DE112013006980B4

DE112013006980B4 - Numerische Steuerungseinrichtung

Info

Publication number: DE112013006980B4
Application number: DE112013006980.6T
Authority: DE
Inventors: Tomonori Sato; Kenji Nishiwaki; Susumu Hamamoto; Masaki Ryu; Yukihiro Iuchi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-05-14
Filing date: 2013-05-14
Publication date: 2018-12-27
Anticipated expiration: 2033-05-15
Also published as: CN105229543B; WO2014184820A1; BR112015028382A2; JPWO2014184820A1; US9851709B2; DE112013006980T5; TW201443597A; TWI510875B; CN105229543A; JP5556971B1; US20160091886A1

Abstract

Numerische Steuerungseinrichtung (1), welche Positionen der jeweiligen Achsen einer Werkzeugmaschine entsprechend einem Bearbeitungsprogramm (11) kontrolliert, wobei die numerische Steuerungseinrichtung (1) aufweist:
eine Analyseeinheit (13), welche durch Analysieren eines Befehls (12), welcher durch das Bearbeitungsprogramm (11) instruiert wird, Bewegungsdaten (15) und
einen Bewegungstyp (17) erhält, wobei der Bewegungstyp (17)
einen,Normal-Modus
einen Festzyklus-Typ und
einen Festzyklusgruppe-Typ
umfasst, wobei der Normal-Modus ein vom Festzyklus und vom Festzyklusgruppe verschiedener Bewegungstyp (17) ist;
eine Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten-Auswahl-Einheit (18), welche entsprechend dem Bewegungstyp (17) spezifische Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten (19) aus Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten (20), in welchen vorab für jeden Bewegungstyp (17) Bewegungs-Verzögerungsverfahren festgelegt sind, auswählt; und
eine Interpolations-und-Beschleunigungs-Verzögerungs-Einheit (16), welche durch Durchführen einer Interpolation auf einer Bewegungsbahn, welche durch die Bewegungsdaten (15) instruiert wird, entsprechend einer Befehlsgeschwindigkeit und durch Durchführen einer Beschleunigung-Verzögerung gemäß der Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten (19) einen Positionsbefehl (21) erzeugt,
dadurch gekennzeichnet, dass
in einem Fall, in dem der Bewegungstyp (17) ein bestimmter Festzyklus oder Festzyklusgruppe ist, die Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten-Auswahl-Einheit (18) Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten (19) auswählt, bei welchen das Beschleunigungs-Verzögerungs-Verfahren eine Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Beschleunigungstyp ist,
und auch Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten (19) auswählt, in welchen das Beschleunigungs-Verzögerungs-Verfahren die Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Zeitkonstantentyp ist,
und weiter in einem Fall einer Auswahl von Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten (19), in welchen das Beschleunigungs-Verzögerungs-Verfahren die Post-Interpolation Beschleunigungs-Verzögerung vom konstanten Zeitkonstantentyp ist, die Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten-Auswahl-Einheit (18) die Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten (19), in welchen das Beschleunigungs-Verzögerungs-Verfahren die Post-Interpolation Beschleunigungs-Verzögerung vom konstanten Zeitkonstantentyp ist, so auswählt, dass eine Summe einer Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeit,
welche durch Teilen einer Vorschubgeschwindigkeit durch eine Beschleunigung bestimmt wird, welche in den Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten (19) festgesetzt ist, in welchen das Beschleunigungs-Verzögerungs-Verfahren die Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Beschleunigungstyp ist,
und einer Zeitkonstante,
welche in den Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten (19) festgesetzt ist, in welchen das Beschleunigungs-Verzögerungs-Verfahren die Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Zeitkonstantentyp ist,
kleiner als eine Summe einer Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeit ist,
die durch Teilen einer Vorschubgeschwindigkeit durch eine Beschleunigung, welche in Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten (19) festgesetzt ist, welche ausgewählt werden, wenn der Bewegungstyp (17) der Normal-Modus ist,
und einer Zeitkonstante
der Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Zeitkonstantentyp, welche in den Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten (19) festgesetzt ist, welche in einem Fall ausgewählt werden, wenn der Bewegungstyp (17) der Normal-Modus ist,
erhalten wird, und
die Interpolations-und-Beschleunigungs-Verzögerungs-Einheit (16) die Beschleunigung-Verzögerung gemäß der Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten (19), in welchen das Beschleunigungs-Verzögerungs-Verfahren die Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Beschleunigungstyp ist, durchführt, und auch die Beschleunigung-Verzögerung gemäß der Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten (19), in welchen das Beschleunigungs-Verzögerungs-Verfahren die Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Zeitkonstantentyp ist, durchführt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen numerische Steuerungseinrichtung zum Steuern von Vorgängen einer Werkzeugmaschine, und insbesondere eine numerische Steuerungseinrichtung, die eine Beschleunigungs-Verzögerungs-Steuerung während eines bestimmten von einem Festzyklus (fixed cycle) oder dergleichen angewiesenen Bearbeitungsvorgang ausführt.
Stand der Technik
In herkömmlichen numerischen Steuerungseinrichtungen wird eine gewünschte (maschinelle) Bearbeitung durch eine Kombination von Bearbeitungsvorgängen, welche eine Vielzahl von Bewegungen eines Werkzeugs begleiten, realisiert. Beispielsweise wird in einem Fall, in dem eine Bearbeitung der Erstellung mehrerer Löcher durchgeführt wird, die Bearbeitung durch Kombinieren eines Positionierungsvorganges in einer X-Y Ebene, eines Bohrvorganges in Form eines Absenkens entlang einer Z-Achse, eines Vorgangs eines Wiederbereitstellens (Zurückziehens) in der Positionierebene durch Anheben entlang der Z-Achse usw. durchgeführt. In der Praxis unterscheidet sich die Positioniergenauigkeit, die in den jeweiligen Vorgängen erforderlich ist. Damit eine Sollpositionstoleranz (in-position width) in jedem der Vorgänge die gleiche ist, ist die Sollpositionstoleranz jedoch üblicherweise auf eine Sollpositionstoleranz eines Vorgangs vereinheitlicht, in welchem eine hohe Positionierungsgenauigkeit benötigt wird. Im Ergebnis benötigt diese Positionierung viel Zeit, was in der Folge zu einer Verlängerung einer Bearbeitungszeit (machining time) führt.
Es wurden bereits Verfahren zum Lösen dieser Probleme vorgeschlagen. Beispielsweise ist im Patentdokument 1 ein Verfahren zum Hochgeschwindigkeits-Bohren offenbart. Gemäß des Verfahrens des Patentdokuments 1 soll eine Bearbeitungszeit dadurch verkürzt werden, dass eine Sollpositionstoleranz am Boden eines Loches sowie eine Sollpositionstoleranz zum Positionieren und eine Sollpositionstoleranz zum Zurückziehen bereitgestellt werden, wobei die beiden letzteren so gewählt sind, dass sie einen größeren Wert aufweisen, als die Sollpositionstoleranz am Boden eines Loches.
Dokument aus der Stand der Technik
Patentdokument
Patentdokument 1: JP-A-H01-27838 (Seiten 3 bis 4, 1) ( japanische Patentanmeldung 62-183448 der FANUC LTD mit der Offenlegungsnummer JP S64- 27 838 A )
JP 2008-46 899 A offenbart eine numerische Steuerungsvorrichtung zum Antreiben eines bewegten Körpers. Dem bewegten Körper wird ein Referenz-Geschwindigkeits-Muster, mit welchem der bewegte Körper zu bewegen ist, zugewiesen. Die numerische Steuerungsvorrichtung vergleicht die Bewegungszeit des bewegten Körpers mit dem Referenz-Geschwindigkeits-Muster sowie einem zweiten Geschwindigkeits-Muster, welches sich von dem Referenz-Geschwindigkeits-Muster unterscheidet, und berechnet ein Geschwindigkeits-Muster, welches eine kürzere Verfahrdauer erlaubt.
