DE112020007285T5 - Numerische steuervorrichtung, steuersystem und numerisches steuerverfahren - Google Patents

Abstract

Eine numerische Steuervorrichtung (1) steuert eine Werkzeugmaschine (2), die Schneidarbeiten durchführt, während sie ein Werkzeug (25) relativ zu einem Werkstück (24) bewegt. Die numerische Steuervorrichtung (1) beinhaltet Folgendes: eine Einheit (10) zur Eingabe von Vibrationsbedingungen, in die eine Vibrationsbedingung eingegeben wird, wobei die Vibrationsbedingung zum Versetzen des Werkzeugs (25) in Vibrationen in Bezug auf das Werkstück (24) entlang einer Bewegungsbahn des Werkzeugs (25) in Bezug auf das Werkstück (24) bestimmt ist; und eine Einheit (12) zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden, die auf Grundlage der Vibrationsbedingung feststellt, ob von Vibration unter der Vibrationsbedingung begleitetes Schneiden unterbrochenem Schneiden entspricht, bei dem das Werkstück (24) mit Unterbrechungen geschnitten wird und von dem Werkstück (24) feine Spanteile erzeugt werden.

Description

• Gebiet
• Die vorliegende Offenbarung betrifft eine numerische Steuervorrichtung, ein Steuersystem und ein numerisches Steuerverfahren zum Steuern einer Werkzeugmaschine, die Schneidarbeiten durchführt.
• Hintergrund
• Es ist eine Werkzeugmaschine bekannt, die Schneidarbeiten an einem Werkstück durch Bewegen eines Werkzeugs relativ zu dem Werkstück durchführt. Um bei einer derartigen Werkzeugmaschine zu verhindern, dass sich durch Schneidarbeiten erzeugte Späne an dem Werkstück oder dem Werkzeug verfangen, kann ein Verfahren zum Versetzen des Werkzeugs in Vibrationen in Bezug auf das Werkstück verwendet werden, um feine Spanteile zu erzeugen. Da das Verfangen von Spänen an dem Werkstück oder dem Werkzeug verhindert wird, ist es möglich den Aufwand für das Entfernen von Spänen von dem Werkstück oder dem Werkzeug zu reduzieren. Darüber hinaus wird ein Verkratzen des Werkstücks durch Späne, die sich verfangen haben, verhindert, was zu einer Verbesserung der Bearbeitungsqualität führt.
• Patentliteratur 1 betrifft eine Steuervorrichtung, die ein Werkzeug in mindestens zwei axialen Richtungen in Bezug auf ein Werkstück bewegt, während das Werkstück durch Drehung einer Spindel gedreht wird, und offenbart, dass das Werkzeug entlang der Bewegungsbahn des Werkzeugs in Bezug auf das Werkstück in Vibrationen versetzt wird. Die Steuervorrichtung gemäß
• Patentliteratur 1 erzeugt einen Schwingbefehl zum Versetzen des Werkzeugs in Vibrationen auf Grundlage eines Positionsbefehls zum Bewegen des Werkzeugs in Bezug auf das Werkstück und den Drehwinkel der Spindel. Die Steuervorrichtung gemäß Patentliteratur 1 korrigiert zudem den Schwingbefehl auf Grundlage einer Positionsabweichung, die von dem Positionsbefehl und einem Rückkopplungswert, der die Position des Werkzeugs oder des Werkstücks angibt, erhalten wird.
• Die Steuervorrichtung gemäß Patentliteratur 1 benötigt keine Tabelle, in der spezifische Daten zum Versetzen des Werkzeugs in Vibrationen registriert sind, wie die Größe der Vorwärtsbewegung und die Größe der Rückwärtsbewegung des Werkzeugs, die Geschwindigkeit der Vorwärtsbewegung und die Geschwindigkeit der Rückwärtsbewegung. Die Steuervorrichtung gemäß Patentliteratur 1 kann die Mühe ersparen, eine Tabelle zu erstellen, die verschiedenen Bearbeitungsbedingungen bei Schneidarbeiten entspricht. Die Steuervorrichtung gemäß Patentliteratur 1 kann eine Veränderung der Bearbeitungsbedingungen der Werkzeugmaschine bewältigen, indem der Befehl zum Versetzen des Werkzeugs in Vibrationen auf einfache Weise zu einem Befehl geändert wird, der den geänderten Bearbeitungsbedingungen entspricht.
• Liste der Anführungen
• Patentliteratur
• Patentliteratur 1: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2017-182336
• Kurzdarstellung
• Technische Aufgabe
• Bei der herkömmlichen Technik gemäß Patentliteratur 1 wird nicht festgestellt, ob der erzeugte Schwingbefehl feine Spanteile verursacht. Im Fall der Steuervorrichtung nach der herkömmlichen Technik ist es nicht möglich, festzustellen, ob der erzeugte Schwingbefehl sicherstellen kann, dass feine Spanteile erzeugt werden, sofern keine Testbearbeitung durchgeführt wird, da bei der Korrektur des Schwingbefehls der Rückkopplungswert erforderlich ist. Aus diesem Grund ist die Steuervorrichtung nach der herkömmlichen Technik insofern problematisch, als es Zeit und Aufwand erfordert, um eine Steuerung zum Erzeugen feiner Spanteile zu ermöglichen.
• Die vorliegende Offenbarung wurde in Anbetracht des Vorstehenden erstellt und eine Zielsetzung davon besteht darin, eine numerische Steuervorrichtung bereitzustellen, die fähig ist, auf einfache Weise eine Steuerung zum Erzeugen feiner Spanteile bei Schneidarbeiten umzusetzen.
• Lösung der Aufgabe
• Um die vorstehend beschriebenen Aufgaben zu lösen und die Zielsetzung zu erreichen, steuert eine numerische Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung eine Werkzeugmaschine, die Schneidarbeiten durchführt, während sie ein Werkzeug relativ zu einem Werkstück bewegt. Die numerische Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung beinhaltet: eine Einheit zur Eingabe von Vibrationsbedingungen, in die eine Vibrationsbedingung eingegeben wird, wobei die Vibrationsbedingung zum Versetzen des Werkzeugs in Vibrationen in Bezug auf das Werkstück entlang einer Bewegungsbahn des Werkzeugs in Bezug auf das Werkstück bestimmt ist; und eine Einheit zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden, um auf Grundlage der Vibrationsbedingung festzustellen, ob von Vibration unter der Vibrationsbedingung begleitetes Schneiden unterbrochenem Schneiden entspricht, bei dem das Werkstück mit Unterbrechungen geschnitten wird und von dem Werkstück feine Spanteile erzeugt werden.
• Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
• Die numerische Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung kann die Wirkung erzielen, eine Steuerung zum Erzeugen feiner Spanteile bei Schneidarbeiten auf einfache Weise umzusetzen.
• Figurenliste
• 1 ist eine grafische Darstellung, die ein Steuersystem veranschaulicht, das eine numerische Steuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform beinhaltet.
• 2 ist eine grafische Darstellung zum Erläutern der Schneidarbeiten durch eine Werkzeugmaschine, die in dem in 1 veranschaulichten Steuersystem beinhaltet ist.
• 3 ist eine grafische Darstellung zum Erläutern einer Vibration eines Werkzeugs in der Werkzeugmaschine, die in dem in 1 veranschaulichten Steuersystem beinhaltet ist.
• 4 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Vorgang für den Betrieb der numerischen Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
• 5 ist eine grafische Darstellung zum Erläutern der Feststellung in einer Einheit zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden, die in der numerischen Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform bereitgestellt ist.
• 6 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Vorgang zum Verarbeiten durch eine Einheit zur Korrektur von Vibrationsbedingungen veranschaulicht, die in der numerischen Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform bereitgestellt ist.
• 7 ist eine grafische Darstellung, die ein Steuersystem veranschaulicht, das eine numerische Steuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform beinhaltet.
• 8 ist eine grafische Darstellung, die ein Beispiel für Informationen zur dynamischen Steifigkeit veranschaulicht, die in der numerischen Steuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform bereitgehalten werden.
• 9 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Vorgang zum Verarbeiten durch eine Einheit zur Korrektur von Vibrationsbedingungen veranschaulicht, die in der numerischen Steuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform bereitgestellt ist.
• 10 ist eine grafische Darstellung, die ein Steuersystem veranschaulicht, das eine numerische Steuervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform veranschaulicht.
• 11 ist eine grafische Darstellung, die ein Beispiel für eine Anzeige auf einer Anzeigevorrichtung veranschaulicht, die in dem in 10 veranschaulichten Steuersystem bereitgestellt ist.
• 12 ist eine grafische Darstellung, die ein Steuersystem veranschaulicht, das eine numerische Steuervorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform beinhaltet.
• 13 ist eine grafische Darstellung, die eine beispielhafte Hardwarekonfiguration veranschaulicht, die in der numerischen Steuervorrichtung gemäß einer der ersten bis vierten Ausführungsform bereitgestellt ist.
• Beschreibung von Ausführungsformen
• Nachstehend werden eine numerische Steuervorrichtung, ein Steuersystem und ein numerisches Steuerverfahren gemäß Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.
• Erste Ausführungsform.
• 1 ist eine grafische Darstellung, die ein Steuersystem veranschaulicht, das eine numerische Steuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform beinhaktet. Das Steuersystem beinhaltet eine numerische Steuervorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform, eine Werkzeugmaschine 2, die Schneidarbeiten durchführt, und eine Antriebseinheit 3, die die Werkzeugmaschine 2 antreibt. Die numerische Steuervorrichtung 1 steuert die Werkzeugmaschine 2 durch Ausführen eines Bearbeitungsprogramms 50. Die Werkzeugmaschine 2 schneidet ein Werkstück 24, während sie ein Werkzeug 25 für Schneidarbeiten relativ zu dem Werkstück 24 bewegt.
• Die numerische Steuervorrichtung 1 beinhaltet eine Einheit 10 zur Eingabe von Vibrationsbedingungen, in die Vibrationsbedingungen eingegeben werden, eine Einheit 11 zur Eingabe von Bearbeitungsprogrammen, in die das Bearbeitungsprogramm 50 eingegeben wird, eine Einheit 12 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden, die feststellt, ob unterbrochenes Schneiden durchgeführt wird, eine Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen, die die Vibrationsbedingungen korrigiert, die in die Einheit 10 zur Eingabe von Vibrationsbedingungen eingegeben werden, und eine Einheit 14 zur Erzeugung von Sollwerten, die einen Sollwert erzeugt. Unterbrochenes Schneiden wird später beschrieben.
• Die Einheit 10 zur Eingabe von Vibrationsbedingungen erhält eine Eingabe von Vibrationsbedingungen zum Versetzen des Werkzeugs 25 in Vibrationen in Bezug auf das Werkstück 24 entlang der Bewegungsbahn des Werkzeugs 25 in Bezug auf das Werkstück 24. Die Einheit 10 zur Eingabe von Vibrationsbedingungen gibt Vibrationsbedingungsinformationen 51, die die eingegebenen Vibrationsbedingungen darstellen, an die Einheit 12 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden und die Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen aus. Die Einheit 11 zur Eingabe von Bearbeitungsprogrammen gibt das eingegebene Bearbeitungsprogramm 50 an die Einheit 12 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden und die Einheit 14 zur Erzeugung von Sollwerten aus.
• Die Einheit 12 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden stellt auf Grundlage der Vibrationsbedingungen fest, ob von Vibration unter den Vibrationsbedingungen begleitetes Schneiden unterbrochenem Schneiden entspricht. Unterbrochenes Schneiden ist Schneiden, bei dem das Werkstück 24 mit Unterbrechungen geschnitten wird und von dem Werkstück 24 feine Spanteile erzeugt werden. Die Einheit 12 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden gibt Feststellungsinformationen 52, die das Feststellungsergebnis darstellen, an die Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen aus.
• Wenn die Feststellungsinformationen 52, die angeben, dass von Vibration begleitetes Schneiden unterbrochenem Schneiden nicht entspricht, in die Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen eingegeben werden, findet die Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen Vibrationsbedingungen, unter denen von Vibrationsarbeiten begleitetes Schneiden unterbrochenes Schneiden ist. Die Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen korrigiert die Vibrationsbedingungsinformationen 51 auf Grundlage des Ergebnisses des Findens der Vibrationsbedingungen. Als Reaktion auf das Korrigieren der Vibrationsbedingungsinformationen 51 durch die Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen gibt die Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen Vibrationsbedingungsinformationen 53, bei denen es sich um die korrigierten Vibrationsbedingungsinformationen 51 handelt, an die Einheit 14 zur Erzeugung von Sollwerten aus.
• Wenn dagegen die Feststellungsinformationen 52, die angeben, dass von Vibration begleitetes Schneiden unterbrochenem Schneiden entspricht, in die Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen eingegeben werden, überspringt die Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen die Korrektur der Vibrationsbedingungsinformationen 51. Als Reaktion auf das Überspringen der Korrektur der Vibrationsbedingungsinformationen 51 gibt die Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen die Vibrationsbedingungsinformationen 53, bei denen es sich um die unkorrigierten Vibrationsbedingungsinformationen 51 handelt, an die Einheit 14 zur Erzeugung von Sollwerten aus.
