind, ist es möglich, das Drehmoment zu supprimieren und die Last auf das Werkzeug zu verringern.
Der zehnte Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt die Steuervorrichtung (20) gemäß einem beliebigen des obigen ersten Aspekts bis neunten Aspekts bereit, wobei das Werkstück (W) einen Eckteil (35a) umfasst, der mit dem radial äußersten Abschnitt des Werkstücks auf der Seite, die radial einwärtiger als der radial äußerste Teil in einem Querschnitt entlang dessen Mittelachse liegt, nicht durchgehend ist.

Claims

Steuervorrichtung (20) zum Steuern einer Werkzeugmaschine (10) zum Schneiden einer Außenumfangsfläche oder einer Innenumfangsfläche eines Werkstücks (W) mit einem Werkzeug (11), wobei die Werkzeugmaschine eine Spindel (M0) zum Durchführen einer relativen Drehung zwischen dem Werkstück und dem Werkzeug um eine Mittelachse des Werkstücks und zumindest eine Vorschubachse (M1, M2) zum Durchführen eines relativen Vorschubs zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück entlang einer Erzeugenden der Außenumfangsfläche oder Innenumfangsfläche des Werkstücks aufweist, wobei die Steuervorrichtung umfasst: einen Positionsbefehlserzeugungsteil (22) zum Erzeugen eines Positionsbefehls für die zumindest eine Vorschubachse auf Basis einer relativen Drehzahl des Werkstücks und des Werkzeugs und einer relativen Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs und des Werkstücks; und einen Vorschubachsensteuerteil (26), der die zumindest eine Vorschubachse gemäß dem Positionsbefehl steuert, wobei: der Vorschubachsensteuerteil einen Oszillationsbefehlserzeugungsteil (23) umfasst, der einen Oszillationsbefehl für die zumindest eine Vorschubachse auf Basis der Drehzahl und des Positionsbefehls erzeugt, so dass das Werkzeug das Werkstück in einer Oszillationsfrequenz intermittierend schneidet, die ein positives nichtganzzahliges Vielfaches der Drehzahl ist, und der Vorschubachsensteuerteil so konfiguriert ist, dass er die zumindest eine Vorschubachse auf Basis eines resultierenden Befehls steuert, der durch Addieren des Oszillationsbefehls zu einer Positionsabweichung erhalten wird, die ein Unterschied zwischen dem Positionsbefehl und einer tatsächlichen Position der zumindest einen Vorschubachse ist; wobei die Steuervorrichtung ferner einen Oszillationsgenehmigung/Oszillationsverbot-Benachrichtigungsteil (27) umfasst, der den Oszillationsbefehlserzeugungsteil über die Oszillationsgenehmigung des Oszillationsbefehls benachrichtigt, wenn der Wert des Positionsbefehls nicht innerhalb eines vordefinierten Bereichs vom Bearbeitungsstopppunkt des Werkstücks liegt, der vorab in der Steuervorrichtung gespeichert wurde, und der den Oszillationsbefehlserzeugungsteil über das Erzeugungsverbot des Oszillationsbefehls benachrichtigt, wenn der Wert des Positionsbefehls innerhalb des vordefinierten Bereichs liegt; wobei: der Vorschubachsensteuerteil ferner umfasst: eine Lernsteuereinheit (30), die einen Lernsteuerung durchführt, um einen Korrekturbetrag des resultierenden Befehls zu erhalten, auf Basis einer aus dem Oszillationsbefehl erhaltenen Oszillationsphase und des resultierenden Befehls und die den Korrekturbetrag zum resultierenden Befehl addiert; und einen Ermittlungsteil (31), der ermittelt, ob der Oszillationsbefehlserzeugungsteil über die Erzeugungsgenehmigung oder das Erzeugungsverbot des Oszillationsbefehls benachrichtigt wurde, und bei der Ermittlung wird, wenn eine Benachrichtigung über die Erzeugungsgenehmigung des Oszillationsbefehls empfangen wurde, die Lernsteuereinheit eingeschaltet, und wird, wenn die Benachrichtigung über das Erzeugungsverbot des Oszillationsbefehls empfangen wurde, der Oszillationsbefehl auf null eingestellt und die Lernsteuerung abgeschaltet.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Oszillationsgenehmigung/Oszillationsverbot-Benachrichtigungsteil eine Funktion zum Berechnen einer Distanz oder Zeit zwischen dem Wert des Positionsbefehls und dem Bearbeitungsstopppunkt, der vorab in der Steuervorrichtung gespeichert wurde, und zum Ermitteln, ob der Wert des Positionsbefehls innerhalb des vordefinierten Bereichs in der Nähe des Bearbeitungsstopppunkt liegt, indem ermittelt wird, ob die Distanz oder Zeit nicht größer als ein vordefinierter Schwellenwert ist, aufweist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Zeitpunkt, an dem die Lernsteuerung im Ermittlungsteil abgeschaltet wird, der Zeitpunkt ist, an dem der Oszillationsbefehl null wird.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Vorschubachsensteuerteil für jede einer Mehrzahl von Vorschubachsen bereitgestellt ist, und der Ermittlungsteil jedes Vorschubachsensteuerteils alle der Benachrichtigungsteile der Vorschubachsensteuerteile benachrichtigt, wenn er ein Abschalten der Lernsteuerung ermittelt, und der Ermittlungsteil jedes Vorschubachsensteuerteils den Oszillationsbefehl auf null einstellt und die Lernsteuerung abschaltet, unter Verwendung zumindest eines von einer Selbstermittlung des Abschaltens der Lernsteuerung und der Ermittlung zum Abschalten der Lernsteuerung, die vom Ermittlungsteil eines anderen Vorschubachsensteuerteils empfangen wird.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Oszillationsbefehlserzeugungsteil den Oszillationsbefehl durch Subtraktion der Oszillationsamplitude von einer Referenzachse einer Kosinuswelle als Versatzwert erzeugt.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Oszillationsbefehlserzeugungsteil eine Oszillationsfrequenz des Oszillationsbefehls so erzeugt, dass das Werkstück oder das Werkzeug jedes Mal, wenn das Werkstück oder das Werkzeug eine Umdrehung macht, auf Basis der Drehzahl um einen halben Zyklus verschoben wird, und eine Oszillationsamplitude des Oszillationsbefehls auf Basis der Drehzahl und des Positionsbefehls erzeugt.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Oszillationsbefehlserzeugungsteil die Oszillationsfrequenz und die Oszillationsamplitude des Oszillationsbefehls derart erzeugt, dass das Drehmoment der zumindest einen Vorschubachse einen vordefinierten Wert nicht überschreitet.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Oszillationsbefehlserzeugungsteil die Oszillationsfrequenz und die Oszillationsamplitude auf Basis einer Steuerbandbreite der Lernsteuerung erzeugt, so dass das Lernen konvergiert.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Oszillationsbefehlserzeugungsteil die Oszillationsfrequenz und die Oszillationsamplitude auf Basis einer gewünschten Länge von Spänen erzeugt, die vom Werkzeug erzeugt werden, das das Werkstück bearbeitet.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Werkstück einen Eckteil (35a) umfasst, der mit dem radial äußersten Abschnitt des Werkstücks auf der Seite, die radial einwärtiger als der radial äußerste Teil in einem Querschnitt entlang dessen Mittelachse liegt, nicht durchgehend ist.