DE 10 2010 064 308 A1 offenbart eine Steuerung für eine Werkzeugmaschine mit einem Programmanalysemittel und Parametereinstellmittel. Die Programmanalysemittel analysieren ein in einer Programmspeichereinrichtung gespeichertes Bearbeitungsprogramm und gewinnen einen Festzyklusbefehl. Danach bestimmen die Parametereinstellmittel basierend auf dem durch die Programmanalysemittel gewonnenen Festzyklusbefehl einen Genauigkeitsgrad, und stellen Parameter ein, welche dem Genauigkeitsgrad entsprechen und die Steuerung der Betätigung einer Vorschubeinrichtung betreffen, um ein Werkzeug und ein Werkstück relative zueinander zu bewegen.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Der Erfindung zugrunde liegendes Problem
Obwohl der vorstehend genannte Stand der Technik ein Verfahren offenbart, die Positionierungszeit durch Berücksichtigung von Sollpositionstoleranzen zu verkürzen, werden Beschleunigungs-Verzögerungs-Verfahren nicht berücksichtigt. Daher tritt in einer NC-Werkzeugmaschine, welche dazu geeignet ist, diverse Bearbeitungen wie beispielsweise auch eine Lochbearbeitung durchzuführen ein Problem auf, dass in einer bestimmten Bearbeitung ein Verlust erzeugt wird. Dieses Problem wird im Folgenden erläutert.
In einer herkömmlichen numerischen Steuerungsvorrichtung wird eine Bewegung eines Werkzeugs in Bezug auf ein Werkstück in einem Bearbeitungsprogramm durch Verwendung von Befehlen für eine lineare Interpolation oder eine Kreisinterpolation usw. beschrieben, und wird entsprechend dem Bearbeitungsprogramm für jeden Moment ein Positionsbefehl für das Werkzeug erzeugt. Der Positionsbefehl wird an Servoverstärker der jeweiligen Achse oder einen Verstärker einer Hauptachse gesendet, um Motoren der jeweiligen Achsen anzutreiben, wodurch die Werkzeugmaschine betrieben und eine gewünschte Bearbeitung durchgeführt wird. Dabei wird, wenn der Positionsbefehl erzeugt wird, in der Regel eine Beschleunigungs-Verzögerungs-Verarbeitung durchgeführt, um ihren Kurvenverlauf über die Zeit (time waveform) zu glätten. Das ist erforderlich, da ein Drehmoment oder eine Ausgabe eines jeden der Motoren einen zulässigen Ausgabewert überschreiten kann, wenn eine Befehlsgeschwindigkeit oder eine Befehlsbeschleunigung hoch wird. Ein weiterer Grund ist, dass, wenn ein Positionsbefehl angewandt wird, der plötzlich ändert, mechanische Vibrationen erzeugt werden können, oder ein Servosystem nicht in der Lage sein kann, diesem zu folgen, und somit ein Ortsfehler (locus error) auftreten kann.
Diverse Arten von Verfahren sind als Beschleunigungs-Verzögerungs-Verfahren bekannt. In jedem dieser Verfahren kann in der Regel ein Maß der Beschleunigung-Verzögerung gemäß von Parametern, wie beispielsweise einer Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeitkonstante, angepasst werden. In einer NC-Werkzeugmaschine kann ein Benutzer diverse Bearbeitungen durch Beschreiben der erforderlichen Befehle als Bearbeitungsprogramm ausführen. Somit werden in Bezug auf jede Bearbeitungstätigkeit, die von der Werkzeugmaschine ausgeführt werden kann, ein Beschleunigungs-Verzögerungs-Verfahren und Parameter bezogen auf die Beschleunigung-Verzögerung gemäß diesem Verfahren angepasst und so festgelegt, dass eine obere Grenze eines Drehmoments oder einer Ausgabe eines jeden Motors nicht überschritten wird, um keine mechanische Vibration zu erzeugen und weiter um die üblicherweise benötigte mechanische Genauigkeit zu erreichen.
Obwohl die vorstehend beschriebene Anpassung und Einstellung der Beschleunigungs-Verzögerungs-Parameter in diversen Bearbeitungen auf universelle Weise verwendet werden kann, kann dennoch in einer bestimmten Bearbeitung ein Verlust erzeugt werden. Beispielsweise können in einem Bearbeitungszentrum sowohl eine Konturbearbeitung einer Metallform oder dergleichen durchgeführt werden, und eine Bohr-Bearbeitung, wie beispielsweise ein Lochbohren. Um dazu in der Lage zu sein, auch die Konturbearbeitung durchzuführen, wird die Beschleunigung-Verzögerung üblicherweise gemäß der Pre-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung durchgeführt, und werden die Einstellung allgemein unter Fokussieren auf geringe Vibrationen oder hohe Genauigkeit vorgenommen. In diesem Fall tritt das Problem auf, dass eine Bearbeitungszeit für eine Lochbearbeitung unnötig lang wird.
Die Erfindung wurde im Hinblick auf die vorstehend genannten Umstände gemacht und es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine numerische Steuerungseinrichtung bereitzustellen, die eine Beschleunigungs-Verzögerungs-Steuerung einer bestimmten Bearbeitungstätigkeit basierend auf einem Beschleunigungs-Verzögerungs-Verfahren in einer bestimmten Bearbeitungstätigkeit ausführen kann, welches durch einen Festzyklus oder dergleichen und Beschleunigungs-Verzögerungs-Parameter davon instruiert wird, welches sich von einem herkömmlichen Beschleunigungs-Verzögerungs-Verfahren und dessen Beschleunigungs-Verzögerungs-Parametern unterscheidet.
Lösung des vorstehenden Problems
Die vorstehende Aufgabe wird durch die Kombination der Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 2 gelöst. Eine bevorzugte Weiterbildung findet sich in dem abhängigen Anspruch 3.
In einer numerischen Steuerungseinrichtung gemäß der Erfindung wird eine numerische Steuerungseinrichtung bereitgestellt, welche die Positionen der jeweiligen Achsen einer Werkzeugmaschine gemäß eines Bearbeitungsprogramms steuert, wobei die numerische Steuerungseinrichtung umfasst: eine Analyseeinheit, welche durch Analyse eines Befehls, welcher in das Bearbeitungsprogramm instruiert wird, Bewegungsdaten und einen Bewegungstyp erhält; eine Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten-Auswahl-Einheit, welche gemäß dem Bewegungstyp Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten auswählt; und eine Interpolations-und-Beschleunigungs-Verzögerungs-Einheit, welche durch Ausführen einer Interpolation auf einen Bewegungspfad, der durch die Bewegungsdaten in Übereinstimmung mit einer Befehlsgeschwindigkeit instruiert wird, einen Positionsbefehl erzeugt, und Beschleunigung-Verzögerung gemäß der Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten ausführt, wobei die Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten gemäß des Bewegungstyps ausgewählt werden, und die Beschleunigung-Verzögerung gemäß der ausgewählten Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten ausgeführt wird.
