DE102018202577A1

DE102018202577A1 - Betriebssteuerungsverfahren in einer Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE102018202577A1
Application number: DE102018202577.0A
Authority: DE
Inventors: Takaaki Tanaka; Ryosuke Sasaki
Original assignee: Okuma Corp; Okuma Machinery Works Ltd
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 2017-02-24
Filing date: 2018-02-20
Publication date: 2018-08-30
Also published as: JP2018139074A; CN108500732A; CN108500732B; JP6803261B2; US20180243833A1; US10913121B2

Abstract

Ein Betriebssteuerungsverfahren für eine Werkzeugmaschine (10), die eine Mehrzahl von Werkzeughaltern (A, B) mit einem Schneidwerkzeug (31, 32) enthält, wird bereitgestellt. Die Werkzeugmaschine (10) bewegt die Werkzeughalter (A, B) relativ bezüglich eines Werkstücks (W), um das Werkstück (W) zu bearbeiten. Das Betriebssteuerungsverfahren enthält einen ersten Schritt eines Bestimmens, ob während einer Bearbeitung eine Abnormität an dem Schneidwerkzeug (91,32) aufgetreten ist, oder nicht, einen zweiten Schritt eines Bestimmens, ob eine Simultanbearbeitung, bei der zumindest zwei oder mehrere der Werkzeughalter (A, B) die Bearbeitungen an einem identischen Werkstück (W) durchführen, ausgeführt wird, oder nicht, und, wenn die Abnormität erfasst wird, ob das Schneidwerkzeug (31, 32), das die erfasste Abnormität hat, das Schneidwerkzeug (31, 32) ist, das die Simultanbearbeitung durchführt, oder nicht, und einen dritten Schritt eines Veranlassen des Werkzeughalters (A, B) mit dem Schneidwerkzeug (31, 32), das die erfasste Abnormität hat, eine Abnormitätsvermeidungsoperation auszuführen, und eines anderen von den Werkzeughaltern (A, B), basierend auf einem Bestimmungsergebnis in dem zweiten Schritt, eine Reaktionsoperation auszuführen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Betriebssteuerungsverfahren für einen Betrieb, wenn beispielsweise eine Abnormität in einem Schneidwerkzeug während einer Simultanbearbeitung, bei der eine Mehrzahl von Werkzeughaltern in einer Werkzeugmaschine, wie beispielsweise einer NC-Drehmaschine, betrieben wird, auftritt.
Herkömmlich gab es ein Bearbeitungsverfahren, das die Bearbeitung an einem Werkstück durch Betreiben einer Mehrzahl von Werkzeughaltern durchführt, was Simultanbearbeitung genannt wird. Die Simultanbearbeitung enthält beispielsweise ein Verfahren, das eine NC-Drehmaschine verwendet, die eine Mehrzahl von Schneidwerkzeughaltenden Werkzeughaltern enthält, die Mehrzahl der Schneidwerkzeuge gleichzeitig an einem Werkstück anwendet und unterschiedliche Bearbeitungen unter Verwendung der jeweiligen Schneidwerkzeuge simultan ausführt (dargestellt in 3). Mit einer solchen Simultanbearbeitung kann eine Bearbeitungsdauer für das Werkstück verkürzt werden. Darüber hinaus führen, wie beispielsweise in der Veröffentlichung der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 9-150348 , zwei Schneidwerkzeuge in einem Drehprozess eines langen Werkstück eine Bearbeitung so aus, dass ein Werkstück dazwischenliegend ist, um eine Verringerung einer Verformung des Werkstücks und ein Erreichen einer genauen Bearbeitung sicherzustellen.
Andererseits wurde ein Verfahren entwickelt, das, wenn eine Abnormität während der Bearbeitung erfasst wird, eine Beschädigung an dem Werkstück und der Werkzeugmaschine durch ein Zurückziehen des Schneidwerkzeugs von dem Werkstück verhindert. Beispielsweise wird bei einem in der Veröffentlichung der geprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 7-25006 beschriebenen Verfahren eine auf ein Werkstück aufgebrachte Schneidlastrichtung eingeholt und, wenn eine Abnormität erfasst wird, wird ein Schneidwerkzeug in einer Richtung entgegengesetzt zu der Schneidlastrichtung zurückgezogen.
Hier muss in dem Fall, in dem ein Schneidwerkzeug basierend auf einer Erfassung einer Abnormität während einer Simultanbearbeitung in einer Werkzeugmaschine, die, wie oben beschrieben, eine Mehrzahl von Werkzeughaltern enthält, von einem Werkstück zurückgezogen wird, eine Zurückzieh-Operation, bei der ein Zustand von anderen Werkzeughaltern in Betracht gezogen wird, ausgeführt werden. Als ein Beispiel wird eine Bearbeitung, um ein Werkstück W, das einen Außendurchmesser von ∅ 40 mm hat, auf ∅ 30 mm fertig zu bearbeiten, verwendet. Dabei wird angenommen, dass ein in 3 an einem Werkzeughalter A installiertes Schneidwerkzeug 31 (hier ein Werkzeugeinsatz für eine Schruppbearbeitung) den Außendurchmesser auf ∅ 30,4 mm verringert und ein an einem Werkzeughalter B installiertes Schneidwerkzeug 32 (hier ein Werkzeugeinsatz für eine Endbearbeitung) den Außendurchmesser auf ∅ 30 mm schlichtet. Da der Werkzeughalter B dem Werkzeughalter A nachfolgt, steigt, wenn eine Abnormität bei dem Schneidwerkzeug 31 an dem Werkzeughalter A auftritt und dann der Werkzeughalter A zurückgezogen wird, in diesem Fall eine Schnitttiefe des Schneidwerkzeugs 32 des Werkzeughalters B von 0,2 mm auf 5,0 mm an. Dementsprechend steigt eine auf das Schneidwerkzeug 32 aufgebrachte Last sprunghaft an, was folglich zu einem Bruch des Schneidwerkzeugs 32 und einer Beschädigung des Werkstücks W führt.