• Die Einheit 14 zur Erzeugung von Sollwerten erzeugt auf Grundlage des Bearbeitungsprogramms 50 und der Vibrationsbedingungsinformationen 53 einen Achsensollwert 54. Der Achsensollwert 54 ist ein Befehl zum Steuern eines Spindelmotors 22 und eines Servomotors 23. Die Einheit 14 zur Erzeugung von Sollwerten gibt den erzeugten Achsensollwert 54 an die Antriebseinheit 3 aus.
• Die Werkzeugmaschine 2 beinhaltet eine Spindel 20, eine Antriebswelle 21, den Spindelmotor 22 und den Servomotor 23. Die Spindel 20 dreht sich durch Aufnehmen der Antriebskraft, die von dem Spindelmotor 22 erzeugt wird. Das Werkstück 24 dreht sich zusammen mit der Spindel 20. Die Antriebswelle 21 treibt das Werkzeug 25 durch Aufnehmen der Antriebskraft, die von dem Servomotor 23 erzeugt wird, linear an.
• Die Antriebseinheit 3 beinhaltet eine Spindelservosteuereinheit 30, bei der es sich um einen Servoverstärker handelt, der den Spindelmotor 22 steuert, und eine Antriebswellenservosteuereinheit 31, bei der es sich um einen Servoverstärker handelt, der den Servomotor 23 steuert. Die Spindelservosteuereinheit 30 gibt einen Spindelmotorstrom 55 auf Grundlage des Achsensollwerts 54 an den Spindelmotor 22 aus. Der Spindelmotor 22 treibt die Spindel 20 gemäß dem Spindelmotorstrom 55 an. Die Antriebswellenservosteuereinheit 31 gibt einen Servomotorstrom 56 auf Grundlage des Achsensollwerts 54 an den Servomotor 23 aus. Der Servomotor 23 treibt die Antriebswelle 21 gemäß dem Servomotorstrom 56 an.
• Die Werkzeugmaschine 2 dreht das Werkstück 24 mit der Antriebskraft, die von dem Spindelmotor 22 erzeugt wird, und bewegt das Werkzeug 25 mit der Antriebskraft, die von dem Servomotor 23 erzeugt wird. Die Werkzeugmaschine 2 schneidet das Werkstück 24 durch Drehen des Werkstücks 24 und Bewegen des Werkzeugs 25 gemäß dem Bearbeitungsprogramm 50.
• In der ersten Ausführungsform bezieht sich die Bewegung des Werkzeugs 25 in Bezug auf das Werkstück 24 auf die relative Bewegung des Werkzeugs 25 in Bezug auf das Werkstück 24. Die Werkzeugmaschine 2 bewegt das
• Werkzeug 25 in Bezug auf das Werkstück 24 durch Bewegen des Werkstücks 24 und/oder des Werkzeugs 25. Das heißt, die Werkzeugmaschine 2 kann das Werkzeug 25 bewegen, ohne das Werkstück 24 zu bewegen, oder kann das Werkstück 24 bewegen, ohne das Werkzeug 25 zu bewegen. Die Werkzeugmaschine 2 kann sowohl das Werkstück 24 als auch das Werkzeug 25 bewegen. Die Werkzeugmaschine 2 kann die Antriebswelle 21 zum linearen Antreiben des Werkstücks 24 beinhalten. Die Werkzeugmaschine 2 kann das Werkstück 24 durch Drehen des Werkzeugs 25 schneiden. Die Werkzeugmaschine 2 kann Schneidarbeiten mit einem Drehwerkzeug durchführen, wie etwa Bohren oder Fräsen.
• 2 ist eine grafische Darstellung zum Erläutern der Schneidarbeiten durch die Werkzeugmaschine, die in dem in 1 veranschaulichten Steuersystem beinhaltet ist. Die X-Achse und die Z-Achse sind zueinander senkrechte Achsen. Eine Mittellinie 26 des Werkstücks 24 fällt mit der Drehachse der Spindel 20 zusammen. Die Richtung der Z-Achse ist die gleiche wie die Richtung der Mittellinie 26. Das Werkzeug 25 schneidet die Oberfläche des sich drehenden Werkstücks 24, während es sich in Bezug auf das Werkstück 24 in der ZX-Ebene bewegt. Der in 2 veranschaulichte gestrichelte Pfeil stellt die Bewegungsbahn des Werkzeugs 25 in Bezug auf das Werkstück 24 dar.
• Die Werkzeugmaschine 2 versetzt das Werkzeug 25 entlang der Bewegungsbahn des Werkzeugs 25 in Vibrationen. Entlang der Bewegungsbahn in Vibrationen versetzen bedeutet ein Hin- und Herbewegen in einem Abschnitt innerhalb der Bewegungsbahn. In einem geraden Abschnitt der Bewegungsbahn bewegt sich das Werkzeug 25 entlang der Geraden hin und her. In einem Kurvenabschnitt der Bewegungsbahn bewegt sich das Werkzeug 25 entlang der Kurve hin und her. Die Werkzeugmaschine 2 versetzt das Werkzeug 25 mit der Antriebskraft, die von dem Servomotor 23 erzeugt wird, in Vibrationen. Die Werkzeugmaschine 2 bewegt das Werkzeug 25 entlang der Bewegungsbahn, während sie das Werkzeug 25 in Vibrationen versetzt. Die in 2 veranschaulichten Doppelpfeile stellen Richtungen dar, in denen das Werkzeug 25 in Vibrationen versetzt wird.
• In der ersten Ausführungsform bezieht sich die Vibration des Werkzeugs 25 in Bezug auf das Werkstück 24 auf die relative Vibration des Werkzeugs 25 in Bezug auf das Werkstück 24. Die Werkzeugmaschine 2 versetzt das Werkzeug 25 relativ zu dem Werkstück 24 in Vibrationen durch Versetzen des Werkstücks 24 und/oder des Werkzeugs 25 in Vibrationen. Das heißt, die Werkzeugmaschine 2 kann das Werkzeug 25 in Vibrationen versetzen, ohne das Werkstück 24 in Vibrationen zu versetzen, oder kann das Werkstück 24 in Vibrationen versetzen, ohne das Werkzeug 25 in Vibrationen zu versetzen. Die Werkzeugmaschine 2 kann sowohl das Werkstück 24 als auch das Werkzeug 25 in Vibrationen versetzen.
• 3 ist eine grafische Darstellung zum Erläutern einer Vibration des Werkzeugs in der Werkzeugmaschine, die in dem in 1 veranschaulichten Steuersystem beinhaltet ist. In der in 3 veranschaulichten grafischen Darstellung stellt die horizontale Achse den Drehwinkel der Spindel 20 dar. Die vertikale Achse stellt die Z-axiale Position des Werkzeugs 25 auf dem Werkstück 24 dar. Der in 3 veranschaulichte weiße Pfeil stellt die Vorschubrichtung des Werkzeugs 25 dar. Die Vorschubrichtung ist die Richtung, in der sich das Werkzeug 25 in Bezug auf das Werkstück 24 bewegt, und ist die Richtung der Z-Achse.
• Das Werkzeug 25 vibriert entlang der Bewegungsbahn während es sich in der Vorschubrichtung bewegt. Wenn das Werkzeug 25 entlang der Bewegungsbahn vibriert und sich das Werkstück 24 dreht, bewegt sich das Werkzeug 25, indem es eine sinusförmige Trajektorie auf die Oberfläche des Werkstücks 24 zeichnet. In der folgenden Beschreibung wird eine solche Trajektorie als Vibrationstrajektorie bezeichnet. Die Vibrationstrajektorie kann durch die in 3 veranschaulichte grafische Darstellung dargestellt werden. 3 zeigt die Vibrationstrajektorie in dem Fall, dass das Werkzeug 25 während einer Umdrehung der Spindel 20 1,5-mal vibriert.
• Die Vibrationstrajektorie wird durch die Drehzahl „S“ der Spindel 20, die Vorschubgeschwindigkeit „F“ des Werkzeugs 25, die Amplitude „A“ der Vibration und die Winkelfrequenz „ω“ der Vibration bestimmt. Die Drehzahl „S“ ist die Anzahl der Umdrehungen der Spindel 20 pro Zeiteinheit. Die Einheit der Drehzahl „S“ ist beispielsweise „U/min“. Die Vorschubgeschwindigkeit „F“ ist die Vorschubgröße des Werkzeugs 25 in Bezug auf das Werkstück 24 während einer Umdrehung der Spindel 20. Die Einheit der Vorschubgeschwindigkeit „F“ ist beispielsweise „mm/U“. In der folgenden Beschreibung kann die Vorschubgeschwindigkeit „F“ als Vorschubgröße „F“ bezeichnet werden. Die Amplitude „A“ stellt die Amplitude dar, mit der das Werkzeug 25 in Bezug auf das Werkstück 24 vibriert. Die Einheit der Amplitude „A“ ist beispielsweise „mm“. Die Winkelfrequenz „ω“ ist die Winkelfrequenz bei der Vibration des Werkzeugs 25 in Bezug auf das Werkstück 24. Die Einheit der Winkelfrequenz „ω“ ist beispielsweise „rad/s“.
• Wie in 3 veranschaulicht, wird davon ausgegangen, dass der Drehwinkel der Spindel 20 zum Zeitpunkt „t(n)“ null Grad beträgt. Der Zeitpunkt „t(n)“ ist dann, wenn eine bestimmte Zeitdauer „n“ ab einem Referenzzeitpunkt verstrichen ist. Der Referenzzeitpunkt ist ein beliebiger festgelegter Zeitpunkt, beispielsweise wenn die Schneidarbeiten an dem Werkstück 24 begonnen werden. Die Spindel 20 führt vom Zeitpunkt „t(n)“ zum Zeitpunkt „t(n+1)“ eine Drehung aus. Eine Vibrationstrajektorie 60 ist eine Vibrationstrajektorie, die die Bewegung des Werkzeugs 25 von dem Zeitpunkt „t(n)“ zu dem Zeitpunkt „t(n+1)“ darstellt.
• Der Drehwinkel der Spindel 20 kehrt zum Zeitpunkt „t(n+1)“ zu null Grad zurück. Die Spindel 20 führt vom Zeitpunkt „t(n+1)“ zum Zeitpunkt „t(n+2)“ eine Drehung aus. Eine Vibrationstrajektorie 61 ist eine Vibrationstrajektorie, die die Bewegung des Werkzeugs 25 von dem Zeitpunkt „t(n+1)“ zu dem Zeitpunkt „t(n+2)“ darstellt.
• Während sich das Werkzeug 25 auf der Vibrationstrajektorie 61 bewegt, schneidet das Werkzeug 25 das Werkstück 24, wenn die Position auf der Vibrationstrajektorie 61 von der Position auf der Vibrationstrajektorie 60 in Vorschubrichtung vorgeschoben wird. An dieser Stelle wird die Position des Werkzeugs 25 zum Referenzzeitpunkt als Referenzposition eingestellt, der Abstand zwischen der Referenzposition und der Position auf der Vibrationstrajektorie 61 wird durch einen Abstand „d(n+1)“ angegeben und der Abstand zwischen der Referenzposition und der Position auf der Vibrationstrajektorie 60 wird durch einen Abstand „d(n)“ angegeben. Der Zustand, in dem die Position auf der Vibrationstrajektorie 61 von der Position auf der Vibrationstrajektorie 60 in Vorschubrichtung vorgeschoben wird, bedeutet, dass „d(n+1)-d(n)“, wobei es sich um die Differenz zwischen dem Abstand „d(n+1)“ und dem Abstand „d(n)“ handelt, ein positiver Wert ist. Die Werkzeugmaschine 2 schneidet das Werkstück 24, wenn „d(n+1)-d(n)“ ein positiver Wert ist.
• „d(n+1)-d(n)" entspricht der Dicke der durch Schneiden erzeugten Späne. In der folgenden Beschreibung stellt die Spandicke „D“ die Dicke in der Vorschubrichtung von Spänen dar, die durch Schneidarbeiten von dem Werkstück 24 erzeugt werden.
• Wenn „d(n+1)-d(n)“ ein negativer Wert ist, durchläuft das Werkzeug 25 einen Bereich, in dem Schneiden durchgeführt wurde, als das Werkzeug 25 die Vibrationstrajektorie 60 durchlaufen hat. Wenn „d(n+1)-d(n)“ ein negativer Wert ist, wird das Schneiden des Werkstücks 24 unterbrochen. In 3 stellen schraffierte Bereiche Bereiche dar, in denen „d(n+1)-d(n)“ einen negativen Wert hat. Die Werkzeugmaschine 2 führt unterbrochenes Schneiden durch Wiederholen von Schneiden, wobei „d(n+1)-d(n)“ einen positiven Wert hat, und Schneidunterbrechung, wobei „d(n+1)-d(n)“ einen negativen Wert hat, durch. Die Werkzeugmaschine 2 trennt Späne, wenn „d(n+1)-d(n)“ einen negativen Wert hat, wodurch feine Spanteile erzeugt werden.
• Die numerische Steuervorrichtung 1 setzt unterbrochenes Schneiden durch Erzeugen einer Phasendifferenz zwischen der Vibrationstrajektorie 60 und der Vibrationstrajektorie 61 um. Es ist zu beachten, dass, wenn die Vibrationstrajektorie 60 und die Vibrationstrajektorie 61 miteinander phasengleich sind, „d(n+1)-d(n)“ immer konstant ist. In diesem Fall werden Späne nicht getrennt und das Werkstück 24 wird kontinuierlich geschnitten.
• Die Werkzeugmaschine 2 verhindert durch das Erzeugen feiner Spanteile, dass sich Späne an dem Werkstück 24 oder dem Werkzeug 25 verfangen. Die Werkzeugmaschine 2 kann den Aufwand für das Entfernen von Spänen von dem Werkstück 24 oder von dem Werkzeug 25 dadurch reduzieren, dass das Verfangen von Spänen verhindert wird. Darüber hinaus wird ein Verkratzen des Werkstücks 24 durch Späne, die sich verfangen haben, verhindert, was zu einer Verbesserung der Bearbeitungsqualität der Werkzeugmaschine 2 führt.
• Als Nächstes wird der Betrieb der numerischen Steuervorrichtung 1 beschrieben. 4 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Vorgang für den Betrieb der numerischen Steuervorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
• Eine Bedienperson, die die Werkzeugmaschine 2 verwendet, gibt Vibrationsbedingungen in die Einheit 10 zur Eingabe von Vibrationsbedingungen ein. In die Einheit 10 zur Eingabe von Vibrationsbedingungen werden Werte der Amplitude „A“, der Winkelfrequenz „ω“, der Drehzahl „S“ und des Vorschubgröße „F“ als Vibrationsbedingungen eingegeben. In der Folge erfasst die numerische Steuervorrichtung 1 in Schritt S1 Daten von Vibrationsbedingungen. Die Daten von Vibrationsbedingungen sind Werte der Amplitude „A“, der Winkelfrequenz „ω“, der Drehzahl „S“ und der Vorschubgröße „F“. Die Einheit 10 zur Eingabe von Vibrationsbedingungen gibt die Vibrationsbedingungsinformationen 51, die die eingegebenen Daten von Vibrationsbedingungen beinhalten, an die Einheit 12 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden und die Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen aus. Es ist zu beachten, dass in der ersten Ausführungsform die Daten von Vibrationsbedingungen, die von der numerischen Steuervorrichtung 1 erfasst werden, nur mindestens einen der Werte der Amplitude „A“, Winkelfrequenz „ω“, Drehzahl „S“ und Vorschubgröße „F“ beinhalten müssen. Die Daten von Vibrationsbedingungen können auch andere Werte beinhalten.
• In Schritt S2 stellt die numerische Steuervorrichtung 1 fest, ob von Vibration unter den Vibrationsbedingungen begleitetes Schneiden unterbrochenem Schneiden entspricht. Die Einheit 12 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden stellt auf Grundlage der Vibrationsbedingungsinformationen 51 fest, ob unterbrochenes Schneiden durchgeführt wird.
• An dieser Stelle wird ein Verarbeiten durch die Einheit 12 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden näher beschrieben. Die Spandicke „D“ ist durch die nachstehende Formel (1) dargestellt.
  [Formel 1] $$D=F+A\text{sin}\left(\omega t\right)\text{-}A\text{sin}\left(\omega t-\omega 1\right)$$

