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Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine numerische Steuervorrichtung, die eine Werkzeugmaschine einer numerischen Steuerung (NC, engl.: numerical control) unterwirft, und spezieller eine numerische Steuervorrichtung, die es ermöglicht, ein fehlerhaftes Werkstück zu erkennen, das durch Auftreten einer Abnormalität während der Bearbeitung verursacht wird.
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Hintergrund
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Eine auf einem Maschinenwerkzeug angebrachte numerische Steuervorrichtung überwacht immer ein Auftreten einer Abnormalität in dem Betrieb und den Zustand der Werkzeugmaschine. Beim Erfassen eines Auftretens einer Abnormalität gibt die numerische Steuervorrichtung eine Warnung (einen Alarm) aus mit einer Anzeige, Klang oder dergleichen und stoppt einen Antrieb der Werkzeugmaschine. Durch Stoppen des Antreibens der Werkzeugmaschine verhindert die numerische Steuervorrichtung eine Fehlfunktion der Werkzeugmaschine und eine Beschädigung der Werkzeugmaschine und dergleichen aufgrund der Fehlfunktion.
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Die Abnormalität der Werkzeugmaschine wird durch verschiedene Faktoren verursacht. Die Faktoren der Abnormalität sind zum Beispiel, dass eine Antriebslast eines Motors exzessiv groß wird, weil ein Schmierungsfehler auftritt, eine Schneidelast wegen eines Bruchs eines Werkzeugs exzessiv groß wird, und ein Fehler zwischen einer Befehlsposition und einer Motorerfassungsposition exzessiv groß wird. Abgesehen von einem Alarm aufgrund eines Ereignisses, das regelmäßig auftreten kann, ist auch ein Alarm aufgrund eines irregulär Ereignisses mit niedriger Reproduzierbarkeit vorhanden, so dass zum Beispiel ein Alarm gemäß einem Zustand einer Entfernung eines Chips ausgegeben wird.
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Wenn ein Alarm in der Werkzeugmaschine ausgegeben wird, nachdem der Inhalt des Alarms geprüft wurde, wird eine Wiederherstellungsarbeit zum Eliminieren eines den Alarm verursachenden Faktors ausgeführt. Wenn die Wiederherstellungsarbeit beendet ist, nimmt die Werkzeugmaschine die Bearbeitung wieder auf. Normalerweise führt ein Benutzer, ein Mitglied eines Wartungsstabes oder dergleichen die Überprüfung des Inhalts des Alarms und die Wiederherstellungsarbeit aus.
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Die Wiederherstellungsarbeit kann manchmal automatisch ausgeführt werden ohne menschlichen Eingriff. Patentliteratur 1 zum Beispiel schlägt eine numerische Steuervorrichtung vor, die eine automatische Wiederherstellung einer Werkzeugmaschine ermöglicht unter Verwendung eines Wiederherstellungsbetriebsprogramms. Wenn ein automatischer Betrieb durch einen NC-Programmbefehl ausgesetzt wird, schlägt Patentliteratur 2 ein Steuerverfahren vor zum automatischen Erzeugen einer Wiederherstellungsprozedur gemäß dem Inhalt eines gemäß dem NC-Programmbefehl ausgeführten Betriebs.
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Falls eine Automatisierung der Wiederherstellungsarbeit möglich ist, ist es möglich, die für die Wiederherstellung benötigte Zeit und den für die Wiederherstellung benötigte Arbeitseinsatz zu reduzieren. Sogar falls die Bearbeitung eines Werkstücks aufgeschoben wird, weil ein Alarm ausgegeben wird, kann die Werkzeugmaschine die folgende Bearbeitung des Werkstücks früh ohne menschlichen Eingriff wieder aufnehmen.
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Schiltknecht, U.: BESCHRIFTEN-Teilemarkierung mit Prägewerkzeug in den Fertigungsprozess integriert. In: MM Das IndustrieMagazin, 4/2009, S. 36–39 beschreibt den nächstliegenden Stand der Technik. Dieses Dokument beschreibt, dass die Teilebeschriftung in den Zerspanungsprozess integriert werden kann. Beim Markieren wird eine Beschriftungskontur von den Maschinenachsen eines Drehautomaten abgefahren.
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JP 2011-036 881 A beschreibt eine Werkzeugmaschine, bei der eine Markierung hergestellt wird, die anzeigt, dass eine Abnormalität bei der Bearbeitung aufgetreten ist.
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Zitatliste
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Patentliteratur
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- Patentliteratur 1: JP 2008-234 278 A
- Patentliteratur 2: JP 2011-158 979 A
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Resümee
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Technisches Problem
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Wenn ein Alarm ausgegeben wird während einer Bearbeitung, die eine endgültige Form eines Werkstücks wie zum Beispiel eine Veredelung beeinflusst, wird manchmal ein fehlerhaftes Werkstück aufgrund von Kratzern auf einer bearbeiteten Oberfläche verursacht. In diesem Fall kann es besser sein, die Bearbeitung zu unterbrechen und das fehlerhafte Werkstück auszugeben, als die Wiederherstellungsarbeit zu beenden und dann sofort die Bearbeitung wieder aufzunehmen nach einem Zeitpunkt, wenn der Alarm ausgegeben wird. Wenn zum Beispiel Gewindeschneiden auf halbem Weg unterbrochen wird, obwohl eine Genauigkeit des Gewindeschneidens oft deutlich verschlechtert wird, weil es schwierig ist, einen Maschinefehler aus einer Endform zu bestimmen, ist es bei einem Gewindeschneiden wünschenswert, das Werkstück zu der Zeit eines Alarms als fehlerhaftes Werkstück auszugeben.
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Transfervorrichtungen zum automatischen Ausgeben oder Sammeln von bearbeiteten Werkstücken an außerhalb, wie zum Beispiel ein Förderband, ein Lader, eine Teilgreifvorrichtung und eine Roboterhand, werden manchmal neben einer Werkzeugmaschine bereitgestellt. In von diesen Transfervorrichtungen gesammelten Werkstücken sind normal bearbeitete, nicht fehlerhafte Stücke und fehlerhaft bearbeitete, defekte Stücke gemischt. Ein Sortieren der nicht defekten Stücke und der defekten Stücke wird normalerweise durchgeführt durch manuelle Inspektion, Sichtung oder Messungen durch eine Maschine, wie zum Beispiel ein dreidimensionales Messinstrument. Im Falle eines defekten Werkstücks aufgrund von Kratzern auf einer bearbeiteten Oberfläche ist es schwieriger, die defekten Werkstücke auszusortieren, da die Kratzer weniger auffällig sind. Wenn zum Beispiel ein Alarm während einer Endverarbeitung ausgegeben wird, gibt es ein Problem, dass es schwierig ist, ein defektes Werkstück sofort auszusortieren.
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Um ein einfaches Sortieren eines defekten Werkstücks zu ermöglichen, wird manchmal eine Markierung an dem Werkstück angebracht, um zu identifizieren, dass das Werkstück ein defektes Werkstück ist, während einer Bearbeitung, bei der eine Abnormalität auftritt. Weil eine Endform eines Werkstücks verschieden für jedes Bearbeitungsprogramm ist, muss ein Befehl zum Anbringen der Markierung für jedes der Bearbeitungsprogramme vorbereitet werden.
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Weil weiterhin die Form des Werkstücks sich mit der Zeit gemäß einer Fortschreitungsstufe der Bearbeitung ändert, muss der Befehl zum Anbringen der Markierung vorbereitet werden für jede Prozessstufe der Bearbeitung. Deshalb gibt es ein Problem, dass es nötig ist, ein kompliziertes Bearbeitungsprogramm vorzubereiten, um die Markierung an dem Werkstück anzubringen, während einer Bearbeitung, bei der eine Abnormalität auftritt.
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Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf das Obige gemacht und es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine numerische Steuervorrichtung zu erhalten, die es ermöglicht, eine Markierung zum Identifizieren eines Werkstücks mit einem einfachen Bearbeitungsprogramm herzustellen, während einer Bearbeitung, bei der eine Abnormalität auftritt, und ein defektes Werkstück einfach auszusortieren, das durch ein Auftreten einer Abnormalität verursacht wird.
