DE112021003159T5

DE112021003159T5 - Zahlenwertsteuerung

Info

Publication number: DE112021003159T5
Application number: DE112021003159.7T
Authority: DE
Inventors: Daisuke UENISHI; Tomohiro Oyamada
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2020-08-31
Filing date: 2021-08-25
Publication date: 2023-04-20
Also published as: CN116113513A; JP7538233B2; US20230236566A1; WO2022045162A1; JPWO2022045162A1

Abstract

Eine Zahlenwertsteuerung für eine Werkzeugmaschine beinhaltet eine Speichereinheit, auf der ein Bearbeitungsprogramm zum Bohren eines Lochs (4a) in ein Werkstück (4) entsprechend einer Relativbewegung zwischen einem Werkzeug und dem Werkstück in einer Tiefenrichtung gespeichert ist, und eine Steuereinheit, die die Relativbewegung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück (4) auf der Grundlage des Bearbeitungsprogramms steuert und die das Werkzeug relativ zum Werkstück (4) in der Tiefenrichtung von einem Rücklaufpunkt (R) zu einem Lochbodenpunkt (Z) bewegt. Der Rücklaufpunkt (R) ist eine in der Tiefenrichtung von der Werkstückoberfläche (4b) zurückgezogene Position, an der das Werkzeug mit der Durchführung eines Bohrprozesses beginnt. Das Bearbeitungsprogramm beinhaltet einen Befehl für einen Werkstückhöhenpunkt (W), der als Position der Werkstückoberfläche (4b) in der Tiefenrichtung dient. Die Steuereinheit verfährt das Werkzeug (4) relativ zum Werkstück in der Tiefenrichtung mit einer relativen Rate, die größer ist als eine Schnittvorschubrate vom Rücklaufpunkt (R) zum Werkstückhöhenpunkt (W).

Description

{Technisches Sachgebiet}
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Zahlenwertsteuerungen.
{Stand der Technik}
Ein Bearbeitungsverfahren nach dem Stand der Technik besteht in der Wiederholung eines Festzyklus beim Bohren eines Werkstücks (siehe zum Beispiel die Patentschriften 1 und 2).
In den Patentschriften 1 und 2 wird ein Hochgeschwindigkeitsbohrprozess durch Optimieren des Weges und der Verfahrrate eines Werkzeugs relativ zum Werkstück und durch Verkürzen des Zeitraums, in dem nicht geschnitten wird, erreicht.
{Zitierliste}
{Patentschriften}

{PTL 1} Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. Hei 09-120310
{PTL 2} Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. 2017-004300

{Kurzdarstellung der Erfindung}
{Technisches Problem}
In Patentschrift 1 fährt das Werkzeug mit einer Schnellgangrate zu einem Bearbeitungsstartpunkt auf der Werkstückoberfläche und bewegt sich mit einer Schnittvorschubrate vom Bearbeitungsstartpunkt zum Lochboden. Um den Zeitraum, in dem nicht geschnitten wird, weiter zu verkürzen, kann die Funktionsweise des Werkzeugs jedoch noch weiter optimiert werden.
{Lösung für das Problem}
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt eine Zahlenwertsteuerung für eine Werkzeugmaschine bereit. Die Zahlenwertsteuerung beinhaltet eine Speichereinheit, die ein Bearbeitungsprogramm zum Bohren eines Lochs in ein Werkstück entsprechend einer Relativbewegung zwischen einem Werkzeug und dem Werkstück in einer Tiefenrichtung, die sich entlang einer Längsachse des Werkzeugs erstreckt, speichert, und eine Steuereinheit, die die Relativbewegung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück auf der Grundlage des Bearbeitungsprogramms steuert und die das Werkzeug relativ zum Werkstück in der Tiefenrichtung von einem Rücklaufpunkt zu einem Lochbodenpunkt bewegt. Der Rücklaufpunkt ist eine in der Tiefenrichtung von der Werkstückoberfläche zurückgezogene Position, an der das Werkzeug mit der Durchführung eines Bohrprozesses beginnt. Das Bearbeitungsprogramm beinhaltet einen Befehl für einen Werkstückhöhenpunkt, der als Position der Werkstückoberfläche in der Tiefenrichtung dient. Die Steuereinheit verfährt das Werkzeug relativ zum Werkstück in der Tiefenrichtung mit einer relativen Rate, die größer ist als eine Schnittvorschubrate vom Rücklaufpunkt zum Werkstückhöhenpunkt.
Figurenliste

{1} 1 zeigt die Auslegung einer Werkzeugmaschine gemäß einer Ausführungsform.
{2} 2 zeigt ein Beispiel für ein Bohrfestzyklusprogramm.
{3} 3 zeigt ein Beispiel für einen Bohrprozess gemäß einem Bohrfestzyklus.
{4} 4 zeigt ein weiteres Beispiel für das Bohrfestzyklusprogramm.