Vorteile der Erfindung
Gemäß dieser Erfindung werden Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten für jeden Bewegungstyp ausgewählt, und wird die Beschleunigung-Verzögerung basierend auf den ausgewählten Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten durchgeführt. Auf diese Weise kann vorteilhafterweise eine Verkürzung einer Bearbeitungszeit und eine Verbesserung einer Genauigkeit einer bestimmten Bearbeitungstätigkeit, welche durch einen Festzyklus oder dergleichen instruiert wird, erzielt werden, ohne eine Genauigkeit oder dergleichen einer herkömmlichen Bearbeitung zu beeinflussen.
Figurenliste

1 ist ein Aufbauschema einer numerischen Steuerungseinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
2 ist eine Tabelle, welche ein Beispiel von Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten für jeden Bewegungstyp gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
3 ist ein Diagramm, welches Geschwindigkeits-Kurvenverläufe im Fall von Bewegungen von zwei Blöcken gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
4 ist ein Diagramm, welches einen Geschwindigkeits-Kurvenverlauf im Fall einer kombinierten Verwendung einer Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung eines konstanten Beschleunigungstyps / Neigungswinkeltyps (post-interpolation acceleration-deceleration of constant inclination type) und einer Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung eines konstanten Zeitkonstantentyps (post-interpolation acceleration-deceleration of constant time-constant type) gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
5 zeigt eine Grafik zum Erläutern der Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeiten in einer Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Beschleunigungstyp / Neigungswinkeltyp gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
6 ist ein Flussdiagramm, welches eine Tätigkeit einer Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten-Auswahl-Einheit gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
7 ist ein Diagramm, welches Beispiel einer Tätigkeit eines Lochbearbeitungszyklus unter Verwendung einer schrittweisen Beschickung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
8 ist eine Aufsicht, welche Bewegungsbahnen einer Dreh-Bearbeitung und einer Fräs-Bearbeitung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
9 ist eine Grafik, welche die Auswahl eines Formfehlers für jede Bewegung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Ausführungsformen zum Ausführen der Erfindung
Im Folgenden werden, bezugnehmend auf Zeichnungen, Ausführungsformen einer numerischen Steuerungseinrichtung gemäß der Erfindung detailliert erläutert. Übrigens ist die Erfindung nicht auf die Ausführungsformen beschränkt.
Erste Ausführungsform
1 ist ein Aufbauschema der ersten Ausführungsform der Erfindung. In der Zeichnung bezeichnet 1, eine numerische Steuerungseinrichtung. 11 bezeichnet ein Bearbeitungsprogramm, 12 bezeichnet Instruktionen (Befehle) wie beispielsweise G-Code, welche im Bearbeitungsprogramm beschreiben sind, 13 bezeichnet eine Analyseeinheit, 14 bezeichnet Festzyklusdaten, 15 bezeichnet Bewegungsdaten, 16 bezeichnet eine Interpolation-und-Beschleunigungs-Verzögerungs-Einheit, 17 bezeichnet einen Bewegungstyp, 18 bezeichnet eine Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten-Auswahl-Einheit, 19 bezeichnet Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten, 20 bezeichnet Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten für bestimmte Bewegungstypen und 21 bezeichnet einen Positionsbefehl. Die Bewegungsdaten 15 sind Daten, welche eine Bewegung festlegen und sind aus einer Werkzeugbahn, einer Bewegungsgeschwindigkeit, einer Haltezeit (Verweilzeit) usw. aufgebaut. Interpolation und Beschleunigung-Verzögerung wird basierend auf den Bewegungsdaten ausgeführt. Der Bewegungstyp 17 bezeichnet typischerweise einen Typ für jeden Festzyklus für jede Festzyklusgruppe (fixed cycle group).
Die Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten 19 sind aufgebaut aus
einem Typ einer Beschleunigung-Verzögerung: Pre-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung (konstanter Beschleunigungstyp / Neigungswinkeltyp), Pre-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung (konstanter Zeitkonstantentyp), Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung (konstanter Zeitkonstantentyp), Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung (konstanter Beschleunigungstyp / Neigungswinkeltyp) usw.,
einem Beschleunigungs-Verzögerungs-Muster: lineare Beschleunigung-Verzögerung, S-förmige Beschleunigung-Verzögerung, Index Beschleunigung-Verzögerung usw., und
einem Beschleunigungs-Verzögerungs-Parameter: Zeitkonstante (time constant), Neigungswinkel (tangentiale Beschleunigung), normale Beschleunigung, Ortsfehler (Toleranz), Sollpositionstoleranz usw..
In der numerischen Steuerungseinrichtung 1 aus 1 analysiert die Analyseeinheit 13 sequenziell einen in dem Bearbeitungsprogramm 11 beschriebenen Befehl und erzeugt die Bewegungsdaten 15. Das Bearbeitungsprogramm 11 ist in einem nicht gezeigten Speicher gespeichert oder wird von außen zugeführt. Wenn in dem Bearbeitungsprogramm 11 der Befehl 12 eines Festzyklus enthalten ist, liest die Analyseeinheit 13 die Festzyklusdaten 14 aus und erzeugt eigentliche Bewegungsdaten 15. Die Festzyklusdaten 14 sind durch Beschreibung einer typischen Bearbeitungstätigkeit, wie beispielsweise einer Lochbearbeitung, mittels eines allgemeinen Beschreibungsverfahrens (Makrotext oder dergleichen) aufgebaut. Weiter erzeugt die Analyseeinheit 13 gemäß dem Befehl 12 (insbesondere Festzyklusbefehl) den Bewegungstyp 17. Die Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten-Auswahl-Einheit 18 liest die Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten 19, welche dem Bewegungstyp 17 entsprechen, für einen jeweiligen Bewegungstyp aus den Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten 20 aus und gibt die Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten 19 in die Interpolations-und Beschleunigungs-Verzögerungs-Einheit 16 ein. Die Interpolations-und Beschleunigungs-Verzögerungs-Einheit 16 führt eine Interpolation durch, und führt auch entsprechend den Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten 19 eine Beschleunigung-Verzögerung durch, um den Positionsbefehl 21 zu erzeugen. Der erzeugte Positionsbefehl 21 wird an einen Servoverstärker 2 gesendet, um einen nicht gezeigten Motor anzutreiben und eine Werkzeugmaschine zu betreiben, um dadurch eine gewünschte Bearbeitung durchzuführen. Übrigens ist die numerische Steuerungseinrichtung in dieser Zeichnung in einem Umfang ausgebildet, welche nicht den Servoverstärker enthält, aber ein Gerät, welches den Servoverstärker enthält, kann auch als numerische Steuerungseinrichtung bezeichnet werden.