  
• F+Asin(ωt) stellt die Vibrationstrajektorie 61 dar. Asin (ω1-ω1) stellt die Vibrationstrajektorie 60 dar. Asin(ωt) und Asin(ωt-ω1) sind Funktionen, die Zunahme und Abnahme bei einer konstanten Amplitude und einer konstanten Periode wiederholen. Gemäß Formel (1) wird die Spandicke „D“ durch Subtrahieren der Vibrationstrajektorie 60 von der Vibrationstrajektorie 61 berechnet. „t“ steht für einen beliebigen festgelegten Zeitpunkt. „ω1“ stellt die Phasendifferenz zwischen der Vibrationstrajektorie 60 und der Vibrationstrajektorie 61 dar. Auf diese Weise berechnet die Einheit 12 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden die Spandicke „D“ unter Verwendung der Formel (1), die die Funktionen beinhaltet, die die Vibrationstrajektorien 60 und 61 des Werkzeugs 25 darstellen.
• Die Phasendifferenz „ω1“ ist durch die nachstehende Formel (2) dargestellt.
  [Formel 2] $$\omega 1=\frac{60\omega }{S}$$

  
• Die Einheit 12 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden berechnet auf Grundlage der Vibrationsbedingungsinformationen 51 die Spandicke „D“. Wenn der Minimalwert in dem Berechnungsergebnis der Spandicke „D“ kleiner als null ist, stellt die Einheit 12 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden fest, dass eine Spantrennung erfolgt, das heißt, unterbrochenes Schneiden durchgeführt wird. Wenn der Minimalwert in dem Berechnungsergebnis der Spandicke „D“ größer als oder gleich null ist, stellt die Einheit 12 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden fest, dass keine Spantrennung erfolgt, das heißt, kein unterbrochenes Schneiden durchgeführt wird. Wenn das Berechnungsergebnis der Dicke kleiner als null ist, stellt die Einheit 12 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden auf diese Weise fest, dass von Vibration begleitetes Schneiden unterbrochenem Schneiden entspricht.
• An dieser Stelle wird ein Verfahren zum Finden des Minimalwertes der Spandicke „D“ beschrieben. Die nachstehende Formel (3) wird auf Grundlage von Formel (1) und Formeln zur Umwandlung von Summen in Produkte in der Trigonometrie erhalten.
  [Formel 3] $$D=F+2A\text{cos}\left(\frac{2\omega t-\omega 1}{2}\right)\text{sin}\left(\frac{\omega 1}{2}\right)$$

  
• In Formel (3) ist der Wert von cos{(2ωt-ω1)/2} „1“ oder „-1“, wenn die Spandicke „D“ der Minimalwert ist. Daher kann die Einheit 12 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden feststellen, ob unterbrochenes Schneiden durchgeführt wird, abhängig davon, ob die Phasendifferenz „ω1“ vorliegt, die die nachstehende Formel (4) oder (5) erfüllt. Formel (4) stellt einen Fall dar, in dem cos{(2ω1-ω1)/2}=1 gilt. Formel (5) stellt einen Fall dar, in dem cos{ (2ωt-ω1)/2}=-1 gilt.
  [Formel 4] $$\begin{array}{l}D=F+2A\text{sin}\left(\frac{\omega 1}{2}\right)<0\\ \text{sin}\left(\frac{\omega 1}{2}\right)>\frac{-F}{2A}\end{array}$$

  

  
  [Formel 5] $$\begin{array}{l}D=F-2A\text{sin}\left(\frac{\omega 1}{2}\right)<0\\ \text{sin}\left(\frac{\omega 1}{2}\right)>\frac{F}{2A}\end{array}$$

  
• Durch Einsetzen von Formel (2) in Formel (4) erhält man die nachstehende Formel (6). Durch Einsetzen von Formel (2) in Formel (5) erhält man die nachstehende Formel (7).
  [Formel 6] $$\text{sin}\left(\frac{30\omega }{S}\right)<\frac{-F}{2A}$$

  

  
  [Formel 7] $$\text{sin}\left(\frac{30\omega }{S}\right)>\frac{F}{2A}$$

  
• Ob die Formel (6) erfüllt ist oder ob die Formel (7) erfüllt ist oder nicht, kann beispielsweise unter Verwendung der nachstehend beschriebenen geometrischen Lösung festgestellt werden. 5 ist eine grafische Darstellung zum Erläutern der Feststellung in der Einheit zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden, die in der numerischen Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform bereitgestellt ist.
• Bei dem in 5 veranschaulichten Kreis handelt es sich um einen Einheitskreis, das heißt eine Menge von Punkten (cos (30ω/S), sin (30ω/S)). Da der Winkel „30 ω/S“, der die Formel (7) erfüllt, eine erste Lösung ist, ist der Bereich „R1“ der Winkelbereich, in dem die erste Lösung vorliegt. Da der Winkel „30 ω/S“, der die Formel (6) erfüllt, eine zweite Lösung ist, ist der Bereich „R2“ der Winkelbereich, in dem die zweite Lösung vorliegt. Es ist zu beachten, dass die Amplitude „A“ und die Vorschubgröße „F“ im Allgemeinen größer als oder gleich null sind; daher ist es nicht erforderlich, einen Fall in Betracht zu ziehen, in dem die Amplitude „A“ oder die Vorschubgröße „F“ ein negativer Wert ist.
• Die Einheit 12 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden stellt auf Grundlage der Formeln (6) und (7) fest, ob von Vibration unter den Vibrationsbedingungsinformationen 51 begleitetes Schneiden unterbrochenem Schneiden entspricht. Die Einheit 12 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden gibt die Feststellungsinformationen 52, die das Feststellungsergebnis angeben, an die Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen aus.
• Gemäß Formel (1) berechnet die Einheit 12 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden die Spandicke „D“ durch Berechnung, die Addition oder Subtraktion einer Funktion und einer Konstanten beinhaltet. Die Funktion ist eine Funktion, die Zunahme und Abnahme bei einer konstanten Amplitude und einer konstanten Periode wiederholt. Die Bedingung zum Feststellen der konstanten Amplitude beinhaltet die Amplitude „A“ der Vibration. Die Bedingung zum Feststellen der konstanten Periode beinhaltet die Winkelfrequenz „ω“ der Vibration. Die Bedingung zum Feststellen der Konstanten beinhaltet die Vorschubgröße „F“.
• Gemäß Formel (1) wird bei der Berechnung der Spandicke „D“ die Vibration als Sinuswelle dargestellt. Die Einheit 12 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden kann die Vibration als Kosinuswelle darstellen, um die Spandicke „D“ zu berechnen. Die Einheit 12 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden kann unter Verwendung der Eulerschen Formel eine trigonometrische Funktion in eine komplexe Zahl umwandeln und die Spandicke „D“ durch eine Berechnung berechnen, bei der die komplexe Zahl verwendet wird.
• Als Reaktion auf ein Feststellen, dass von Vibration begleitetes Schneiden nicht unterbrochenem Schneiden entspricht (Schritt S2: Nein), setzt die numerische Steuervorrichtung 1 den Vorgang bei Schritt S3 fort. In Schritt S3 korrigiert die numerische Steuervorrichtung 1 die Vibrationsbedingungen. Nach der Eingabe der Feststellungsinformationen 52, die angeben, dass von Vibration begleitetes Schneiden nicht unterbrochenem Schneiden entspricht, in die Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen, korrigiert die Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen die Vibrationsbedingungsinformationen 51. In diesem Fall gibt die Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen die Vibrationsbedingungsinformationen 53, bei denen es sich um die korrigierten Vibrationsbedingungsinformationen 51 handelt, an die Einheit 14 zur Erzeugung von Sollwerten aus. Danach setzt die numerische Steuervorrichtung 1 den Vorgang bei Schritt S4, der später beschrieben wird, fort.
• Als Reaktion auf ein Feststellen, dass von Vibration begleitetes Schneiden unterbrochenem Schneiden entspricht (Schritt S2: Ja), setzt die numerische Steuervorrichtung 1 andererseits den Vorgang bei Schritt S4 fort. Nach der Eingabe der Feststellungsinformationen 52, die angeben, dass von Vibration begleitetes Schneiden unterbrochenem Schneiden entspricht, in die Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen, überspringt die Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen die Korrektur der Vibrationsbedingungsinformationen 51. In diesem Fall gibt die Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen die Vibrationsbedingungsinformationen 53, bei denen es sich um die unkorrigierten Vibrationsbedingungsinformationen 51 handelt, an die Einheit 14 zur Erzeugung von Sollwerten aus.
• An dieser Stelle wird ein Verarbeiten durch die Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen näher beschrieben. 6 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Vorgang zum Verarbeiten durch die Einheit zur Korrektur von Vibrationsbedingungen veranschaulicht, die in der numerischen Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform bereitgestellt ist.
• In Schritt S11 stellt die Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen fest, ob der Wert der Amplitude „A“ und der Wert der Vorschubgröße „F“, bei denen es sich um Werte handelt, die in den Vibrationsbedingungsinformationen 51 beinhaltet sind, F/2A > 1 erfüllen. Die Formeln (6) und (7) haben keine Lösung mit reellen Zahlen, wenn F/2A > 1 gilt; daher nimmt die Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen eine solche Feststellung vor, wenn sie die Vibrationsbedingungen korrigiert.
• Als Reaktion auf ein Feststellen, dass F/2A > 1 erfüllt ist (Schritt S11: Ja), setzt die Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen den Vorgang bei Schritt S12 fort. Als Reaktion auf ein Feststellen, dass F/2A > 1 nicht erfüllt ist (Schritt S11: Nein), setzt die Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen andererseits den Vorgang bei Schritt S13 fort, der später beschrieben wird.
• In Schritt S12 ändert die Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen die Vibrationsbedingungen, sodass F/2A < 1 erfüllt ist. Die Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen erhöht den Wert der Amplitude „A“ auf einen Wert, der F/2A < 1 erfüllen kann. Alternativ reduziert die Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen den Wert der Vorschubgröße „F“ auf einen Wert, der F/2A < 1 erfüllen kann. In Schritt S12 ist die Änderung der Vibrationsbedingungen eine Änderung, die den Wert der Amplitude „A“ erhöht oder eine Änderung, die den Wert der Vorschubgröße „F“ reduziert. Die Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen kann die Amplitude „A“ und die Vorschubgröße „F“ ändern. Nach einem Ändern der Amplitude „A“ und/oder der Vorschubgröße „F“ setzt die Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen den Vorgang bei Schritt S13 fort.
• In Schritt S13 stellt die Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen fest, ob der Wert der Amplitude „A“, der Wert der Winkelfrequenz „ω“, der Wert der Drehzahl „S“ und der Wert der Vorschubgröße „F“ die Formel (6) oder Formel (7) erfüllen. Als Reaktion auf ein Feststellen, dass weder Formel (6) noch Formel (7) erfüllt ist (Schritt S13: Nein), setzt die Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen den Vorgang bei Schritt S14 fort. Als Reaktion auf ein Feststellen, dass Formel (6) und/oder Formel (7) erfüllt ist (Schritt S13: Ja), setzt die Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen andererseits den Vorgang bei Schritt S17 fort, der später beschrieben wird.
• In Schritt S14 stellt die Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen fest, ob der Wert der Winkelfrequenz „ω“ und der Wert der Drehzahl „S“ 30ω/S≥0 erfüllen. Als Reaktion auf ein Feststellen, dass 30ω/S≥0 erfüllt ist (Schritt S14: Ja), ändert die Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen die Vibrationsbedingungen in Schritt S15, sodass die nachstehende Formel (8) erfüllt ist. Die Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen ändert die Winkelfrequenz „ω“ und/oder die Drehzahl „S“, sodass Formel (8) erfüllt ist.
  [Formel 8] $$\text{sin}\left(\frac{30\omega }{S}\right)=1$$

