DE112011105698T5

DE112011105698T5 - Numerische-Steuerung-Vorrichtung

Info

Publication number: DE112011105698T5
Application number: DE112011105698.2T
Authority: DE
Inventors: c/o Mitsubishi Electric Corp. Terada Koji; c/o Mitsubishi Electric Corp. Sagasaki Masakazu
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-10-27
Filing date: 2011-10-27
Publication date: 2014-07-17
Also published as: CN103890670B; US9507337B2; JP5132842B1; JPWO2013061445A1; CN103890670A; US20140236340A1; TW201317727A; WO2013061445A1; TWI448853B

Abstract

Zum Ausführen einer maschinellen Bearbeitung für eine Frontfläche, während eines Drehens eines Werkstücks, und zu derselben Zeit, Anwenden einer maschinellen Bearbeitung auf eine exzentrische Position auf einer Endfläche, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, enthält eine NC-Vorrichtung (300) eine Bogenüberlagerungsinterpolation-Steuereinheit (29), die ausgestaltet ist zum Drehen einer Werkstück-Drehwelle auf Grundlage eines Befehls eines Basisachsenprogramms zum Steuern einer Drehung der Werkstück-Drehwelle während eines Durchführens einer Frontflächenbearbeitung mit Verwendung eines ersten Trennvorrichtungshalters und zum, zu derselben Zeit, Unterwerfen eines zweiten Trennvorrichtungshalters einer Positionssteuerung auf einer zweiten Bearbeitungsroute, die erhalten worden ist durch Überlagern der Drehung der Werkstück-Drehwelle auf eine erste Bearbeitungsroute, auf Grundlage eines Befehls eines Überlagerungsachsenprogramms zum Durchführen einer Positionssteuerung für den zweiten Trennvorrichtungshalter.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Numerische-Steuerung-Vorrichtung (hier im Nachfolgenden NC-Vorrichtung), die eine Werkzeugmaschine zum Durchführen eines Drehens, so wie eine Drehmaschine, steuert.
Hintergrund
In den vergangenen Jahren gibt es bezüglich der Werkzeugmaschine einen Bedarf, um eine Bearbeitungszeit zu reduzieren, dass ein Drehen der Frontfläche (die äußere Umfangsfläche) eines Werkstücks und ein maschinelles Bearbeiten für eine exzentrische Position auf der Seitenfläche (die Endfläche) des Werkstücks gleichzeitig durchgeführt werden sollen.
Als eine Technik mit Bezug zu einem maschinellen Bearbeiten für die Frontfläche und die Endfläche eines Werkstücks offenbart Patentliteratur 1 eine Technologie zum Anwenden vielfältiger Arten einer maschinellen Bearbeitung eines Punktes, einer geraden Linie, eines Kreises, einer Ecke, einer Punktgruppe und dergleichen, für die Frontfläche (die äußere Umfangsfläche) und die Seitenfläche (die Endfläche) des Werkstücks. Diese Bearbeitungsformen werden erhalten mittels Durchführen einer befohlenen zweidimensionalen Pfadsteuerung auf der Endfläche mittels Durchführen einer Kombination einer Werkstückdrehung und einer X-Achse eine Welle. Eine Punktbearbeitung wird durch einen Bohrer durchgeführt, und ein Fräsen wird durch ein Fräswerkzeug durchgeführt.
Patentliteratur 2 offenbart eine Technologie zum gleichzeitigen Durchführen einer Keilnutung für die Frontfläche und eines Fräsens für die Endfläche mit Verwendung einer Überlagerungssteuerung.
Patentliteratur 3 offenbart eine Technologie zum gleichzeitigen Durchführen einer maschinellen Bearbeitung für die Frontfläche und einer maschinellen Bearbeitung für die exzentrische Position der Endfläche in einer automatischen Drehmaschine vom Kammzahntyp, die fähig zum Durchführen einer Y-Achse-Steuerung ist.
Patentliteratur 4 offenbart eine Technologie zum Anwenden einer maschinellen Bearbeitung eines Kreises eines kleinen Durchmessers mit einem Zentrum, das von dem Zentrum einer C-Welle/Spindel unterschiedlich ist, auf die Endfläche eines Werkstücks durch Verschieben eines Zentrums einer Kreisbewegung eines Trennvorrichtungshalters von dem C-Welle/Spindel-Zentrum während des Drehens des Werkstücks.
Zitierungsliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: Offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. S60-044239
Patentliteratur 2: Offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2005-238379
Patentliteratur 3: Offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2000-117506
Patentliteratur 4: Offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2008-126391

Zusammenfassung
Technisches Problem
Gemäß der Technologie von Patentliteratur 1 ist es jedoch unmöglich, weil nur ein Trennwerkzeughalter vorhanden ist, die gleichzeitige maschinelle Bearbeitung für die Frontfläche und die Endfläche des Werkstücks durchzuführen.
Gemäß der Technologie von Patentliteratur 2 werden die Keilnutung in der Längsrichtung für die Frontfläche und das Fräsen für die Endfläche in einem Zustand durchgeführt, in dem die C-Welle/Spindel gestoppt wird. Selbst falls diese Technologie verwendet wird, können deshalb die drehende oder rotierende maschinelle Bearbeitung für die Frontfläche und die exzentrische Bearbeitung für die Endfläche nicht gleichzeitig ausgeführt werden.
Gemäß der Technologie von Patentliteratur 3 wird die exzentrische maschinelle Bearbeitung für die Frontfläche während der Zeit ausgeführt, in der die C-Welle/Spindel in einem gestoppten Zustand ist. Falls es versucht wird, ein Bohren auf eine von dem Drehzentrum abweichende Position während der C-Welle/Spindel-Drehung anzuwenden, wird eine Kraft in der Querrichtung auf einen Bohreinsatz angewendet, und ein Bohrer wird zerbrochen.
Die Technologie von Patentliteratur 4 ist auf die Endflächenbearbeitung beschränkt. Selbst falls diese Technologie angewendet wird, können die Frontflächenbearbeitung und die Endflächenbearbeitung nicht gleichzeitig ausgeführt werden.
Die vorliegende Erfindung ist angesichts des Obigen hergeleitet worden, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Numerische-Steuerung-Vorrichtung zu erhalten, die eine maschinelle Bearbeitung für eine Frontfläche während eines Rotierens eines Werkstücks ausführen kann und zu derselben Zeit eine maschinelle Bearbeitung auf eine exzentrische Position auf einer Endfläche anwenden kann.
Lösung des Problems
Um die zuvor erwähnten Probleme zu lösen, ist eine Numerische-Steuerung-Vorrichtung, die eine Werkzeugmaschine steuert, die eine Werkstück-Drehwelle (bzw. Werkstückdrehende Welle), die ausgestaltet ist zum Drehen bzw. Rotieren eines Werkstücks, einen ersten Trennvorrichtungshalter, der ausgestaltet ist zum maschinellen Bearbeiten einer Frontfläche des Werkstücks, wenn das Werkstück sich dreht; und einen zweiten Trennvorrichtungshalter enthält, der ausgestaltet ist zum Fähigsein eines Bewegens auf einer Oberfläche mit einer Achsenrichtung der Werkstück-Drehwelle als eine Normale und zum maschinellen Bearbeiten des Werkstücks von einer Seite, die zu einer Endfläche des Werkstücks gegenüberliegend ist, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ausgestaltet zum Enthalten von: einer Bearbeitungsprogramm-Speicherregion, die darin ein Bearbeitungsprogramm gespeichert hat mit einem ersten Befehl zum Steuern der Drehung der Werkstück-Drehwelle während eines Durchführens einer Frontflächenbearbeitung mit Verwendung des ersten Trennvorrichtungshalters und einem zweiten Befehl, der beschrieben ist mit Verwendung einer relativen Koordinate zu dem Werkstück und zum Durchführen einer Positionssteuerung für den zweiten Trennvorrichtungshalter; und einer Bogenüberlagerungsinterpolation-Steuereinheit, die ausgestaltet ist zum Drehen der Werkstück-Drehwelle auf Grundlage des ersten Befehls und zum, zu derselben Zeit, Unterwerfen des zweiten Trennvorrichtungshalters der Positionssteuerung auf einer zweiten Bearbeitungsroute, die erhalten worden ist mittels Überlagern der Drehung der Werkstück-Drehwelle auf eine erste Bearbeitungsroute auf Grundlage des zweiten Befehls.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Die Numerische-Steuerung-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erzielt eine Wirkung, dass es möglich ist, eine maschinelle Bearbeitung für eine Frontfläche während eines Drehens bzw. Rotierens eines Werkstücks auszuführen und zu derselben Zeit eine maschinelle Bearbeitung auf eine exzentrische Position auf einer Endfläche anzuwenden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1-1 ist ein Diagramm zum Erläutern der Hauptausgestaltung einer Drehmaschine, die als ein Steuerungsziel durch eine NC-Vorrichtung in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gesetzt worden ist.
1-2 ist ein Diagramm der von einer Endflächenseite eines Werkstücks betrachteten Drehmaschine.
2 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Zustands, in dem eine Nutung auf die Endfläche eines Werkstücks gemäß einer Bogenüberlagerungsinterpolation angewendet wird.
3 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Zustands, in dem ein Bohren auf die Endfläche des Werkstücks gemäß der Bogenüberlagerungsinterpolation angewendet wird.
4 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Zustands, in dem ein Synchrongewindebohren auf die Endfläche des Werkstücks gemäß der Bogenüberlagerungsinterpolation angewendet wird.
5 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Zustands, in dem ein Ausbohren auf die Endfläche des Werkstücks gemäß der Bogenüberlagerungsinterpolation angewendet wird.
6 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Bearbeitungsprogrammbeispiels beim Durchführen der Bogenüberlagerungsinterpolation.
7 ist ein Diagramm zum Erläutern der Ausgestaltung einer NC-Vorrichtung in einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8 ist ein Diagramm zum Erläutern einer Startposition der Bogenüberlagerungsinterpolation.
9-1 ist ein Diagramm eines Beispiels eines Bearbeitungsprogramms beim Veranlassen einer Überlagerungsachse, eine Verarbeitung von G0 gemäß der Bogenüberlagerungsinterpolation auszuführen.
9-2 ist ein Diagramm eines Beispiels eines Bearbeitungsprogramms beim Veranlassen der Überlagerungsachse, eine Verarbeitung von G1 gemäß der Bogenüberlagerungsinterpolation ausführen.
10-1 ist ein Diagramm zum Erläutern von Parametern zum Berechnen von Maximalgeschwindigkeiten.
10-2 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Berechnungsverfahrens für Maximalgeschwindigkeiten durch eine Maximalgeschwindigkeit-durch-Operationsmodus-Berechnungseinheit.
10-3 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Berechnungsergebnisbeispiels von Maximalgeschwindigkeiten.
11 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern der Operation der NC-Vorrichtung beim Umschalten zu einem Bogenüberlagerungskorrekturmodus.
12 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Verarbeitung bei Schritt S5 in größerem Detail.
13 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern der Operation der NC-Vorrichtung nach einer Umschaltung zu einem Bogenüberlagerungsmodus.
14 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Verarbeitung bei Schritt S26 in größerem Detail.
Beschreibung der Ausführungsformen
Ausführungsformen einer NC-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden unten im Detail auf Grundlage der Zeichnungen erläutert. Man beachte, dass die vorliegende Erfindung nicht durch die Ausführungsformen beschränkt wird.
Erste Ausführungsform
1-1 ist ein Diagramm zum Erläutern der Hauptausgestaltung einer Drehmaschine, die als ein Steuerungsziel durch eine NC-Vorrichtung in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung festgelegt worden ist. 1-2 ist ein Diagramm der von einer Endflächenseite eines Werkstücks betrachteten Drehmaschine. Wie in 1-1 und 1-2 gezeigt, enthält diese Drehmaschine 100 ein zum Drehen bzw. Rotieren eines Werkstücks 140 ausgestaltetes Werkstück-Haltewerkzeug 110, einen ersten Trennvorrichtungshalter 120, der steuerbar ist in wenigsten einer X(X1)-Achse-Richtung und einer Z(Z1)-Achse-Richtung und fähig ist zum Durchführen einer Frontflächenbearbeitung für das Werkstück 140 während der Drehung bzw. Rotierung des Werkstücks 140, und einen zweiten Trennvorrichtungshalter 130, der steuerbar ist in einer X(X2)-Achse-Richtung, einer Y(Y2)-Achse-Richtung und einer Z(Z2)-Achse-Richtung in einer zu der Endfläche des Werkstücks gegenüberliegenden Position und fähig ist zum Anwenden einer maschinellen Bearbeitung auf die Endfläche des Werkstücks 140. Der erste Trennvorrichtungshalter 120 und der zweite Trennvorrichtungshalter 130 können jeweils eine Werkzeugspindel zum Drehen bzw. Rotieren eines Werkzeugs enthalten. Man beachte, dass in der folgenden Erläuterung eine Welle zum Drehen bzw. Rotieren des Werkstücks 140 als eine Werkstück-Drehwelle bezeichnet wird. Die Werkstück-Drehwelle wird als C (C1) Welle bezeichnet, wenn das Werkstück 140 unter der Positionssteuerung angetrieben wird, und wird als eine Spindel bezeichnet, wenn das Werkstück 140 unter der Geschwindigkeitssteuerung angetrieben wird.
