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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Bereich der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine numerische Steuervorrichtung, die an einer Werkzeugmaschine, wie beispielsweise einer Schneidvorrichtung, angebracht ist.
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Stand der Technik
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Üblicherweise gibt es bei der Zerspanung in einer Werkzeugmaschine eine Funktion zur Bearbeitung während der Oszillation des Schneidwerkzeugs, um Späne zu zerkleinern. So wurde beispielsweise eine numerische Steuervorrichtung mit einer solchen Funktion vorgeschlagen (siehe beispielsweise
Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. 2017-56515 und PCT Internationale Veröffentlichungs-Nr.
WO2017/051742 ). Da das Schneidwerkzeug oszilliert, hat diese Technologie den Vorteil, dass es möglich ist, solche Späne effizient zu zerkleinern.
7 ist ein Diagramm, das einen Schnittzustand mit Oszillation veranschaulicht. Wie beispielsweise in
7 dargestellt, dreht sich ein Werkstück
1 in der Drehrichtung
A um eine Drehachse
2, und ein Werkzeug
3 bewegt sich auf der Oberfläche des Werkstücks
1 und schneidet somit. Das Werkzeug
3 bewegt sich in einer Bearbeitungsrichtung
D, und während des Schneidens wird das Oszillationsschneiden
B mit Oszillation im Schneiden durchgeführt. Somit wird eine Trajektorie auf der Oberfläche des Werkstücks
1 zu einer Trajektorie, die aufgrund der Oszillation schwingt, wie eine Werkzeugbewegungs-Trajektorie
C zeigt (siehe
7).
- Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. 2017-56515
- Patentdokument 2: PCT Internationale Veröffentlichungs-Nr. WO2017/05171742
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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In der Oszillation zum Zerkleinern der Späne ändert sich die Beschleunigung im Vergleich zu anderen Arten der Bearbeitung häufig. Daher besteht das Problem, dass sich die Oberflächenqualität einer bearbeiteten Werkstückoberfläche verschlechtert.
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In der in der japanischen ungeprüften Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. 2017-56515, offenbarten Technologie wird auf der Grundlage einer Bearbeitungsbedingung für den tatsächlichen Schnitt eine Zerkleinerungsbedingung geschaffen, die die Späne zerkleinern kann. Um dies zu realisieren, wird in der in der japanischen ungeprüften Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. 2017-56515, offenbarten Technologie eine Lernkontrolle basierend auf einer Drehzahl und der Schwingungsfrequenz eines Schwingungsbefehls ausgeführt. Daher ist es notwendig, das für die Lernkontrolle notwendige Lernen durchzuführen.
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In der in der PCT Internationale Veröffentlichungs-Nr.
WO2017/051742 offenbarten Technologie werden eine relative Anzahl von Umdrehungen eines Werkstücks und eine relative Anzahl von Schwingungen eines Werkstücks pro Umdrehung nach einer Schwingungsfrequenz definiert, für die ein Betriebsbefehl durch die Steuerung einer Bearbeitungsvorrichtung erteilt werden kann. PCT Internationale Veröffentlichungs-Nr.
WO2017/051742 beschreibt auch, dass es dadurch möglich ist, das Schneiden eines Werkstücks reibungslos durchzuführen und das äußere Erscheinungsbild einer bearbeiteten Werkstückoberfläche zu verbessern. Der Bereich, der die relative Anzahl der Umdrehungen und die relative Anzahl der Vibrationen gemäß der Schwingungsfrequenz definieren kann, hat jedoch eine physikalische Grenze, und es gibt eine Grenze für den Bereich, der eine Frequenz frei definiert.
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In Anbetracht eines solchen Umstandes ist es nach der Fertigstellung üblicherweise notwendig, ohne Oszillation zu schneiden, ohne Oszillationsschneiden durchzuführen. Es gibt jedoch viele Bearbeitungsprogramme, in denen das EIN-AUS einer Oszillationsfunktion vom Anwender nicht fein eingestellt werden kann.
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Unter Berücksichtigung einer solchen Situation ist es Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine numerische Steuervorrichtung bereitzustellen, die bei der Durchführung des Oszillationsschneidens ein oberflächenqualitätspriorisiertes Bearbeitungsteil in einem Oszillationsschneidblock bestimmt, das Oszillationsschneiden stoppt, wenn festgestellt wird, dass es sich um ein oberflächenqualitätspriorisiertes Bearbeitungsteil handelt, und eine Schneidvorrichtung usw. veranlassen kann, das Schneiden ohne Oszillation durchzuführen.