  
• Als Reaktion auf ein Feststellen, dass 30ω/S ≥ 0 nicht erfüllt ist (Schritt S14: Nein), ändert die Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen die Vibrationsbedingungen in Schritt S16, sodass die nachstehende Formel (9) erfüllt ist. Die Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen ändert die Winkelfrequenz „ω“ und/oder die Drehzahl „S“, sodass Formel (9) erfüllt ist.
  [Formel 9] $$\text{sin}=\left(\frac{30\omega }{S}\right)=-1$$

  
• In den Schritten S15 und S16 ist die Änderung der Vibrationsbedingungen eine Änderung der Winkelfrequenz „ω“ und/oder der Drehzahl „S“. Nach einem Ändern der Winkelfrequenz „ω“ und/oder der Drehzahl „S“ in Schritt S15 oder Schritt S16 setzt die Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen den Vorgang bei Schritt S17 fort.
• Die Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen korrigiert die Vibrationsbedingungsinformationen 51, sodass das Berechnungsergebnis der Spandicke „D“ durch Ändern der Vibrationsbedingungen in den Schritten S11 bis S16, wie vorstehend beschrieben, kleiner als null wird. In Schritt S17 gibt die Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen die Vibrationsbedingungsinformationen 53, bei denen es sich um die korrigierten Vibrationsbedingungsinformationen 51 handelt, an die Einheit 14 zur Erzeugung von Sollwerten aus. Dann beendet die Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen das Verarbeiten, das durch den in 6 veranschaulichten Vorgang dargestellt wird.
• In Schritt S4, der in 4 veranschaulicht ist, erzeugt die numerische Steuervorrichtung 1 den Achsensollwert 54. Die Einheit 14 zur Erzeugung von Sollwerten erhält eine Eingabe des Bearbeitungsprogramms 50 und der Vibrationsbedingungsinformationen 53. Die Einheit 14 zur Erzeugung von Sollwerten erzeugt auf Grundlage des Bearbeitungsprogramms 50 und der Vibrationsbedingungsinformationen 53 den Achsensollwert 54.
• Der Achsensollwert 54 beinhaltet einen Befehl zum Steuern des Spindelmotors 22 und einen Befehl zum Steuern des Servomotors 23. Der Befehl zum Steuern des Spindelmotors 22 ist ein Winkelbefehl oder ein Drehzahlbefehl. Der Befehl zum Steuern des Servomotors 23 ist ein Positionsbefehl oder ein Drehzahlbefehl. Die Einheit 14 zur Erzeugung von Sollwerten gibt den erzeugten Achsensollwert 54 an die Antriebseinheit 3 aus. Der Achsensollwert 54, der auf Grundlage der Vibrationsbedingungsinformationen 53 ausgegeben wird, muss nur einen Befehl zum Steuern des Spindelmotors 22 und/oder einen Befehl zum Steuern des Servomotors 23 beinhalten. Die numerische Steuervorrichtung 1 gibt den Achsensollwert 54 aus, um den Betrieb zu beenden, der durch den in 4 veranschaulichten Vorgang dargestellt wird.
• In der numerischen Steuervorrichtung 1 sind die Drehzahl „S“ und die Vorschubgröße „F“ nicht auf diejenigen beschränkt, die durch Eingabe in die Einheit 10 zur Eingabe von Vibrationsbedingungen erfasst werden. Die Drehzahl „S“ und die Vorschubgröße „F“ können in den Bearbeitungsbedingungen beinhaltet sein, die in dem Bearbeitungsprogramm 50 beschrieben sind. In diesem Fall kann die Einheit 12 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden die Drehzahl „S“ und/oder die Vorschubmenge „F“ aus dem Bearbeitungsprogramm 50 auslesen. Das heißt, die Einheit 12 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden stellt auf Grundlage einer Bearbeitungsbedingung, bei der es sich um die Drehzahl „S“ und/oder die Vorschubgröße „F“ handelt, und der eingegebenen Vibrationsbedingungen fest, ob unterbrochenes Schneiden durchgeführt wird.
• Gemäß der ersten Ausführungsform erhält die numerische Steuervorrichtung 1 eine Eingabe von Vibrationsbedingungen und stellt auf Grundlage der Vibrationsbedingungen fest, ob von Vibration unter den Vibrationsbedingungen begleitetes Schneiden unterbrochenem Schneiden entspricht. Die numerische Steuervorrichtung 1 braucht nicht im Voraus eine Tabelle bereitzuhalten, in der spezifische Daten zum Versetzen des Werkzeugs 25 in Vibrationen registriert sind. Die numerische Steuervorrichtung 1 kann die Mühe ersparen, eine Tabelle zu erstellen, die verschiedenen Bearbeitungsbedingungen entspricht. Die numerische Steuervorrichtung 1 kann eine Veränderung der Bearbeitungsbedingungen bewältigen, indem der Achsensollwert 54 auf einfache Weise zu einem Achsensollwert geändert wird, der den geänderten Bearbeitungsbedingungen entspricht. Darüber hinaus kann die numerische Steuervorrichtung 1 feststellen, ob unterbrochenes Schneiden ohne Verwendung eines Rückkopplungswertes, der während der Bearbeitung erfasst wird, möglich ist. Es ist keine Testbearbeitung erforderlich, um festzustellen, ob unterbrochenes Schneiden möglich ist. Somit kann die numerische Steuervorrichtung 1 die Wirkung erzielen, eine Steuerung zum Erzeugen feiner Spanteile bei Schneidarbeiten auf einfache Weise umzusetzen.
• Die erste Ausführungsform geht davon aus, dass bei dem Mechanismus, der die Antriebskraft, die von dem Servomotor 23 erzeugt wird, auf das Werkzeug 25 überträgt, keine Abnahme der Verstärkung erfolgt, wenn das Werkzeug 25 in Vibrationen versetzt wird. Das heißt, in der ersten Ausführungsform stellt die numerische Steuervorrichtung 1 fest, ob unterbrochenes Schneiden durchgeführt wird, indem der Mechanismus von dem Servomotor 23 zu dem Werkzeug 25 als starrer Körper betrachtet wird. In einer zweiten Ausführungsform, die als Nächstes beschrieben werden soll, wird festgestellt, ob unterbrochenes Schneiden durchgeführt wird, indem eine Abnahme der Verstärkung in dem Mechanismus von dem Servomotor 23 zu dem Werkzeug 25 berücksichtigt wird.
• Zweite Ausführungsform.
• 7 ist eine grafische Darstellung, die ein Steuersystem veranschaulicht, das eine numerische Steuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform beinhaltet. In der zweiten Ausführungsform sind gleiche Komponenten wie in der ersten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und es werden hauptsächlich Konfigurationsunterschiede zur ersten Ausführungsform beschrieben. Das Steuersystem beinhaltet eine numerische Steuervorrichtung 1A gemäß der zweiten Ausführungsform, die Werkzeugmaschine 2, die Schneidarbeiten durchführt, und die Antriebseinheit 3, die die Werkzeugmaschine 2 antreibt.
• Die numerische Steuervorrichtung 1A beinhaltet eine Einheit 15 zum Bereithalten der dynamischen Steifigkeit, die Informationen 57 zur dynamischen Steifigkeit bereithält. Die numerische Steuervorrichtung 1A beinhaltet zudem die Einheit 10 zur Eingabe von Vibrationsbedingungen, die Einheit 11 zur Eingabe von Bearbeitungsprogrammen, die Einheit 14 zur Erzeugung von Sollwerten, eine Einheit 16 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden und eine Einheit 17 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen. Ein Verarbeiten durch die Einheit 16 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden unterscheidet sich von dem Verarbeiten durch die Einheit 12 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden gemäß der ersten Ausführungsform. Ein Verarbeiten durch die Einheit 17 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen unterscheidet sich von dem Verarbeiten durch die Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen gemäß der ersten Ausführungsform.
• Die Informationen 57 zur dynamischen Steifigkeit sind Informationen, die die dynamische Steifigkeit eines Mechanismus darstellen, der den Servomotor 23, das heißt einen Motor zum Antreiben des Werkzeugs 25, und das Werkzeug 25 beinhaltet. Die dynamische Steifigkeit des Mechanismus, der den Servomotor 23 und das Werkzeug 25 beinhaltet, wird vorab gemessen, wobei die Informationen 57 zur dynamischen Steifigkeit in der Einheit 15 zum Bereithalten der dynamischen Steifigkeit bereitgehalten werden.
• Die Einheit 15 zum Bereithalten der dynamischen Steifigkeit speichert eine Übertragungsfunktion, die die dynamische Steifigkeit der Antriebswelle darstellt. Die Übertragungsfunktion „FRF1(s)“ wird mit einer relationalen Formel von FRF1(s)=Xt(s)/Xs(s) erhalten. „Xs(s)“ stellt die Position des Servomotors 23 dar. „Xt(s)“ stellt die Position des Werkzeugs 25 dar. „s“ ist der Laplace-Operator. Die dynamische Steifigkeit der Antriebswelle kann durch eine diskrete Frequenzübertragungsfunktion dargestellt werden. Beispielsweise wird der Servomotorstrom 56 zur Sweep-Anregung des Servomotors 23 an den Servomotor 23 angelegt und werden die Position „Xs(s)“ und die Position „Xt(s)“ zu diesem Zeitpunkt abgetastet. Durch Vergleichen der Position „Xs(s)“ und der Position „Xt(s)“ im Frequenzbereich wird eine diskrete Frequenzübertragungsfunktion erhalten.
• Die Informationen 57 zur dynamischen Steifigkeit beinhalten in der Übertragungsfunktion „FRF1(s)“, die jeder Frequenz zugeordnet ist, mindestens eine Verstärkung „G(f)“. „f“ stellt die Frequenz der Vibration dar, die durch den Achsensollwert 54 dargestellt wird. Die Informationen 57 zur dynamischen Steifigkeit werden an die Einheit 16 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden und die Einheit 17 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen ausgelesen. Die Verstärkung „G(f)“ ist das Verhältnis zwischen der Amplitude bei der tatsächlichen Vibration des Werkzeugs 25 und der Amplitude bei der Vibration, die durch den Achsensollwert 54 dargestellt wird. Der Wert der Verstärkung „G(f)“ variiert in Abhängigkeit von der Frequenz „f“.
• 8 ist eine grafische Darstellung, die ein Beispiel für Informationen zur dynamischen Steifigkeit veranschaulicht, die in der numerischen Steuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform bereitgehalten werden. Die Informationen 57 zur dynamischen Steifigkeit sind eine Tabelle, in der Daten der Frequenz „f“ und Daten der Verstärkung „G(f)“ gespeichert sind. In der ersten Spalte der Tabelle sind Werte der Frequenz „f“ in Schritten von 1 Hz von 1 Hz bis 100 Hz gespeichert. In der zweiten Spalte der Tabelle sind Werte der Verstärkung „G(f)“ entsprechend den jeweiligen Werten der Frequenz „f“ gespeichert. Aus der Einheit 15 zum Bereithalten der dynamischen Steifigkeit wird die Verstärkung „G(f)“ in Form einer solchen Tabelle ausgelesen.
• An dieser Stelle wird ein Verarbeiten durch die Einheit 16 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden näher beschrieben. Die Einheit 16 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden stellt auf Grundlage der Vibrationsbedingungsinformationen 51 und der Informationen 57 zur dynamischen Steifigkeit fest, ob unterbrochenes Schneiden durchgeführt wird.
• Die Spandicke „D“ ist durch die nachstehende Formel (10) dargestellt.
  [Formel 10] $$D=F+G\left(ƒ\right)A\text{sin}\left(\omega t\right)-G\left(ƒ\right)A\text{sin}\left(\omega t-\omega 1\right)$$

