JP2020008979A - Numerical control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、工作機械の送り機構部をNCプログラムに従って数値制御する数値制御装置であって、ワークを寸法精度良く加工することができ、その結果として、不良品の発生を抑制可能な数値制御装置に関する。 The present invention relates to a numerical control device for numerically controlling a feed mechanism of a machine tool in accordance with an NC program, which can process a workpiece with high dimensional accuracy, and as a result, can suppress generation of defective products. About.
近年、工作機械によって加工されるワーク(被切削物)の材料は多様化しており、例えば、タービンブレードのように高い耐熱性が要求される製品の場合には、ニッケル基超合金などの高価な材料が用いられるようになってきている。そして、このような高価な材料を用いた製品を加工する場合、その材料費を抑制するために、加工による除去量を可及的に削減することが求められている。 2. Description of the Related Art In recent years, the material of a workpiece (cut object) processed by a machine tool has been diversified. Materials are being used. When a product using such an expensive material is processed, it is required to reduce the removal amount by the processing as much as possible in order to suppress the material cost.
そこで、従来、加工の際の除去量を極力少なくするために、製品形状に近い相似形状(ニアネットシェイプ)をした素材を鍛造や鋳造によって製造し、この素材を工作機械により加工して製品の最終形状を得るという製造方法が提案されている。 Therefore, conventionally, in order to minimize the amount of removal during processing, a material having a similar shape (near net shape) close to the product shape is manufactured by forging or casting, and this material is processed by a machine tool to A manufacturing method of obtaining a final shape has been proposed.
このニアネットシェイプ型の素材を加工する場合には、その形状が製品形状に近い形状を有しているが故に、当該素材の表面全体について略均一な取り代(除去量)が設定されるように、当該素材を工作機械に取り付ける位置及び姿勢と、NCプログラムで設定された工具の移動経路とを正確に位置合わせ(調整)する必要がある。 When processing the near net shape type material, since the shape has a shape close to the product shape, a substantially uniform allowance (removal amount) is set for the entire surface of the material. In addition, it is necessary to accurately position (adjust) the position and attitude of attaching the material to the machine tool and the movement path of the tool set by the NC program.
このため、従来、下記特許文献1に開示されるような、測定対象物の断面形状測定方法が提案されている。この測定方法によれば、測定対象物の断面形状を正確に測定することができるため、得られた断面形状に基づいて、工作機械に素材を取り付ける位置及び姿勢と、工具の移動経路とを正確に位置合わせすることが可能である。したがって、当該素材の表面全体について略均一な取り代(除去量)を設定することが可能である。
For this reason, conventionally, a method for measuring the cross-sectional shape of an object to be measured has been proposed as disclosed in
ところで、ニアネットシェイプ型の素材と言っても、製品形状に対して高精度に相似形状を有している訳ではなく、厳密な意味においてその形状精度は素材の各部で異なっている。したがって、一つの工具、例えば、ボールエンドミルなどを用いて素材表面を加工する場合でも、取り代の多い加工部位と、取り代の少ない加工部位とを生じ、取り代の多い部位を加工する際には、大きな切削抵抗が工具に作用し、取り代の少ない部位を加工する際には、比較的小さな切削抵抗が工具に作用することになる。 By the way, even if it is a near net shape type material, it does not have a shape similar to the product shape with high accuracy, and the shape accuracy differs in each part of the material in a strict sense. Therefore, even when processing a material surface using a single tool, for example, a ball end mill, a machining portion having a large allowance and a machining portion having a small allowance are generated. In the case of (1), a large cutting force acts on the tool, and a relatively small cutting force acts on the tool when machining a portion having a small cutting allowance.
工具は完全な剛体ではないため、受ける切削抵抗によって撓み(逃げ)を生じるが、取り代が多く大きな切削抵抗が作用する加工部位と、取り代が少なく比較的小さな切削抵抗が作用する加工部位とでは、工具の撓み量が異なるため、各加工部位によって加工精度(言い換えれば形状精度であり、寸法精度)が異なることになる。 Since the tool is not a perfect rigid body, it bends (runs away) due to the cutting force it receives. However, there are machining areas where there is a large machining allowance and large cutting forces act, and machining areas where there is little machining allowance and relatively small cutting forces act. In this case, since the amount of bending of the tool is different, the processing accuracy (in other words, the shape accuracy and the dimensional accuracy) differs depending on each processing portion.