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Lösung des Problems
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine numerische Steuervorrichtung nach Anspruch 1.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Die numerische Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht ein einfaches Sortieren von defekten Werkstücken durch Bearbeiten einer Markierung in einer Position, die auf einer sequentiell gespeicherten Bewegungsroute zurückverfolgt werden kann. Die numerische Steuervorrichtung kann die Markierung bearbeiten unabhängig von der Form des Werkstücks und einer Prozessstufe der Bearbeitung, sogar wenn ein kompliziertes Bearbeitungsprogramm nicht vorbereitet ist. Folglich gibt es einen Effekt, dass die numerische Steuervorrichtung es ermöglicht, eine Markierung mit einem einfachen Bearbeitungsprogramm zu Bearbeiten (Erzeugen) zum Identifizieren eines Werkstücks bei einer Bearbeitung, bei der eine Abnormalität auftritt, und ein defektes Werkstück einfach auszusortieren, das durch das Auftreten der Abnormalität verursacht wird.
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Kurze Beschreibung der
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1 ist eine Abbildung einer Gesamtkonfiguration einer Werkzeugmaschine, die eine numerische Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung enthält.
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2 ist ein Blockdiagramm einer Gesamtkonfiguration der numerischen Steuervorrichtung und der Konfiguration zum Antreiben von Motoren.
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3 ist eine Abbildung einer Markierung, die entlang einer linearen Bewegungsroute gebildet ist.
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4 ist eine Abbildung einer Markierung, die entlang einer bogenförmigen Bewegungsroute ausgebildet ist.
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5 ist eine Abbildung eines Beispiels eines Bearbeitungsprogramms.
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6 ist eine Abbildung eines Beispiels einer Bewegungsroute, die in dem Bearbeitungsprogramm beschrieben ist, und einer Position, an der ein Alarm erhoben wird.
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7 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Betriebsprozedur einer Modussteuereinheit.
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8 ist eine Abbildung zum Erläutern einer Berechnung eines Verschiebebetrags.
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9 ist eine Abbildung eines Zustands, in dem eine äußere Umfangsdrehung an einem Werkstück angewandt wird.
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10 ist eine Abbildung eines Zustands, in dem eine raue Oberfläche bearbeitet wird im äußeren Umfangsabschnitt des Werkstücks.
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11 ist eine Abbildung eines Zustands, in dem eine Endflächendrehung an dem Werkstück angewandt wird.
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12 ist eine Abbildung eines Zustands, in dem eine raue Oberfläche bearbeitet wird in einem Endflächenabschnitt des Werkzeugs.
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13 ist eine Abbildung des Zustands, in dem eine innere Umfangsdrehung an dem Werkstück angewandt wird.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Ausführungsformen einer numerischen Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachstehend basierend auf den Abbildungen erläutert. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen beschränkt.
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Erste Ausführungsform.
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1 ist eine Abbildung einer Gesamtkonfiguration einer Werkzeugmaschine, die eine numerische Steuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält. Die Werkzeugmaschine enthält ein Werkzeugmaschinenhauptteil und die numerische Steuervorrichtung. Der Werkzeugmaschinenhauptteil enthält eine Plattform 101, auf der ein Werkstück 100 platziert ist, und Motoren, die eingerichtet sind zum Bewegen des Werkzeugs 102 zum Bearbeiten des Werkstücks 100. Die Werkzeugmaschine enthält die Motoren für eine X-Achse, eine Y-Achse und eine Z-Achse, die drei Bewegungsachsen senkrecht zueinander sind. Die numerische Steuervorrichtung steuert einen Antrieb des Motors basierend auf einem Bearbeitungsprogramm.
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2 ist ein Blockdiagramm der Gesamtkonfiguration der numerischen Steuervorrichtung und der Konfiguration zum Antreiben der Motoren. Eine numerische Steuervorrichtung 1 gibt einen Positionsbefehl 20 an eine Servosteuereinheit 6 aus, um die Werkzeugmaschine zu veranlassen, einen Betrieb entsprechend einem Bearbeitungsprogramm 2 auszuführen.
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Die Servosteuereinheit 6 gibt einen Spannungsbefehl 23 an einen Servomotor 7 aus basierend auf dem von einer Positionsbefehlerzeugungseinheit 12 ausgegebenen Positionsbefehl 20 und einer von einem Positionsdetektor 8 ausgegebenen erfassten Positionsinformation 22. Der Positionsdetektor 8 erfasst die Position des Servomotors 7 und gibt die erfasste Position als die erfasste Positionsinformation 22 aus. Die Servosteuereinheit 6 führt eine Rückkopplungssteuerung und eine Vorwärtssteuerung des Servomotors so aus, dass die von der erfassten Positionsinformation 22 angezeigte Position einer von dem Positionsbefehl 20 befohlenen Position folgt. Der Servomotor 7 führt einen Antrieb gemäß dem von der Servosteuereinheit 6 ausgegebenen Spannungsbefehl 23 aus.
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Sensoren 9 sind jeweils an der Servosteuereinheit 6, dem Servomotor 7 und dem Positionsdetektor 8 angebracht. Die Sensoren 9 erfassen einen Zustand einer Bearbeitung und geben Erfassungssignale aus.
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Ein Betriebsschalter 5, der mit der numerischen Steuervorrichtung 1 verbunden ist, ist ein Schalter zum Betreiben der Werkzeugmaschine. Der Betriebsschalter 5 enthält verschiedene Schalter, wie zum Beispiel einen Zyklusstartknopf und einen Notstoppschalter. Der Zyklusstartknopf ist ein Schalter zum Veranlassen der Werkzeugmaschine, den in dem Bearbeitungsprogramm 2 beschriebenen Betrieb zu starten. Der Notschalter ist ein Schalter zum zwangsweisen Stoppen des Betriebs der Werkzeugmaschine.
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Das Bearbeitungsprogramm ist zum Beispiel ein NC-Programm oder ein Bewegungsprogramm. Das Bearbeitungsprogramm 2 ist ein Programm, das beschrieben wird durch Kombinieren von Kommandocodes, die G-Code, M-Code und T-Code genannt werden. Bewegungsbefehle eines Bearbeitungsprogramms 2 enthalten einen Positionierungsbefehl (G00), einen Schneidebefehl (G01) und einen Bogenbefehl bzw. Arc-Befehl (G02/03). Die Bewegungsbefehle enthalten auch einen Befehl (G54, etc.) zum Benennen einer Koordinate und einen Befehl (G90/G91) zum Benennen eines Koordinatenwerts als einen Absolutwert oder einen relativen Wert. Man beachte, dass Adressen von X, Y und Z, die G1 folgen, Adressen sind zum Benennen von Koordinaten eines Endpunkts eines Blocks. Eine Vorschubgeschwindigkeit zum Bewegen des Werkzeugs 102 von einer Startpunktposition zu einer Endpunktposition des Blocks wird durch eine F-Adresse benannt.
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Weiterhin enthalten M-Codes einen Befehl zum Benennen einer Rotation (M3) und eines Stopps (M5) einer Hauptwelle und einen Befehl (M6) zum Austauschen des Werkzeugs 102. Durch Verwenden eines T-Codes zusammen mit M6 zum Auswählen einer Werkzeugnummer ist es möglich, einen Austausch mit dem von der Werkzeugnummer ausgewählten Werkzeug 102 anzuweisen.
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Parameter 3 sind Einstellwerte zum Spezifizieren der Form und der Position einer Markierung. Die Markierung zeigt an, dass eine Abnormalität (Fehlerhaftigkeit) bei der Bearbeitung aufgetreten ist und zeigt an, dass das Werkstück 100 ein defektes Werkstück ist. Die Parameter 3 enthalten Information betreffend eine Bearbeitungsform der Markierung und Information betreffend eine Bearbeitungsposition der Markierung. Die Information betreffend die Bearbeitungsform ist Information betreffend die Art (Typ), Größe, Liniendicke und dergleichen der Markierung. Die Information betreffend die Bearbeitungsposition ist Information betreffend eine Position, wo die Markierung bearbeitet (angebracht) wird. Werkzeugdaten 4 sind Information betreffend das für die Bearbeitung verwendete Werkzeug 102. Die Werkzeugdaten 4 enthalten zum Beispiel Daten eines Werkzeugradius des Werkzeugs 102.
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Die numerische Steuervorrichtung 1 enthält eine Programmanalysiereinheit 10, eine Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11, eine Positionsbefehlerzeugungseinheit 12, eine Modussteuereinheit 13 und eine Abnormalitätszustands-Bestimmungseinheit 14.