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Eine numerische Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung (beispielsweise eine numerische Steuervorrichtung 100) ist eine numerische Steuervorrichtung für eine Schneidvorrichtung, und die numerische Steuervorrichtung umfasst: eine Oszillationskomponenten-Erzeugungseinheit (beispielsweise eine später beschriebene Oszillationskomponenten-Erzeugungseinheit), die konfiguriert ist, um einen Oszillationskomponentenbefehl zum Oszillationsschneiden zu erzeugen und einen Servomotor zu steuern; eine Oszillationskomponenten-Erzeugungseinheit (beispielsweise eine später beschriebene Oszillationskomponenten-Erzeugungseinheit 106), die konfiguriert ist, um einen Oszillationsschneidblock in einem Bearbeitungsprogramm zu bestimmen und eine Oszillationskomponenten-Erzeugungseinheit anzuweisen, die Erzeugung eines Oszillationskomponentenbefehls durchzuführen; und eine oberflächenqualitätspriorisierte Bearbeitungsbestimmungseinheit (beispielsweise eine später beschriebene oberflächenqualitätspriorisierte Bearbeitungsbestimmungseinheit 107), die konfiguriert ist, um ein oberflächenqualitätspriorisiertes Bearbeitungsteil im Oszillationsschneidblock zu bestimmen, wobei im Falle des Bestimmens als ein oberflächenqualitätspriorisiertes Bearbeitungsteil die oberflächenqualitätspriorisierte Bearbeitungsbestimmungseinheit die oszillierende Oszillationskomponenten-Erzeugungsbestimmungseinheit anweist, die oszillierende Oszillationskomponenten-Erzeugungsbestimmungseinheit zu stoppen, und die oszillierende Oszillationskomponenten-Erzeugungsbestimmungseinheit, die angewiesen ist, die oszillierende Komponentenerzeugung zu stoppen, die oszillierende Komponentenerzeugungseinheit anweist, die Erzeugung einer oszillierenden Komponentenanweisung zu stoppen.
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Die oberflächenqualitätspriorisierte Bearbeitungsbestimmungseinheit kann einen oszillierenden Schneidblock in einer Endbearbeitungsform eines mehrfachen festen Zyklus als oberflächenqualitätspriorisiertes Bearbeitungsteil bestimmen.
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Die oberflächenqualitätspriorisierte Bearbeitungsbestimmungseinheit kann einen oszillierenden Schneidblock mit einer kleineren Schnittmenge als einem vorbestimmten Wert als oberflächenqualitätspriorisiertes Bearbeitungsteil bestimmen.
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Eine numerische Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung (beispielsweise eine später beschriebene numerische Steuervorrichtung 200) ist eine numerische Steuervorrichtung für eine Schneidvorrichtung, wobei die numerische Steuervorrichtung und die numerische Steuervorrichtung Folgendes umfassen: eine Oszillationskomponenten-Erzeugungseinheit (beispielsweise eine später beschriebene Oszillationskomponenten-Erzeugungseinheit 203), die konfiguriert ist, um einen Oszillationskomponentenbefehl zum Oszillationsschneiden zu erzeugen und einen Servomotor zu steuern; und eine Endbearbeitungsbestimmungseinheit (beispielsweise eine später beschriebene Endbearbeitungsbestimmungseinheit 206), die konfiguriert ist, um als ein oberflächenqualitätspriorisiertes Bearbeitungsteil in einem Fall zu bestimmen, in dem es einen Bearbeitungseinstellungsschaltbefehl in einem Bearbeitungsprogramm gibt, in dem, im Falle des Bestimmens als ein oberflächenqualitätspriorisiertes Bearbeitungsteil, die Endbearbeitungsbestimmungseinheit die OsziIlationskomponenten-Erzeugungseinheit anweist, die Erzeugung eines Oszillationskomponentenbefehls zu stoppen.
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Nach der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine schwingungsfreie Bearbeitung des oberflächenqualitätspriorisierten Bearbeitungsteils durchzuführen. Dadurch ist es möglich, die Bearbeitungsqualität eines bearbeiteten Teils zu verbessern.
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Figurenliste
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- 1A ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer numerischen Steuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
- 1B ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer herkömmlichen numerischen Steuerung veranschaulicht;
- 2A ist ein Diagramm, das einen Zustand eines Schneidvorgangs der numerischen Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
- 2B ist ein Diagramm, das den Zustand eines Schneidvorgangs einer herkömmlichen numerischen Steuerung veranschaulicht;
- 3 ist ein Flussdiagramm, das einen Verarbeitungsvorgang der numerischen Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
- 4 ist ein Flussdiagramm, das einen Verarbeitungsvorgang der numerischen Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
- 5 ist ein Flussdiagramm, das einen Verarbeitungsvorgang der numerischen Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
- 6 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer numerischen Steuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; und
- 7 ist ein Diagramm, das den Zustand eines konventionellen Schneidvorgangs mit Oszillation veranschaulicht.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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(Erste Ausführungsform)
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1A ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer numerischen Steuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform veranschaulicht. 1B ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer herkömmlichen numerischen Steuerung zum Vergleich mit der Konfiguration von 1A veranschaulicht. 2A ist ein Diagramm, das einen Zustand eines Schneidvorgangs der numerischen Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt. 2B ist ein Diagramm, das den Zustand eines Schneidvorgangs einer konventionellen numerischen Steuervorrichtung zum Vergleich mit der Konfiguration von 2A veranschaulicht.