  
• F+G(f)Asin(ωt) stellt die Vibrationstrajektorie 61 dar. G(f)Asin(ωt-ω1) stellt die Vibrationstrajektorie 60 dar. Gemäß Formel (10) wird die Spandicke „D“ durch Subtrahieren der Vibrationstrajektorie 60 von der Vibrationstrajektorie 61 berechnet. In Formel (10) wird jede der Vibrationstrajektorie 61 und der Vibrationstrajektorie 60 mit der Verstärkung „G(f)“ multipliziert. In der Folge kann die Einheit 16 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden die Vibration des Werkzeugs 25, die durch den Antrieb des Servomotors 23 verursacht wird, auf Grundlage des Achsensollwerts 54 genau berechnen.
• Die Phasendifferenz „ω1“, bei der es sich um die Phasendifferenz zwischen der Vibrationstrajektorie 60 und der Vibrationstrajektorie 61 handelt, wird durch die nachstehende Formel (11) dargestellt.
  [Formel 11] $$\omega 1=\frac{60\omega }{S}$$

  
• Die Einheit 16 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden berechnet auf Grundlage der Vibrationsbedingungsinformationen 51 und der Informationen 57 zur dynamischen Steifigkeit die Spandicke „D“. Wenn der Minimalwert der Spandicke „D“ kleiner als null ist, stellt die Einheit 16 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden fest, dass eine Spantrennung erfolgt, das heißt, unterbrochenes Schneiden durchgeführt wird. Wenn der Minimalwert der Spandicke „D“ größer als oder gleich null ist, stellt die Einheit 16 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden fest, dass keine Spantrennung erfolgt, das heißt, kein unterbrochenes Schneiden durchgeführt wird.
• An dieser Stelle wird ein Verfahren zum Finden des Minimalwertes der Spandicke „D“ beschrieben. Die nachstehende Formel (12) wird auf Grundlage von Formel (10) und Formeln zur Umwandlung von Summen in Produkte in der Trigonometrie erhalten.
  [Formel 12] $$D=F+2G\left(ƒ\right)A\text{cos}\left(\frac{2\omega t-\omega 1}{2}\right)\text{sin}\left(\frac{\omega 1}{2}\right)$$

  
• In Formel (12) ist der Wert von cos{(2ωt-ω1)/2} „1“ oder „-1“, wenn die Spandicke „D“ der Minimalwert ist. Daher kann die Einheit 16 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden feststellen, ob unterbrochenes Schneiden durchgeführt wird, abhängig davon, ob die Phasendifferenz „ω1“ vorliegt, die der nachstehenden Formel (13) oder (14) entspricht. Formel (13) stellt einen Fall dar, in dem cos{(2ωt-ω1)/2}=1 gilt. Formel (14) stellt einen Fall dar, in dem cos{(2ωt-ω1)/2}=-1 gilt.
  [Formel 13] $$\begin{array}{l}D=F+2G\left(ƒ\right)A\text{sin}\left(\frac{\omega 1}{2}\right)<0\\ \text{sin}\left(\frac{\omega 1}{2}\right)<\frac{F}{2G\left(ƒ\right)A}\end{array}$$

  

  
  [Formel 14] $$\begin{array}{l}D=F-2G\left(ƒ\right)A\text{sin}\left(\frac{\omega 1}{2}\right)<0\\ \text{sin}\left(\frac{\omega 1}{2}\right)>\frac{F}{2G\left(ƒ\right)A}\end{array}$$

  
• In der zweiten Ausführungsform erfasst die Einheit 16 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden anhand der Informationen 57 zur dynamischen Steifigkeit für das Werkzeug 25, das mit der Winkelfrequenz „ω“ vibriert, den Wert der Verstärkung „G(f)“, der der Winkelfrequenz „ω“ entspricht. Die Frequenz „f“ und die Winkelfrequenz „ω“ stehen in der Beziehung der nachstehenden Formel (15).
  [Formel 15] $$ƒ=\frac{\omega }{2\pi }$$

  
• Durch Einsetzen von Formel (11) und Formel (15) in Formel (13) erhält man die nachstehende Formel (16). Durch Einsetzen von Formel (11) und Formel (15) in Formel (14) erhält man die nachstehende Formel (17). Es ist zu beachten, dass die Einheit 16 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden die Verstärkung „G(f)“, die der Frequenz „f“ entspricht, durch Bezugnahme auf die Tabelle, die in 8 veranschaulicht ist, berechnen kann.
  [Formel 16] $$G\left(\frac{\omega }{2\pi }\right)\text{sin}\left(\frac{30\omega }{S}\right)<\frac{-F}{2A}$$

  

  
  [Formel 17] $$G\left(\frac{\omega }{2\pi }\right)\text{sin}\left(\frac{30\omega }{S}\right)>\frac{-F}{2A}$$

  
• Die Einheit 16 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden stellt fest, ob von Vibration unter den Vibrationsbedingungsinformationen 51 begleitetes Schneiden unterbrochenem Schneiden entspricht. Die Einheit 16 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden gibt die Feststellungsinformationen 52, die das Feststellungsergebnis angeben, an die Einheit 17 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen aus.
• Gemäß Formel (10) berechnet die Einheit 16 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden die Spandicke „D“ durch Berechnung, die Addition oder Subtraktion einer Funktion und einer Konstanten beinhaltet. Die Funktion ist eine Funktion, die Zunahme und Abnahme bei einer konstanten Amplitude und einer konstanten Periode wiederholt. Die Bedingung zum Feststellen der konstanten Amplitude beinhaltet die Amplitude „A“ der Vibration und die Verstärkung „G(f)“. Die Bedingung zum Feststellen der konstanten Periode beinhaltet die Winkelfrequenz „ω“ der Vibration. Die Bedingung zum Feststellen der Konstanten beinhaltet die Vorschubgröße „F“.
• Als Nächstes wird ein Verarbeiten durch die Einheit 17 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen näher beschrieben. Nach der Eingabe der Feststellungsinformationen 52, die angeben, dass von Vibration begleitetes Schneiden nicht unterbrochenem Schneiden entspricht, in die Einheit 17 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen, korrigiert die Einheit 17 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen die Vibrationsbedingungsinformationen 51. In diesem Fall gibt die Einheit 17 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen die Vibrationsbedingungsinformationen 53, bei denen es sich um die korrigierten Vibrationsbedingungsinformationen 51 handelt, an die Einheit 14 zur Erzeugung von Sollwerten aus.
• Nach der Eingabe der Feststellungsinformationen 52, die angeben, dass von Vibration begleitetes Schneiden unterbrochenem Schneiden entspricht, in die Einheit 17 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen, überspringt andererseits die Einheit 17 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen die Korrektur der Vibrationsbedingungsinformationen 51. In diesem Fall gibt die Einheit 17 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen die Vibrationsbedingungsinformationen 53, bei denen es sich um die unkorrigierten Vibrationsbedingungsinformationen 51 handelt, an die Einheit 14 zur Erzeugung von Sollwerten aus.
• 9 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Vorgang zum Verarbeiten durch die Einheit zur Korrektur von Vibrationsbedingungen veranschaulicht, die in der numerischen Steuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform bereitgestellt ist. In Schritt S21 stellt die Einheit 17 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen fest, ob der Wert der Amplitude „A“ und der Wert der Vorschubgröße „F“, bei denen es sich um Werte handelt, die in den Vibrationsbedingungsinformationen 51 beinhaltet sind, F/2A > 1 erfüllen. Die Formeln (16) und (17) haben keine Lösung mit reellen Zahlen, wenn F/2A > 1 gilt; daher nimmt die Einheit 17 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen eine solche Feststellung vor, wenn sie die Vibrationsbedingungen korrigiert.
• Als Reaktion auf ein Feststellen, dass F/2A > 1 erfüllt ist (Schritt S21: Ja), setzt die Einheit 17 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen den Vorgang bei Schritt S22 fort. Als Reaktion auf ein Feststellen, dass F/2A > 1 nicht erfüllt ist (Schritt S21: Nein), setzt die Einheit 17 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen andererseits den Vorgang bei Schritt S23 fort, der später beschrieben wird.
• In Schritt S22 ändert die Einheit 17 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen die Vibrationsbedingungen, sodass F/2A < 1 erfüllt ist. Die Einheit 17 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen erhöht den Wert der Amplitude „A“ auf einen Wert, der F/2A < 1 erfüllen kann. Alternativ reduziert die Einheit 17 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen den Wert der Vorschubgröße „F“ auf einen Wert, der F/2A < 1 erfüllen kann. In Schritt S22 besteht die Änderung der Vibrationsbedingungen darin den Wert der Amplitude „A“ zu erhöhen oder den Wert der Vorschubgröße „F“ zu reduzieren. Die Einheit 17 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen kann die Amplitude „A“ und die Vorschubgröße „F“ ändern. Nach einem Ändern der Amplitude „A“ und/oder der Vorschubgröße „F“ setzt die Einheit 17 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen den Vorgang bei Schritt S23 fort.
• In Schritt S23 stellt die Einheit 17 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen fest, ob der Wert der Amplitude „A“, der Wert der Winkelfrequenz „ω“, der Wert der Drehzahl „S“ und der Wert der Vorschubgröße „F“ die Formel (16) oder Formel (17) erfüllen. Als Reaktion auf ein Feststellen, dass weder Formel (16) noch Formel (17) erfüllt ist (Schritt S23: Nein), setzt die Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen den Vorgang bei Schritt S24 fort. Als Reaktion auf ein Feststellen, dass Formel (16) und/oder Formel (17) erfüllt ist (Schritt S23: Ja), setzt die Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen andererseits den Vorgang bei Schritt S25 fort, der später beschrieben wird.
• In Schritt S24 ändert die Einheit 17 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen die Vibrationsbedingungen, sodass die nachstehende Formel (18) erfüllt ist. Die Einheit 17 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen sucht den Wert der Winkelfrequenz „ω“ und den Wert der Drehzahl „S“, die die Formel (18) erfüllen. In der Folge ändert die Einheit 17 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen die Winkelfrequenz „ω“ und/oder die Drehzahl „S“, sodass Formel (18) erfüllt ist. In Schritt S24 ist die Änderung der Vibrationsbedingungen eine Änderung der Winkelfrequenz „ω“ und/oder der Drehzahl „S“.
  [Formel 18] $$G\left(\frac{\omega }{2\pi }\right)\text{sin}\left(\frac{30\omega }{S}\right)<1$$