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Die Programmanalysiereinheit 10 analysiert das Bearbeitungsprogramm 2, das in die numerische Steuervorrichtung 1 eingegeben wird. Die Programmanalysiereinheit 10 liest sequentiell, Zeile für Zeile, die in dem Bearbeitungsprogramm 2 beschriebenen Befehle und gibt Analysedaten 17 aus. Die Analysedaten 17 enthalten zum Beispiel Information betreffend eine Bewegung, wie zum Beispiel eine Startpunktposition, eine Endpunktposition und eine Fortschreitungsgeschwindigkeit für jeden Block und Information wie zum Beispiel eine Zahl, die das verwendete Werkzeug 102 darstellt.
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Die Positionsbefehlerzeugungseinheit 12 erzeugt den Positionsbefehl 20 für die Motoren basierend auf von der Programmanalysiereinheit 10 ausgewählten Analysedaten 17. Die Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11 erzeugt einen Markierungsbefehl 18 basierend auf den Parametern 3 und den Werkzeugdaten 4. Der Markierungsbefehl 18 ist ein Befehl zum Herstellen einer Markierung, die anzeigt, dass eine Abnormalität bei der Bearbeitung aufgetreten ist. Die Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11 enthält eine Speichereinheit 15. Die Speichereinheit 15 speichert sequentiell Information betreffend eine Bewegungsroute (Bewegungsstrecke) des Werkzeugs 102 durch die Bearbeitung.
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Die Abnormalitätszustands-Bestimmungseinheit 14 bestimmt, basierend auf Erfassungssignalen von den Sensoren, die an der Servosteuereinheit 6, dem Servomotor 7, und dem Positionsdetektor 8 angebracht sind, ob eine Abnormalität bei dem Betrieb und dem Zustand der Werkzeugmaschine aufgetreten ist. Die Abnormalitätszustands-Bestimmungseinheit 14 gibt ein Bestimmungsergebnis einer Anwesenheit oder Abwesenheit einer Abnormalität als Zustandssignal 21 aus. Die Abnormalitätszustands-Bestimmungseinheit 14 befiehlt beim Erfassen des Auftretens einer Abnormalität einer nicht gezeigten Anzeigeeinheit und einer nicht gezeigten Klangerzeugungseinheit, einen Alarm auszugeben.
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Ein Schwellwert für Erfassungssignale von den Sensoren kann zum Beispiel in der Abnormalitätszustands-Bestimmungseinheit 14 im Voraus eingestellt sein. Die Abnormalitätszustands-Bestimmungseinheit 14 bestimmt eine Abwesenheit oder Anwesenheit einer Abnormalität basierend auf einem Ergebnis, das durch Vergleichen der Erfassungssignale und des Schwellwerts erhalten wird. Die Sensoren 9 zum Erhalten der Erfassungssignale sind nicht beschränkt darauf, an der Servosteuereinheit 6, dem Servomotor 7 und dem Positionsdetektor 8 angebracht zu sein. Die Sensoren 9 können angebracht sein an irgendeiner Komponente oder Position solange die Sensoren 9 den Betrieb und den Zustand der Werkzeugmaschine erfassen können.
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Die numerische Steuervorrichtung 1 wählt gemäß der Bestimmung in der Abnormalitätszustands-Bestimmungseinheit 14 und dem Betrieb durch den Betriebsschalter 5 ein Stoppen oder ein Weiterführen einer Bewegung aus basierend auf den Analysedaten 17 oder einer Bewegung basierend auf dem Markierungsbefehl 18 und reflektiert den ausgewählten Inhalt in den Positionsbefehl 20.
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Die Modussteuereinheit 13 steuert eine Auswahl eines Betriebsmodus, der von dem Positionsbefehl 20 zu reflektieren ist. Die Modussteuereinheit 13 erzeugt das Modusschaltsignal 19 gemäß dem Betrieb des Betriebsschalters 5 und dem Abnormalitätszustands-Bestimmungseinheit 14 ausgegeben Zustandssignal 21. Das Betriebsmodusschaltsignal 19 ist ein Signal zum Schalten eines Betriebsmodus der Positionsbefehlerzeugungseinheit 12. Die Modussteuereinheit 13 gibt das Betriebsmodusschaltsignal 19 an die Positionsbefehlerzeugungseinheit 12 aus. Die Modussteuereinheit 13 enthält eine Speichereinheit 16. Die Speichereinheit 16 speichert einen Betriebsmodus in dem letzten Verarbeitungszyklus.
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Die Positionsbefehlerzeugungseinheit 12 schaltet gemäß dem von der Modussteuereinheit 13 ausgegebenen Betriebsmodusschaltsignal den Betriebsmodus, der von dem Positionsbefehl 20 wiederzuspiegeln ist. Die Positionsbefehlerzeugungseinheit 12 kann den Betriebsmodus zum Beispiel zu einem Normalbearbeitungsmodus, einem Bewegungsstoppmodus und einem Markierungsherstellungsmodus schalten.
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Der Normalbetriebsmodus ist ein Betriebsmodus zum Erzeugen des Positionssignals basierend auf den von der Programmanalysiereinheit 10 ausgegebenen Analysedaten 17. In dem Normalbearbeitungsmodus gibt die Positionsbefehlerzeugungseinheit 12 den Positionsbefehl 20 in jedem Moment entsprechend den Analysedaten 17 aus. Der Servomotor 7 führt einen Antrieb durch für eine Normalbearbeitung gemäß einer Eingabe des Positionsbefehls 20 an die Servosteuereinheit 6.
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Der Bewegungsstoppmodus ist ein Betriebsmodus, der von einem Zeitpunkt fortfährt, wenn ein Alarm ausgegeben wird gemäß einer Erfassung einer Abnormalität, bis die den Alarm verursachende Abnormalität eliminiert ist. In dem Bewegungsstoppmodus stoppt die Positionsbefehlerzeugungseinheit 12 die Ausgabe des Positionsbefehls 20 an die Servosteuereinheit 6. Wenn die Eingabe des Positionsbefehls 20 an die Servosteuereinheit 6 gestoppt ist, stoppt der Servomotor 7 den Antrieb. Das Werkzeug 102 stoppt die Bewegung.
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Der Markierungsherstellungsmodus ist ein Betriebsmodus, der ausgeführt wird, wenn der Betriebsmodus von dem Bewegungsstoppmodus zu dem Normalbearbeitungsmodus geschaltet wird. In dem Markierungsherstellungsmodus gibt die Positionsbefehlerzeugungseinheit 12 den Positionsbefehl 20 in jedem Moment entsprechend dem Markierungsbefehl 18 aus. Der Servomotor 7 führt einen Antrieb durch zum Bearbeiten (Herstellen) einer Markierung gemäß der Eingabe des Positionsbefehls 20 an die Servosteuereinheit 6.
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3 und 4 sind Abbildungen von Beispielen von Markierungen, die an einem Werkstück angebracht sind. In dieser Ausführungsform ist die Form einer Markierung 30 eine Pfeilform, die sich entlang einer Bewegungsroute 104 des Werkzeugs 102 durch eine Bearbeitung erstreckt. In 3 ist die Markierung 30 mit einer linearen Form gezeigt, die entlang der Bewegungsroute 104 ausgebildet ist. In 4 ist die Markierung 30 mit einer bogenförmigen Form gezeigt, die entlang der Bewegungsroute 104 ausgebildet ist.
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In dieser Ausführungsform wird die Markierung 30 hergestellt mit Bezug auf eine Position, die auf der Bewegungsroute 104 zurückverfolgt werden kann von einer Position 105, wo ein Alarm ausgelöst wird, in einer Richtung entgegen gesetzt einer Richtung während der Bearbeitung. Die Parameter 3 enthalten als Information betreffend eine Bearbeitungsform numerische Werte, die eine Gesamtlänge AL1 von einer Spitze einer Pfeilkopfposition eines Pfeils zu einem Ende einer Schaftposition anzeigen, eine Länge AL2 des Pfeilkopfabschnitts, eine Maximalbreite AW2 des Pfeilkopfabschnitts, und eine Linienbreite AW2 des Schaftabschnitts. Länge bedeutet Länge in einer Richtung, die sich entlang der Bewegungsrichtung 104 erstreckt. Breite bedeutet Breite in einer Richtung senkrecht zu der Bewegungsrichtung 104. Die Parameter 3 enthalten als eine Information betreffend eine Bearbeitungsposition einen numerischen Wert, der eine Distanz ΔD zwischen der Position 105 und der Spitze des Pfeilkopfes anzeigt.