Es wird angenommen, dass, während die zwei Schneidwerkzeuge die Bearbeitung so ausführen, dass sie das Werkstück dazwischen eingebracht haben, eine Abnormität bei einem der Schneidwerkzeuge erfasst wird, und dann die Zurückzieh-Operation veranlasst wird. Dabei wird aufgrund eines Fehlens eines Verformungsverringerungseffekts auf das Werkstück, der durch die zwei Schneidwerkzeuge, die das Werkstück dazwischen nehmen, bereitgestellt wird, eine verschlechterte Bearbeitungsgenauigkeit verursacht (beispielsweise wird, wie in 4 dargestellt, eine Situation, die zuerst durch eine zwei-Punkt-Linie angegeben ist, so verändert, dass sich das Werkstück W, wie durch eine durchgehende Linie angegeben, aufgrund des Zurückziehens des Werkzeughalter B biegt).
Dementsprechend wurde, wenn eine Abnormität während der Simultanbearbeitung erfasst wurde, die Bearbeitung mit all den Schneidwerkzeugen angehalten und all die Schneidwerkzeuge wurden von dem Werkstück zurückgezogen.
Wenn man eine Drehmaschine, die beispielsweise eine Nebenspindel enthält, als eine Werkzeugmaschine in Betracht zieht, die eine Bearbeitung durch Betreiben einer Mehrzahl von Werkzeughaltern durchführt, führen jedoch eine Hauptspindel und die Nebenspindel die Bearbeitungen möglicherweise an jeweils unterschiedlichen Werkstücken durch. Obwohl in einer solchen Situation beispielsweise eine Abnormität bei der Bearbeitung der Hauptspindel erfasst wird, wird dementsprechend angenommen, dass die Bearbeitungen mit allen Schneidwerkzeugen gestoppt werden und die Schneidwerkzeuge von den Werkstücken zurückgezogen werden. Dabei wird, selbst wenn sich die Abnormität der Hauptspindel nicht auf sie auswirkt, die Bearbeitung an der Nebenspindel angehalten und somit wird dadurch, dass eine Kompetenz und Zeit für eine Wiederherstellung erforderlich sind, ein Bearbeitungswirkungsgrad verschlechtert. Darüber hinaus ist es möglich, dass das Werkstück überhaupt nicht weiter bearbeitet werden kann.
Die Erfindung wurde hinsichtlich der oben beschriebenen Probleme getätigt, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Betriebssteuerungsverfahren in einer Werkzeugmaschine bereitzustellen, das, wenn eine Abnormität während der Bearbeitung bestimmt wird, eine geeignete Reaktionsbearbeitung in Abhängigkeit eines Bearbeitungszustands ausführen kann.
Die Aufgabe wird durch ein Betriebssteuerungsverfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Eine vorteilhafte Weiterentwicklung ist Gegenstand des abhängigen Anspruchs.
Um die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, wird, gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung, ein Betriebssteuerungsverfahren in einer Werkzeugmaschine bereitgestellt. Die Werkzeugmaschine enthält eine Mehrzahl von Werkzeughaltern mit jeweils einem Schneidwerkzeug, und bewegt die Werkzeughalter relativ bezüglich eines Werkstücks, um das Werkstück zu bearbeiten. Das Betriebssteuerungsverfahren enthält einen ersten Schritt eines Bestimmens, ob eine Abnormität bei dem Schneidwerkzeug während eines Bearbeitens aufgetreten ist, oder nicht. Ferner enthält das Bearbeitungssteuerungsverfahren einen zweiten Schritt eines Bestimmens, wenn die Abnormität bestimmt wird, ob eine Simultanbearbeitung, bei der zumindest zwei oder mehrere der Werkzeughalter die Bearbeitungen an einem identischen Werkstück durchführen, ausgeführt wird, oder nicht, und ob das Schneidwerkzeug, das die erfasste Abnormität aufweist, das Schneidwerkzeug ist, das das Simultanbearbeiten durchführt, oder nicht. Ferner enthält das Betriebssteuerungsverfahren einen dritten Schritt eines Veranlassens, dass, basierend auf einem Bestimmungsergebnis in dem zweiten Schritt, der Werkzeughalter mit dem Schneidwerkzeug, das die erfasste Abnormität hat, eine Abnormitätsvermeidungsoperation ausführt, und ein anderer der Werkzeughalter eine Reaktionsoperation ausführt.