{Beschreibung von Ausführungsformen}
Eine Zahlenwertsteuerung gemäß einer Ausführungsform wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Wie in 1 dargestellt, ist eine Zahlenwertsteuerung 1 für eine Werkzeugmaschine 10 vorgesehen, die ein Werkstück 4 unter Verwendung eines Werkzeugs 2 bearbeitet.
Die Werkzeugmaschine 10 beinhaltet eine Spindel 3, die das Werkzeug 2 hält, einen Tisch 5, der das Werkstück 4 hält, einen Spindelmotor 6, der die Spindel 3 dreht, einen Z-Achsen-Vorschubmotor 7, der die Spindel 3 in einer Z-Richtung relativ zum Tisch 5 bewegt, einen X-Achsen-Vorschubmotor 8 und einen Y-Achsen-Vorschubmotor 9, die den Tisch 5 in einer X-Richtung bzw. einer Y-Richtung relativ zur Spindel 3 bewegen, und die Zahlenwertsteuerung 1, die die Motoren 6, 7, 8 und 9 steuert.
Die Z-Richtung verläuft entlang der Längsachse des von der Spindel 3 gehaltenen Werkzeugs 2. Die X-Richtung und die Y-Richtung stehen orthogonal zur Längsachse des von der Spindel 3 gehaltenen Werkzeugs 2 und sind orthogonal zueinander. Bei der Werkzeugmaschine 10 in 1 verläuft die Z-Richtung vertikal, während die X-Richtung und die Y-Richtung horizontal verlaufen.
Die Spindel 3 ist in vertikaler Richtung eingerichtet und wird durch einen Stützmechanismus (nicht dargestellt) vertikal beweglich gelagert. Das Werkzeug 2 wird durch ein unteres Ende der Spindel 3 koaxial zur Spindel 3 gehalten und rotiert und bewegt sich zusammen mit der Spindel 3. Das Werkzeug 2 ist ein Bohrer, der ein Loch 4a im Werkstück 4 in dessen Tiefenrichtung (Z-Richtung) bildet. Bei dem Werkzeug 2 kann es sich auch um ein anderes Werkzeug zur Bearbeitung des Werkstücks 4 in der Tiefenrichtung handeln, zum Beispiel um einen Fräser oder einen Schaftfräser.
Der Tisch 5 ist horizontal unter der Spindel 3 eingerichtet Das auf der Oberseite des Tisches 5 liegende Werkstück 4 wird unter Verwendung einer Spannvorrichtung (nicht abgebildet) auf dem Tisch 5 befestigt.
Der Spindelmotor 6 ist mit dem oberen Ende der Spindel 3 verbunden und dreht die Spindel 3 um die Längsachse der Spindel 3.
Die Vorschubmotoren 7, 8 und 9 sind Servomotoren.
Die Zahlenwertsteuerung 1 beinhaltet eine Speichereinheit 11 und eine Steuereinheit 12.
Die Speichereinheit 11 verfügt beispielsweise über einen RAM, einen ROM oder eine andere Speichervorrichtung und speichert ein Bearbeitungsprogramm 11a (siehe 2) zum Bohren eines Lochs in das Werkstück 4 entsprechend der Relativbewegung zwischen dem Werkzeug 2 und dem Werkstück 4.
Die Steuereinheit 12 verfügt über einen Prozessor, wie etwa eine zentrale Verarbeitungseinheit. Die Steuereinheit 12 steuert die Vorschubmotoren 7, 8 und 9 auf der Grundlage des Bearbeitungsprogramms 11a, zu dem Zweck, die Relativbewegung zwischen der Spindel 3 und dem Tisch 5 und damit die Relativbewegung zwischen dem Werkzeug 2 und dem Werkstück 4 zu steuern.
Wie in 2 dargestellt, beinhaltet das Bearbeitungsprogramm 11a ein Bohrfestzyklusprogramm 11b. Wie in 3 gezeigt, veranlasst das Festzyklusprogramm 11b die Werkzeugmaschine 10, einen Festzyklus, einschließlich eines Positioniervorgangs, eines Bohrvorgangs und eines Entfernvorgangs, mehrfach auszuführen. In 3 zeigen gestrichelte und durchgezogene Pfeile jeweils einen Weg an, auf dem sich das Werkzeug 2 relativ zum Werkstück 4 bewegt. In 3 ist die horizontale Richtung die XY-Richtung und die vertikale Richtung die Z-Richtung.
