DE112013006799T5

DE112013006799T5 - Numerische Steuerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112013006799T5
Application number: DE112013006799.4T
Authority: DE
Inventors: Tomonori Sato; Kenji Nishiwaki; Toru Takeyama
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-04-08
Filing date: 2013-04-08
Publication date: 2015-11-26
Also published as: JP5905158B2; BR112015025405A2; US20150378347A1; CN105122160B; CN105122160A; US9753449B2; JPWO2014167636A1; WO2014167636A1

Abstract

Eine numerische Steuerungsvorrichtung (1) umfasst: eine Steuerungseinheit (102), welche die Bewegung von Achsen einer Werkzeugmaschine (3) mittels eines Positionsbefehls (103) entsprechend einem Bearbeitungsprogramm (101) steuert und Positionsinformationen bezüglich der Achsen erfasst; eine Überwachungspunktbestimmungseinheit (111), die in Abhängigkeit von einer Art einer Anweisung oder einer Anweisung in Bezug auf eine im Bearbeitungsprogramm beschriebene Verfahrbewegung einen Überwachungspunkt; den es zu überwachen gilt, und eine Überwachungsachse als die zu überwachende Achse im Bearbeitungsprogramm festlegt; und eine Überwachungseinheit (113), die anhand der Positionsinformationen (121) am Überwachungspunkt der Überwachungsachse überwacht, ob ein Fehler oder eine Abweichung einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, wobei die Steuerungseinheit die Bewegung der Achsen anhand des Überwachungsergebnisses (125) der Überwachungseinheit steuert, und die numerische Steuerungsvorrichtung ferner eine Analyseeinheit (115) umfasst, die basierend auf den Überwachungsergebnissen darstellt, ob die Ursache des Fehlers oder der Abweichung ein mechanischer Faktor oder ein steuerungstechnischer Faktor ist, und das Analyseergebnis des Faktors an eine Ausgabeeinheit (116) ausgibt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine numerische Steuer(ungs)vorrichtung welche durch Überwachung einer Position jeder Achse einer Werkzeugmaschine Ungenauigkeiten verhindert.
Hintergrund der Erfindung
Eine Werkzeugmaschine ist eine Vorrichtung, die Werkstücke hin zu einer gewünschten Form bearbeitet, indem sie ein Werkzeug relativ zum Werkstück bewegt. Die Bewegungsgenauigkeit der Werkzeugmaschine steht im direkten Verhältnis zur Genauigkeit des Werkstücks. Damit keine großen Mengen von Werkstücken mit mangelnder Genauigkeit hergestellt werden und auf den Markt gelangen, weist die numerische Steuerungsvorrichtung deshalb eine Funktion zur Positionsüberwachung der jeweiligen Achsen der Werkzeugmaschine auf.
In der Patentliteratur 1 oder 2 legt beispielsweise bei der herkömmlichen numerischen Steuerungsvorrichtung der Bediener einen Positionsüberwachungspunkt als Satznummer (sequence number), als G-Code oder als Begleitinformation in einem Bearbeitungsprogramm fest.
Zitatliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: Japanische Patentanmeldung Offenlegung-Nr. 2004-102468
Patentliteratur 2: Japanische Patentanmeldung Offenlegung-Nr. 2005-011203