Anders als der erste Trennvorrichtungshalter 120 kann sich der zweite Trennvorrichtungshalter 130 auf einer Oberfläche bewegen, die die Werkstück-Drehwelle als die Normale hat (eine Oberfläche gebildet durch die die X2-Achse und die Y2-Achse) in einer zu der Endfläche des Werkstücks 140 gegenüberliegenden Position. Die NC-Vorrichtung in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Steuerung durchführen zum Drehen des Werkstücks 140 zum Durchführen einer maschinellen Bearbeitung der Frontfläche des Werkstücks 140 mit Verwendung des ersten Trennvorrichtungshalters 120 und zum, zu derselben Zeit, Anwenden einer beliebigen maschinellen Bearbeitung mit Verwendung des zweiten Trennvorrichtungshalters 130 auf eine beliebige Position der Endfläche des Werkstücks 140. In der folgenden Erläuterung wird diese Steuerung als eine Bogenüberlagerungsinterpolation bezeichnet.
Beispiele eines Typs der beliebigen Bearbeitung enthalten Bohren, Synchrongewindebohren und Fräsen. 2 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Zustands, in dem ein Nuten auf die Endfläche des Werkstücks 140 gemäß der Bogenüberlagerungsinterpolation angewendet wird. Wie in der Figur gezeigt, ist, wenn das Nuten ausgeführt wird, ein Schaftfräser an der Werkzeugspindel des zweiten Trennvorrichtungshalters 130 angebracht. Der zweite Trennvorrichtungshalter 130 wird gemäß der Bogenüberlagerungsinterpolation einer Positionssteuerung zum Bewegen auf einer Route unterworfen, die erhalten worden ist mittels Überlagern der Drehung des Werkstücks 140 auf eine Bearbeitungsroute des Schaftfräsers zu der Zeit, wenn die Drehung des Werkzeugs 140 gestoppt wird.
3 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Zustands, in dem ein Bohren auf die Endfläche des Werkstücks 140 gemäß der Bogenüberlagerungsinterpolation angewendet wird. Wie in der Figur gezeigt, ist, wenn das Bohren ausgeführt wird, ein Bohrer an der Werkzeugspindel des zweiten Trennvorrichtungshalters 130 angebracht. Der zweite Trennvorrichtungshalter 130 wird gemäß der Bogenüberlagerungsinterpolation einer Positionssteuerung zum Bewegen auf einer Route unterworfen, die erhalten worden ist mittels Überlagern der Drehung des Werkstücks 140 auf eine Bohrposition zu der Zeit, wenn die Drehung des Werkstücks 140 gestoppt wird.
4 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Zustands, in dem ein Synchrongewindebohren auf die Endfläche des Werkstücks 140 gemäß der Bogenüberlagerungsinterpolation angewendet wird. Wie in der Figur gezeigt, ist, wenn das Synchrongewindebohren durchgeführt wird, ein Gewindebohrer an der Werkzeugspindel des zweiten Trennvorrichtungshalters 130 angebracht. Wie in dem Fall des Bohrens, in dem die Bogenüberlagerungsinterpolation angewendet wird, wird der zweite Trennvorrichtungshalter 130 gemäß der Bogenüberlagerungsinterpolation einer Positionssteuerung zum Bewegen auf einer Route unterworfen, die erhalten worden ist mittels Überlagern der Drehung des Werkstücks 140 auf eine Route zum Durchführen des Synchrongewindebohrens, wenn die Drehung des Werkstücks 140 gestoppt wird.
5 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Zustands, in dem ein Ausbohren bzw. Ausfräsen (Engl.: boring) auf die Endfläche des Werkstücks 140 gemäß der Bogenüberlagerungsinterpolation angewendet wird. Wie in der Figur gezeigt, ist, wenn das Ausbohren durchgeführt wird, der Schaftfräser an der Werkzeugspindel des zweiten Trennvorrichtungshalters 130 angebracht. Der zweite Trennvorrichtungshalter 130 wird gemäß der Bogenüberlagerungsinterpolation einer Positionssteuerung zum Bewegen auf einer Route unterworfen, die erhalten worden ist mittels Überlagern der Drehung des Werkstücks 140 auf eine Bearbeitungsroute des Schaftfräsers zu der Zeit, wenn die Drehung des Werkstücks 140 gestoppt wird und das Ausbohren durchgeführt wird. Genauer genommen wird gemäß der Bogenüberlagerungsinterpolation der zweite Trennvorrichtungshalter 130 auf einer Route bewegt, die erhalten worden ist mittels Überlagern der Drehung des Werkstücks 140 auf eine Route der Drehung des Schaftfräsers um eine von der Werkzeugspindel unterschiedliche Achse herum (sogenannte spiralförmige Überlagerung).
6 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Bearbeitungsprogrammbeispiels beim Durchführen der Bogenüberlagerungsinterpolation. Ein in 6 gezeigtes Bearbeitungsprogramm 200 ist ein Programm zum Anwenden eines linearen Nutens auf die Endfläche des Werkstücks 140 mit Verwendung des zweiten Trennvorrichtungshalters 130 während der Frontflächenbearbeitung, die die Drehung des Werkstücks 140 durch den ersten Trennvorrichtungshalter 120 involviert. Das Bearbeitungsprogramm 200 enthält ein Programm zum Steuern des ersten Trennvorrichtungshalters 120 und der Drehung des Werkstücks 140 (ein Basisachsenprogramm 210) und ein Programm zum Steuern des zweiten Trennvorrichtungshalters 130 (ein Überlagerungsachsenprogramm 220). Ein gesteuertes System mit einer ersten Achse als die X1-Achse, einer zweiten Achse als die Z1-Achse und einer dritten Achse als die C1-Achse wird als eine Basisachse bezeichnet. Ein gesteuertes System mit einer ersten Achse als die X2-Achse, einer zweiten Achse als die Y2-Achse und einer dritten Achse als die Z2-Achse wird als Überlagerungsachse bezeichnet.
Das Überlagerungsachsenprogramm 220 wird hier mit Verwendung einer relativen Koordinate zu dem Werkstück 140 in einem stationären Zustand beschrieben. Gemäß dem Bearbeitungsprogramm 200 wird eine Positionssteuerung für die X2-Achse und die Y2-Achse durchgeführt, und ein Trennen in der Z2-Achse-Richtung wird durchgeführt, so dass der zweite Trennvorrichtungshalter 130 sich auf einer zweiten Bearbeitungsroute bewegt, die erhalten worden ist mittels Überlagern einer Bearbeitungsroute (eine erste Bearbeitungsroute) auf der relativen Koordinate auf der Endfläche des Werkstücks 140, bezeichnet durch das Überlagerungsachsenprogramm 220, auf die Drehung des Werkstücks 140 durch das Basisachsenprogramm 210.
Die Bogenüberlagerungsinterpolation wird gestartet mittels Ausführen eines Bogenüberlagerungsinterpolationsbefehls. Der Bogenüberlagerungsinterpolationsbefehl wird gebildet durch eine Beschreibung ”G155 'Dritte-Achse-Name von Basisachse' = 'Erste-Achse-Name von Überlagerungsachse' + 'Zweite-Achse-Name von Überlagerungsachse'”. Die Bogenüberlagerungsinterpolation wird beendet durch Ausführen eines Bogenüberlagerungsinterpolation-Aufhebungsbefehls. Das heißt, dass in dem in 6 gezeigten Beispiel ”G155C1 = X2 + Y2” dem Bogenüberlagerungsinterpolationsbefehl entspricht, und ”G155C1” dem Bogenüberlagerungsinterpolation-Aufhebungsbefehl entspricht.
Gemäß dem Bogenüberlagerungsinterpolationsbefehl kann eine Startposition einer überlagerten Bearbeitung bezeichnet werden durch Hinzufügen einer Beschreibung ”,CθXxaYya” folgend der Beschreibung ”G155C1 = X2 + Y2”. Die Beschreibung ”,CθXxaYya” bedeutet, dass die überlagerte Bearbeitung bei einem Punkt gestartet wird, wenn θ der Referenzbasisachse die Position von XxaVya der Überlagerungsachse erreicht. Das heißt beispielsweise ”G155C1 = X2 + Y2, C45. X-50. Y-50.” bedeutet einen Befehl zum Veranlassen eines Werkzeugs des in einer Position von X-50 Y-50 im Voraus positionierten zweiten Trennvorrichtungshalters 130 zum Bearbeiten einer erwünschten Spur während eines Durchführens einer kreisförmigen bzw. zirkulären Bewegung gemäß der Drehung des Werkstücks 140 gleichzeitig mit einem Passieren einer Linie von θ (45 Grad) des Werkstücks 140. Gemäß der die Startposition bezeichnenden Beschreibung wird eine Zuordnungsbeziehung zwischen einem Koordinatensystem der Werkstück-Drehwelle und einem relativen Koordinatensystem, das in dem Überlagerungsachsenprogramm 220 verwendet wird, etabliert.
Die NC-Vorrichtung in dieser Ausführungsform liest das Basisachsenprogram 210 und das Überlagerungsachsenprogramm 220 parallel. Nach einem Umschalten zu einem Bogenüberlagerungsmodus gemäß dem Bogenüberlagerungsinterpolationsbefehl, der in dem Basisachsenprogramm 210 beschrieben ist, synchronisiert die NC-Vorrichtung in dieser Ausführungsform, gemäß ”!2L20”, beschrieben nach dem Bogenüberlagerungsinterpolationsbefehl in dem Basisachsenprogramm 210, und ”!1L20”, beschrieben in dem Überlagerungsachsenprogramm 220, die Ausführungszeitpunkte von Befehlen, die nach den jeweiligen Beschreibungen beschrieben sind. Und zwar startet die NC-Vorrichtung in dieser Ausführungsform eine Ausführung eines Befehls ”G91 G01 Z30. C-90. F360.” und startet zu derselben Zeit eine Ausführung eines Befehls ”G01X-40. Y-40. F100”. Bei diesem Punkt überlagert, wie oben erläutert, die NC-Vorrichtung in dieser Ausführungsform den Befehl ”G01X-40. Y-40. F100” auf den Befehl ”G91 G01 Z30. C-90. F360.” und führt den Befehl aus. Man beachte, dass, wenn der Befehl ”G01X-40. Y-40. F100” vollendet wird, bevor der Befehl ”G91 G01 Z30. C-90. F360.” vollendet ist, die NC-Vorrichtung den nächsten Befehl ”G00X40. Y40.” des Befehls ”G01X-40. Y-40. F100” auf den Befehl ”G91 G01 Z30. C-90. F360.” überlagert und den Befehl gleichzeitig mit dem Befehl ”G91 G01 Z30. C-90. F360.” ausführt.
7 ist ein Diagramm zum Erläutern der Ausgestaltung einer NC-Vorrichtung in einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in der Figur gezeigt, enthält eine NC-Vorrichtung 300 eine Steuerungsarithmetikeinheit 1, eine Eingabeoperationseinheit 2, die ausgestaltet ist zum Empfangen einer Operationseingabe an die NC-Vorrichtung 300 durch einen Operator, eine Anzeigeeinheit 3, die ausgestaltet ist zum Anzeigen und Ausgeben eines Steuerungszustands der NC-Vorrichtung 300 an den Operator, Servomotoren 5a bis 5f, die ausgestaltet sind zum jeweiligen Antreiben von in der Drehmaschine 100 enthaltenen Achsen (C1, X1, Z1, X2, Y2 und Z2), und Servosteuereinheiten 4a bis 4f, die jeweils ausgestaltet sind zum Liefern eines elektrischen Stroms zum Antreiben der Servomotoren 5a bis 5f. Die Steuerungsarithmetikeinheit 1 analysiert ein Bearbeitungsprogramm und einen Bewegungsoperationsbefehl, der von dem Operator via die Eingabeoperationseinheit 21 eingegeben worden ist, erzeugt eine Servoantriebsinformation und gibt die erzeugte Servoantriebsinformation an die Servosteuereinheiten 4a bis 4f aus. Die Servosteuereinheiten 4a bis 4f erzeugen auf Grundlage der eingegebenen Servoantriebsinformation elektrische Ströme zum Antreiben der Servomotoren 5a bis 5f und liefern die erzeugten elektrischen Ströme an die Servomotoren 5a bis 5f. Man beachte, dass als die Servoantriebsinformation als ein Beispiel ein Bewegungsausmaß bei jedem Steuerungszyklus übernommen wird.
Die Steuerungsarithmetikeinheit 1 enthält eine Eingabesteuereinheit 6, eine Datensetzeinheit 7, eine Speicherungseinheit 8, eine Maschinensteuerungssignal-Verarbeitungseinheit 12, einen programmierbaren Controller (PLC) 13, eine Schirmverarbeitungseinheit 16, eine Analyseverarbeitungseinheit 17, eine Bogenüberlagerungsinterpolations-Geschwindigkeitfestklemm-Verarbeitungseinheit 21, eine Interpolationsverarbeitungseinheit 22, eine Bogenüberlagerungsinterpolationsstart-Verarbeitungseinheit 24, eine Beschleunigungs-und-Verlangsamungs-Verarbeitungseinheit 28, eine Bogenüberlagerungsinterpolation-Steuereinheit 29 und eine Wellendaten-Eingabe-und-Ausgabeeinheit 35.