Um die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, ist die Erfindung, gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung, ein Betriebssteuerungsverfahren in einer Werkzeugmaschine. Die Werkzeugmaschine enthält eine Mehrzahl von Werkzeughaltern mit einem Schneidwerkzeug und bewegt die Werkzeughalter relativ bezüglich eines Werkstücks, um das Werkstück zu bearbeiten. Das Betriebssteuerungsverfahren enthält einen ersten Schritt eines Bestimmens, ob während eines Bearbeitens eine Abnormität bei dem Schneidwerkzeug aufgetreten ist, oder nicht. Ferner enthält das Betriebssteuerungsverfahren einen zweiten Schritt eines Bestimmens, wenn die Abnormität erfasst wird, ob eine Simultanbearbeitung, bei der zumindest zwei oder mehrere der Werkzeughalter die Bearbeitungen an einem identischen Werkzeug ausführen, durchgeführt wird, oder nicht, und ob das Schneidwerkzeug, das die erfasste Abnormität hat, das Schneidwerkzeug ist, das die Simultanbearbeitung ausführt, oder nicht. Ferner enthält das Betriebssteuerungsverfahren einen dritten Schritt eines Bestimmens eines Ausmaßes eines Effekts auf die Bearbeitung mit einem anderen der Werkzeughalter in dem Fall, in dem der Werkzeughalter mit dem Schneidwerkzeug, das die erfasste Abnormität hat, veranlasst wird, eine Abnormitätsvermeidungsoperation auszuführen. Darüber hinaus enthält das Betriebssteuerungsverfahren einen vierten Schritt eines Veranlassens, dass, basierend auf Bestimmungsergebnissen in dem zweiten Schritt und dem dritten Schritt, der Werkzeughalter mit dem Schneidwerkzeug, das die erfasste Abnormität hat, die Abnormitätsvermeidungsoperation ausführt und der andere der Werkzeughalter eine Reaktionsoperation ausführt.
Um die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, ist die Erfindung, gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung, ein Betriebssteuerungsverfahren in einer Werkzeugmaschine. Die Werkzeugmaschine enthält eine Mehrzahl von Werkzeughaltern mit einem Schneidwerkzeug und bewegt die Mehrzahl der Werkzeughalter relativ bezüglich eines Werkstücks, um das Werkstück simultan zu bearbeiten. Das Betriebssteuerungsverfahren enthält einen ersten Schritt eines Bestimmens, ob eine Abnormität bei dem Schneidwerkzeug während eines Bearbeitens aufgetreten ist, oder nicht. Ferner enthält das Betriebssteuerungsverfahren einen zweiten Schritt eines Bestimmens eines Ausmaßes eines Effekts auf die Bearbeitung mit einem anderen der Werkzeughalter in dem Fall, in dem der Werkzeughalter mit dem Schneidwerkzeug, das die erfasste Abnormität hat, wenn die Abnormität erfasst wird, veranlasst wird, eine Abnormitätsvermeidungsoperation auszuführen. Ferner enthält das Betriebssteuerungsverfahren einen dritten Schritt eines Veranlassens des Werkzeughalters mit dem Schneidwerkzeug, das die erfasste Abnormität hat, die Abnormitätsvermeidungsoperation auszuführen, und des anderen der Werkzeughalter, eine Reaktionsoperation auszuführen, basierend auf einem Bestimmungsergebnis in den zweiten Schritt.
In der Erfindung gemäß einem vierten Aspekt entsprechend dem zweiten Aspekt oder dem dritten Aspekt kann bei einer Bestimmung des Ausmaßes des Effekts auf die Bearbeitung mit dem anderen der Werkzeughalter in dem Fall, in dem der Werkzeughalter mit dem Schneidwerkzeug, das die erfasste Abnormität hat, veranlasst wird, die Abnormitätsvermeidungsoperation auszuführen, das Betriebssteuerungsverfahren zumindest eines von einem Verfahren eines Bestimmens der Größe von einem Veränderungsausmaß einer Schnitttiefe an dem Werkstück basierend auf einer derzeitigen Position und einer Verfahrrichtung von jedem der Werkzeughalter, und von einem Verfahren eines Bestimmens der Größe davon, ob, basierend auf der derzeitigen Position von jedem der Werkzeughalter, jeder der Werkzeughalter in einem im Voraus eingestellten betroffenen Bereich ist, oder nicht, ausführen.
Mit dieser Ausführungsform wird bestimmt, ob, wenn die Abnormität bei dem Schneidwerkzeug, das die Bearbeitung durchführt, erfasst wird (der erste und der zweite Aspekt), die Simultanbearbeitung, bei der zumindest zwei oder mehrere der Werkzeughalter die Bearbeitungen an demselben Werkstück durchführen, ausgeführt wird, oder nicht, und ob das Schneidwerkzeug, das die erfasste Abnormität hat, das Schneidwerkzeug ist, das die Simultanbearbeitung durchführt, oder nicht. Mit der Erfindung wird die Größe des Effekts auf die Bearbeitung mit den anderen der Werkzeughalter in dem Fall bestimmt, in dem der Werkzeughalter mit dem Schneidwerkzeug, das die erfasste Abnormität hat, veranlasst wird, die Abnormitätsvermeidungsoperation auszuführen (der zweite und der dritte Aspekt). Dann wird der Werkzeughalter mit dem Schneidwerkzeug, das die erfasste Abnormität hat, veranlasst, die Abnormitätsvermeidungsoperation auszuführen und der andere der Werkzeughalter wird veranlasst, die Reaktionsoperation basierend auf diesen Bestimmungsergebnissen auszuführen. Dementsprechend kann, selbst wenn die Abnormität bei einem der Werkzeughalter aufgetreten ist, die Bearbeitung beispielsweise fortgesetzt werden wenn die Simultanbearbeitung nicht durchgeführt wird und wenn der Effekt auf die Bearbeitung mit dem anderen der Werkzeughalter gering ist. Somit werden ein Aufwand und eine Zeit, die für eine Wiederherstellung erforderlich sind, verringert, um eine Verbesserung bei einem Bearbeitungswirkungsgrad und eine Verringerung der Anzahl der Werkstücke mit Bearbeitungsfehlern sicherzustellen.