2 zeigt für jeden Bewegungstyp ein Beispiel der Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten. In diesem Fall ist der Bewegungstyp eine Festzyklusgruppe. Beispielsweise umfasst eine Bohr-Bearbeitung einen Festzyklus von einem Typ eines Bohrens bis zum Boden eines Loches in einem einzigen Schnitt und einen Festzyklus von einem Typ eines schrittweisen Bearbeitens bis zum Boden eines Loches mit einer Vielzahl von Schnitten. Jeder der beiden Festzyklen ist als ein Bohr-Bearbeitungszyklus klassifiziert. Wie in der Tabelle von 2 gezeigt, wird die Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung (konstanter Beschleunigungstyp / Neigungswinkeltyp) als Beschleunigungs-Verzögerungs-Verfahren ausgewählt, wird die Lineartyp Beschleunigung-Verzögerung als Beschleunigungs-Verzögerungs-Muster ausgewählt, wird 0,3 als Neigungswinkel (tangentiale Beschleunigung) ausgewählt, und wird 0,02 als die Sollpositionstoleranz ausgewählt. Die Sollpositionstoleranz stellt einen zulässigen Positionierungsfehler am Endpunkt der Bewegung dar. Diese Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten werden unter Berücksichtigung von Charakteristika (höchste Beschleunigung usw.) der in dem Bohr-Bearbeitungszyklus verwendeten Achsen, der in der Bohr-Bearbeitung üblicherweise erforderlichen Bearbeitungsgenauigkeit usw. festgesetzt. Die Interpolations-und-Beschleunigungs-Verzögerungs-Einheit 116 führt die Beschleunigung-Verzögerung basierend auf den ausgewählten Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten aus. In der Tabelle von 2 werden während des Bohr-Bearbeitungszyklus keine gewöhnlichen Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten sondern Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten für den Bohr-Bearbeitungszyklus ausgewählt. Somit wird die Beschleunigung-Verzögerung mit einer größeren Beschleunigung / einem größeren Neigungswinkel als gewöhnlich ausgeführt, und in der Folge wird die Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeit kurz. Weiter kann die Bearbeitungszeit kürzer als gewöhnlich sein, da die Beschleunigung-Verzögerung mit einer großen Sollpositionstoleranz durchgeführt wird.
Übrigens ist in 2 während des Bohr-Bearbeitungszyklus die Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Beschleunigungstyp / Neigungswinkeltyp (Beschleunigung) als das Beschleunigungs-Verzögerungs-Verfahren ausgewählt. Der Grund hierfür wird unter Bezugnahme auf 3 erläutert. 3 zeigt Geschwindigkeits-Kurvenverläufe aufgrund von Unterschieden in den Beschleunigungs-Verzögerungs-Verfahren im Falle von Bewegungen (N1, N2) von zwei Blöcken. In dem Beispiel wird die Bohr-Bearbeitung angenommen. N1 ist ein Schnittvorschub von einem Locheinlass zu einem Lochboden und N2 ist eine Hochgeschwindigkeitsrückführung vom Lochboden zum Locheinlass. Wie in 3(1) gezeigt, ist es erforderlich, die längste Zeitkonstante entsprechend der höchsten Zufuhrgeschwindigkeit der Achse festzusetzen, wenn die Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Zeitkonstantentyp verwendet wird. In der Folge benötigt die Bewegung N1 unabhängig von ihrer Zuführgeschwindigkeit einen gewissen Betrag an Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeit, und die Bewegungszeit von N1 wird dadurch lang. Wenn die Pre-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Beschleunigungstyp / Neigungswinkeltyp verwendet wird, wie es in 3(2) gezeigt ist, wird die Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeit von N1 proportional zur Zuführgeschwindigkeit festgesetzt (ein proportionaler Koeffizient ist die maximale Zeitkonstante/maximale Zuführgeschwindigkeit). Somit wird die Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeit bei einer üblichen Bearbeitungsgeschwindigkeit (kleiner höchste Zuführgeschwindigkeit) kleiner als die längste Zeitkonstante. Bei der Pre-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung wird die Beschleunigung-Verzögerung auf eine zusammengesetzte Geschwindigkeit entlang einer Bahn angewandt, und wird danach eine Interpolation (verteilt auf die jeweiligen Achsen) durchgeführt. Somit wird in einem Fall, in welchem sich die Richtung am Endpunkt des Blockes ändert, der Geschwindigkeits-Kurvenverlauf an jeder der Achsen unstetig (die Geschwindigkeit ändert schrittweise). In der Folge wird die Geschwindigkeit am Endpunkt von N1 nicht ausreichend reduziert, und es ist wahrscheinlich, dass aufgrund der Unstetigkeit der Geschwindigkeit Vibrationen auftreten. Daher ist es, anders als im Fall der Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Zeitkonstantentyp von 3(1), schwierig, die Vorgänge von N1 und N2 zu überlappen. Im Gegensatz dazu wird bei der Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Beschleunigungstyp / Neigungswinkeltyp von 3(3) die Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeit daran gehindert, kurz zu werden, da die Beschleunigung / der Neigungswinkel konstant ist. Weiter können, da eine Bewegung und eine anschließende Bewegung überlappt werden können, (der Geschwindigkeits-Kurvenverlauf wird auch dann nicht unstetig, wenn er überlappt wird), Vibrationen unterdrückt werden. In der Folge ist es vorteilhafter, die Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Beschleunigungstyp / Neigungswinkeltyp als Beschleunigungs-Verzögerungs-Verfahren für den Bohr-Bearbeitungszyklus festzusetzen. Auf diese Weise kann auch in einem Fall eines Beschleunigungs-Verzögerungs-Modus, der üblicherweise in diversen Arten der Bearbeitung auf universelle Weise eingesetzt wird, in einem Bearbeitungszyklus wie beispielsweise der Bohr-Bearbeitung, in welchem es eine höhere Priorität hinsichtlich der Bearbeitungszeit gibt, durch Verwendung der Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Beschleunigungstyp / Neigungswinkeltyp eine Verarbeitungszeit verkürzt werden.
Jedoch tritt in dem Fall der Verwendung der Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Beschleunigungstyp / Neigungswinkeltyp, auch wenn die Bearbeitungszeit verkürzt werden kann, ein Problem auf, dass es wahrscheinlich ist, dass mechanische Vibrationen auftreten. Mit Hinblick hierauf ist es vorgesehen, durch Verwendung einer Kombination der Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Zeitkonstantentyp mit einer kleinen Zeitkonstante (Durchführen der Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Zeitkonstantentyp mit einer kleinen Zeitkonstante nach Durchführen der Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Beschleunigungstyp / Neigungswinkeltyp) eine Verbesserung herbeizuführen, wodurch der Geschwindigkeits-Kurvenverlauf geglättet wird. Die so in Kombination verwendete Zeitkonstante der Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Zeitkonstantentyp ist auf eine Weise festgesetzt oder gesteuert, dass eine Summe der Zeitkonstanten des Bohr-Bearbeitungszyklus' (in dem Beispiel von 2 eine Summe der Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeit (Zuführgeschwindigkeit/Beschleunigung (Neigungswinkel)) der Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Beschleunigungstyp / Neigungswinkeltyp und der Zeitkonstante der Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Zeitkonstantentyp) eine Summe der üblichen Zeitkonstanten (in dem Beispiel von 2 eine Summe der Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeit (Zuführgeschwindigkeit/Beschleunigung (Neigungswinkel)) der Pre-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Beschleunigungstyp / Neigungswinkeltyp und der Zeitkonstante der Pre-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Zeitkonstantentyp) nicht übertroffen wird. Auf diese Weise wird die Bearbeitungszeit des Bohr-Bearbeitungszyklus, welcher eine höhere Priorität hinsichtlich der Bearbeitungszeit hat, kürzer als üblich gemacht.