Man beachte, dass typischerweise die Steuerungsarithmetikeinheit 1 durch einen Computer mit einer CPU (Central Processing Unit), einem ROM (Read Only Memory), einem RAM (Random Access Memory) und einer I/O-Schnittstelle realisiert wird. Beispielweise führt genauer genommen die CPU ein in dem ROM im Voraus gespeichertes Numerische-Steuerung-Programm aus, um dadurch als die Datensetzeinheit 7, die Maschinensteuerungssignal-Verarbeitungseinheit 12, den programmierbaren Controller (PLC) 13, die Schirmverarbeitungseinheit 16, die Analyseverarbeitungseinheit 17, die Bogenüberlagerungsinterpolations-Geschwindigkeitsfestklemm-Verarbeitungseinheit 21, die Interpolationsverarbeitungseinheit 22, die Bogenüberlagerungsinterpolationsstart-Verarbeitungseinheit 24, die Beschleunigungs-und-Verlangsamungs-Verarbeitungseinheit 28 und Bogenüberlagerungsinterpolation-Steuereinheit 29 zu fungieren. Die Speicherungseinheit 8 ist in dem ROM oder dem RAM gesichert. Eine I/O-Schnittstelle realisiert die Funktionen der Eingabesteuereinheit 6 und der Wellendaten-Eingabe-und-Ausgabeeinheit 35. Man beachte, dass typischerweise die Steuerungsarithmetikeinheit 1 einen Teil oder alles von funktionalen Einheiten realisieren kann, die als auf der CPU realisiert aufgeführt sind, gemäß Hardware oder einer Kombination der Hardware und Software (ein Numerische-Steuerung-Programm).
An die Steuerungsarithmetikeinheit 1 von der Eingabeoperationseinheit 2 eingegebene Daten werden an die Datensetzeinheit 7 via die Eingabesteuereinheit 6 eingegeben, die eine Eingabeschnittstelle ist. Die Datensetzeinheit 7 verteilt und speichert, auf Grundlage eines in der Eingabeoperationseinheit 2 ausgewählten Eingabemodus, die Eingabedaten in einer Parameterspeicherregion 9, einer Werkzeugkorrekturdaten-Speicherregion 10 und einer Bearbeitungsprogramm-Speicherregion 11, die jeweils in der Speicherungseinheit 8 gesichert sind. Das Bearbeitungsprogramm 200 ist in der Bearbeitungsprogramm-Speicherregion 11 gespeichert.
Man beachte, dass für den Zweck einer Gefahrenvermeidung oder dergleichen Peripherievorrichtungen (in der Figur nicht gezeigt), so wie ein Relais, ein elektromagnetisches Ventil und eine Anzeigeleuchte, mit der Drehmaschine 100 verbunden sind. Eine Steuerung der Peripherievorrichtungen wird in Kooperation mit einer Steuerung eines Bearbeitungsmechanismus für das Werkstück 140 ausgeführt. Eine Information zum Koordinieren der Steuerung der Peripherievorrichtungen mit der Steuerung des Bearbeitungsmechanismus für das Werkstück 140 wird an den PLC 13 eingegeben und davon ausgegeben via die Maschinensteuerungssignal-Verarbeitungseinheit 12. Der PLC 13 führt die Steuerung der Peripherievorrichtungen auf Grundlage der via die Maschinensteuerungssignal-Verarbeitungseinheit 12 eingegebenen Information und eines in dem Inneren des PLC 13 im Voraus aufgenommenen Steuerungsprogramms aus.
Die Steuerung des PLC 13, Ausführungsverarbeitung des Bearbeitungsprogramms 200 und eine ständige Verarbeitung mit Bezug zu der NC-Vorrichtung 300 werden durchgeführt mittels Speichern einer Zwischeninformation in einer gemeinsam genutzten Region 14 oder mittels Referenzieren der Zwischeninformation. Die Information zum Koordinieren der Steuerung der Peripherievorrichtungen mit der Steuerung des Bearbeitungsmechanismus für das Werkstück 140 ist in der gemeinsam genutzten Region 14 gespeichert.
Ein Anzeigeinhalt, der entsprechend einer via die Eingabeoperationseinheit 2 eingegebenen Anzeigeaufforderung angezeigt werden soll, wird für eine Anzeige geformt und gespeichert in einer Schirmanzeigedaten-Speicherregion 15. Die Schirmverarbeitungseinheit 16 transferiert in der Schirmanzeigedaten-Speicherregion 15 gespeicherte Daten an die Anzeigezeigeeinheit 3, um dadurch die Anzeigeeinheit 3 zum Anzeigen des Anzeigeinhalts zu veranlassen.
Die Analyseverarbeitungseinheit 17 liest sequenziell und analysiert das in der Bearbeitungsprogramm-Speicherregion 11 gespeicherte Bearbeitungsprogramm 200 und extrahiert aus einem gelesenen Programmblock ein Bewegungsausmaß von der gegenwärtigen Position zu einer befohlenen Position und eine bezeichnete Zuführgeschwindigkeit. Das Bewegungsausmaß und die Zuführgeschwindigkeit, die aus dem Überlagerungsachsenprogramm 220 extrahiert worden sind, sind jeweils in Koordinatensystemen vor einer Überlagerung beschrieben. Das extrahierte Bewegungsausmaß und das extrahierte Bewegungsausmaß werden an die Bogenüberlagerungsinterpolations-Geschwindigkeitsfestklemm-Verarbeitungseinheit 21 via die gemeinsam genutzte Region 14 eingegeben. Wenn die Analyseverarbeitungseinheit 17 eine Beschreibung ”G155” in dem Bearbeitungsprogramm 200 erfasst, gibt die Analyseverarbeitungseinheit 17 einen Programmblock mit der Beschreibung ”G155” an die Bogenüberlagerungsinterpolationsbefehl-Analysiereinheit 18 ein.
Man beachte, dass, wenn die Werkstück-Drehwelle als die Spindel gesteuert wird und die Geschwindigkeit der Werkstück-Drehwelle durch eine Drehfrequenz (befohlene Drehfrequenz) gegeben ist, die Analyseverarbeitungseinheit 17 die befohlene Drehfrequenz der Werkstück-Drehwelle anstelle des Bewegungsausmaßes und der Zuführgeschwindigkeit mit Bezug zu der Werkstück-Drehwelle extrahiert und die extrahierte befohlene Drehfrequenz an die Bogenüberlagerungsinterpolation-Steuereinheit 29 eingibt.
Die Bogenüberlagerungsinterpolationsbefehl-Analysiereinheit 18 extrahiert aus dem eingegebenen Programmblock die Beschreibung ”,CθXxaYya” mit Bezug zu einer Startposition eines Bogenüberlagerungsinterpolationsbefehls und eine Definitionsinformation (Wellennummerinformation, Polaritätsinformation etc.) der Basisachse und der Überlagerungsachse als eine Information, die notwendig ist zum Veranlassen des zweiten Trennvorrichtungshalters 130, eine Koordinatendrehung durchzuführen, die mit der Drehung der Werkstück-Drehwelle synchronisiert. Die Bogenüberlagerungsinterpolationsbefehl-Analysiereinheit 18 speichert die extrahierten Inhalte in einer Koordinatenumwandlungsdaten-durch-Bogenüberlagerungsmodus-Speicherregion 20 in der Speicherungseinheit 8 als Koordinatenumwandlungsdaten. Man beachte, dass Flags (FGs) von ”Überlagerungsachsenstartposition bezeichnet” und ”Basisachsenstartposition bezeichnet” definiert sein können in der Koordinatenumwandlungsdaten-durch-Bogenüberlagerungsmodus-Speicherregion 20. Die Bogenüberlagerungsinterpolationsbefehl-Analysiereinheit 18 kann die Flags auf Grundlage des Beschreibungsinhalts von ”,CθXxaYya” an- und ausschalten. Wenn die Beschreibung ”,CθXxaYya” fehlt nach der Beschreibung ”G155C1 = X2 + Y2”, kann die Bogenüberlagerungsinterpolationsbefehl-Analysiereinheit 18 die gegenwärtige Position von C = 0deg, XY als die Startposition setzen.
Man beachte, dass die Koordinatenumwandlungsdaten einen Vektor der Ordinate und der Abszisse der gegenwärtigen Position von dem Zentrum des Werkstücks 140 neben der Startposition der Bogenüberlagerungsinterpolation und der Definitionsinformation der Achsen enthalten. Der Vektor wird beschrieben (gesetzt) in den Koordinatenumwandlungsdaten durch eine unten erläuterte Bogenüberlagerungsinterpolationskoordinate-Setzeinheit 27.
Die Bogenüberlagerungsinterpolations-Geschwindigkeitsfestklemm-Verarbeitungseinheit 21 wendet ein Geschwindigkeitsfestklemmen auf jede von einer Zuführgeschwindigkeit des ersten Trennvorrichtungshalters 120 und einer Zuführgeschwindigkeit vor einer Überlagerung des zweiten Trennvorrichtungshalters 130 an, die extrahiert worden sind durch die Analyseverarbeitungseinheit 17, so dass jede der Zuführgeschwindigkeit des ersten Trennvorrichtungshalters 120 und der Zuführgeschwindigkeit nach einer Überlagerung des zweiten Trennvorrichtungshalters 130 gleich oder geringer als eine durch einen Parameter gegebene maximale zulässige Geschwindigkeit ist. Die Bogenüberlagerungsinterpolations-Geschwindigkeitsfestklemm Verarbeitungseinheit 21 gibt die dem Geschwindigkeitsfestklemmen unterworfenen Zuführgeschwindigkeiten und das durch die Analyseverarbeitungseinheit 17 extrahierte Bewegungsausmaß an die Interpolationsverarbeitungseinheit 22 ein.
Vor einem Ausführen des Bogenüberlagerungsmodus berechnet eine Maximalgeschwindigkeit-durch-Operationsmodus-Berechnungseinheit 26 eine Maximalgeschwindigkeit, die zulässig ist für die Zuführgeschwindigkeit vor einer Überlagerung des zweiten Trennvorrichtungshalters 130 im Voraus für jeden von Operationsmodi (Kombinationen von Stoppen, Positionieren und Trennen der Trennvorrichtungshalter), so dass die Zuführgeschwindigkeit nach einer Überlagerung des zweiten Trennvorrichtungshalters 130 gleich oder geringer als die maximale zulässige Geschwindigkeit ist. Die Maximalgeschwindigkeit-durch-Operationsmodus-Berechnungseinheit 26 speichert die berechnete Maximalgeschwindigkeit in einer Maximalgeschwindigkeitsdaten-durch-Bogenüberlagerungsmodus-Speicherregion 19. Eine Funktion der Maximalgeschwindigkeit-durch-Operationsmodus-Berechnungseinheit 26 wird unten im Detail erläutert. Die Bogenüberlagerungsinterpolations-Geschwindigkeitsfestklemm-Verarbeitungseinheit 21 klemmt Geschwindigkeitsdaten vor einer Überlagerung mit der in der Maximalgeschwindigkeitsdaten-durch-Bogenüberlagerungsmodus-Speicherregion 19 gespeicherten Maximalgeschwindigkeit fest.
Die Interpolationsverarbeitungseinheit 22 fungiert als eine Relative-Koordinate-Geschwindigkeit-Berechnungseinheit, die ausgestaltet ist zum Berechnen, in Kooperation mit einer unten erläuterten Beschleunigungs-und-Verlangsamungs-Verarbeitungseinheit 28, auf Grundlage eines in dem Überlagerungsachsenprogramm 220 beschriebenen Befehls, eines Bewegungsausmaßes bei jedem Steuerungszyklus in einer relativen Koordinate bezüglich des stationären Werkstücks 140.
Genauer genommen unterwirft die Interpolationsverarbeitungseinheit 22 das Bewegungsausmaß einer groben Interpolation auf Grundlage des eingegebenen Bewegungsausmaßes und der eingegebenen Zuführgeschwindigkeit, um dadurch ein Bewegungsausmaß bei jedem Steuerungszyklus zu berechnen. Die grobe Interpolation bedeutet, dass das Bewegungsausmaß einfach bei der Anzahl von Steuerungszyklen entsprechend der Zuführgeschwindigkeit geteilt bzw. dividiert wird.
Zum Ausführen einer Positionierungssteuerung von der gegenwärtigen Position des Werkzeugs des zweiten Trennvorrichtungshalters 130 zu der Startposition der Bogenüberlagerungsinterpolation, bezeichnet auf der Endfläche des Werkstücks 140, erzeugt eine in der Interpolationsverarbeitungseinheit 22 vorhandene Bogenüberlagerungsinterpolation-Startposition-Bewegungseinheit 23 ein Bewegungsausmaß bei jedem Steuerungszyklus von der gegenwärtigen Position des Werkzeugs des zweiten Trennvorrichtungshalters 130 zu der Startposition der Bogenüberlagerungsinterpolation.
Die Bogenüberlagerungsinterpolationsstart-Verarbeitungseinheit 24 führt eine Vorbereitung beim Starten der Bogenüberlagerungsinterpolation und des Starts der Bogenüberlagerungsinterpolation durch. Die Bogenüberlagerungsinterpolationsstart-Verarbeitungseinheit 24 enthält eine Bogenüberlagerungsinterpolationsstart-Bestimmungseinheit 25, die Maximalgeschwindigkeit-durch-Operationsmodus-Berechnungseinheit 26 und eine Bogenüberlagerungsinterpolationskoordinate-Setzeinheit 27.
Die Bogenüberlagerungsinterpolationsstart-Bestimmungseinheit 25 bestimmt, ob ein Erfüllen bzw. Treffen der Basisachse und der Überlagerungsachse vollendet ist. Wenn das Treffen der Basisachse und der Überlagerungsachse vollendet ist, erlaubt die Bogenüberlagerungsinterpolationsstart-Bestimmungseinheit 25 den Start einer Steuerung mit Bezug zu der Bogenüberlagerungsinterpolation.
