DE112013007139T5

DE112013007139T5 - Numerische Steuervorrichtung

Info

Publication number: DE112013007139T5
Application number: DE112013007139.8T
Authority: DE
Inventors: Yukihiro Iuchi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-06-06
Filing date: 2013-06-06
Publication date: 2016-03-03
Also published as: CN104380217B; WO2014196066A1; JP5452788B1; US20150134101A1; TW201447520A; CN104380217A; JPWO2014196066A1; US9529352B2; TWI498694B

Abstract

Eine numerische Steuervorrichtung weist auf: Eine Programmleseeinheit (3), die ein Bearbeitungsprogramm (2) liest, eine Neigungsflächen-Festlegungseinheit (4), die ein Neigungsflächen-Koordinatensystem (14) bezüglich einer Neigungsfläche festlegt, eine Indexwinkel-Erzeugungseinheit (5), die einen Indexwinkel berechnet, wo ein Werkzeug, das zum Bearbeiten der Neigungsfläche verwendet wird, senkrecht zur Neigungsfläche ausgerichtet ist, und einen Bewegungsbefehl (15) erzeugt. Die Programmleseeinheit gibt einen Neigungsflächen-Festlegungsbefehl (11), der ein Festlegen des Neigungsflächen-Koordinatensystems instruiert, einen Neigungsflächen-Indexbefehl (12), der eine Berechnung des Indexwinkels instruiert, und einen Werkzeugauswahlbefehl (13) aus, der eine Auswahl eines der Werkzeuge instruiert, die entsprechend unterschiedliche Befestigungswinkel aufweisen. Die Neigungsflächen-Festlegungseinheit legt das Neigungsflächen-Koordinatensystem gemäß dem Neigungsflächen-Festlegungsbefehl fest. Die Indexwinkel-Erzeugungseinheit berechnet gemäß dem Neigungsflächen-Indexbefehl den Indexwinkel bezüglich des Werkzeuges, das gemäß dem Werkzeugauswahlbefehl ausgewählt wurde.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine numerische Steuervorrichtung, die eine numerische Steuerung (NC) für ein Mehrachsen-Bearbeitungswerkzeug durchführt, das mit einer Drehachse versehen ist.
Stand der Technik
Ein Bearbeitungswerkzeug, das mit einer numerischen Steuervorrichtung versehen ist, treibt jede Achse an, um ein Werkzeug zu einer durch die numerische Steuervorrichtung instruierten Position zu bewegen. Bezüglich einer konventionellen numerischen Steuervorrichtung, die ein mit einer Drehachse versehenes Mehrachsen-Bearbeitungswerkzeug steuert, dreht, wenn ein Werkzeug nicht senkrecht zu einer Bearbeitungsfläche ausgerichtet ist, die konventionelle numerische Steuervorrichtung normalerweise die Drehachse, um eine Ausrichtung des Werkzeugs derart zu steuern, dass das Werkzeug senkrecht zur Bearbeitungsfläche ausgerichtet ist.
Als ein Verfahren zum Steuern einer Ausrichtung eines Werkzeugs derart, dass das Werkzeug senkrecht zu einer geneigten Bearbeitungsfläche ausgerichtet ist, wurde zum Beispiel in Patentliteratur 1 ein Verfahren vorgeschlagen. Patentliteratur 1 offenbart ein Bestimmen sowohl eines Verfahrens zum Bewegen einer Drehachse und eines Verfahrens zum Bewegen der Drehachse und einer Linearachse, um eine Werkzeugspitzenposition bezüglich eines Werkstücks einzunehmen. Bezüglich einem mit einem Revolverdrehfutter versehenen Bearbeitungswerkzeug offenbaren Patentliteratur 2 und 3 ein Verfahren zum automatischen Berechnen eines Indexwinkels, der von einer Auswahl eines am Revolverdrehfutter befestigten Werkzeugs abhängt.
Referenzliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: Japanisches Patent Nr. 5079165
Patentliteratur 2: Veröffentlichte japanische Patentanmeldung Nr. 2004-30422
Patentliteratur 3: Veröffentlichte japanische Patentanmeldung Nr. H10-6178

Gegenstand der Erfindung
Technisches Problem
Das in Patentliteratur 1 offenbarte Verfahren ermöglicht eine Steuerung der Werkzeugausrichtung in einem Fall, wo sich das Werkzeug in einer bestimmten einen Richtung erstreckt. In einem Fall eines Revolverdrehfutters, wo sich Werkzeuge in verschiedenen Richtungen erstrecken, muss das in Patentliteratur 1 offenbarte Verfahren bezüglich jedes Werkzeuges einen Indexwinkel berechnen, wo das Werkzeug senkrecht zu einer geneigten Bearbeitungsfläche ausgerichtet ist. Deshalb gibt es darin ein Problem, dass eine Bearbeitungseffizienz bei der Steuerung der Werkzeugausrichtung verschlechtert ist. Gemäß der in Patentliteratur 2 und 3 offenbarten Technik ist es möglich, den Indexwinkel bezüglich jedes der am Revolverdrehfutter befestigten Werkzeuge zu berechnen. In diesem Fall müssen die Befestigungswinkel der Werkzeuge durch ein Bearbeitungsprogramm instruiert werden, was darin ein Problem verursacht, dass das Bearbeitungsprogramm kompliziert wird.
Die vorliegende Erfindung wurde mit Blick auf obiges durchgeführt, und es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine numerische Steuervorrichtung bereitzustellen, die es möglich macht, ohne Verkomplizieren eines Bearbeitungsprogramms den Indexwinkel für eine Vielzahl von sich entsprechend in unterschiedlichen Richtungen erstreckenden Werkzeugen zu berechnen und eine Bearbeitungseffizienz bei der Steuerung einer Werkzeugausrichtung zu verbessern.