Alternativ ist in einem Fall der Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Beschleunigungstyp / Neigungswinkeltyp, wie er in 5(a) gezeigt ist, die Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeit allgemein proportional zu der Zuführgeschwindigkeit (Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeit T = T max (maximale Zeitkonstante) x F / Fmax (maximale Zuführgeschwindigkeit)). In einem Fall, in dem die Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeit T nicht mehr als ein vorab festgesetzter Referenzwert ist, kann die Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeit so korrigiert werden, dass sie größer als die Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeit T und nicht größer als der Referenzwert ist. Beispielsweise kann in einem Fall in dem T nicht größer als ein Referenzwert T1 ist, T auf T1 korrigiert werden (dies bedeutet ein Mindestwert (T1) der Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeit wird bereitgestellt), wie es in 5(b) gezeigt ist. Alternativ kann in einem Fall, in welchem die Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeit T kleiner als ein Referenzwerte T2 (in einem Fall in welchem eine Geschwindigkeit F kleiner als F2 ist) ist, die Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeit graduell herabgesetzt werden, da die Geschwindigkeit graduell von der Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeit T2 zu der kleinsten Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeit (T3) sinkt (entsprechend ist die Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeit so korrigiert, dass sie größer als T = Tmax x F/Fmax und nicht größer als der Referenzwert T2 ist), wie es in 5(c) gezeigt ist. Alternativ können sie in Kombination verwendet werden, wie es in 5(d), (b) und (c) gezeigt ist. Durch Verwendung der Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeit nach Korrektur wird ein durch Teilen der Zuführgeschwindigkeit durch die Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeit nach der Korrektur erhaltener Wert als eine Beschleunigung / ein Neigungswinkel nach der Korrektur festgesetzt. Dann führt die Interpolations-und-Beschleunigungs-Verzögerungs-Einheit die Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Beschleunigungstyp / Neigungswinkeltyp unter Verwendung der Beschleunigung / des Neigungswinkels nach der Korrektur durch. Jeder von dem Referenzwert für die Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeit, die kleinste Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeit und eine Rate des graduellen Herabsetzens der Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeit in einem Bereich geringer Geschwindigkeit wird unter Berücksichtigung von Vibrationscharakteristika der Maschine angepasst. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass die Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeit in einem Bereich, in welchem die Geschwindigkeit gering ist, übermäßig kurz wird und es wahrscheinlich ist, dass Vibrationen auftreten, obwohl die Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Beschleunigungstyp / Neigungswinkeltyp als Basis verwendet wird, und dass die Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeit kurz wird. Weiter kann in diesem Fall durch Anpassen der kleinsten Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeit und der Rate des graduellen Herabsetzens der Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeit in Bereichen niedriger Geschwindigkeit auf eine Weise, dass die Summen üblicher Zeitkonstanten nicht überschritten würden, die Bearbeitungszeit kürzer als üblich werden.
In dem vorstehend beschriebenen Beispiel werden die Beschleunigungs-Verzögerungs-Verfahren und die Beschleunigung-Verzögerungs-Parameter usw. in dem Verfahren vorab vor der Bearbeitung in der in 2 gezeigten Tabelle festgesetzt. Alternativ kann die numerische Steuerungseinrichtung ohne Verwendung der Tabelle automatisch während eines bestimmten Bearbeitungszyklus' in ein bestimmtes Beschleunigungs-Verzögerungs-Verfahren und einen bestimmten Beschleunigungs-Verzögerungs-Parameter umschalten. Da beispielsweise der Bohr-Bearbeitungszyklus in den meisten Fällen eine höhere Priorität bezogen auf die Bearbeitungszeit aufweist, wird die Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Beschleunigungstyp / Neigungswinkeltyp, bei welchem die Bearbeitungszeit am kürzesten wird, durch die numerische Steuerungseinrichtung ausgewählt. Weiter kann infolge dieser Auswahl unter Berücksichtigung der üblichen Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeitkonstanten die Zeitkonstante der Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Zeitkonstantentyp, welche in Kombination zu verwenden ist, automatisch auf einen geringeren Bereich als die übliche Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeitkonstante gesetzt werden. Auf diese Weise ist es nicht erforderlich, vorab einen Vorgang eines Festsetzens der Beschleunigungs-Verzögerungs-Verfahren und der Beschleunigung-Verzögerungs-Parameter usw. für jeden Bearbeitungszyklus vorzunehmen, und in der Folge können Zeit und Mühen reduziert werden.
Weiter vorzugsweise können für jeden Festzyklus oder jede Festzyklusgruppe eine Mehrzahl von Schritten (Stufen) von Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten bereitgestellt werden (beispielsweise eine mehrstufige Auswahl, welche von einer Priorität der Genauigkeit zu einer Priorität der Bearbeitungszeit reicht), und können die Daten aus dem Bearbeitungsprogramm oder auf einem Bildschirm ausgewählt werden. Alternativ kann eine Toleranz aus dem Bearbeitungsprogramm oder auf dem Bildschirm ausgewählt werden, und können die Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten entsprechend der Genauigkeit der ausgewählten Toleranz aus einer Tabelle oder einem relationalen Ausdruck aus der Mehrzahl an Schritten von Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten für jeden Festzyklus oder jede Gruppe von Festzyklen ausgewählt werden. In der Folge kann die Bearbeitungszeit innerhalb eines für die Bearbeitung erforderlichen Genauigkeitsbereichs weiter reduziert werden.
Wie vorstehend beschrieben kann gemäß der ersten Ausführungsform auf vorteilhafte Weise eine Verkürzung der Bearbeitungszeit und eine Verbesserung der Genauigkeit einer bestimmten Bearbeitungstätigkeit realisiert werden, da die Beschleunigung-Verzögerung in Abhängigkeit von Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten ausgeführt wird, welche entsprechend einem Bewegungstyp ausgewählt wurden, ohne die Genauigkeit und dergleichen der üblichen Bearbeitung zu beeinflussen.
Weiter werden für jeden Festzyklus oder jede Festzyklusgruppe die Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten ausgewählt, und wird die Beschleunigung-Verzögerung gemäß diesen Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten durchgeführt. Insbesondere kann auf diese Weise auf vorteilhafte Weise eine Verkürzung der Bearbeitungszeit und eine Verbesserung der Genauigkeit einer bestimmten Bearbeitungstätigkeit, welche durch einen Festzyklus vorgegeben wird, erzielt werden, ohne eine Genauigkeit usw. der üblichen Bearbeitung zu beeinflussen.
Weiter werden auch in einem Fall, in dem das übliche Beschleunigungs-Verzögerungs-Verfahren die Pre-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung oder die Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Zeitkonstantentyp ist, wenn der Bewegungstyp ein bestimmter Festzyklus oder eine bestimmte Festzyklusgruppe ist, Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten ausgewählt, in welchen das Beschleunigungs-Verzögerungs-Verfahren die Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung von konstanten Beschleunigungstyp / Neigungswinkeltyp ist. Auf diese Weise kann die Bearbeitungszeit auf vorteilhafte Weise reduziert werden.
Weiter kann zum Zeitpunkt einer Auswahl der Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Beschleunigungstyp / Neigungswinkeltyp die Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung von konstanten Zeitkonstantentyp in Kombination verwendet werden. In der Folge kann ein geglätteterer Befehl erzeugt werden, und die Erzeugung von mechanischen Vibrationen und eine Herabsetzung der Genauigkeit kann auf vorteilhafte Weise unterdrückt werden.
Weiter ist auch einem Fall, in welchem die Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Beschleunigungstyp / Neigungswinkeltyp und die Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Zeitkonstantentyp in Kombination verwendet werden, die Summe der Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeit der Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Beschleunigungstyp / Neigungswinkeltyp, welche durch Teilen einer Befehlsgeschwindigkeit durch eine Beschleunigung / einen Neigungswinkel bestimmt wird, und der Zeitkonstante der Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Zeitkonstantentyp, welche in Kombination verwendet werden, kürzer gesetzt als die Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeit der Prä-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung oder der Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Zeitkonstantentyp, welche üblicherweise ausgewählt werden. In der Folge kann auf vorteilhafte Weise die Bearbeitungszeit verkürzt werden, weil die Erzeugung von mechanischen Vibrationen und die Verschlechterung der Genauigkeit unterdrückt wird.