8 ist ein Diagramm zum Erläutern der Startposition der Bogenüberlagerungsinterpolation durch das in 6 gezeigte Bearbeitungsprogramm 200. Wie in dem Basisachsenprogramm 210 in 6 gezeigt, wenn eine Startposition (X-50 Y-50) des zweiten Trennvorrichtungshalters 130 und ein Winkel (45 deg) der C-Welle durch einen Bogenüberlagerungsstartbefehl bezeichnet sind, werden die Wellen gemäß einem Bewegungsausmaß bei jedem Steuerungszyklus, erzeugt durch die Bogenüberlagerungsinterpolations-Startposition-Bewegungseinheit 23, angetrieben, wodurch das Werkzeug des zweiten Trennvorrichtungshalters 130, das/der die Überlagerungsachse ist, von einer Anfangsposition (eine Bereitschaftsposition) in Richtung eines Drehzentrums (X0Y0Z0) der Überlagerungsachse bewegt wird. Schließlich wird das Werkzeug des zweiten Trennvorrichtungshalters 130 in einer Position gestoppt, wo ein Drehradius des Werkzeugs des zweiten Trennvorrichtungshalters 130 um das Drehzentrum der Überlagerungsachse gleich einem Drehradius der bezeichneten Startposition X-50 Y-50 ist. Man beachte, dass die Stoppposition als eine der Startposition entsprechende Position bezeichnet wird. Die Bogenüberlagerungsinterpolationsstart-Bestimmungseinheit 25 bestimmt, ob der Drehwinkel (45 deg) des sich drehenden Werkstücks 140 mit einem Winkel eines Vektors übereinstimmt bzw. zusammenfällt, der in dem Drehzentrum der Überlagerungsachse startet und in der der Startposition entsprechenden Position endet. Die Bogenüberlagerungsinterpolationsstart-Bestimmungseinheit 25 bestimmt mit anderen Worten, ob die der bezeichneten Startposition entsprechende Position und die Position der Werkstück-Drehwelle miteinander übereinstimmen. Nachdem die Winkel miteinander übereinstimmen, erlaubt die Bogenüberlagerungsinterpolationsstart-Bestimmungseinheit 25 den Start der Steuerung mit Bezug zu der Bogenüberlagerungsinterpolation. Und zwar kann die Steuerungsarithmetikeinheit 1 zu dem Bogenüberlagerungsmodus umschalten und dem Werkzeug des zweiten Trennvorrichtungshalters 130 ein Trennen in der Z-Achse-Richtung erlauben.
Man beachte, dass als eine Technologie zum Bezeichnen der Startposition der Bogenüberlagerungsinterpolation es vielfältige Verfahren gibt, so wie ein Verfahren zum automatischen Speichern des Winkels, der Position des zweiten Trennvorrichtungshalters 130 und Ausführungspositionen eines XY-Koordinatenwertbefehls und eines Bogenüberlagerungsinterpolationsbefehls. Jedoch ist die Bogenüberlagerungsinterpolationsstart-Bestimmung notwendig, wenn die überlagerte Bearbeitung gestartet wird während der Werkstückdrehung, wie oben erläutert. Die Bogenüberlagerungsinterpolationsstart-Bestimmung ist unnötig, wenn der zweite Trennvorrichtungshalter 130 in einer bezeichneten Position während der Zeit positioniert ist, in der das Werkstück gestoppt wird, und eine Bearbeitung durch den zweiten Trennvorrichtungshalter 130 gleichzeitig mit einem Bearbeiten durch den ersten Trennvorrichtungshalter 120 gestartet wird.
Die Maximalgeschwindigkeit-durch-Operationsmodus-Berechnungseinheit 26 berechnet eine Maximalgeschwindigkeit, die für die Zuführgeschwindigkeit zulässig ist vor einer Überlagerung, als einen Festklemmwert für die Bogenüberlagerungsinterpolations-Geschwindigkeitsfestklemm-Verarbeitungseinheit 21, um ein Geschwindigkeitsfestklemmen auf die Zuführgeschwindigkeit vor einer Überlagerung anzuwenden. Die Maximalgeschwindigkeit-durch-Operationsmodus-Berechnungseinheit 26 speichert die berechnete Maximalgeschwindigkeit in der Maximalgeschwindigkeitsdaten-durch-Bogenüberlagerungsmodus-Speicherregion 19. Die Maximalgeschwindigkeit wird berechnet mit Verwendung eines maximalen Bearbeitungsradius des Werkstücks 140 und maximaler zulässiger Geschwindigkeiten während einer Schnellzuführung (G0) und einer Trennzuführung (G1), die gesetzt sind für jede von der Werkstück-Drehwelle, der X2-Achse und der Y2-Achse, so dass jede von der Werkstück-Drehwelle, der X2-Achse und der Y2-Achse nicht die maximale zulässige Geschwindigkeit überschreitet. Die Maximalgeschwindigkeit wird berechnet für jede der Basisachse und der Überlagerungsachse für jede von Kombinationen (Operationsmodi) von Operationen (G0, G1) der Basisachse und Operationen (Stopp, G0, G1) der Überlagerungsachse. Man beachte, dass ein Eingabeverfahren für den maximalen Bearbeitungsradius nicht auf ein spezifisches Verfahren beschränkt ist. Beispielsweise kann der maximale Bearbeitungsradius von außen als ein in der Parameterspeicherregion 9 gespeicherter Parameter festgelegt sein oder kann in dem Bearbeitungsprogramm 200 beschrieben und eingegeben sein.
9-1 ist ein Diagramm eines Beispiels des Bearbeitungsprogramms 200 beim Veranlassen der Überlagerungsachse, eine Verarbeitung von G0 gemäß der Bogenüberlagerungsinterpolation auszuführen. 9-2 ist ein Diagramm eines Beispiels des Bearbeitungsprogramms 200 beim Veranlassen der Überlagerungsachse, eine Verarbeitung von G1 gemäß der Bogenüberlagerungsinterpolation auszuführen. Gemäß dem in 9-1 gezeigten Bearbeitungsprogramm 200 wird ein Befehl zum Veranlassen der Überlagerungsachse, die Schnellzuführung bei einer Geschwindigkeit von 100 mm/min zu der Position von X-40 Y-40 auszuführen, auf die Drehung der Basisachse überlagert. Gemäß dem in 9-2 gezeigten Bearbeitungsprogramm 200 wird ein Befehl zum Veranlassen der Überlagerungsachse, die Trennzuführung mit einer Geschwindigkeit von 100 mm/min zu der Position von X-40 Y-40 auszuführen, auf die Drehung der Basisachse überlagert.
Ein Berechnungsverfahren für Maximalgeschwindigkeiten durch die Maximalgeschiwindigkeit-durch-Operationsmodus-Berechnungseinheit 26 wird mit Verweis auf 10-1 bis 10-3 erläutert. 10-1 ist ein Diagramm zum Erläutern von Parametern, die in der Parameterspeicherregion für die Berechnung der Maximalgeschwindigkeit gespeichert sind. Wie in 10-1 gezeigt, sind in der Parameterspeicherregion 9 ein Parameter A, in dem maximale zulässige Geschwindigkeiten während der Schnellzuführung und während der Trennzuführung beschrieben sind, und ein Parameter B, in dem ein maximaler Bearbeitungsradius des Werkstücks 140 beschrieben ist, für jede von der C1-Achse, der X2-Achse und der Y2-Achse gespeichert.
Zuerst berechnet die Maximalgeschwindigkeit-durch-Operationsmodus-Berechnungseinheit 26 jede von einer Überlagerungsachse-Synchronmaximalgeschwindigkeit, Überlagerungsachse-Zuführungsmaximalgeschwindigkeit und Überlagerungsachse-Reale-Achse-Maximalgeschwindigkeit. Dann substituiert die Maximalgeschwindigkeit-durch-Operationsmodus-Berechnungseinheit 26 die berechnete Information in der folgenden Formel und berechnet ein Festklemmverhältnis: Festklemmverhältnis = Überlagerungsachse-Reale-Achse-Maximalgeschwindigkeit/(Überlagerungsachse-Synchronmaximalgeschwindigkeit + Überlagerungsachse-Zuführungsmaximalgeschwindigkeit) Formel 1
Zuerst wird ein Verfahren zum Berechnen erläutert, für jeden von Befehlen für die Überlagerungsachse, Überlagerungsachse-Synchronmaximalgeschwindigkeit, Überlagerungsachse-Zuführungsmaximalgeschwindigkeit und Überlagerungsachse-Reale-Achse-Maximalgeschwindigkeit und Maximalgeschwindigkeit der Basisachse und der Überlagerungsachse, wenn ein Befehl für die Basisachse die Schnellzuführung ist.
10-2 ist ein Diagramm zum Erläutern des Berechnungsverfahrens für Maximalgeschwindigkeiten durch die Maximalgeschwindigkeit-durch-Operationsmodus-Berechnungseinheit 26. Wie in 10-2 gezeigt, wenn der Befehl für die Überlagerungsachse das Stoppen, die Schnellzuführung oder die Trennzuführung ist, setzt die Maximalgeschwindigkeit-durch-Operationsmodus-Berechnungseinheit 26 (maximale zulässige Geschwindigkeit der C1-Achse während der Schnellzuführung) × π/180 × (maximaler Bearbeitungsradius) als die Überlagerungsachse-Synchronmaximalgeschwindigkeit. Wenn der Befehl für die Überlagerungsachse das Stoppen ist, setzt die Maximalgeschwindigkeit-durch-Operationsmodus-Berechnungseinheit 26 die Überlagerungsachse-Zuführungsmaximalgeschwindigkeit auf null. Wenn der Befehl für die Überlagerungsachse die Schnellzuführung ist, setzt die Maximalgeschwindigkeit-durch-Operationsmodus-Berechnungseinheit 26 eine kleinere von einer maximalen zulässigen Geschwindigkeit während der Schnellzuführung der X2-Achse und einer maximalen zulässigen Geschwindigkeit während der Schnellzuführung der Y2-Achse als die Überlagerungsachse-Zuführungsmaximalgeschwindigkeit. Wenn der Befehl für die Überlagerungsachse die Trennzuführung ist, setzt die Maximalgeschwindigkeit-durch-Operationsmodus-Berechnungseinheit 26 die kleinere von einer maximalen zulässigen Geschwindigkeit während der Trennzuführung der X2-Achse und der maximalen zulässigen Geschwindigkeit während der Trennzuführung der Y2-Achse als die Überlagerungsachse-Zuführungsmaximalgeschwindigkeit. Wenn der Befehl für die Überlagerungsachse das Stoppen oder die Schnellzuführung ist, setzt die Maximalgeschwindigkeit-durch-Operationsmodus-Berechnungseinheit 26 die kleinere von der maximalen zulässigen Geschwindigkeit während der Schnellzuführung der X2-Achse und der maximalen zulässigen Geschwindigkeit während der Schnellzuführung der Y2-Achse als die Überlagerungsachse-Reale-Achse-Maximalgeschwindigkeit. Wenn der Befehl für die obere Welle die Trennzuführung ist, setzt die Maximalgeschwindigkeit-durch-Operationsmodus-Berechnungseinheit 26 die kleinere von der maximalen zulässigen Geschwindigkeit während der Trennzuführung der X2-Achse und der maximalen zulässigen Geschwindigkeit während der Trennzuführung der Y2-Achse als die Überlagerungsachse-Reale-Achse-Maximalgeschwindigkeit.
Die Maximalgeschwindigkeit-durch-Operationsmodus-Berechnungseinheit 26 substituiert die berechnete Überlagerungsachse-Synchronmaximalgeschwindigkeit, die berechnete Überlagerungsachse-Zuführungsmaximalgeschwindigkeit und die berechnete Überlagerungsachse-Reale-Achse-Maximalgeschwindigkeit in Formel 1 und berechnet ein Festklemmverhältnis Q. Die Maximalgeschwindigkeit-durch-Operationsmodus-Berechnungseinheit 26 setzt einen Wert, der erhalten worden ist durch Multiplizieren der maximalen zulässigen Geschwindigkeit der C1-Achse während der Schnellzuführung mit dem Festklemmverhältnis Q, als Maximalgeschwindigkeit der Basisachse (Basisachse-Maximalgeschwindigkeit während Bogenüberlagerung). Wenn der Befehl für die Überlagerungsachse das Stoppen ist, setzt die Maximalgeschwindigkeit-durch-Operationsmodus-Berechnungseinheit 26 die Maximalgeschwindigkeit der Überlagerungsachse (Überlagerungsachse-Maximalgeschwindigkeit während Bogenüberlagerung) auf null. Wenn der Befehl für die Überlagerungsachse die Schnellzuführung ist, setzt die Maximalgeschwindigkeit-durch-Operationsmodus-Berechnungseinheit 26 einen Wert, der erhalten worden ist durch Multiplizieren einer kleineren von der maximalen zulässigen Geschwindigkeit während der Schnellzuführung der X2-Achse und der maximalen zulässigen Geschwindigkeit während der Schnellzuführung der Y2-Achse mit dem Festklemmverhältnis Q, als die Überlagerungsachse-Maximalgeschwindigkeit während der Bogenüberlagerung. Wenn der Befehl für die Überlagerungsachse die Trennzuführung ist, setzt die Maximalgeschwindigkeit-durch-Operationsmodus-Berechnungseinheit 26 einen Wert, der erhalten worden ist durch Multiplizieren der kleineren der, maximalen zulässigen Geschwindigkeit während der Trennzuführung der X2-Achse und der maximalen zulässigen Geschwindigkeit während der Trennzuführung der Y2-Achse mit dem Festklemmverhältnis Q, als die Überlagrugsachse-Maximalgeschwindigkeit während der Bogenüberlagerung.