したがって、或る加工部位では加工精度が所定の許容範囲内に収まるが、或る加工部位では加工精度が許容範囲外になる、即ち、加工残りを生じるという問題が生じる。この場合、NCプログラムの全体を再度実行することによって当該ワークを再加工することも考えられるが、加工精度が許容範囲外になった加工部位については、再加工によって、加工精度を許容範囲内に収めることができるかもしれないが、加工精度が許容範囲内の加工部位については、逆に、再加工による削りすぎによって、加工精度が許容範囲外となり得る。 Therefore, although the processing accuracy falls within a predetermined allowable range at a certain processing site, the processing accuracy is out of the allowable range at a certain processing site, that is, there is a problem that the remaining machining occurs. In this case, it is conceivable to re-work the workpiece by executing the entire NC program again. However, for a machined part having a machining accuracy outside the allowable range, the machining accuracy is set within the allowable range by re-machining. Although it may be able to be accommodated, the machining accuracy of the machining part whose machining accuracy is within the allowable range may be out of the allowable range due to excessive cutting by re-machining.
本発明は、以上の実情に鑑み成されたものであって、NCプログラムに基づいた加工によって削り残しとなる加工部位が生じた場合に、当該加工部位についてのみ再加工を行うことができ、このような再加工によって当該加工部位の形状精度を許容範囲内に収めることが可能な数値制御装置の提供を、その目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and when a machining portion to be left uncut occurs by machining based on the NC program, rework can be performed only on the machining portion. An object of the present invention is to provide a numerical control device capable of keeping the shape accuracy of the processed portion within an allowable range by such reworking.
上記課題を解決するための本発明は、工具及びワークを相対移動させる送り機構部を備えた工作機械の該送り機構部を数値制御する数値制御装置であって、
前記NCプログラムを記憶するプログラム記憶部と、
前記プログラム記憶部に格納されたNCプログラムをブロック毎に順次解析して前記送り機構部に関する動作指令を第1動作指令として抽出するプログラム解析部と、
前記プログラム解析部によって抽出された第1動作指令を基に第1駆動制御信号を生成し、生成した第1駆動制御信号を前記送り機構部に送信して、前記ワークに対して第1加工を実行させる実行制御部と、
各加工部位と、該各加工部位に対応する前記ブロックとの対応情報を記憶する対応情報記憶部と、
前記第1加工後のワークを測定して得られる形状寸法に基づき、削り残し部位があるか否かを判定し、削り残し部位を再加工部位として認定する判定部と、
前記判定部により前記再加工部位が認定されたときに、前記対応情報記憶部に格納された対応情報を参照して、該再加工部位に対応したブロックを決定し、決定したブロックに係る情報を前記プログラム解析部に送信する再加工ブロック決定部とを備え、
前記プログラム解析部は、前記再加工ブロック決定部から送信されたブロック情報を基に、該当するブロックに含まれる前記動作指令を第2動作指令として前記プログラム記憶部から抽出し、
前記実行制御部は、前記プログラム解析部によって抽出された前記第2動作指令を基に第2駆動制御信号を生成し、生成した第2駆動制御信号を前記送り機構部に送信して、前記第1加工後のワークに対して、前記再加工部位を再加工する第2加工を実行させるように構成された数値制御装置に係る。
The present invention for solving the above problems is a numerical control device for numerically controlling a feed mechanism of a machine tool including a feed mechanism for relatively moving a tool and a work,
A program storage unit for storing the NC program;
A program analysis unit for sequentially analyzing the NC program stored in the program storage unit for each block and extracting an operation command related to the feed mechanism unit as a first operation command;
A first drive control signal is generated based on the first operation command extracted by the program analysis unit, the generated first drive control signal is transmitted to the feed mechanism unit, and the first processing is performed on the workpiece. An execution control unit to be executed;
A corresponding information storage unit for storing corresponding information of each processing part and the block corresponding to each processing part,
Based on the shape and dimensions obtained by measuring the workpiece after the first processing, determine whether there is an uncut portion, a determination unit that certifies the uncut portion as a rework portion,
When the rework portion is recognized by the determination unit, a block corresponding to the rework portion is determined with reference to the correspondence information stored in the correspondence information storage unit, and information on the determined block is determined. A re-processing block determining unit to be transmitted to the program analyzing unit,
The program analysis unit, based on the block information transmitted from the rework block determination unit, to extract the operation command included in the corresponding block as a second operation command from the program storage unit,
The execution control unit generates a second drive control signal based on the second operation command extracted by the program analysis unit, transmits the generated second drive control signal to the feed mechanism unit, The present invention relates to a numerical control device configured to execute a second process for reworking the reworked portion on a workpiece after one process.