Um die zuvor erwähnten Probleme zu lösen und das zuvor erwähnte Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung eine numerische Steuervorrichtung bereit, welche eine Position und eine Ausrichtung eines Werkzeugs bezüglich eines Werkstücks steuert. Die numerische Steuervorrichtung weist auf: Eine Programmleseeinheit, die ein Bearbeitungsprogramm zum Bearbeiten des Werkstücks lesen kann, eine Neigungsflächen-Festlegungseinheit, welche ein Neigungsflächen-Koordinatensystem bezüglich einer Neigungsfläche des Werkstücks festlegen kann, bei dem die Neigungsfläche eine bezüglich einem Maschinenkoordinatensystem, das als eine Referenz für eine Positionssteuerung verwendet wird, geschwenkte Bearbeitungsfläche ist, und ein Indexwinkel ein Drehwinkel einer Drehachse ist, wo das zum Bearbeiten der Neigungsfläche verwendete Werkzeug senkrecht zur Neigungsfläche ausgerichtet ist, eine Indexwinkel-Erzeugungseinheit, welche das Neigungsflächen-Koordinatensystem empfangen kann, durch das die Neigungsflächen-Festlegungseinheit festgelegt wurde, um den Indexwinkel zu berechnen, und einen Bewegungsbefehl zu erzeugen, der eine Bewegung der Drehachse derart instruiert, dass die Ausrichtung, die dem berechneten Indexwinkel entspricht, erhalten wird, und eine Bewegungsgrößenberechnungseinheit, die eine Bewegungsgröße für jeden Steuerzyklus gemäß dem Bewegungsbefehl berechnen kann. Die Programmleseeinheit gibt in Abhängigkeit von Inhalten des Bearbeitungsprogramms einen Neigungsflächen-Festlegungsbefehl, der ein Festlegen des Neigungsflächen-Koordinatensystems instruiert, einen Neigungsflachen-Indizierungsbefehl, der eine Berechnung des Indexwinkels instruiert, und einen Werkzeugauswahlbefehl aus, der eine Auswahl eines der Werkzeuge instruiert, wobei ein Befestigungswinkel für jedes der Werkzeuge unterschiedlich ist. Die Neigungsflächen-Festlegungseinheit legt das Neigungsflächen-Koordinatensystem gemäß der Neigungsfläche-Festlegungsausgabe von der Programmleseeinheit fest. Die Indexwinkel-Erzeugungseinheit berechnet gemäß der Neigungsflächen-Indexbefehlsausgabe von der Programmleseeinheit den Indexwinkel bezüglich des Werkzeugs, das gemäß der Werkzeugauswahl-Befehlsausgabe von der Programmleseeinheit ausgewählt wurde.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Die numerische Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung macht es möglich, den Indexwinkel durch den gleichen Befehl für jedes der Werkzeuge zu berechnen, die beim Bearbeiten der Neigungsfläche verwendet werden. Die numerische Steuervorrichtung kann ohne Verkomplizierung des Bearbeitungsprogramms den Indexwinkel für jedes der Werkzeuge unabhängig vom Befestigungswinkel automatisch berechnen. Die numerische Steuervorrichtung kann den Indexwinkel berechnen, der als eine Basis für einen Befehl für die Drehachse dient, ohne dass eine individuelle Berechnung in Abhängigkeit vom Werkzeug verwendet werden muss. Es ist somit möglich, die Arbeitseffizienz bei der Steuerung der Werkzeugausrichtung zu verbessern. Demnach macht es die numerische Steuervorrichtung möglich, ohne Verkomplizieren des Bearbeitungsprogramms den Indexwinkel für die Vielzahl der sich in den entsprechenden verschiedenen Richtungen erstreckenden Werkzeuge zu berechnen und die Bearbeitungseffizienz bei der Steuerung der Werkzeugausrichtung zu verbessern.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm, das einen Aufbau einer numerischen Steuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 ist eine schematische Darstellung, die einen Aufbau eines Bearbeitungswerkzeugs zeigt.
3 ist ein Flussdiagramm zum Erklären eines Betriebs einer Indexwinkel-Erzeugungseinheit.
4 ist eine Darstellung zum Erklären einer Korrespondenzbeziehung zwischen den Werkzeugen und Befestigungswinkeln.
5 ist eine Darstellung, die ein Beispiel zum Festlegen einer Korrespondenzbeziehung zwischen den Werkzeugen und den Befestigungswinkeln an einem NC-Schirm zeigt.
6 ist eine Darstellung, die ein Beispiel eines Bearbeitungsprogramms zeigt, welches einen Befehl für einen Befestigungswinkel umfasst.
7 ist ein Flussdiagramm zum Erklären eines Betriebs einer Indexwinkel-Erzeugungseinheit, die in einer numerischen Steuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ist.
8 ist eine Darstellung zum Erklären eines Beispiels eines Betriebs eines Bearbeitungswerkzeuges.
9 ist eine Darstellung zum Erklären einer Bestimmung, ob eine Bewegung eines Werkzeugs in einer Linearachsenrichtung notwendig ist oder nicht.
10 ist eine Darstellung zum Erklären einer Bestimmung, ob eine Bewegung eines Werkzeugs basierend auf einer notwendigen Region für einen Werkzeugrückzug notwendig ist oder nicht.
11 ist eine Darstellung zum Erklären einer Bewegung eines Werkzeugs in einer Richtung zum Werkstück.
Beschreibung der Ausführungsformen
Ausführungsformen einer numerischen Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es ist anzumerken, dass die vorliegende Erfindung nicht durch die Ausführungsformen beschränkt ist.
Erste Ausführungsform
1 ist ein Blockdiagramm, das einen Aufbau einer numerischen Steuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Eine numerische Steuervorrichtung 1 steuert eine Position und eine Ausrichtung eines Werkzeuges bezüglich eines Werkstücks.
Die numerische Steuervorrichtung 1 führt eine Analyseverarbeitung und eine Interpolationsverarbeitung eines Bearbeitungsprogramms 2 zum Bearbeiten des Werkstücks aus. Die numerische Steuervorrichtung 1 berechnet eine Bewegungsgröße 16 durch die Analyseverarbeitung und die Interpolationsverarbeitung und gibt die Bewegungsgröße 16 an einen Servoverstärker 7 aus. Ein Motor, der ein Steuerungsziel ist, ist mit dem Servoverstärker 7 verbunden. Eine Vielzahl von Motoren treiben Achsen eines Bearbeitungswerkzeugs an.
Die numerische Steuervorrichtung 1 umfasst eine Programmleseeinheit 3, eine Neigungsflächen-Festlegungseinheit 4, eine Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 und eine Bewegungsgrößenberechnungseinheit 6. Die Programmleseeinheit 3 liest das Bearbeitungsprogramm 2. Die Programmleseeinheit 3 führt eine Analyseverarbeitung des Lesebearbeitungsprogramms 2 aus. Die Programmleseeinheit 3 gibt eine Vielzahl von Befehlen aus, welche einen Neigungsflächen-Festlegungsbefehl 11, einen Neigungsflächen-Indexbefehl 12, und einen Werkzeugauswahlbefehl 13 umfassen, und zwar in Abhängigkeit von Inhalten des Bearbeitungsprogramms 2.
Die Programmleseeinheit 3 gibt den Neigungsflächen-Festlegungsbefehl 11 zu einer Neigungsflächen-Festlegungseinheit 4 aus. Der Neigungsflächen-Festlegungsbefehl 11 ist ein Befehl, der ein Festlegen eines Neigungsflächen-Koordinatensystems 14 instruiert. Die Neigungsflächen-Festlegungseinheit 4 legt das Neigungsflächen-Koordinatensystem 14 gemäß einer Ausgabe des Neigungsflächen-Festlegungsbefehls 11 von der Programmleseeinheit 3 fest. Die Neigungsflächen-Festlegungseinheit 4 kann das Neigungsflächen-Koordinatensystem 14 durch ein beliebiges, konventionell bekanntes Verfahren festlegen.
Das Neigungsflächen-Koordinatensystem 14 ist ein Koordinatensystem, das bezüglich einer Neigungsfläche festgelegt wird. Die Neigungsfläche des Werkstücks ist eine Bearbeitungsfläche, die bezüglich eines Maschinenbearbeitungssystems geschwenkt ist. Das Bearbeitungskoordinatensystem ist ein Koordinatensystem, das bezüglich des Bearbeitungswerkzeugs vorab festgelegt wurde, und wird als eine Referenz für eine Positionssteuerung des Bearbeitungswerkzeugs verwendet. Die Neigungsflächen-Festlegungseinheit 4 gibt das Neigungsflächen-Koordinatensystem 14, das gemäß dem Neigungsflächen-Festlegungsbefehl 11 festgelegt wurde, zur Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 aus.