Kurzfassung der Erfindung
Technisches Problem
Da der Positionsüberwachungspunkt in den oben beschriebenen herkömmlichen numerischen Steuerungsvorrichtungen durch den Bediener festgelegt wird, liegt ein Problem darin, dass diese Einrichtung einen Zeit- und Arbeitsaufwand erfordert. Ein weiteres Problem auf Grund der Festlegung des Positionsüberwachungspunktes durch den Bediener besteht darin, dass der Positionsüberwachungspunkt nicht zuverlässig überwacht werden kann, wenn der Positionsüberwachungspunktes fehlerhaft festgelegt wurde oder vergessen wurde, den Positionsüberwachungspunkt festzulegen.
Wird kein spezieller Positionsüberwachungspunkt festgelegt und erfolgt die Überwachung im Bearbeitungsprogramm zu jedem Zeitpunkt im Hinblick auf den gesamte Arbeitsgang, so kommt es zu keinen Festlegungsfehlern, und es ist auch kein Zeit- und Arbeitsaufwand erforderlich. In diesem Fall liegt jedoch ein Problem darin, dass der Verarbeitungs- und Datenumfang für die Überwachung zunimmt, was die verarbeitungsbezogene Belastung des Computers und die Inanspruchnahme von Speicherplatz erhöht. Die Festlegung des Überwachungspunkts mittels G-Code oder dergleichen im Bearbeitungsprogramm ist dahingehend problematisch, dass das Bearbeitungsprogramm fehlerhaft korrigiert und die Bearbeitung dadurch beeinträchtigt wird und dass sich aufgrund der Verarbeitung des hinzugefügten G-Codes eine Zykluszeit verlängert.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Lösung der oben genannten Probleme bereit, und eine Aufgabe dieser Erfindung besteht in der Bereitstellung einer numerischen Steuerungsvorrichtung, die, ohne dass eine Einrichtung durch einen Bediener erforderlich ist, automatisch überwachen kann, ob eine Position eines erforderlichen Abschnitts korrekt ist und ob ein Positionsfehler nicht zu groß ist, indem die Vorrichtung automatisch einen Positionsüberwachungspunkt bestimmt, ohne das Bearbeitungsprogramm zu korrigieren.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer numerischen Steuerungsvorrichtung, die in der Lage ist, nicht nur einen Positionsüberwachungspunkt automatisch zu bestimmen (festzulegen), sondern auch den am jeweiligen Positionsüberwachungspunkt zu überwachenden Datentyp.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, dem Bediener auch bei der automatischen Bestimmung eines Überwachungspunktes eine Möglichkeit an die Hand zu geben, einen automatisch bestimmten Positionsüberwachungspunkt und den am jeweiligen Positionsüberwachungspunkt zu überwachenden Datentyp zu ändern, so dass eine Anpassung vorgenommen werden kann, damit die Verarbeitungszeit und der erforderliche Speicherumfang eines Computers weiter reduziert werden können oder mehr Einzeldaten überwacht werden können.
Eine weiteres Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer numerischen Steuerungsvorrichtung, die Informationen leicht erfassen, analysieren und anzeigen kann, um zu ermitteln, ob die Ursache für eine Verschlechterung der Genauigkeit auf der Maschinenseite oder auf der Steuerungsseite liegt.
Lösung des Problems
Um die obigen Probleme zu lösen und die Aufgaben zu erreichen, ist ein Aspekt der vorliegenden Erfindung eine numerische Steuer(ungs)vorrichtung, die Folgendes umfasst: eine Steuer(ungs)einheit, die eine Bewegung mehrerer Achsen einer Werkzeugmaschine über einen Positionsbefehl entsprechend einem Bearbeitungsprogramm steuert und Positionsinformationen bezüglich der Achsen erfasst; eine Überwachungspunktbestimmungseinheit, die einen Überwachungspunkt, den es zu überwachen gilt, im Bearbeitungsprogramm und eine Überwachungsachse als die zu überwachende Achse entsprechend einer Art von Anweisung oder einer Anweisung in Bezug auf eine im Bearbeitungsprogramm beschriebene Verfahrbewegung bestimmt; und eine Überwachungseinheit, die überwacht, ob ausgehend von den Positionsinformationen am Überwachungspunkt der Überwachungsachse ein Fehler oder eine Abweichung einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, wobei die Steuerungseinheit auf Grundlage eines Überwachungsergebnisses der Überwachungseinheit eine Bewegung der Achsen steuert und die numerische Steuerungsvorrichtung ferner eine Analyseeinheit umfasst, die auf Grundlage des Überwachungsergebnisses darstellt, ob ein maschinentechnischer Faktor oder ein steuerungstechnischer Faktor Ursache des Fehlers oder der Abweichung ist, und die ein Analyseergebnis des Faktors an eine Ausgabeeinheit ausgibt.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Die erfindungsgemäße numerische Steuerungsvorrichtung kann ohne jegliche Korrektur des Bearbeitungsprogramms einen Positionsüberwachungspunkt automatisch extrahieren und dadurch eine Position leicht überwachen, ohne dass ein Zeit- und Arbeitsaufwand zu leisten ist. Da der Positionsüberwachungspunkt nicht manuell festgelegt wird, kann außerdem eine fehlerhafte oder fehlende Festlegung verhindert werden. Eine dadurch erziehe Wirkung besteht darin, dass das Auftreten mangelhafter Werkstücke verhindert werden kann.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Aufbauschema, das einen Aufbau einer numerischen Steuerungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 ist ein Flussdiagram, der einen Verarbeitungsablauf in der numerischen Steuerungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform darstellt.
3 ist eine Tabelle, die ein Beispiel für Bestimmungsparameter gemäß der Ausführungsform darstellt.
4 zeigt ein erstes Beispiel für ein Bearbeitungsprogramm gemäß der Ausführungsform.
5 zeigt ein zweites Beispiel für das Bearbeitungsprogramm gemäß der Ausführungsform.
6 zeigt ein drittes Beispiel für das Bearbeitungsprogramm gemäß der Ausführungsform.
Beschreibung von Ausführungsformen
Beispielhafte Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen numerischen Steuerungsvorrichtung werden nunmehr unter Verweis auf die begleitenden Figuren im Detail erläutert. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen beschränkt.
Ausführungsform.
1 ist ein Aufbauschema, das einen Aufbau einer numerischen Steuerungsvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die numerische Steuerungsvorrichtung 1 in 1 steuert Antriebseinheiten 21 und 22 (einen Servoverstärker und einen Hauptachsenverstärker) der entsprechenden Achsen einer Werkzeugmaschine 3. Die numerische Steuerungsvorrichtung 1 wird beispielsweise durch einen elektronischen Rechner realisiert, der einen Puffer (Speichereinheit) umfasst und eine mit ihm verbundene Ausgabevorrichtung aufweist, wie beispielsweise durch einen Personalcomputer (PC).
Die Werkzeugmaschine 3 umfasst lineare Achsen einer X-Achse, einer Y-Achse und einer Z-Achse sowie eine Hauptachse, die ein Werkstück (ein maschinell zu bearbeitendes Objekt, nicht dargestellt) oder ein Werkzeug (nicht dargestellt) dreht, um eine Relativbewegung des Werkzeugs im Verhältnis zu dem auf einem Tisch 31 aufgespannten (oder in einem Spannfutter eingespannten) Werkzeug zu bewirken. In 1 sind jedoch aufgrund des beschränkten Platzes in der Zeichnung nur die X-Achse und die Y-Achse eingezeichnet. Die Achsen umfassen jeweils einen Antriebsmotor, und der Antrieb der Motoren wird durch die Antriebseinheiten 21 und 22 gesteuert.
Die numerische Steuerungsvorrichtung 1 umfasst eine Steuerungseinheit 102, eine Positionsüberwachungspunkt-Bestimmungseinheit 111, eine Positionsüberwachungseinheit 113, eine Analyseeinheit 115, eine Ausgabeeinheit 116 und eine Eingabeeinheit 130. Die Steuerungseinheit 102 gibt einen Positionsbefehl 103 an die Antriebseinheiten 21 und 22 aus, um eine gewünschte Bewegung entsprechend einem Bearbeitungsprogramm auszuführen, und erhält eine Positionsrückmeldung 104 (einen Positionsmesswert) und eine Lastrückmeldung 105 (einen Lastmesswert) von den Antriebseinheiten 21 und 22. Die Steuerungseinheit 102 erfasst auch ein Sensorsignal 33 von einem in der Werkzeugmaschine 3 installierten Sensor 32. Wenn der Sensor 32 ein Sensor ist, der die Maschinenposition jeder Achse misst, so zeigt das Sensorsignal 33 die Maschinenposition jeder Achse an.
Die Positionsrückmeldung 104 wird von einem im Motor installierten Positionsmelder (Wertgeber oder dergleichen) gemessen. Die Lastrückmeldung 105 erfolgt durch Messung einer am Motor anliegenden Last durch einen im Motor installierten Lastmelder, und die hier in Bezug genommene Last gibt speziell ”Strom”, ”Spannung”, ”Drehmoment” oder ”Leistung” an. Der Sensor 32 ist ein Sensor, der an einer vorbestimmten Position in der Werkzeugmaschine 3 eingebaut ist und die Position der Maschine misst oder feststellt, dass die Maschine sich in einer speziellen Position befindet. Sensor 32 ist beispielsweise ein Linearmaßstab, ein Näherungssensor, ein Endschalter oder ein Berührungssensor. Das Sensorsignal 33 ist ein Signal, das vom Sensor 32 an die Steuerungseinheit 102 übertragen wird, und ist ein Signal, das einen Messwert der Maschinenposition anzeigt oder anzeigt, dass die Maschine sich in einer speziellen Position befindet (wenn sich die Maschine in einer speziellen Position befindet, zeigt das Signal beispielsweise ”ON” und, wenn nicht, ”OFF” an).
Die Positionsdaten 121 (Positionsinformation) der jeweiligen Achse werden von der Steuerungseinheit 102 an die Positionsüberwachungseinheit 113 übertragen. In diesem Beispiel umfassen die Positionsdaten 121 den Positionsbefehl 103 und die Positionsrückmeldung 104 sowie, falls die Maschine mit dem Sensor 32 versehen ist, auch das Sensorsignal 33. Zu diesem Zeitpunkt ist eine Übertragung von Daten möglich, die anhand der Positionsrückmeldung 104, des Positionsbefehls 103 und des Sensorsignals 33 oder anhand einer Kombination dieser Elemente berechnet wurden.
In diesem Beispiel umfassen die berechneten Daten eine Positionsabweichung (d. h. die Differenz zwischen Positionsbefehl 103 und Positionsrückmeldung 104), einen Synchronfehler (d. h. einen Synchronisierungsfehler der Positionen der Positionsrückmeldungen 104 von mehreren gleichzeitig arbeitenden Achsen), die Differenz (mechanischer Fehler) zwischen der Motorposition (Positionsrückmeldung 104) und der Maschinenposition (Sensorsignal 33, wenn der die Maschinenposition messende Sensor 32 verwendet wird) und dergleichen. Da der Synchronfehler anhand der Differenz zwischen den Positionsrückmeldungen 104 mehrerer Achsen errechnet werden kann, lässt sich der Synchronfehler zum Beispiel durch eine von der Positionsüberwachungseinheit 113 durchgeführte Berechnung bestimmen. Wenn jedoch die Daten von der Positionsüberwachungseinheit 113 überwacht werden, lässt sich die von der Steuerungseinheit 102 an die Positionsüberwachungseinheit 113 übertragene Datenmenge reduzieren, indem nur der von der Steuerungseinheit 102 zuvor berechnete Synchronfehler übertragen wird, wodurch der mit der Übermittlung verbundene Verarbeitungsaufwand reduziert werden kann. Wenn als Positionsdaten 121 (Positionsinformation) sowohl die Maschinenposition als auch die Motorposition verwendet werden, d. h. bei Überwachung sowohl der Maschinenposition als auch der Überwachungsposition an einer Stelle, an der die Position der Maschine erkannt werden kann, ist es möglich festzustellen, ob ein maschinenseitiges oder steuerungsseitiges Problem vorliegt, einschließlich des Motor; das Problem kann dann leicht behoben werden.
Durch Übertragung der Lastdaten 122 der einzelnen Achsen von der Steuerungseinheit 102 an die Positionsüberwachungseinheit 113 können außerdem die Positionsdaten 121 und die Lastdaten 122 auf kombinierte Weise aufgezeichnet werden und für die Analyse oder Bildschirmanzeige eines Fehlerfaktors verwendet werden. Es wird davon ausgegangen, dass der Lastdatenwert 122 ein von den Antriebseinheiten 21 und 22 erfasster Wert der Lastrückmeldung 105 oder ein Wert einer anhand der Lastrückmeldung 105 umgerechneten Last ist (die Lastrückmeldung 105 ist beispielsweise ein Motorstromwert, und der Lastdatenwert 122 ist ein durch dessen Multiplikation mit einer Drehmomentkonstante erhaltenes Drehmoment). Die Lastdaten 122 werden auch gemeinsam mit den von der Positionsüberwachungseinheit 113 zu überwachenden Daten übertragen.
Die Positionsüberwachungspunkt-Bestimmungseinheit 111 bestimmt automatisch einen Positionsüberwachungspunkt anhand des Bearbeitungsprogramms 101 und gibt den ermittelten Positionsüberwachungspunkt als Positionsüberwachungspunktdaten 112 aus. Der hier so bezeichnete Punkt kann auch eine Position oder eine Zeitangabe sein (ein Zeitpunkt oder eine abgelaufene Zeitdauer). Die Positionsüberwachungspunkt-Bestimmungseinheit 111 bestimmt einen bedingungsgerechten Verfahrüberwachungspunkt basierend auf der Art einer im Bearbeitungsprogramm 101 vorgegebenen Befehlsanweisung (G-Code, M-Code oder dergleichen) und einem verfahrrelevanten Merkmalsbetrag. Der verfahrrelevante Merkmalsbetrag ist ein Merkmalsbetrag, der einen Verfahrkanal oder eine zeitliche Positions- und Geschwindigkeitsänderung im Verfahrweg betrifft. Genauer gesagt wird davon ausgegangen, dass der Merkmalsbetrag eine Verfahrdistanz, eine Verfahrrichtung, einen Krümmungsradius oder eine Krümmung, eine Verfahrrichtungsänderung, eine Verfahrgeschwindigkeit, eine Verfahrgeschwindigkeitsänderung, eine Verfahrzeit, eine Beschleunigungs- und Verzögerungszeit, eine Haltezeit und dergleichen umfasst. Es wird davon ausgegangen, dass die Art der Befehlsanweisung als Bedingung des Positionsüberwachungspunktes und der verfahrrelevante Merkmalsbetrag als Bedingung des Positionsüberwachungspunktes (ein Grenzwert (Referenzwert) oder ein Wertebereich jedes Merkmalsbetrags) über die Eingabeeinheit 130 als ein Bestimmungsparameter 132 in die Positionsüberwachungspunkt Bestimmungseinheit 111 eingegeben werden kann. Durch eine derartige Bestimmung der Verfahrüberwachungsposition kann die Überwachung so erfolgen, dass sie auf den überwachungsbedürftigen Punkt der Verfahrbewegungen reduziert wird. Dadurch wird bewirkt, dass der für die Überwachung erforderliche Verarbeitungsaufwand gesenkt werden kann und im Falle der Datenspeicherung der Datenumfang reduziert werden kann. Eine konkrete Vorgehensweise zur Bestimmung des Positionsüberwachungspunktes anhand des Bearbeitungsprogramms 101 durch die Positionsüberwachungspunkt-Bestimmungseinheit 111 auf Grundlage von Bestimmungsparameter 132 wird unter Bezugnahme auf die 2 und 3 nachfolgend noch im Detail beschrieben.
Die Positionsüberwachungseinheit 113 erfasst die Positionsdaten, die Sensordaten und die Lastdaten an einem Punkt, an dem die Position entsprechend den Positionsüberwachungspunktdaten 112 überwacht wird, und führt so eine Positionsüberwachung aus. Speziell führt die Positionsüberwachungseinheit 113 die Positionsüberwachung in folgender Hinsicht aus:

• ob die Positionsrückmeldung 104 von der Bezugsposition abweicht;
• ob der Positionsbefehl 103 von einer vorbestimmten, im Maschinenprogramm 101 vorgegebenen Zielposition abweicht;
• ob die Positionsabweichung groß ist;
• ob der Synchronfehler groß ist;
• ob der Bahnfehler (ein Fehler zwischen einer angewiesenen Form und einer Verlaufsbahn (Trajektorie) der Positionsrückmeldung 104) groß ist; und
• ob ein Fehler zwischen Maschinenposition und Motorposition groß ist.