Wie oben erläutert, wenn die Operation der Basisachse die Schnellzuführung ist, berechnet die Maximalgeschwindigkeit-durch-Operationsmodus-Berechnungseinheit 26 eine Maximalgeschwindigkeit der Basisachse und die der Überlagerungsachse für jede der Operationen der Überlagerungsachse, so dass die Zuführgeschwindigkeit der Basisachse und die Zuführgeschwindigkeit der Überlagerungsachse beide gleich den maximalen zulässigen Geschwindigkeiten sind, wenn die Basisachse und die Überlagerungsachse beide mit den Maximalgeschwindigkeiten angetrieben werden. Folglich ist es möglich, die Maximalgeschwindigkeit der Zuführgeschwindigkeit der Basisachse und die der Zuführgeschwindigkeit vor einer Überlagerung der Überlagerungsachse zu setzen, so dass die Geschwindigkeiten der Basisachse und der Überlagerungsachse so hoch wie möglich in einem Bereich gemacht werden, in dem die Geschwindigkeit der Überlagerungsachse nicht die maximale zulässige Geschwindigkeit überschreitet.
Ein Verfahren zum Berechnen, für jeden von Befehlen für die Überlagerungsachse, Überlagerungsachse-Synchronmaximalgeschwindigkeit, Überlagerungsachse-Zuführungsmaximalgeschwindigkeit und Überlagerungsachse-Reale-Achse-Maximalgeschwindigkeit und Maximalgeschwindigkeiten der Basisachse und der Überlagerungsachse, wenn ein Befehl für die Basisachse die Trennzuführung ist, wird erläutert.
Wie in 10-2 gezeigt, setzt die Maximalgeschwindigkeit-durch-Operationsmodus-Berechnungseinheit 26 (maximale zulässige Geschwindigkeit der C1-Achse während der Trennzuführung) × π/180 × (maximaler Bearbeitungsradius) als die Überlagerungsachse-Synchronmaximalgeschwindigkeit. Die Maximalgeschwindigkeit-durch-Operationsmodus-Berechnungseinheit 26 setzt einen Minimalwert maximal zulässiger Geschwindigkeiten während der Schnellzuführung und während der Trennzuführung der X2-Achse und der Y2-Achse als einen Überlagerungsachse-Zuführungsmaximalwert und setzt einen Wert, der derselbe ist wie die Überlagerungsachse-Zuführungsmaximalgeschwindigkeit, als Überlagerungsachse-Reale-Achse-Maximalgeschwindigkeit.
Die Maximalgeschwindigkeit-durch-Operationsmodus-Berechnungseinheit 26 substituiert die berechnete Überlagerungsachse-Synchronmaximalgeschwindigkeit, die berechnete Überlagerungsachse-Zuführungsmaximalgeschwindigkeit und die berechnete Überlagerungsachse-Reale-Achse-Maximalgeschwindigkeit in Formel 1 und berechnet das Festklemmverhältnis Q. Die Maximalgeschwindigkeit-durch-Operationsmodus-Berechnungseinheit 26 setzt einen Wert, der erhalten worden ist durch Multiplizieren der maximalen zulässigen Geschwindigkeit der C1-Achse während der Trennzuführung mit dem Festklemmverhältnis Q, als Basisachse-Maximalgeschwindigkeit während der Bogenüberlagerung. Wenn der Befehl für die Überlagerungsachse das Stoppen ist, setzt die Maximalgeschwindigkeit-durch-Operationsmodus-Berechnungseinheit 26 eine Überlagerungsachse-Maximalgeschwindigkeit während der Bogenüberlagerung auf null. Wenn der Befehl für die Überlagerungsachse die Schnellzuführung oder die Trennzuführung ist, setzt die Maximalgeschwindigkeit-durch-Operationsmodus-Berechnungseinheit 26 einen Wert, der erhalten worden ist durch Multiplizieren eines Minimalwertes der maximalen zulässigen Geschwindigkeiten während der Schnellzuführung und während der Trennzuführung der X2-Achse und der Y2-Achse mit dem Festklemmverhältnis Q, als die Überlagerungsachse-Maximalgeschwindigkeit während der Bogenüberlagerung.
Wie oben erläutert, wenn die Operation der Basisachse die Trennzuführung ist, berechnet die Maximalgeschwindigkeit-durch-Operationsmodus-Berechnungseinheit 26 die Maximalgeschwindigkeiten der Basisachse und der Überlagerungsachse, so dass eine Maximalgeschwindigkeit des zweiten Trennvorrichtungshalters 130 ein Minimalwert von einer maximalen zulässigen Geschwindigkeit mit Bezug zu der Trennzuführung und einer maximalen zulässigen Geschwindigkeit mit Bezug zu der Schnellzuführung ist, ungeachtet davon, ob die Operation des zweiten Trennvorrichtungshalters 130 die Schnellzuführung, die Trennzuführung oder das Stoppen ist. Folglich wird die Maximalgeschwindigkeit der Zuführungsgeschwindigkeit der Basisachse ein fester Wert ohne Abhängigkeit von den Operationen (das Stoppen, die Schnellzuführung und die Trennzuführung) der Überlagerungsachse gemacht. Selbst falls die Operation auf der Überlagerungsachsenseite sich ändert, während eine maschinelle Bearbeitung durchgeführt wird mit Verwendung des ersten Trennvorrichtungshalters 120, ist es deshalb möglich, eine hohe Bearbeitungsqualität einer maschinell bearbeiteten Oberfläche durch den ersten Trennvorrichtungshalter 120 beizubehalten.
10-3 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Berechnungsergebnisbeispiels der mit Verwendung der in 10-1 gezeigten Parameter berechneten Geschwindigkeiten. Wie in 10-3 gezeigt, werden betreffend die Basisachse und die Überlagerungsachse Maximalgeschwindigkeiten für jeden der Operationsmodi berechnet.
Die Bogenüberlagerungsinterpolationskoordinate-Setzeinheit 27 setzt Vektoren der Ordinate und der Abszisse der gegenwärtigen Position von dem Werkstückzentrum unter Koordinatenumwandlungsdaten in den Koordinatenumwandlungsdaten, die in der Koordinatenumwandlungsdaten-durch-Bogenüberlagerungsmodus-Speicherregion 20 gespeichert sind.
Die Beschleunigungs-und-Verlangsamungs-Verarbeitungseinheit 28 wendet eine vorbestimmte Arithmetikoperation, so wie eine Glättungsverarbeitung, auf das Bewegungsausmaß bei jedem Steuerungszyklus an, erzeugt durch die grobe Interpolation, um ein Bewegungsausmaß zu erzeugen, das eine Beschleunigung und Verlangsamung der Wellen berücksichtigt. Genauer genommen erzeugt die Beschleunigungs-und-Verlangsamungs-Verarbeitungseinheit 28 ein Bewegungsausmaß, um die Wellen stoßfrei zu beschleunigen, bis die Wellen die dem Geschwindigkeitsfestklemmen unterworfene Zuführgeschwindigkeit erreichen, und um die Wellen stoßfrei zu verlangsamen, wenn die Wellen nahe zu Stopppositionen sind.
Die Bogenüberlagerungsinterpolation-Steuereinheit 29 dreht die Werkstück-Drehwelle auf Grundlage eines Befehls (ein erster Befehl), der beschrieben ist in dem Basisachsenprogramm 210, und unterwirft zu derselben Zeit den zweiten Trennvorrichtungshalter 130 einer Positionssteuerung auf einer Bearbeitungsroute, die erhalten worden ist mittels Überlagern der Drehung der Werkstück-Drehwelle auf eine Bearbeitungsroute (eine erste Bearbeitungsroute) auf Grundlage eines Befehls (ein zweiter Befehl), der in dem Überlagerungsachsenprogramm 220 beschrieben ist.
Genauer genommen enthält die Bogenüberlagerungsinterpolation-Steuereinheit 29 eine Geschwindigkeitsschwankungs-Folgesystem-Bestimmungseinheit 30, eine C-Welle-Befehl-Drehwinkel-Berechnungseinheit 31, eine C-Welle-FB-Drehwinkel-Berechnungseinheit 36, eine Spindelbefehl-Drehwinkel-Berechnungseinheit 37, eine Spindel-FB-Drehwinkel-Berechnungseinheit 38, eine Überlagerungskoordinatensystem-Positionskoordinate-Berechnungseinheit 32, eine Reale-Koordinate-Umwandlungseinheit 33 und eine Überlagerungsachse-Reales-Bewegungsausmaß-Berechnungseinheit 34.
Die Geschwindigkeitsschwankungs-Folgesystem Bestimmungseinheit 30 bestimmt, welches System gesetzt ist/wird unter folgenden Systemen bzw. Folgesystemen zum Veranlassen einer Positionssteuerungsoperation der Überlagerungsachse, die erzeugt werden soll, zum Folgen eines befohlenen Drehwinkels der C-Welle der Basisachse, Veranlassen der Positionssteuerungsoperation zum Zurückkoppeln (FB) eines Drehwinkels der C-Welle, Veranlassen der Positionssteuerungsoperation zum Folgen eines befohlenen Drehwinkels der Spindel, die die Geschwindigkeitssteuerung ist, und Veranlassen der Positionssteuerungsoperation zum Folgen eines Rückkopplungsdrehwinkels der Spindel. Die Geschwindigkeitsschwankungs-Folgesystem-Bestimmungseinheit 30 wählt eine funktionale Einheit aus, die zur Berechnung eines befohlenen Drehwinkels der Werkstück-Drehwelle verwendet ist, unter der C-Welle-Befehl-Drehwinkel-Berechnungseinheit 31, der C-Welle-FB-Drehwinkel-Berechnungseinheit 36, der Spindelbefehl-Drehwinkel-Berechnungseinheit 37 und der Spindel-FB-Drehwinkel-Berechnungseinheit 38. Es gibt eine Charakteristik, dass, wenn die Positionssteuerungsoperation veranlasst wird, dem befohlenen Drehwinkel zu folgen, es möglich ist, die Werkstück-Drehwelle pflichtgetreu zu dem befohlenen Drehwinkel anzutreiben, und, wenn die Positionssteuerungsoperation veranlasst wird, dem Rückkopplungsdrehwinkel zu folgen, es möglich ist, eine Verzögerung in einem realen Winkel aufgrund einer Bearbeitungslastschwankung zu bewältigen. Man beachte, dass die Einstellung des folgenden Systems bzw. Folgesystems gespeichert ist in der Parameterspeicherregion 9 im Voraus als Geschwindigkeitsschwankungs-Folgesystem-Parameter. Die Geschwindigkeitsschwankungs-Folgesystem-Bestimmungseinheit 30 führt eine Bestimmung des Folgesystems auf Grundlage des Geschwindigkeitsschwankungs-Folgesystem-Parameters durch.
Die C-Welle-Befehl-Drehwinkel-Berechnungseinheit 31, die C-Welle-FB-Drehwinkel-Berechnungseinheit 36, die Spindelbefehl-Drehwinkel-Berechnungseinheit 37 oder die Spindel-FB-Drehwinkel-Berechnungseinheit 38 berechnet einen befohlenen Drehwinkel oder einen Rückkopplungsdrehwinkel der Werkstück-Drehwelle. Genauer genommen berechnet die C-Welle-Befehl-Drehwinkel-Berechnungseinheit 31 den befohlenen Drehwinkel mit Verwendung der C-Welle, die eine Positionssteuerungs-Antriebswelle ist, als die/der Basisachse. Ähnlich berechnet die Spindelbefehl-Drehwinkel-Berechnungseinheit 37 den befohlenen Drehwinkel aus einem Geschwindigkeitsbefehl mit Verwendung der Spindel, die eine Geschwindigkeitssteuerungs-Antriebswelle ist, als der/die Basisachse. Die C-Welle-FB-Drehwinkel-Berechnungseinheit 36 berechnet den Rückkopplungsdrehwinkel aus Positionsrückkopplungsdaten eines Servomotors mit Verwendung der C-Welle, die die Positionssteuerungs-Antriebswelle ist, als der/die Basisachse. Ähnlich berechnet die Spindel-FB-Drehwinkel-Berechnungseinheit 38 den Rückkopplungsdrehwinkel aus Geschwindigkeitsrückkopplungsdaten des Servomotors mit Verwendung der Spindel, die die Geschwindigkeitssteuerungs-Antriebswelle ist, als der/die Basisachse.
Die Überlagerungskoordinatensystem-Positionskoordinate-Berechnungseinheit 32 berechnet Positionen der Wellen, die als Nächstes befohlen werden sollen (hier im Nachfolgenden als befohlene Position bezeichnet), auf Grundlage eines eingegebenen Bewegungsausmaßes bei jedem Steuerungszyklus und der gegenwärtigen Position. Man beachte, dass als ein Beispiel die Überlagerungskoordinatesystem-Positionskoordinate-Berechnungseinheit 32 die gegenwärtige Position berechnet mittels Integrieren des Bewegungsausmaßes bei jedem Steuerungszyklus. Das heißt, dass eine bei dem letzten Steuerungszyklus berechnete Position als die gegenwärtige Position verwendet wird. Die gegenwärtige Position und die zu berechnende Position befinden sich auf einer Bearbeitungsroute vor einer Überlagerung, berechnet auf Grundlage eines Befehls, der in dem Überlagerungsachsenprogramm 220 beschrieben ist, und sind beschrieben durch eine relative Koordinate vor einer Überlagerung.
Die Reale-Koordinate-Umwandlungseinheit 33 unterwirft die befohlene Position der zweiten Trennungsvorrichtung 130, berechnet durch die Überlagerungskoordinatensystem-Positionskoordinate-Berechnungseinheit 32, einer Koordinatendrehung um den befohlenen Drehwinkel oder den Rückkopplungsdrehwinkel, berechnet durch die funktionale Einheit, die durch die Geschwindigkeitsschwankungs-Folgesystem-Bestimmungseinheit 30 ausgewählt ist unter der C-Welle-Befehl-Drehwinkel-Berechnungseinheit 31, der C-Welle-FB-Drehwinkel-Berechnungseinheit 36, der Spindelbefehl-Drehwinkel-Berechnungseinheit 37 und der Spindel-FB-Drehwinkel-Berechnungseinheit 38, um dadurch eine befohlene Position nach einer Überlagerung des zweiten Trennvorrichtungshalters 130 zu berechnen. Man beachte, dass die Reale-Koordinate-Umwandlungseinheit 33 die befohlene Position der Basisachse und die befohlene Position nach einer Überlagerung der Überlagerungsachse von einem in dem Bearbeitungsprogramm 200 verwendeten Programmkoordinatensystem in ein Maschinenkoordinatensystem umwandelt mit Verwendung einer Identifizierungsinformation der Wellen, die in den Koordinatenumwandlungsdaten beschrieben ist.