Die Programmleseeinheit 3 gibt den Neigungsflächen-Indexbefehl 12 und den Werkzeugauswahlbefehl 13 zur Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 aus. Der Neigungsflächen-Indexbefehl 12 ist ein Befehl, der eine Berechnung eines Indexwinkels instruiert. Der Indexwinkel 4 ist ein Drehwinkel einer Drehachse, wo ein Werkzeug bei der Verwendung senkrecht zur Neigungsfläche ausgerichtet ist.
Der Werkzeugauswahlbefehl 13 ist ein Befehl, der eine Auswahl eines der Werkzeuge instruiert, deren Befestigungswinkel voneinander verschieden sind. Die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 wählt ein Werkzeug, das zum Bearbeiten der Neigungsfläche verwendet wird, gemäß der Ausgabe des Werkzeugausgabebefehls 13 von der Programmleseeinheit 3 aus.
Das Neigungsflächen-Koordinatensystem 14, das durch die Neigungsflächen-Festlegungseinheit 4 festgelegt wurde, wird zur Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 eingegeben. Die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 berechnet gemäß der Ausgabe des Neigungsflächen-Indexbefehls 12 von der Programmleseeinheit 3 den Indexwinkel bezüglich des Werkzeugs, das gemäß dem Werkzeugauswahlbefehl 13 ausgewählt wurde. Wenn der Indexwinkel berechnet wird, nimmt die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 auf das Neigungsflächen-Koordinatensystem 14 Bezug.
Die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 erzeugt einen Bewegungsbefehl 15. Der Bewegungsbefehl 15 ist ein Befehl, der eine Bewegung einer Drehachse derart instruiert, dass die dem berechneten Indexwinkel entsprechende Ausrichtung erreicht wird. Die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 gibt zur Bewegungsgrößenberechnungseinheit 6 den Bewegungsbefehl 15 aus, der bezüglich des Werkzeugs erzeugt wird, das für die Bearbeitung der Neigungsfläche verwendet wird.
Die Bewegungsgrößenberechnungseinheit 6 berechnet die Bewegungsgröße 16 für jeden Steuerzyklus gemäß der Ausgabe des Bewegungsbefehls 15 von der Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5. Die Bewegungsgrößenberechnungseinheit 6 berechnet die Bewegungsgröße 16 durch Interpolationsverarbeitung in Abhängigkeit vom Bewegungsbefehl 15. Die numerische Steuervorrichtung 1 gibt die Bewegungsgröße 16, die durch die Bewegungsgrößenberechnungseinheit 6 berechnet wurde, zum Servoverstärker 7 aus.
2 ist eine schematische Darstellung, die einen Aufbau eines Bearbeitungswerkzeuges zeigt. Das Bearbeitungswerkzeug ist mit einem Revolverdrehfutter 25 versehen. Vier Werkzeuge 24 sind am Revolverdrehfutter 25 befestigt. Ein Befestigungswinkel ist für jedes der vier Werkzeuge 24 verschieden. Der Befestigungswinkel stellt eine Ausrichtung des Werkzeugs 24 in einem Fall einer Grundposition dar, indem ein Winkel um eine Drehachse 26 als eine Mitte verwendet wird. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Befestigungswinkel ein Winkel zwischen einer Ausrichtung eines Werkzeugachsenrichtungsvektors 28 und einer Plus-Richtung einer Z-Achse, in dem Fall der Grundposition, wo ein Drehwinkel des Revolverdrehfutters 25 um eine Drehachse 26 0 Grad beträgt. In einem Fall, wo der Befestigungswinkel 0 Grad beträgt, decken sich die Ausrichtung des Werkzeugachsenrichtungsvektors 28 und der Plus-Richtung der Z-Achse miteinander.
Das Revolverdrehfutter 25 ist so befestigt, dass sie in jeder Richtung entlang der X-, Y- und Z-Achsen der Maschinenkoordinatenachsen 20 bewegbar und um die Drehachse 26 als einer Drehmitte drehbar ist. Die X-, Y- und Z-Achse sind orthogonal zueinander. Die Drehachse 26 ist eine B-Achse für eine Drehung um eine Y-Achse. Die Drehachse 26 dreht und bewegt die Werkzeuge 24 zusammen mit dem Revolverdrehfutter 25.
Das Werkstück 21 ist derart platziert, dass es um eine Drehachse 23 als einer Drehmitte drehbar ist. Die Drehachse 23 ist eine C-Achse für eine Drehung um die Z-Achse. Eine Neigungsfläche 22 ist eine Bearbeitungsfläche des Werkstücks 21 und ist bezüglich jeder der X-, Y- und Z-Achsen geschwenkt. Das Neigungsflächen-Koordinatensystem 14 ist ein Koordinatensystem, das bezüglich der Neigungsfläche 22 definiert ist. Das Neigungsflächen-Koordinatensystem 14 besteht aus Xf-, Yf- und Zf-Achsen, die orthogonal zueinander sind. Der Ursprung des Neigungsflächen-Koordinatensystems 14 ist an einer bestimmten Position an der Neigungsfläche 22 definiert. Die Xf-Achse und die Yf-Achse sind als zur Neigungsfläche 22 parallele Richtungen definiert. Die Zf-Achse ist als eine zur Neigungsfläche 22 senkrechte Richtung definiert. Die Plus-Richtung der Zf-Achse ist eine Richtung weg vom Werkstück 21.
Gemäß dem Neigungsflächen-Festlegungsbefehl 11 legt die Neigungsflächen-Festlegungseinheit 4 das Neigungsflächen-Koordinatensystem 14 bezüglich der Neigungsfläche 22 fest. Gemäß dem Werkzeugauswahlbefehl 13 wird eines der vier Werkzeuge 24 als das für die Bearbeitung der Neigungsfläche 22 verwendete Werkzeug 24 ausgewählt. Nachdem das Neigungsflächen-Koordinatensystem 14 festgelegt wurde, berechnet die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 den Indexwinkel bezüglich des ausgewählten Werkzeugs 24 gemäß dem Neigungsflächen-Indexbefehl 12.
Die Neigungsflächen-Erzeugungseinheit 5 berechnet den Drehwinkel von sowohl der Drehachse 23 als auch der Drehachse 26, wo sich die Richtung des Werkzeugachsenrichtungsvektors 28 des Werkezeugs 24 mit der Plus-Richtung der Zf-Achse deckt. Dann legt die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 den berechneten Drehwinkel als den Indexwinkel bezüglich des Werkzeugs 24 fest. Der Werkzeugachsenrichtungsvektor 28 ist ein Vektor entlang der Werkzeugachse und ist von einer Spitze 27 des Werkzeugs 24 zu einer Basis des Werkzeugs 24 gerichtet. Der Werkzeugachsenrichtungsvektor 28 und die Drehachse 26 sind orthogonal zueinander.