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(Konfiguration der numerischen Steuervorrichtung 100)
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Im Folgenden wird die Konfiguration der numerischen Steuervorrichtung 100 beschrieben. Wie in 1A dargestellt, erzeugt die numerische Steuervorrichtung 100 auf der Grundlage eines Bearbeitungsprogramms 105 einen Positionsbefehl und gibt den Positionsbefehl an einen Servomotor 104 einer Schneidvorrichtung aus. Es ist zu beachten, dass die Schneidvorrichtung selbst weggelassen und damit nicht dargestellt wird. Wie in 1A dargestellt, umfasst die numerische Steuervorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform eine Positionsbefehlseinheit 101, einen Addierer 102, eine Oszillationskomponenten-Erzeugungseinheit 103, eine Oszillationskomponenten-Erzeugungsbestimmungseinheit 106 und eine oberflächenqualitätspriorisierte Bearbeitungsbestimmungseinheit 107.
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Die Positionsbefehlseinheit 101 gibt auf der Grundlage des Bearbeitungsprogramms 105 einen Positionsbefehl aus. Die Oszillationskomponenten-Erzeugungseinheit 103 erzeugt auf der Grundlage des Bearbeitungsprogramms 105 einen Oszillationskomponentenbefehl für das Oszillationsschneiden und steuert den Servomotor 104 (gibt den Befehl aus). Der Addierer 102 fügt den Positionsbefehl hinzu, der von der Positionsbefehlseinheit 101 und dem von der Oszillationskomponenten-Erzeugungseinheit 103 erzeugten Oszillationskomponentenbefehl ausgegeben wird, und gibt den Positionsbefehl mit einem Oszillationskomponentenbefehl aus. Der an den Servomotor 104 gelieferte Positionsbefehl ist der Positionsbefehl, der diesen Befehl der Oszillationskomponente umfasst. Es ist zu beachten, dass das Bearbeitungsprogramm 105, wie in 1A dargestellt, extern bereitgestellt werden kann, oder alternativ in einem vorbestimmten Speichermittel im Inneren der numerischen Steuervorrichtung 100 gelagert werden kann. Darüber hinaus kann das Bearbeitungsprogramm 105 der numerischen Steuervorrichtung 100 aus einer sogenannten Cloud zur Verfügung gestellt werden.
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Darüber hinaus sind die Positionsbefehlseinheit 101, der Addierer 102 und die Oszillationskomponenten-Erzeugungseinheit 103 üblicherweise verwendete Konfigurationen. Diese Konfigurationen sind auch in der konventionellen numerischen Steuervorrichtung 10 enthalten, die in 1B dargestellt ist. Wie in 1B dargestellt, weist die herkömmliche numerische Steuervorrichtung 10 eine ähnliche Konfiguration wie diese Konfigurationen auf (die Positionsbefehlseinheit 11, der Addierer 12 und die Oszillationskomponenten-Erzeugungseinheit 13) und führt die oben genannten Vorgänge aus. Mit anderen Worten, die herkömmliche numerische Steuervorrichtung 10 gibt den Positionsbefehl, dem der Oszillationskomponentenbefehl hinzugefügt wird, auf der Grundlage des Bearbeitungsprogramms 15 an den Servomotor 14 aus.
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Wiederum unter Bezugnahme auf 1A bestimmt die Oszillationskomponenten-Erzeugungsbestimmungseinheit 106 einen Schwingungsschneidblock im Bearbeitungsprogramm 105 und weist die Erzeugungseinheit der Oszillationskomponente an, den Befehl zur Erzeugung der Oszillationskomponente zu erstellen. Die oberflächenqualitätspriorisierte Bearbeitungsbestimmungseinheit 107 bestimmt ein oberflächenqualitätspriorisiertes Bearbeitungsteil im oszillierenden Schneidblock. In einem Fall, in dem die oberflächenqualitätspriorisierte Bearbeitungsbestimmungseinheit 107 bestimmt hat, ob es sich um ein oberflächenqualitätspriorisiertes Bearbeitungsteil handelt, und als Ergebnis davon, es eine oberflächenqualitätspriorisierte Bearbeitung ist, weist die oberflächenqualitätspriorisierte Bearbeitungsbestimmungseinheit 107 die Oszillationskomponenten-Erzeugungsbestimmungseinheit 106 an, das „Stoppen der Oszillationskomponenten-Erzeugung“ durchzuführen. In einem Fall, in dem die Oszillationskomponenten-Erzeugungsbestimmungseinheit 106 den Befehl zum Stoppen der Oszillationskomponenten-Erzeugung erhält, gibt die Oszillationskomponenten-Erzeugungsbestimmungseinheit 106 „Stoppen der Erzeugung eines Oszillationskomponentenbefehls“ an die Oszillationskomponenten-Erzeugungseinheit 103 aus. In einem Fall, in dem die Oszillationskomponenten-Erzeugungseinheit 103 einen solchen Oszillationsstoppbefehl eingibt, wird die Erzeugung des Oszillationskomponentenbefehls gestoppt. Dadurch gibt der Addierer 102 einen Positionsbefehl ohne den Befehl der Oszillationskomponente aus, und der Positionsbefehl ohne Oszillation wird dem Servomotor 104 zugeführt.