また、本発明は、工具及びワークを相対移動させる送り機構部を備えた工作機械の該送り機構部を数値制御する数値制御方法であって、
NCプログラムを記憶することと、
記憶された前記NCプログラムをブロック毎に順次解析して前記送り機構部に関する動作指令を第1動作指令として抽出することと、
抽出された第1動作指令を基に第1駆動制御信号を生成し、生成した第1駆動制御信号を前記送り機構部に送信して、前記ワークに対して第1加工を実行させることと、
各加工部位と、該各加工部位に対応する前記ブロックとの対応情報を記憶することと、
前記第1加工後のワークを測定して得られる形状寸法に基づき、削り残し部分があるか否かを判定し、削り残し部位を再加工部位として認定することと、
前記再加工部位が認定されたときに、前記対応情報を参照して、該再加工部位に対応したブロックを決定することと、
決定されたブロックに含まれる動作指令を第2動作指令として抽出することと、
抽出された前記第2動作指令を基に第2駆動制御信号を生成し、生成した第2駆動制御信号を前記送り機構部に送信して、前記第1加工後のワークに対して、前記再加工部位を再加工する第2加工を実行させることとを含む数値制御方法に係る。
Further, the present invention is a numerical control method for numerically controlling the feed mechanism of a machine tool having a feed mechanism for relatively moving a tool and a work,
Storing the NC program;
Sequentially analyzing the stored NC program for each block and extracting an operation command relating to the feed mechanism unit as a first operation command;
Generating a first drive control signal based on the extracted first operation command, transmitting the generated first drive control signal to the feed mechanism unit, and causing the workpiece to perform first machining;
Storing correspondence information between each processing part and the block corresponding to each processing part;
Based on the shape and dimensions obtained by measuring the workpiece after the first processing, determine whether there is an uncut portion, and certify the uncut portion as a rework portion,
When the reworked part is certified, by referring to the correspondence information, determining a block corresponding to the reworked part,
Extracting an operation command included in the determined block as a second operation command;
A second drive control signal is generated based on the extracted second operation command, and the generated second drive control signal is transmitted to the feed mechanism unit. And performing a second machining for re-machining the machining portion.
本発明によれば、NCプログラムがブロック毎に順次解析されて、送り機構部に関する動作指令が順次第1動作指令として抽出され、抽出された第1動作指令を基に第1駆動制御信号が生成される。そして、生成された第1駆動制御信号により送り機構部が数値制御されて工具とワークとが相対移動し、これにより、当該NCプログラム全体に基づいた第1加工が前記ワークに対して実行される。 According to the present invention, the NC program is sequentially analyzed for each block, an operation command relating to the feed mechanism is sequentially extracted as a first operation command, and a first drive control signal is generated based on the extracted first operation command. Is done. Then, the feed mechanism is numerically controlled by the generated first drive control signal, and the tool and the work relatively move, whereby the first processing based on the entire NC program is performed on the work. .
次に、第1加工後のワークを測定して得られる形状寸法に基づいて、当該ワークに削り残し部位があるか否かが判定されるとともに、削り残し部位がある場合には、当該削り残し部位が再加工部位として認定される。尚、削り残しとは、所定の許容範囲を超えて削り足りない状態となっていることを意味する。 Next, based on the shape and dimensions obtained by measuring the work after the first machining, it is determined whether or not the work has an uncut portion, and if there is an uncut portion, the uncut portion is determined. The part is certified as a rework part. Note that the uncut portion means that the portion is not sufficiently cut beyond a predetermined allowable range.
再加工部位が認定されると、ついで、前記対応情報を参照して再加工部位に対応したブロックが決定され、決定したブロックに係る情報を基に、該当するブロックに含まれる前記動作指令が第2動作指令として抽出され、抽出された第2動作指令を基に第2駆動制御信号が生成される。そして、生成された第2駆動制御信号により送り機構部が数値制御されて工具とワークとが相対移動し、これにより、前記第1加工後のワークに対して、前記再加工部位を再加工する第2加工が実行される。 When the reworked part is recognized, a block corresponding to the reworked part is determined with reference to the corresponding information, and the operation command included in the corresponding block is determined based on information on the determined block. The second operation command is extracted as a second operation command, and a second drive control signal is generated based on the extracted second operation command. Then, the feed mechanism section is numerically controlled by the generated second drive control signal, and the tool and the work relatively move, thereby reworking the reworked portion on the work after the first working. The second processing is performed.
