DE112015006392T5

DE112015006392T5 - Numerische Steuerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112015006392T5
Application number: DE112015006392.7T
Authority: DE
Inventors: Masakazu Sagasaki; Takashi Ito
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-03-30
Filing date: 2015-03-30
Publication date: 2017-12-14
Also published as: JPWO2016157395A1; CN107430393B; JP6246915B2; CN107430393A; WO2016157395A1

Abstract

Eine numerische Steuerungsvorrichtung umfasst eine Speichereinheit 11 für gruppenspezifische Bearbeitungsprogramme zum Speichern von mehreren Bearbeitungsprogrammen zum virtuellen Unterteilen der NC-Werkzeugmaschine 3 in mehrere mechanische Komponenten, zum Einteilen der mechanischen Komponenten in mehrere Gruppen, von denen jede ein einzelnes System oder ein Mehrfachsystem umfasst, das zwei oder mehr der mechanischen Komponenten kombiniert, und zum Ansteuern der NC-Werkzeugmaschine 3 zum Bearbeiten eines Werkstücks unter Verwendung der in mehrere Gruppen eingeteilten mechanischen Komponenten; eine Speichereinheit 12 für gruppenspezifische Daten, um für jede der Gruppen Daten zu speichern, die zum Ansteuern der Werkzeugmaschine 3 für ein Bearbeiten des Werkstücks unter Verwendung der Bearbeitungsprogramme erforderlich sind; eine Programmanalyseeinheit 13 zum Lesen aller Bearbeitungsprogramme und zum Analysieren eines jeden Bearbeitungsprogramms; und eine Interpolationsverarbeitungseinheit 14 zum Lesen der Daten und zum Ausführen einer Interpolation bei jeder der Gruppen unter Verwendung der analysierten Bearbeitungsprogramme und der Daten. Eine Mehrachsen-, Mehrfachsystem-NC-Werkzeugmaschine kann so gesteuert werden, dass sie unabhängig mehrere Werkstücke parallel bearbeitet.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine numerische Steuerungsvorrichtung, die eine NC-Werkzeugmaschine steuert.
Hintergrund
Bekannt ist eine Technik, bei der eine NC-Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von einander gegenüberliegenden Enden und eines Außendurchmessers eines langen zylindrischen oder aus dem Vollen geformten Werkstücks verwendet wird. In dem Patentdokument 1 wird eine NC-Werkzeugmaschine offenbart, die die Position einer Reitstockpinole mithilfe eines Detektors erfasst, wenn die Reitstockpinole an einer Stirnfläche eines Werkstücks anliegt, die Differenz zwischen der erfassten Position der Reitstockpinole und einer vorgegebenen Referenzposition berechnet, einen Ausgangspunkt der Bearbeitung auf Grundlage der berechneten Differenz korrigiert und ein Werkzeug unter Berücksichtigung des korrigierten Ausgangspunkts der Bearbeitung bewegt, um das Werkstück zu bearbeiten.
Unter den NC-Werkzeugmaschinen gibt es Mehrachsen-, Mehrfachsystem-NC-Werkzeugmaschinen, die über mehrere Systeme verfügen, die ein Werkstück mithilfe einer an jedem der Systeme angebrachten Spindel bearbeiten. Eine numerische Steuerungsvorrichtung, die eine Mehrachsen-, Mehrfachsystem-NC-Werkzeugmaschine steuert, erzeugt für jedes System ein Bearbeitungsprogramm und steuert die Mehrachsen-, Mehrfachsystem-NC-Werkzeugmaschine auf Grundlage des Bearbeitungsprogramms so, dass die Systeme ein Werkstück synchronisiert bearbeiten.
Liste der Zitate
Patentliteratur

Patentdokument 1: japanische Offenlegungsschrift Nr. 2001-259967 .

Kurzbeschreibung
Technische Problemstellung
Eine wie oben beschriebene herkömmliche numerische Steuerungsvorrichtung steuert eine Mehrachsen-, Mehrfachsystem-NC-Werkzeugmaschine indem sie zur Bearbeitung eines Werkstücks alle Systeme aufeinander abstimmt, d. h. synchronisiert. Somit kann eine herkömmliche numerische Steuerungsvorrichtung eine Mehrachsen-, Mehrfachsystem-NC-Werkzeugmaschine nicht zur parallelen Bearbeitung von mehreren Werkstücken unabhängig voneinander steuern.
Die vorliegende Erfindung entstand angesichts des oben Dargelegten, wobei eine Aufgabe der Erfindung in der Angabe einer numerischen Steuerungsvorrichtung besteht, die eine Mehrachsen-, Mehrfachsystem-NC-Werkzeugmaschine so steuern kann, dass mehrere Werkstücke parallel und unabhängig voneinander bearbeitet werden.
Lösung der Problemstellung
Zur Lösung der oben angegebenen Problemstellung und zur Erfüllung der Aufgabe, weist eine numerische Steuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die eine NC-Werkzeugmaschine zur Bearbeitung eines Werkstücks steuert, auf: eine erste Speichereinheit für die Speicherung mehrerer Bearbeitungsprogramme zum virtuellen Unterteilen der NC-Werkzeugmaschine in mehrere mechanische Komponenten, zum Einteilen der mechanischen Komponenten in mehrere Gruppen, von denen jede ein einzelnes System oder ein Mehrfachsystem umfasst, das zwei oder mehr der mechanischen Komponenten kombiniert, und zum Ansteuern der NC-Werkzeugmaschine zum Bearbeiten eines Werkstücks unter Verwendung der mehreren Gruppen mechanischer Komponenten; eine zweite Speichereinheit, um für jede der Gruppen Daten zu speichern, die zum Ansteuern der Werkzeugmaschine für ein Bearbeiten des Werkstücks unter Verwendung der Bearbeitungsprogramme erforderlich sind; eine Programmanalyseeinheit zum Lesen aller Bearbeitungsprogramme für jedes der Bearbeitungsprogramme und zum Analysieren eines jeden Bearbeitungsprogramms für jede Gruppe; und eine Interpolationsverarbeitungseinheit zum Lesen der Daten und zum Ausführen einer Interpolation bei jeder der Gruppen unter Verwendung der analysierten Bearbeitungsprogramme und der Daten.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Die numerische Steuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Mehrachsen-, Mehrfachsystem-NC-Werkzeugmaschine zum unabhängigen parallelen Bearbeiten von mehreren Werkstücken steuern.
Kurzbeschreibung der Figuren
1 zeigt eine Darstellung eines Aufbaus einer numerischen Steuerungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
2 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung von Fällen, bei denen eine NC-Werkzeugmaschine virtuell in mehrere mechanische Komponenten unterteilt ist, die durch Kombination mechanischer Komponenten in Gruppen eingeteilt sind.
3 zeigt eine Darstellung zum Veranschaulichen der Beziehung zwischen Bearbeitungsprogrammen, Daten und einem Kontaktplanprogramm bei einer Beispielkonfiguration für Gruppe 1.
4 zeigt eine Darstellung zum Veranschaulichen der Beziehung zwischen Bearbeitungsprogrammen, Daten und Kontaktplanprogrammen bei einer Beispielkonfiguration für Gruppe 1, 2.
5 zeigt eine Darstellung zum Veranschaulichen der Beziehung zwischen Bearbeitungsprogrammen, Daten und Kontaktplanprogrammen bei einer Beispielkonfiguration für Gruppe 1, 2, 3, 4.
6 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung eines Falls einer Gruppenfestlegung anhand von Parametern.
7 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung eines Falls einer Gruppenfestlegung anhand von Kontaktplanprogrammen.
8 zeigt eine Darstellung zur schematischen Veranschaulichung von Variablen bei Vornahme eines Gruppierens.
9 zeigt eine Darstellung zur schematischen Veranschaulichung von Werkzeugkorrekturdaten bei Vornahme eines Gruppierens.
10 zeigt eine Darstellung zur schematischen Veranschaulichung einer Gruppierung von Hauptspindelnummern.