1 ist eine erklärende Ansicht, die eine NC-Drehmaschine darstellt,
2 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Betriebssteuerung darstellt, wenn während einer Simultanbearbeitung eine Abnormität erfasst wird.
3 ist eine erklärende Ansicht, die eine beispielhafte Simultanbearbeitung in der NC-Drehmaschine darstellt.
4 ist eine erklärende Ansicht, die eine andere beispielhafte Simultanbearbeitung in der NC-Drehmaschine darstellt.
5 ist ein Diagramm, das ein Verformungsausmaß eines vorbestimmten Werkstücks abschätzt, wenn das Werkstück mit einer vorbestimmten Schneidkraft bearbeitet wird.

Das Folgende beschreibt ein Betriebssteuerungsverfahren in einer NC-Drehmaschine 10 als eine Ausführungsform der Erfindung basierend auf den Zeichnungen im Detail.
1 ist eine erklärende Ansicht, die die NC-Drehmaschine 10 darstellt.
Zuerst wird ein mechanischer Aufbau der NC-Drehmaschine 10 beschrieben. Die NC-Drehmaschine 10 enthält eine Hauptspindel 1 und eine Nebenspindel 2, einen Werkzeughalter A und einen Werkzeughalter B, und eine Steuerungseinheit 5. Die Hauptspindel 1 und die Nebenspindel 2 sind konfiguriert, ein eingespanntes Werkstück zu rotieren. Der Werkzeughalter A und der Werkzeughalter B sind jeweils mit Schneidwerkzeugen 31 und 32 bestückt. Die Steuerungseinheit 5 steuert Operationen der Hauptspindel 1 und der Nebenspindel 2, und des Werkzeughalters A und des Werkzeughalters B. Die Steuerungseinheit 5 enthält eine Eingabeeinheit 7, einen Operator 8 und eine Anweisungseinheit 6. Die Eingabeeinheit 7 ist für einen Bediener vorgesehen, um beispielsweise eine Antriebsanweisung eines Motors einzugeben. Der Operator 8 ist zum Interpretieren beispielsweise eines konfigurierten Bearbeitungsprogramms vorgesehen. Die Anweisungseinheit 6 ist beispielsweise für eine Anweisung an jeden der Motoren basierend auf dem Bearbeitungsprogramm vorgesehen. In der NC-Drehmaschine 10 sind vier von der Hauptspindel 1, der Nebenspindel 2, dem Werkzeughalter A und dem Werkzeughalter B (zwei Meißelhalter) konfiguriert, unter Kontrolle der Steuerungseinheit 5 unabhängig voneinander zu arbeiten.
Hier wird eine Beschreibung eines Hauptteils der Erfindung, einer Betriebssteuerung wenn eine Abnormität während der Simultanbearbeitung, bei der eine Mehrzahl von Werkzeughaltern betrieben wird, erfasst wird, gegeben. 2 ist ein Ablaufdiagramm, das die Betriebssteuerung darstellt, wenn die Abnormität während der Simultanbearbeitung erfasst wird. 3 und 4 sind erklärende Ansichten, die Beispiele für die Simultanbearbeitung in der NC-Drehmaschine 10 darstellen.
Zuerst wird ein Blick auf eine Gesamtsteuerung geworfen. In der NC-Drehmaschine 10 wird in Verbindung mit einem Start der Bearbeitung bestimmt, ob eine Abnormität bei der Bearbeitung auftritt, oder nicht (S1). Wenn die Abnormität bei der Bearbeitung auftritt, wird bestimmt, ob die Simultanbearbeitung ausgeführt wird, oder nicht (S2). Darüber hinaus wird, wenn die Simultanbearbeitung ausgeführt wird, ein Effekt auf die Bearbeitung in dem Fall bestimmt, in dem ein Werkzeughalter auf einer Seite, auf der die Abnormität aufgetreten ist, zurückgezogen wird (S3). Ensprechend der Bestimmungen des Effekts auf die Bearbeitung werden Operationen von beiden der Werkzeughalter A und B gesteuert (S4).
Als nächstes werden konkrete Beispiele der Operationen in jeweiligen Schritten im Detail beschrieben. In S1 gibt es ein Verfahren, das eine Last auf den Motor erfasst, der die Werkzeughalter A und B antreibt, als ein Bestimmungsverfahren. Dann bestimmt das Verfahren basierend auf dem erfassten Wert, der einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet, dass ein Verlust oder ein Bruch bei den Werkzeughaltern 31 und 32 auftritt, d.h., dass die Abnormität bei der Bearbeitung auftritt. Ein anderes Verfahren kann Beschleunigungssensoren an den Werkzeughaltern A und B installieren und das Auftreten der Abnormität basierend auf den Ausgangswerten erfassen. Darüber hinaus wird ein Verfahren in Betracht gezogen, das Temperatursensoren an den Werkzeughalter A und B installiert und das ein Auftreten der Abnormität basierend auf den Ausgangswerten erfasst (Erfassung einer abnormen Temperatur).