In den obigen Überwachungsarten wird der Grenzwert (ein Referenzwert), der für die Bestimmung eingesetzt wird, ob der Fehler oder die Abweichung groß ist, über die Eingabeeinheit 130 als Überwachungsparameter 134 in die Positionsüberwachungseinheit 113 eingegeben. In diesem Fall gibt ein Bediener 10 keinen auf den Positionsüberwachungspunkt bezogenen Befehl in das Bearbeitungsprogramm 101 ein, sondern die Positionsüberwachungspunkt-Bestimmungseinheit 111 führt automatisch die Überwachung gemäß obiger Beschreibung am automatisch bestimmten Positionsüberwachungspunkt aus, was die Durchführung einer Positionsüberwachung ermöglicht, ohne dass eine zeit- und arbeitsaufwändige Erstellung eines Bearbeitungsprogramms durch den Bediener 10 notwendig ist.
Wenn der Positionsüberwachungspunkt kontinuierlich über mehrere gleichartige Verfahrbewegungen bestimmt wird, kann die Positionsüberwachungseinheit 113 die Positionsüberwachung nur in der ersten Verfahrbewegung, der letzten Verfahrbewegung oder in diesen beiden Verfahrbewegungen ausführen, ohne alle Positionsüberwachungspunkte gemäß den Positionsüberwachungspunktdaten 112 zu überwachen. Durch die effektive Ausführung der Überwachung mit weniger Überwachungspunkten lässt sich eine Senkung des überwachungsbedingten Verarbeitungsaufwands und, im Falle einer Speicherung der Überwachungsdaten, eine Reduzierung des Datenumfangs realisieren.
Ein Positionsüberwachungsergebnis 125, das sich aus der oben beschriebenen Positionsüberwachung durch die Positionsüberwachungseinheit 113 ergibt, wird von der Positionsüberwachungseinheit 113 an die Steuerungseinheit 102 übertragen. Die Steuerungseinheit 102 führt in Abhängigkeit von dem Positionsüberwachungsergebnis 125 der Positionsüberwachungseinheit 113 verschiedene Arten der Steuerung aus, wie das Senken der Arbeitsgeschwindigkeit, das temporäre Anhalten des Arbeitsgangs und das Anhalten des Bearbeitungsprogrammablaufs 101.
Das Positionsüberwachungsergebnis 125 wird in einem Puffer (Speichereinheit) der numerischen Steuerungsvorrichtung 1 als Logdaten 114 gespeichert. In diesem Fall umfassen die Logdaten 114 immer die Positionsdaten 121, wobei noch mehr bevorzugt wird, dass auch die Lastdaten 122 und das Positionsüberwachungsergebnis 125 als Logdaten 114 gespeichert werden. Durch zusätzliche Aufzeichnung der Positionsdaten 121 als Logdaten 114 kann beispielsweise eine Bewegung vor und nach Eintreten eines Fehlers analysiert werden. Wenn auch die Lastdaten 122 als Logdaten 114 abgespeichert werden, ist es zudem möglich, die Position, an der ein Fehler eintritt, und den Zustand vor und nach Eintreten des Fehlers im Detail zu analysieren. Entsprechend der Analyse ist das Einleiten von Maßnahmen möglich, um zu verhindern, dass mangelhafte Werkstücke auf den Markt gelangen.
Die Analyseeinheit 115 analysiert anhand der gespeicherten Logdaten 114 den Fehlerfaktor, der einem Positionsfehler der Maschine zugrunde liegt. Als Analyseverfahren wird in diesem Fall von der Analyseeinheit 115 bestimmt, ob es eine Differenz zwischen der Maschinenposition und der Positionsrückmeldung 104 (Motorposition) gibt oder ob eine Differenz zwischen der Positionsrückmeldung 104 (Motorposition) und dem Positionsbefehl 103 (oder der Programmbefehlposition) vorliegt. Bei Vorliegen einer Differenz zwischen Maschinenposition und Positionsrückmeldung 104 ermittelt die Analyseeinheit 115 als Fehlerfaktor einen mechanischen Faktor, und bei Vorliegen einer Differenz zwischen der Positionsrückmeldung 104 und dem Positionsbefehl 103 ermittelt die Analyseeinheit 115 als Fehlerfaktor einen steuertechnischen Faktor. Die Analyseeinheit 115 gibt dann das Bestimmungsergebnis über die Ausgabeeinheit 116 an den Bediener 10 aus.
Wenn der einen Maschinenpositionsfehler verursachende Fehlerfaktor ein mechanischer Faktor ist, analysiert die Analyseeinheit 115 außerdem die Korrelation des zwischen Maschinenposition und Positionsrückmeldung 104 vorliegenden Fehlers und der Verfahrrichtung und berechnet das Spiel (Backlash) anhand der Differenz zwischen dem Fehler bei Verfahren in positiver (+) Richtung und dem Fehler bei Verfahren in negativer (–) Richtung. Wenn es eine Bahnfehlerkomponente gibt, die örtlich an einem Punkt auftritt, wo die Verfahrrichtung umgekehrt wird, bestimmt die Analyseeinheit 115 dies als eine Haftreibungsbewegung aufgrund Coulombscher (trockener) Reibung und berechnet ausgehend vom Motordrehmoment (oder Motorschub) ein Reibungsmoment (oder eine Reibungskraft) unmittelbar vor und nach der Richtungsumkehr. Ein anderer mechanischer Fehlerfaktor ist die Maschinenschwingung. In Bezug auf das Schwingverhalten der Maschine werden die Schwingungsperiode und das Dämpfungsverhältnis berechnet, indem beispielsweise ausgehend von einer frei schwingenden Wellenform ein Geschwindigkeitsspitzenwert und dessen Zeit an einem Punkt des Stoppens der Verfahrbewegung nach einem bestimmten Weg gemessen wird.
Wenn der einen Maschinenpositionsfehler verursachende Fehlerfaktor ein steuerungstechnischer Faktor ist, analysiert die Analyseeinheit 115 außerdem, ob ein Fehler zwischen der im Bearbeitungsprogramm 101 vorgegebenen Programmbefehlsposition und dem an die Antriebseinheiten 21 und 22 zu übertragenden Positionsbefehl 103 aufgetreten ist oder ob ein Fehler zwischen dem Positionsbefehl 103 und der Positionsrückmeldung 104 (Motorposition) aufgetreten ist. Ist der Fehler zwischen der Programmbefehlsposition und dem Positionsbefehl 103 aufgetreten, korrigiert die Analyseeinheit 115 das Bearbeitungsprogramm 101 und fügt beispielsweise dem Bearbeitungsprogramm 101 eine Anweisung für einen Genauigkeitsbefehl hinzu, fügt zwischen Verfahrbewegungen eine Verweildauer (Halt) ein oder ändert ein Beschleunigungs- und Verzögerungsverfahren, wodurch die Genauigkeit des Positionsbefehls 103 verbessert wird. Ist der Fehler zwischen dem Positionsbefehl 103 und der Positionsrückmeldung 104 eingetreten, wird eine Regelverstärkung der Antriebseinheiten 21 und 22, ein Reibungskorrekturbetrag oder dergleichen eingestellt, um die Genauigkeit zu erhöhen.
Es wird davon ausgegangen, dass zur Ausführung der obigen Analyse der Referenzwert (beispielsweise ein vor und nach Richtungsumkehr zu analysierender Zeit- oder Abstandswert oder ein Grenzwert zur Bestimmung des Vorliegens oder Nichtvorliegens eines Fehlers) als Analyseparameter 135 über die Eingabeeinheit 130 in die Analyseeinheit 115 eingegeben werden kann.
Effektiv ist die weitere Einbeziehung der Ausgabeeinheit 116, welche die Analyseergebnisse an ein Ausgabegerät wie einen Bildschirm, einen Drucker oder eine Kommunikationseinheit ausgibt, um das Analyseergebnis auszugeben (anzuzeigen, auszudrucken, zu übermitteln oder dergleichen) und so das Analyseergebnis dem Bediener 10 darzureichen. In diesem Fall kann der Bediener 10 bei Auftreten eines Positionsfehlers den Status durch Ausgabe der Positionsüberwachungspunktdaten 112 und der Logdaten 114 sowie des Analyseergebnisses leicht kontrollieren. Da die Analyseeinheit 115 den Fehlerfaktor automatisch analysiert, kann auf diese Weise auch ein Bediener 10, der nicht weiß, wie der Fehlerfaktor zu analysieren ist, den Fehlerfaktor leicht prüfen. Es wird dadurch leichter, korrekte Maßnahmen zu ergreifen, und es wird möglich zu verhindern, dass mangelhafte Werkstücke auf den Markt gelangen.
Der Bediener 10 bearbeitet (korrigiert) das Bearbeitungsprogramm 101 über die Eingabeeinheit 130, um anhand der von der Ausgabeeinheit 116 ausgegebenen Positionsüberwachungspunktdaten 112, des Positionsüberwachungsergebnisses 125, der Logdaten 114 und des Analyseergebnisses den Positionsfehler aufzulösen. Alternativ bearbeitet (korrigiert) der Bediener 10 die Positionsüberwachungspunktdaten 112 über die Eingabeeinheit 130, um die Positionsüberwachung zu überprüfen (zur detaillierten Überwachung, Änderung der Überwachungsbedingung, Vereinfachung der Überwachung oder dergleichen). Dies ermöglicht entsprechend eine Umstellung der Positionsüberwachungspunktdaten 112 auf besser geeignete Daten ausgehend von der Erfahrung und Sachkenntnis des Bedieners 10 sowie der automatischen Bestimmung der Positionsüberwachungspunktdaten 112, was die Durchführung einer korrekteren und effektiveren Überwachung gestattet.
2 ist ein Flussdiagram, das einen Verarbeitungsablauf in der numerischen Steuerungsvorrichtung 1 darstellt. In Schritt S11 von 2 liest die Positionsüberwachungspunkt-Bestimmungseinheit 111 das Bearbeitungsprogramm 101. In Schritt S12 greift die Positionsüberwachungspunkt-Bestimmungseinheit 111 auf den Bestimmungsparameter 132 zu, um einen Positionsüberwachungspunkt zu bestimmen. In Schritt S13 wird der in Schritt S12 bestimmte Positionsüberwachungspunkt in einem Puffer (Speichereinheit) der numerischen Steuerungsvorrichtung 1 als Positionsüberwachungspunktdatenwert 112 gespeichert. Die Durchführung der Abläufe von Schritt S11 bis Schritt S13 kann vor dem Arbeitsgang erfolgen oder bevor die von der Steuerungseinheit 102 anzusteuernde Position den von der Positionsüberwachungspunkt-Bestimmungseinheit 111 bestimmten Positionsüberwachungspunkt erreicht, wozu das Bearbeitungsprogramm 101 während des Arbeitsgangs vorab gelesen wird.
In Schritt S21 liest die Positionsüberwachungseinheit 113 die in Schritt S13 gespeicherten Positionsüberwachungspunktdaten 112. In Schritt S22 bestimmt die Positionsüberwachungseinheit 113, ob die aktuelle Position der Positionsüberwachungspunkt ist. Die Positionsüberwachungseinheit 113 erhält von der Steuerungseinheit 102 die Positionsdaten 121, worin Informationen über die aktuelle Position, an der die Steuerung aktuell ausgeführt wird, enthalten sind (wie eine O/N/B-Nummer, die Position der jeweiligen Achse und die Reststrecke bis zum Endpunkt eines Satzes), und bestimmt, ob die aktuelle Position mit dem in den Positionsüberwachungspunktdaten 112 gespeicherten Punkt übereinstimmt.
Ist die aktuelle Position der Positionsüberwachungspunkt (JA in Schritt S22), geht der Vorgang mit Schritt S23 weiter, wo die Positionsüberwachungseinheit 113 die Positionsdaten 121 und die Lastdaten 122 aus der Steuerungseinheit 102 erfasst. Anschließend überwacht die Positionsüberwachungseinheit 113 in Schritt S24 die Position auf Grundlage der Positionsdaten 121 und des Überwachungsparameters 134. Die Positionsüberwachungseinheit 113 überwacht, ob die Abweichung oder der Fehler, wie anhand der Positionsdaten 121 berechnet, den als Überwachungsparameter 134 bereitgestellten Grenzwert überschreitet, und übermittelt als Ergebnis der Überwachung das Positionsüberwachungsergebnis 125 an die Steuerungseinheit 102. Dann führt die Steuerungseinheit 102 eine Nachlaufsteuerung (Stop Control) und dergleichen durch. Im Anschluss daran werden in Schritt S25 die Positionsdaten 121, die Lastdaten 122 und das Positionsüberwachungsergebnis 125 als Logdaten 114 im Puffer (Speichereinheit) der numerischen Steuerungsvorrichtung 1 gespeichert. Die Logdaten 114 werden als Zeitreihendaten geführt. In Schritt S26 analysiert die Analyseeinheit 115 den Fehlerfaktor auf Grundlage der Logdaten 114 und des Analyseparameters 135, um das Analyseergebnis 123 zu erfassen. In Schritt S27 werden die Positionsüberwachungspunktdaten 112, die Logdaten 114 und das Analyseergebnis 123 an das Ausgabegerät, wie einen Bildschirm, ausgegeben, um die Daten für den Bediener 10 darzustellen. In den Schritten von mindestens Schritt S22 bis Schritt S25 erfolgt die Ausführung der Prozesse in Echtzeit in Verbindung mit der Positionssteuerung der Werkzeugmaschine 3 durch die Steuerungseinheit 102. Typischerweise werden die Prozesse von Schritt S22 bis Schritt S25 jeden vorbestimmten Steuerungszyklus ausgeführt. Schritt S21 kann vor dem Arbeitsgang ausgeführt werden, oder das Bearbeitungsprogramm 101 kann vor dem Arbeitsgang sequentiell vorab gelesen werden. Die Schritte S26 und S27 können nach dem Arbeitsgang zusammen ausgeführt werden, oder es kann die Analyse oder Ausgabe bis zu einem bestimmten Zeitpunkt während des Arbeitsbetriebs sequentiell ausgeführt werden.