11 zeigt eine Darstellung zur schematischen Veranschaulichung einer Gruppierung von Zählerbildschirmen.
12 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung von Situationen, bei der mithilfe eines Bearbeitungsprogramms unabhängig für jede Gruppe eine einer Betätigung eines Handgriffes entsprechende Testbearbeitung (eine Programmüberprüfungsfunktion) erfolgt.
13 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung der Betriebsweise, wenn die Einzelblockstopp-unter-Teilsystemen-Funktion für jede Gruppe unabhängig ausgeführt wird.
14 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung der Situation, bei der eine Konflikt-Überprüfungsfunktion unabhängig von einer Gruppierung agiert.
15 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung des aufeinander abgestimmten Betriebs von Gruppen.
16 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung eines Vorgangs, bei dem für jede Gruppe Daten ein- bzw. ausgegeben werden.
17 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung einer synchronen Verarbeitung von Bearbeitungsprogrammen der Gruppen.
18 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung des Falls, bei dem eine Gruppe die Bearbeitung stoppt, während die andere Gruppe mit der Bearbeitung fortfährt.
19 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung eines Beispiels für eine Hardwarekonfiguration zur Realisierung einer numerischen Steuerungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform.
Beschreibung von Ausführungsformen
Nachfolgend wird eine numerische Steuerungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren ausführlich beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass diese Ausführungsform nicht der Beschränkung der vorliegenden Erfindung dient.
Ausführungsform
Das Blockschaltbild von 1 veranschaulicht den Aufbau einer numerischen Steuerungsvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform. Die numerische Steuerungsvorrichtung 1 gibt ein Ansteuersignal an eine Ansteuereinheit 2 zum Ansteuern einer NC-Werkzeugmaschine 3 aus, sodass die NC-Werkzeugmaschine 3 ein Werkstück bearbeitet. Mit der numerischen Steuerungsvorrichtung 1 sind eine Eingabenvornahmeeinheit 4, die von einer Bedienperson betätigt wird, und Anzeigeeinheit 5 verbunden, die Anzeigedaten anzeigt.
Die numerische Steuerungsvorrichtung 1 weist eine Speichereinheit 11 für gruppenspezifische Bearbeitungsprogramme, bei der es sich um eine erste Speichereinheit handelt, die mehrere Bearbeitungsprogramme speichert, eine Speichereinheit 12 für gruppenspezifische Daten, bei der es sich um eine zweite Speichereinheit handelt, die für jede Gruppe Daten zur Verwendung bei der Bearbeitung eines Werkstücks speichert, eine Programmanalyseeinheit 13, die Bearbeitungsprogramme individuell analysiert, eine Interpolationsverarbeitungseinheit 14, die Daten eines analysierten Bearbeitungsprogramms interpoliert, eine Beschleunigungs-/Verzögerungsverarbeitungseinheit 15, die eine Beschleunigungs-/Verzögerungsbearbeitung ausführt, und eine Achsendatenausgabeeinheit 16 auf, die an jede Achse der Ansteuereinheit 2 ein Ansteuersignal, bei dem es sich um Achsendaten handelt, ausgibt. Außerdem weist die numerische Steuerungsvorrichtung 1 eine Parameterspeichereinheit 17, bei der es sich um eine dritte Speichereinheit handelt, die Parameter speichert, eine Dateneingabe-/-ausgabeeinheit 18, in die Daten eingegeben werden, eine SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) 19, die ein Kontaktplanprogramm abarbeitet, eine Maschinensteuersignalverarbeitungseinheit 20, die Maschinensteuersignale verarbeitet, eine Eingabeverarbeitungseinheit 21, die über die Eingabenvornahmeeinheit 4 eingegebene Daten verarbeitet, und eine Anzeigeverarbeitungseinheit 22 auf, die Anzeigedaten verarbeitet. Nachfolgend werden die Speichereinheit 11 für gruppenspezifische Bearbeitungsprogramme, die Speichereinheit 12 für gruppenspezifische Daten und die Parameterspeichereinheit 17 kollektiv als Speichereinheit 10 bezeichnet. Die Speichereinheit 10 weist ferner eine Hauptspindelnummernkonversionstabellen-Speichereinheit 23, eine Bildanzeigedaten-Speichereinheit 24 und einen gemeinsam benutzten Bereich 25, die später beschrieben werden, auf. Die Speichereinheit 11 für gruppenspezifische Bearbeitungsprogramme, die Speichereinheit 12 für gruppenspezifische Daten und die Parameterspeichereinheit 17 können als eine Speichereinheit anstelle von verschiedenen Speichereinheiten ausgebildet sein.
Die Speichereinheit 11 für gruppenspezifische Bearbeitungsprogramme speichert mehrere Bearbeitungsprogramme, die bewirken, dass die NC-Werkzeugmaschine 3 in mehrere mechanische Komponenten virtuell unterteilt wird, die mechanischen Komponenten in Gruppen eingeteilt werden, von denen jede ein einzelnes System oder mehrere Systeme, die zwei oder mehr der mechanischen Komponenten kombinieren, umfasst, und die NC-Werkzeugmaschine 3 zum Bearbeiten von Werkstücken mit den gruppierten mechanischen Komponenten angesteuert wird.
Die Speichereinheit 12 für gruppenspezifische Daten speichert Daten, die zum Ansteuern der NC-Werkzeugmaschine 3 unter Verwendung der Bearbeitungsprogramme zur Bearbeitung von Werkstücken für jede Gruppe erforderlich sind. Die in der Speichereinheit 12 für gruppenspezifische Daten gespeicherten Daten umfassen Variablen, Werkzeugkorrekturdaten, usw.
Die Programmanalyseeinheit 13 weist eine gruppenspezifische Analyseverarbeitungsfunktion auf, die an jeder Gruppe eine Analyseverarbeitung vornimmt und aus der Speichereinheit 11 für gruppenspezifische Bearbeitungsprogramme alle gruppenspezifischen Bearbeitungsprogramme ausliest, um jedes Bearbeitungsprogramm zu analysieren und in den gemeinsamen Bereich 25 zu schreiben.
Die Interpolationsverarbeitungseinheit 14 weist eine gruppenspezifische Verarbeitungsfunktion auf, die an jeder Gruppe eine Interpolationsverarbeitung durchführt, und eine gruppenunabhängige Verarbeitungsfunktion, die für jede Gruppe unabhängig eine Interpolationsverarbeitung durchführt. Die Interpolationsverarbeitungseinheit 14 liest aus dem gemeinsamen Bereich 25 Daten aus, um die Interpolation an jeder Gruppe unter Verwendung des analysierten Bearbeitungsprogramms und der Daten vorzunehmen.
Die Beschleunigungs-/Verzögerungsverarbeitungseinheit 15 führt eine Beschleunigungs- und Verzögerungsverarbeitung von Drehzahlanweisungen aus, die in dem interpolierten und korrigierten Bearbeitungsprogramm enthalten sind. Konkret ändert die Beschleunigungs-/Verzögerungsverarbeitungseinheit 15, wenn die Drehzahl der Hauptspindel von 0 auf 1000 erhöht wird, eine Drehzahlanweisung so, dass die Drehzahl der Hauptspindel über n₁ Sekunden von 0 auf 1000 erhöht wird, wobei die Beschleunigungs-/Verzögerungsverarbeitungseinheit 15, wenn die Drehzahl der Hauptspindel nach t Sekunden von 1000 auf 0 verringert wird, die Drehzahlanweisung so ändert, dass die Drehzahl der Hauptspindel nach t Sekunden über n₂ Sekunden von 1000 auf 0 gesenkt wird. Es wird darauf hingewiesen, dass n₁ und n₂ üblicherweise denselben Wert aufweisen.
Die Achsendatenausgabeeinheit 16 unterteilt die von der Beschleunigungs-/Verzögerungsverarbeitungseinheit 15 für jede Achse ausgegebenen Achsendaten und gibt die unterteilten Achsendaten an die Ansteuereinheit 2 aus.