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In dem Fall der in 3 gezeigten Markierung 30 sind die Parameter 3 zum Beispiel eingestellt auf AL1 = 8 mm, AL2 = 3 mm, AW1 = 0,5 mm, AW2 = 1,5 mm und ΔD = 5 mm.
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ΔD ist äquivalent zu einer Distanz zum Bewegen des Werkzeugs 102 von einem Zeitpunkt, wenn ein Alarm ausgelöst wird, bis die Herstellung der Markierung 30 gestartet wird. In den Parametern 3 wird eine feste Distanz ΔD eingestellt betreffend die Bewegung des Werkzeugs 102 von dem Zeitpunkt, wann der Alarm ausgelöst wird, bis die Markierung 30 gestartet wird. Gemäß solch einer Information betreffend die Herstellungsposition, erzeugt die Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11 den Markierungsbefehl 18 zum Bewegen des Werkzeugs 102 zu einer Position, die von der Position 105 zurückverfolgt werden kann in einer entgegen gesetzten Richtung um eine feste Distanz.
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Die Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11 kann den Markierungsbefehl 18 erzeugen zum Bewegen des Werkzeugs 102 zu einer Position, die von der Position 105 zurückverfolgt werden kann in der entgegen gesetzten Richtung um eine Distanz äquivalent zu einer Bewegung in einer festen Zeit. In diesem Fall wird in dem Parameterbereich eine feste Zeit anstelle der festen Distanz ΔD eingestellt von dem Zeitpunkt, wann der Alarm ausgelöst wird, bis die Herstellung der Markierung 30 gestartet wird.
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Die Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11 kann sowohl die feste Distanz ΔD als auch die feste Zeit als die Information betreffen die Herstellungsposition verwenden. Weiterhin kann die Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11 die feste Distanz Δd oder die feste Zeit verwenden und die ausgewählte Information als die Information betreffend die Herstellungsposition (Bearbeitungsposition) verwenden. Die Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11 wählt die feste Distanz ΔD oder die feste Zeit gemäß zum Beispiel einer Fortschreitungsgeschwindigkeit des Werkzeugs 102 aus.
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Gemäß dieser Ausführungsform kann die numerische Steuervorrichtung 1 eine Steuerung ausführen zu der Markierung 30 nicht nur, wenn die Bewegungsroute 104 durch das Bearbeitungsprogramm 2 linear ist. Die numerische Steuervorrichtung 1 kann auch eine Steuerung ausführen zum Herstellen der Markierung 30 gemäß verschiedener Formen einer Bewegungsroute 104. Die numerische Steuervorrichtung 1 kann den Markierungsbefehl 18 erzeugen basierend auf der gleichen Information betreffend die Bearbeitungsform und die gleiche Information betreffend die Bearbeitungsgeschwindigkeit, die in den Parametern 3 enthalten sind, in irgendeinem Fall, wenn zum Beispiel die Bewegungsroute 104 bogenförmig ist, wie in 4 gezeigt, zusätzlich dazu, wenn die Bewegungsroute 104 linear ist.
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Wenn die gleiche Information betreffend die Bearbeitungsform und die gleiche Information betreffend die Bearbeitungsposition wie die in 3 gezeigte Information verwendet werden, ist die in 4 gezeigte Markierung 30 auch eingestellt als AL1 = 8 mm, AL2 = 3 mm, AW1 = 0,5 mm, AW2 = 1,5 mm und ΔD = 5 mm. Auf diese Weise wird unabhängig von der Form der Bewegungsroute 104 immer die Markierung mit der gleichen Länge entlang der Bewegungsroute 104 und mit der gleichen Breite erhalten. Unabhängig von der Form der Bewegungsroute 104 wird die Markierung 30 in einer Position hergestellt, die von der Position 105 zurückverfolgt um die gleiche Distanz entlang der Bewegungsroute 104 werden kann.
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Mit der numerischen Steuervorrichtung 1 in dieser Ausführungsform erzeugt die Werkzeugmaschine die Markierung 30 mit dem fernen Ende des Pfeilkopfabschnitts, der auf die Position 105 zeigt. Die Markierung 30 wird so hergestellt, dass die Position, die von der Position 105 zurückverfolgt wird, auf der Bewegungsroute 105 durch die vorbestimmte Distanz die Spitze des Pfeilkopfabschnitts ist. Man beachte, dass die Form der Markierung 30 nicht auf die Pfeilform beschränkt ist. Die Markierung 30 kann aus irgendeiner Form gebildet sein, solange die Markierung 30 einfach visuell erkannt werden kann.
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Der Betrieb der Programmanalysiereinheit 10 wird erläutert. 5 ist eine Abbildung eines Beispiels eines Bearbeitungsprogramms. Der Betrieb der Programmanalysiereinheit 10 wird mit Bezug auf ein Beispiel einer Ausführung des in 5 gezeigten Bearbeitungsprogramms in einem Zustand erläutert, in dem eine Positionierung auf einem Koordinatenursprung durchgeführt wird an einem Startpunkt des Bearbeitungsprogramms 2.
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Als erstes liest die Programmanalysiereinheit 10 einen Befehl des Ni-Blocks. Die Programmanalysiereinheit 10 erkennt, dass der Befehl ein Befehl ist zum Durchführen einer Bewegung mit einer Vorwärtsgeschwindigkeit F3000 von dem Koordinatenursprung (Startpunkt), der die vorliegende Position ist, zu einer Position (Endposition) von X0. Y0. Z0 in einem als G54 spezifizierten Koordinatensystem. Die Programmanalysiereinheit 10 gibt Information aus wie zum Beispiel einen Startpunktkoordinatenwert, einen Endpunktkoordinatenwert, eine Vorwärtsgeschwindigkeit und einen Interpolationstyp als die Analysedaten 17 des N1-Blocks. Der Endpunktkoordinatenwert des N1-Blocks wird als der Ursprung (X0. Y0. Z0) eines Werkstückkoordinatensystems eingestellt.
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Nachfolgend liest die Programmanalysiereinheit 10 einen Befehlsblock N2. Die Programmanalysiereinheit 10 erkennt, dass der Befehl ein Befehl ist zum Durchführen einer Bewegung mit einer Geschwindigkeit F3000 von dem Ursprung (X0. Y0. Z0) der Werkstückkoordinate zu einer Position X50. Y0. Z0. Die Programmanalysiereinheit 10 gibt eine Information aus wie zum Beispiel einen Startpunktkoordinatenwert, einen Endpunktkoordinatenwert, eine Vorwärtsgeschwindigkeit und einen Interpolationstyp als die Analysedaten 17 des N2-Blocks. Die Programmanalysiereinheit 10 führt den gleichen Betrieb durch betreffend Befehle eines N1-Blocks und nachfolgender Blöcke, um die Analysedaten 17 jedes Blocks auszugeben.
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Der Betrieb der Modussteuereinheit wird erläutert. 7 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Betriebsprozedur der Modussteuereinheit. Die Modussteuereinheit 13 wählt den Normalbearbeitungsmodus als einen Betriebsmodus aus zu einer Zeit, wenn eine Stromversorgung für die Werkzeugmaschine angeschaltet wird. Die Modussteuereinheit 13 führt für jeden Zyklus zum Ausführen einer Verarbeitung entsprechend den Analysedaten 17 die Verarbeitung gemäß der in 7 gezeigten Prozedur aus.
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In Schritt S1 bestimmt die Modussteuereinheit 13 die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Auftretens einer Abnormalität aus dem von der Abnormalitätszustands-Bestimmungseinheit 14 eingegebenen Zustandsignal 21.
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Wenn bestimmt wird, dass eine Abnormalität nicht aufgetreten ist (Nein in Schritt S1), liest die Modussteuereinheit 13 den letzten Betriebsmodus, der in der Speichereinheit 16 gespeichert ist. Der letzte Betriebsmodus ist ein Betriebsmodus, der in einem Verarbeitungszyklus beim letzten Mal ausgewählt wurde. In Schritt S2 bestimmt die Modussteuereinheit 13, ob der letzte Betriebsmodus der Normalbearbeitungsmodus ist.
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Wenn bestimmt wird, dass der letzte Betriebsmodus der Normalbearbeitungsmodus ist (Ja in Schritt S2), wählt die Modussteuereinheit 13 in Schritt S4 den Normalbearbeitungsmodus aus. Die Modussteuereinheit 13 veranlasst die Speichereinheit 16, den Normalbearbeitungsmodus als den letzten Betriebsmodus zu speichern, der der in Schritt S4 ausgewählte Bearbeitungsmodus ist (Schritt S8).