Wenn sich die Richtung des Werkzeugachsenrichtungsvektors 28 des Werkzeugs 24 mit der Plus-Richtung der Zf-Achse deckt, ist das Werkzeug 24 senkrecht zur Neigungsfläche 22 ausgerichtet. Die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 erzeugt den Bewegungsbefehl 15, der eine Drehung der Drehachse 23 und der Drehachse 26 derart instruiert, dass die dem berechneten Indexwinkel entsprechende Ausrichtung erhalten wird. Die Bewegungsgrößenberechnungseinheit 6 berechnet die Bewegungsgröße 16 für jeden Steuerzyklus gemäß dem Bewegungsbefehl 15. Auf diese Weise kann die numerische Steuereinheit 1 das Bearbeitungswerkzeug derart betreiben, dass das für die Bearbeitung der Neigungsfläche 22 verwendete Werkzeug 24 senkrecht zur Neigungsfläche 22 ausgerichtet ist.
Eine Berechnung des Indexwinkels durch die Indexwinkel-Erzeugungseinheit wird nachfolgend beschrieben. 3 ist ein Flussdiagramm zum Erklären eines Betriebs der Indexwinkel-Erzeugungseinheit. Wenn der Neigungswinkel-Indizierungsbefehl 12 eingegeben wird, beginnt die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 die Berechnung des Indexwinkels.
Beim Schritt S11 bestimmt die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5, ob das Neigungsflächen-Koordinatensystem 14 bezüglich der Neigungsfläche 22 durch die Neigungsflächen-Festlegungseinheit 4 festgelegt ist oder nicht. Falls das Neigungsflächen-Koordinatensystem 14 nicht durch die Neigungsflächen-Festlegungseinheit 4 festgelegt wurde (Schritt S11; Nein), beendet die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 die Verarbeitung.
Falls das Neigungsflächen-Koordinatensystem 14 durch die Neigungsflächen-Festlegungseinheit 4 festgelegt wurde (Schritt S11; Ja), dann berechnet die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 einen provisorischen Indexwinkel bei Schritt S12. Der provisorische Indexwinkel ist ein Indexwinkel, der provisorisch für ein Werkzeug 24 berechnet wird, dessen Richtung des Werkzeugachsenrichtungsvektors 28 sich mit der Plus-Richtung der Z-Achse in dem Fall der Basisposition deckt, wo ein Drehwinkel des Revolverdrehfutters 25 um die Drehachse 26 0 Grad beträgt.
Nachfolgend bestimmt die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5, ob ein Befestigungswinkel für das Werkzeug 24 festgelegt wurde, das gemäß dem Werkzeugauswahlbefehl 13 ausgewählt wurde (Schritt S13). Der Befestigungswinkel, der im Schritt S13 festgelegt wird, bedeutet, dass ein anderer Winkel als 0 Grad als der Befestigungswinkel festgelegt ist.
Falls der Befestigungswinkel für das gewählte Werkzeug 24 festgelegt wurde (Schritt S13; Ja), das bedeutet, der Befestigungswinkel anders als 0 Grad ist, erhält die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 den für das gewählte Werkzeug 24 festgelegten Befestigungswinkel (Schritt S14). Ein Beispiel zum Erhalten des Befestigungswinkels wird später beschrieben.
Nach einem Erhalten des Befestigungswinkels, subtrahiert die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 den erhaltenen Befestigungswinkel vom provisorischen Indexwinkel, um den Indexwinkel bezüglich des gewählten Werkzeugs 24 zu berechnen (Schritt S15). Die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 erzeugt den Bewegungsbefehl 15 zum Drehen der Drehachse 26 derart, dass die Ausrichtung, welche dem in Schritt S15 berechneten Indexwinkel entspricht, erhalten wird.
Auf der anderen Seite, falls der Befestigungswinkel für das gewählte Werkzeug 24 nicht festgelegt ist (Schritt S13; Nein), das bedeutet, der Befestigungswinkel ist 0 Grad, verwendet die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 den im Schritt S12 erzeugten provisorischen Indexwinkel als den Indexwinkel für das ausgewählte Werkzeug 24, um den Bewegungsbefehl zu erzeugen.
Die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 gibt den Bewegungsbefehl 15 aus, der durch das vorerwähnte Verfahren erzeugt wurde (Schritt S16). Die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 gibt den Bewegungsbefehl 15 aus, um die Verarbeitung zu beenden.
4 ist eine Darstellung zum Erklären einer entsprechenden Beziehung zwischen Werkzeugen und Befestigungswinkeln. Befestigungswinkel der Werkzeuge 24A, 24B, 24C und 24D sind entsprechend 0 Grad, 90 Grad, 180 Grad und 270 Grad. Zum Beispiel wird die Korrespondenzbeziehung zwischen den Werkzeugen 24A, 24B, 24C und 24D und den Befestigungswinkeln durch eine Eingabeoperation an einem NC-Schirm durch einen Betätiger vorab festgelegt. In diesem Fall berechnet die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 den Indexwinkel, indem sie den Befestigungswinkel verwendet, der für jedes der Werkzeuge 24 vorab festgelegt ist.
5 ist eine Darstellung, die ein Beispiel eines Festlegens der Korrespondenzbeziehung zwischen den Werkzeugen und den Befestigungswinkeln am NC-Schirm zeigt. In 5 zeigen „A”, „B”, „C” und „D”, die in einer Säule eines „Werkzeugs” entsprechend gezeigt sind, die Werkzeuge 24A, 24B, 24C und 24D, die in 4 gezeigt sind. Im Schritt S14 nimmt die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 auf die vorab festgelegte Korrespondenzbeziehung zwischen den Werkzeugen 24A bis 24D und den Befestigungswinkeln Bezug, um den Befestigungswinkel bezüglich des Werkzeugs 24 zu erhalten, das für die Bearbeitung verwendet wird.
Neben dem Verfahren, das auf die Korrespondenzbeziehung zwischen den Werkzeugen 24 und den Befestigungswinkeln Bezug nimmt, die durch den Betätiger festgelegt wurden, kann die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 den Befestigungswinkel des Werkzeuges 24 durch ein übliches Verfahren erhalten. Zum Beispiel kann die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 den Befestigungswinkel des Bearbeitungsprogramms 2 erhalten, der vorbereitet ist, um einen Befehl für den Befestigungswinkel aufzuweisen.
6 ist eine Darstellung, die ein Beispiel eines Bearbeitungsprogramms zeigt, das einen Befehl für einen Befestigungswinkel aufweist. Bei dem Bearbeitungsprogramm 2 wird der Befestigungswinkel des Werkzeugs 24 zum Beispiel zusammen mit dem Werkzeugauswahlbefehl 13 zum Instruieren einer Auswahl des Werkzeugs 24 oder dem Neigungsflachen-Indizierungsbefehl 1 beschrieben.
Bei dem in 6 gezeigten Beispiel des Bearbeitungsprogramms 2 stellt „TR180.”, das zu einem Werkzeugauswahlbefehl 13 hinzugefügt wird, einen Befehl dar, der den Befestigungswinkel des Werkzeuges 24C als 180 Grad spezifiziert. Ähnlich stellt „TR90.”, das zu einem Neigungsflächen-Indizierungsbefehl 12 hinzugefügt wird, einen Befehl dar, der den Befestigungswinkel des Werkzeugs 24B als 90 Grad spezifiziert.