Die Ansteuereinheit 2 gibt die von der Achsendatenausgabeeinheit 16 ausgegebenen Achsendaten entsprechend an jede Achse aus. Als Nächstes wird der Aufbau der Ansteuereinheit 2 beschrieben. Die Ansteuereinheit 2 weist eine Servosteuerungseinheit 2a, die die Ansteuerung einer jeden Spindel der NC-Werkzeugmaschine 3 steuert, und einen Servomotor 2b auf, der die Ansteuerung gemäß der Steuerung der Servosteuerungseinheit 2a durchführt. In dem Servomotor 2b befinden sich Detektoren zum Erfassen von Position und Drehzahl.
Die Parameterspeichereinheit 17 speichert eine Tabelle, die Gruppen mit Parametern verknüpft. Die Parameter werden über die Dateneingabe-/-ausgabeeinheit 18 oder die später beschriebene Eingabenvornahmeeinheit 4 eingegeben. Beim Eingeben (Festlegen) eines Parameters identifiziert die Programmanalyseeinheit 13 die mit dem Parameter verknüpfte Gruppe. Die Programmanalyseeinheit 13 liest das in einer Programmsuche spezifizierte Bearbeitungsprogramm aus der Speichereinheit 11 für gruppenspezifische Bearbeitungsprogramme aus und beginnt, veranlasst durch einen von der SPS 19 eingegebenen Autostart (Bearbeitungssignal), mit der Analyse des gelesenen Bearbeitungsprogramms.
Die Dateneingabe-/-ausgabeeinheit 18 weist eine Eingabe-/-ausgabefunktion für gruppenspezifische Daten auf, die für jede Gruppe Daten ein- und ausgibt, und stellt eine Schnittstelle zur Verbindung mit einem Personalcomputer dar. Ein Bearbeitungsprogramm wird von einer Bedienperson mithilfe des Personalcomputers erstellt. Der Personalcomputer ist mit der Dateneingabe-/-ausgabeeinheit 18 verbunden und das Bearbeitungsprogramm wird von dem Personalcomputer eingegeben. Die Speichereinheit 11 für gruppenspezifische Bearbeitungsprogramme speichert das von der Dateneingabe-/-ausgabeeinheit 18 eingegebene Bearbeitungsprogramm. Die Dateneingabe-/-ausgabeeinheit 18 kann sowohl Daten, wie beispielsweise Parameter und Werkzeugkorrekturen, als auch Bearbeitungsprogramme ein- und ausgeben.
Die SPS 19 weist eine gruppenspezifische SPS-Funktion auf, die für jede Gruppe eine SPS-Funktion ausführt, wobei es sich um eine Einheit handelt, die eine CPU (Central Processing Unit; Zentraleinheit) und einen Speicher aufweist. Die SPS 19 führt ein Kontaktplanprogramm aus, um die Ansteuerung einer Sprühvorrichtung zum Sprühen eines Schneidöls während einer Bearbeitung eines Werkstücks durch die NC-Werkzeugmaschine 3 und den Antrieb eines Förderbands zum Transportieren eines mit der NC-Werkzeugmaschine 3 bearbeiteten Werkstücks zu steuern.
Außerdem führt die SPS 19 das Kontaktplanprogramm aus und identifiziert eine Gruppe. Die Programmanalyseeinheit 13 liest das Bearbeitungsprogramm, das Gegenstand einer Programmsuche war, aus der Speichereinheit 11 für gruppenspezifische Bearbeitungsprogramme aus und analysiert das ausgelesene Bearbeitungsprogramm.
Die Maschinensteuersignalverarbeitungseinheit 20 weist eine gruppenspezifische Maschinensteuersignalverarbeitungsfunktion auf, die für jede Gruppe eine Verarbeitung vornimmt, und verarbeitet die von der SPS 19 eingegebenen gruppenspezifischen Daten.
Die Eingabenvornahmeeinheit 4 wird von mehreren Tasten gebildet und von einer Bedienperson betätigt. Die Eingabenverarbeitungseinheit 21 verarbeitet die von der Eingabenvornahmeeinheit 4 eingegebenen Daten und speichert die verarbeiteten Daten in der Speichereinheit 10.
Nun werden die Vorgänge zum Erstellen eines Bearbeitungsprogramms unter Verwendung der Eingabenvornahmeeinheit 4 beschrieben. Eine Bedienperson betätigt die Eingabenvornahmeeinheit 4 während, und beobachtet dabei die Anzeigeeinheit 5. Die Eingabenverarbeitungseinheit 21 verarbeitet die über die Eingabenvornahmeeinheit 4 eingegebenen Inhalte zum Erstellen eines Bearbeitungsprogramms und speichert das Bearbeitungsprogramm in der Speichereinheit 11 für gruppenspezifische Bearbeitungsprogramme. Die Bedienperson kann die Eingabenvornahmeeinheit 4 auch zum Auslesen eines in der Speichereinheit 11 für gruppenspezifische Bearbeitungsprogramme gespeicherten Bearbeitungsprogramms und zum Editieren des Bearbeitungsprogramms betätigen. Werkzeugkorrekturdaten und dergleichen werden in die Speichereinheit 12 für gruppenspezifische Daten eingegeben und Parameter werden in die Parameterspeichereinheit 17 eingegeben.
Die numerische Steuerungsvorrichtung 1 unterteilt die NC-Werkzeugmaschine 3 virtuell in mehrere mechanische Komponenten, teilt die mechanischen Komponenten in Gruppen ein, von denen jede ein einzelnes System oder ein Mehrfachsystem umfasst, das zwei oder mehr Systeme kombiniert, und liest aus der Speichereinheit 11 für gruppenspezifische Bearbeitungsprogramme alle Bearbeitungsprogramme aus, die die NC-Werkzeugmaschine 3 zum Bearbeiten von Werkstücken mithilfe der gruppierten mechanischen Komponenten ansteuern. Außerdem analysiert die numerische Steuerungsvorrichtung 1 die Bearbeitungsprogramme einer jeden Gruppe mit der Programmanalyseeinheit 13 und kann die NC-Werkzeugmaschine 3 so steuern, dass diese mehrere Werkstücke unabhängig voneinander parallel bearbeitet und gleichzeitig die Werkzeugkorrekturdaten und dergleichen ausliest, um bei jeder Gruppe die Bahn zu korrigieren.
Nun werden Beispiele für Konfigurationen beschrieben, bei denen die NC-Werkzeugmaschine 3 virtuell in mehrere mechanische Komponenten unterteilt wird und die mechanischen Komponenten in Gruppen eingeteilt werden, von denen jede ein einzelnes System oder ein Mehrfachsystem umfasst, das zwei oder mehr mechanische Komponenten kombiniert. Auch, wenn nachstehend der Fall beschrieben wird, bei dem die NC-Werkzeugmaschine 3 virtuell in vier mechanische Komponenten unterteilt wird, ist deren Anzahl nicht auf vier beschränkt.
2(a) zeigt eine konzeptionelle Darstellung eines Falls, bei dem eine Gruppe alle mechanischen Komponenten der NC-Werkzeugmaschine 3 verwendet. 2(b) zeigt eine konzeptionelle Darstellung eines Falls, bei dem zwei Gruppen jeweils zwei mechanische Komponenten der NC-Werkzeugmaschine 3 verwenden. 2(c) zeigt eine konzeptionelle Darstellung eines Falls, bei dem vier Gruppen jeweils eine mechanische Komponente der NC-Werkzeugmaschine 3 verwenden.
Im Fall von 2(a) nimmt die numerische Steuerungsvorrichtung 1 die Konfiguration ein, bei der alle mechanischen Komponenten als Gruppe 1 verwendet werden. Nachfolgend wird diese Konfiguration als Beispielskonfiguration für Gruppe 1 bezeichnet. Bei der Gruppe 1 erfolgt die Bearbeitung der Reihe nach mit der mechanischen Komponente (1), der mechanischen Komponente (2), der mechanischen Komponente und schließlich der mechanischen Komponente (4). Konkret wird ein Werkstück 1a mit der mechanischen Komponente (1), dann mit der mechanischen Komponente (2), anschließend mit der mechanischen Komponente (3) und danach mit der mechanischen Komponente (4) so bearbeitet, dass das Werkstück 1b realisiert wird.