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Es ist zu beachten, dass die oben beschriebenen Befehle „Stoppen der Oszillationskomponenten-Erzeugung“ und „Stoppen der Erzeugung eines Oszillationskomponentenbefehls“ Befehle (Anweisungen) auf einem Computer sein können, wie vorstehend beschrieben, oder alternativ Signale (digitale Signale oder analoge Signale), die anzeigen, dass „Stoppen der Erzeugung eines Oszillationskomponentenbefehls“ oder „Stoppen der Oszillationskomponenten-Erzeugung“. Darüber hinaus ist das hierin erwähnte „Stoppen der Erzeugung eines Oszillationskomponentenbefehls“ akzeptabel, solange die Schwingung gestoppt wird, und somit wird auch ein Zustand, in dem ein Oszillationskomponentenbefehl der Schwingungsamplitude „0“ ausgegeben wird, von dem „Stoppen der Erzeugung eines Oszillationskomponentenbefehls“ erfasst.
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Die oberflächenqualitätspriorisierte Bearbeitungsbestimmungseinheit 107 bestimmt, ob der oszillierende Schneidblock im Bearbeitungsprogramm als oberflächenqualitätspriorisierte Bearbeitung auf diese Weise festgelegt werden soll; für das Bestimmungsverfahren können jedoch verschiedene Arten von Verfahren verwendet werden.
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(Mehrfach-Festzyklus-Bearbeitung)
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Die Mehrfach-Festzyklus-Bearbeitung und einer Vielzahl von oszillierenden Schneidblöcken ist nützlich, da das Schreiben des Bearbeitungsprogramms einfach wird. 2A veranschaulicht beispielsweise ein Beispiel für einen Schneidvorgang in einem Fall, in dem der Mehrfach-Festzyklus im Bearbeitungsprogramm 105 enthalten ist. 2A veranschaulicht eine Schneidtrajektorie 122 eines Schneidwerkzeugs zum Schneiden der Oberfläche eines Werkstücks 120 in eine „fertige Form“ (siehe 2A), sowie Bearbeitungsprogramme 121 (eigentlich ein Teil des Bearbeitungsprogramms 105), die den Schnitt anzeigen.
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Das charakteristische Merkmal der ersten Ausführungsform ist, dass beim mehrfachen Festzyklus die Oszillation gestoppt wird, da das Endschneiden gemäß der „fertigen Form“ (siehe 2A) durchgeführt wird, die durch ein Programm am Ende des Zyklus vorgegeben ist. In 2A wird in Bezug auf die Schneidtrajektorie 122 ein Oszillationsschneidblock zum Durchführen von Oszillationsschneiden (kann einfach als Oszillationsschneidblock bezeichnet werden) durch eine durchgezogene Linie und ein Eilgangblock zum Durchführen von Schnellvorschub durch eine Strichlinie gekennzeichnet. Darüber hinaus zeigt in 2A ein linearer Pfeil das Schneiden ohne Oszillation und ein Z-förmiger Pfeil das Schneiden mit Oszillation an. Diese Abbildungen sind die gleichen wie in 2B, die später beschrieben wurde.
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Wie in 2A dargestellt, wird in Bezug auf die Schneidtrajektorie 122 das Oszillationsschneiden in einem Schneidvorgang (gekennzeichnet durch den linearen Pfeil) und das Schneiden ohne Oszillation bei der Bearbeitung der Endbearbeitung am Ende des Zyklus (gekennzeichnet durch den Z-förmigen Pfeil) durchgeführt. Darüber hinaus verwenden die Bearbeitungsprogramme 121 herkömmliche Programme, wie sie sind, und die numerische Steuervorrichtung 100 analysiert die Bearbeitungsprogramme 121 und schaltet die Oszillation bei der Fertigbearbeitung (am Ende des Zyklus) ab. Daher ist es nach der ersten Ausführungsform nicht notwendig, die konventionell verwendeten Bearbeitungsprogramme zu ändern. In der ersten Ausführungsform wird der Mehrfach-Festzyklus verwendet. Daher wird das Ende des Zyklus als Endbearbeitung bestimmt und damit die in 2A dargestellte Verarbeitung durchgeführt. Solange sie jedoch als Endbearbeitung bestimmt werden kann, ist es möglich, die Schwingung auch in anderen Fällen abzuschalten.
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(Vergleich mit konventionellem Betrieb)
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2B veranschaulicht den konventionellen Betrieb, während 2A den Betrieb gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht. Mit anderen Worten, 2B veranschaulicht ein Beispiel für den konventionellen Schneidevorgang in einem Fall, in dem der Mehrfach-Festzyklus in das Bearbeitungsprogramm 15 aufgenommen wird. 2B veranschaulicht auch eine Schneidtrajektorie 22 eines Schneidwerkzeugs zum Schneiden einer Oberfläche des Werkstücks 20 in die „fertige Form“ und veranschaulicht auch ein Bearbeitungsprogramm 21 (eigentlich ein Teil des Bearbeitungsprogramms 15), das den Schnitt anzeigt. Wie in 2B dargestellt, wird konventionell beim Mehrfach-Festzyklus, wenn der Oszillationsschneidblock ausgeführt wird, die Oszillation (das Schneiden mit Oszillation) am Ende des Zyklus ausgeführt. Dies gilt auch für das Endschneiden gemäß der in 2B dargestellten „fertigen Form“ (siehe 2B). Daher wird im Falle des konventionellen Betriebs (im Falle von 2B) von einem Fall ausgegangen, in dem es schwierig ist, eine hohe Oberflächenqualität des Werkstücks 20 aufrechtzuerhalten. Im Gegenteil, gemäß der ersten Ausführungsform, da bestimmt wird, dass das Endschneiden am Ende des Zyklus der Mehrfach-Festzyklusbearbeitung und das Schneiden ohne Oszillation durchgeführt wird (2A), ist es möglich, die Oberfläche des Werkstücks 120 im Vergleich zu Oberflächen, die mit herkömmlichen Verfahren hergestellt wurden, auf hoher Qualität zu halten.