Die Programmleseeinheit 3 gibt zur Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 den Befehl für den Befestigungswinkel zusammen mit dem Neigungsflächen-Indexbefehl 12 oder dem Werkzeugauswahlbefehl 13 aus. Die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 erhält den Befestigungswinkel aus dem Befehl für den Befestigungswinkel. Auf diese Weise berechnet die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 den Indexwinkel unter Verwendung einer Information des Befestigungswinkels, der zu entweder dem Neigungsflächen-Indexbefehl 12 oder dem Werkzeugauswahlbefehl 13 hinzugefügt wird.
Gemäß der ersten Ausführungsform kann die numerische Steuervorrichtung 1 den Indexwinkel durch den gleichen Befehl für jedes der Werkzeuge 24, die bei der Bearbeitung der Neigungsfläche 22 verwendet werden, berechnen, unabhängig vom Befestigungswinkel. Die numerische Steuervorrichtung 1 kann ohne Verkomplizieren des Bearbeitungsprogramms 2 den Indexwinkel für jedes der Werkzeuge 24 automatisch berechnen, deren Befestigungswinkel voneinander verschieden sind.
Die numerische Steuervorrichtung 1 kann den Indexwinkel, der zum Erzeugen des Bewegungsbefehls 15 verwendet wird, ohne eine individuelle Berechnung in Abhängigkeit vom zu verwendenden Werkzeug 24 berechnen. Es ist somit möglich, die Arbeitseffizienz bei der Steuerung der Werkzeugausrichtung zu verbessern. Auf diese Weise macht es die numerische Steuervorrichtung 1 möglich, ohne Verkomplizieren des Bearbeitungsprogramms 2 den Indexwinkel für die Vielzahl der Werkzeuge 24, die sich in entsprechend unterschiedlichen Richtungen erstrecken, zu berechnen und die Arbeitseffizienz bei der Steuerung der Werkzeugausrichtung zu verbessern.
Zweite Ausführungsform
7 ist ein Flussdiagramm zum Erklären eines Betriebs einer Indexwinkel-Erzeugungseinheit, die in einer numerischen Steuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ist. Die numerische Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat de gleichen Aufbau wie diejenige der numerischen Steuervorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform (siehe 1). Die gleichen Bezugszeichen werden für die gleichen Komponenten wie in der ersten Ausführungsform verwendet, und eine sich überschneidende Beschreibung wird soweit angemessen weggelassen.
Der Betrieb der Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 in der vorliegenden Ausführungsform wird durch Addieren der Schritte S21 bis S26 zum Betrieb in dem Fall der in 3 gezeigten ersten Ausführungsform erhalten. Bei Schritt S11 bestimmt die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5, ob das Neigungsflächen-Koordinatensystem 14 bezüglich der Neigungsfläche durch die Neigungsflächen-Festlegungseinheit 4 festgelegt ist. Falls das Neigungsflächen-Koordinatensystem 14 durch die Neigungsflächen-Festlegungseinheit 4 nicht festgelegt ist (Schritt S11; Nein), beendet die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 die Verarbeitung.
Falls das Neigungsflächen-Koordinatensystem 14 durch die Neigungsflächen-Festlegungseinheit 4 festgelegt ist (Schritt S11; Ja), bestimmt die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5, ob ein neuer Werkzeugauswahlbefehl 13 nach dem Neigungsflächen-Indexbefehl 12 bezüglich des augenblicklich in Verwendung befindlichen Werkzeugs 24 ausgegeben wurde (Schritt S21). Falls kein neuer Werkzeugauswahlbefehl 13 ausgegeben wurde (Schritt S21; Nein), schreitet die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 zum Betrieb im Schritt S12 voran.
Falls ein neuer Werkzeugauswahlbefehl 13 ausgegeben wurde (Schritt S21; Ja), erhält die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 eine Werkzeugachsenrichtungslänge L1 des augenblicklich in Verwendung befindlichen Werkzeugs 24 (Schritt S22). Nachfolgend erhält die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 eine Werkzeugachsenrichtungslänge L2 des Werkzeugs 24, das gemäß dem neuen Werkzeugauswahlbefehl 13 ausgewählt wurde (Schritt S23).
Die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 vergleicht L1, die in Schritt S22 erhalten wurde, und L2, die in Schritt S23 erhalten wurde (Schritt S24). Falls eine Beziehung L1 < L2 erfüllt ist (Schritt S24; Ja), was bedeutet, falls das gemäß dem neuen Werkzeugauswahlbefehl 13 ausgewählte Werkzeug 24 nicht länger ist als das augenblicklich in Verwendung befindliche Werkzeug 24, berechnet die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 eine Differenz ΔL = (L2 – L1) zwischen L1 und L2.
Nach Berechnen von ΔL erzeugt die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 einen Bewegungsbefehl 15, der eine Bewegung (einen Rückzug) zur Plus-Richtung der Zf-Achse um einen ΔL entsprechenden Abstand instruiert (Schritt S25). Die Zf-Achse ist eine zur Neigungsfläche 22 senkrechte, lineare Achse im Neigungsflächen-Koordinatensystem 14. Die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 gibt den erzeugten Bewegungsbefehl 15 aus. Auf der anderen Seite, falls die Beziehung L1 < L2 nicht erfüllt ist, (Schritt S24; Nein), das bedeutet, falls das gemäß dem neuen Werkzeugauswahlbefehl 13 ausgewählte Werkzeug 24 kürzer ist oder die gleiche Länge hat wie das augenblicklich in Verwendung befindliche Werkzeug 24, schreitet die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 zum Betrieb im Schritt S12 fort.
In Antwort auf die Ausgabe des Bewegungsbefehls 15 von der Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 berechnet die Bewegungsgrößen-Berechnungseinheit 6 die Bewegungsgröße 16 in der Zf-Achsenrichtung. Die numerische Steuervorrichtung 1 bewegt die Werkzeuge 24 zusammen mit des Revolverdrehfutters 25 um den Abstand ΔL in der Zf-Achsen-Plus-Richtung.
Beim Schritt S26 bestimmt die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5, ob die Bewegung des Revolverdrehfutters 25 in der Zf-Achsenrichtung beendet ist. Falls die Bewegung der Revolverdrehfutters 25 in der Zf-Achsenrichtung noch nicht beendet ist (Schritt S26; Nein), kehrt die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 zum Schritt S26 zurück und wartet, bis die Bewegung des Revolverdrehfutters 25 abgeschlossen ist.
Falls die Bewegung des Revolverdrehfutters 25 in der Zf-Achsenrichtung beendet ist (Schritt S26; Ja), schreitet die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 zum Betrieb im Schritt S12 fort. Im Schritt S12 und nachfolgenden Schritten arbeitet die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 in der gleichen Weise wie im Schritt S12 und den nachfolgenden Schritten in dem Fall der ersten Ausführungsform. Die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 führt bezüglich des gemäß dem neuen Werkzeugauswahlbefehl 13 ausgewählten Werkzeugs 24 die Berechnung des Indexwinkels (Schritt S15) und die Ausgabe des Bewegungsbefehls 15 für die Drehachse (Schritt S16) durch.