Die numerische Steuerungsvorrichtung 1 kann die NC-Werkzeugmaschine 3 somit so steuern, dass diese ein Werkstück mit vier verschiedenen mechanischen Komponenten bearbeitet.
Im Fall von 2(b) nimmt die numerische Steuerungsvorrichtung 1 die Konfiguration ein, bei der die mechanischen Komponenten (1) und (2) als Gruppe 1 eingesetzt werden und die Konfiguration ein, bei der die mechanischen Komponenten (3) und (4) als Gruppe 2 eingesetzt werden. Nachfolgend werden diese Konfigurationen zusammen als Beispielskonfiguration für Gruppe 1, 2 bezeichnet. Bei der Gruppe 1 erfolgt die mechanische Bearbeitung mit der mechanischen Komponente (1) und anschließend mit der mechanischen Komponente (2), und zwar in dieser Reihenfolge. Bei der Gruppe 2 erfolgt die mechanische Bearbeitung mit der mechanischen Komponente (3) und anschließend mit der mechanischen Komponente (4), und zwar in dieser Reihenfolge.
Konkret wird ein Werkstück 2a mit der mechanischen Komponente (1) und anschließend mit der mechanischen Komponente (2) bearbeitet, sodass das Werkstück 2b realisiert wird. Außerdem wird ein Werkstück 3a mit der mechanischen Komponente (3) und anschließend mit der mechanischen Komponente (4) bearbeitet, sodass das Werkstück 3b realisiert wird. Die Gruppen 1 und 2 können Werkstücke sowohl zeitgleich in eine gleiche Form bearbeiten als auch Werkstücke zeitgleich in verschiedene Formen bearbeiten.
Die numerische Steuerungsvorrichtung 1 kann somit eine NC-Werkzeugmaschine 3 für jede Gruppe unabhängig so steuern, dass Werkstücke zeitgleich in die gleiche Form oder in unterschiedliche Formen bearbeitet werden.
Im Fall von 2(c) nimmt die numerische Steuerungsvorrichtung 1 die Konfiguration ein, bei der die mechanische Komponente (1) als Gruppe 1, die Konfiguration ein, bei der die mechanische Komponente (2) als Gruppe 2, die Konfiguration ein, bei der die mechanische Komponente (3) als Gruppe 3 und die Konfiguration ein, bei der die mechanische Komponente (4) als Gruppe 4 eingesetzt wird. Nachfolgend werden diese Konfigurationen zusammen als Beispielskonfiguration für Gruppe 1, 2, 3, 4 bezeichnet.
Konkret wird ein Werkstück 4a mit der mechanischen Komponente (1) bearbeitet, sodass das Werkstück 4b realisiert wird. Ein Werkstück 5a wird mit der mechanischen Komponente (2) bearbeitet, sodass ein Werkstück 5b realisiert wird. Ein Werkstück 6a wird mit der mechanischen Komponente (3) bearbeitet, sodass ein Werkstück 6b realisiert wird. Ein Werkstück 7a wird mit der mechanischen Komponente (4) bearbeitet, sodass ein Werkstück 7b realisiert wird.
Die Gruppen 1, 2, 3 und 4 können zeitgleich Werkstücke in dieselbe Form und Werkstücke auch zeitgleich in verschiedene Formen bearbeiten.
Die numerische Steuerungsvorrichtung 1 kann daher eine NC-Werkzeugmaschine 3 für jede Gruppe unabhängig so steuern, dass Werkstücke in die gleiche Form oder in unterschiedliche Formen bearbeitet werden.
Anschließend werden die Zusammenhänge zwischen den folgenden Elementen beschrieben. Dies bedeutet, die Beispielkonfiguration für Gruppe 1, die Beispielkonfiguration für Gruppe 1, 2, die Beispielkonfiguration für Gruppe 1, 2, 3, 4 und Bearbeitungsprogramme zum Steuern der NC-Werkzeugmaschine 3, Daten wie Werkzeugkorrekturdaten, und Kontaktplanprogramme. 3 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen Bearbeitungsprogrammen, Daten und einem Kontaktplanprogramm bei der Beispielkonfiguration für Gruppe 1. 4 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen Bearbeitungsprogrammen, Daten und Kontaktplanprogrammen bei der Beispielkonfiguration für Gruppe 1, 2. 5 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen Bearbeitungsprogrammen, Daten und Kontaktplanprogrammen bei der Beispielkonfiguration für Gruppe 1, 2, 3, 4.
Das Bearbeitungsprogramm der Beispielkonfiguration für Gruppe 1 umfasst ein Bearbeitungsprogramm $1 zum Steuern der mechanischen Komponente (1), ein Bearbeitungsprogramm $2 zum Steuern der mechanischen Komponente (2), ein Bearbeitungsprogramm $3 zum Steuern der mechanischen Komponente (3) und ein Bearbeitungsprogramm $4 zum Steuern der mechanischen Komponente (4). Die Bearbeitungsprogramme $1, $2, $3 und $4 besitzen üblicherweise unterschiedliche Inhalte. Die Daten der Beispielkonfiguration für Gruppe 1 sind auf zur Gruppe 1 gehörende Daten beschränkt. Das Kontaktplanprogramm der Beispielkonfiguration für Gruppe 1 ist auf ein zur Gruppe 1 gehörendes Kontaktplanprogramm beschränkt. Das bedeutet, dass die Beispielkonfiguration für Gruppe 1 zum Steuer der gesamten Maschine dient.
Das Bearbeitungsprogramm der Beispielkonfiguration für Gruppe 1, 2 umfasst ein Bearbeitungsprogramm $1 zum Steuern der mechanischen Komponente (1), ein Bearbeitungsprogramm $2 zum Steuern der mechanischen Komponente (2), ein Bearbeitungsprogramm $1 zum Steuern der mechanischen Komponente (3) und ein Bearbeitungsprogramm $2 zum Steuern der mechanischen Komponente (4). Die Bearbeitungsprogramme $1und $2 besitzen üblicherweise unterschiedliche Inhalte. Die Inhalte des Bearbeitungsprogramms $1 zum Betreiben der mechanischen Komponente (1) können mit denen des Bearbeitungsprogramms $1 zum Betreiben der mechanischen Komponente (3) identisch oder verschieden sein. In gleicher Weise können die Inhalte des Bearbeitungsprogramms $2 zum Betreiben der mechanischen Komponente (2) mit denen des Bearbeitungsprogramms $2 zum Betreiben der mechanischen Komponente (4) identisch oder verschieden sein. Die Daten der Beispielkonfiguration für Gruppe 1, 2 sind in Daten unterteilt, die zur Gruppe 1 gehören und Daten, die zur Gruppe 2 gehören. Das Kontaktplanprogramm der Beispielkonfiguration für Gruppe 1 ist in ein Kontaktplanprogramm, das zur Gruppe 1 gehört und die mechanischen Komponenten (1) und (2) steuert, und ein Kontaktplanprogramm unterteilt, das zur Gruppe 2 gehört und die mechanischen Komponenten (3) und (4) steuert.
Das Bearbeitungsprogramm der Beispielkonfiguration für Gruppe 1, 2, 3, 4 umfasst ein Bearbeitungsprogramm $1 zum Steuern der mechanischen Komponente (1), ein Bearbeitungsprogramm $1 zum Steuern der mechanischen Komponente (2), ein Bearbeitungsprogramm $1 zum Steuern der mechanischen Komponente (3) und ein Bearbeitungsprogramm $1 zum Steuern der mechanischen Komponente (4). Die Inhalte der Bearbeitungsprogramme $1 können identisch oder verschieden sein. Die Daten der Beispielkonfiguration für Gruppe 1, 2, 3, 4 sind in Daten, die zur Gruppe 1 gehören, Daten, die zur Gruppe 2 gehören, Daten, die zur Gruppe 3 gehören, und Daten, die zur Gruppe 4 gehören, unterteilt. Das Kontaktplanprogramm der Beispielkonfiguration für Gruppe 1, 2, 3, 4 ist in ein Kontaktplanprogramm, das zur Gruppe 1 gehört, ein Kontaktplanprogramm, das zur Gruppe 2 gehört, ein Kontaktplanprogramm, das zur Gruppe 3 gehört, und ein Kontaktplanprogramm, das zur Gruppe 4 gehört, unterteilt, die jeweils die mechanischen Komponenten (1), (2), (3) bzw. (4) steuern.