In S2 wird ein erstes Verfahren als ein Bestimmungsverfahren in Betracht gezogen, das eine Bestimmung basierend auf derzeitigen Positionen der jeweiligen Werkzeughalter A und B tätigt. Beispielsweise wird, wenn die derzeitige Position des Werkzeughalters A näher an der Nebenspindel 2 als an der Hauptspindel 1 ist, bestimmt, dass das Schneidwerkzeug 31 des Werkzeughalters A ein an der Nebenspindel 2 eingespanntes Werkstück bearbeitet. Wenn dann die derzeitige Position des Werkzeughalters B näher an der Nebenspindel 2 als an der Hauptspindel 1 ist, wird einfach bestimmt, dass die Simultanbearbeitung ausgeführt wird. Andernfalls, wenn die derzeitige Position des Werkzeughalters B nahe der Hauptspindel 1 ist, wird einfach bestimmt, dass die Simultanbearbeitung nicht durchgeführt wird. Es wird auch ein zweites Verfahren in Betracht gezogen, das eine Bestimmung über ein Anweisungskoordinatensystem des Bearbeitungsprogramms, das für die NC-Drehmaschine 10 konfiguriert ist, tätigt. Das heißt, dass, wenn unterschiedliche Werkstücke an der Hauptspindel 1 und der Nebenspindel 2 bearbeitet werden, Programmanweisungen typischerweise in unterschiedlichen Koordinatensystemen durchgeführt werden. Daher wird, wenn Ursprünge des Koordinatensystems, auf das sich bei der Bearbeitung mit dem Werkzeughalter A bezogen wird, und des Koordinatensystems, auf das sich bei der Bearbeitung mit dem Werkzeughalter B bezogen wird, identisch sind, einfach bestimmt, dass die Simultanbearbeitung ausgeführt wird. Wenn die Ursprünge unterschiedlich sind, wird einfach bestimmt, dass die Simultanbearbeitung nicht ausgeführt wird.
Zusätzlich wird in S2 ein drittes Verfahren, das eine Bestimmung aus Betriebszuständen der Hauptspindel 1 und der Nebenspindel 2 tätigt, als ein Bestimmungsverfahren in Betracht gezogen. Beispielsweise wird, wenn ein langes Werkstück bearbeitet wird, die Bearbeitung manchmal mit einem Ende des einen Werkstücks an der Hauptspindel 1 eingespannt und mit dem anderen Ende an der Nebenspindel 2 eingespannt durchgeführt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Nebenspindel 2 synchron zu der Hauptspindel 1 rotiert, oder, entsprechend einer Rotation der Hauptspindel 1, ohne eine Antriebskraft rotiert. Daher wird, wenn der Betriebszustand der Nebenspindel 2 synchron zu der Hauptspindel 1 ist oder sie mitrotiert wird, einfach bestimmt, dass die Simultanbearbeitung ausgeführt wird, und, wenn nicht, wird einfach bestimmt, dass die Simultanbearbeitung nicht durchgeführt wird.
In S3 wird darüber hinaus ein erstes Verfahren als ein Bestimmungsverfahren in Betracht gezogen, das, während der Simultanbearbeitung, eine Bestimmung aus einer relativen Position zwischen den Werkzeughaltern A und B und einer Verfahrrichtung der Werkzeughalter A und B tätigt. Beispielsweise wird, wie in 3 dargestellt, angenommen, dass die Simultanbearbeitung in einer -Z-Richtung durchgeführt wird, sodass der Werkzeughalter B dem Werkzeughalter A nachfolgt. Zu diesem Zeitpunkt werden dann, unter der Annahme dass eine X-Koordinate des Werkzeughalters A XA ist und eine Z-Koordinate des Werkzeughalters A ZA ist, und eine X-Koordinate des Werkzeughalters B XB ist und eine Z-Koordinate des Werkzeughalters B ZB ist, XA ≥ XB und ZA ≤ ZB. Wenn diese Beziehung erfüllt ist, ist, selbst wenn der Werkzeughalter B zurückgezogen wird, ein Effekt auf die Bearbeitung klein. Jedoch steigt eine Schnitttiefe des Werkzeughalters B in der Z-Richtung sprunghaft an und ein Effekt auf die Bearbeitung ist groß, wenn der Werkzeughalter A zurückgezogen wird. Somit bestimmt das Verfahren, dass es sehr wahrscheinlich ist, dass ein Fehler entsteht.