斯くして、本発明によれば、第1加工後のワークに削り残し部位がある場合には、この削り残し部位が再加工部位として認定(特定)され、当該削り残し部位のみが第2加工によって再加工されるので、他の加工部位に影響を与えることなく、削り残しとなった加工部位の形状精度を所定の許容範囲内に収めることができ、当該ワークが不良品となるのを防ぐことができる。 Thus, according to the present invention, when there is an uncut portion in the work after the first machining, the uncut portion is recognized (specified) as a reworked portion, and only the uncut portion is subjected to the second machining. Since the workpiece is re-worked, the shape accuracy of the remaining machined part can be kept within a predetermined allowable range without affecting other machined parts, and the work is prevented from becoming defective. be able to.
尚、本発明に係る数値制御方法はコンピュータプログラムによって実行することができる。 The numerical control method according to the present invention can be executed by a computer program.
また、本発明に係る数値制御装置は、第1加工後のワークの形状寸法が工作機械の機内で測定される場合には、当該形状寸法を算出する測定部を備えていても良く、この場合、測定部により算出された形状寸法が前記判定部に出力される。第1加工後のワークの形状寸法を工作機械の機内で測定するようにすれば、測定及び再加工を実行する際に、当該ワークの取り外し及び取り付けを行う必要が無いため、再加工の際に、取り付け誤差によって加工誤差が生じるのを防止することができる。 In addition, the numerical control device according to the present invention may include a measurement unit that calculates the shape and dimension when the shape and dimension of the workpiece after the first processing are measured inside the machine tool. The shape and dimensions calculated by the measurement unit are output to the determination unit. If the shape and dimensions of the work after the first processing are measured inside the machine tool, it is not necessary to remove and attach the work when performing the measurement and the rework, so that the work In addition, it is possible to prevent a processing error from occurring due to an installation error.
また、本発明に係る数値制御装置は、前記判定部により前記再加工部位が認定され、前記再加工ブロック決定部により再加工ブロックが決定されたとき、決定された再加工ブロックを解析して、該再加工ブロックに対応した加工で用いられる工具を認識するとともに、前記NCプログラムを解析し、認識された前記工具を用いて前記第1加工及び第2加工を実行することにより、該工具によって加工される加工体積をそれぞれ推定し、推定した加工体積を基に、第1加工に加えて第2加工を実行することにより、工具摩耗が更に進行するその度合いを推定する工具摩耗推定部を備えているのが好ましい。 Further, the numerical control device according to the present invention, when the rework portion is recognized by the determination unit, when the rework block is determined by the rework block determination unit, analyzes the determined rework block, By recognizing a tool used in the processing corresponding to the re-machining block, analyzing the NC program, and executing the first processing and the second processing using the recognized tool, the processing by the tool is performed. A tool wear estimating unit for estimating the degree of further progress of tool wear by performing the second machining in addition to the first machining based on the estimated machining volumes. Is preferred.
また、この場合、前記工具摩耗推定部によって推定された工具摩耗の進行度合いに関する情報を外部に出力する出力部を備えているのが好ましい。 In this case, it is preferable that an output unit that outputs information on the degree of progress of the tool wear estimated by the tool wear estimation unit to the outside is provided.
以上のように、本発明によれば、第1加工後のワークに削り残し部位がある場合には、この削り残し部位が再加工部位として認定され、当該削り残し部位のみが第2加工によって再加工される。したがって、他の加工部位に影響を与えることなく、削り残しとなった加工部位の形状精度を所定の許容範囲内に収めることができる。これにより、当該ワークが不良品となるのを防ぐことができる。 As described above, according to the present invention, if there is an uncut portion in the work after the first machining, the uncut portion is recognized as a reworked portion, and only the uncut portion is reprocessed by the second machining. Processed. Therefore, the shape accuracy of the machined part left uncut can be kept within a predetermined allowable range without affecting other machined parts. This can prevent the work from becoming defective.