8 ist eine Darstellung zum Erklären eines Beispiels eines Betriebs eines Maschinenwerkzeugs. Hier wird ein Betrieb eines Maschinenwerkzeugs, der durchgeführt wird, wenn das Werkzeug 24, das zum Bearbeiten der Neigungsfläche 22 verwendet wird, von einem Werkzeug 24A zu einem Werkzeug 24B verändert wird, als ein Beispiel erklärt. Eine Werkzeugachsenrichtungslänge Tb des Werkzeugs 24B ist größer als eine Werkzeugachsenrichtungslänge Ta des Werkzeugs 24A (d. h., Ta < Tb). Die Längen Ta und Tb der Werkzeuge 24A und 24B sind jeweils eine Länge von der Drehmitte der Drehachse 26 zur Spitze 27.
Wenn ein Werkzeugauswahlbefehl 13 eingegeben wird, der eine Auswahl eines neuen Werkzeugs 24B instruiert, erhält die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 die Länge Ta des im Augenblick verwendeten Werkzeugs 24A und die Länge Tb des Werkzeugs 24B, das gemäß dem neuen Werkzeugauswahlbefehl 13 ausgewählt wurde. Die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 kann die Längen Ta und Tb durch eine geeignete Methode erhalten, wie im Falle des Befestigungswinkels in der ersten Ausführungsform.
Zum Beispiel speichert die numerische Steuervorrichtung 1 Daten der Länge jedes Werkzeugs 24 vorab. Die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 erhält die Längen Ta und Tb unter Bezugnahme auf solche Daten. Ferner kann die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 die Längen Ta und Tb aus dem Bearbeitungsprogramm 2 erhalten, das vorbereitet wurde, damit es Informationen bezüglich der Längen der Werkzeuge 24 enthält.
Nachdem die Beziehung Ta < Tb erfüllt ist, berechnet die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 eine Differenz Δ = (Tb – Ta) zwischen Ta und Tb. Nach Erzeugen von ΔT erzeugt die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 einen Bewegungsbefehl 15, der eine Bewegung (Rückzug) in der Plus-Richtung der eine lineare Achse darstellenden Zf-Achse um einen ΔT entsprechenden Abstand. In Antwort auf den Bewegungsbefehl 15 bewegt das Bearbeitungswerkzeug die Werkzeuge 24A zusammen mit des Revolverdrehfutters 25 um ΔT in einer Richtung senkrecht zur Neigungsfläche 22 und weg von der Neigungsfläche 22.
Nach Beenden der Bewegung des Revolverdrehfutters 25 in der Zf-Achsenrichtung, berechnet die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 den Indexwinkel bezüglich des Werkzeugs 24B. Das Bearbeitungswerkzeug dreht die Drehachse 26 derart, dass die Ausrichtung, die dem Indexwinkel entspricht, der durch die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 berechnet wurde, erreicht wird.
Gemäß der zweiten Ausführungsform kann die numerische Steuervorrichtung 1 den Indexwinkel bezüglich dem neu ausgewählten Werkzeug 24 ohne Verkomplizieren des Bearbeitungsprogramms 2 berechnen, und es ist somit möglich, die Arbeitseffizienz bei der Steuerung der Werkzeugausrichtung zu verbessern, wie im Falle der ersten Ausführungsform. Darüber hinaus kann gemäß der zweiten Ausführungsform die numerische Steuervorrichtung 1 die Bewegung des Werkzeugs 24 minimieren, wenn das Werkzeug 24 verändert wird, das für die Bearbeitung der Neigungsfläche verwendet wird. Als ein Ergebnis führt die numerische Steuervorrichtung 1 zu einer Verringerung einer Bearbeitungszeit durch das Bearbeitungswerkzeug.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die numerische Steuervorrichtung 1 nicht auf den Aufbau beschränkt, der stets das Werkzeug 24 in der Linearachsenrichtung bewegt, falls das Werkzeug 24, das gemäß dem Werkzeugauswahlbefehl 13 ausgewählt wurde, länger ist als das augenblicklich in Verwendung befindliche Werkzeug 24. Falls das Werkzeug 24 ausreichend weit weg vom Werkstück 21 positioniert ist, muss die numerische Steuervorrichtung 1 das Werkzeug 24 nicht in der Linearachsenrichtung bewegen.
9 ist eine Darstellung zum Erklären einer Bestimmung, ob die Bewegung des Werkzeugs in der Linearachsenrichtung notwendig ist oder nicht. Die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 vergleicht eine Länge Tz in der Zf-Achsenrichtung zwischen dem Ursprung des Neigungsflächen-Koordinatensystems 14 und der Drehachse 26 mit der Länge Tb des Werkzeugs 24B, das gemäß des neuen Werkzeugauswahlbefehls 13 ausgewählt wurde.
Falls eine Beziehung Tz > Tb erfüllt ist, bestimmt die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5, dass das Werkzeug 24B ausreichend weit weg vom Werkzeug 21 positioniert ist, und somit die Bewegung des Werkzeugs 24 in der Linearachsenrichtung unnötig ist. In diesem Fall erzeugt die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 nicht den Bewegungsbefehl 15 bezüglich der Linearachsenrichtung. Falls die Beziehung Tz > Tb nicht erfüllt ist, bestimmt die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5, dass die Bewegung des Werkzeugs 24 in der Linearachsenrichtung notwendig ist. In diesem Fall erzeugt die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 den Bewegungsbefehl 15 bezüglich der Linearachsenrichtung.
Wenn bestimmt wird, dass das Werkzeug 24 ausreichend weit weg vom Werkstück 21 positioniert ist, kann die numerische Steuervorrichtung 1 die Bewegung des Werkzeugs 24 in der Linearachsenrichtung weglassen, um einen unnötigen Rückzugsbetrieb des Werkzeugs 24 zu reduzieren. Als ein Ergebnis kann die numerische Steuervorrichtung 1 ferner die Bearbeitungszeit des Bearbeitungswerkzeugs reduzieren.
Ferner kann die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 basierend auf einer notwendigen Region für einen Werkzeugrückzug, der vorab festgelegt ist, bestimmen, ob die Bewegung des Werkzeugs 24 in der Linearachsenrichtung notwendig ist oder nicht. 10 ist eine Darstellung zum Erklären der Bestimmung, ob die Bewegung des Werkzeugs notwendig ist oder nicht, und zwar basierend auf der notwendigen Region für einen Werkzeugrückzug.
Zum Beispiel ist eine notwendige Region für einen Werkzeugrückzug 29 in einer XZ-ebenen Richtung festgelegt. Die notwendige Region für einen Werkzeugrückzug 21 ist als eine Region festgelegt, welche das Werkstück 21 in der Plus- und Minus-Richtung der X-Achse und der Plus-Richtung der Z-Achse bezüglich des Werkstücks 21 umgibt. Die notwendige Region für einen Werkzeugrückzug 29 kann in Abhängigkeit vom Beispiel einer Länge des längsten Werkzeugs 24 unter den Werkzeugen 24 festgelegt werden.