Nachfolgend wird die Gruppenfestlegung der oben beschriebenen Beispielskonfiguration für Gruppe 1, 2 beschrieben. Die Gruppierung wird statisch anhand von Parametern oder dergleichen und dynamisch anhand von Kontaktplanprogrammen oder dergleichen geändert. 6 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung einer Gruppenfestlegung anhand von Parametern. 7 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung einer Gruppenfestlegung anhand von Kontaktplanprogrammen.
Zunächst wird eine Gruppenfestlegung anhand von Parametern beschrieben. 6(a) veranschaulicht ein erstes Muster für eine Gruppenfestlegung anhand von Parametern und 6(b) veranschaulicht ein zweites Muster für eine Gruppenfestlegung anhand von Parametern. In 6(a) gibt ein Systemnummereintrag "1" an, dass das Bearbeitungsprogramm $1 die mechanische Komponente (1) betreibt, ein Systemnummereintrag "2" gibt an, dass das Bearbeitungsprogramm $2 die mechanische Komponente (2) betreibt, ein Systemnummereintrag "3" gibt an, dass das Bearbeitungsprogramm $1 die mechanische Komponente (3) betreibt, und ein Systemnummereintrag "4" gibt an, dass das Bearbeitungsprogramm $2 die mechanische Komponente (4) betreibt. In 6(b) gibt ein Systemnummereintrag "1" an, dass das Bearbeitungsprogramm $1 die mechanische Komponente (1) betreibt, ein Systemnummereintrag "3" gibt an, dass das Bearbeitungsprogramm $2 die mechanische Komponente (3) betreibt, ein Systemnummereintrag "2" gibt an, dass das Bearbeitungsprogramm $1 die mechanische Komponente (2) betreibt, und ein Systemnummereintrag "4" gibt an, dass das Bearbeitungsprogramm $2 die mechanische Komponente (4) betreibt. Wie in dem zweiten Muster dargestellt, müssen, was die Kombination der Bearbeitungsprogramme angeht, die Nummern in den $-Systemnummernreihen nicht aufeinanderfolgen.
Wenn ein Parameter über die Datenein-/-ausgabeeinheit 18 oder die Eingabenvornahmeeinheit 4 eingegeben (festgelegt) wird, wird auf eine in der Parameterspeichereinheit 17 gespeicherte Tabelle zurückgegriffen, und die Daten werden dem Parameter entsprechend gruppiert. Die Programmanalyseeinheit 13 liest das Bearbeitungsprogramm der dem Parameter entsprechend eingestellten Gruppe aus der Speichereinheit 11 für gruppenspezifische Bearbeitungsprogramme aus und analysiert das ausgelesene Bearbeitungsprogramm.
Nach der Vornahme einer dem Parameter entsprechenden Gruppenfestlegung muss die Bedienperson das zu der Gruppe gehörende Bearbeitungsprogramm in der Speichereinheit 11 für gruppenspezifische Bearbeitungsprogramme eintragen.
Als Nächstes wird eine Gruppenfestlegung anhand von Kontaktplanprogrammen beschrieben. Der Hauptkontaktplan nimmt eine Gruppenfestlegung für Gruppe 1 in einem Register R vor. "Gruppe 1 0011" in 7 gibt an, dass das Bearbeitungsprogramm $1 zum Betrieb der mechanischen Komponente (1) und das Bearbeitungsprogramm $2 zum Betrieb der mechanischen Komponente (2) als Gruppe 1 gruppiert werden. "Gruppe 2 1100" in 7 gibt an, dass das Bearbeitungsprogramm $1 zum Betrieb der mechanischen Komponente (3) und das Bearbeitungsprogramm $2 1 zum Betrieb der mechanischen Komponente (4) als Gruppe 2 gruppiert werden. Nach Abschluss der Gruppenfestlegung ruft die SPS 19 das Kontaktplanprogramm für Gruppe 1 und das Kontaktplanprogramm für Gruppe 2 durch Verwendung des Hauptkontaktplans auf.
Als Nächstes werden die in der Speichereinheit 12 für gruppenspezifische Daten gespeicherten Daten beschrieben. 8 zeigt eine Darstellung zur schematischen Veranschaulichung von Variablen. 9 zeigt eine Darstellung zur schematischen Veranschaulichung von Werkzeugkorrekturdaten. Bei den Werkzeugkorrekturdaten handelt es sich um Daten zur Korrektur der Länge, des Durchmessers, der Abnutzung usw. eines Werkzeugs.
Wenn keine Gruppenfestlegung wie bei der oben beschriebenen Beispielkonfiguration für Gruppe 1 vorgenommen wird, wird ein Satz von Variablen festgelegt. Wenn eine Gruppenfestlegung wie bei der oben beschriebenen Beispielkonfiguration für Gruppe 1, 2 vorgenommen wird, wird für jede Gruppe ein Satz von Variablen festgelegt.
In gleicher wird, wenn keine Gruppenfestlegung wie bei der oben beschriebenen Beispielkonfiguration für Gruppe 1 vorgenommen wird, ein Satz von Werkzeugkorrekturdaten festgelegt. Wenn eine Gruppenfestlegung wie bei der oben beschriebenen Beispielkonfiguration für Gruppe 1, 2 vorgenommen wird, werden für jede Gruppe Werkzeugkorrekturdaten festgelegt.
Als Nächstes wird ein Gruppieren von Hauptspindelnummern der Ansteuereinheit 2 beschrieben. Die Ansteuereinheit 2 umfasst mehrere Hauptspindeln, wobei zum Identifizieren der Hauptspindeln Hauptspindelnummern vergeben werden. Eine Hauptspindelnummernkonvertierungstabelle ist in der Hauptspindelnummernkonvertierungstabellen-Speichereinheit 23 gespeichert. 10 zeigt eine Darstellung zur schematischen Veranschaulichung der Hauptspindelnummernkonvertierungstabelle. Die Konvertierungstabelle zeigt einen Fall, bei dem eine Gruppenfestlegung wie bei der oben beschriebenen Beispielkonfiguration für Gruppe 1, 2 vorgenommen wird.
Wenn keine Gruppenfestlegung erfolgt, gibt die numerische Steuerungsvorrichtung 1 an die Ansteuereinheit 2 Anweisungen entsprechend den in dem Bearbeitungsprogramm angegebenen Hauptspindelnummern aus.
Wenn eine Gruppenfestlegung erfolgt, konvertiert die numerische Steuerungsvorrichtung 1 in dem Bearbeitungsprogramm angegebene Hauptspindelnummern unter Bezugnahme auf die Konvertierungstabelle.
Konkret weist bei dem in 10 dargestellten Beispiel eine Hauptspindelgruppierungseinheit 26 S1 ohne Gruppenfestlegung als S1 der Gruppe 1, S2 ohne Gruppenfestlegung als S2 der Gruppe 1, S3 ohne Gruppenfestlegung als S3 der Gruppe 1, S4 ohne Gruppenfestlegung als S1 der Gruppe 2 und S5 ohne Gruppenfestlegung als S2 der Gruppe 2 zu.
Als Nächstes wird ein Zählerbildschirm beschrieben, der an der Anzeigeeinheit 5 dargestellt wird. 11 zeigt eine Darstellung zur schematischen Veranschaulichung des an der Anzeigeeinheit 5 dargestellten Zählerbildschirms. Der Zählerbildschirm ist in der Bildanzeigedaten-Speichereinheit 24 gespeichert. Die Anzeigeverarbeitungseinheit 22 weist eine gruppenspezifische Anzeigeverarbeitungsfunktion auf, die für jede Gruppe die Anzeigeverarbeitung vornimmt.