Das Bearbeitungsprogramm 11a beinhaltet Befehle zum Festlegen eines W-Punkts (Werkstückhöhenpunkt), eines R-Punkts (Rücklaufpunkt) und eines Z-Punkts (Lochbodenpunkt). Der W-Punkt ist die Position einer Werkstückoberfläche 4b in der Z-Richtung. Die Werkstückoberfläche 4b ist die Oberfläche des Werkstücks 4, an der das Werkzeug 2 mit dem Bohren (Schneiden) des Werkstücks 4 beginnt, und ist in dieser Ausführungsform die obere Fläche des Werkstücks 4. Der R-Punkt ist die in der Z-Richtung von der Werkstückoberfläche 4b zurückgezogene Position, die von der Werkstückoberfläche 4b entfernt ist, zum Beispiel 1 mm bis 5 mm. Der Z-Punkt ist die Position des Bodens des Lochs 4a in der Z-Richtung und befindet sich gegenüber dem R-Punkt in Bezug auf die Werkstückoberfläche 4b.
Der Positioniervorgang beinhaltet das Bewegen des Werkstücks 4 in XY-Richtung relativ zum Werkzeug 2 durch Bewegen des Tisches 5 in der XY-Richtung, um eine Bohrposition des Werkstücks 4 in der XY-Richtung relativ zum Werkzeug 2 zu positionieren. Die Wege a und b sind die Wege des Werkzeugs 2 beim Positioniervorgang.
Der Bohrvorgang beinhaltet das Bewegen einer Spitze 2a des Werkzeugs 2 durch Absenken der Spindel 3 in der Z-Richtung vom R-Punkt zum Z-Punkt, zu dem Zweck, ein Loch an der Bohrposition des Werkstücks 4 zu bohren. Die Wege b und c sind die Wege des Werkzeugs 2 während des Bohrvorgangs.
Der Entfernvorgang beinhaltet das Bewegen der Spitze 2a des Werkzeugs 2 durch Anheben der Spindel 3 in Z-Richtung vom Z-Punkt zum R-Punkt, zu dem Zweck, das Werkzeug 2 aus dem Loch 4a zu entfernen. Die Wege a und b sind die Wege des Werkzeugs 2 beim Positioniervorgang.
2 zeigt ein Beispiel für das Festzyklusprogramm 11b, das eine dreimalige Wiederholung des Festzyklus beinhaltet.
„G81“ ist ein Befehlscode für die Ausführung des Bohrfestzyklus, „G99“ ist ein Befehlscode für die Rückkehr zum R-Punkt und „G80“ ist ein Befehlscode für den Abbruch des Festzyklus. „X0 Y0“ ist ein Positionierbefehl für die Positionierung der Bohrposition in der X- und Y-Richtung, „Z-10.“ ist ein Befehl für den Z-Punkt, „R5.“ ist ein Befehl für den R-Punkt, „Wl.“ ist ein Befehl für den W-Punkt und „F1000“ ist ein Befehl für die Schnittvorschubrate. Im Einzelnen wird der R-Punkt auf Z = 5 mm, der Z-Punkt auf Z = - 10 mm und der W-Punkt auf Z = 1 mm gesetzt. In der zweiten und der dritten Zeile werden die Befehle Y, Z, R, W und F, deren Befehlswerte mit denen der ersten Zeile identisch sind, weggelassen.
Die Steuereinheit 12 steuert die Bewegung der Spindel 3 und des Werkzeugs 2 in der Z-Richtung durch die Steuerung des Vorschubmotors 7 und steuert die Bewegung des Tisches 5 und des Werkstücks 4 in der XY-Richtung durch die Steuerung der Vorschubmotoren 8 und 9.
Die Steuereinheit 12 steuert die Vorschubmotoren 7, 8 und 9, während sie die Spindel 3 und das Werkzeug 2 unter Verwendung des Spindelmotors 6 dreht, wodurch die Werkzeugmaschine 10 den Positioniervorgang, den Bohrvorgang und den Entfernvorgang ausführt.