  
• Da in der zweiten Ausführungsform der Wert der Verstärkung „G(ω/2π)“ unter Bezugnahme auf die in 8 veranschaulichte Tabelle erhalten wird, ist die Verstärkung „G(ω/2π)“ ein nichtlineares und diskontinuierliches Element. Daher können die Winkelfrequenz „ω“ und die Drehzahl „S“ nicht unter Verwendung von Differentiation aufgelöst werden. In der Folge ändert die Einheit 17 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen die Frequenz „ω“ und/oder die Drehzahl „S“, unter Verwendung eines Suchverfahrens, wie etwa des Simplex-Algorithmus. Nach einem Ändern der Winkelfrequenz „ω“ und/oder der Drehzahl „S“ setzt die Einheit 17 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen den Vorgang bei Schritt S25 fort.
• Die Einheit 17 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen korrigiert die Vibrationsbedingungsinformationen 51, sodass das Berechnungsergebnis der Spandicke „D“ durch Ändern der Vibrationsbedingungen in den Schritten S21 bis S24, wie vorstehend beschrieben, kleiner als null wird. In Schritt S25 gibt die Einheit 17 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen die Vibrationsbedingungsinformationen 53, bei denen es sich um die korrigierten Vibrationsbedingungsinformationen 51 handelt, an die Einheit 14 zur Erzeugung von Sollwerten aus. Dann beendet die Einheit 17 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen das Verarbeiten, das durch den in 9 veranschaulichten Vorgang dargestellt wird.
• Die Einheit 17 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen korrigiert die Vibrationsbedingungsinformation 51, sodass das Berechnungsergebnis der Spandicke „D“ kleiner als null wird, indem die Abnahme der Verstärkung „G(f)“ aufgrund des Einflusses der dynamischen Steifigkeit in dem Mechanismus von dem Servomotor 23 zu dem Werkzeug 25 berücksichtigt wird. Die Einheit 17 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen kann die Vibrationsbedingungen korrigieren, um unterbrochenes Schneiden zu ermöglichen, indem die Abnahme der Verstärkung „G(f)“ berücksichtigt wird.
• Gemäß der zweiten Ausführungsform beinhaltet die numerische Steuervorrichtung 1A die Einheit 15 zum Bereithalten der dynamischen Steifigkeit, die die Informationen 57 zur dynamischen Steifigkeit bereithält. Die Einheit 16 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden kann feststellen, ob unterbrochenes Schneiden durchgeführt wird, indem die Abnahme der Verstärkung „G(f)“ aufgrund des Einflusses der dynamischen Steifigkeit in dem Mechanismus von dem Servomotor 23 zu dem Werkzeug 25 berücksichtigt wird. Die numerische Steuervorrichtung 1A kann genau feststellen, ob unterbrochenes Schneiden durchgeführt wird, auch wenn der Mechanismus von dem Servomotor 23 zu dem Werkzeug 25 kein starrer Körper ist und die Verstärkung „G(f)“ abnimmt.
• Dritte Ausführungsform.
• In der ersten Ausführungsform korrigiert die numerische Steuervorrichtung 1 die Vibrationsbedingungen in der Einheit 13 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen auf Grundlage der Feststellungsinformationen 52. Eine dritte Ausführungsform beschreibt einen Fall, bei dem der Bereich der Vibrationsbedingungen, unter denen unterbrochenes Schneiden möglich ist, auf einer Anzeigevorrichtung angezeigt wird und die Bedienperson Vibrationsbedingungen auswählt, um die Vibrationsbedingungen zu korrigieren.
• 10 ist eine grafische Darstellung, die ein Steuersystem veranschaulicht, das eine numerische Steuervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform beinhaltet. In der dritten Ausführungsform sind gleiche Komponenten wie in der ersten oder zweiten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und es werden hauptsächlich Konfigurationsunterschiede zur ersten oder zweiten Ausführungsform beschrieben. Das Steuersystem beinhaltet eine numerische Steuervorrichtung 1B gemäß der dritten Ausführungsform, die Werkzeugmaschine 2, die Schneidarbeiten durchführt die Antriebseinheit 3, die die Werkzeugmaschine 2 und eine Anzeigevorrichtung 4 antreibt.
• Die numerische Steuervorrichtung 1B beinhaltet die Einheit 10 zur Eingabe von Vibrationsbedingungen, die Einheit 11 zur Eingabe von Bearbeitungsprogrammen, eine Einheit 18 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden und eine Einheit 19 zur Erzeugung von Sollwerten. Ein Verarbeiten durch die Einheit 18 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden unterscheidet sich sowohl von dem Verarbeiten durch die Einheit 12 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden gemäß der ersten Ausführungsform als auch von dem Verarbeiten durch die Einheit 16 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden gemäß der zweiten Ausführungsform. Ein Verarbeiten durch die Einheit 19 zur Erzeugung von Sollwerten unterscheidet sich von dem Verarbeiten durch die Einheit 14 zur Erzeugung von Sollwerten gemäß der ersten oder zweiten Ausführungsform.
• Die Anzeigevorrichtung 4 beinhaltet eine Einheit 40 zur Berechnung von Bedingungen für unterbrochenes Schneiden, die den Bereich veränderbarer Bedingungen berechnet, unter denen unterbrochenes Schneiden möglich ist, eine Einheit 41 zur Anzeige von Feststellungsinformationen, die ein Feststellungsergebnis von der Einheit 18 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden anzeigt, eine Einheit 42 zur Anzeige von Bedingungen für unterbrochenes Schneiden, die Informationen anzeigt, die den Bereich angeben, der von der Einheit 40 zur Berechnung von Bedingungen für unterbrochenes Schneiden berechnet wurde, eine Einheit 43 zur Eingabe von Änderungen, in die veränderbare Bedingungen eingegeben werden, und eine Einheit 44 zur Eingabe von Korrekturbedingungen, in die korrigierte Bedingungen eingegeben werden. Veränderbare Bedingungen werden nachstehend beschrieben.
• Nach einem Feststellen, dass von Vibration begleitetes Schneiden nicht unterbrochenem Schneiden entspricht, gibt die Einheit 18 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden die Feststellungsinformationen 52, die angeben, dass von Vibration begleitetes Schneiden nicht unterbrochenem Schneiden entspricht, an die Einheit 41 zur Anzeige von Feststellungsinformationen aus. Die Einheit 18 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden gibt die Vibrationsbedingungsinformationen 51 an die Einheit 19 zur Erzeugung von Sollwerten aus. Die Einheit 41 zur Anzeige von Feststellungsinformationen zeigt eine Meldung an, dass unterbrochenes Schneiden unter den Vibrationsbedingungen, die in die Einheit 10 zur Eingabe von Vibrationsbedingungen eingegeben wurden, nicht durchgeführt werden kann.
• Nach einem Überprüfen der Anzeige von der Einheit 41 zur Anzeige von Feststellungsinformationen gibt die Bedienperson eine Bedingung aus den eingegebenen Vibrationsbedingungen, die veränderbar ist, in die Einheit 43 zur Eingabe von Änderungen ein. Die Bedienperson bestimmt eine Bedingung aus den Bedingungen der Amplitude „A“, der Winkelfrequenz „ω“, der Drehzahl „S“ und der Vorschubgröße „F“, die sie als veränderbar betrachtet, durch Eingabe in die Einheit 43 zur Eingabe von Änderungen. In der dritten Ausführungsform ist eine veränderbare Bedingung eine Bedingung, die von der Bedienperson als eine Bedingung aus den Vibrationsbedingungen, die veränderbar ist, bestimmt wird.
• An dieser Stelle wird ein Verarbeiten durch die Anzeigevorrichtung 4 unter der Annahme beschrieben, dass die veränderbare Bedingung, die in die Einheit 43 zur Eingabe von Änderungen eingegeben wird, die Amplitude „A“ ist. Die Einheit 43 zur Eingabe von Änderungen gibt Änderungsbedingungsinformationen 70 aus, die die veränderbare Bedingung darstellen, die von der Bedienperson in die Einheit 40 zur Berechnung von Bedingungen für unterbrochenes Schneiden eingegeben wurde. Die Einheit 40 zur Berechnung von Bedingungen für unterbrochenes Schneiden berechnet den Bereich der Lösungen der Amplitude „A“, die die Formeln (6) und (7) erfüllen. In diesem Beispiel, in dem die veränderbare Bedingung die Amplitude „A“ ist, wird die nachstehende Formel (19), die den Bereich der Lösungen der Amplitude „A“ darstellt, auf Grundlage der Formel (6) erhalten. Darüber hinaus wird die nachstehende Formel (20), die den Bereich der Lösungen der Amplitude
  „A“ darstellt, auf Grundlage der Formel (7) erhalten. Es ist zu beachten, dass die Vibration „A“ kein negativer Wert sein kann und somit der Bereich der Lösungen auf A>0 begrenzt ist.
  [Formel 19] $$A>\frac{F}{2G\left(\frac{\omega }{2\pi }\right)\text{sin}\left(\frac{30\omega }{S}\right)}\text{ wobei A}>\text{0}$$

  

  
  [Formel 20] $$A>\frac{F}{2\text{sin}\left(\frac{30\omega }{S}\right)}\text{wobei A}>\text{0}$$