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Die Prozedur der Schritte S2 bis S4 wird durchgeführt, wenn eine normale Bearbeitung durchgeführt wird. Während die Modussteuereinheit 13 den Normalbearbeitungsmodus auswählt, gibt die Positionsbefehlerzeugungseinheit 12 den den Analysedaten 17 entsprechenden Positionsbefehl 20 aus.
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Wenn andererseits bestimmt wird, dass eine Abnormalität in Schritt S1 aufgetreten ist (Ja in Schritt S1), wählt die Modussteuereinheit den Bewegungsstoppmodus in Schritt S3 aus. Die Modussteuereinheit 13 veranlasst die Speichereinheit 16, den Modus als den letzten Betriebsmodus zu speichern, der der in Schritt S2 ausgewählte Betriebsmodus ist (Schritt S8).
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Die Prozedur in Schritt S3 wird durchgeführt, wenn eine Abnormalität erfasst wird. Folglich schaltet die Modussteuereinheit 13 die Auswahl des Betriebsmodus von dem normalen Bearbeitungsmodus zu dem Bewegungsstoppmodus. Die Modussteuereinheit 13 gibt das Betriebsmodusschaltsignal 19 aus zum Schalten von dem Normalbearbeitungsmodus zu dem Bewegungsstoppmodus.
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Die Modussteuereinheit 13 führt den Bewegungsstoppmodus fort bis die Modussteuereinheit 13 in Schritt S1 bestimmt, dass eine Abnormalität nicht aufgetreten ist, d. h. die Auswahl des Bewegungsstoppmodus verursachende Abnormalität wurde eliminiert. Während die Modussteuereinheit 13 den Stoppmodus auswählt, stoppt die Positionsbefehlerzeugungseinheit 12 die Ausgabe des Positionsbefehls 20 an die Servosteuereinheit 6.
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Wenn in Schritt S2 bestimmt wird, dass der Betriebsmodus nicht der Normalbearbeitungsmodus ist (Nein in Schritt S2), wählt die Modussteuereinheit 13 den Markierungsherstellungsmodus in Schritt S5 aus. Wenn die Auswahl des Betriebsmodus von dem Bewegungsstoppmodus zu dem Markierungsherstellungsmodus schaltet, gibt die Modussteuereinheit 13 das Betriebsmodusschaltsignal 19 aus zum Schalten von dem Bewegungsstoppmodus zu dem Markierungsherstellungsmodus.
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Die Modussteuereinheit 13 bestimmt, ob die Herstellung der Markierung 30 beendet ist. Wenn bestimmt wird, dass die Bearbeitung der Markierung 30 beendet ist (Nein in Schritt S6), veranlasst die Modussteuereinheit 13 die Speichereinheit 16, den Markierungsherstellungsmodus als den letzten Betriebsmodus zu speichern, der der in Schritt S5 ausgewählte Betriebsmodus ist (Schritt S8).
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Wenn bestimmt wird, dass die Herstellung der Markierung 30 beendet ist (Ja in Schritt S6), schaltet die Modussteuereinheit 13 den Betriebsmodus von dem Markierungsherstellungsmodus zu dem Normalbearbeitungsmodus (Schritt S7). Die Modussteuereinheit 13 gibt das Betriebsmodusschaltsignal 19 aus zum Schalten von dem Markierungsherstellungsmodus zu dem Normalbearbeitungsmodus. Die Modussteuereinheit 13 veranlasst die Speichereinheit 16, den Normalbearbeitungsmodus als den letzten Betriebsmodus zu speichern, der Betriebsmodus nach dem Schalten in Schritt S7 ist (Schritt S8).
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Die Prozeduren in Schritten S2, S5 und S6 werden durchgeführt, wenn das Normalität anzeigende Zustandssignal 21 eingegeben wird und wenn der letzte Betriebsmodus der Betriebsmodus verschieden von dem Normalbearbeitungsmodus ist. Solch eine Verarbeitung wird durchgeführt, wenn die Markierung 30 hergestellt wird vor einer Wiederaufnahme der Normalbearbeitung, nachdem die Abnormalität eliminiert ist. Weiterhin wird die Prozedur in Schritten S6 bis S7 durchgeführt, wenn die Herstellung der Markierung 30 beendet ist und die Normalbearbeitung wieder aufgenommen wird. Wenn der letzte Betriebsmodus in der Speichereinheit 16 in Schritt S8 gespeichert wird, nachdem eine der Betriebmoden ausgewählt ist, beendet die Modussteuereinheit 31 die Verarbeitung in dem vorliegenden Verarbeitungszyklus.
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Die Herstellung der Markierung 30 aufgrund des Auftretens eines Alarms während der Ausführung des Bearbeitungsprogramms 2 wird detailliert erläutert. 6 ist eine Abbildung eines Beispiels einer Bewegungsroute, die in dem Bearbeitungsprogramm beschrieben ist, und einer Position, wo ein Alarm auftritt.
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Die numerische Steuervorrichtung 1 führt eine Steuerung durch den Normalbearbeitungsmodus von einem Zeitpunkt durch, wenn eine Bearbeitung entsprechend dem Bearbeitungsprogramm 2 gestartet wird, bis ein Alarm ausgelöst wird. In dem Normalbearbeitungsmodus wiederholt die numerische Steuervorrichtung 1 den Betrieb von der Analyse von Befehlen von jedem der Blöcke, um den Positionsbefehl 20 auszugeben. Die Speichereinheit 50 speichert sequentiell Daten der Bewegungsroute 104 gemäß den Analysedaten 17.
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Die Speichereinheit 15 muss nur mit einem Startpunkt, der in der letzten von dem Positionsbefehl 20 angezeigten Position eingestellt ist, wenigstens die Bewegungsroute 104 äquivalent zu der Distanz speichern, die als Information betreffend eine Bearbeitungsposition in den Parametern 3 eingestellt ist. Die Speichereinheit 15 speichert sequentiell Daten der Bewegungsroute 104, so dass eine Summe von Bewegungsdistanzen des Werkzeugs 102 in den Blöcken größer ist als die in den Parametern 3 eingestellte Distanz, zum Beispiel ΔD. In dem Normalbearbeitungsmodus fährt die Speichereinheit 15 mit einer Aktualisierung der Daten der Bewegungsroute 104 fort, bis ein Alarm in dem Normalbearbeitungsmodus auftritt.
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Wenn ein Alarm ausgelöst wird, erzeugt die Modussteuereinheit 13 das Betriebsmodusschaltsignal 19 zum Schalten des Betriebsmodus von dem Normalbearbeitungsmodus zu dem Bewegungsstoppmodus. Beim Empfang des Betriebsmodusschaltsignals 19 von der Modussteuereinheit 13 stoppt die Positionsbefehlerzeugungseinheit 12 die Ausgabe des Positionsbefehls 20. Die Speichereinheit 15 stoppt die Aktualisierung der Daten der Bewegungsroute 104. Die Modussteuereinheit 13 hält den Bewegungsstoppmodus bei, bis eine den Alarm verursachende Abnormalität eliminiert ist.
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Wenn die Abnormalität eliminiert ist, erzeugt die Modussteuereinheit 13 das Betriebsmodusschaltsignal 19 zum Schalten des Betriebsmodus von dem Bewegungsstoppmodus zu dem Markierungsherstellungsmodus. Beim Empfang des Betriebsmodusschaltsignals 19 von der Modussteuereinheit 13 erzeugt die Positionsbefehlerzeugungseinheit 12 den Positionsbefehl 20 entsprechend dem Markierungsbefehl 18 von der Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11.
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Als spezifisches Beispiel ist die Herstellung der Markierung 30 erläutert, die durchgeführt wird, wenn ein Alarm erzeugt wird auf halbem Wege im Block N57 des in 4 gezeigten Bearbeitungsprogramms 2. Die numerische Steuervorrichtung 1 führt eine Steuerung aus zum Herstellen der Markierung 30 in einer Position, die auf der Bewegungsroute zurückverfolgt wird, um eine vorbestimmte Distanz ΔD von der Position, wo der Alarm ausgelöst wird. In der folgenden Bearbeitung wird die in 3 gezeigte Markierung 30 hergestellt.