Die Steuereinheit 12 startet den Bohrvorgang, bevor der Positioniervorgang endet, so dass sich die Bewegung des Werkstücks 4 in der XY-Richtung beim Positioniervorgang und die Bewegung des Werkzeugs 2 in der Z-Richtung beim Bohrvorgang zeitlich überschneiden. Folglich bewegt sich die Spitze 2a des Werkzeugs 2 entlang eines ersten gekrümmten Weges b vom R-Punkt zum W-Punkt.
Ferner startet die Steuereinheit 12 den Positioniervorgang in einem nachfolgenden Festzyklus, bevor der Entfernvorgang endet, so dass sich das Anheben des Werkzeugs 2 in der Z-Richtung beim Entfernvorgang und die Bewegung des Werkstücks 4 in der XY-Richtung beim Positioniervorgang zeitlich überschneiden. Folglich bewegt sich die Spitze 2a des Werkzeugs 2 entlang eines zweiten gekrümmten Weges e vom W-Punkt zum R-Punkt.
Die Steuereinheit 12 verfährt das Werkstück 4 beim Positioniervorgang mit einer Schnellgangrate und verfährt das Werkzeug 2 im Entfernvorgang mit der Schnellgangrate. Außerdem verfährt die Steuereinheit 12 beim Bohrvorgang das Werkzeug 2 mit der Schnellgangrate vom R-Punkt zum W-Punkt und verfährt anschließend das Werkzeug 2 mit der Schnittvorschubrate vom W-Punkt zum Z-Punkt.
Die Schnellgangrate ist die maximale Rate jedes der Vorschubmotoren 7, 8 und 9. Die Schnittvorschubrate ist niedriger als die Schnellgangrate und ist für das Werkzeug 2 eine geeignete Rate zum Bohren eines Loches in das Werkstück 4.
In 3 sind die Wege a, b, d und e, entlang derer sich das Werkzeug 2 mit der Schnellgangrate relativ zum Werkstück 4 bewegt, durch gestrichelte Linien dargestellt und der Weg c, entlang dem sich das Werkzeug 2 mit der Schnittvorschubrate relativ zum Werkstück 4 bewegt, durch eine durchgezogene Linie dargestellt. Obwohl die Position des linearen Weges d gegenüber der Position des linearen Weges c in der XY-Richtung in 3 verschoben ist, sind die beiden linearen Wege c und d tatsächlich aufeinander ausgerichtet.
Als Nächstes wird ein Verfahren beschrieben, wie die Zahlenwertsteuerung 1 die Werkzeugmaschine 10 steuert.
Wenn das Festzyklusprogramm 11b beginnt, veranlasst die Steuereinheit 12 die Werkzeugmaschine 10, einen ersten Festzyklus auszuführen. Insbesondere veranlasst die Steuereinheit 12 den Tisch 5, den Positioniervorgang durch Ansteuerung der Vorschubmotoren 8 und 9 zu starten, und positioniert eine erste Bohrposition des Werkstücks 4 relativ zum Werkzeug 2.
Anschließend veranlasst die Steuereinheit 12 die Spindel 3, mit der Ausführung des Bohrvorgangs zu beginnen, indem sie den Vorschubmotor 7 steuert, und veranlasst das Werkzeug 2, ein Loch an der ersten Bohrposition zu bohren. In diesem Fall beginnt die Steuereinheit 12 mit dem Bohrvorgang, bevor der Positioniervorgang beendet ist, wodurch die Spitze 2a des Werkzeugs 2 entlang des gekrümmten Weges b bewegt wird. Beim Bohrvorgang verfährt die Steuereinheit 12 das Werkzeug 2 mit der Schnellgangrate vom R-Punkt zum W-Punkt und verfährt das Werkzeug 2 mit der Schnittvorschubrate vom W-Punkt zum Z-Punkt.
Nach Beendigung des Bohrvorgangs veranlasst die Steuereinheit 12 die Spindel 3, durch Steuerung des Vorschubmotors 7 mit dem Entfernvorgang zu beginnen, zu dem Zweck, das Werkzeug 2 aus dem Loch 4a zu entfernen.