Als ein anderes Bestimmungsverfahren wird in S3 ein zweites Verfahren in Betracht gezogen, das einen betroffenen Bereich definiert, in dem sich die Bearbeitungsgenauigkeit verschlechtert wenn die Simultanbearbeitung angehalten wird, und das eine Bestimmung tätigt, ob jeder der Werkzeughalter A und B innerhalb des betroffenen Bereichs positioniert ist, oder nicht. Beispielsweise wird, wie in 4 dargestellt, angenommen, dass, während die Simultanbearbeitung an dem langen Werkstücke durchgeführt wird, eine Abnormität an dem Schneidwerkzeug 32 von dem Werkzeughalter B aufgetreten ist. Dann, wenn der Werkzeughalter B zurückgezogen wird, schätzt die folgende Gleichung eine Verformung des Werkstücks aufgrund einer Bearbeitungskraft ab. $δ = \frac{P}{6 l^{2} E I} [- {(l - x)}^{2} (l + 2 x)] x^{3} + 3 l x^{3} {(l - x)}^{2}$

δ: Ablenkung [mm] x: Bearbeitungsposition [mm] I: Flächenträgheitsmoment [mm⁴] P: Schneidkraft [N] I: Länge zwischen Befestigungen des Werkstücks [mm] E: Längs-Elastizitätsmodul [N/mm²]
Hier stellt 5 ein Diagramm dar, das ein Verformungsausmaß des Werkstücks abschätzt, wenn die Bearbeitung mit einer Schneidkraft von 15 N an einem aus S45C hergestellten Werkstück, das einen Durchmesser von ∅ 20 mm und eine Länge von 1000 mm hat, ausgeführt wird. Dann, wenn beispielsweise eine erforderliche Toleranz 0,02 mm ist, und wenn die derzeitige Position des Werkzeughalters A innerhalb eines Bereichs von 0 bis 250 mm oder 750 bis 1000 mm ist, ist der Werkzeughalter A außerhalb eines betroffenen Bereichs S. Somit wird die erforderliche Genauigkeit erreicht. Daher wird bestimmt, dass, selbst wenn der Werkzeughalter B zurückgezogen wird, der Effekt auf die Bearbeitung klein ist. Andernfalls ist der Werkzeughalter A in dem betroffenen Bereich S, wenn die derzeitige Position des Werkzeughalters A innerhalb eines Bereichs von 250 bis 750 mm ist. Somit ist es sehr wahrscheinlich, dass die erforderliche Genauigkeit nicht erreicht wird, wenn der Werkzeughalter B zurückgezogen wird. Daher wird bestimmt, dass der Effekt auf die Bearbeitung groß ist. Hier kann, obwohl die Verformung des Werkstücks abgeschätzt wird, das Zielobjekt eine Spannvorrichtung oder ein Schneidwerkzeug sein, oder kann eine Kombination der Spannvorrichtung und des Schneidwerkzeugs sein.
In S4 wird dann, solange die Simultanbearbeitung mit dem anderen Werkzeughalter nicht durchgeführt wird, nur der eine Werkzeughalter zurückgezogen und der andere Werkzeughalter setzt die Ausführung der Bearbeitung fort, selbst wenn das Auftreten der Abnormität an einem der Werkzeughalter erfasst wird. Selbst wenn die Simultanbearbeitung ausgeführt wird, wird, wenn bestimmt wird, dass der Effekt auf die Bearbeitung klein ist, nur der eine Werkzeughalter zurückgezogen und der andere Werkzeughalter setzt die Ausführung der Bearbeitung fort. Jedoch wird der andere Werkzeughalter zusammen mit dem einen Werkzeughalter zurückgezogen, wenn bestimmt wird, dass der Effekt auf die Bearbeitung groß ist.
Mit dem Betriebssteuerungsverfahren in der wie oben beschriebenen NC-Drehmaschine 10 wird, selbst wenn das Auftreten der Abnormität bei einem Werkzeughalter erfasst wird, nur der eine Werkzeughalter zurückgezogen und der andere Werkzeughalter setzt die Ausführung der Bearbeitung fort, solange die Simultanbearbeitung mit dem anderen Werkzeughalter nicht durchgeführt wird. Selbst wenn die Simultanbearbeitung durchgeführt wird, wird, wenn bestimmt wird, dass der Effekt auf die Bearbeitung klein ist, nur der eine Werkzeughalter zurückgezogen und der andere Werkzeughalter setzt die Durchführung der Bearbeitung fort. Dementsprechend sind, unabhängig von der Situation, ein Aufwand und eine Zeit, die zum Wiederherstellen erforderlich sind, verglichen mit einem konventionellen Betriebssteuerungsverfahren, das veranlasst, dass alle Werkzeughalter eine Zurückzieh-Operation ausführen, geringer, so dass eine Verbesserung bei einem Bearbeitungswirkungsgrad und eine Verringerung der Anzahl der Werkstücke mit Bearbeitungsfehlern sichergestellt sind.
Das Betriebssteuerungsverfahren in der Werkzeugmaschine gemäß der Erfindung ist keinesfalls auf einen Aspekt der oben beschriebenen Ausführungsform beschränkt. Es muss nicht erwähnt werden, dass, wenn erforderlich, die Gesamtkonfiguration der Werkzeugmaschine, aber auch die Betriebssteuerung und dergleichen bei dem Auftreten der Abnormität, in geeigneter Weise innerhalb eines Bereichs, der sich nicht von dem Geist der Erfindung entfernt, geändert werden können.
Beispielsweise wird in der oben beschriebenen Ausführungsform, da ein Meißelhalter der Werkzeughalter ist, der eine Werkzeughalter als die Abnormitätsvermeidungsoperation, die durch den einen Werkzeughalter auszuführen ist, wenn die Abnormität in dem einen Werkzeughalter auftritt, zurückgezogen. Jedoch kann, wenn beispielsweise nicht der Meißelhalter der Werkzeughalter ist, sondern ein Werkzeughalter, der ein Schneidwerkzeug auf einer rotierenden Spindel enthält, ein Anhalten der Rotation als die Abnormitätsvermeidungsoperation durchgeführt werden.