Wenn keine Gruppenfestlegung erfolgt, liest die Anzeigeverarbeitungseinheit 22 den Zählerbildschirm ohne Gruppenfestlegung aus der Bildanzeigedaten-Speichereinheit 24, um diesen an die Anzeigeeinheit 5 auszugeben. Der Zählerbildschirm wird an der Anzeigeeinheit 5 angezeigt.
Wenn eine Gruppenfestlegung erfolgt, liest die Anzeigeverarbeitungseinheit 22 den Zählerbildschirm mit Gruppenfestlegung aus der Bildanzeigedaten-Speichereinheit 24 aus, um diesen durch die gruppenspezifische Anzeigeverarbeitungsfunktion an die Anzeigeeinheit 5 auszugeben. Die Anzeigeeinheit 5 zeigt den Zählerbildschirm für Gruppe 1 und den Zählerbildschirm für Gruppe 2 an.
Die Interpolationsverarbeitungseinheit 14 weist eine Funktion zur parallelen Ausführung von Prozessen unabhängig für jede der Gruppen auf. Als Beispiele für diese Funktion werden eine Funktion zum manuell frei wählbaren Vorwärts-Rückwärtslauf und eine Einzelblockstopp-unter-Teilsystemen-Funktion beschrieben. Bei der Funktion zum manuell frei wählbaren Vorwärts-Rückwärtslauf handelt es sich um eine Funktion die, wenn eine Bedienperson den Handgriff eines Handgriffimpulsgenerators dreht, eine der Umdrehungsgeschwindigkeit des Handgriffs entsprechende Ausführung des Bearbeitungsprogramms bewirkt. Wenn der Handgriff im Uhrzeigersinn gedreht wird, bewegt sich die Maschine vorwärts, wenn der Handgriff gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird, bewegt sich die Maschine rückwärts. Die Bedienperson kann den Verarbeitungsweg auf Grundlage des Ergebnisses der Funktion zum manuell frei wählbaren Vorwärts-Rückwärtslauf prüfen und dabei einen Maschinenkonflikt oder dergleichen durch das Bearbeitungsprogramm vermeiden.
Die numerische Steuerungsvorrichtung 1 weist einen Handgriff H für die Ausführung der Funktion zum manuell frei wählbaren Vorwärts-Rückwärtslauf auf. Die Interpolationsverarbeitungseinheit 14 erfasst eine Arbeitsgeschwindigkeit auf Basis der Betätigung des Handgriffs H und interpoliert eine in dem analysierten Bearbeitungsprogramm enthaltene Geschwindigkeit mit der erfassten Betätigungsgeschwindigkeit.
Es wird nun ein konkretes Beispiel für die Ausführung der Funktion zum manuell frei wählbaren Vorwärts-Rückwärtslauf angegeben. Es wird angenommen, dass die Gruppen 1 und 2 wie bei der oben beschriebenen Beispielkonfiguration für Gruppe 1, 2 festgelegt sind. 12(a) zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung einer Situation, bei der die zur Gruppe 1 gehörenden Bearbeitungsprogramme $1, $2 in Vorwärtsrichtung ausgeführt werden, um Werkzeuge der Betätigung des Handgriffs H1 entsprechend anzusteuern. 12(b) zeigt eine Darstellung zum Veranschaulichen einer Situation, bei der die zur Gruppe 2 gehörenden Bearbeitungsprogramme $1, $2 in Rückwärtsrichtung ausgeführt werden, um die Werkzeuge entsprechend der Betätigung des Handgriffs H2 anzusteuern. Nachfolgend wird angenommen, dass der Handgriff H zwei Handgriffe umfasst.
Die Bedienperson betätigt den Handgriff H entsprechend dem Kanalschalter 1ch in Vorwärtsrichtung. Die Interpolationsverarbeitungseinheit 14 ändert die Geschwindigkeitsdaten in den zur Gruppe 1 gehörenden Bearbeitungsprogrammen $1, $2 auf Basis der Umdrehungsgeschwindigkeit des Handgriffes H. Das Werkzeug 1 führt eine Drehbearbeitung an einem Werkstück mit einer Geschwindigkeit aus, die der Umdrehungsgeschwindigkeit des Handgriffs H entspricht. Das Werkzeug 2 führt eine Werkzeugpositionierung mit einer Geschwindigkeit aus, die der Umdrehungsgeschwindigkeit des Handgriffs H entspricht.
Ferner betätigt die Bedienperson den Handgriff H entsprechend dem Kanalschalter 2ch in Rückwärtsrichtung. Die Interpolationsverarbeitungseinheit 14 ändert die Geschwindigkeitsdaten in den zur Gruppe 2 gehörenden Bearbeitungsprogrammen $1, $2 auf Basis der Umdrehungsgeschwindigkeit des Handgriffes H. Jedes der Werkzeuge 1 und 2 bewegt sich mit einer Geschwindigkeit in Rückwärtsrichtung, die der Umdrehungsgeschwindigkeit des Handgriffs H entspricht.
Somit kann die numerische Steuerungsvorrichtung 1 die Funktion zum manuell frei wählbaren Vorwärts-Rückwärtslauf für jede Gruppe sowohl unabhängig als auch simultan ausführen. Der Handgriff H kann einen Handgriff aufweisen und in seiner Funktion umschaltbar ausgebildet sein. Bei dieser Konfiguration werden die zur Gruppe 1 gehörenden Bearbeitungsprogramme $1, $2 entsprechend der Betätigung eines Handgriffs H ausgeführt, wobei die Funktion des Handgriffs H zum Ausführen der zur Gruppe 2 gehörenden Bearbeitungsprogramme $1, $2 umgeschaltet wird.
Als Nächstes wird die Einzelblockstopp-unter-Teilsystemen-Funktion beschrieben. Bei der Einzelblockstopp-unter-Teilsystemen-Funktion handelt es sich um eine Funktion, die nur einen Block eines Bearbeitungsprogramms ausführt und dann den Betrieb der numerischen Steuerungsvorrichtung 1 anhält.
Bei einer Ausführung von Einzelblockstopp-unter-Teilsystemen stoppt die Interpolationsverarbeitungseinheit 14 das Bearbeitungsprogramm für jede Gruppe unabhängig und hält die Bearbeitungsprogramme von anderen System an.
13(a) zeigt eine Darstellung zur Erläuterung der Betriebsweise, wenn die zur Gruppe 1 gehörenden Bearbeitungsprogramme $1, $2 über die Einzelblockstopp-unter-Teilsystemen-Funktion ausgeführt werden. 13(b) zeigt eine Darstellung zur Erläuterung der Betriebsweise, wenn die zur Gruppe 2 gehörenden Bearbeitungsprogramme $1, $2 über die Einzelblockstopp-unter-Teilsystemen-Funktion ausgeführt werden.
In Gruppe 1 hält das Bearbeitungsprogramm $2 zu dem Zeitpunkt an, an dem der Block des Bearbeitungsprogramms $1 stoppt. Zudem kann in Gruppe 1 das Bearbeitungsprogramm $1 zu dem Zeitpunkt anhalten, wenn das Bearbeitungsprogramm $2 stoppt. Dasselbe gilt für Gruppe 2.
Da die Einzelblockstopp-unter-Teilsystemen-Funktion der Gruppe 1 und die Einzelblockstopp-unter-Teilsystemen-Funktion der Gruppe 2 unabhängig voneinander sind, halten die zur Gruppe 2 gehörenden Bearbeitungsprogramme $1, $2 auch dann nicht an, wenn das zur Gruppe 1 gehörende Bearbeitungsprogramm $1 stoppt, und die zur Gruppe 1 gehörenden Bearbeitungsprogramme $1, $2 halten auch dann nicht an, wenn das zur Gruppe 2 gehörende Bearbeitungsprogramm $1 stoppt.