Weiter wird in einem Fall, in welchem die Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Beschleunigungstyp / Neigungswinkeltyp ausgewählt wird, ein Minimalwert für die Zeitkonstante bereitgestellt oder eine Zeitkonstante, die größer als eine Zeitkonstante ist, die durch Teilen einer Zuführgeschwindigkeit mit einer Beschleunigung / einem Neigungswinkel erhalten wird, verwendet. Auf diese Weise werden die Erzeugung von mechanischen Vibrationen und die Verringerung der Genauigkeit auf vorteilhafte Weise unterdrückt.
Weiter wird in einem Fall einer Auswahl der Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Beschleunigungstyp / Neigungswinkeltyp, wenn der Minimalwert für die Zeitkonstante festgesetzt ist, oder eine größere Zeitkonstante als einer Zeitkonstante verwendet wird, welche durch Teilen einer Zuführgeschwindigkeit durch eine Beschleunigung / einen Neigungswinkel erhalten wird, eine Zeitkonstante für die Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Beschleunigungstyp / Neigungswinkeltyp so ausgewählt, dass sie kürzer als die übliche Zeitkonstante ist. Im Ergebnis kann auf vorteilhafte Weise die Bearbeitungszeit zuverlässig verkürzt und die Erzeugung von mechanischen Vibrationen und eine Verschlechterung der Genauigkeit unterdrückt werden.
Zweite Ausführungsform
In der ersten Ausführungsform wurde ein Beispiel beschrieben, in welchem das Beschleunigungs-Verzögerungs-Verfahren und die Beschleunigungs-Verzögerungs-Parameter usw. für jeden Festzyklus oder jede Festzyklusgruppe ausgewählt werden. Die zweite Ausführungsform zeigt ein Beispiel, in welchem der Bewegungstyp weiter für jede Bewegung innerhalb des Festzyklus' unterteilt ist.
6 ist ein Flussdiagramm, welches eine Tätigkeit der Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten-Auswahl-Einheit zeigt. In ST1 wird festgestellt, ob jede Bewegung eine finale Form (finale Bearbeitungsform) kontaktiert, oder ob nicht. Die finale Form repräsentiert eine Bearbeitungsform, welche im Falle eines Abschlusses des Festzyklus' abschließend erzeugt wird. Beispielsweise wird im Falle eines Bohr-Bearbeitungszyklus', welcher eine schrittweise Zufuhr verwendet, bei dem die Bearbeitung durch eine Mehrzahl von Malen (Zeitabschnitten) von Schnittvorschüben erzeugt wird, festgestellt, dass der Schnittvorschub auf dem Weg bis zu einem Loch die finale Form nicht kontaktiert. Im Gegensatz hierzu wird festgestellt, dass der finale Schnittvorschub bis zum Boden des Loches die finale Form kontaktiert. Im Festzyklus kann in Abhängigkeit davon, welcher Block (Bewegung) es innerhalb der Festzyklusdaten (Makro) ist, festgestellt werden, ob die Bewegungsbahn die finale Form kontaktiert, oder ob nicht. Im Falle einer Bohr-Bearbeitung ist eine Bewegung bis zu dem Boden eines Lochs eine Bewegung, welche eine finale Form kontaktiert, wohingegen ein Schnittvorschub anders als diese Bewegung eine Bewegung ist, welche die finale Form nicht kontaktiert. Im Falle von JA in ST1 (im Falle eines Kontaktierens der finalen Form), werden die ersten Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten ausgewählt. Im Falle von NEIN in ST1 (im Falle eines Nichtkontaktierens der finalen Form), werden die zweiten Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten ausgewählt. Die zweiten Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten sind Daten zum Verkürzen der Bearbeitungszeit gegenüber der der ersten Verzögerungs-Beschleunigungsdaten.
7 ist ein Beispiel der Tätigkeit des Lochbearbeitungszyklus unter Verwendung eines schrittweisen Vorschubs. 7(a) zeigt einen Bewegungsbefehl eines Tieflochbearbeitungszyklus' und 7(b) zeigt einen Bewegungsbefehl eines Hochgeschwindigkeitstieflochbearbeitungszyklus'. Im Falle von (a) erfolgt die Bearbeitung zum Boden des Lochs durch Aufteilen in drei Abschnitte, wobei jedes Mal eine Tiefe Q eingebracht wird. Obwohl die Bearbeitung durch drei Schnittvorschubbewegungen N1, N4 und N7 erfolgt, beeinflusst nur die Bewegung N7 direkt eine Genauigkeit einer finalen Bearbeitungsform. Daher wird ein zulässiger Fehlerwert (Sollpositionstoleranz) an einem Endpunkt von N7 so festgesetzt, dass die Genauigkeit in dem Endpunkt der Bewegung N7, welche sich auf die finale Bearbeitungsform bezieht, die erforderliche Genauigkeit erfüllt. Andererseits, da die Genauigkeit an den Endpunkten von jedem von N1 und N4 eine finale Bearbeitungsform nicht beeinflusst, wird ein größerer Wert als die Sollpositionstoleranz am Endpunkt von N7 festgesetzt, um die Bearbeitungszeit zu verkürzen. Auf ähnliche Weise wird ein zulässiger Fehler von jedem von N1 und N3 auf einen größeren Wert gesetzt, um die Bearbeitungszeit zu verkürzen, da die Genauigkeit der Bearbeitung im finalen Schritt (N5) am wichtigsten ist, wie auch in 7(b) gezeigt.
Zusätzlich zur Bohr-Bearbeitung ist es beispielsweise bei jedem von einer Dreh-Bearbeitung (die Zeichnung zeigt ein Beispiel einer Bearbeitung eines äußeren Durchmessers), wie in 8(a) gezeigt, und einer Fräs-Bearbeitung (die Zeichnung zeigt ein Beispiel einer Bearbeitung einer Tasche), wie in 8(b) gezeigt, erforderlich, Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten zu verwenden, die geeignet sind, eine geeignete Genauigkeit bereitzustellen, da eine Bewegung (Werkzeugbahn), welche eine finale Bearbeitungsform kontaktiert, einen direkten Einfluss auf die Bearbeitungsgenauigkeit hat. Gleichzeitig werden für die anderen Bewegungen Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten ausgewählt, die geeignet sind, eine Bearbeitungszeit zu verkürzen. Beispielsweise wird im Falle eines Dreh-Bearbeitungszyklus', in dem die Bearbeitung durch eine Mehrzahl von Malen eines Schnittvorschubs durchgeführt wird, wie es in 8(a) gezeigt ist, die Bearbeitung durch Unterteilen in drei Male eines Schnittvorschubs von P2 - P3, P5 - P6 und P7 - P8 durchgeführt. Nur die Bewegung des Schnittvorschubs von P7 - P8 beeinflusst eine Genauigkeit der abschließenden Bearbeitungsform direkt. Daher wird ein zulässiger Fehlerwert (Sollpositionstoleranz) von P7 - P8 so festgesetzt, dass die Bearbeitungsgenauigkeit der Bewegung unter Verwendung des Schnittvorschubs von P7 - P8, welcher sich auf die finale Bearbeitungsform bezieht, die benötigte Genauigkeit erfüllt. Andererseits, da die Bearbeitungsgenauigkeit der Bewegungen, welche jede der Schnittvorschübe von P2 - P3 und P5 - P6 verwenden, die abschließende Bearbeitungsform nicht beeinflusst, wird ein größerer Wert als die Sollpositionstoleranz für den Schnittvorschub P7 - P8 festgesetzt, um die Bearbeitungszeit zu verkürzen. Auch im Fall eines Fräsverarbeitungszyklus', in dem die Bearbeitung durch eine Vielzahl von Malen von Schnittvorschüben durchgeführt wird, wie es in 8(b) gezeigt ist, wird die Bearbeitung durch Unterteilung in viermalige Schnittvorschübe C1, C2, C3 und C4 durchgeführt. Nur die Bewegung des Schnittvorschubes C4 hat einen direkten Einfluss auf die Genauigkeit der abschließenden Bearbeitungsform. Daher wird ein zulässiger Fehlerwert (Sollpositionstoleranz) von C4 so festgesetzt, dass die Bearbeitungsgenauigkeit der Bewegung mit dem Schnittvorschub C4, welcher sich auf die abschließende Bearbeitungsform bezieht, die erforderliche Genauigkeit erfüllt. Die Bearbeitungsgenauigkeit der Bewegungen von jedem der Schnittvorschübe von C1, C2 und C3, die die abschließende Bearbeitungsform nicht beeinflusst, wird ein größerer Wert als der Sollpositionstoleranz für den Schnittvorschub C4 festgesetzt, um die Bearbeitungszeit zu verkürzen.