  
• Die Einheit 40 zur Berechnung von Bedingungen für unterbrochenes Schneiden gibt Schneidbedingungsinformationen 71, die den Bereich der Amplituden „A“ darstellen, die die Formel (19) oder (20) erfüllen, an die Einheit 42 zur Anzeige von Bedingungen für unterbrochenes Schneiden aus. Auf Grundlage der Schneidbedingungsinformationen 71 zeigt die Einheit 42 zur Anzeige von Bedingungen für unterbrochenes Schneiden den Bereich der Lösungen der Vibration „A“ an, die unterbrochenes Schneiden ermöglichen. Da in diesem Beispiel der anzuzeigende Bereich der Lösungen, der Bereich ist, der sich auf eine Variable bezieht, zeigt die Einheit 42 zur Anzeige von Bedingungen für unterbrochenes Schneiden den Bereich der Lösungen unter Verwendung spezifischer numerischer Werte an.
• Nach einem Überprüfen der Anzeige von der Einheit 42 zur Anzeige von Bedingungen für unterbrochenes Schneiden stellt die Bedienungsperson den Wert der Amplitude „A“ aus dem angezeigten Bereich der Lösungen fest und gibt den festgestellten Wert in die Einheit 44 zur Eingabe von Korrekturbedingungen ein. Auf diese Weise wird der Wert der korrigierten Amplitude „A“ in die Einheit 44 zur Eingabe von Korrekturbedingungen eingegeben. Die Einheit 44 zur Eingabe von Korrekturbedingungen gibt die Vibrationsbedingungsinformationen 72, die den Wert der korrigierten Amplitude „A“ beinhalten, an die Einheit 19 zur Erzeugung von Sollwerten aus. Die Vibrationsbedingungsinformationen 72 stellen die korrigierten Vibrationsbedingungen dar. Die Einheit 19 zur Erzeugung von Sollwerten erzeugt auf Grundlage des Bearbeitungsprogramms 50, der Vibrationsbedingungsinformationen 51 und der Vibrationsbedingungsinformationen 72 den Achsensollwert 54.
• Die vorstehende Beschreibung ist ein Beispiel für einen Fall, in dem eine veränderbare Bedingung in die Einheit 43 zur Eingabe von Änderungen eingegeben wird. Es können zwei veränderbare Bedingungen vorliegen, die in die Einheit 43 zur Eingabe von Änderungen eingegeben werden. An dieser Stelle wird ein Fall beschrieben, bei dem die veränderbaren Bedingungen, die in die Einheit 43 zur Eingabe von Änderungen eingegeben werden, die Drehzahl „S“ und die Amplitude „A“ sind.
• Die Einheit 40 zur Berechnung von Bedingungen für unterbrochenes Schneiden berechnet den Bereich der Drehzahlen „S“ und den Bereich der Amplituden „A“, die die Formel (19) oder (20) erfüllen. Die Einheit 40 zur Berechnung von Bedingungen für unterbrochenes Schneiden gibt die Schnittbedingungsinformationen 71, die den Bereich der Drehzahlen „S“ und den Bereich der Amplituden „A“ darstellen, an die Einheit 42 zur Anzeige von Bedingungen für unterbrochenes Schneiden aus.
• Die Einheit 42 zur Anzeige von Bedingungen für unterbrochenes Schneiden zeigt den Bereich der Lösungen der Drehzahl „S“ und den Bereich der Lösungen der Vibration „A“, die unterbrochenes Schneiden ermöglichen, auf Grundlage der Schneidbedingungsinformationen 71 an. Da in diesem Beispiel der anzuzeigende Bereich der Lösungen, der Bereich ist, der sich auf zwei Variablen bezieht, zeigt die Einheit 42 zur Anzeige von Bedingungen für unterbrochenes Schneiden den Bereich der Lösungen mit einer zweidimensionalen Ebene an.
• 11 ist eine grafische Darstellung, die ein Beispiel für eine Anzeige auf der Anzeigevorrichtung veranschaulicht, die in dem in 10 veranschaulichten Steuersystem bereitgestellt ist. 11 zeigt ein Beispiel für einen Bildschirm, der auf der Einheit 42 zur Anzeige von Bedingungen für unterbrochenes Schneiden angezeigt wird, um ein Beispiel zu zeigen, wie der Bereich, der sich auf zwei veränderbare Bedingungen bezieht, angezeigt wird. Der Bildschirm beinhaltet einen Anzeigebereich 80, der den Bereich der Lösungen, der sich auf die zwei Variablen bezieht, anzeigt. Die horizontale Achse in dem Anzeigebereich 80 stellt die Drehzahl „S“ dar, die die erste Variable ist. Die vertikale Achse in dem Anzeigebereich 80 stellt die Amplitude „A“ dar, die die zweite Variable ist. Schraffierte Bereiche in dem Anzeigebereich 80 stellen den Bereich der Drehzahlen
  „S“ und Amplituden „A“ dar, bei dem unterbrochenes Schneiden möglich ist. Weiße Bereiche in dem Anzeigebereich 80 stellen den Bereich der Drehzahlen
  „S“ und Amplituden „A“ dar, bei dem unterbrochenes Schneiden nicht möglich ist.
• Darüber hinaus beinhaltet der Bildschirm ein Feld 81 zum Anzeigen des Inhalts der Vibrationsbedingungen vor der Korrektur und ein Feld 82 zum Anzeigen des Inhalts der Vibrationsbedingungen nach der Korrektur. Das Feld 81 zeigt den Inhalt der Vibrationsbedingungsinformationen 51, die in die Einheit 10 zur Eingabe von Vibrationsbedingungen eingegeben wurden. Das Feld 82 zeigt den Inhalt der Vibrationsbedingungsinformationen 72, die in die Einheit 44 zur Eingabe von Korrekturbedingungen für die Amplitude „A“ und die Drehzahl „A“ eingegeben wurden, bei denen es sich um die korrigierten Vibrationsbedingungen handelt. Das Feld 82 zeigt zudem den Inhalt der Vibrationsbedingungsinformationen 51 für die Winkelfrequenz „ω“ und die Vorschubgröße „F“, bei denen es sich um die unkorrigierten Vibrationsbedingungen handelt.
• Zunächst zeigt die Einheit 42 zur Anzeige von Bedingungen für unterbrochenes Schneiden in dem Anzeigebereich 80 eine Markierung 83 an, die jeden Wert der Drehzahl „S“ und der Amplitude „A“, die in den Vibrationsbedingungsinformationen 51 beinhaltet sind, darstellt. Nach einem Überprüfen des Anzeigebereichs 80 gibt die Bedienungsperson festgelegte Werte der Drehzahl „S“ und der Amplitude „A“ aus dem Bereich der Drehzahlen „S“ und der Amplituden „A“, bei denen unterbrochenes Schneiden möglich ist, in die Einheit 44 zur Eingabe von Korrekturbedingungen ein.
• Zum Beispiel wird der Zeiger in dem Anzeigebereich 80 durch Betätigen der Zeigevorrichtung bewegt und die Zeigevorrichtung wird angeklickt, wobei die Werte der Drehzahl „S“ und der Amplitude „A“ in die Einheit 44 zur Eingabe von Korrekturbedingungen eingegeben werden. Die Einheit 42 zur Anzeige von Bedingungen für unterbrochenes Schneiden zeigt in dem Anzeigebereich 80 eine Markierung 84 an, die jeden Wert der Drehzahl „S“ und der Amplitude „A“, die in die Einheit 44 zur Eingabe von Korrekturbedingungen eingegeben wurden, darstellt. Es ist zu beachten, dass jeder Wert der Drehzahl „S“ und der Amplitude „A“ manuell in die Einheit 44 zur Eingabe von Korrekturbedingungen eingegeben werden kann. Die Korrektur der Vibrationsbedingungen in dem in 11 veranschaulichten Beispiel ist eine Korrektur, die die Amplitude „A“ von „0,15“ auf „0,1“ reduziert und die Drehzahl „S“ von „650“ auf „900“ erhöht.
• Die Einheit 44 zur Eingabe von Korrekturbedingungen gibt die Vibrationsbedingungsinformationen 72, die den Wert der korrigierten Drehzahl „S“ und den Wert der korrigierten Amplitude „A“ beinhalten, an die Einheit 19 zur Erzeugung von Sollwerten aus. Auf diese Weise kann die Anzeigevorrichtung 4, wenn zwei veränderbaren Bedingungen vorliegen, die in die Einheit 43 zur Eingabe von Änderungen eingegeben werden, den Bereich, der sich auf die zwei veränderbaren Bedingungen bezieht, auf leicht verständliche Weise darstellen.
• Gemäß der dritten Ausführungsform kann das Steuersystem der Bedienperson durch Anzeigen der Feststellungsinformationen 52 auf der Anzeigevorrichtung 4 zeigen, ob unterbrochenes Schneiden möglich ist. Die Anzeigevorrichtung 4 berechnet den Bereich der veränderbaren Bedingungen, unter denen unterbrochenes Schneiden möglich ist, und zeigt Informationen an, die den berechneten Bereich darstellen. Wenn unterbrochenes Schneiden unter den Vibrationsbedingungen, die in die Einheit 10 zur Eingabe von Vibrationsbedingungen eingegeben wurden, nicht möglich ist, kann das Steuersystem der Bedienperson die Vibrationsbedingungen zeigen, unter denen unterbrochenes Schneiden möglich ist. Die Bedienperson kann die Werkzeugmaschine 2 dazu veranlassen, unterbrochenes Schneiden durchzuführen, ohne per Versuch und Irrtum nach Vibrationsbedingungen zu suchen. Die Bedienperson kann Vorbereitungen zum Bearbeiten auf effiziente Weise vornehmen.
• Vierte Ausführungsform.
• 12 ist eine grafische Darstellung, die ein Steuersystem veranschaulicht, das eine numerische Steuervorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform beinhaltet. In der vierten Ausführungsform beinhaltet das Steuersystem die gleichen Komponenten wie in der dritten Ausführungsform und die Einheit 15 zum Bereithalten der dynamischen Steifigkeit gemäß der zweiten Ausführungsform.
• In der vierten Ausführungsform sind gleiche Komponenten wie in der ersten bis dritten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und es werden hauptsächlich Konfigurationsunterschiede zur ersten bis dritten Ausführungsform beschrieben.
• Eine numerische Steuervorrichtung 1C gemäß der vierten Ausführungsform beinhaltet die Einheit 10 zur Eingabe von Vibrationsbedingungen, die Einheit 11 zur Eingabe von Bearbeitungsprogrammen, die Einheit 15 zum Bereithalten der dynamischen Steifigkeit, die Einheit 18 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden und die Einheit 19 zur Erzeugung von Sollwerten. Ein Verarbeiten durch die Einheit 18 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden unterscheidet sich von dem Verarbeiten durch die Einheit 18 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden gemäß der dritten Ausführungsform. Ein Verarbeiten durch die Einheit 40 zur Berechnung von Bedingungen für unterbrochenes Schneiden unterscheidet sich von dem Verarbeiten durch die Einheit 40 zur Berechnung von Bedingungen für unterbrochenes Schneiden gemäß der dritten Ausführungsform.
• Die Einheit 18 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden stellt auf Grundlage der Vibrationsbedingungsinformationen 51 und der Informationen 57 zur dynamischen Steifigkeit fest, ob unterbrochenes Schneiden durchgeführt wird. Ein Verarbeiten durch die Einheit 18 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden ähnelt dem Verarbeiten durch die Einheit 16 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden gemäß der zweiten Ausführungsform. Wenn die Formel (16) oder (17) erfüllt ist, stellt die Einheit 18 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden fest, dass von Vibration begleitetes Schneiden unterbrochenem Schneiden entspricht.
• Nach einem Feststellen, dass von Vibration begleitetes Schneiden nicht unterbrochenem Schneiden entspricht, gibt die Einheit 18 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden die Feststellungsinformationen 52, die angeben, dass von Vibration begleitetes Schneiden nicht unterbrochenem Schneiden entspricht, an die Einheit 41 zur Anzeige von Feststellungsinformationen aus. Die Einheit 18 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden gibt die Vibrationsbedingungsinformationen 51 an die Einheit 19 zur Erzeugung von Sollwerten aus. Die Einheit 41 zur Anzeige von Feststellungsinformationen zeigt eine Meldung an, dass unterbrochenes Schneiden unter den Vibrationsbedingungen, die in die Einheit 10 zur Eingabe von Vibrationsbedingungen eingegeben wurden, nicht durchgeführt werden kann.
• Wie in der dritten Ausführungsform gibt die Bedienperson nach einem Überprüfen der Anzeige von der Einheit 41 zur Anzeige von Feststellungsinformationen eine Bedingung aus den eingegebenen Vibrationsbedingungen, die veränderbar ist, in die Einheit 43 zur Eingabe von Änderungen ein. Die Bedienperson bestimmt eine Bedingung aus den Bedingungen der Amplitude „A“, der Winkelfrequenz „ω“, der Drehzahl „S“ und der Vorschubgröße „F“, die sie als veränderbar betrachtet, durch Eingabe in die Einheit 43 zur Eingabe von Änderungen.
• An dieser Stelle wird ein Verarbeiten durch die Anzeigevorrichtung 4 unter der Annahme beschrieben, dass die veränderbare Bedingung, die in die Einheit 43 zur Eingabe von Änderungen eingegeben wird, die Amplitude „A“ ist. Die Einheit 43 zur Eingabe von Änderungen gibt die Änderungsbedingungsinformationen 70 aus, die die veränderbare Bedingung darstellen, die von der Bedienperson in die Einheit 40 zur Berechnung von Bedingungen für unterbrochenes Schneiden eingegeben wurde.
• Die Einheit 40 zur Berechnung von Bedingungen für unterbrochenes Schneiden berechnet den Bereich der Lösungen der Amplitude „A“, die Formel (16) oder (17) erfüllen, der auf Grundlage der Vibrationsbedingungsinformationen 51 und der Informationen 57 zur dynamischen Steifigkeit erhalten wird. In diesem Beispiel, in dem die veränderbare Bedingung die Amplitude „A“ ist, wird die nachstehende Formel (21), die den Bereich der Lösungen der Amplitude „A“ darstellt, auf Grundlage der Formel (16) erhalten. Darüber hinaus wird die nachstehende Formel (22), die den Bereich der Lösungen der Amplitude „A“ darstellt, auf Grundlage der Formel (17) erhalten. Es ist zu beachten, dass die Vibration „A“ kein negativer Wert sein kann und somit der Bereich der Lösungen auf A>0 begrenzt ist.
  [Formel 21] $$A>\frac{-F}{2G\left(\frac{\omega }{2\pi }\right)\text{sin}\left(\frac{30\omega }{S}\right)}\text{wobei A}>\text{0}$$

  

  
  [Formel 22] $$A>\frac{F}{2G\left(\frac{\omega }{2\pi }\right)\text{sin}\left(\frac{30\omega }{S}\right)}\text{wobei A}>\text{0}$$

  
• Die Einheit 40 zur Berechnung von Bedingungen für unterbrochenes Schneiden gibt die Schneidbedingungsinformationen 71, die den Bereich der Amplituden „A“ darstellen, die die Formel (21) oder (22) erfüllen, an die Einheit 42 zur Anzeige von Bedingungen für unterbrochenes Schneiden aus. Auf Grundlage der Schneidbedingungsinformationen 71 zeigt die Einheit 42 zur Anzeige von Bedingungen für unterbrochenes Schneiden den Bereich der Lösungen der Vibration „A“ an, die unterbrochenes Schneiden ermöglichen. Wie in der dritten Ausführungsform kann die Einheit 42 zur Anzeige von Bedingungen für unterbrochenes Schneiden auch den Bereich der Lösungen anzeigen, die unterbrochenes Schneiden für zwei veränderbare Bedingungen ermöglichen.
• Gemäß der vierten Ausführungsform kann die numerische Steuervorrichtung 1C die ähnlichen Wirkungen wie in der dritten Ausführungsform erhalten. Wie im Fall der zweiten Ausführungsform kann die numerische Steuervorrichtung 1C genau feststellen, ob unterbrochenes Schneiden durchgeführt wird, auch wenn der Mechanismus von dem Servomotor 23 zu dem Werkzeug 25 kein starrer Körper ist und die Verstärkung abnimmt. Wenn unterbrochenes Schneiden unter den Vibrationsbedingungen, die in die Einheit 10 zur Eingabe von Vibrationsbedingungen eingegeben wurden, nicht möglich ist, kann das Steuersystem der Bedienperson die Vibrationsbedingungen zeigen, unter denen unterbrochenes Schneiden möglich ist.
• Als Nächstes wird eine Hardwarekonfiguration für die numerischen Steuervorrichtungen 1, 1A, 1B und 1C gemäß der ersten bis vierten Ausführungsform beschrieben. 13 ist eine grafische Darstellung, die eine beispielhafte Hardwarekonfiguration veranschaulicht, die in der numerischen Steuervorrichtung gemäß einer der ersten bis vierten Ausführungsform bereitgestellt ist. 13 veranschaulicht eine Hardwarekonfiguration, bei der die Funktionen der numerischen Steuervorrichtung 1, 1A, 1B oder 1C unter Verwendung von Hardware umgesetzt sind, die ein Programm ausführt.
• Die numerische Steuervorrichtung 1, 1A, 1B oder 1C ist ein Computersystem, in dem ein Steuerprogramm, bei dem es sich um ein Programm zum Steuern der Werkzeugmaschine 2 gemäß dem Bearbeitungsprogramm 50 handelt, installiert ist. Die numerische Steuervorrichtung 1, 1A, 1B oder 1C beinhaltet einen Prozessor 91, der verschiedene Prozesse ausführt, einen Speicher 92, bei dem es sich um einen eingebauten Speicher handelt, eine Schnittstellenschaltung 93 zum Eingeben von Informationen in die numerische Steuervorrichtung 1, 1A, 1B oder 1C und zum Ausgeben von Informationen aus der numerischen Steuervorrichtung 1, 1A, 1B oder 1C, eine Speichervorrichtung 94, die Informationen speichert, und eine Eingabevorrichtung 95, in die Informationen eingegeben werden.
• Der Prozessor 91 ist eine Zentraleinheit (Central Processing Unit - CPU). Der Prozessor 91 kann eine Verarbeitungsvorrichtung, eine Rechenvorrichtung, ein Mikroprozessor, ein Mikrocomputer oder ein digitaler Signalprozessor (DSP) sein. Bei dem Speicher 92 handelt es sich um einen Direktzugriffsspeicher (Random Access Memory - RAM), einen Festwertspeicher (Read Only Memory - ROM), einen Flash-Speicher, einen löschbaren programmierbaren Festwertspeicher (Erasable Programmable Read Only Memory - EPROM) oder einen elektrisch löschbaren programmierbaren Festwertspeicher (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory - EEPROM, eingetragenes Markenzeichen).
• Die Speichervorrichtung 94 ist ein Festplattenlaufwerk (Hard Disk Drive - HDD) oder ein Halbleiterlaufwerk (Solid State Drive - SSD). Ein Steuerprogramm zum Bewirken, dass der Computer als die numerische Steuervorrichtung 1, 1A, 1B oder 1C fungiert, ist auf der Speichervorrichtung 94 gespeichert. Der Prozessor 91 liest ein Programm, das auf der Speichervorrichtung 94 gespeichert ist, in den Speicher 92 ein und führt das Programm aus. Die Eingabevorrichtung 95 ist ein Instrument, wie etwa eine Tastatur oder eine Zeigevorrichtung. Die Schnittstellenschaltung 93 kommuniziert mit der Antriebseinheit 3 und der Anzeigevorrichtung 4.
• Das Steuerprogramm kann auf einem Speichermedium aufgezeichnet sein, das von dem Rechnersystem lesbar ist. Die numerische Steuervorrichtung 1, 1A, 1B oder 1C kann auf dem Speicher 92 das Steuerprogramm speichern, das auf dem Speichermedium aufgezeichnet ist. Das Speichermedium kann ein tragbares Speichermedium sein, bei dem es sich um eine Diskette oder einen Flash-Speicher handelt, der ein Halbleiterspeicher ist. Das Steuerprogramm kann über ein Kommunikationsnetzwerk von einem anderen Computer oder einer Servervorrichtung auf dem Computersystem installiert werden.
• Die Funktionen der Einheit 12, 16 oder 18 zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden, der Einheit 13 oder 17 zur Korrektur von Vibrationsbedingungen und der Einheit 14 oder 19 zur Erzeugung von Sollwerten in der numerischen Steuervorrichtung 1, 1A, 1B oder 1C sind durch eine Kombination des Prozessors 91 und Software umgesetzt. Die Funktionen können durch eine Kombination des Prozessors 91 und Firmware umgesetzt sein oder durch eine Kombination des Prozessors 91, Software und Firmware umgesetzt sein. Die Software oder Firmware ist in Form eines Programms beschrieben und in der Speichervorrichtung 94 gespeichert.
• Die Funktion der Einheit 15 zum Bereithalten der dynamischen Steifigkeit in der numerischen Steuervorrichtung 1A oder 1C ist durch die Verwendung der Speichervorrichtung 94 umgesetzt. Die Funktionen der Einheit 10 zur Eingabe von Vibrationsbedingungen und der Einheit 11 zur Eingabe von Bearbeitungsprogrammen in der numerischen Steuervorrichtung 1, 1A, 1B oder 1C sind durch Verwendung der Eingabevorrichtung 95 umgesetzt.
• Die Funktion der Anzeigevorrichtung 4 ist durch Verwendung einer Hardwarekonfiguration ähnlich der Hardwarekonfiguration, die in 13 veranschaulicht ist, umgesetzt. Die Anzeigevorrichtung 4 beinhaltet die Komponenten, die in 13 veranschaulicht sind, und eine Anzeige, die Informationen anzeigt. Die Funktion der Einheit 40 zur Berechnung von Bedingungen für unterbrochenes Schneiden ist durch eine Kombination des Prozessors 91 und Software umgesetzt. Die Funktion der Einheit 40 zur Berechnung von Bedingungen für unterbrochenes Schneiden kann durch eine Kombination des Prozessors 91 und Firmware umgesetzt sein oder durch eine Kombination des Prozessors 91, Software und Firmware umgesetzt sein. Die Funktionen der Einheit 43 zur Eingabe von Änderungen und der Einheit 44 zur Eingabe von Korrekturbedingungen sind durch Verwendung der Eingabevorrichtung 95 umgesetzt. Die Funktionen der Einheit 41 zur Anzeige von Feststellungsinformationen und der Einheit 42 zur Anzeige von Bedingungen für unterbrochenes Schneiden sind durch Verwendung einer Anzeige umgesetzt.
• Die in den vorstehend aufgeführten Ausführungsformen beschriebenen Konfigurationen geben Beispiele für den Inhalt der vorliegenden Offenbarung an. Die Konfigurationen der Ausführungsformen können mit einer anderen hinlänglich bekannten Technik kombiniert werden. Die Konfigurationen der Ausführungsformen können gegebenenfalls miteinander kombiniert werden. Einige der Konfigurationen der Ausführungsformen können weggelassen oder geändert werden, ohne vom Kern der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
• Bezugszeichenliste