Somit kann die numerische Steuerungsvorrichtung 1 die Einzelblockstopp-unter-Teilsystemen-Funktion für jede Gruppe unabhängig ausführen.
Die Interpolationsverarbeitungseinheit 14 weist ferner eine Funktion auf, um Prozesse als Gesamtmaschine unabhängig von den definierten Gruppen aufeinander abgestimmt auszuführen. Als Beispiel für diese Funktion wird nachfolgend eine Konflikt-Überprüfungsfunktion beschrieben. Bei der Konflikt-Überprüfungsfunktion handelt es sich um eine Funktion, die den einem Bearbeitungsprogramm entsprechenden Betrieb der NC-Werkzeugmaschine 3 simuliert, um eine Kollision von Werkzeugen oder Werkstücken, die Konfliktobjekte darstellen, zu ermitteln. Die Konflikt-Überprüfungsfunktion legt einen Annäherungsabstand zwischen Konfliktobjekten fest und erfasst die Annäherung um eine Warnanzeige auszugeben, wenn ein Objekt sich an das andere auf weniger als den Annäherungsabstand annähert. Zudem wird die darauffolgende Bewegung gestoppt, wenn die darauffolgende Bewegung zu einer Kollision führt, wobei ein Alarmsignal ausgegeben wird.
Konkret berechnet die Interpolationsverarbeitungseinheit 14 mechanische Koordinaten aus Positionsdaten und prüft, ob es bei vorher definierten Konfliktobjekten zu Konflikten kommt. 14 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung eines Falles, bei dem ein Bearbeitungsprogramm in einer Simulation unter Verwendung der Konflikt-Überprüfungsfunktion ausgeführt wird. Bei der nachfolgenden Beschreibung wird angenommen, dass die mechanischen Komponenten der NC-Werkzeugmaschine 3 in Gruppen wie bei der oben beschriebenen Beispielskonfiguration für Gruppe 1, 2 unterteilt sind.
Die Interpolationsverarbeitungseinheit 14 legt einen mechanischen Referenzkoordinatenursprung fest und bestimmt ein zur Gruppe 1 gehörendes Konfliktobjekt A und ein zur Gruppe 2 gehörendes Konfliktobjekt B unter Verwendung eines mechanischen Koordinatensystemursprungsversatzes, eines Konfliktmodellkoordinatensystemversatzes und eines dreidimensionalen Komponentenversatzes. Die Konfliktobjekte A und B werden auf Grundlage der von der Interpolationsverarbeitungseinheit 14 berechneten Koordinatenwerte bewegt.
Wenn zwischen den Konfliktobjekten A und B Konflikte bestehen, d. h., wenn deren Koordinaten nach der nächsten Bewegung überlappen, stoppt die Interpolationsverarbeitungseinheit 14 die nächste Bewegung und gibt ein Alarmsignal aus.
Dadurch kann die numerische Steuerungsvorrichtung 1 eine gruppenübergreifende Konfliktprüfung vornehmen, um eine Kollision von Konfliktobjekten zu verhindern. Wenngleich oben eine gruppenübergreifende Konfliktprüfung beschrieben wurde, kann auch eine gruppeninterne Konfliktprüfung vorgenommen werden.
Als Nächstes wird eine Funktion beschrieben, bei der die Gruppen aufeinander abgestimmt agieren. 15 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung einen aufeinander abgestimmten Betrieb der Gruppen 1 und 2.
Bei dem Werkzeug X1 handelt es sich um ein Werkzeug, das von einem Bearbeitungsprogramm der Gruppe 1 angesteuert wird. Bei dem Werkzeug Y1 handelt es sich um ein Werkzeug, das von einem Bearbeitungsprogramm der Gruppe 2 angesteuert wird. Das Bearbeitungsprogramm der Gruppe 1 und das Bearbeitungsprogramm der Gruppe 2 weisen eine Variable auf, die gemeinsam benutzt werden kann.
Wenn die Variable auf 0 gesetzt ist, steuern das Bearbeitungsprogramm der Gruppe 1 und das Bearbeitungsprogramm der Gruppe 2 die Werkzeuge unabhängig an. Wenn beispielsweise das Bearbeitungsprogramm der Gruppe 1 in die Variable schreibt, steuern das Bearbeitungsprogramm der Gruppe 1 und das Bearbeitungsprogramm der Gruppe 2 die Werkzeuge aufeinander abgestimmt an. Konkret stoppt das Bearbeitungsprogramm der Gruppe 2 die Ansteuerung des Werkzeugs Y1, um dem Bearbeitungsprogramm der Gruppe 1, das das Werkzeug Numerische Steuerungsvorrichtung 1 ansteuert, den Vorrang einzuräumen. Wenn die Variable 0 wird, nimmt das Bearbeitungsprogramm der Gruppe 2 die Ansteuerung des Werkzeugs Y1 wieder auf. Praktisch besteht ein Mittel zum Ändern des Arbeitsablaufs darin, dass die Bearbeitungsprogramme der Gruppen 1 und 2 prüfen, ob die Variable 0 oder 1 ist, um den Arbeitsablauf zu ändern.
Daher stellt die numerische Steuerungsvorrichtung 1 gemeinsame Daten (Variablen) zur Verfügung, die von den festgelegten Gruppen verwendet werden können, sodass eine Funktion ausführt werden kann, bei der Gruppen aufeinander abgestimmt agieren und so Kollisionen von z. B. Werkzeugen vermieden werden können.
Als nächstes wird die Konfiguration beschrieben, bei der für jede Gruppe Daten ein- und ausgegeben werden. 16 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung eines Vorgangs, bei dem für jede Gruppe Daten ein- bzw. ausgegeben werden. Ein Personalcomputer gibt die zur Gruppe 1 gehörenden Bearbeitungsprogramme $1, $2 über die Datenein-/-ausgabeeinheit 18 ein bzw. aus. Außerdem gibt der Personalcomputer die zur Gruppe 2 gehörenden Bearbeitungsprogramme $1, $2 über die Datenein-/-ausgabeeinheit 18 ein bzw. aus. Das bedeutet, dass die Bearbeitungsprogramme für jede Gruppe ein- und ausgegeben werden können.
Dadurch kann die numerische Steuerungsvorrichtung 1 eine Datenein-/-ausgabe effizient vornehmen. Auch Daten und das Kontaktplanprogramm können für jede Gruppe ein- bzw. ausgegeben werden.
Ferner weist die Programmanalyseeinheit 13 eine Funktion auf, die Bearbeitungsprogramme für jede Gruppe analysiert und die die Bearbeitungsprogramme synchron zu den Bearbeitungsprogrammen für andere Gruppen verarbeitet. Es wird nun eine synchrone Verarbeitung von Bearbeitungsprogrammen beschrieben. 17 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung einer synchronen Verarbeitung von Bearbeitungsprogrammen der Gruppen. Die Programmanalyseeinheit 13 analysiert Bearbeitungsprogramme und verarbeitet diese synchron mit den Bearbeitungsprogrammen der anderen Gruppe. Konkret kann die Programmanalyseeinheit 13 bei einer Ausführung der zur Gruppe 1 gehörenden Bearbeitungsprogramme $1 und $2 und der zur Gruppe 2 gehörenden Bearbeitungsprogramme $1 und $2 eine zeitliche Synchronisierung unter Verwendung eines Codes durchführen, der eine Synchronisierung zwischen Gruppen anzeigt. Der Code, der anzeigt, dass sich ein zur Gruppe 1 gehörendes Bearbeitungsprogramm mit einem Bearbeitungsprogramm der Gruppe 2 synchronisiert, ist GP2. Der Code, der anzeigt, dass sich ein zur Gruppe 2 gehörendes Bearbeitungsprogramm mit einem Bearbeitungsprogramm der Gruppe 1 synchronisiert, ist GP1.
Somit kann die numerische Steuerungsvorrichtung 1 bei einer für jede Gruppe unabhängigen Steuerung eine NC-Werkzeugmaschine 3 in effizienter Weise synchron betreiben, indem die zeitliche Synchronisation, d. h. ein Synchronisierungsvorgang, zum Teil ausgeführt wird.