Anschließend veranlasst die Steuereinheit 12 die Werkzeugmaschine 10, einen zweiten Festzyklus auszuführen. Insbesondere veranlasst die Steuereinheit 12 den Tisch 5, mit der Ausführung des Positioniervorgangs zu beginnen, und positioniert eine zweite Bohrposition des Werkstücks 4 relativ zum Werkzeug 2. In diesem Fall startet die Steuereinheit 12 den Positioniervorgang im zweiten Festzyklus, bevor der Entfernvorgang im ersten Festzyklus endet, wodurch die Spitze 2a des Werkzeugs 2 entlang des gekrümmten Weges e bewegt wird.
Die Steuereinheit 12 führt den Bohrvorgang und den Entfernvorgang im zweiten Festzyklus ähnlich wie im ersten Festzyklus aus und führt außerdem einen dritten Festzyklus aus.
Dementsprechend überlappen in dieser Ausführungsform während des Zeitraums, in dem sich die Spitze 2a des Werkzeugs 2 in der Z-Richtung vom R-Punkt zum W-Punkt bewegt, die Bewegung des Werkzeugs 2 in der Z-Richtung und die Bewegung des Werkstücks 4 in der XY-Richtung zeitlich miteinander, und das Werkzeug 2 bewegt sich entlang des gekrümmten Weges b. Während des Zeitraums, in dem sich die Spitze 2a des Werkzeugs 2 in der Z-Richtung vom W-Punkt zum R-Punkt bewegt, überlappen die Bewegung des Werkzeugs 2 in der Z-Richtung und die Bewegung des Werkstücks 4 in der XY-Richtung zeitlich miteinander, und das Werkzeug 2 bewegt sich entlang des gekrümmten Weges e. Folglich verkürzt sich der Zeitraum, in dem das Werkzeug 2 das Werkstück 4 nicht schneidet, im Vergleich zu einem Fall, in dem der Bohrvorgang nach dem vollständigen Abschluss des Positioniervorgangs und der anschließende Positioniervorgang nach dem vollständigen Abschluss des Entfernvorgangs begonnen wird.
Ferner unterscheidet sich das Festzyklusprogramm 11b von einem Bohrfestzyklusprogramm nach dem verwandten Stand der Technik dadurch, dass das Festzyklusprogramm 11b den Befehl für den W-Punkt beinhaltet. Eine Zahlenwertsteuerung nach dem Stand der Technik, die die Bewegung des Werkzeugs 2 entsprechend dem Festzyklusprogramm nach dem Stand der Technik steuert, bewegt die Spitze 2a des Werkzeugs 2 mit der Schnittvorschubrate vom R-Punkt zum Z-Punkt. In dieser Ausführungsform wird der Befehl für den W-Punkt hinzugefügt, damit die Rate vom R-Punkt zum W-Punkt auf eine andere Rate als die Schnittvorschubrate gesteuert werden kann, so dass das Werkzeug 2 mit der Schnellgangrate vom R-Punkt zum W-Punkt bewegt werden kann. Dementsprechend kann der Zeitraum, in dem nicht geschnitten wird, weiter verkürzt werden.
Alternativ zu dieser Ausführungsform, bei der das Werkzeug 2 mit der Schnellgangrate vom R-Punkt zum W-Punkt bewegt wird, kann die Verfahrrate des Werkzeugs 2 in der Z-Richtung vom R-Punkt zum W-Punkt eine beliebige Rate sein, die höher ist als die Schnittvorschubrate und niedriger als die Schnellgangrate. Darüber hinaus kann die Verfahrrate des Werkzeugs 2 vom R-Punkt zum W-Punkt zwischen der Schnittvorschubrate und der Schnellgangrate variiert werden.
Wie in 4 gezeigt, kann dem Festzyklusprogramm 11b beispielsweise ein Argument L hinzugefügt werden, das ein Geschwindigkeitsverhältnis zwischen einer Schnittvorschubrate F_C und einer Schnellgangrate F_R angibt. L steht für einen Wert zwischen 0 % und 100 %. Eine Verfahrrate F des Werkzeugs 2 wird durch den folgenden Ausdruck definiert. $F = Fc \times (1 - (L / 100)) + F_{R} \times L / 100$