In der oben beschriebenen Ausführungsform wird der andere Werkzeughalter als eine Reaktionsoperation, die durch den anderen Werkzeughalter auszuführen ist, zurückgezogen, wenn die Abnormität an dem einen Werkzeughalter auftritt und es bestimmt wird, dass, in dem Fall, in dem der eine Werkzeughalter die Abnormitätsvermeidungsoperation ausführt, der Effekt auf die Bearbeitung groß ist. Jedoch ist es, wenn die Bearbeitung durch eine Änderung einer Prozessbedingung und einem Bearbeitungsverfahrweg (beispielsweise in dem in 3 dargestellten Beispiel, eine Verringerung einer Verfahrgeschwindigkeit, eine Verringerung einer Schnitttiefe, und dergleichen) ohne ein Anhalten fortgesetzt werden kann, möglich, eine Änderung der Prozessbedingung und des Bearbeitungsverfahrwegs als die Reaktionsoperation einzusetzen. Das heißt beispielsweise, dass der andere Werkzeughalter in dem in 3 dargestellten Beispiel die Reaktionsoperation, wie etwa eine Verringerung der Verfahrgeschwindigkeit und eine Verringerung der Schnitttiefe, ausführen kann.
Darüber hinaus wird in der oben beschriebenen Ausführungsform, wenn die Simultanbearbeitung ausgeführt wird, ein Ausmaß des Effekts auf die Bearbeitung bei dem anderen Werkzeughalter in dem Fall bestimmt, in dem der Werkzeughalter mit dem Schneidwerkzeug, das die erfasste Abnormität hat, die Abnormitätsvermeidungsoperation ausführt. Jedoch ist eine Konfiguration ohne der Bestimmung solch eines Ausmaßes des Effekts möglich,so dass der Werkzeughalter, der das Schneidwerkzeug, das die erfasste Abnormität hat, zusammen mit dem anderen Werkzeughalter zurückgezogen wird, wenn die Simultanbearbeitung ausgeführt wird, und andererseits, wenn die Simultanbearbeitung nicht durchgeführt wird, nur der Werkzeughalter, der das Schneidwerkzeug, das die erfasste Abnormität hat, zurückgezogen wird, und der andere Werkzeughalter die Bearbeitung fortsetzt.
Wenn der Meißelhalter der Werkzeughalter ist und der andere Werkzeughalter ohne die Abnormität das Schneidwerkzeug entsprechend dem des Meißelhalters, in dem die Abnormität aufgetreten ist, enthält, kann ein Prozess des einen Meißelhalters dem anderen Meißelhalter zugewiesen werden. Beispielsweise wird bei der Bearbeitung, die, wie in dem Stand der Technik beschrieben, das Werkstück, das den Außendurchmesser von ∅ 40 mm hat, zu dem Außendurchmesser von ∅ 30 mm endbearbeitet, wobei der Außendurchmesser mit dem Schneidwerkzeug 31 des Werkzeughalters A auf ∅ 35 mm verringert wird und der Außendurchmesser mit dem Schneidwerkzeug 32 des Werkzeughalters B auf ∅ 30 endbearbeitet wird, angenommen, dass eine Abnormität an dem Werkzeughalter B auftritt und der Werkzeughalter B zurückgezogen wird. Zu diesem Zeitpunkt kann die Bearbeitung des Werkzeughalters B dem Werkzeughalter A zugewiesen werden, um die Bearbeitung fortzuführen. Das heißt, dass es bis zu einem Synchronisationspunkt in einem Programm, um eine Simultanoperation durchzuführen, möglich ist, die Bearbeitung durch wechselweises durchführen von Operationen bis zum Ende fertigzustellen.
Wenn die Werkzeugmaschine mit einem Werkzeugwechsler ausgerüstet ist, ist es darüber hinaus möglich, die Bearbeitung wieder aufzunehmen, nachdem das an dem Werkzeughalter, der aufgrund des Auftretens der Abnormität die Abnormitätsvermeidungsoperation ausgeführt hat, enthaltene Schneidwerkzeug durch ein Ersatzschneidwerkzeug ersetzt wurde.
Zusätzlich kann, obwohl in der oben beschriebenen Ausführungsform die NC-Drehmaschine, die zwei Werkzeughalter hat, beschrieben wurde, die Erfindung vorzugsweise beispielsweise in einer NC-Drehmaschine, die eine Mehrzahl von Werkzeughaltern aber nur eine Spindel hat, und einem Bearbeitungszentrum, das eine Mehrzahl von Arbeitsspindelköpfen, an denen Schneidwerkzeuge montierbar sind, enthält, eingesetzt werden.
Es wird explizit festgestellt, dass alle in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale dazu gedacht sind, separat und unabhängig voneinander zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung sowie zum Zweck eines Einschränkens der beanspruchten Erfindung unabhängig von der Zusammenstellung der Merkmale in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen offenbar zu sein. Es wird explizit festgestellt, dass alle Wertebereiche oder Angaben von Gruppen von Einheiten jeden möglichen Zwischenwert oder Zwischeneinheit zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung sowie zum Zweck eines Einschränkens der beanspruchten Erfindung, insbesondere als Grenzen von Wertebereichen, offenbaren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 9150348 [0002]
JP 7025006 [0003]

Claims

Betriebssteuerungsverfahren in einer Werkzeugmaschine (10), die eine Mehrzahl von Werkzeughaltern (A, B) mit einem Schneidwerkzeug (31, 32) enthält, wobei die Werkzeugmaschine (10) die Werkzeughalter (A, B) bezüglich eines Werkstücks (W) relativ bewegt, um das Werkstück (W) zu bearbeiten, und wobei das Betriebssteuerungsverfahren aufweist: einen ersten Schritt eines Bestimmens, ob während einer Bearbeitung eine Abnormität an dem Schneidwerkzeug (31, 32) aufgetreten ist, oder nicht; einen zweiten Schritt eines Bestimmens, ob eine Simultanbearbeitung, bei der zumindest zwei oder mehrere der Werkzeughalter (A, B) die Bearbeitungen an einem identischen Werkstück (W) durchführen, ausgeführt wird, oder nicht, und ob, wenn die Abnormität erfasst wird, das Schneidwerkzeug (31, 32), das die erfasste Abnormität hat, das Schneidwerkzeug (31, 32) ist, das die Simultanbearbeitung durchführt, oder nicht; und einen dritten Schritt eines Veranlassens des Werkzeughalters (A, B) mit dem Schneidwerkzeug (31, 32), das die erfasste Abnormität hat, eine Abnormitätsvermeidungsoperation auszuführen, und eines anderen von den Werkzeughaltern (A, B), basierend auf einem Bestimmungsergebnis in dem zweiten Schritt, eine Reaktionsoperation auszuführen.