以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態に係る工作機械1の概略構成を示したブロック図であるが、この図1に示すように、本例の工作機械1は、送り機構部2、表示装置3及び数値制御装置10などを備えて構成される所謂NC旋盤である。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a
この工作機械1は、この他に、ワークW(図3〜図7参照)を保持して回転させる主軸装置(図示せず)と、工具Tを保持する刃物台(図示せず)とを備えており、前記送り機構部2は、前記数値制御装置10による制御の下で、主軸装置(図示せず)と刃物台(図示せず)、言い換えればワークWと工具Tとを主軸装置(図示せず)の軸線に沿ったZ軸方向、Z軸と直交するX軸方向、並びにこれらZ軸方向及びX軸方向と直交するY軸方向に相対移動させることができるようになっている。これにより、ワークWが工具Tによって加工される。また、前記表示装置3は所謂ディスプレイであり、各種情報を表示することができる。
The
前記数値制御装置10は、プログラム記憶部11、プログラム解析部12、実行制御部13、測定部14、判定部15、再加工ブロック決定部16、対応情報記憶部17、工具摩耗推定部18及び出力部19などを備えて構成される。尚、この数値制御装置10は、CPU、RAM、ROMなどを含むコンピュータから構成され、前記プログラム解析部12、実行制御部13、測定部14、判定部15、再加工ブロック決定部16、工具摩耗推定部18及び出力部19は、コンピュータプログラムによってその機能が実現され、後述する処理を実行する。また、プログラム記憶部11及び対応情報記憶部17はRAMなどの適宜記憶媒体から構成される。
The
前記プログラム記憶部11には、ワークWを加工するための加工プログラムが格納されている。尚、本例では、説明の便宜上、即ち、本発明を容易に理解することができるように、図2に示した完成品を図3〜図7に示した第1工程〜第5工程によって加工するものとする。そして、この第1工程〜第5工程までの加工を行うための加工プログラムがプログラム記憶部11に格納される。また、各加工工程では、それぞれ所定の取り代が設定されており、このような取り代を有するワークWが加工され、加工後においては図2に示した完成品となる。この加工プログラムは、前記主軸装置(図示せず)にワークWが保持され、前記刃物台(図示せず)に工具Tが装着された状態で実行される。
The
本例において、前記第1工程はφ70mmの外径加工、第2工程はZ軸プラス方向15mmの位置の端面加工、第3工程はZ軸プラス方向61.5mmの位置の端面加工、第4工程はφ62mmの外径溝加工、第5工程はφ53mmの内径加工である。そして、加工プログラムのブロック番号N101〜N108が第1工程に該当し、ブロック番号N201〜N208が第2工程に該当し、ブロック番号N301〜N308が第3工程に該当する。また、ブロック番号N401〜N412が第4工程に該当し、ブロック番号N501〜N508が第5工程に該当する。尚、第1工程〜第5工程の各加工プログラムは順番に連続して繋がっており、これらが一つの加工プログラムとしてプログラム記憶部11に格納されている。
In the present example, the first step is outer diameter processing of φ70 mm, the second step is end face processing at a position of 15 mm in the Z-axis plus direction, the third step is end face processing at a position of 61.5 mm in the Z-axis plus direction, and the fourth step Is an outer diameter groove processing of φ62 mm, and the fifth step is inner diameter processing of φ53 mm. The block numbers N101 to N108 of the machining program correspond to the first step, the block numbers N201 to N208 correspond to the second step, and the block numbers N301 to N308 correspond to the third step. The block numbers N401 to N412 correspond to the fourth step, and the block numbers N501 to N508 correspond to the fifth step. The machining programs of the first step to the fifth step are successively connected in order, and these are stored in the
また、前記プログラム記憶部11には、加工されたワークWの形状寸法を測定するための測定プログラムが格納される。本例では、前記主軸装置(図示せず)にワークWが保持され、前記刃物台(図示せず)に測定子Mが装着された状態で、この測定プログラムを実行することにより、前記送り機構部2によって測定子MとワークWとが相対的に移動し、これによりワークWの形状寸法が測定される。尚、本例では、測定子Mにタッチプローブが用いられ、ワークWと接触したときに検知信号を出力する。