Wenn hingegen die aktuelle Position nicht dem Positionsüberwachungspunkt entspricht (NEIN in Schritt S22), werden die anschließenden Prozesse ab Schritt S23 nicht ausgeführt. Somit kann der Verarbeitungsaufwand reduziert werden, außer in Bezug auf den Positionsüberwachungspunkt; dadurch lässt sich der Umfang der Logdaten 114 reduzieren.
3 ist eine Tabelle, die ein Beispiel für die Bestimmungsparameter 132 darstellt. In 3 sind Bestimmungsreferenzkriterien (Bestimmungsregeln) von Positionsüberwachungspunkten Nummer 1 bis 24 angegeben, und die in der Auswahlspalte mit Häkchen versehenen Nummern zeigen aktuell wirksame Bestimmungsreferenzkriterien an. In der Tabelle 3 ist ”Befehlstyp” ein im Bearbeitungsprogramm 101 enthaltener Befehl (ein G-Code, ein M-Code, andere Codes und ein Verfahrmerkmal), und insbesondere wird ein Punkt, der dem ”Bestimmungsverfahren nach Befehlstyp” entspricht, als Positionsüberwachungspunkt angesehen. Während der hier so bezeichnete Punkt eine Ausführungsposition im Bearbeitungsprogramm 101 anzeigt (einen Satz oder einen Startpunkt und einen Endpunkt des Satzes oder einen mittleren Punkt des Satzes), kann der Punkt durch eine Positionierungsverfahrzeit festgelegt werden (eine Taktzeit oder eine abgelaufene Zeitdauer). Die Spalte ”Details zum Überwachungspunkt” in der Tabelle von 3 dient dazu, den Überwachungspunkt (eine Überwachungsposition oder einen Überwachungszeitwert) am oben beschriebenen ”Befehlstyp”-entsprechenden Punkt näher zu bezeichnen (oder einzuschränken). Der dort als ”vorbestimmt” beschriebene Wert kann ein ursprünglicher Parameter oder ein vom Bediener 10 änderbarer Parameter sein. ”Zu überwachende Achse” in der Tabelle von 3 zeigt eine Zielachse an, die am jeweiligen Positionsüberwachungspunkt zu überwachen ist. Die Zielachse ist auf das erforderliche Minimum beschränkt, um eine Reduzierung des Verarbeitungs- und Speicheraufwands zu erreichen. Die Zielachse kann auch vom Bediener 10 verändert werden. ”Zu speichernde Logdaten” in der Tabelle von 3 zeigen die am jeweiligen Positionsüberwachungspunkt aufzuzeichnenden Daten an, und grundsätzlich werden die Positionsdaten 121 (oder ein Positionsfehler bzw. eine Positionsabweichung) gespeichert. Je nach den Gegebenheiten werden jedoch auch die Lastdaten 122, wie ein Motorstrom, gespeichert, was die spätere Analyse des Fehlerfaktors erleichtert. Die zu speichernden Logdaten 114 können auch vom Bediener 10 verändert werden.
Im Nullpunktrücklaufbetrieb in Nummer 1 ist ein Endschalter vorgesehen, der feststellt, ob die Maschinenposition sich in der Ursprungsposition (Maschinennullpunkt) befindet. Wenn der Endschalter aktiviert ist, lässt sich feststellen, dass die Maschinenposition in Ursprungsposition ist. Die Überwachung der Differenz zwischen der Maschinenposition (= Maschinennullpunkt) und der Motorposition an einem Zeitwert, an dem der Schalter aktiviert ist, ermöglicht eine Überwachung von Ungenauigkeiten, die durch einen einen mechanischen Fehler, wie thermische Verlagerung, bedingt sind.
Die Nummern 2 und 3 betreffen das Messen von Werkzeugen und Werkstücken. Wenn die Größen von Werkzeugen und Werkstücken grob bekannt sind, und es bei diesen Größen keine große Schwankung gibt, kann das Auftreten von Ungenauigkeiten dadurch überwacht werden, dass eine Abweichung vom Referenzwert der Positionsrückmeldung 104 (beispielsweise Wert der Positionsrückmeldung 104 wenn als Referenzwert die Größe eines Werkzeugs oder eines Werkstücks eingestellt ist) überwacht wird, wobei die Messung dadurch erfolgt, dass das Werkzeug oder das Werkstück mit dem Sensor 32 in Kontakt gebracht wird.
Werkzeugwechsel und Werkstückwechsel in Nummer 4 und 5 zeigen Punkte an, an denen ein Auftreten von Ungenauigkeiten aufgrund einer Änderung der Stabilität des Steuersystems oder aufgrund einer Änderung des Ansprechverhaltens gegenüber einem Befehl infolge der Änderung einer Trägheit (eines Trägheitsmoments) oder einer Masse wahrscheinlich ist. Die Position wird an diesem Punkt überwacht, der Stromwert wird gespeichert und die Trägheits- bzw. Massenänderung wird analysiert. Hinzu kommt, dass es bei einem Arbeitsgang mit großer Änderung der Trägheit (des Trägheitsmoments), der Masse und/oder des Untersetzungsverhältnisses der Werkzeugmaschine 3 generell vorzuziehen ist, dass die Überwachung auf eine solche oder ähnliche Weise erfolgt. Als Positionsüberwachungspunkt wird speziell eingestellt: (1) unmittelbar nach Wechsel eines Werkstücks, eines Werkzeugs oder einer Aufspannvorrichtung, (2) ein Punkt, an dem nach dem Wechsel eines Werkstücks, eines Werkzeugs oder einer Aufspannvorrichtung die Servosteuerung gestartet wurde, oder (3) eine erste Verfahrbewegung nach dem Wechsel eines Werkstücks, eines Werkzeugs oder einer Aufspannvorrichtung oder eine Kombination dieser Elemente. Das heißt, es ist möglich, automatisch einen Punkt zu bestimmen, an dem sich das Ansprechverhalten oder die Stabilität offensichtlich infolge einer Änderung der Masse, des Trägheitsmoments und/oder des Untersetzungsverhältnisses der Werkzeugmaschine 3 ändert und somit die Genauigkeit beeinträchtigt, und diesen Punkt leicht und effektiv zu überwachen, ohne dass dies Zeit- und Arbeitsaufwand erfordert.
Gegenläufige Positionierung in Bezug auf die gleiche Position (Schnellvorlauf/Eilgang) in Nummer 6 ist ein Punkt, an dem das Auftreten von Ungenauigkeiten infolge der Auswirkung des Totgangs (Schlupf/Spiel/Backlash) der Maschine wahrscheinlich ist. Dieser Punkt ist der Endpunkt oder der Startpunkt zweier (paarig vorgesehener) Positionierbewegungen, die bewirken, dass wenigstens eine der Achsen in entgegengesetzter Richtung zur anderen verfährt, und durch das automatische Abgrenzen dieses Punktes lässt sich das Auftreten von Ungenauigkeiten verhindern. Das heißt, es ist möglich, einen Punkt, bei dem eine Beeinträchtigung durch Maschinenspiel wahrscheinlich ist, automatisch zu bestimmen und zu überwachen. Dementsprechend lässt sich der Einfluss dieses Umkehrspiels ohne notwendigen Zeit- und Arbeitsaufwand leicht überwachen. In diesem Fall wird darüber hinaus durch Speicherung des Motorstroms die Analyse des Totgangs ausgehend vom Verhältnis von Position zu Strom vereinfacht.
Die Nummern 7 und 8 zeigen Punkte an, bei denen die Genauigkeit durch die Wirkung eines sich ändernden Störfaktors aufgrund einer großen Änderung der Coulombschen (trockenen) Reibung infolge der Geschwindigkeitsumkehr beeinträchtigt wird (was eine so genannte Quadrantenübergang („quadrant projection”) erzeugt). Durch automatische Abgrenzung dieses Punktes wird das Auftreten von Ungenauigkeiten verhindert. Durch die automatische Bestimmung eines Punktes, an dem eine Beeinträchtigung durch Störreibung wahrscheinlich ist, lässt sich die Überwachung ohne notwendigen Zeit- und Arbeitsaufwand leicht ausführen. An einem Richtungsumkehrpunkt kehrt sich auch das Vorzeichen des Geschwindigkeitsbefehls (ein Differenzwert des Positionsbefehls 103) um, und dies hat infolge einer Änderung des Geschwindigkeitsbefehls Einfluss auf die Genauigkeit. Um diesen Effekt zu unterdrücken und die störungsbedingte Auswirkung genau zu erfassen, ist deshalb vorzugsweise ein Punkt auszuwählen, an dem eine Änderung des Befehlswertes relativ klein ist. Das heißt, es reicht aus, einen Punkt zu wählen, an dem der Positionsbefehl 103 jeder Achse, der Geschwindigkeitsbefehl jeder Achse und ein Beschleunigungsbefehl jeder Achse klein sind, oder einen Punkt zu wählen, an dem eine kleine Änderung eines Vorschubgeschwindigkeitsbefehls entlang eines Befehlskanals in einer tangentenstetigen Form, wie in einem Kreisbogen oder in einer flachen Winkelform, vorliegt. Insbesondere ist es wünschenswert, dass der Positionsüberwachungspunkt ein Punkt ist, an dem der Befehlskanal tangentenstetig ist oder eine Richtungsänderung der Tangente klein ist, an dem der Vorschubgeschwindigkeitsbefehl konstant ist und an dem das Geschwindigkeitsvorzeichen wenigstens einer Achse umgekehrt wird. Das heißt, indem als Positionsüberwachungspunkt ein Punkt eingerichtet wird, bei dem von einem kleinen Geschwindigkeitsbefehl oder kleinen Beschleunigungsbefehl auszugehen ist, wird der Effekt eines durch Änderung des Geschwindigkeits- oder Beschleunigungsbefehls bedingten Schleppfehlers eliminiert, und damit kann die Auswirkung der Störung mit höherer Genauigkeit ermittelt werden; so kann auch die Überwachung mit höherer Genauigkeit erfolgen. In diesem Fall kann darüber hinaus durch Speicherung des Motorstroms die Analyse der Reibungseigenschaften ausgehend vom Verhältnis von Position zu Strom vereinfacht werden.
Die Nummern 9 und 10 zeigen Punkte, an denen die Achse nach einer Positionierbewegung oder einer Arbeitsvorschubbewegung (cutting feed) über eine vorbestimmte Zeitdauer anhält (verweilt), und Punkte, an denen Schwingungen, die bei Verzögerung gegen Ende der Verfahrbewegung mit anschließendem Halt erregt werden, sich bemerkbar auf die bearbeitete Oberfläche auswirken. Durch automatische Abgrenzung dieses Punktes wird das Auftreten von Qualitätsmängeln an der Bearbeitungsfläche besonders verhindert. Eine vorbestimmte Zeit vor und nach dem Ende der Verfahrbewegung wird aufgezeichnet, so dass sich Eigenschaften wie eine Schwingungsperiode analysieren lassen. Das heißt, durch die automatische Bestimmung und Überwachung eines Punktes, bei dem eine Beeinträchtigung durch Schwingungen wahrscheinlich ist, lässt sich die Auswirkung von Schwingungen ohne notwendigen Zeit- und Arbeitsaufwand leicht überwachen.
Die Nummern 11 bis 14 beziehen sich auf Punkte, an denen der Steuermodus der Steuerungseinheit 102 in der numerischen Steuerungsvorrichtung 1 geändert wird, und auf Punkte, an denen das Auftreten eines Mangels, wie einer Genauigkeitsschwankung, wahrscheinlich ist, abhängig davon, wie das Bearbeitungsprogramm 101 angelegt ist, und insbesondere, im Fall von mehreren Systemen, abhängig von der Zeitabstimmung zwischen den Systemen. Durch automatische Abgrenzung des Punktes wird das Auftreten von Ungenauigkeiten verhindert. Der besonders zu überwachende Steuermodus umfasst einen auf Positionsumrechnung bezogenen Steuermodus, einen auf Geschwindigkeitsumrechnung bezogenen Steuermodus und ein Umschalten zwischen Positionssteuerung und Geschwindigkeitssteuerung. Der auf die Positionsumrechnung bezogene Steuermodus ist weiter unterteilt in Koordinatentransformation und Synchronsteuerung. Durch automatische Bestimmung eines Punktes, an dem ein hohes Risiko besteht, dass ein Positionsfehler infolge einer Änderung des Steuermodus auftritt, kann die Überwachung ohne notwendigen Zeit- und Arbeitsaufwand leicht ausgeführt werden.
Nummer 11 zeigt einen Punkt an, an dem ein Koordinatentransformationsmodus geändert wird und die Koordinatentransformation beispielsweise Folgendes umfasst:

• Koordinatentransformation zwischen Koordinatensystemen wie einem orthogonalen Koordinatensystem, einem polaren Koordinatensystem, einem zylindrischen Koordinatensystem und einem geneigten Koordinatensystem;
• Skalierung (Zooming), Spiegelung (Reflexion), Koordinatendrehung (Rotation);
• dreidimensionale Koordinatentransformation; und
• Koordinatentransformation zwischen einem Werkzeugende und einer Motorposition in einer fünfachsigen Werkzeugmaschine oder einem Roboterarm.

Nummer 12 zeigt einen Punkt an, an dem ein Synchronsteuermodus geändert wird, und die Synchronsteuerung umfasst beispielsweise Folgendes:

• Synchrongewindebohren (eine Werkzeughauptachse und eine Vorschubachse sind miteinander synchronisiert);
• Gewindedrehen (eine Drehhauptachse und eine Vorschubachse sind miteinander synchronisiert);
• Tandemsteuerung (Bewegen eines beweglichen Teils (eines Tisches oder dergleichen) über einen Doppelachsmotor);
• Hauptachsen-Synchronsteuerung (Halten und Bewegen eines Werkstücks durch zwei Hauptachsen); und
• Überlagerungssteuerung (Bewegen einer überlagerten Achse mit einer festgelegten relativen Geschwindigkeit zu einer sich bewegenden Referenzachse).

Nummer 13 bezieht sich auf einen Punkt, an dem ein Steuermodus in Bezug auf eine Beschleunigungs- und Verzögerungsmethode geändert wird, und die Beschleunigungs- und Verzögerungsmethode Folgendes umfasst:

• Beschleunigung und Verzögerung vor Interpolation, Beschleunigung und Verzögerung nach Interpolation; und
• lineare Beschleunigung und Verzögerung, mehrstufige Beschleunigung und Verzögerung, S-förmige Beschleunigung und Verzögerung, Beschleunigung und Verzögerung einer Nacheilung erster Ordnung sowie Beschleunigung und Verzögerung einer Nacheilung zweiter Ordnung, und die Beschleunigungs- und Verzögerungsmethode kann eine Änderung der Beschleunigungs-/Verzögerungszeitkonstante umfassen.