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Es wird zum Beispiel angenommen, dass in der in 6 gezeigten Bewegungsroute 104 ein Alarm ausgelöst wird in der Position 105 von X35. Y5.1. Z0. Die Speichereinheit 16 hat die Bewegungsroute 104 einer Distanz größer als eine Summe (ΔD + AL1) der Distanz ΔD von der Position 105 und der Gesamtlänge AL1 der Markierung 30 gespeichert. Wenn ΔD 5 mm ist und AL1 8 mm ist, hat die Speichereinheit 15 die Bewegungsroute 104 zu einer Position gespeichert, die von der Position 105 um wenigstens 13 Millimeter zurückverfolgt wird.
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Wenn die Modussteuereinheit 13 den Markierungsherstellungsmodus auswählt, erzeugt die Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11 einen Bewegungsbefehl zum Bewegen des Werkzeugs 102 auf der Bewegungsroute 104 um ΔD in einer Richtung entgegen gesetzt einer Richtung während der Bearbeitung. Der Bewegungsbefehl ist ein Bewegungsbefehl zum Befehlen einer Bewegung von der Position 105 zu der Position an der Spitze des Pfeilkopfabschnitts der Markierung 30. In diesem Beispiel ist die Richtung entgegen gesetzt der Richtung während der Bearbeitung die plus X-Richtung. Die Position an der Spitze des Pfeilkopfabschnitts ist die Position X40. Y5.1 Z0.
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Weiterhin verschiebt die Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11 die Position des Werkzeugs 102 in der Werkzeugachsenrichtung hinsichtlich der Position während der Bearbeitung durch Anwenden von Korrekturen zum Trennen des Werkzeugs 105 von dem Werkstück 100. In diesem Beispiel ist die Werkzeugachsenrichtung die Z-Achsenrichtung.
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Folglich erzeugt die Markierungsbefehlerzeugungseinheit, als den Markierungsbefehl 18, einen Bewegungsbefehl zum Bewegen des Werkzeugs 102 auf der Bewegungsroute 104 in der Richtung entgegen gesetzt der Richtung während der Bearbeitung, während die Position des Werkzeugs 102 in der Werkzeugachsenrichtung hinsichtlich der Position während der Bearbeitung verschoben wird. Die Positionsbefehlerzeugungseinheit 12 erzeugt den Positionsbefehl 20 basierend auf dem Markierungsbefehl 18.
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Der basierend auf dem Herstellungsbefehl 18 erzeugte Positionsbefehl 20 wird in die Servosteuereinheit 6 eingegeben. Dann bewegt sich das Werkzeug 102 auf der Bewegungsroute 104 von der Position 105 in der plus X-Richtung um ΔD in einem Zustand, in dem das Werkzeug 102 von der Oberfläche des Werkstücks 100 in der Z-Richtung getrennt ist. Folglich bewegt sich das Werkzeug 102, ohne die Oberfläche des Werkstücks 100 zu berühren. Die Werkzeugmaschine kann eine Bewegung des Werkzeugs 102 verhindern in einem Zustand, in dem das Werkzeug 102 gegen das Werkstück 100 treibt.
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Man beachte, dass in dem Prozess zum Bewegen des Werkzeugs 102 von der Position 105 um ΔD die Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11 die Korrektur der Position des Werkzeugs 102 in der Werkzeugachsenrichtung auslassen kann. In diesem Fall bewegt sich das Werkzeug 102, während es einen Bearbeitungsabschnitt in dem Werkstück 102 verfolgt. In diesem Fall kann die Werkzeugmaschine auch das Werkzeug 102 bewegen, ohne die Oberfläche des Werkstücks 100 erneut zu berühren.
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Folglich erzeugt die Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11 den Markierungsbefehl 18 zum Herstellen der Markierung 30. In diesem Beispiel erzeugt die Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11 den Markierungsbefehl 18 zum Herstellen der Markierung 30, in dem die Position X40. Y5.1 Z0 die Spitze des Pfeilkopfabschnitts und die Position X48. Y5.1 Z0 das Ende des Schaftabschnitts ist.
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Zunächst erzeugt die Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11 als den Markierungsbefehl 18 einen Bewegungsbefehl zum Bewegen des Werkzeugs 102 entlang der Bewegungsroute 104 von der Spitze des Pfeilkopfabschnitts zu dem Ende des Schaftabschnitts, während die Position des Werkzeugs 102 in der Achsenrichtung korrigiert wird. Die Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11 passt einen Verschiebebetrag des Werkzeugs 102 in der Werkzeugachsenrichtung an unter Verwendung des Werkzeugradius des Werkzeugs 102 und der Linienbreite AW1 des Schaftabschnitts.
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8 ist eine Abbildung zum Erläutern einer Berechnung eines Verschiebebetrags. Ein Verschiebebetrag TC wird so eingestellt, dass eine Breite TW eines Bereichs, der geschnitten wird, wenn das Werkzeug 102 sich in einem Zustand eines Kontakts mit dem Werkstück 100 bewegt, übereinstimmt mit einer gewünschten Linienbreite AW1 des Schaftabschnitts. Wenn zum Beispiel die Linienbreite AW1 des Schaftabschnitts 0,5 mm ist, wird das Werkzeug 102 verschoben in der Werkzeugachsenrichtung, um einen Bereich mit TW = 0,5 mm abzutragen. Man beachte, dass der Verschiebebetrag TC eine Länge ist von der Oberfläche des Werkstücks 100 zu einem am tiefsten reichenden Punkt des Werkzeugs 102 in der Werkzeugachsenrichtung.
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Die Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11 erhält Daten eines Werkzeugradius TR von dem Werkzeug 102, das aktuell in Verwendung ist, durch Bezugnahme auf die Werkzeugdaten 4. Der Werkzeugradius TR ist eine Länge von der Spitze des Werkzeugs 102 zu einem Werkzeugmittelpunkt 106. TC wird dargestellt durch die folgende Formel (1): TC = TR – {TR2 – (TW/2)2}1/2 (1)
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Wenn zum Beispiel ein Schaftfräser mit TR = 5 mm als das Werkzeug 102 verwendet wird, wenn TW = 0,5 mm eingestellt ist, wird TC aus Formel (1) berechnet als ungefähr 0,0063 Millimeter.
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Die Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11 erzeugt den um TC korrigierten Markierungsbefehl 18. Die Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11 gibt den basierend auf dem Markierungsbefehl 18 erzeugten Positionsbefehl in die Servosteuereinheit 6 ein. Dann schneidet das Werkzeug 102 einen Bereich mit einer Linienbreite AW1 von der Spitze des Pfeilkopfabschnitts zu dem Ende des Schaftabschnitts.
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Nachfolgend erzeugt die Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11 den Markierungsbefehl 18 zum Bearbeiten des Kopfabschnitts. Die Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11 erzeugt, als dem Makro-Markierungsbefehl 18, einen Bewegungsbefehl zum Bewegen des Werkzeugs entlang der Bewegungsroute 104 und allmählichem Ändern des Shiftbetrags TC. Der Verschiebebetrag TC wird geändert gemäß der Form des Pfeilkopfabschnitts zwischen der Spitze des Pfeilkopfabschnitts und einer Position des Pfeilkopfabschnitts in der Basis verbunden mit dem Schaftabschnitt.
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Der Pfeilkopfabschnitt weist eine Maximalbreite AW2 in der Position der Basis auf. Der Verschiebebetrag TC wird so angepasst, dass die Breite TW des Bereichs, der ausgeschnitten wird, wenn das Werkzeug 102 sich in einem Zustand eines Kontakts mit dem Werkstück 100 bewegt, allmählich von AW1 bis AW2 vergrößert wird von der Spitze des Pfeilkopfabschnitts zu der Basis. Wenn zum Beispiel AW2 1,5 Millimeter ist, wird TC als TW = AW2 = 1,5 mm berechnet als ungefähr 0,0566 Millimeter gemäß Formel (1).
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Die Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11 erzeugt den Markierungsbefehl 18 zum Ändern von TC von 0,0063 mm auf ungefähr 0,0566 mm, so dass sich TW allmählich von AW1 = 0,5 mm auf AW2 = 1,5 mm ändert. Der Positionsbefehl 20, der basierend auf dem Markierungsbefehl 18 erzeugt wird, wird in die Servosteuereinheit 6 eingegeben. Dann schneidet das Werkzeug 2 einen Bereich mit einer Form des Pfeilkopfabschnitts aus.
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Betreffend dem von der Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11 erzeugten Markierungsbefehl beachte man, dass zum Beispiel die Reihenfolge der Herstellung der Markierung 30 und ein Verfahren zum Korrigieren der Position des Werkzeugs 102 in der Werkzeugachsenrichtung nicht speziell beschränkt sind und beliebig eingestellt werden können.