Further, the
前記対応情報記憶部17は、ワークWに対して設定された各加工部位と、各加工部位を加工するための、言い換えれば、各加工部位に対応した加工プログラムのブロックとの対応関係(情報)を図9に示すようなデータテーブルとして記憶する。
The correspondence
前記プログラム解析部12は、前記プログラム記憶部11に格納された加工プログラム及び測定プログラムをそれぞれ実行する。より具体的には、プログラム解析部12は、加工プログラムを実行する際には、当該加工プログラムをブロック毎に順次読み出して解析し、前記送り機構部2に関する動作指令を抽出して、抽出した動作指令を実行制御部13に送信する処理を行う。また、プログラム解析部12は、測定プログラムを実行する際には、同様にして、当該測定プログラムをブロック毎に順次読み出して解析し、前記送り機構部2に関する指令を抽出して、抽出した指令を実行制御部13に送信する処理を行う。
The
更に、プログラム解析部12は、詳しくは後述する再加工ブロック決定部16により再加工ブロックが決定されたとき、決定されたブロック情報を再加工ブロック決定部16から受信し、プログラム記憶部11に格納された加工プログラムの内、受信した対象のブロックを実行する。即ち、プログラム解析部12は、対象のブロックを読み出して解析し、前記送り機構部2に関する動作指令を抽出して、抽出した動作指令を実行制御部13に送信する処理を行う。
Further, when the rework block is determined by the rework
このように、プログラム解析部12は、前記プログラム記憶部11に格納された加工プログラム、測定プログラム、再加工ブロック決定部16から受信した対象のブロックを実行するが、それぞれの処理において抽出される動作指令を区別するために、加工プログラムの全体を実行する際に抽出される動作指令を第1動作指令と称し、再加工ブロック決定部16から受信したブロック(再加工ブロック)を実行する際に抽出される動作指令を第2動作指令と称し、測定プログラムを実行する際に抽出される動作指令を第3動作指令と称する。また、加工プログラムの全体を実行する加工を第1加工と称し、再加工ブロックを実行する加工を第2加工と称する。
As described above, the
前記実行制御部13は、前記プログラム解析部12によって抽出された動作指令に基づいて駆動制御信号を生成し、生成した駆動制御信号を前記送り機構部2に送信してその作動を制御する。
The
具体的には、実行制御部13は、プログラム解析部12から前記第1動作指令を受信する場合には、この第1動作指令に基づいて第1駆動制御信号を生成し、生成した第1駆動制御信号を送り機構部2に送信して、当該送り機構部2を制御する。これにより、工具Tを装着した刃物台(図示せず)とワークWとが前記加工プログラムに従い相対移動し、この相対移動によってワークWが加工される。即ち、本例では、第1工程〜第5工程の加工が行なわれる。
Specifically, when receiving the first operation command from the
また、実行制御部13は、プログラム解析部12から前記第2動作指令を受信する場合には、この第2動作指令に基づいて第2駆動制御信号を生成し、生成した第2駆動制御信号を送り機構部2に送信して、当該送り機構部2を制御する。これにより、工具TとワークWとが前記加工プログラムに従って相対移動し、この相対移動によってワークWが加工される。
Further, when receiving the second operation command from the
更に、実行制御部13は、プログラム解析部12から前記第3動作指令を受信する場合には、この第3動作指令に基づいて第3駆動制御信号を生成し、生成した第3駆動制御信号を送り機構部2に送信して、当該送り機構部2を制御する。これにより、測定子MとワークWとが前記測定プログラムに従って相対移動し、この相対移動によってワークWの形状寸法が測定される。
Further, when receiving the third operation command from the
前記測定部14は、前記測定子Mから検知信号を受信し、受信した検知信号を前記実行制御部13に転送するとともに、検知信号を受信した時に前記送り機構部2から得られる測定子Mに関する位置情報を基に、ワークWの形状寸法、例えば、外径寸法、内径寸法及びZ軸方向における端面位置等を算出(演算)し、算出した形状寸法を前記判定部15に送信する処理を行う。本例では、測定子Mの位置情報は送り機構部2に設けられたエンコーダから取得される。また、実行制御部13は、測定部14から転送される検知信号を基に、測定子MがワークWに接触したことを確認しながら、測定プログラムに従って送り機構部2に測定動作を実行させる。尚、この測定プログラム、測定子M及び測定部14を用いた測定手法は、公知の所謂三次元測定器の測定手法と同じ手法であり、したがって、ここではその詳しい説明を省略する。
The measuring
前記判定部15は、各加工部位についてその許容範囲に係る情報を、図8に示すようなデータテーブルとして保持しており、前記測定部14から送信される形状寸法を基に、削り残しと認められる加工部位があるか否かを判定し、削り残しの加工部位がある場合には、当該加工部位を再加工部位として認定して、当該再加工部位に関する情報を前記再加工ブロック決定部16に送信する処理を行う。尚、削り残しとは、所定の許容範囲を超えて削り足りない状態となっていることを意味する。