Die Überlagerungsachse-Reales-Bewegungsausmaß-Berechnungseinheit 34 berechnet, auf Grundlage der durch die Reale-Koordinate-Umwandlungseinheit 33 berechneten befohlenen Positionen der Wellen und der gegenwärtigen Positionen der Wellen, reale Bewegungsausmaße, die den Servosteuereinheiten 4a bis 4f befohlen werden. Man beachte, dass als die gegenwärtigen Positionen eine von den Servomotoren 5a bis 5f via die Servosteuereinheiten 4a bis 4f eingegebene Positionsinformation verwendet werden kann, oder ein integrierter Wert der berechneten realen Bewegungsausmaße verwendet werden kann.
Die Wellendateneingabe-und-Ausgabeeinheit 35 gibt an die Servosteuereinheiten (4a bis 4f) für die Wellen die realen Bewegungsausmaße zum Bewegen der X-Achse, der Y-Achse und der anderen Steuerungsachsen des zweiten, Trennvorrichtungshalters 130 aus, die die Überlagerungsachse ist, ausgegeben von der Überlagerungsachse-Reales-Bewegungsausmaß-Berechnungseinheit 34. Die Wellendateneingabe-und-Ausgabeeinheit 35 akquiriert eine Positionsinformation und dergleichen der Wellenmotoren (5a bis 5f) als Rückkopplungs-(FB)Daten durch die Wellenservo-Steuereinheiten (4a bis 4f) und gibt die Positionsinformation und dergleichen an die Bogenüberlagerungsinterpolation-Steuereinheit 29 aus.
Die Operation der NC-Vorrichtung 300 in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Verweis auf 11 bis 14 erläutert.
11 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern der Operation der NC-Vorrichtung 300 beim Umschalten zu einem Bogenüberlagerungskorrekturmodus. Zuerst liest die Analyseverarbeitungseinheit 17 ein Bearbeitungsprogramm (Schritt S1). Wenn die Analyseverarbeitungseinheit 17 einen Bogenüberlagerungsinterpolationsbefehl erfasst, führt die Bogenüberlagerungsinterpolationsbefehl-Analysiereinheit 18 eine Analyseverarbeitung für den erfassten Bogenüberlagerungsinterpolationsbefehl aus (Schritt S2). Die Bogenüberlagerungsinterpolationsbefehl-Analysiereinheit 18 extrahiert eine Beschreibung mit Bezug zu einer Startposition und eine/einer Definitionsinformation der Basisachse und der Überlagerungsachse gemäß der Analyseverarbeitung. Die Bogenüberlagerungsinterpolationsbefehl-Analysiereinheit 18 speichert die extrahierten Inhalte in der Koordinatenumwandlungsdaten-durch-Bogenüberlagerungsmodus-Speicherregion 20 als Koordinatenumwandlungsdaten.
Die Bogenüberlagerungsinterpolations-Startposition-Bewegungseinheit 23 erzeugt ein Bewegungsausmaß bei jedem Steuerungszyklus zum Bewegen des Werkzeugs des zweiten Trennvorrichtungshalters 130, das/der die Überlagerungsachse ist, von der gegenwärtigen Position (die Bereitschaftsposition) zu einer der Startposition entsprechenden Position (Schritt S3). Das Bewegungsausmaß wird an die Servosteuereinheiten 4d und 4f via die Beschleunigungs-und-Verlangsamungs-Verarbeitungseinheit 28, die Bogenüberlagerungsinterpolation-Steuereinheit 29 und die Wellendateneingabe-und-Ausgabeeinheit 35 übertragen. Als ein Ergebnis bewegt sich die Position (die X2-Achse und die Y2-Achse) des zweiten Trennvorrichtungshalters 130 zu der der Startposition entsprechenden Position, wie mit Verweis auf 8 erläutert.
Anschließend bestimmt die Bogenüberlagerungsinterpolationsstart-Bestimmungseinheit 25, ob ein Zusammentreffen der Basisachse und der Überlagerungsachse vollendet ist (Schritt S4). Die Vollendung des Zusammentreffens bedeutet, dass wie oben erläutert der zweite Trennvorrichtungshalter 130 die der Startposition entsprechende Position erreicht, und ein bezeichneter Winkel in der Werkstück-Drehwelle mit einem Winkel eines Vektors von dem Drehzentrum des Werkstücks 140 zu der der Startposition entsprechenden Position übereinstimmt. Wenn das Zusammentreffen vollendet ist (Nein bei Schritt S4), führt die Bogenüberlagerungsinterpolationsstart-Bestimmungseinheit 25 die Bestimmungsverarbeitung bei Schritt S4 erneut aus. Wenn das Zusammentreffen vollendet ist (Ja bei Schritt S4), berechnet die Maximalgeschwindigkeit-durch-Operationsmodus-Berechnungseinheit 26 eine Maximalgeschwindigkeit betreffend jede von der Basisachse und der Überlagerungsachse für jeden der Operationsmodi und speichert ein Berechnungsergebnis in der Maximalgeschwindigkeitsdaten-durch-Bogenüberlagerungsmodus-Speicherregion 19 (Schritt S5).
12 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern der Verarbeitung bei Schritt S5 in größerem Detail. Wie in der Figur gezeigt, berechnet zuerst die Maximalgeschwindigkeit-durch-Operationsmodus-Berechnungseinheit 26, auf Grundlage des mit Verweis auf 10-2 erläuterten Berechnungsverfahrens, Maximalwerte der Zuführgeschwindigkeit der Basisachse und der Zuführgeschwindigkeit vor einer Überlagerung der Überlagerungsachse zu der Zeit, wenn der Befehl für die, Basisachse die Schnellzuführung ist (Schritt S11). Bei Schritt S11 werden die jeweiligen Maximalgeschwindigkeiten für jeden der Befehle (das Stoppen, die Trennzuführung und die Schnellzuführung) für die Überlagerungsachse berechnet. Die berechneten Maximalgeschwindigkeiten werden in der Maximalgeschwindigkeitsdaten-durch-Bogenüberlagerungsmodus-Speicherregion 19 gespeichert.
Anschließend berechnet die Maximalgeschwindigkeit-durch-Operationsmodus-Berechnungseinheit 26 Maximalgeschwindigkeiten der Zuführgeschwindigkeit der Basisachse und der Zuführgeschwindigkeit vor einer Überlagerung der Überlagerungsachse zu der Zeit, wenn der Befehl für die Basisachse die Trennzuführung ist (Schritt S12). Bei Schritt S12, wie bei Schritt S11, werden die jeweiligen Maximalgeschwindigkeiten für jeden der Befehle (das Stoppen, die Trennzuführung und die Schnellzuführung) für die Überlagerungsachse berechnet. Die berechneten Maximalgeschwindigkeiten werden in der Maximalgeschwindigkeitsdaten-durch-Bogenüberlagerungsmodus-Speicherregion 19 gespeichert.
Nach der Verarbeitung bei Schritt S5 speichert die Bogenüberlagerungsinterpolationskoordinate-Setzeinheit 27 die Koordinatenumwandlungsdaten in der Koordinatenumwandlungsdaten-durch-Bogenüberlagerungsmodus-Speicherregion 20 (Schritt S6). Genauer genommen berechnet die Bogenüberlagerungsinterpolationskoordinate-Setzeinheit 27 Vektoren der Ordinate und der Abszisse der gegenwärtigen Position der Überlagerungsachse von dem Drehzentrum des Werkstücks 140. Die Bogenüberlagerungsinterpolationskoordinate-Setzeinheit 27 speichert die berechneten Vektoren in der Koordinatenumwandlungsdaten-durch-Bogenüberlagerungsmodus-Speicherregion 20 der Speicherungseinheit 8. Die Bogenüberlagerungsinterpolationskoordinate-Setzeinheit 27 liest eine Welleninformation (Wellennummerinformation, Polaritätsinformation) der Basisachse und der Überlagerungsachse von den Parametern der Speicherungseinheit 8 aus, wandelt die Welleninformation um und speichert die Welleninformation in der Koordinatenumwandlungsdaten-durch-Bogenüberlagerungsmodus-Speicherregion 20 der Speicherungseinheit 8.
Vielfältige Daten zur Berechnung und Ausführung der Bogenüberlagerungsinterpolation werden durch die oben erläuterte Verarbeitung gesammelt. Deshalb setzt die Bogenüberlagerungsinterpolationskoordinate-Setzeinheit 27 ein Flag eines Bogenüberlagerungsmodus unter Ausführung (Schritt S7), und der Bogenüberlagerungsmodus wird etabliert. Man beachte, dass das Flag von Bogenüberlagerungsmodus unter Ausführung beispielsweise in der gemeinsam genutzten Region 14 gespeichert wird.
13 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern der Operation der NC-Vorrichtung 300 nach der Umschaltung zu dem Bogenüberlagerungsmodus.
Zuerst liest die Analyseverarbeitungseinheit 17 ein Bearbeitungsprogramm (Schritt S21), decodiert einen Befehl eines gelesenen Blocks und extrahiert Bewegungsausmaße und Zuführgeschwindigkeiten der Wellen (Schritt S22).
Anschließend unterwirft die Bogenüberlagerungsinterpolations-Geschwindigkeitsfestklemm-Verarbeitungseinheit 21 die bei Schritt S22 extrahierten Zuführgeschwindigkeiten einem Geschwindigkeitsfestklemmen mit der Maximalgeschwindigkeit für jeden Operationsmodus, gespeichert in der Maximalgeschwindigkeitsdaten-durch-Bogenüberlagerungsmodus-Speicherregion 19 (Schritt S23). Man beachte, dass ein Verfahren zum Spezifizieren mit der Maximalgeschwindigkeit bezogen darauf, zu welchem Operationsmodus die Zuführgeschwindigkeiten festgeklemmt werden, nicht spezifisch beschränkt ist. Beispielsweise kann die Analyseverarbeitungseinheit 17 die Operation (das. Stoppen, die Trennzuführung oder die Schnellzuführung), die aktuell ausgeführt wird durch die Basisachse und die Überlagerungsachse, in der gemeinsam genutzten Region 14 aufzeichnen. Die Bogenüberlagerungsinterpolations-Geschwindigkeitsfestklemm-Verarbeitungseinheit 21 kann, auf Grundlage der in der gemeinsam genutzten Region 14 aufgezeichneten Operation der Wellen, die Maximalgeschwindigkeit davon bestimmen, welcher Operationsmodus verwendet wird.
Anschließend unterwirft die Interpolationsverarbeitungseinheit 22 Bearbeitungsrouten der Basisachse und der Überlagerungsachse einer groben Interpolation auf Grundlage der bei Schritt S22 extrahierten Bewegungsausmaße und der dem Geschwindigkeitsfestklemmen bei Schritt S23 unterworfenen Zuführgeschwindigkeiten und berechnet Bewegungsausmaße bei jedem Einheitssteuerungszyklus (Schritt S24).
Die Beschleunigungs-und-Verlangsamungs-Verarbeitungseinheit 28 erzeugt, aus den Bewegungsausmaßen bei jedem Einheitssteuerungszyklus, berechnet durch die Verarbeitung bei Schritt S24, Bewegungsausmaße mit Berücksichtigung einer Beschleunigungs-und-Verlangsamungs-Verarbeitung (Schritt S25).
Die Bogenüberlagerungsinterpolation-Steuereinheit 29 erzeugt reale Bewegungsausmaße der Basisachse und der Überlagerungsachse auf Grundlage der bei Schritt S25 erzeugten Bewegungsausmaße (Schritt S26).
14 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern der Verarbeitung bei Schritt S26 in größerem Detail. Eine Steuerung der Referenzachse durch die Werkstück-Drehwelle, die X1-Achse und die Z1-Achse ist ein Grundsteuerungsinhalt. Deshalb wird eine Erläuterung der Steuerung unten weggelassen. Eine Technologie zum Steuern der Überlagerungsachse in Synchronisation mit der Drehung der Werkstück-Drehwelle wird erläutert.
Zuerst bestimmt die Geschwindigkeitsschwankungs-Folgesystem-Bestimmungseinheit 30, ob eine Positionssteuerungsoperation für die Überlagerungsachse veranlasst wird, einem Rückkopplungsdrehwinkel der Werkstück-Drehwelle zu folgen, oder veranlasst wird, einer befohlenen Drehgeschwindigkeit zu folgen (Schritt S31), und ob die Werkstück-Drehwelle die C-Welle oder die Spindel ist. (Schritt S32 und Schritt S33). Die Bestimmungsverarbeitung wird durchgeführt mittels Prüfen eines Geschwindigkeitsschwankungsfolgemodus-Flags, das in der Parameterspeicherregion 9 oder dergleichen gesetzt ist. Wenn beispielsweise das Flag ”0” angibt, gibt das Flag die Einstellung zum Veranlassen der Positionssteuerungsoperation, dem befohlenen Drehwinkel zu folgen, an. Wenn das Flag ”1” angibt, gibt das Flag eine Einstellung zum Veranlassen der Positionssteuerungsoperation, dem Rückkopplungsdrehwinkel zu folgen, an.