Durch die Einstellung des Wertes von L kann der Bediener die Rate F auf einen beliebigen Wert zwischen der Schnittvorschubrate und der Schnellgangrate festlegen.
Alternativ zu dieser Ausführungsform, bei der das Werkzeug 2 mit der Schnellgangrate vom R-Punkt zum W-Punkt verfahren wird, kann die Verfahrrate des Werkzeugs 2 in der Z-Richtung vom R-Punkt zum W-Punkt in Abhängigkeit von der Position der Spitze 2a des Werkzeugs 2 schrittweise von der Schnellgangrate auf die Schnittvorschubrate geändert werden.
Geht man beispielsweise davon aus, dass die Position der Spitze 2a als Z_n definiert ist, wird die Verfahrrate F des Werkzeugs 2 in der Z-Richtung durch den folgenden Ausdruck aus der Schnittvorschubrate F_C und der Schnellgangrate F_R definiert. $F = (F_{c} \times | R - Z_{n} | + F_{R} \times | Z_{n} - W |) / | R - W |$
Wenn sich die Position der Spitze 2a auf diese Weise ändert, kann die Rate F schrittweise von der Schnellgangrate zur Schnittvorschubrate geändert werden.
Alternativ zu dieser Ausführungsform, bei der das Werkzeug 2 mit der Schnellgangrate vom R-Punkt zum W-Punkt verfahren wird, kann die Verfahrrate des Werkzeugs 2 in der Z-Richtung vom R-Punkt zum W-Punkt an jeder beliebigen Position zwischen dem R-Punkt und dem W-Punkt von der Schnellgangrate auf die Schnittvorschubrate geändert werden.
Beispielsweise kann die Rate von der Schnellgangrate auf die Schnittvorschubrate in einer Zwischenposition zwischen dem R-Punkt und dem W-Punkt entsprechend dem Ansprechverhalten der mechanischen Steuerung umgestellt werden. Wenn die Spitze 2a beim Erreichen des W-Punkts in einer Werkzeugmaschine mit geringer Ansprechempfindlichkeit der mechanischen Steuerung nicht genau positioniert wird, kann die Verfahrrate in der Z-Richtung von der Schnellgangrate auf die Schnittvorschubrate an einer Position oberhalb des W-Punkts geändert werden, so dass der Zeitpunkt, an dem die Spitze 2a den W-Punkt erreicht, geändert werden kann, wodurch der Zeitraum, in dem nicht geschnitten wird, verkürzt wird und eine genaue Positionierung ermöglicht wird.
Alternativ zu dieser Ausführungsform, bei der die Steuereinheit 12 die Vorschubmotoren 7, 8 und 9 so steuert, dass sich das Werkzeug 2 entlang der gekrümmten Wege b und e zwischen dem R-Punkt und dem W-Punkt bewegt, können die Vorschubmotoren 7, 8 und 9 so gesteuert werden, dass sich das Werkzeug 2 nur entlang der linearen Wege bewegt. Insbesondere kann die Steuereinheit 12 den Bohrvorgang nach Beendigung des Positioniervorgangs starten und den Positioniervorgang in einem nachfolgenden Festzyklus nach Beendigung des Entfernvorgangs beginnen.
Bei einer solchen Steuerung wird die Verfahrrate des Werkzeugs 2 in der Z-Richtung vom R-Punkt zum W-Punkt auf eine Rate eingestellt, die höher ist als die Schnittvorschubrate, so dass der Zeitraum, in dem nicht geschnitten wird, verkürzt werden kann.
Alternativ zu dieser Ausführungsform, bei der der W-Punkt im Festzyklusprogramm 11b beinhaltet ist, kann der W-Punkt unter Verwendung eines Parameters in Form einer in einem Speicher abgelegten Datentabelle definiert werden. Außerdem kann der W-Punkt ein vorbestimmter Wert sein.