Falls die Drehmitte der Drehachse 26 außerhalb des Bereichs der notwendigen Region für den Werkzeugrückzug 29 liegt, bestimmt die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5, dass das Werkzeug 24 ausreichend weit weg vom Werkstück 21 positioniert ist und somit die Bewegung des Werkzeugs 24 in der Linearachsenrichtung unnötig ist. Falls die Drehmitte der Drehachse 26 innerhalb des Bereichs der notwendigen Region für einen Werkzeugrückzug 29 gelegen ist, bestimmt die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5, dass die Bewegung des Werkzeugs 24 in der Linearachsenrichtung notwendig ist.
In diesem Fall kann die numerische Steuervorrichtung 1 ebenso die Bearbeitungszeit des Bearbeitungswerkzeugs durch Reduzieren eines unnötigen Rückzugsbetriebs des Werkzeugs 24 reduzieren. Durch vorab Festlegen der notwendigen Region für den Werkzeugrückzug 29 kann die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 mit einer einfachen Verarbeitung bestimmen, ob die Bewegung des Werkzeugs 24 notwendig ist oder nicht.
In der vorliegenden Ausführungsform kann die numerische Steuervorrichtung 1 das Werkzeug 24 in einer Richtung zum Werkstück 21 bewegen, in einem Fall, wo bestimmt wurde, dass das Werkzeug 24 ausreichend weit weg vom Werkstück 21 positioniert ist, und das gemäß dem Werkzeugauswahlbefehl 13 ausgewählte Werkzeug 24 kürzer ist als das augenblicklich in Verwendung befindliche Werkzeug 24.
11 ist eine Darstellung zum Erklären der Bewegung des Werkzeugs in der Richtung weg vom Werkstück. Wenn ein Werkzeugauswahlbefehl 13, der ein neues Auswählen eines Werkzeugs 24C instruiert, eingegeben wird, erhält die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 die Länge Tb des augenblicklich in Verwendung befindlichen Werkzeugs 24B und eine Länge Tx des Werkzeugs 24C, das gemäß dem neuen Werkzeugauswahlbefehl 13 ausgewählt wurde.
Die Werkzeugachsenrichtungslänge Tc des Werkzeugs 24C ist kleiner als die Werkzeugachsenrichtungslänge Tb des Werkzeugs 24B (Tb > Tc). Die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 berechnet eine Differenz ΔT = (Tb – Tc) zwischen Tb und Tc. Nach Berechnen von ΔT erzeugt die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 einen Bewegungsbefehl 15, der eine Bewegung (Annäherung) in einer Minus-Richtung der Zf-Achse, die eine lineare Achse ist, um einen Abstand entsprechend ΔT instruiert. In Antwort auf den Bewegungsbefehl 15 bewegt das Bearbeitungswerkzeug das Werkzeug 24B zusammen mit dem Revolverdrehfutter 25 um ΔT in einer Richtung senkrecht zur Neigungsfläche 22 und zur Neigungsfläche 22.
Wenn ein neuer Werkzeugauswahlbefehl 13 eingegeben wird, der eine Auswahl eines neuen Werkzeugs 24 instruiert, kann die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 ferner einen Bewegungsbefehl 15 bezüglich der Xf-Achsenrichtung erzeugen. Die Xf-Achse ist eine Linearachse parallel zur Neigungsfläche 22 im Neigungsflächen-Koordinatensystem 14. Die Xf-Achsenrichtung deckt sich mit einer Breitenrichtung senkrecht zur Werkzeugachse des augenblicklich in Verwendung befindlichen Werkzeugs 24. Es ist anzumerken, dass in der folgenden Beschreibung eine Breite ein Intervall zwischen der Werkzeugachse des Werkzeugs 24 und einer Mittenposition der Drehachse 26 bedeutet.
In diesem Fall erhält die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 eine Breite Wb aus der Position der Werkzeugachse des augenblicklich in Verwendung befindlichen Werkzeugs 24B zur Drehmitte der Drehachse 26. Die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 erhält eine Breite Wc von der Position der Werkzeugachse des neu ausgewählten Werkzeugs 24C zur Drehmitte der Drehachse 26. Die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 kann die Breiten Wb und Wc durch ein geeignetes Verfahren erhalten, wie im Fall des Erhaltens der Werkzeugachsenrichtungslänge des Werkzeugs 24.
Zum Beispiel hält die numerische Steuervorrichtung 1 Daten der Breiten der Werkzeuge 24 vorab fest. Die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 erhält die Breiten Wb und Wc unter Bezugnahme auf die Daten. Ferner kann die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 die Breiten Wb und Wc aus dem Bearbeitungsprogramm 2 erhalten, das vorbereitet wurde, damit es Informationen bezüglich der Breiten der Werkzeuge 24 enthält.
Die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 berechnet eine Differenz ΔW = (Wb – Wc) zwischen Wb und Wc. Nach Berechnen von ΔW erzeugt die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 einen Bewegungsbefehl 15, der zum Beispiel eine Bewegung in der Plus-Richtung der eine Linearachse darstellenden Xf-Achse um einen ΔW entsprechenden Abstand instruiert. In Antwort auf den Bewegungsbefehl 15 bewegt das Bearbeitungswerkzeug das Werkzeug 24B zusammen mit dem Revolverdrehfutter 25 um ΔW in einer Richtung zum Ursprung des Neigungsflächen-Koordinatensystems 14 unter Breitenrichtungen bezüglich des Werkzeugs 24.
Es ist anzumerken, dass die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 bestimmt, welche der Plus-Richtung und Minus-Richtung der Xf-Achse die Bewegungsrichtung sein sollte, in Abhängigkeit von einer Größenbeziehung zwischen der Breite des augenblicklich in Verwendung befindlichen Werkzeugs 24 und der Breite des Werkzeugs 24, das gemäß dem Werkzeugauswahlbefehl 13 ausgewählt wurde. Falls zum Beispiel die Breite des augenblicklich in Verwendung befindlichen Werkzeugs 24 größer ist als die Breite des Werkzeugs 24, das gemäß dem Werkzeugauswahlbefehl 13 ausgewählt wurde, erzeugt die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 den Bewegungsbefehl 15 in der Plus-Richtung der Xf-Achse. Falls die Breite des augenblicklich in Verwendung befindlichen Werkzeugs 24 kleiner ist als die Breite des Werkzeugs 24, das gemäß dem Werkzeugauswahlbefehl 13 ausgewählt wurde, erzeugt die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 den Bewegungsbefehl 15 in der Minus-Richtung der Xf-Achse.
Wenn das Werkzeug 24 gemäß dem neuen Werkzeugauswahl 13 ausgewählt wurde, bewegt die numerische Steuervorrichtung 1 das Werkzeug 24 in der Zf-Achsenrichtung und der Xf-Achsenrichtung, die zwei Richtungen orthogonal zu einander sind, was die Position der Spitze 27 des als nächstes zu verwendenden Werkzeugs 24 mit der Position der Spitze 27 des augenblicklich in Verwendung befindlichen Werkzeugs 24 in Deckung bringen kann. Als ein Ergebnis kann die numerische Steuervorrichtung 1 einen mit der Veränderung des Werkzeugs 24 involvierten Positionierungsbefehl verringern, und somit ferner die Bearbeitungszeit des Bearbeitungswerkzeugs verringern.