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Gemäß dieser Ausführungsform stellt die numerische Steuervorrichtung 1 die Markierung 30 her in einer Position, die von der sequentiell gespeicherten Bewegungsroute 104 zurückverfolgt wird, um ein einfaches Sortieren von defekten Werkstücken zu ermöglichen. Sogar wenn das normal bearbeitete Werkstück 100 und das defekte Werkstück 100 gemischt sind, ist es möglich, das defekte Werkstück sofort durch Prüfen der Markierung 30 einfach auszusortieren. Die numerische Steuervorrichtung 1 kann die Markierung 30 herstellen unabhängig von der Form des Werkstücks 100 und einer Prozessstufe der Bearbeitung, sogar wenn ein kompliziertes Bearbeitungsprogramm 2 nicht vorbereitet ist.
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Folglich gibt es einen Effekt, dass die numerische Steuervorrichtung 1 es möglich macht, die Markierung 30 mit einem einfachen Bearbeitungsprogramm 2 herzustellen zum Identifizieren des Werkstücks 100 während einer Bearbeitung, bei der eine Normalität auftritt, und das defekte Werkstück einfach auszusortieren, das durch das Auftreten der Abnormalität verursacht wird.
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Die numerische Steuervorrichtung 1 stellt, als Position der Markierung 30, eine Position ein, die von der Bewegungsroute 104 um eine vorbestimmte Distanz von der Position 105 zurückgezogen ist, wo ein Alarm ausgelöst wird. Die numerische Steuervorrichtung 1 stellt die Position der Markierung 30 in einer Position verschieden von einer Bearbeitungsposition ein, zu einer Zeit, wenn eine Abnormalität auftritt. Abhängig vom Einstellen eines Intervalls von der Position 105 zu der Markierung 30, kann die Position der Markierung 30 auf eine Position eingestellt werden in der Nähe der Bearbeitungsposition zu der Zeit, wenn die Abnormalität auftritt.
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Folglich kann ein Benutzer oder ein Wartungsstabmitglied, von der Position der Markierung 30, die Position zu der Zeit spezifizieren, wenn die Abnormalität auftritt. Der Benutzer oder das Wartungsstabmitglied kann einfach einen Zerkratzungsgrad aufgrund der Abnormalität unter Verwendung der Markierung 30 als Hinweis prüfen.
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Die numerische Steuervorrichtung 1 passt einen Verschiebebetrag in der Werkzeugachsenrichtung gemäß dem Werkzeugradius und der Linienbreite der Markierung an, um eine Steuerung zu ermöglichen zum Erhalten der Markierung 30 mit einer gewünschten Liniendicke. Folglich wird eine Markierung erhalten, die einfach visuell zu erkennen ist. Es ist möglich, das defekte Werkstück einfach auszusortieren.
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Zweite Ausführungsform
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Die numerische Steuervorrichtung 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform ist in einer Werkzeugmaschine enthalten, die eine Drehbank ist. Die Werkzeugmaschine weist eine C-Achse, die eine Rotationsachse (eine Drehachse) zum Rotieren ist, und wenigstens eine X-Achse und eine Y-Achse auf, die Bewegungsachsen zum Bewegen eines Drehwerkzeugs sind. Die Werkzeugmaschine führt für ein Werkstück mit einer zylindrischen Form ein äußeres Umfangsdrehen für einen äußeren Umfangsabschnitt und ein Endflächendrehen für einen Endflächenabschnitt aus.
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Die numerische Steuervorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform weist die gleiche Konfiguration wie diejenige der numerischen Steuervorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform auf. In den ersten und zweiten Ausführungsformen führt die Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11 verschiedene Verarbeitungsarten aus.
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9 ist eine Abbildung eines Zustands, in dem das äußere Umfangsdrehen auf das Werkstück eingeräumt wird. Die Werkzeugmaschine rotiert das Werkstück 100 um die C-Achse. Das Werkzeug 102 ist ein Drehwerkzeug, das in der X-Achsen-Richtung und der Z-Achsen-Richtung beweglich ist. Eine Spannzange 102 ist ein Werkzeug zum Fixieren des Werkstücks 100 in der Werkzeugmaschine. In 1 sind die Bewegungsroute 104 beim Drehen der externen Form des Werkstücks 100 und die Position 105, zu der Zeit gezeigt, wenn ein Alarm ausgelöst wird.
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In dieser Ausführungsform ist eine raue Oberfläche 107 auf der Oberfläche des Werkstücks 100 ausgebildet als Markierung, die anzeigt, dass eine Abnormalität beim Drehen aufgetreten ist. Die Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11 erzeugt den Markierungsbefehl 18 zum Erhalten der rauen Oberfläche 107 in einem Markierungsmodus.
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10 ist eine Abbildung eines Zustands, in dem die raue Oberfläche in einem äußeren Umfangsabschnitt des Werkstücks hergestellt wird. In dem Markierungsbildungsmodus erzeugt die Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11, als den Markierungsbefehl 18, einen Bewegungsbefehl zum Bewegen des Werkstücks 102 auf der Bewegungsroute 104 in einer Richtung entgegen gesetzt zu einer Richtung bei der Bearbeitung, während die Position des Werkzeugs 102 in der Werkzeugachsenrichtung hinsichtlich der Position bei der Bearbeitung korrigiert wird. Die Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11 passt die Position des Werkzeugs 102 in der X-Achsen-Richtung an, die die Werkzeugachsenrichtung ist, um einen Betrieb zu wiederholen, um das Werkzeug 102 in Kontakt mit dem Werkstück 100 zu bringen, und einen Betrieb zum Trennen des Werkzeugs 102 von dem Werkstück 100.
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Die Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11 gibt den basierend auf dem Markierungsbefehl 18 erzeugten Positionsbefehl in die Servosteuereinheit 6 ein. Dann bearbeitet das Werkzeug 102 die raue Oberfläche 107 auf der Oberfläche des Werkstücks 100. Die raue Oberfläche 107 verschlechtert merklich die Qualität einer bearbeiteten Oberfläche. Die Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11 ändert einen Verschiebebetrag zum Beispiel in einem beliebigen Zyklus von dem Start zu dem Ende der Bewegung des Werkzeugs 102 auf der Bewegungsroute 104. Alternativ kann die Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11 eine allmähliche Änderung des Verschiebebetrags von dem Start zu dem Ende der Bewegung des Werkzeugs 102 auf der Bewegungsroute 104 ändern. Die Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11 kann den Verschiebebetrag ändern auf jegliche Weise, solange die raue Oberfläche 107 mit merklich verschlechterter Qualität erhalten wird.
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11 ist eine Abbildung eines Zustands, in dem das Endoberflächendrehen auf das Werkstück angewandt wird. In 11 unterwirft die Bewegungsroute 104 das Werkstück 100 einem Endflächendrehen und die Position 105 zu der Zeit wird gezeigt, wenn ein Alarm ausgelöst wird. Die Speichereinheit 15 der Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11 speichert, als Bewegungsroute 104, äquivalent zu einer vorbestimmten Distanz unmittelbar vor dem Auslösen des Alarms, Bewegungsbeträge des Werkzeugs 102 in der X-Achsen-Richtung und der Z-Achsen-Richtung und Bewegungsbeträge des Werkstücks 100 um die C-Achse.
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12 ist ein Diagramm eines Zustands, in dem die raue Oberfläche hergestellt wird in einem Endflächenabschnitt des Werkstücks. Wenn ein Alarm bei der Bearbeitung des Endflächenabschnitts des Werkzeugs 100 ausgelöst wird, erzeugt die Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11 auch, als den Markierungsbefehl 18, einen Bewegungsbefehl zum Bewegen des Werkzeugs 102 auf der Bewegungsroute 104 in einer Richtung entgegen gesetzt einer Richtung beim Bearbeiten, während die Position des Werkzeugs 102 in der Werkzeugachsenrichtung hinsichtlich der Position beim Bearbeiten korrigiert wird.
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Die Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11 passt die Position des Werkzeugs 102 in der Z-Achsen-Richtung an, die die Werkzeugachsenrichtung ist, um einen Betrieb zu wiederholen zum in Kontakt bringen des Werkzeugs 102 mit dem Werkstück 100 und einem Betrieb zum Trennen des Werkzeugs 102 von dem Werkstück 100.