Wenn jedoch beispielsweise die Sollpositionstoleranz von N4 in 7(a) übertrieben ist, erreicht ein Werkzeug nicht die Endposition von N4. In der Folge wird ein Bearbeitungsmaß am Endpunkt des finalen Schritts N7 größer als ein vorgegebener Wert (Q). Ganz allgemein neigen Späne am Boden eines Lochs dazu, eine Bewegung zu hemmen, so dass eine Bearbeitungslast ansteigt. Wenn das Bearbeitungsmaß in der Nähe des Bodens eines Lochs zu groß wird, tritt ein Problem, wie beispielsweise eine Überlastung, ein Biegen des Werkzeugs oder ein Brechen des Werkzeugs auf. Solche Probleme müssen vermieden werden. Insbesondere wenn sich das Werkzeug aufgrund der Überlast verbiegt, wird die Bearbeitungsgenauigkeit negativ beeinflusst. Um die Bearbeitung stabil und mit hoher Genauigkeit durchzuführen, ohne eine Überlastung der Bearbeitung in dem finalen Schritt (N7) hervorzurufen, ist es erforderlich, die Überlastung oder die Verschlechterung der Genauigkeit bei der Bearbeitung eines vorangehenden Schritts nicht hervorzurufen, um hierdurch eine Fluktuation des Bearbeitungsmaßes (ein Schnittmaß, eine Bearbeitungstiefe in jedem Schritt im Falle einer Bohr-Bearbeitung) zu unterdrücken. Ähnlich ist die Genauigkeit der Bearbeitung in dem finalen Schritt (N5) auch in 7(b) am wichtigsten. Daher ist der zulässige Fehler von jeden von N1 und N3 in gewissem Umfang groß gewählt, um die Bearbeitungszeit zu verkürzen. Gleichzeitig muss die Genauigkeit von N3 ein gewisses Maß für N5 haben und muss auch die Genauigkeit von N1 ein gewisses Maß für N3 haben, wenn das Beibehalten der Stabilität und Genauigkeit der Bearbeitung berücksichtigt wird. Das gilt auch für den anderen Fall einer Dreh-Bearbeitung und Fräs-Bearbeitung. Ein in Bezug auf eine Bewegung zulässiger Fehler, welche keine finale Bearbeitungsform erzeugt, kann automatisch in Übereinstimmung mit einem Bearbeitungsmaß unter dem Gesichtspunkt bestimmt werden, dass keine Fluktuation des Bearbeitungsmaßes hervorgerufen wird (Schnittmenge, Bearbeitungstiefe in jedem Schritt im Falle einer Bohr-Bearbeitung). Beispielsweise kann im Falle einer Bohr-Bearbeitung der zulässige Fehler leicht auf einen Wert festgesetzt werden, der erhalten wird, indem als zulässiger Fehler die Bearbeitungstiefe (Q) in jedem Schritt mit einer vorgegebenen Gewichtung (beispielsweise 5 %) multipliziert wird.
Weiter vorzugsweise werden in einem Fall des Durchführens einer Bearbeitung durch eine Mehrzahl von Malen eines Schnittvorschubs auf eine Weise, in welcher eine finale Bearbeitungsform durch N-mal Bearbeitung erzielt wird, wie es in 9 gezeigt wird, die Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten so ausgewählt, dass ein graduell sinkender Typ eines Fehlers erhalten wird, bei welchem ein Formfehler graduell abnimmt, wenn sich die Form der finalen Bearbeitungsform nähert. Insbesondere ist die Auswahl auf eine Weise getroffen, dass sich eine Sollpositionstoleranz des Schnittvorschubs in der Mitte graduell an eine Sollpositionstoleranz des finalen Schnittvorschubs annähert. Entsprechend wird die Tätigkeit auf eine Weise ausgeführt, dass die Bearbeitungszeit in einem Abschnitt, der weiter von der finalen Bearbeitungsform beabstandet ist, kürzer wird, wobei gleichzeitig die Stabilität und Genauigkeit der Bearbeitung beibehalten wird. In der Folge kann die Bearbeitungszeit verkürzt werden.
Gemäß der zweiten Ausführungsform werden in dem Fall des Durchführens einer Bearbeitung gemäß eines Festzyklus', in dem eine Bearbeitung graduell durch eine Mehrzahl von Malen von Schnittvorschubtätigkeiten durchgeführt wird, die Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten auf eine Weise ausgewählt, dass eine Genauigkeit einer Bewegung, welche sich auf die Erzeugung einer finalen Bearbeitungsform bezieht, höher als eine Genauigkeit einer Bewegung ist, welche sich nicht auf die Erzeugung einer finalen Bearbeitungsform bezieht, ist. In der Folge kann eine Bearbeitungszeit auf vorteilhafte Weise verkürzt werden, während die Genauigkeit der finalen Bearbeitungsform beibehalten wird.
Weiter werden die Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten auf eine Weise ausgewählt, dass ein Formfehler schrittweise abnimmt, wenn sich die Form einer finalen Bearbeitungsform nähert. In der Folge kann eine Bearbeitungszeit auf vorteilhafte Weise verkürzt werden, während die Stabilität und Genauigkeit der Bearbeitung beibehalten wird.
Industrielle Anwendbarkeit
Die numerische Steuerungseinrichtung gemäß der Erfindung ist geeignet, eine Beschleunigungs-Verzögerungs-Steuerung durchzuführen, um eine Verkürzung einer Bearbeitungszeit und eine Verbesserung der Genauigkeit einer durch einen Festzyklus oder dergleichen instruierten bestimmten Bearbeitungstätigkeit zu verwirklichen.