Wenn die mechanischen Komponenten in Gruppen unterteilt sind, von denen jede ein Mehrfachsystem aufweist, das zwei oder mehr mechanische Komponenten kombiniert, stoppt die Interpolationsverarbeitungseinheit 14 den Prozess einer Gruppe, jedoch nicht den Prozess einer anderen Gruppe. 18 veranschaulicht einen Weg, bei dem der Prozess der Gruppe 1 und der Prozess der Gruppe 2 der Beispielkonfiguration für Gruppe 1, 2 unabhängig voneinander ausgeführt werden.
Konkret ist bei der Gruppe 2 ein Fall dargestellt, bei dem ein Werkstück 3a nach einer Bearbeitung mit der mechanischen Komponente (3) durch einen Nothalt, einen Alarmhalt, NC-Reset, oder dergleichen angehalten wird. Bei der Gruppe 1 ist ein Fall dargestellt, bei dem ein Werkstück 2a ohne vom Stopp der Gruppe 2 betroffen zu sein, mit der mechanischen Komponente (1) und dann mit der mechanischen Komponente (2) bearbeitet wird, sodass das Werkstück 2b realisiert wird.
Daher kann bei der numerische Steuerungsvorrichtung 1 selbst wenn ein Umstand eintritt, bei dem die Bearbeitung eines Werkstücks durch eine Gruppe aufgrund eines Nothalts, eines Alarmhalts, NC-Resets, oder dergleichen gestoppt wird, die andere Gruppe ohne davon betroffen zu sein mit der Bearbeitung eines Werkstücks fortfahren.
Es wird darauf hingewiesen, dass die numerische Steuerungsvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform wie in 19 dargestellt eine CPU 201, die die Berechnungen durchführt, einen Speicher 202, der Programme speichert, die von der CPU 201 gelesen werden sollen, eine Eingabeeinheit 203, in die Signale eingegeben werden, und eine Ausgabeeinheit 204 aufweist, die Signale ausgibt.
Konkret entspricht die Speichereinheit 10 dem Speicher 202. Die von der Programmanalyseeinheit 13, der Interpolationsverarbeitungseinheit 14, der Beschleunigungs-/Verzögerungsverarbeitungseinheit 15, der Maschinensteuersignalverarbeitungseinheit 20, der Eingabenverarbeitungseinheit 21, der Anzeigenverarbeitungseinheit 22 und der Hauptspindelgruppierungseinheit 26 ausgeführten Funktionen sind mithilfe von Programmen implementiert, die in dem Speicher 202 gespeichert sind. Die Eingabenvornahmeeinheit 4 entspricht der Eingabeeinheit 203.
Die CPU 201 liest ein in dem Speicher gespeichertes Programm aus, unterteilt die NC-Werkzeugmaschine 3 virtuell in mehrere mechanische Komponenten, teilt die mechanischen Komponenten in Gruppen ein, die jeweils ein einzelnes System oder ein Mehrfachsystem umfassen, das zwei oder mehr der mechanischen Komponenten kombiniert, liest alle Bearbeitungsprogramme aus dem Speicher 202 aus, um die NC-Werkzeugmaschine 3 so anzusteuern, dass diese mit den in Gruppen eingeteilten mechanischen Komponenten Werkstücke bearbeitet, analysiert jedes Bearbeitungsprogramm, liest Daten aus, die erforderlich sind, um die NC-Werkzeugmaschine 3 unter Verwendung der Bearbeitungsprogramme aus dem Speicher 202 zur Bearbeitung von Werkstücken anzusteuern, und führt eine Interpolation an den analysierten Bearbeitungsprogrammen durch, um das interpolierte Bearbeitungsprogramm über die Ausgabeeinheit 204 an die Ansteuereinheit 2 auszugeben.
Die bei der obigen Ausführungsform beschriebene Konfiguration veranschaulicht ein Beispiel für den Gegenstand der vorliegenden Erfindung und kann mit anderen öffentlich bekannten Techniken kombiniert werden, wobei ein Teil der Konfiguration weggelassen oder abgeändert werden kann, ohne vom Kern der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Bezugszeichenliste

1: numerische Steuerungsvorrichtung,
2: Ansteuereinheit,
3: NC-Werkzeugmaschine,
4: Eingabenvornahmeeinheit,
5: Anzeigeeinheit,
10: Speichereinheit,
11: Speichereinheit für gruppenspezifische Bearbeitungsprogramme,
12: Speichereinheit für gruppenspezifische Daten,
13: Programmanalyseeinheit,
14: Interpolationsverarbeitungseinheit,
15: Beschleunigungs-/Verzögerungsverarbeitungseinheit,
16: Achsendatenausgabeeinheit,
17: Parameterspeichereinheit,
18: Datenein-/-ausgabeeinheit,
19: SPS,
20: Maschinensteuersignalverarbeitungseinheit,
21: Eingabenverarbeitungseinheit,
22: Anzeigenverarbeitungseinheit,
23: Hauptspindelnummernkonvertierungstabellen-Speichereinheit,
24: Bildschirmanzeigedatenspeichereinheit,
25: gemeinsamer Bereich,
26: Hauptspindelgruppierungseinheit.

Claims

Numerische Steuerungsvorrichtung für die Steuerung einer NC-Werkzeugmaschine zum Bearbeiten eines Werkstücks, wobei die numerische Steuerungsvorrichtung aufweist: eine erste Speichereinheit zum Speichern von mehreren Bearbeitungsprogrammen zum virtuellen Unterteilen der NC-Werkzeugmaschine in mehrere mechanische Komponenten, zum Einteilen der mechanischen Komponenten in mehrere Gruppen, von denen jede ein einzelnes System oder ein Mehrfachsystem umfasst, das zwei oder mehr der mechanischen Komponenten kombiniert, und zum Ansteuern der NC-Werkzeugmaschine zum Bearbeiten eines Werkstücks unter Verwendung der mehreren Gruppen mechanischer Komponenten, eine zweite Speichereinheit, um für jede der Gruppen Daten zu speichern, die zum Ansteuern der Werkzeugmaschine für ein Bearbeiten des Werkstücks unter Verwendung der Bearbeitungsprogramme erforderlich sind, eine Programmanalyseeinheit zum Lesen aller Bearbeitungsprogramme und zum Analysieren eines jeden der Bearbeitungsprogramme, und eine Interpolationsverarbeitungseinheit zum Lesen der Daten und zum Ausführen einer Interpolation bei jeder der Gruppen unter Verwendung der analysierten Bearbeitungsprogramme und der Daten.
Numerische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Gruppen statisch anhand eines Parameters geändert werden oder dynamisch anhand eines Kontaktplanprogramms geändert werden.
Numerische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Interpolationsverarbeitungseinheit eine Funktion zur parallelen Ausführung von Prozessen unabhängig für jede der Gruppen aufweist.
Numerische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Interpolationsverarbeitungseinheit eine Funktion aufweist, um Prozesse als Gesamtmaschine unabhängig von den definierten Gruppen aufeinander abgestimmt auszuführen.
Numerische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Programmanalyseeinheit die Bearbeitungsprogramme für die jeweiligen Gruppen analysiert.
Numerische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Interpolationsverarbeitungseinheit eine Verarbeitung von Bearbeitungsprogrammen synchron mit einem Bearbeitungsprogramm für eine andere Gruppe ausführt.
Numerische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei gemeinsame Daten bereitgestellt werden, die von den definierten Gruppen verwendet werden können.
Numerische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Interpolationsverarbeitungseinheit, wenn jede der Gruppen ein Mehrfachsystem umfasst, das zwei oder mehr der mechanischen Komponenten kombiniert, eine Verarbeitung einer Gruppe stoppt, jedoch nicht eine Verarbeitung einer anderen Gruppe stoppt.
Numerische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, die eine Datenein-/-ausgabeeinheit zum Eingeben und Ausgeben von Daten für jede der Gruppen aufweist.