Nummer 14 zeigt einen Punkt an, an dem zwischen einem Positionssteuermodus und einem Geschwindigkeitssteuermodus umgeschaltet wird. Da beispielsweise in der Drehmaschine beim Drehen die Hauptachse mit konstanter Geschwindigkeit gedreht wird, wird dort in der Regel die Geschwindigkeitssteuerung verwendet. Wird die Hauptachse als Hauptachsen-C-Achse positionsgesteuert, um die Hauptachse als Rotationsachse zum Drehen des Werkstücks zu steuern, wird zwischenzeitlich die Positionssteuerung verwendet. Darüber hinaus erfolgt eine Positionssteuerung, wenn eine Hauptachsenverstellung vollzogen wird und wenn eine Hauptachsen-Synchronsteuerung ausgeführt wird. Die Position wird überwacht, wenn zwischen Geschwindigkeitssteuerung und Positionssteuerung umgeschaltet wird.
Wenn ferner eine im System anzusteuernde Achse in Nummer 15 geändert wird (Achswechsel, Achsendeaktivierung), besteht an diesem Punkt eine erhöhte Wahrscheinlichkeit, dass ein Mangel, wie eine Genauigkeitsschwankung, auftritt, je nachdem, wie das Bearbeitungsprogramm 101 angelegt ist, und insbesondere, im Fall von mehreren Systemen, abhängig von der Zeitabstimmung zwischen den Systemen. Durch automatische Abgrenzung des Punktes wird das Auftreten von Ungenauigkeiten verhindert. Insbesondere wird ein Punkt unmittelbar nach erfolgter Konfiguration der zu steuernden Achse geändert, oder es wird eine erste Verfahrbewegung nach der erfolgten Änderung als Positionsüberwachungspunkt festgelegt. Indem ein Punkt mit hohem Positionsfehlerrisiko, wie ein Punkt, an dem die Konfiguration der zu steuernden Achse geändert wird, automatisch als Positionsüberwachungspunkt bestimmt wird, lässt sich die Überwachung ohne notwendigen Zeit- und Arbeitsaufwand leicht ausführen.
Die Nummern 16 bis 23 beziehen sich auf einen Bearbeitungszyklus (einen festen Zyklus oder dergleichen).
Bei einem Bearbeitungszyklus zur Verwendung für die Schlichtbearbeitung in Nummer 16 ist Genauigkeit wesentlich; deshalb erfolgt eine Überwachung während der Schlichtbearbeitung (ein Arbeitsvorschub-Satz). Das heißt, es wird ein Bearbeitungszyklus für Schlichten, ein Punkt mit festgelegter Genauigkeit, oder ein Bearbeitungszyklus für Schlichten und ein Punkt mit festgelegter Genauigkeit als Positionsüberwachungspunkt festgelegt. Dies dient einer effektiven Durchführung der Überwachung durch Beschränkung des Positionsüberwachungspunktes auf einen Punkt, an dem bei der maschinellen Bearbeitung besondere Genauigkeitsanforderungen bestehen.
Ein Bohrungsgrundbereich beim Lochbohren (Bohren oder dergleichen) in Nummer 17 und ein Eckbereich bei der Taschenbearbeitung in Nummer 18 sind Punkte mit erhöhter Last (Schneidwiderstand) und wahrscheinlichem Auftreten von lastbedingten Ungenauigkeiten. Durch automatische Abgrenzung dieses Punktes wird das Auftreten von Ungenauigkeiten verhindert. Die Last oder Laständerung kann durch eine Methode entsprechend einem Verfahrbetrag und einer Änderung der Verfahrrichtung während des Bearbeitungszyklus bestimmt werden oder kann anhand der Bearbeitungsbedingungen (ein Schneidbetrag, ein Vorschubbetrag und ein Eintauchwinkel) in jedem Satz bestimmt werden. In diesem Fall kann darüber hinaus durch Speicherung eines Motorstroms der Schneidwiderstand auf tendenziellen Anstieg kontrolliert werden, was die Einrichtung der Bearbeitungsbedingungen begünstigt. Zusätzlich zum Bohrungsgrundbereich ist auch das Ende einer Nut ein Punkt mit zunehmendem Schneidwiderstand; deshalb ist es vorzuziehen, für diesen Punkt eine ähnlich gelagerte Positionsüberwachung vorzunehmen. Durch die automatische Bestimmung eines Punktes, an dem eine Beeinträchtigung durch den Schneidwiderstand als Störfaktor wahrscheinlich ist, lässt sich die Überwachung ohne notwendigen Zeit- und Arbeitsaufwand leicht ausführen.
Nummer 19 zeigt einen Punkt an, an dem sich während eines Bearbeitungszyklus der Bearbeitungszustand auf Grund einer Änderung des Schneidwiderstands übergangsweise ändert und die Bearbeitungsposition und die Formgenauigkeit bei fertiger Bearbeitung stark beeinträchtigt werden, in der Regel wenn die Bearbeitung beginnt (wenn Bohren oder dergleichen beginnt) und wenn die Bearbeitung endet (wenn Bohren oder dergleichen endet). Deshalb ist das Auftreten eines Bearbeitungsfehlers an diesem Punkt wahrscheinlich. Durch automatische Abgrenzung dieses Punktes wird das Auftreten von Ungenauigkeiten verhindert. Durch die automatische Bestimmung eines Punktes, an dem der Schneidwiderstand groß ist oder eine Änderung des Schneidwiderstands groß ist, einschließlich des Falls der Nummern 17 und 18, lässt sich die Überwachung ohne notwendigen Zeit- und Arbeitsaufwand leicht ausführen.
Im Falle der Nummern 17, 18 und 19 wird auf diese Weise (1) die erste Arbeitsvorschubbewegung, (2) die letzte Arbeitsvorschubbewegung, (3) der Eintritt in ein Loch, der Bohrungsgrund, der Austritt aus einem Loch, (4) das Ende einer Nut oder (5) ein Eckbereich einer Tasche in einem Bearbeitungszyklus, oder eine Kombination derselben, als Positionsüberwachungspunkt festgelegt, während gleichzeitig bestimmt wird, dass der Schneidwiderstand groß ist oder eine Änderung des Schneidwiderstands groß ist. Indem im Falle der Nummern 17, 18 und 19 darüber hinaus als Positionsüberwachungspunkt ein Punkt festgelegt wird, an dem von einem kleinen Geschwindigkeitsbefehl oder Beschleunigungsbefehl auszugehen ist, wird der Effekt eines durch Änderung der befohlenen Geschwindigkeit oder Beschleunigung bedingten Schleppfehlers eliminiert, und damit kann die Auswirkung der Störung mit höherer Genauigkeit ermittelt werden; so kann die Überwachung mit höherer Genauigkeit erfolgen.
Gewindebohren und Gewindeschneiden in den Nummern 20 und 21 weisen auf einen Punkt hin, an dem die Bearbeitung während der Ausführung der Synchronsteuerung erfolgt und ein Auftreten von Ungenauigkeiten aufgrund eines zunehmenden Synchronfehlers wahrscheinlich ist. Ein Synchronfehler zwischen einer Hauptachse und einer Befehlsachse, die miteinander zu synchronisieren sind, wird automatisch überwacht.
Nummer 22 bezieht sich auf einen Fall mit einer Mehrzahl identischer Bearbeitungszyklen (mehrere Löcher mit gleicher Größe oder dergleichen). Die Wahrscheinlichkeit, dass die Bearbeitung eines Werkstücks im vorhergehenden Schritt vergessen wird, ist im ersten oder letzten Bearbeitungszyklus tendenziell größer als im mittleren Bearbeitungszyklus. Es besteht insbesondere eine allgemeine Tendenz dazu, dass ein Bearbeitungsprogrammfehler und eine Auslassung einer Bearbeitung im vorhergehenden Schritt öfter in der ersten oder letzten Phase einer Bearbeitungsreihe als in der Mitte der Bearbeitung passieren. Ferner lässt sich in vielen Fällen eine Auswirkung einer mangelhaften Bearbeitungsbedingung und eines Werkzeugschadens durch Überwachung des ersten oder des letzten Bearbeitungszyklus ausreichend überwachen, ohne alle Bearbeitungszyklen zu überwachen. Aus diesen Gründen wird durch die automatische Überwachung nur der ersten und letzten Bearbeitungszyklen das Auftreten von Ungenauigkeiten effektiv verhindert und dabei gleichzeitig die Datenverarbeitung und Speichernutzung entlastet. Das heißt, durch die effektive Ausführung der Überwachung an weniger Überwachungspunkten lässt sich eine Senkung des überwachungsbedingten Verarbeitungsaufwands und, im Falle einer Speicherung der Überwachungsdaten, eine Reduzierung des Datenumfangs realisieren.
In den Nummern 23 und 24 wird, wenn im Bearbeitungsprogramm 101 eine erforderliche Genauigkeit (eine Toleranz) vorgegeben ist, das Auftreten von Ungenauigkeiten dadurch verhindert, dass der entsprechende Punkt automatisch abgegrenzt wird.
Zusätzlich zu diesen Merkmalen kann eine Fahranweisung zum Anhalten einer Verfahrbewegung, wenn das während der Verfahrbewegung ausgegebene Sensorsignal 33 des in der Werkzeugmaschine 3 eingebauten Sensors 32 oder die Motorlast einen vorbestimmten Wert annimmt oder in einen vorbestimmten Wertebereich gelangt, als Positionsüberwachungspunkt festgelegt werden. Die automatische Bestimmung und Überwachung eines Punktes, der ein hohes Risiko für das Eintreten einer Positionsabweichung und Fehlpositionierung aufweist, ist möglich, da die Verfahrposition vom Sensorsignal 33 oder von der Last abhängig ist, ohne dass eine im Bearbeitungsprogramm 101 vorgegebene Position angefahren wird; deshalb kann die Überwachung ohne notwendigen Zeit- und Arbeitsaufwand leicht ausgeführt werden.
Ein Positionsüberwachungspunkt wird von der Positionsüberwachungspunkt-Bestimmungseinheit 111 gemäß den Bestimmungsparametern 132 als Positionsüberwachungspunktdaten 132 aufgezeichnet. Die Positionsüberwachungspunktdaten 112 haben den folgenden Inhalt:

(1) Eine Nummer, die einen Satz im Bearbeitungsprogramm 101 angibt Eine Programm-Nummer (O-Nummer), eine Satznummer (N-Nummer) und eine Satznummer (B-Nummer)
(2) Angabe, wo sich der Positionsüberwachungspunkt in einem Satz befindet (ein Startpunkt, ein Endpunkt oder der gesamte Satz)
(3) Im Falle des Startpunktes oder Endpunktes in (2) ein Entfernungs- oder Zeitbereich zu diesem
(4) Eine für die Positionsüberwachung vorgesehene Achse
(5) Der Typ aufzuzeichnender Logdaten 114 (falls aufgezeichnet wird)