Es ist anzumerken, dass selbst wenn das gemäß dem Werkzeugauswahlbefehl 13 ausgewählte Werkzeug 24 länger ist als das augenblicklich in Verwendung befindliche Werkzeug 24, die Indexwinkel-Erzeugungseinheit 5 den Bewegungsbefehl 15 bezüglich der Xf-Achsenrichtung zusammen mit dem Bewegungsbefehl 15 bezüglich der Zf-Achsenrichtung erzeugen kann. In diesem Fall kann die numerische Steuervorrichtung 1 ebenso einen Positionierungsbefehl verringern, der mit der Veränderung des Werkzeugs 24 involviert ist, und kann somit ferner die Bearbeitungszeit des Bearbeitungswerkzeugs verringern.
Bezugszeichenliste

1: numerische Steuervorrichtung
2: Bearbeitungsprogramm
3: Programmleseeinheit
4: Neigungsflächen-Festlegungseinheit
5: Indexwinkel-Erzeugungseinheit
6: Bewegungsgrößenberechnungseinheit
7: Servoverstärker
11: Neigungsflächen-Festlegungsbefehl
12: Neigungsflächen-Indexbefehl
13: Werkzeugauswahlbefehl
14: Neigungsflächen-Koordinatensystem
15: Bewegungsbefehl
16: Bewegungsgröße
20: Bearbeitungskoordinatenachse
21: Werkstück
22: Neigungsfläche
23: Drehachse
24, 24a, 24b, 24c, 24d: Werkzeuge
25: Revolverdrehfutter
26: Drehachse
27: Spitze
28: Werkzeugachsenrichtungsvektor
29: notwendige Region für den Werkzeugrückzug

Claims

Numerische Steuervorrichtung, die eine Position und eine Ausrichtung eines Werkzeugs bezüglich eines Werkstücks steuert, wobei die numerische Steuervorrichtung umfasst: eine Programmleseeinheit, die ein Bearbeitungsprogramm zum Bearbeiten des Werkstücks lesen kann, eine Neigungsflächen-Festlegungseinheit, die ein Neigungsflächen-Koordinatensystem bezüglich einer Neigungsfläche des Werkstücks festlegen kann, wobei die Neigungsfläche eine Bearbeitungsfläche ist, die bezüglich eines Maschinenkoordinatensystems, das als eine Referenz für eine Positionssteuerung verwendet wird, geschwenkt ist, und ein Indexwinkel ein Drehwinkel einer Drehachse ist, wo das zum Bearbeiten der Neigungsfläche verwendete Werkzeug senkrecht zur Neigungsfläche ausgerichtet ist, eine Indexwinkel-Erzeugungseinheit, die das Neigungsflächen-Koordinatensystem empfangen kann, das durch die Neigungsflächen-Festlegungseinheit festgelegt wurde, um den Indexwinkel zu berechnen, und um einen Bewegungsbefehl zu erzeugen, der eine Bewegung der Drehachse derart instruiert, dass die dem berechneten Indexwinkel entsprechende Ausrichtung erhalten wird, und eine Bewegungsgrößenberechnungseinheit, die eine Bewegungsgröße für jeden Steuerzyklus gemäß dem Bewegungsbefehl berechnen kann, wobei die Programmleseeinheit in Abhängigkeit von Inhalten des Bearbeitungsprogramms einen Neigungsflächen-Festlegungsbefehl, der ein Festlegen des Neigungsflächen-Koordinatensystems instruiert, einen Neigungsflächen-Indexbefehl, der eine Berechnung des Indexwinkels instruiert, und einen Werkzeugauswahlbefehl ausgibt, der eine Auswahl eines der Werkzeuge instruiert, wobei ein Befestigungswinkel für jedes der Werkzeuge unterschiedlich ist, wobei die Neigungsflächen-Festlegungseinheit das Neigungsflächen-Koordinatensystem gemäß der Neigungsflächen-Festlegungsbefehlsausgabe von der Programmleseeinheit festlegt, und wobei die Indexwinkel-Erzeugungseinheit gemäß der Neigungsflächen-Indexbefehlsausgabe von der Programmleseeinheit den Indexwinkel bezüglich des Werkzeugs berechnet, das gemäß der Werkzeugauswahlbefehlsausgabe von der Programmleseeinheit ausgewählt wurde.
Numerische Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der, wenn ein neuer Werkzeugauswahlbefehl nach dem Neigungsflächen-Indexbefehl bezüglich des augenblicklich in Verwendung befindlichen Werkzeugs ausgegeben wurde, die Indexwinkel-Erzeugungseinheit den Indexwinkel bezüglich des Werkzeugs berechnet, das gemäß dem neuen Werkzeugauswahlbefehl ausgewählt wurde.
Numerische Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die Indexwinkel-Erzeugungseinheit den Indexwinkel unter Verwendung des Befestigungswinkels berechnet, der für jedes der Werkzeuge vorab festgelegt ist.
Numerische Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die Indexwinkel-Erzeugungseinheit den Indexwinkel unter Verwendung von einer Information des Befestigungswinkels berechnet, der zu entweder dem Neigungsflächen-Indexbefehl oder dem Werkzeugauswahlbefehl hinzugefügt wurde.
Numerische Steuervorrichtung gemäß Anspruch 2, bei der, wenn die Werkzeugachsenrichtungslänge des Werkzeuges, das gemäß dem neuen Werkzeugauswahlbefehl ausgewählt wurde, größer ist als eine Werkzeugachsenrichtungslänge des augenblicklich in Verwendung befindlichen Werkzeuges, die Indexwinkel-Erzeugungseinheit einen Bewegungsbefehl erzeugt, der eine Bewegung des Werkzeugs in einer Richtung entlang einer Linearachse senkrecht zur Neigungsfläche des Neigungsflächen-Koordinatensystems erzeugt.
Numerische Steuervorrichtung gemäß Anspruch 5, bei der, wenn eine Länge zwischen einem Ursprung des Neigungsflächen-Koordinatensystems und der Drehachse größer ist als die Werkzeugachsenrichtungslänge des Werkzeuges, das gemäß dem neuen Werkzeugauswahlbefehl ausgewählt wurde, die Indexwinkel-Erzeugungseinheit bestimmt, dass die Bewegung des Werkzeugs in der Richtung entlang der Linearachse unnötig ist.
Numerische Steuervorrichtung gemäß Anspruch 2, bei der, wenn eine Werkzeugachsenrichtungslänge des Werkzeuges, das gemäß dem neuen Werkzeugauswahlbefehl ausgewählt wurde, kleiner ist als die Werkzeugachsenrichtungslänge des augenblicklich in Verwendung befindlichen Werkzeugs, die Indexwinkel-Erzeugungseinheit einen Bewegungsbefehl erzeugt, der eine Bewegung des Werkzeugs in einer Richtung entlang einer Linearachse senkrecht zur Neigungsfläche im Neigungsflächen-Koordinatensystem instruiert.
Numerische Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, bei der die Indexwinkel-Erzeugungseinheit ferner einen Bewegungsbefehl erzeugt, der eine Bewegung des Werkzeugs in einer Richtung entlang einer Linearachse parallel zur Neigungsfläche im Neigungsflächen-Koordinatensystem instruiert.