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(Bearbeitungsprogramm)
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Es ist zu beachten, dass es bei der Mehrfach-Festzyklus-Bearbeitung, da jeder Satz als Satz konfiguriert ist, schwierig ist, einen G-Code hinzuzufügen, um beispielsweise die Schwingung in der Mitte der Bearbeitung ein- und auszuschalten. Im Beispiel von 2A zeigt der G-Code „G71“ die Mehrfach-Festzyklus-Bearbeitung an. Sie ist jedoch so eingestellt, dass der G-Code, der den Befehl Oszillationskomponente einschaltet, in einer vorhergehenden Phase des Bearbeitungsprogramms 121 hinzugefügt wird. Dies gilt auch für das konventionelle Beispiel von 2B. Außerdem zeigt „P10, Q18“ in der zweiten Zeile des Bearbeitungsprogramms 121 die Blöcke 10 bis 18 zur Bearbeitung an, und „U0.3, W0.5“ in der zweiten Zeile die Schnittmenge (X-Richtung, Z-Richtung). In 2A wird sie als die Mehrfach-Festzyklus-Bearbeitung basierend auf dem G-Code (beispielsweise G71) bestimmt; die Bestimmung kann jedoch basierend auf einem anderen G-Code erfolgen, abhängig vom Typ der numerischen Steuervorrichtung 100.
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(Details zum Verarbeitungsvorgang)
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Ein charakteristischer Verarbeitungsvorgang der numerischen Steuervorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform wird anhand eines Flussdiagramms beschrieben. 3 veranschaulicht ein Flussdiagramm, das die Verarbeitungsvorgänge der numerischen Steuervorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform darstellt. Die in diesem Flussdiagramm dargestellten Bearbeitungsvorgänge sind Vorgänge der Oszillationskomponenten-Erzeugungsbestimmungseinheit 106 erzeugt, und der oberflächenqualitätspriorisierten Bearbeitungsbestimmungseinheit 107. Verarbeitungsvorgänge von Konfigurationen, die konventionellen ähnlich sind, wie beispielsweise die der Positionsbefehlseinheit 101, sind den konventionellen Vorgängen ähnlich und werden nicht im Detail beschrieben. Zunächst liest die oberflächenqualitätspriorisierte Bearbeitungsbestimmungseinheit 107 der Oszillationskomponenten-Erzeugungsbestimmungseinheit 106 der numerischen Steuervorrichtung 100 in Schritt S1 die Bearbeitungsprogramme 105 aus einer vorgegebenen Speichereinheit. Die Bearbeitungsprogramme 105 können beliebig gespeichert werden. Die Bearbeitungsprogramme 105 können in einer Cloud oder alternativ in der numerischen Steuervorrichtung 100 gespeichert werden. In Schritt S2 analysiert die oberflächenqualitätspriorisierte Bearbeitungsbestimmungseinheit 107 die Bearbeitungsprogramme 105 und bestimmt das oberflächenqualitätspriorisierte Bearbeitungsteil im Oszillationsschneidblock der Bearbeitungsprogramme 105.
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In Schritt S3 bestimmt die oberflächenqualitätspriorisierte Bearbeitungsbestimmungseinheit 107 auf der Grundlage eines Ergebnisses der Analyse in Schritt S2, ob es sich um eine oberflächenqualitätspriorisierte Bearbeitung handelt. In einem Fall, in dem es sich um die oberflächenqualitätspriorisierte Bearbeitung handelt, geht die Bearbeitung zu Schritt S4 über, und in einem Fall, in dem es sich nicht um die oberflächenqualitätspriorisierte Bearbeitung handelt, endet die Bearbeitung. In Schritt S4 weist die oberflächenqualitätspriorisierte Bearbeitungsbestimmungseinheit 107 die die Oszillationskomponenten-Erzeugungsbestimmungseinheit 106 an, die Erzeugung der Oszillationskomponente zu stoppen. Danach weist die Oszillationskomponenten-Erstellungsbestimmungseinheit 106 die Oszillationskomponenten-Erzeugungseinheit 103 an, die Befehlserstellung der Oszillationskomponenten zu stoppen. Mit einer solchen Bearbeitung, wie in 2A beschrieben, ist es in einem Fall, in dem es sich um die oberflächenqualitätspriorisierte Maschine handelt, möglich, die Durchführung des Schneidens ohne Oszillation zu realisieren, und somit ist es möglich, die Qualität der Oberfläche des Werkstücks 120 zu verbessern.