Durch diese einzelnen Positionsüberwachungspunktdaten 112 werden der Überwachungspunkt und die überwachungsbezogenen Daten eindeutig festgelegt. Durch das Zulassen der Bearbeitung der eigentlichen Positionsüberwachungspunktdaten 112 über die Eingabeeinheit 130 wird eine direkte Festlegung des Positionsüberwachungspunktes möglich, was eine flexiblere Zuweisung des Positionsüberwachungspunktes gestattet.
4 zeigt ein erstes Beispiel für ein Bearbeitungsprogramm 101 entsprechend der vorliegenden Ausführungsform. Im Falle des in 4 dargestellten ersten Beispiels des Maschinenprogramms 101 werden die folgenden Positionsüberwachungspunkte anhand der jeweiligen Bestimmungskriterien abgegrenzt. Es wird angenommen, dass die Bestimmungskriterien der Nummern 1, 2, 4, 5, 8, 14, 15, 20 und 22 in 3 ausgewählt werden. In diesem Fall werden aufgrund der entsprechenden Bestimmungskriterien die nachfolgenden Positionsüberwachungspunkte abgegrenzt.
Bestimmungskriterien: Positionsüberwachungspunkte/Details zu Überwachungspunkten/zu überwachende Achse

1: N104/Überwachung der Position unmittelbar nach Nullpunktrücklauf/Z-Achse
1: N105/Überwachung der Position unmittelbar nach Nullpunktrücklauf/X-Achse, Y-Achse
1: N119/Überwachung der Position unmittelbar nach Nullpunktrücklauf/X-Achse, Y-Achse, Z-Achse
1: N133/Überwachung der Position unmittelbar nach Nullpunktrücklauf/X-Achse, Y-Achse, Z-Achse
1: N148/Überwachung der Position unmittelbar nach Nullpunktrücklauf/X-Achse, Y-Achse, Z-Achse
1: N153/Überwachung der Position unmittelbar nach Nullpunktrücklauf/X-Achse, Y-Achse, Z-Achse
2: N152/vorbestimmte Zeit nachdem der Sensor der Werkzeuglängenanzeige EIN schaltet/Z-Achse
4: N106/Überwachung der Position unmittelbar nach Werkzeugwechsel (N106) und unmittelbar nach Beginn der ersten Verfahrbewegung (N108) nach Werkzeugwechsel/Hauptachse
4: N121/Überwachung der Position unmittelbar nach Werkzeugwechsel (N121) und unmittelbar nach Beginn der ersten Verfahrbewegung (N123) nach Werkzeugwechsel/Hauptachse
4: N135/Überwachung der Position unmittelbar nach Werkzeugwechsel (N135) und unmittelbar nach Beginn der ersten Verfahrbewegung (N136) nach Werkzeugwechsel/Hauptachse
5: Nicht zutreffend
8: Nicht zutreffend
14: Nicht zutreffend
15: Nicht zutreffend
20: N140 bis N143/gesamter Bearbeitungszyklus/Z-Achse, Hauptachse
22: N126, N129, N140, N143/gesamter Satz/alle Achsen
(Die in 4 mit schwarzem Stern markierten Punkte sind die Positionsüberwachungspunkte nach obiger Beschreibung.)

”N140” und ”N143” sind eine redundante Auswahl aus zwei Bestimmungskriterien von ”20” und ”22”. In diesem Fall reicht es zur Durchführung der Überwachung aus, deren Summe zu nehmen oder in den Bestimmungskriterien Prioritäten zu setzen und dann die Überwachung entsprechend den prioritären Bestimmungskriterien vorzunehmen.
5 zeigt ein zweites Beispiel für ein Bearbeitungsprogramm 101 entsprechend der vorliegenden Ausführungsform. Es wird angenommen, dass die Bestimmungskriterien der Nummern 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 11, 13, 16, 18, 19, 23 und 24 in 3 ausgewählt werden. In diesem Fall werden aufgrund der entsprechenden Bestimmungskriterien die nachfolgenden Positionsüberwachungspunkte abgegrenzt.
Bestimmungskriterien: Positionsüberwachungspunkte/Details zu Überwachungspunkten/zu überwachende Achse

2: N219/vorbestimmte Zeit bevor und nachdem der Sensor der Werkzeugmessvorrichtung EIN schaltet/X-Achse
3: N214/vorbestimmte Zeit bevor und nachdem die Tastsonde auf EIN schaltet/Z-Achse
5: N203/unmittelbar nach Wechsel (N203), unmittelbar nach Beginn der ersten Verfahrbewegung (N210) nach Wechsel/alle Achsen, die das Werkstück antreiben
6: N211, N215/vorbestimmter Entfernungsbereich zur relevanten Position (Z50.)/Z-Achse
7: N235 bis N236/vorbestimmte Zeit nahe Richtungsumkehr/Y-Achse
8: N233/vorbestimmte Zeit nahe Richtungsumkehr/X-Achse, Y-Achse
8: N241/vorbestimmte Zeit nahe Richtungsumkehr/X-Achse, Y-Achse
9: N218/vorbestimmte Zeit vor und nach Endpunkt von N217 (Startpunkt von N218)/X-Achse, Y-Achse, Z-Achse
11: N245/unmittelbar nach Änderung des Koordinatensystems (N245) oder unmittelbar nach Beginn der ersten Verfahrbewegung (*1) nach Koordinatenänderung/X-Achse, Y-Achse, Z-Achse
11: N250/unmittelbar nach Änderung des Koordinatensystems (N250)/X-Achse, Y-Achse, Z-Achse
13: N222/unmittelbar nach Änderung der Beschleunigungs- und Verzögerungsmethode (N222) oder unmittelbar nach Beginn der ersten Verfahrbewegung (N272) nach Änderung/X-Achse, Y-Achse, Z-Achse
13: N231/unmittelbar nach Änderung der Beschleunigungs- und Verzögerungsmethode (N231) oder unmittelbar nach Beginn der ersten Verfahrbewegung (N233) nach Änderung/X-Achse, Y-Achse, Z-Achse
16: N248/Arbeitsvorschubsatz im Bearbeitungszyklus/X-Achse, Y-Achse, Z-Achse
18: N278 bis N279/nahe Endpunkt von N278/alle Achsen
19: N274, N290/erster und letzter Arbeitsvorschubsatz/alle Achsen
23: N239/vorbestimmte Entfernung vor und nach Endpunkt von N239/X-Achse, Y-Achse
24: N241/gesamter Satz/X-Achse, Y-Achse
(*1) Erste Verfahrbewegung im Bearbeitungszyklus von G101
(Die in 5 mit schwarzem Stern markierten Punkte sind die Positionsüberwachungspunkte nach obiger Beschreibung.)

6 zeigt ein drittes Beispiel für ein Bearbeitungsprogramm 101 entsprechend der vorliegenden Ausführungsform. Die linke Seite von 6 zeigt ein Bearbeitungsprogramm eines Systems 1 und die rechte Seite zeigt ein Bearbeitungsprogramm eines Systems 2, wobei diese parallel betrieben werden, und die Bearbeitung erfolgt so, dass die Zeitverläufe beider Systeme einander entsprechen, indem an einigen Stellen im Bearbeitungsprogramm über einen ”!L”-Befehl zwischen den Systemen eine Wartezeit eingeschrieben ist. Es wird angenommen, dass die Bestimmungskriterien der Nummern 12, 14, 15 und 21 von 3 ausgewählt werden. In diesem Fall werden aufgrund der entsprechenden Bestimmungskriterien die nachfolgenden Positionsüberwachungspunkte abgegrenzt.
Bestimmungskriterien: Positionsüberwachungspunkte/Details zu Überwachungspunkten/zu überwachende Achse

12: N315/unmittelbar nach Änderung (N315) oder unmittelbar nach Beginn der ersten Verfahrbewegung (N318) nach Änderung/Z1-Achse, Z2-Achse
12: N322/unmittelbar nach Änderung (N322) oder unmittelbar nach Beginn der ersten Verfahrbewegung (N325) nach Änderung/Z1-Achse, Z2-Achse
14: N303/unmittelbar nach Änderung (N303) oder unmittelbar nach Beginn der ersten Verfahrbewegung (N304) nach Änderung/Hauptachse und Hauptachsen-C-Achse
14: N332/unmittelbar nach Änderung (N332) oder unmittelbar nach Beginn der ersten Verfahrbewegung (N335) nach Änderung/Hauptachse und Hauptachsen-C-Achse
14: N403/unmittelbar nach Änderung (N403) oder unmittelbar nach Beginn der ersten Verfahrbewegung (N404) nach Änderung/Hauptachse und Hauptachsen-C-Achse
15: N329/unmittelbar nach Änderung (N329) oder unmittelbar nach Beginn der ersten Verfahrbewegung (N335) nach Änderung/Z-Achse
15: N429/unmittelbar nach Änderung (N429) oder unmittelbar nach Beginn der ersten Verfahrbewegung (N432) nach Änderung/Z-Achse
21: N310/gesamter Arbeitsvorschubsatz/Z-Achse, Hauptachse
(Die in 6 mit schwarzem Stern markierten Punkte sind die Positionsüberwachungspunkte nach obiger Beschreibung.)