Beispielsweise kann die Speichereinheit 11 der Zahlenwertsteuerung 1 den W-Punkt vorläufig als 1,0 mm speichern, und der W-Punkt kann aufgerufen werden, wenn ein Befehl für das Festzyklusprogramm 11b gegeben wird.
Ferner kann der W-Punkt ein fester Wert sein, der auf eine Position eingestellt ist, die um 4,0 mm näher am Werkstück 4 liegt als der R-Punkt, wenn ein Befehl für das Festzyklusprogramm 11b gegeben wird. Beim Bohrprozess wird der R-Punkt häufig auf eine Position eingestellt, die 0,5 mm bis 1,0 mm von der Oberseite des Werkstücks 4 entfernt ist, um den Zeitraum, in dem nicht geschnitten wird, zu verkürzen. Indem der W-Punkt auf eine Position gesetzt wird, die 4,0 mm näher am Werkstück 4 liegt als der R-Punkt, kann der Zeitraum, in dem nicht geschnitten wird, ohne den Befehl für den W-Punkt verkürzt werden.
Alternativ zu dieser Ausführungsform, bei der jedes Loch 4a durch stufenloses Bohren hergestellt wird, kann jedes Loch 4a durch stufenweises Bohren hergestellt werden. Beim stufenweisen Bohren wird das Werkzeug 2 mehrmals in der Z-Richtung hin- und herbewegt, um die Strecke zwischen dem W-Punkt und dem Z-Punkt in mehrere Segmente zu unterteilen, und von jedem Segment wird eine vorbestimmte Menge geschnitten.
Beim stufenweisen Bohren nach dem Stand der Technik kehrt das Werkzeug 2 jedes Mal zum R-Punkt zurück, wenn das Werkzeug 2 das Werkstück 4 schneidet. In dieser Ausführungsform kann das Werkzeug 2 anstelle des R-Punkts zum W-Punkt oder zu einer beliebigen Höhe zwischen dem R-Punkt und dem W-Punkt zurückgeführt werden, und das Werkzeug 2 kann anschließend vom W-Punkt oder von einer beliebigen Höhe zwischen dem R-Punkt und dem W-Punkt aus mit dem Absenken beginnen. Dadurch kann die für die Bearbeitung jedes Lochs 4a erforderliche Zeit verkürzt werden.
Obwohl in dieser Ausführungsform ein Bohrprozess in einem Festzyklus beschrieben wird, kann die vorliegende Offenbarung auch auf einen Bohrprozess angewendet werden, bei dem kein Festzyklus verwendet wird. Insbesondere kann der Befehl für den W-Punkt zu einem Bearbeitungsprogramm für einen beliebigen Bohrprozess hinzugefügt werden, und das Werkzeug und das Werkstück können relativ zueinander in der Tiefenrichtung vom R-Punkt zum W-Punkt mit einer Rate bewegt werden, die höher ist als die Schnittvorschubrate beim Bohrvorgang des beliebigen Bohrprozesses.
Alternativ zu dieser Ausführungsform, bei der das Werkzeug 2 in der Z-Richtung und das Werkstück 4 in der XY-Richtung beweglich ist, kann die Relativbewegung zwischen dem Werkzeug 2 und dem Werkstück 4 entsprechend der Bewegung des Werkzeugs 2 oder des Werkstücks 4 oder beider Teile erfolgen. Beispielsweise kann die Spindel 3 in der XY-Richtung und der Tisch 5 in der Z-Richtung beweglich sein. Eine weitere Alternative ist, dass die Spindel 3 oder der Tisch 5 in drei Richtungen beweglich ist, nämlich in X-, Y- und Z-Richtung.
Alternativ zu dieser Ausführungsform, bei der sich das Werkzeug 2 vertikal und das Werkstück 4 horizontal bewegt, können die Verfahrrichtungen des Werkzeugs 2 und des Werkstücks 4 entsprechend den Spezifikationen der Werkzeugmaschine geändert werden. Wenn die Werkzeugmaschine beispielsweise eine in horizontaler Richtung eingerichtete Spindel 3 aufweist, kann das Werkzeug 2 horizontal und das Werkstück 4 vertikal verfahren werden.
Bezugszeichenliste