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Der basierend auf dem Markierungsbefehl 18 erzeugte Positionsbefehl 20 wird an die Servosteuereinheit 6 eingegeben. Dann bearbeitet das Werkzeug 102 die raue Oberfläche 107 auf der Oberfläche des Werkstücks 100. Die Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11 ändert einen Verschiebebetrag in zum Beispiel einem beliebigen Zyklus von dem Start zu dem Ende der Bewegung des Werkzeugs 102 auf der Bewegungsroute 104. Alternativ kann die Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11 den Verschiebebetrag von dem Start zu dem Ende der Bewegung des Werkzeugs 102 allmählich auf der Bewegungsroute 104 ändern. Die Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11 kann den Verschiebebetrag auf jegliche Weis ändern solange wie die raue Oberfläche 107 mit merklich verschlechterter Qualität erhalten wird.
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Gemäß dieser Ausführungsform bearbeitet die numerische Steuervorrichtung 1, nachdem eine Alarm ausgelöst wird, die raue Oberfläche 107 mit der merklich verschlechterten Qualität der bearbeiteten Oberfläche, um es möglich zu machen, ein defektes Werkstück sofort auszusortieren. Es gibt einen Effekt, dass die numerische Steuervorrichtung 1 es möglich macht, die Markierung 30 mit dem einfachen Bearbeitungsprogramm 2 herzustellen, die das Werkstück 100 identifiziert, während dessen Bearbeitung eine Abnormalität auftritt, und das defekte Werkstück einfach auszusortieren, das durch das Auftreten der Abnormalität verursacht wird.
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Dritte Ausführungsform
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Die numerische Steuervorrichtung 1 gemäß der dritten Ausführungsform ist in einer Werkzeugmaschine enthalten, die eine Drehbank ist. Die Werkzeugmaschine weist eine C-Achse, die eine Rotationsachse (eine Drehachse) zum Rotieren eines Werkstückes ist, und wenigstens eine X-Achse und eine Y-Achse auf, die Bewegungsachsen zum Bewegen eines Drehwerkzeugs sind.
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Diese Ausführungsform wird angewandt, wenn es schwierig ist, aus der Erscheinung des Werkstücks 100 eine Position visuell zu erkennen, die von der Bewegungsroute 104 unmittelbar zurückverfolgt wird, bevor ein Alarm auftritt. Diese Ausführungsform ist geeignet, wenn eine Abnormalität auftritt in einer Bearbeitung der inneren Seite des Werkstücks 100, wie zum Beispiel inneres Umfangsdrehen, das durchgeführt wird unter Verwendung eines Bohrspindelwerkzeugs und Abdrehen durchgeführt wird unter Verwendung eines Abdrehwerkzeugs. Die numerische Steuervorrichtung 1 in dieser Ausführungsform führt zum Beispiel für das Werkzeug 100 mit zylindrischer Form eine Steuerung aus für das innere Umfangsdrehen eines inneren Umfangsabschnitts.
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Die numerische Steuervorrichtung 1 gemäß der dritten Ausführungsform weist die gleiche Konfiguration wie die Konfiguration der numerischen Steuervorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform auf. In der ersten und dritten Ausführungsform ist eine Verarbeitung durch die Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11 unterschiedlich.
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13 ist eine Abbildung eines Zustands, in dem das innere Umfangsdrehen auf das Werkstück angewandt wird. Die Werkzeugmaschine rotiert das Werkstück 100 um die C-Achse. Das Werkzeug 102 ist ein Drehwerkzeug, das in der X-Achsen-Richtung und der Z-Achsen-Richtung beweglich ist. Die Spannzange 103 ist ein Werkzeug zum Fixieren des Werkstücks 100 an der Werkzeugmaschine. In 13 sind die Bewegungsroute 104, die das Werkstück 100 dem inneren Umfangsdrehen unterwirft, und die Position 105 zu der Zeit, wenn ein Alarm ausgelöst ist, gezeigt.
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In dem Normalbearbeitungsmodus führt die Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11 in dieser Ausführungsform einen Betrieb durch verschieden von dem Betrieb der Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11 in der ersten und zweiten Ausführungsform. Die Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11 stoppt das Speichern der Bewegungsroute 104 in der Speichereinheit 15, während das Werkzeug 102 für das innere Umfangsdrehen ausgewählt wird.
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Während das innere Umfangsdrehen durch das Werkzeug 102 ausgeführt wird, behält die Speichereinheit 15 die letzte Bewegungsroute 104 vor dem Start des inneren Umfangsdrehens. Wenn ein Alarm ausgelöst wird, erzeugt die Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11 den Markierungsbefehl 18 basierend auf der letzten Bewegungsroute 104, die von der Speichereinheit 15 in der Vergangenheit gespeichert wurde. In dem Markierungsbildungsmodus erzeugt die Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11, als den Markierungsbefehl 18, einen Bewegungsbefehl zum Bewegen des Werkzeugs 102 auf der Bewegungsroute 104 in einer Richtung entgegen gesetzt einer Richtung bei der Bearbeitung, während die Position des Werkzeugs 102 in der Werkzeugachsenrichtung hinsichtlich der Position bei der Bearbeitung verschoben wird.
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Die Bewegungsroute 104, die für die Erzeugung des Markierungsbefehls 18 verwendet wird, ist eine Bewegungsroute zu der Zeit, wenn das Werkzeug 102 verschieden von dem aktuell ausgewählten Werkzeug 102 ausgewählt wird. In dem Markierungsbildungsmodus wird das Werkzeug 102, das auf der von der Speichereinheit 15 gehaltenen Bewegungsroute 104 ausgewählt ist, wieder verwendet und für die Herstellung der Markierung benutzt.
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Wenn zum Beispiel die von der Speichereinheit 15 beibehaltene Bewegungsroute 104 eine Bewegungsroute des äußeren Umfangsdrehens ist, erzeugt die Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11 den Markierungsbefehl 18 zum Herstellen der rauen Oberfläche, die eine Markierung ist. Das in dem äußeren Umfangsdrehen ausgebildete Werkzeug 104 wird für die Herstellung der Markierung verwendet.
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Die Markierungsbefehlerzeugungseinheit 11 speichert im Voraus eine Einstellung betreffend das Werkzeug 102, das als Ziel eingestellt wird, für das die Speicherung der Bewegungsroute 104 gestoppt wird. Als das Werkzeug 102, das als Ziel eingestellt ist, für das die Speicherung der Bewegungsroute 104 gestoppt wird, wird ein Bohrspindelwerkzeug, ein Drehwerkzeug oder dergleichen, die in der Bearbeitung der Innenseite des Werkstücks 102 verwendet werden, eingestellt.
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Gemäß dieser Ausführungsform, sogar wenn eine Abnormalität auftritt bei einer Bearbeitung der Innenseite, die in dem Aussehen des Werkstücks 100 visuell schwer zu erkennen ist, kann die numerische Steuervorrichtung 1 eine Markierung auf in einer einfach sichtbaren Position herstellen basierend auf der Bewegungsroute 104, ausgenommen zu der Zeit des Auswählens eines spezifischen Werkzeugs 102. Dies ist ein Effekt, dass die numerische Steuervorrichtung 1 es möglich macht, die Markierung mit einem einfachen Bearbeitungsprogramm 2 herzustellen, die das Werkstück 100 identifiziert, während einer Bearbeitung, bei der eine Abnormalität auftritt, und ein defektes Werkstück, das durch das Auftreten der Abnormalität verursacht wird, einfach auszusortieren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Numerische Steuervorrichtung
- 2
- Bearbeitungsprogramm
- 3
- Parameter
- 4
- Werkzeugdaten
- 5
- Betriebsschalter
- 6
- Servosteuereinheit
- 7
- Servomotor
- 8
- Positionsdetektor
- 9
- Sensor
- 10
- Programmanalysiereinheit
- 11
- Markierungsbefehlerzeugungseinheit
- 12
- Positionsbefehlerzeugungseinheit
- 13
- Modussteuereinheit
- 14
- Abnormalitätszustands-Bestimmungseinheit
- 15
- Speichereinheit
- 16
- Speichereinheit
- 17
- Analysedaten
- 18
- Markierungsbefehl
- 19
- Betriebsmodusschaltsignal
- 20
- Positionsbefehl
- 21
- Zustandssignal
- 22
- Erfasste Positionsinformation
- 23
- Spannungsbefehl
- 30
- Markierung
- 100
- Werkstück
- 101
- Plattform
- 102
- Werkzeug
- 103
- Spannzange
- 104
- Bewegungsroute
- 105
- Position
- 106
- Werkzeugzentrum
- 107
- Raue Oberfläche