In diesem Falle werden in ”N329” und ”N429” die Z-Achsen zwischen System 1 und System 2 umgeschaltet, und die Positionen der ersetzten Z-Achsen werden an diesen Punkten überwacht. Ferner ändert sich in ”N332” die Betriebsart (BA) von einer Betriebsart DREHEN zu einer Betriebsart FRÄSEN. Die Drehhauptachse, die in der Betriebsart DREHEN zur Ausführung der Geschwindigkeitssteuerung ein Werkstück trägt, schaltet in der Betriebsart FRÄSEN auf Positionssteuerung als C-Achse (Hauptachsen-C-Achse), die das Werkstück kennzeichnet. Aufgrund dieser Konfiguration wird die Position der C-Achse unmittelbar nach dem Beginn des ersten Verfahrbefehls (N335) der C-Achse im Anschluss an ”N332” überwacht.
Entsprechend der numerischen Steuerungsvorrichtung 1 der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann, wie oben beschrieben, aufgrund der Tatsache, dass ein Positionsüberwachungspunkt automatisch und ohne Korrektur des Bearbeitungsprogramms 101 abgegrenzt werden kann, die Position ohne notwendigen Zeit- und Arbeitsaufwand leicht überwacht werden. Da ferner der Positionsüberwachungspunkt nicht manuell festgelegt wird, kann außerdem eine fehlerhafte oder fehlende Festlegung verhindert werden. Dementsprechend kann ein ungenauigkeitsbedingtes Auftreten mangelhafter Werkstücke verhindert werden. Außerdem erfolgt die Überwachung durch eine Reduzierung der Überwachung auf überwachungsbedürftige Punkte der Verfahrbewegungen entsprechend der Art des in einem Bearbeitungsprogramm beschriebenen Verfahrbefehls und es werden nur notwendige Daten überwacht, beispielsweise durch Änderung der zu überwachenden Achse. Dementsprechend wird der für die Überwachung erforderliche Verarbeitungsaufwand gesenkt, und im Falle einer Datenspeicherung kann der Datenumfang reduziert werden.
Die vorliegende Erfindung ist zudem nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt und kann im Durchführungsstadium auf verschiedene Weise abgeändert werden, ohne dass der Umfang der Erfindung verlassen wird. In den oben beschriebenen Ausführungsformen sind Erfindungen in verschiedenen Stadien enthalten, und so lassen sich durch geeignete Kombination mehrerer offenbarter Komponenten verschiedene Erfindungen abgrenzen. Werden beispielsweise aus der Gesamtheit der in den obigen Ausführungsformen dargestellten Komponenten einige Komponenten weggelassen, so lässt sich die Konfiguration, in der einige Komponenten wegfallen, als Erfindung abgrenzen, vorausgesetzt, dass die im Abschnitt ”Technisches Problem” beschriebenen Probleme gelöst werden können und die im Abschnitt ”Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung” beschriebenen Wirkungen erzielt werden können. Ferner lassen sich die Komponenten in den unterschiedlichen Ausführungsformen auf geeignete Weise kombinieren.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Wie oben beschrieben, eignet sich die erfindungsgemäße numerische Steuerungsvorrichtung für den Einsatz als Steuerungsvorrichtung einer Werkzeugmaschine zur (insbesondere spanenden) Bearbeitung von Werkstücken mit hoher Qualität.
Bezugszeichenliste

1 Numerische Steuerungsvorrichtung, 3 Werkzeugmaschine, 10 Bediener, 21, 22 Antriebseinheit, 31 Tisch, 32 Sensor, 33 Sensorsignal, 101 Bearbeitungsprogramm, 102 Steuerungseinheit, 103 Positionsbefehl, 104 Positionsrückmeldung, 105 Lastrückmeldung, 111 Positionsüberwachungspunkt-Bestimmungseinheit, 112 Positionsüberwachungspunktdaten, 113 Positionsüberwachungseinheit, 114 Logdaten, 115 Analyseeinheit, 116 Ausgabeeinheit, 121 Positionsdaten, 122 Lastdaten, 125 Positionsüberwachungsergebnis, 130 Eingabeeinheit, 132 Bestimmungsparameter, 134 Überwachungsparameter, 135 Analyseparameter, S11 bis S13, S21 bis S27 Schritte.

Claims

Numerische Steuerungsvorrichtung umfassend: eine Steuerungseinheit, die eine Bewegung mehrerer Achsen einer Werkzeugmaschine mittels eines Positionsbefehls entsprechend einem Bearbeitungsprogramm steuert und Positionsinformationen bezüglich der Achsen erfasst; eine Überwachungspunktbestimmungseinheit, die basierend auf einer Art von Anweisung oder einer Anweisung in Bezug auf eine im Bearbeitungsprogramm beschriebene Verfahrbewegung einen Überwachungspunkt, den es zu überwachen gilt, und eine Überwachungsachse als die zu überwachende Achse im Bearbeitungsprogramm festlegt; und eine Überwachungseinheit, die basierend auf den Positionsinformationen am Überwachungspunkt der Überwachungsachse überwacht, ob ein Fehler oder eine Abweichung einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, wobei die Steuerungseinheit eine Bewegung der Achsen steuert auf Grundlage eines Überwachungsergebnisses der Überwachungseinheit und die numerische Steuerungsvorrichtung ferner eine Analyseeinheit umfasst, die basierend auf den Überwachungsergebnissen darstellt, ob ein maschinentechnischer Faktor oder ein steuerungstechnischer Faktor Ursache des Fehlers oder der Abweichung ist, und die ein Analyseergebnis des Faktors an eine Ausgabeeinheit ausgibt.
Numerische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Überwachungseinheit eine Maschinenposition der Achse, die von einem in der Werkzeugmaschine installierten Sensor gemessen wird, und eine Motorposition, die von einem Positionssensor, der in einem die Achse antreibenden Motor installiert ist, gemessen wird, als Positionsinformationen am Überwachungspunkt verwendet.
Numerische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Überwachungspunkt einen Endpunkt oder einen Startpunkt zweier Positionierbewegungen umfasst, die wenigstens eine der Achsen dazu veranlassen in einander entgegengesetzten Richtungen zu verfahren.
Numerische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Überwachungspunkt einen Punkt zum Anhalten über eine vorbestimmte Zeit nach einer Positionierbewegung oder einer Arbeitsvorschubbewegung umfasst.
Numerische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Überwachungspunkt einen Quadrantenübergangspunkt umfasst.
Numerische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Überwachungspunkt einen Punkt umfasst, an dem auf Grundlage einer im Bearbeitungsprogramm beschriebenen Verfahranweisung bestimmt wird, dass ein Schneidwiderstand groß ist oder eine Änderung eines Schneidwiderstands groß ist.
Numerische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Punkt, an dem bestimmt wird, dass ein Schneidwiderstand groß ist oder eine Änderung eines Schneidwiderstands groß ist, eines oder eine Kombination der folgenden Elemente umfasst: (1) eine erste Arbeitsvorschubbewegung; (2) eine letzte Arbeitsvorschubbewegung; (3) ein Eintritt in ein Loch, ein Bohrungsgrund, ein Austritt aus einem Loch; (4) ein Ende einer Nut; und (5) ein Eckbereich einer Tasche, in einem Bearbeitungszyklus.
Numerische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Überwachungspunkt einen Quadrantenübergangspunkt oder einen Punkt umfasst, an dem bestimmt wird, dass ein Schneidwiderstand groß ist oder eine Änderung eines Schneidwiderstands groß ist, und an dem angenommen wird, dass ein Geschwindigkeitsbefehl oder ein Beschleunigungsbefehl klein ist.
Numerische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Punkt, an dem angenommen wird, dass ein Geschwindigkeitsbefehl oder ein Beschleunigungsbefehl klein ist, ein Punkt ist, an dem ein Befehlskanal tangentenstetig ist oder eine Richtungsänderung der Tangente klein ist, an dem ein Vorschubgeschwindigkeitsbefehl konstant ist und an dem ein Geschwindigkeitsvorzeichen wenigstens einer Achse umgekehrt wird.
Numerische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Überwachungspunkt einen Punkt umfasst, an dem eine Änderung einer Masse, eines Trägheitsmoments und/oder eines Untersetzungsverhältnisses der Werkzeugmaschine groß ist.
Numerische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Punkt, an dem eine Masse, ein Trägheitsmoment und/oder ein Untersetzungsverhältnis der Werkzeugmaschine groß ist, eines oder eine Kombination der folgenden Elemente umfasst: (1) unmittelbar nach dem Wechsel eines Werkstücks, eines Werkzeugs oder einer Aufspannvorrichtung; (2) ein Punkt, an dem die Servosteuerung nach Wechsel eines Werkstücks, eines Werkzeugs oder einer Aufspannvorrichtung gestartet wird; und (3) eine erste Verfahrbewegung nach Wechsel eines Werkstücks, eines Werkzeugs oder einer Aufspannvorrichtung.
Numerische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Überwachungspunkt einen Bearbeitungszyklus für Schlichten, einen Punkt mit festgelegter Genauigkeit oder einen Bearbeitungszyklus für Schlichten und einen Punkt mit festgelegter Genauigkeit umfasst.
Numerische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Überwachungspunkt einen Punkt unmittelbar nach Änderung einer Konfiguration der zu steuernden Achse oder eine erste Verfahrbewegung nach der Änderung umfasst.
Numerische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Überwachungspunkt eine erste Verfahrbewegung nach Änderung eines auf Positionssteuerung oder Geschwindigkeitssteuerung bezogenen Steuermodus umfasst.
Numerische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Überwachungspunkt eine Verfahranweisung zum Anhalten einer Verfahrbewegung, wenn ein vom Sensor ausgegebenes Sensorsignal oder eine Last des Motors einen vorbestimmten Wert annimmt oder in einen vorbestimmten Wertebereich gelangt, umfasst.
Numerische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Überwachungspunktbestimmungseinheit die Überwachungsachse entsprechend einer im Bearbeitungsprogramm beschriebenen Art von Verfahrbefehl ändert.
Numerische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei, wenn im Bearbeitungsprogramm eine Mehrzahl identischer Bearbeitungszyklen enthalten ist, der Überwachungspunkt eine erste Bearbeitung, eine letzte Bearbeitung oder sowohl die erste als auch die letzte Bearbeitung der identischen Bearbeitungszyklen umfasst.
Numerische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei, wenn der Überwachungspunkt über eine Mehrzahl gleichartiger Verfahrbewegungen hinweg kontinuierlich ist, die Überwachungseinheit eine Überwachung nur in einer ersten Verfahrbewegung, einer letzten Verfahrbewegung oder in sowohl der ersten als auch letzten Verfahrbewegung der Verfahrbewegungen ausführt.
Numerische Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, ferner umfassend eine Speichereinheit, welche die Positionsinformationen am Überwachungspunkt der Überwachungsachse als Logdaten aufzeichnet.
Numerische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Logdaten Lastdaten über die Überwachungsachse umfassen.
Numerische Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, ferner umfassend eine Eingabeeinheit, über die ein Bediener den Überwachungspunkt und die Überwachungsachse korrigiert, die von der Überwachungspunktbestimmungseinheit bestimmt werden und von der Ausgabeeinheit ausgegeben werden, wobei die Überwachungseinheit die Überwachung am korrigierten Überwachungspunkt der korrigierten Überwachungsachse ausführt.