Wenn die Einstellung zum Veranlassen der Positionssteuerungsoperation für die Überlagerungsachse, dem befohlenen Drehwinkel der C-Welle zu folgen, gemacht wird (Nein bei Schritt S31 und Ja bei Schritt S32), setzt die C-Welle-Befehl-Drehwinkel-Berechnungseinheit 31 ein Bewegungsausmaß der C-Wellen unter eingegebenen Bewegungsausmaßen als ein befohlenes Drehwinkel-Bewegungsausmaß Fc (Schritt S34).
Wenn die Einstellung zum Veranlassen der Positionssteuerungsoperation für die Überlagerungsachse, dem befohlenen Drehwinkel der Spindel zu folgen, gemacht wird (Nein bei Schritt S31 und Nein bei Schritt S32), berechnet die Spindelbefehl-Drehwinkel-Berechnungseinheit 37 ein Bewegungsausmaß bei jedem Steuerungszyklus aus der befohlenen Drehgeschwindigkeit, die extrahiert worden ist durch die Analyseverarbeitungseinheit 17 (Schritt S35), und setzt das berechnete Bewegungsausmaß als das befohlene Drehwinkel-Bewegungsausmaß Fc (Schritt S36).
Wenn die Einstellung zum Veranlassen der Positionssteuerungsoperation für die Überlagerungsachse, dem Rückkopplungsdrehwinkel der C-Welle zu folgen, gemacht wird (Ja bei Schritt S31 und Ja bei Schritt S32), berechnet die C-Welle-FB-Drehwinkel-Berechnungseinheit 36 einen Rückkopplungsdrehwinkel-Bewegungswinkel Fc aus einer Positionsinformation, die zu jeder vorbestimmten Zeit von dem Spindel/C1-Achse-Motor 5c via die Spindel/C1-Achse-Servosteuereinheit 4c zurückgekoppelt worden ist (Schritt S37).
Wenn die Einstellung zum Veranlassen der Positionssteuerungsoperation für die Überlagerungsachse, dem Rückkopplungsdrehwinkel der Spindel zu folgen, gemacht wird (Ja bei Schritt S31 und Nein bei Schritt S33), berechnet die Spindel-FB-Drehwinkel-Berechnungseinheit 38 ein Bewegungsausmaß bei jedem Steuerungszyklus mittels Integrieren von Geschwindigkeitsrückkopplungsdaten mit einer Einheitsgeschwindigkeitssteuerungszeit (Schritt S38). Die Spindel-FB-Drehwinkel-Berechnungseinheit 38 setzt das berechnete Bewegungsausmaß als das Rückkopplungsdrehwinkel-Bewegungsausmaß Fc (Schritt S39).
Nach der Verarbeitung bei Schritt S34, Schritt S36, Schritt S37 oder Schritt S39 fügt die C-Welle-Befehl-Drehwinkel-Berechnungseinheit 31, die C-Welle-FB-Drehwinkel-Berechnungseinheit 36, die Spindelbefehl-Drehwinkel-Berechnungseinheit 37 oder die Spindel-FB-Drehwinkel-Berechnungseinheit 38 das befohlene Drehwinkel-Bewegungsausmaß Fc oder das Rückkopplungsdrehwinkel-Bewegungsausmaß Fc der Werkstück-Drehwelle zu der letzten Position (Drehwinkel) Cp' hinzu und berechnet einen neuen Basisachsendrehwinkel Cp (Schritt S40).
Die Überlagerungskoordinatensystem-Positionskoordinate-Berechnungseinheit 32 fügt Bewegungsausmaße Fx und Fy mit Bezug zu der X2-Achse und der Y2-Achse, der Überlagerungsachse, berechnet durch die Beschleunigungs-und-Verlangsamungs-Verarbeitungseinheit 28, zu den letzten Positionen Xp' und Yp' hinzu und setzt Werte, die durch die Hinzufügung berechnet worden sind, als Überlagerungsachse-Koordinatenpositionen Xp und Yp (Schritt S41).
Die Reale-Koordinate-Umwandlungseinheit 33 unterwirft die Überlagerungsachse-Koordinatenpositionen Xp und Yp einer Koordinatendrehung bei dem Basisachsendrehwinkel Cp, wandelt eine Positionsinformation nach der Koordinatendrehung in ein Maschinenkoordinatensystem auf Grundlage von Koordinatenumwandlungsdaten um und berechnet die Reale-Achse-Positionen Xr und Yr auf einer X2-Y2-Ebene-Koordinate (Schritt S42). Die Koordinatendrehung wird mit Verwendung von Formel 2 und Formel 3, unten gezeigt, ausgeführt. Xr = Xpxcos(Cp) – Ypxsin(Cp) Formel 2 Yr = Xpxsin(Cp) – Ypxcos(Cp) Formel 3
Die Überlagerungsachse-Reales-Bewegungsausmaß-Berechnungseinheit 34 subtrahiert die zuletzt berechneten Reale-Achse-Positionen Xr' und Yr' von den berechneten Reale-Achse-Positionen Xr und Yr, um dadurch ein reales Bewegungsausmaß der Überlagerungsachse zu berechnen (Schritt S43). Die Überlagerungsachse-Reales-Bewegungsausmaß-Berechnungseinheit 34 aktualisiert die Reale-Achse-Positionen Xr' und Yr' mit den Reale-Achse-Positionen Xr und Yr (Schritt S44), und die Verarbeitung bei Schritt S26 endet. Man beachte, dass ein Aufzeichnungsbestimmungsort der realen Bewegungsausmaße Xr' und Yr' nicht spezifisch beschränkt ist. Beispielsweise können die realen Bewegungsausmaße Xr' und Yr' in beispielsweise der gemeinsam genutzten Region 14 aufgezeichnet sein.
Nach der Verarbeitung bei Schritt S26 gibt die Wellendateneingabe-und-Ausgabeeinheit 35 die berechneten tatsächlichen Bewegungsausmaße der Wellen an die Servosteuereinheiten 4a bis 4f aus (Schritt S27) und die Operation endet.
Wie oben erläutert, enthält gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die NC-Vorrichtung 300 die Bogenüberlagerungsinterpolation-Steuereinheit 29, die ausgestaltet ist zum Drehen der Werkstück-Drehwelle auf Grundlage des Befehls des Basisachsenprogramms 210 zum Steuern der Drehung der Werkstück-Drehwelle während eines Durchführens der Frontflächenbearbeitung mit Verwendung des ersten Trennvorrichtungshalters 120 und zum, zu derselben Zeit, Unterwerfen des zweiten Trennvorrichtungshalters 130 einer Positionssteuerung auf der zweiten Bearbeitungsroute, die erhalten worden ist mittels Überlagern der Drehung der Werkstück-Drehwelle auf die erste Bearbeitungsroute auf der relativen Koordinate auf Grundlage des Befehls des Überlagerungsachsenprogramms 220, das beschrieben ist mit Verwendung der relativen Koordinate zu dem Werkstück 140, und zum Durchführen der Positionssteuerung für den zweiten Trennvorrichtungshalter 130. Deshalb ist es möglich, eine Bearbeitung für die Frontfläche während eines Drehens des Werkstücks auszuführen und zu derselben Zeit eine Bearbeitung auf eine exzentrische Position auf der Endfläche anzuwenden.
Wenn die Bogenüberlagerungsinterpolation durchgeführt wird, falls die Werkstück-Drehwelle bei der maximalen zulässigen Geschwindigkeit der Werkstück-Drehwelle bewegt wird, um die Überlagerungsachse anzutreiben, ist es wahrscheinlich, dass ein Problem darin auftritt, dass die Geschwindigkeit der Überlagerungsachse die maximale zulässige Geschwindigkeit überschreitet, das Werkzeug zerbrochen wird, und eine maschinelle Bearbeitung nicht durchgeführt werden kann aufgrund einer Trennmomentinsuffizienz. Gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die NC-Vorrichtung 300 ferner die Maximalgeschwindigkeit-durch-Operationsmodus-Berechnungseinheit 26, die ausgestaltet ist zum Berechnen einer Maximalgeschwindigkeit der Werkstück-Drehwelle, so dass die Geschwindigkeit nach einer Überlagerung des zweiten Trennvorrichtungshalters 130 nicht die maximale zulässige Geschwindigkeit überschreitet, die im Voraus gesetzt worden ist, und die Bogenüberlagerungsinterpolations-Geschwindigkeitsfestklemm-Verarbeitungseinheit 21, die ausgestaltet ist zum Festklemmen der Drehgeschwindigkeit der Werkstück-Drehwelle mit der durch die Maximalgeschwindigkeit-durch-Operationsmodus-Berechnungseinheit 26 berechneten Maximalgeschwindigkeit. Deshalb ist es möglich, das Auftreten des Problems zu unterdrücken.
Die Maximalgeschwindigkeit-durch-Operationsmodus-Berechnungseinheit 26 ist ausgestaltet zum Setzen einer Maximalgeschwindigkeit der Werkstück-Drehwelle zu der Zeit, wenn die Operation des ersten Trennvorrichtungshalters 120 und die Operation des zweiten Trennvorrichtungshalters 130 beide die Schnellzuführung sind, als die Geschwindigkeit der Werkstück-Drehwelle, bei der die Maximalgeschwindigkeit des zweiten Trennvorrichtungshalters 130 mit der maximalen zulässigen Geschwindigkeit mit Bezug zu der Schnellzuführung übereinstimmt, und zum Setzen einer Maximalgeschwindigkeit der Werkstück-Drehwelle zu der Zeit, wenn die Operation des ersten Trennvorrichtungshalters 120 die Schnellzuführung ist und die Operation des zweiten Trennvorrichtungshalters 130 die Trennzuführung oder das Stoppen ist, als die Geschwindigkeit der Werkstück-Drehwelle, bei der die Maximalgeschwindigkeit des zweiten Trennvorrichtungshalters 130 mit der maximalen zulässigen Geschwindigkeit mit Bezug zu der Trennzuführung übereinstimmt. Wenn die Basisachse die Schnellzuführung ausführt, ist es deshalb möglich, die Geschwindigkeiten der Basisachse und der Überlagerungsachse so viel wie möglich zu erhöhen.
Man beachte, dass in der obigen Erläuterung die Maximalgeschwindigkeiten in den jeweiligen Fällen so erläutert sind, dass sie als die Geschwindigkeit der Werkstück-Drehwelle gesetzt sind, bei der die Maximalgeschwindigkeit des zweiten Trennvorrichtungshalters 130 mit der maximalen zulässigen Geschwindigkeit mit Bezug zu der Schnellzuführung oder der Trennzuführung übereinstimmt. Jedoch können die Maximalgeschwindigkeiten in den jeweiligen Fällen auf die Geschwindigkeit der Werkstück-Drehwelle gesetzt sein, bei der die Maximalgeschwindigkeit des zweiten Trennvorrichtungshalters 130 mit der Geschwindigkeit übereinstimmt, die bestimmt worden ist, wobei die maximale zulässige Geschwindigkeit mit Bezug zu der Schnellzuführung oder der Trennzuführung als eine Obergrenze gesetzt ist. Beispielsweise können die Maximalgeschwindigkeiten in den jeweiligen Fällen auf die Geschwindigkeit der Werkstück-Drehwelle gesetzt sein, bei der die Maximalgeschwindigkeit des zweiten Trennvorrichtungshalters 130 mit der Geschwindigkeit übereinstimmt, die erhalten worden ist mittels Subtrahieren eines vorbestimmten Versatzes von der maximalen zulässigen Geschwindigkeit mit Bezug zu der Schnellzuführung oder Trennzuführung.
Die Maximalgeschwindigkeit-durch-Operationsmodus-Berechnungseinheit 26 ist ausgestaltet zum Setzen der Maximalgeschwindigkeit der Werkstück-Drehwelle zu der Zeit, wenn die Operation des ersten Trennvorrichtungshalters 120 die Trennzuführung ist, als die Geschwindigkeit der Werkstück-Drehwelle, bei der die Maximalgeschwindigkeit des zweiten Trennvorrichtungshalters 130 mit einem Minimalwert unter jeweiligen maximalen zulässigen Geschwindigkeiten übereinstimmt, ungeachtet davon, ob die Operation des zweiten Trennvorrichtungshalters 130 die Schnellzuführung, die Trennzuführung oder das Stoppen ist. Deshalb ist die Geschwindigkeit der Werkstück-Drehwelle fest ungeachtet der Operation der Überlagerungsachse. Deshalb ist es möglich, eine maschinelle Bearbeitung ohne Verschlechterung der Qualität der maschinell bearbeiteten Oberfläche durch den ersten Trennvorrichtungshalter 120 durchzuführen, selbst falls die Operation der Überlagerungsachse sich ändert, während die maschinelle Bearbeitung mit Verwendung des ersten Trennvorrichtungshalters 120 durchgeführt wird.
Der Bogenüberlagerungsinterpolationsbefehl enthält die Beschreibungen der Position des zweiten Trennvorrichtungshalters 130 und die Position der Werkstück-Drehwelle. Die NC-Vorrichtung 300 enthält ferner die Bogenüberlagerungsinterpolationsstart-Bestimmungseinheit 25, die ausgestaltet ist zum Bestimmen davon, ob die in dem Bogenüberlagerungsinterpolationsbefehl beschriebenen Positionen beide miteinander übereinstimmen, und, nachdem die Positionen beide miteinander übereinstimmen, zum Erlauben des Starts der Bogenüberlagerungsinterpolation. Deshalb ist es möglich, eine Zuordnungsbeziehung zu bestimmen zwischen dem Koordinatensystem, das in dem Überlagerungsachsenprogramm 220 verwendet ist, und dem Koordinatensystem, das in dem Basisachsenprogramm 210 verwendet ist, gemäß dem Bogenüberlagerungsinterpolationsbefehl. Deshalb ist es möglich, eine erwünschte maschinelle Bearbeitung auf eine erwünschte Position auf der Endfläche des Werkstücks 140 anzuwenden.