Bezugszeichenliste

1: Numerische Steuerungseinrichtung
2: Servoverstärker
11: Bearbeitungsprogramm
12: Befehl
13: Analyseeinheit
14: Festzyklusdaten
15: Bewegungsdaten
16: Interpolations-und-Beschleunigungs-Verzögerungs-Einheit
17: Bewegungstyp
18: Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten-Auswahl-Einheit
19: Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten
20: Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten für bestimmte Bewegungstypen
21: Positionsbefehl

Claims

Numerische Steuerungseinrichtung (1), welche Positionen der jeweiligen Achsen einer Werkzeugmaschine entsprechend einem Bearbeitungsprogramm (11) kontrolliert, wobei die numerische Steuerungseinrichtung (1) aufweist: eine Analyseeinheit (13), welche durch Analysieren eines Befehls (12), welcher durch das Bearbeitungsprogramm (11) instruiert wird, Bewegungsdaten (15) und einen Bewegungstyp (17) erhält, wobei der Bewegungstyp (17) einen,Normal-Modus einen Festzyklus-Typ und einen Festzyklusgruppe-Typ umfasst, wobei der Normal-Modus ein vom Festzyklus und vom Festzyklusgruppe verschiedener Bewegungstyp (17) ist; eine Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten-Auswahl-Einheit (18), welche entsprechend dem Bewegungstyp (17) spezifische Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten (19) aus Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten (20), in welchen vorab für jeden Bewegungstyp (17) Bewegungs-Verzögerungsverfahren festgelegt sind, auswählt; und eine Interpolations-und-Beschleunigungs-Verzögerungs-Einheit (16), welche durch Durchführen einer Interpolation auf einer Bewegungsbahn, welche durch die Bewegungsdaten (15) instruiert wird, entsprechend einer Befehlsgeschwindigkeit und durch Durchführen einer Beschleunigung-Verzögerung gemäß der Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten (19) einen Positionsbefehl (21) erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Fall, in dem der Bewegungstyp (17) ein bestimmter Festzyklus oder Festzyklusgruppe ist, die Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten-Auswahl-Einheit (18) Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten (19) auswählt, bei welchen das Beschleunigungs-Verzögerungs-Verfahren eine Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Beschleunigungstyp ist, und auch Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten (19) auswählt, in welchen das Beschleunigungs-Verzögerungs-Verfahren die Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Zeitkonstantentyp ist, und weiter in einem Fall einer Auswahl von Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten (19), in welchen das Beschleunigungs-Verzögerungs-Verfahren die Post-Interpolation Beschleunigungs-Verzögerung vom konstanten Zeitkonstantentyp ist, die Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten-Auswahl-Einheit (18) die Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten (19), in welchen das Beschleunigungs-Verzögerungs-Verfahren die Post-Interpolation Beschleunigungs-Verzögerung vom konstanten Zeitkonstantentyp ist, so auswählt, dass eine Summe einer Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeit, welche durch Teilen einer Vorschubgeschwindigkeit durch eine Beschleunigung bestimmt wird, welche in den Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten (19) festgesetzt ist, in welchen das Beschleunigungs-Verzögerungs-Verfahren die Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Beschleunigungstyp ist, und einer Zeitkonstante, welche in den Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten (19) festgesetzt ist, in welchen das Beschleunigungs-Verzögerungs-Verfahren die Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Zeitkonstantentyp ist, kleiner als eine Summe einer Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeit ist, die durch Teilen einer Vorschubgeschwindigkeit durch eine Beschleunigung, welche in Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten (19) festgesetzt ist, welche ausgewählt werden, wenn der Bewegungstyp (17) der Normal-Modus ist, und einer Zeitkonstante der Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Zeitkonstantentyp, welche in den Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten (19) festgesetzt ist, welche in einem Fall ausgewählt werden, wenn der Bewegungstyp (17) der Normal-Modus ist, erhalten wird, und die Interpolations-und-Beschleunigungs-Verzögerungs-Einheit (16) die Beschleunigung-Verzögerung gemäß der Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten (19), in welchen das Beschleunigungs-Verzögerungs-Verfahren die Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Beschleunigungstyp ist, durchführt, und auch die Beschleunigung-Verzögerung gemäß der Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten (19), in welchen das Beschleunigungs-Verzögerungs-Verfahren die Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Zeitkonstantentyp ist, durchführt.
Numerische Steuerungseinrichtung (1), welche Positionen der jeweiligen Achsen einer Werkzeugmaschine entsprechend einem Bearbeitungsprogramm (11) kontrolliert, wobei die numerische Steuerungseinrichtung (1) aufweist: eine Analyseeinheit (13), welche durch Analysieren eines Befehls (12), welcher durch das Bearbeitungsprogramm (11) instruiert wird, Bewegungsdaten (15) und einen Bewegungstyp (17) erhält, wobei der Bewegungstyp (17) einen Normal-Modus, einen Festzyklus-Typ und einen Festzyklusgruppe-Typ umfasst, wobei der Normal-Modus ein vom Festzyklus und vom Festzyklusgruppe verschiedener Bewegungstyp (17) ist; eine Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten-Auswahl-Einheit (18), welche entsprechend dem Bewegungstyp (17) spezifische Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten (19) aus Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten (20), in welchen vorab für jeden Bewegungstyp (17) Bewegungs-Verzögerungsverfahren festgelegt sind, auswählt; und eine Interpolations-und-Beschleunigungs-Verzögerungs-Einheit (16), welche durch Durchführen einer Interpolation auf einer Bewegungsbahn, welche durch die Bewegungsdaten (15) instruiert wird, entsprechend einer Befehlsgeschwindigkeit und durch Durchführen einer Beschleunigung-Verzögerung gemäß der Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten (19) einen Positionsbefehl (21) erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Fall, in welchem der Bewegungstyp (17) ein bestimmter Festzyklus oder Festzyklusgruppe ist, die Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten-Auswahl-Einheit (18) die Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten (19) auswählt, in welchen das Beschleunigungs-Verzögerungs-Verfahren die Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Beschleunigungstyp ist, wenn eine Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeit, welche durch Teilen einer Zufuhrgeschwindigkeit durch eine Beschleunigung, welche in den Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten (19) festgesetzt ist, in welchen das Beschleunigungs-Verzögerungs-Verfahren die Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Beschleunigungstyp ist, nicht länger als ein Referenzwert ist, der vorab festgesetzt ist, die Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeit so korrigiert, dass sie länger als die Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeit und nicht länger als der Referenzwert ist, und nach der Korrektur eine Beschleunigung erhält, indem die Zufuhrgeschwindigkeit durch die korrigierte Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeit geteilt wird, und die Interpolations-und-Beschleunigungs-Verzögerungseinheit die Beschleunigung-Verzögerung unter Verwendung der Beschleunigung nach der Korrektur durchführt.
Numerische Steuerungseinrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Fall, in welchem der Bewegungstyp (17) ein bestimmter Festzyklus oder eine Festzyklusgruppe ist, zum Zeitpunkt der Auswahl der Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten (19), in welchen das Beschleunigungs-Verzögerungs-Verfahren die Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Beschleunigungstyp ist, die Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten-Auswahl-Einheit (18) die Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten (19) auswählt, in welchen das Beschleunigungs-Verzögerungs-Verfahren die Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Beschleunigungstyp ist, so dass die Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeit, welche durch Teilen der Zuführgeschwindigkeit durch die in den Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten (19), in welchen das Beschleunigungs-Verzögerungs-Verfahren die Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Beschleunigungstyp ist, festgelegte Beschleunigung bestimmt wird, kürzer festgesetzt wird als eine Summe einer Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeit, welche durch Teilen einer Zuführgeschwindigkeit durch eine Beschleunigung, die in Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten (19) festgesetzt ist, die in einem Fall ausgewählt werden, in dem der Bewegungstyp (17) der Normal-Modus ist, und einer Zeitkonstante der Post-Interpolation Beschleunigung-Verzögerung vom konstanten Zeitkonstantentyp, welcher in den Beschleunigungs-Verzögerungs-Daten (19) festgesetzt ist, die in einem Fall ausgewählt werden, in dem der Bewegungstyp (17) der Normal-Modus ist, bestimmt wird.