1: Zahlenwertsteuerung
2: Werkzeug
4: Werkstück
4a: Loch
4b: Werkstückoberfläche
10: Werkzeugmaschine
11: Speichereinheit
11a: Bearbeitungsprogramm
11b: Festzyklusprogramm
12: Steuereinheit

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 09120310 [0003]
JP 2017004300 [0003]

Claims

Zahlenwertsteuerung für eine Werkzeugmaschine, wobei die Zahlenwertsteuerung umfasst: eine Speichereinheit, die ein Bearbeitungsprogramm zum Bohren eines Lochs in ein Werkstück entsprechend einer Relativbewegung zwischen einem Werkzeug und dem Werkstück in einer Tiefenrichtung, die sich entlang einer Längsachse des Werkzeugs erstreckt, speichert; und eine Steuereinheit, die die Relativbewegung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück auf der Grundlage des Bearbeitungsprogramms steuert und die das Werkzeug relativ zum Werkstück in der Tiefenrichtung von einem Rücklaufpunkt zu einem Lochbodenpunkt bewegt, wobei der Rücklaufpunkt eine in der Tiefenrichtung von der Werkstückoberfläche zurückgezogene Position ist, an der das Werkzeug mit der Durchführung eines Bohrprozesses beginnt, wobei das Bearbeitungsprogramm einen Befehl für einen Werkstückhöhenpunkt beinhaltet, der als Position der Werkstückoberfläche in der Tiefenrichtung dient, und wobei die Steuereinheit das Werkzeug relativ zum Werkstück in der Tiefenrichtung mit einer relativen Rate verfährt, die größer ist als eine Schnittvorschubrate vom Rücklaufpunkt zum Werkstückhöhenpunkt.
Zahlenwertsteuerung nach Anspruch 1, wobei die relative Rate vom Rücklaufpunkt zum Werkstückhöhenpunkt eine Schnellgangrate ist.
Zahlenwertsteuerung nach Anspruch 1, wobei die relative Rate vom Rücklaufpunkt zum Werkstückhöhenpunkt zwischen der Schnittvorschubrate und einer Schnellgangrate veränderbar ist.
Zahlenwertsteuerung nach Anspruch 1, wobei die relative Rate vom Rücklaufpunkt zum Werkstückhöhenpunkt zwischen dem Rücklaufpunkt und dem Werkstückhöhenpunkt veränderbar ist.
Zahlenwertsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Werkstückhöhenpunkt ein in der Zahlenwertsteuerung gespeicherter Zahlenwert ist.
Zahlenwertsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Bearbeitungsprogramm die Werkzeugmaschine veranlasst, eine Vielzahl von Festzyklen auszuführen, die jeweils einen Positioniervorgang, einen Bohrvorgang und einen Entfernvorgang beinhalten, wobei der Positioniervorgang das Positionieren einer Bohrposition des Werkstücks relativ zum Werkzeug durch Bewegen des Werkzeugs und des Werkstücks relativ zueinander in einer die Tiefenrichtung schneidenden Richtung beinhaltet, wobei der Bohrvorgang das Bohren eines Lochs an der Bohrposition durch Bewegen des Werkzeugs in der Tiefenrichtung vom Rücklaufpunkt zum Lochbodenpunkt beinhaltet, wobei der Entfernvorgang das Entfernen des Werkzeugs aus dem Loch durch Bewegen des Werkzeugs in der Tiefenrichtung vom Lochbodenpunkt zum Rücklaufpunkt beinhaltet, wobei die Steuereinheit den Bohrvorgang startet, bevor der Positioniervorgang endet, so dass das Werkzeug relativ entlang eines ersten gekrümmten Weges vom Rücklaufpunkt zum Werkstückhöhenpunkt bewegt wird, und wobei die Steuereinheit den Positioniervorgang in einem nachfolgenden Festzyklus startet, bevor der Entfernvorgang endet, so dass das Werkzeug relativ entlang eines zweiten gekrümmten Weges vom Werkstückhöhenpunkt zum Rücklaufpunkt bewegt wird.
Zahlenwertsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Steuereinheit beim stufenweisen Bohren, bei dem das Werkzeug eine Vielzahl von Malen in der Tiefenrichtung hin- und herbewegt wird, um ein Loch jedes Mal um einen vorbestimmten Betrag zu bohren, bis das Loch den Lochbodenpunkt erreicht, das Werkzeug auf den Werkstückhöhenpunkt oder auf eine Höhe zwischen dem Rücklaufpunkt und dem Werkstückhöhenpunkt zurückfährt.