Die NC-Vorrichtung 300 enthält ferner die Relative-Koordinate-Geschwindigkeit-Berechnungseinheit (die Interpolationsverarbeitungseinheit 22 und die Beschleunigungs-und-Verlangsamungs-Verarbeitungseinheit 28), die ausgestaltet ist zum Berechnen, auf Grundlage des Überlagerungsachsenprogramms 220, eines Bewegungsausmaßes bei jedem Steuerungszyklus in dem Koordinatensystem vor einer Überlagerung. Die Bogenüberlagerungsinterpolation-Steuereinheit 29 enthält die Überlagerungskoordinatensystem-Positionskoordinate-Berechnungseinheit 32, die ausgestaltet ist zum Integrieren des Bewegungsausmaßes bei jedem Steuerungszyklus in dem Koordinatensystem vor einer Überlagerung und zum Berechnen einer befohlenen Position des zweiten Trennvorrichtungshalters 130 auf der ersten Bearbeitungsroute, die Drehwinkel-Berechnungseinheit (die C-Welle-Befehl-Drehwinkel-Berechnungseinheit 31, die C-Welle-FB-Drehwinkel-Berechnungseinheit 36, die Spindelbefehl-Drehwinkel-Berechnungseinheit 37 und die Spindel-FB-Drehwinkel-Berechnungseinheit 38), die ausgestaltet ist zum Berechnen eines Drehwinkels der Werkstück-Drehwelle, und die Reale-Koordinate-Umwandlungseinheit 33, die ausgestaltet ist zum Unterwerfen der befohlenen Position des zweiten Trennvorrichtungshalters 130 einer Koordinatendrehung um den Drehwinkel der Werkstück-Drehwelle, um eine befohlene Position auf der zweiten Bearbeitungsroute zu berechnen.
Die Drehwinkel-Berechnungseinheit (die C-Welle-FB-Drehwinkel-Berechnungseinheit 36 und die Spindel-FB-Drehwinkel-Berechnungseinheit 38) ist konfiguriert zum. Berechnen eines Drehwinkels der Werkstück-Drehwelle auf Grundlage einer Rückkopplungsinformation von den Motoren 5a bis 5f. Deshalb ist es möglich, eine Verzögerung in einer befohlenen Position oder Geschwindigkeit der Werkstück-Drehwelle zu eliminieren, und selbst falls die Position der Werkstück-Drehwelle mit einer Bearbeitungsreaktion oder dergleichen während einer maschinellen Bearbeitung schwankt, die Operation des zweiten Trennvorrichtungshalters 130 zu veranlassen, der Schwankung zu folgen. Deshalb ist es möglich, eine präzisere maschinelle Bearbeitung durchzuführen.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Wie oben erläutert, wird die Numerische-Steuerung-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet auf eine Numerische-Steuerung-Vorrichtung angewendet, die eine Werkzeugmaschine zum Durchführen eines Drehens steuert, so wie eine Drehmaschine.
Bezugszeichenliste

1: Steuerungsarithmetikeinheit
2: Eingabeoperationseinheit
3: Anzeigeeinheit
4a bis 4f: Servosteuereinheiten
5a bis 5f: Servomotoren
6: Eingabesteuereinheit
7: Datensetzeinheit
8: Speicherungseinheit
9: Parameterspeicherregion
10: Werkzeugkorrekturdaten-Speicherregion
11: Bearbeitungsprogramm-Speicherregion
12: Maschinensteuerungssignal-Verarbeitungseinheit
13: PLC
14: Gemeinsam genutzte Region
15: Schirmanzeigedaten-Speicherregion
16: Schirmverarbeitungseinheit
17: Analyseverarbeitungseinheit
18: Bogenüberlagerungsinterpolationsbefehl-Analysiereinheit
19: Maximalgeschwindigkeitsdaten-durch-Bogenüberlagerungsmodus-Speicherregion
20: Koordinatenumwandlungsdaten-durch-Bogenüberlagerungsmodus-Speicherregion
21: Bogenüberlagerungsinterpolations-Geschwindigkeitsfestklemm-Verarbeitungseinheit
22: Interpolationsverarbeitungseinheit
23: Bogenüberlagerungsinterpolations-Startposition-Bewegungseinheit
24: Bogenüberlagerungsinterpolationsstart-Verarbeitungseinheit
25: Bogenüberlagerungsinterpolationsstart-Bestimmungseinheit
26: Maximalgeschwindigkeit-durch-Operationsmodus-Berechnungseinheit
27: Bogenüberlagerungsinterpolationskoordinate-Setzeinheit
28: Beschleunigungs-und-Verlangsamungs-Verarbeitungseinheit
29: Bogenüberlagerungsinterpolation-Steuereinheit
30: Geschwindigkeitsschwankungs-Folgesystem-Bestimmungseinheit
31: C-Welle-Befehl-Drehwinkel-Berechnungseinheit
32: Überlagerungskoordinatensystem-Positionskoordinate-Berechnungseinheit
33: Reale-Koordinate-Umwandlungseinheit
34: Überlagerungsachse-Reales-Bewegungsausmaß-Berechnungseinheit
35: Wellendateneingabe-und-Ausgabeeinheit
36: C-Welle-FB-Drehwinkel-Berechnungseinheit
37: Spindelbefehl-Drehwinkel-Berechnungseinheit
38: Spindel-FB-Drehwinkel-Berechnungseinheit
100: Drehmaschine
110: Werkstück-Haltewerkzeug
120: Erster Trennvorrichtungshalter
130: Zweiter Trennvorrichtungshalter
140: Werkstück
200: Bearbeitungsprogramm
210: Basisachsenprogramm
220: Überlagerungsachsenprogramm
300: NC-Vorrichtung

Claims

Numerische-Steuerung-Vorrichtung, die eine Werkzeugmaschine steuert, die enthält: eine Werkstück-Drehwelle, die ausgestaltet ist zum Drehen eines Werkstücks; einen ersten Trennvorrichtungshalter, der ausgestaltet ist zum maschinellen Bearbeiten einer Frontfläche des Werkstücks, wenn das Werkstück sich dreht; und einen zweiten Trennvorrichtungshalter, der ausgestaltet ist zum Fähigsein eines Bewegens auf einer Oberfläche mit einer Achsenrichtung der Werkstück-Drehwelle als eine Normale und zum maschinellen Bearbeiten des Werkstücks von einer zu einer Endfläche des Werkstücks gegenüberliegenden Seite, wobei die Numerische-Steuerung-Vorrichtung umfasst: eine Bearbeitungsprogramm-Speicherregion, die darin ein Bearbeitungsprogramm gespeichert hat mit einem ersten Befehl zum Steuern der Drehung der Werkstück-Drehwelle während eines Durchführens einer Frontflächenbearbeitung mit Verwendung des ersten Trennvorrichtungshalters und einem zweiten Befehl, der beschrieben ist mit Verwendung einer relativen Koordinate bezüglich des Werkstücks und zum Durchführen einer Positionssteuerung auf dem zweiten Trennvorrichtungshalter; und eine Bogenüberlagerungsinterpolation-Steuereinheit, die ausgestaltet ist zum Drehen der Werkstück-Drehwelle in Übereinstimmung mit dem ersten Befehl und zum, zu derselben Zeit, Unterwerfen des zweiten Trennvorrichtungshalters der Positionssteuerung auf einer zweiten Bearbeitungsroute, die erhalten worden ist durch Überlagern der Drehung der Werkstück-Drehwelle auf eine erste Bearbeitungsroute in Übereinstimmung mit dem zweiten Befehl.
Numerische-Steuerung-Vorrichtung gemäß Anspruch 1, mit ferner: einer Maximalgeschwindigkeit-Berechnungseinheit, die ausgestaltet ist zum Berechnen einer Maximalgeschwindigkeit der Werkstück-Drehwelle, so dass eine Geschwindigkeit des sich auf der zweiten Bearbeitungsroute bewegenden zweiten Trennvorrichtungshalters nicht eine im Voraus gesetzte maximale zulässige Geschwindigkeit überschreitet; und einer Geschwindigkeitsfestklemmeinheit, die ausgestaltet ist zum Festklemmen einer Drehgeschwindigkeit der Werkstück-Drehwelle mit der durch die Maximalgeschwindigkeit-Berechnungseinheit berechneten Maximalgeschwindigkeit.
Numerische-Steuerung-Vorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die maximale zulässige Geschwindigkeit des zweiten Trennvorrichtungshalters im Voraus betreffend jede von einer Schnellzuführung und einer Trennzuführung gesetzt wird, und die Maximalgeschwindigkeit-Berechnungseinheit eine Maximalgeschwindigkeit der Werkstück-Drehwelle zu der Zeit, wenn eine Operation des ersten Trennvorrichtungshalters und eine Operation des zweiten Trennvorrichtungshalters beide die Schnellzuführung sind, als die Geschwindigkeit der Werkstück-Drehwelle setzt, bei der die Maximalgeschwindigkeit des sich auf der zweiten Bearbeitungsroute bewegenden zweiten Trennvorrichtungshalters mit einer Geschwindigkeit übereinstimmt, die gesetzt ist mit der maximalen zulässigen Geschwindigkeit mit Bezug zu der Schnellzuführung, die als eine Obergrenze gesetzt wird, und die Maximalgeschwindigkeit der Werkstück-Drehwelle zu der Zeit, wenn die Operation des ersten Trennvorrichtungshalters die Schnellzuführung ist und die Operation des zweiten Trennvorrichtungshalters die Trennzuführung oder ein Stopp ist, als die Geschwindigkeit der Werkstück-Drehwelle setzt, bei der die Maximalgeschwindigkeit des sich auf der zweiten Bearbeitungsroute bewegenden zweiten Trennvorrichtungshalters mit einer Geschwindigkeit übereinstimmt, die gesetzt ist mit der maximalen zulässigen Geschwindigkeit mit Bezug zu der Trennzuführung, die als eine Obergrenze gesetzt wird.
Numerische-Steuerung-Vorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die maximale zulässige Geschwindigkeit des zweiten Trennvorrichtungshalters im Voraus betreffend jede von einer Schnellzuführung und einer Trennzuführung gesetzt wird, und die Maximalgeschwindigkeit-Berechnungseinheit unabhängig davon, ob eine Operation des zweiten Trennvorrichtungshalters die Schnellzuführung, Trennzuführung oder ein Stopp ist, die Maximalgeschwindigkeit der Werkstück-Drehwelle zu der Zeit, wenn eine Operation des ersten Trennvorrichtungshalters die Trennzuführung ist, als eine Geschwindigkeit der Werkstück-Drehwelle setzt, bei der die Maximalgeschwindigkeit des sich auf der zweiten Bearbeitungsroute bewegenden zweiten Trennvorrichtungshalters mit einer Geschwindigkeit übereinstimmt, die gesetzt ist mit einem Minimumwert unter den jeweiligen maximalen zulässigen Geschwindigkeiten, der als eine Obergrenze gesetzt wird.
Numerische-Steuerung-Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Bearbeitungsprogramm einen dritten Befehl zum Bezeichnen einer ersten Position in der relativen Koordinate des zweiten Trennvorrichtungshalters und einer zweiten Position der Werkstück-Drehwelle enthält, und die Numerische-Steuerung-Vorrichtung ferner eine Bogenüberlagerungsinterpolationsstart-Bestimmungseinheit umfasst, die ausgestaltet ist zum Bestimmen, ob die erste Position des zweiten Trennvorrichtungshalters und die zweite Position der Werkstück-Drehwelle miteinander übereinstimmen, und, wenn die Positionen beide miteinander übereinstimmen, zum Erlauben der Bogenüberlagerungsinterpolation-Steuereinheit, eine Steuerung mit Bezug zu dem ersten Befehl und eine Positionssteuerung mit Bezug zu dem zweiten Befehl zu starten.
Numerische-Steuerung-Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, mit ferner einer Relative-Koordinate-Geschwindigkeit-Berechnungseinheit, die ausgestaltet ist zum Berechnen, in Übereinstimmung mit dem zweiten Befehl, eines Bewegungsausmaßes bei jedem Steuerungszyklus in der relativen Koordinate, wobei die Bogenüberlagerungsinterpolation-Steuereinheit ferner enthält: eine Überlagerungspositionskoordinatensystem-Positionskoordinate-Berechnungseinheit, die ausgestaltet ist zum Integrieren des Bewegungsausmaßes bei jedem Steuerungszyklus in der relativen Koordinate und zum Berechnen einer befohlenen Position des zweiten Trennvorrichtungshalters auf der ersten Bearbeitungsroute; eine Drehwinkel-Berechnungseinheit, die ausgestaltet ist zum Berechnen eines Drehwinkels der Werkstück-Drehwelle; und eine Reale-Koordinate-Umwandlungseinheit, die ausgestaltet ist zum Unterwerfen der befohlenen Position des zweiten Trennvorrichtungshalters einer Koordinatendrehung um den Drehwinkel der Werkstück-Drehwelle und zum Berechnen einer befohlenen Position auf der zweiten Bearbeitungsroute.
Numerische-Steuerung-Vorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei die Werkstück-Drehwelle eine Position oder Geschwindigkeit als Rückkopplungsinformation ausgibt, und die Drehwinkel-Berechnungseinheit einen Drehwinkel der Werkstück-Drehwelle auf der Grundlage der Rückkopplungsinformation berechnet.