Betriebssteuerungsverfahren in einer Werkzeugmaschine (10), die eine Mehrzahl von Werkzeughaltern (A, B) mit einem Schneidwerkzeug (31, 32) enthält, wobei die Werkzeugmaschine (10) die Werkzeughalter (A, B) bezüglich eines Werkstücks (W) relativ bewegt, um das Werkstück (W) zu bearbeiten, und wobei das Betriebssteuerungsverfahren aufweist: einen ersten Schritt eines Bestimmens, ob während einer Bearbeitung eine Abnormität an dem Schneidwerkzeug (31, 32) aufgetreten ist, oder nicht; einen zweiten Schritt eines Bestimmens, ob eine Simultanbearbeitung, bei der zumindest zwei oder mehrere der Werkzeughalter (A, B) die Bearbeitungen an einem identischen Werkstück (W) durchführen, ausgeführt wird, oder nicht, und ob, wenn die Abnormität erfasst wird, das Schneidwerkzeug (31, 32), das die erfasste Abnormität hat, das Schneidwerkzeug (31, 32) ist, das die Simultanbearbeitung ausführt, oder nicht; einen dritten Schritt eines Bestimmens einer Größe eines Effekts auf die Bearbeitung mit einem anderen der Werkzeughalter (A, B) in einem Fall, in dem der Werkzeughalter (A, B) mit dem Schneidwerkzeug (31, 32), das die erfasste Abnormität hat, veranlasst wird, eine Abnormitätsvermeidungsoperation auszuführen; und einen vierten Schritt eines Veranlassens des Werkzeughalters (A, B) mit dem Schneidwerkzeug (31, 32), das die erfasste Abnormität hat, die Abnormitätsvermeidungsoperation auszuführen, und des anderen von den Werkzeughaltern (A, B), basierend auf Bestimmungsergebnissen in dem zweiten Schritt und dem dritten Schritt, eine Reaktionsoperation auszuführen.
Betriebssteuerungsverfahren in einer Werkzeugmaschine (10), die eine Mehrzahl von Werkzeughaltern (A, B) mit einem Schneidwerkzeug (31, 32) enthält, wobei die Werkzeugmaschine (10) die Mehrzahl von Werkzeughaltern (A, B) bezüglich eines Werkstücks (W) relativ bewegt, um das Werkstück (W) simultan zu bearbeiten, wobei das Bearbeitungssteuerungsverfahren aufweist: einen ersten Schritt eines Bestimmens, ob während einer Bearbeitung eine Abnormität an dem Schneidwerkzeug (31, 32) aufgetreten ist, oder nicht; einen zweiten Schritt eines Bestimmens einer Größe eines Effekts auf die Bearbeitung mit einem anderen der Werkzeughalter (A, B) in einem Fall, in dem, wenn die Abnormität erfasst wird, der Werkzeughalter (A, B) mit dem Schneidwerkzeug (31, 32), das die erfasste Abnormität hat, veranlasst wird, eine Abnormitätsvermeidungsoperation auszuführen; und einen dritten Schritt eines Veranlassens des Werkzeughalters (A, B) mit dem Schneidwerkzeug (31, 32), das die erfasste Abnormität hat, die Abnormitätsvermeidungsoperation auszuführen und des anderen von den Werkzeughaltern (A, B), basierend auf einem Bestimmungsergebnis in dem zweiten Schritt, eine Reaktionsoperation auszuführen.
Betriebssteuerungsverfahren in der Werkzeugmaschine (10) gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei über ein Bestimmen der Größe des Effekts auf die Bearbeitung mit dem anderen von den Werkzeughaltern (A, B) in dem Fall, in dem der Werkzeughalter (A, B) mit dem Schneidwerkzeug (31, 32), das die erfasste Abnormität hat, veranlasst wird, die Abnormitätsvermeidungsoperation auszuführen, das Betriebssteuerungsverfahren zumindest eines aufweist von: einem Verfahren eines Bestimmens der Größe aus einem Veränderungsausmaß einer Schnitttiefe in dem Werkstück (W) basierend auf einer derzeitigen Position und einer Verfahrrichtung von jedem der Werkzeughalter (A, B); und einem Verfahren eines Bestimmens der Größe daraus, ob, basierend auf der derzeitigen Position von jeden von den Werkzeughaltern (A, B), jeder der Werkzeughalter (A, B) in einem vorab gewählten betroffenen Bereich positioniert ist, oder nicht.