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(Bestimmung, ob die Oberflächenqualität vorrangig bearbeitet werden soll)
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Bei der Bestimmung, ob es sich um die oberflächenqualitätspriorisierte Bearbeitung handelt, können durch das zu verwendende Bearbeitungsprogramm 105 verschiedene Arten von Verfahren eingesetzt werden. So beschreibt beispielsweise 2A in der ersten Ausführungsform das Beispiel, in dem der G-Code im Bearbeitungsprogramm 105 gelesen wird und bestimmt wird, ob es sich um die Mehrfach-Festzyklus-Bearbeitung handelt. Der Verarbeitungsvorgang der numerischen Steuervorrichtung 100 ist in diesem Fall im Flussdiagramm von 4 dargestellt.
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In 4 sind die Schritte S1, S2 und S4 in Bezug auf die Verarbeitung die gleichen wie in 3. In Schritt S3-1 wird bestimmt, ob es sich um das Ende eines Zyklus der Mehrfach-Festzyklus-Bearbeitung handelt. Als Ergebnis der Bestimmung, ob es sich um das Ende des Zyklus der Mehrfach-Festzyklusbearbeitung handelt, geht die Bearbeitung zu Schritt S4 über, um die Schwingung zu stoppen, und wenn es nicht das Ende des Zyklus der Mehrfach-Festzyklusbearbeitung ist, endet die Bearbeitung. Mit einem solchen Verfahren ist es möglich, festzustellen, ob es sich um das oberflächenqualitätspriorisierte Bearbeitungsteil handelt. Diese Bestimmungsverarbeitung kann von der oberflächenqualitätspriorisierten Bearbeitungsbestimmungseinheit 107 durchgeführt werden. Darüber hinaus kann beispielsweise bestimmt werden, ob ein reduzierter Betrag unter einem vorgegebenen Wert liegt. Der Verarbeitungsvorgang der numerischen Steuervorrichtung 100 ist in diesem Fall im Flussdiagramm von 5 dargestellt.
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In 5 sind die Schritte S1, S2 und S4 in Bezug auf die Verarbeitung die gleichen wie in 3. In Schritt S3-2 wird die Schnittmenge des Schneidens sukzessive überwacht, und in einem Fall, in dem die Menge auf weniger als eine vorbestimmte Menge gesunken ist (im Falle eines Dünnschnitts), wird sie als das oberflächenqualitätspriorisierte Bearbeitungsteil, wie beispielsweise die Fertigbearbeitung, bestimmt. Diese Bestimmung kann durch die oberflächenqualitätspriorisierte Bearbeitungsbestimmungseinheit 107 durchgeführt werden. Die Verringerung der Schnittmenge kann erfasst werden, indem die Position des Positionsbefehls an den Servomotor 104 überprüft und die Differenz der Position als Schnittmenge für jeden Schnitt eingestellt wird. Für einen vorgegebenen Referenzwert kann durch die Bearbeitungsprogramme 105 in Abhängigkeit von einer geforderten Oberflächenqualität ein angemessener Wert eingestellt werden. Es ist zu beachten, dass die Schnittmenge für jeden oszillierenden Schneidblock in den Bearbeitungsprogrammen 105 berechnet werden kann. Infolgedessen kann die oberflächenqualitätspriorisierte Bearbeitungsbestimmungseinheit 107 den oszillierenden Schneidblock mit einer Schnittmenge, die kleiner als ein vorbestimmter Wert als das oberflächenqualitätspriorisierte Bearbeitungsteil ist, bestimmen.
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(Zweite Ausführungsform)
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6 veranschaulicht ein Konfigurationsdiagramm einer numerischen Steuervorrichtung 200 gemäß einer zweiten Ausführungsform (andere Ausführungsform). In der ersten Ausführungsform wird ein Beispiel für die numerische Steuervorrichtung 100 beschrieben, in dem bestimmt wird, ob es sich um die oberflächenqualitätspriorisierte Bearbeitung handelt und die Schwingung auf der Grundlage des Bestimmungsergebnisses gestoppt werden kann. Insbesondere der Fall, in dem bestimmt wird, ob es sich um den Mehrfach-Festzyklus handelt und der Fall, in dem sich die Schnittmenge verringert, wird oben beschrieben. Es kann jedoch ein anderes Verfahren gewählt werden, um festzustellen, ob es sich um die oberflächenqualitätspriorisierte Bearbeitung handelt. So kann beispielsweise die numerische Steuervorrichtung 200 eine Funktion zum Umschalten einer Bearbeitungseinstellung haben und das Umschalten zwischen „Genauigkeitspriorisierung“, „Fertig“, „Halbfertig“ und dergleichen ermöglichen. 6 veranschaulicht ein Beispiel für ein Konfigurationsdiagramm der numerischen Steuervorrichtung 200 für den Fall, dass eine solche Funktion vorliegt.