The
本例において、前記判定部15は、具体的には、φ70mmの外径加工部位、Z軸プラス方向15mm位置の端面加工部位、Z軸プラス方向61.5mm位置の端面加工部位及びφ62mmの外径溝加工部位については、その寸法がプラス方向に許容範囲を超えている場合に、削り残しがあると判定し、φ53mmの内径加工部位については、その寸法がマイナス方向に許容範囲を超えている場合に、削り残しがあると判定する。
In this example, the
前記再加工ブロック決定部16は、前記判定部15から送信された再加工部位に関する情報を受信したとき、受信した再加工部位に関する情報を基に、前記対応情報記憶部17に格納された対応情報を参照して、受信した再加工部位に対応したブロックを決定し、決定したブロックに係る情報を前記プログラム解析部12に送信する処理を行う。
When the rework
例えば、前記判定部15から送信された再加工部位がφ70mmの外径部である場合、再加工ブロック決定部16は、対応情報記憶部17に格納された図9に示した対応情報を参照して、ブロック番号N101〜N108のブロックを再加工ブロックとして決定し、そのブロック番号に関する情報をプログラム解析部14及び工具摩耗推定部18に送信する。
For example, when the reworked portion transmitted from the
前記工具摩耗推定部18は、再加工ブロック決定部16から送信された再加工ブロックに関する情報を受信したとき、受信した再加工ブロックに関する情報を基に、前記プログラム解析部11に格納された加工プログラムの中から、再加工ブロックを読み出して解析し、当該再加工ブロックで用いられる工具を認識する。そして、工具摩耗推定部18は、前記第1加工によって当該工具が加工する体積、及び前記第2加工によって当該工具が加工する体積を推定(算出)する。
When the tool
尚、第1加工によって加工される体積(第1加工体積)V1は、当該工具Tを用いて加工される加工部位の表面積S1及び当該加工部位に設定された削り代d1から、次式によって算出することができる。
V1=S1×d1
また、第2加工によって加工される体積(第2加工体積)V2は、同様にして再加工部位の表面積S2及び削り残し代(=測定値−基準値)d2から、次式によって算出することができる。
V2=S2×d2
The volume (the first working volume) V 1 which is processed by the first processing, from cutting cash d 1 is set to the surface area S 1 and the machined portion of the machined portion to be machined by using the tool T, the following It can be calculated by an equation.
V 1 = S 1 × d 1
The volume to be processed by the second processing (second processing volume) V 2 is the same way the surface area S 2 and uncut allowance Rework site - from (= measured reference value) d 2, calculated by the following equation can do.
V 2 = S 2 × d 2
そして、工具摩耗推定部18は、推定した第1加工体積V1及び第2加工体積V2を基に、第1加工に加えて第2加工を実行することにより、当該工具の摩耗が更に進行するその度合いLrを次式により推定する。
Lr=(V1+V2)/V1
Then, tool wear
Lr = (V 1 + V 2 ) / V 1
また、前記出力部19は、前記工具摩耗推定部18によって算出された工具摩耗の進行度合いLrに関する情報を前記表示装置3に表示させる。
Further, the
以上の構成を備えた本例の工作機械1によれば、まず、プログラム解析部12により、プログラム記憶部11に格納された加工プログラムの全体が実行され、これにより、第1加工が実行される。本例では、第1加工は図3〜図7に示した第1工程〜第5工程の加工であり、これらの工程が順次実行される。
According to the
そして、第1加工が終了すると、次に、プログラム解析部12により、プログラム記憶部11に格納された測定プログラムが実行され、これにより、測定子M及び測定部14により、第1加工後のワークWについて、その各加工部位の形状寸法が測定され、測定されたデータが前記判定部15に送信される。尚、本例では、直径がφ70mmの外径、基準位置が15mmの端面位置、基準位置が61.5mmの端面位置、直径がφ62mmの溝外径、直径がφ53mmの内径がそれぞれ測定され、測定された寸法データが前記判定部15に送信される。
Then, when the first machining is completed, the measurement program stored in the
次に、判定部15において、測定部14から送信された寸法データを基に、各加工部位について、削り残しが生じているか否かが判定され、削り残しの加工部位がある場合には、当該加工部位が再加工部位と認定されて、当該再加工部位に関する情報が再加工ブロック決定部16に送信される。例えば、基準寸法がφ70mmである外径部の外径寸法が+0.04mmであった場合には、削り残しとなっていると判定され、再加工部位として、φ70mmの外径部を特定する情報が再加工ブロック決定部16に送信される。