1, 1A, 1B, 1C

numerische Steuervorrichtung;

2

Werkzeugmaschine;

3

Antriebseinheit;

4

Anzeigevorrichtung;

10

Einheit zur Eingabe von Vibrationsbedingungen;

11

Einheit zur Eingabe vonBearbeitungsprogrammen;

12, 16, 18

Einheit zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden;

13, 17

Einheit zur Korrektur von Vibrationsbedingungen;

14, 19

Einheit zur Erzeugung von Sollwerten;

15

Einheit zum Bereithalten der dynamischen Steifigkeit;

20

Spindel;

21

Antriebswelle;

22

Spindelmotor;

23

Servomotor;

24

Werkstück;

25

Werkzeug;

26

Mittellinie;

30

Spindelservosteuereinheit;

31

Antriebswellenservosteuereinheit;

40

Einheit zur Berechnung von Bedingungen für unterbrochenes Schneiden;

41

Einheit zur Anzeige von Feststellungsinformationen;

42

Einheit zur Anzeige von Bedingungen für unterbrochenes Schneiden;

43

Einheit zur Eingabe von Änderungen;

44

Einheit zur Eingabe von Korrekturbedingungen;

50

Bearbeitungsprogramm;

51, 53, 72

Vibrationsbedingungsinformationen;

52

Feststellungsinformationen;

54

Achsensollwert;

55

Spindelmotorstrom;

56

Servomotorstrom;

57

Informationen zur dynamischen Steifigkeit;

60, 61

Vibrationstrajektorie;

70

Änderungsbedingungsinformationen;

71

Schneidbedingungsinformationen;

80

Anzeigebereich;

81, 82

Feld;

83, 84

Markierung;

91

Prozessor;

92

Speicher;

93

Schnittstellenschaltung;

94

Speichervorrichtung;

95

Eingabevorrichtung.

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• JP 2017182336 [0006]

Claims (17)

1. Numerische Steuervorrichtung, die eine Werkzeugmaschine steuert, die Schneidarbeiten durchführt, während sie ein Werkzeug relativ zu einem Werkstück bewegt, wobei die numerische Steuervorrichtung Folgendes umfasst: eine Einheit zur Eingabe von Vibrationsbedingungen, in die eine Vibrationsbedingung eingegeben wird, wobei die Vibrationsbedingung zum Versetzen des Werkzeugs in Vibrationen in Bezug auf das Werkstück entlang einer Bewegungsbahn des Werkzeugs in Bezug auf das Werkstück bestimmt ist; und eine Einheit zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden, um auf Grundlage der Vibrationsbedingung festzustellen, ob von Vibration unter der Vibrationsbedingung begleitetes Schneiden unterbrochenem Schneiden entspricht, bei dem das Werkstück mit Unterbrechungen geschnitten wird und von dem Werkstück feine Spanteile erzeugt werden.
2. Numerische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vibrationsbedingung mindestens eine von einer Amplitude der Vibration, einer Drehzahl einer Spindel, die das Werkstück dreht, einer Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs oder einer Winkelfrequenz der Vibration beinhaltet.
3. Numerische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einheit zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden auf Grundlage der Vibrationsbedingung und einer Bearbeitungsbedingung, die in einem Bearbeitungsprogramm zum Steuern der Werkzeugmaschine beschrieben ist, feststellt, ob das unterbrochene Schneiden durchgeführt wird.
4. Numerische Steuervorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Bearbeitungsbedingung mindestens eine von einer Drehzahl einer Spindel, die das Werkstück dreht, oder einer Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs beinhaltet.
5. Numerische Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Einheit zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden auf Grundlage der Vibrationsbedingung eine Dicke, in einer Vorschubrichtung des Werkzeugs, von Spänen berechnet, die von dem Werkstück durch die Schneidarbeiten erzeugt werden, und feststellt, dass das von Vibration begleitete Schneiden dem unterbrochenen Schneiden entspricht, wenn ein Berechnungsergebnis der Dicke kleiner als null ist.
6. Numerische Steuervorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Einheit zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden die Dicke durch eine Berechnung berechnet, bei der eine Funktion verwendet wird, die Zunahme und Abnahme bei einer konstanten Amplitude und einer konstanten Periode wiederholt, eine Bedingung zum Feststellen der konstanten Amplitude eine Amplitude der Vibration beinhaltet und eine Bedingung zum Feststellen der konstanten Periode eine Winkelfrequenz der Vibration beinhaltet.
7. Numerische Steuervorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Einheit zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden die Dicke durch Berechnung, die Addition oder Subtraktion der Funktion und einer Konstanten beinhaltet, berechnet und eine Bedingung zum Feststellen der Konstanten eine Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs beinhaltet.
8. Numerische Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, die eine Einheit zum Bereithalten der dynamischen Steifigkeit umfasst, um Informationen zur dynamischen Steifigkeit bereitzuhalten, die die dynamische Steifigkeit eines Mechanismus darstellen, der einen Motor, der das Werkzeug antreibt, und das Werkzeug beinhaltet, wobei die Einheit zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden auf Grundlage der Vibrationsbedingung und der Informationen zur dynamischen Steifigkeit feststellt, ob das unterbrochene Schneiden durchgeführt wird.
9. Numerische Steuervorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Informationen zur dynamischen Steifigkeit eine Verstärkung beinhalten, bei der es sich um ein Verhältnis zwischen einer Amplitude bei tatsächlicher Vibration des Werkzeugs und einer Amplitude bei einer Vibration handelt, die durch einen Befehl zum Steuern des Motors dargestellt wird, und ein Wert der Verstärkung abhängig von einer Frequenz der Vibration, die durch den Befehl dargestellt wird, variiert.
10. Numerische Steuervorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Einheit zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden auf Grundlage der Vibrationsbedingung und der Verstärkung eine Dicke, in einer Vorschubrichtung, des Werkzeugs von Spänen berechnet, die von dem Werkstück durch die Schneidarbeiten erzeugt werden, und feststellt, dass das von Vibration begleitete Schneiden dem unterbrochenen Schneiden entspricht, wenn ein Berechnungsergebnis der Dicke kleiner als null ist.
11. Numerische Steuervorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Einheit zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden die Dicke unter Verwendung einer Funktion berechnet, die Zunahme und Abnahme bei einer konstanten Amplitude und einer konstanten Periode wiederholt, eine Bedingung zum Feststellen der konstanten Amplitude eine Amplitude der Vibration und die Verstärkung beinhaltet und eine Bedingung zum Feststellen der konstanten Periode eine Winkelfrequenz der Vibration beinhaltet.
12. Numerische Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, die eine Einheit zur Korrektur von Vibrationsbedingungen umfasst, um die Vibrationsbedingung zu korrigieren, die in die Einheit zur Eingabe von Vibrationsbedingungen eingegeben wird, wobei die Einheit zur Korrektur von Vibrationsbedingungen auf Grundlage eines Feststellungsergebnisses, das angibt, dass das von Vibration begleitete Schneiden nicht dem unterbrochenem Schneiden entspricht, mindestens eine von einer Amplitude der Vibration, einer Drehzahl einer Spindel, die das Werkstück dreht, einer Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs oder einer Winkelfrequenz der Vibration in der Vibrationsbedingung korrigiert.
13. Numerische Steuervorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Einheit zur Korrektur von Vibrationsbedingungen die Vibrationsbedingung korrigiert, sodass ein Berechnungsergebnis einer Dicke, in einer Vorschubrichtung des Werkzeugs, von Spänen, die von dem Werkstück durch die Schneidarbeiten erzeugt werden, kleiner als null wird.
14. Steuersystem, das Folgendes umfasst: eine Werkzeugmaschine, um Schneidarbeiten durchzuführen, während sie ein Werkzeug relativ zu einem Werkstück bewegt; und eine numerische Steuervorrichtung, um die Werkzeugmaschine zu steuern, wobei die numerische Steuervorrichtung Folgendes beinhaltet: eine Einheit zur Eingabe von Vibrationsbedingungen, in die eine Vibrationsbedingung eingegeben wird, wobei die Vibrationsbedingung zum Versetzen des Werkzeugs in Vibrationen in Bezug auf das Werkstück entlang einer Bewegungsbahn des Werkzeugs in Bezug auf das Werkstück bestimmt ist; und eine Einheit zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden, um auf Grundlage der Vibrationsbedingung festzustellen, ob von Vibration unter der Vibrationsbedingung begleitetes Schneiden unterbrochenem Schneiden entspricht, bei dem das Werkstück mit Unterbrechungen geschnitten wird und von dem Werkstück feine Spanteile erzeugt werden.
15. Steuersystem nach Anspruch 14, das eine Anzeigevorrichtung umfasst, die eine Einheit zur Anzeige von Feststellungsinformationen beinhaltet, um ein Feststellungsergebnis von der Einheit zur Feststellung von unterbrochenem Schneiden anzuzeigen.
16. Steuervorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Anzeigevorrichtung Folgendes beinhaltet: eine Einheit zur Eingabe von Änderungen, in die eine veränderbare Bedingung eingegeben wird, wobei die veränderbare Bedingung als eine Bedingung aus der Vibrationsbedingung bestimmt ist, die veränderbar ist; eine Einheit zur Berechnung von Bedingungen für unterbrochenes Schneiden, um einen Bereich der veränderbaren Bedingung zu berechnen, unter dem das unterbrochene Schneiden möglich ist; und eine Einheit zur Anzeige von Bedingungen für unterbrochenes Schneiden, um Informationen anzuzeigen, die den Bereich darstellen, der durch die Einheit zur Berechnung von Bedingungen für unterbrochenes Schneiden berechnet wird.
17. Numerisches Steuerverfahren zum Steuern, mit einer numerischen Steuervorrichtung, einer Werkzeugmaschine, die Schneidarbeiten durchführt, während sie ein Werkzeug relativ zu einem Werkstück bewegt, wobei das numerische Steuerverfahren Folgendes umfasst: einen Schritt zum Erfassen von Daten einer Vibrationsbedingung zum Versetzen des Werkzeugs in Vibrationen in Bezug auf das Werkstück entlang einer Bewegungsbahn des Werkzeugs in Bezug auf das Werkstück; und einen Schritt zum Feststellen, ob von Vibration unter der Vibrationsbedingung begleitetes Schneiden des Werkstücks unterbrochenem Schneiden entspricht, bei dem das Werkstück mit Unterbrechungen geschnitten wird, während Späne, die von dem Werkstück erzeugt werden, in Teile getrennt werden.

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