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Die numerische Steuervorrichtung 200 umfasst eine Positionsbefehlseinheit 201, einen Addierer 202, eine Oszillationskomponenten-Erzeugungseinheit 203, eine Endbearbeitungsbestimmungseinheit 206 und eine Schalteinheit 207 für Bearbeitungseinstellungen. Da die Positionsbefehlseinheit 201, der Addierer 202, die Oszillationskomponenten-Erzeugungseinheit 203 die gleiche Konfiguration aufweisen wie die Positionsbefehlseinheit 101, der Addierer 102 und die Oszillationskomponenten-Erzeugungseinheit 103, entfallen deren Beschreibungen.
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Die Endbearbeitungsbestimmungseinheit 206 analysiert die Bearbeitungsprogramme 205 und bestimmt, ob es sich um eine präzisionspriorisierte Bearbeitung, eine Fertigbearbeitung oder eine Halbfertigbearbeitung handelt. Danach wird im Falle der „Genauigkeitspriorisierung“ und des „Fertig“ auf der Grundlage des Bestimmungsergebnisses die Oszillationsstoppanweisung an die Oszillationskomponenten-Erzeugungseinheit 203 ausgegeben. Im Falle der Eingabe der Oszillationsstoppanweisung stoppt die Oszillationskomponenten-Erzeugungseinheit 203 die Ausgabe des Oszillationskomponentenbefehls oder veranlasst das Schneiden ohne Schwingung, indem sie einen Wert des Oszillationskomponentenbefehls auf „0“ setzt. Darüber hinaus gibt die Endbearbeitungsbestimmungseinheit 206 im Falle, dass sie aufgrund der Analyse das „Halbfertig“ ist, eine Anweisung zur Verringerung der Schwingung an die Oszillationskomponenten-Erzeugungseinheit 203 aus, um die Schwingungsmenge zu verringern. Im Falle der Eingabe der Anweisung zur Verringerung der Schwingung setzt die Oszillationskomponenten-Erzeugungseinheit 203 den Wert des Befehls der Oszillationskomponente auf einen kleineren Wert und veranlasst das Schneiden mit einer geringeren Schwingungsmenge.
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Auf diese Weise analysiert die Endbearbeitungsbestimmungseinheit 206 ähnlich wie die Oszillationskomponenten-Erzeugungsbestimmungseinheit 106 und die Oberflächenqualitätspriorisierte Bearbeitungsbestimmungseinheit 107 der ersten Ausführungsform das Bearbeitungsprogramm 205. Dadurch ist es möglich, den Schwingungsanteil in Abhängigkeit vom Priorisierungsgrad der Oberflächenqualität anzupassen. Ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform ist es möglich, die Schwingung vollständig zu stoppen oder alternativ die Schwingung etwa um die Hälfte zu verringern. Auf diese Weise ist es gemäß der zweiten Ausführungsform möglich, „aus einer Vielzahl von Mustern einen Einstellwert einer Parametergruppe bezüglich Bearbeitungsgenauigkeit und Produktqualität auszuwählen und zu schalten“. Die Schwingungsmenge und das Schwingungsmuster können je nach Muster umgeschaltet werden. Darüber hinaus kann diese Umschaltung durch die Verwendung des G-Codes im Bearbeitungsprogramm 205 erfolgen. Der G-Code für eine solche Schaltung entspricht einem bevorzugten Beispiel für einen Schaltbefehl der Bearbeitungseinstellungen der Ansprüche.
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Wie vorstehend beschrieben, bestimmt die Endbearbeitungsbestimmungseinheit 206 in einem Fall, in dem es einen G-Code (den Schaltbefehl für die Bearbeitungseinstellungen) zum Umschalten im Bearbeitungsprogramm gibt, dass es sich um ein oberflächenqualitätspriorisiertes Bearbeitungsteil handelt. In einem Fall, in dem die Endbearbeitungsbestimmungseinheit 206 den erfassten G-Code erkennt, kann die Endbearbeitungsbestimmungseinheit 206 die Oszillationskomponenten-Erzeugungseinheit 203 anweisen, die Oszillation usw. zu stoppen, abhängig von dem Muster, das durch den G-Code geschaltet wird.
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Darüber hinaus kann die numerische Steuervorrichtung 200 gemäß der zweiten Ausführungsform die Schalteinheit 207 für Bearbeitungseinstellungen umfassen. Die Schalteinheit für die Bearbeitungseinstellungen stellt den oben beschriebenen „Einstellwert einer Parametergruppe für die Bearbeitungsgenauigkeit und Produktqualität“ je nach Bedienung durch den Benutzer oder ein Signal von einer externen anderen Steuervorrichtung zur Verfügung. Infolgedessen kann die Endbearbeitungsbestimmungseinheit 206, die diese Einstellwerte empfängt, veranlassen, „aus einer Vielzahl von Mustern einen Einstellwert einer Parametergruppe bezüglich Bearbeitungsgenauigkeit und Produktqualität auszuwählen und auf der Grundlage dieser Einstellwerte zu schalten“, wie vorstehend beschrieben. So umfasst beispielsweise die Schalteinheit 207 für die Bearbeitungseinstellungen eine vorgegebene Taste, und in einem Fall, in dem ein Benutzer die Taste drückt, ist es möglich, die Schwingung auszuschalten. Die Schalteinheit 207 für die Bearbeitungseinstellungen kann konfiguriert werden, um eine Vielzahl von Tasten aufzunehmen, so dass der Benutzer aus einer Vielzahl von Mustern auswählen kann.
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(Auswirkungen der Ausführungsformen)
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Wie vorstehend beschrieben, ist es gemäß der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform möglich, zu bestimmen, ob es sich um ein oberflächenqualitätspriorisiertes Bearbeitungsteil handelt, und die Schwingung auf der Grundlage des Bestimmungsergebnisses einzustellen (beispielsweise ein- und ausschalten). Dadurch ist es möglich, die Qualität einer bearbeiteten Oberfläche eines Werkstücks weiter zu verbessern.
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(Andere Ausführungsformen)
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Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung oben beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Darüber hinaus listen die in den vorliegenden Ausführungsformen beschriebenen Effekte lediglich die am häufigsten bevorzugten Effekte auf, die aus der vorliegenden Erfindung hervorgehen, und die Effekte, die aus der vorliegenden Erfindung hervorgehen, sind nicht auf die in den vorliegenden Ausführungsformen beschriebenen Effekte beschränkt.
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(Modifikationsbeispiel 1)
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In der ersten Ausführungsform wird eine Konfiguration beschrieben, in der die oberflächenqualitätspriorisierte Bearbeitungsbestimmungseinheit 107 in die Oszillationskomponenten-Erzeugungsbestimmungseinheit 106 aufgenommen wird; die oberflächenqualitätspriorisierte Bearbeitungsbestimmungseinheit 107 kann jedoch so konfiguriert werden, dass sie getrennt und unabhängig von der Oszillationskomponenten-Erzeugungsbestimmungseinheit 106 ist. Darüber hinaus müssen sich die oberflächenqualitätspriorisierte Bearbeitungsbestimmungseinheit 107 und die Oszillationskomponenten-Erzeugungsbestimmungseinheit 106 nicht im Inneren eines Gehäuses der numerischen Steuervorrichtung 100 befinden, sondern können als externe Hilfsvorrichtung, als extern angeschlossener Computer oder als eine andere Vorrichtung, die über ein Netzwerk verbunden ist, konfiguriert werden.
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(Modifikationsbeispiel 2)
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In der zweiten Ausführungsform müssen die Endbearbeitungsbestimmungseinheit 206 und die Schalteinheit 207 für die Bearbeitungseinstellungen nicht im Inneren der numerischen Steuervorrichtung 200 vorhanden sein, sondern können als externe Hilfsvorrichtung, als extern angeschlossener Computer oder als eine andere Vorrichtung vorhanden sein, die über ein Netzwerk verbunden ist.
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(Modifikationsbeispiel 3)
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Die numerische Steuervorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform und die numerische Steuervorrichtung 200 gemäß der zweiten Ausführungsform können jeweils als ein Computersystem mit einer CPU konfiguriert werden. In diesem Fall liest die CPU die in einer Speichereinheit wie ROM gespeicherten Programme und veranlasst gemäß den Programmen die Ausführung eines Computers als Positionsbefehlseinheiten 101 und 201, die Addierer 102 und 202, die Oszillationskomponenten-Erzeugungseinheiten 103 und 203, die Oszillationskomponenten-Erzeugungsbestimmungseinheit 106, die oberflächenqualitätspriorisierte Bearbeitungsbestimmungseinheit 107, die Endbearbeitungsbestimmungseinheit 206 und die Schalteinheit 207.
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(Modifikationsbeispiel 4)
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In der ersten und zweiten Ausführungsform wurden Beispiele für die numerischen Steuervorrichtungen 100 und 200 beschrieben, die eine Werkzeugmaschine numerisch steuern. Solange jedoch eine ähnliche Bearbeitung durchgeführt wird, kann die Werkzeugmaschine selbst einen ähnlichen Bearbeitungsvorgang durchführen. Darüber hinaus kann ein Verwaltungscomputer, der eine Fabrik insgesamt verwaltet, gemeinsam einen ähnlichen Verarbeitungsvorgang durchführen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Werkstück
- 2
- Drehachsen
- 3
- Werkzeuge
- 10, 100, 200
- numerische Steuervorrichtung
- 11, 101, 201
- Positionsbefehlseinheit
- 12, 102, 202
- Addierer
- 13, 103, 203
- Oszillationskomponenten-Erzeugungseinheit
- 14, 104, 204
- Servomotor
- 15, 105, 205
- Bearbeitungsprogramm
- 20, 120
- Werkstück
- 21, 121
- Bearbeitungsprogramm
- 22, 122
- Schneidtrajektorie
- 106
- Oszillationskomponenten-Erzeugungsbestimmungseinheit
- 107
- oberflächenqualitätspriorisierte Bearbeitungsbestimmungseinheit
- 206
- Endbearbeitungsbestimmungseinheit
- 207
- Schalteinheit für Bearbeitungseinstellungen
- A
- Drehrichtung
- B
- Oszillationsschneiden
- C
- Werkzeugbewegungs-Trajektorie
- D
- Bearbeitungsrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 201756515 [0002]
- WO 2017/051742 [0002, 0005]
- WO 2017/05171742 [0002]