Next, in the
再加工ブロック決定部16は、受信した再加工部位に関する情報を基に、前記対応情報記憶部17に格納された対応情報を参照して、受信した再加工部位に対応したブロックを決定し、決定したブロックに係る情報を前記プログラム解析部12及び工具摩耗推定部18に送信する。例えば、φ70mmの外径部が再加工部位と認定された場合には、図9に示したテータテーブルから、ブロック番号N101〜N108が再加工部位に対応したブロックであると決定される。
The re-processing
そして、プログラム解析部12は、再加工ブロック決定部16から再加工に係るブロック情報を受信すると、プログラム記憶部11に格納された加工プログラムの内、受信した再加工対象のブロック、例えば、上例では、ブロック番号N101〜N108のブロックを実行する。これにより、再加工対象の加工部位が再加工される、即ち、第2加工が実行される。
Then, when receiving the block information related to the rework from the rework
一方、工具摩耗推定部18は、再加工を行う工具について、当該再加工を実行することによって、当該工具の摩耗が更に進行するその度合いLrを推定し、推定した進行度合いLrを出力部19を介して表示装置3に表示する。
On the other hand, the tool
斯くして、本例の数値制御装置10を備えた工作機械1によれば、第1加工後のワークWに削り残しを生じた加工部位がある場合には、この加工部位が再加工部位として認定され、当該加工部位のみが第2加工によって再加工されるので、他の加工部位に影響を与えることなく、削り残しとなった加工部位の形状精度を所定の許容範囲内に収めることができ、当該ワークが不良品となるのを防ぐことができる。
Thus, according to the
本例では、本発明の理解を容易にするために、単純な形状を加工する場合について例示したが、上述したように、近年では、ニアネットシェイプ型の素材が用いられるようになってきている。このニアネットシェイプ型の素材は、必ずしも製品形状に対して高精度に相似形状を有している訳ではなく、厳密な意味においてその形状精度は素材の各部で異なっているため、取り代の多い加工部位と、取り代の少ない加工部位とを生じている。そして、取り代の多い部位を加工する際には、大きな切削抵抗が工具に作用し、取り代の少ない部位を加工する際には、比較的小さな切削抵抗が工具に作用することになるため、取り代の多い加工部位では、許容範囲を超えた削り残しを生じることがある。本例の工作機械1によれば、許容範囲を超えた削り残しを有する加工部位を特定し、当該加工部位のみを再加工することで、削り残しとなった加工部位の寸法精度を所定の許容範囲内に収めることができ、これにより、当該ワークが不良品となるのを防ぐことができるので、本発明は、高価なニアネットシェイプ型の素材を加工する場合に特に有用である。
In this example, in order to facilitate understanding of the present invention, a case where a simple shape is processed has been illustrated. However, as described above, in recent years, a near net shape type material has been used. . This near net shape type material does not always have a shape similar to the product shape with high accuracy, and in the strict sense its shape accuracy is different at each part of the material, so there is a lot of allowance There is a machined part and a machined part with a small margin. And, when machining a part with a large allowance, a large cutting force acts on the tool, and when machining a part with a small allowance, a relatively small cutting force acts on the tool, In a machined portion having a large allowance, uncut portions exceeding the allowable range may be left. According to the
また、本例の工作機械1によれば、第1加工後のワークWの形状寸法を当該工作機械1の機内で測定するようにしているので、当該ワークWを再加工する際に、当該ワークWの取り外し及び取り付けを行う必要が無いため、取り付け誤差によって加工誤差が生じるのを防止することができる。
Further, according to the
また、本例の工作機械1によれば、再加工である第2加工を行うことによって、当該工具の摩耗がどの程度余分に進行するかの進行度合いLrが、工具摩耗推定部18によって推定され、更に、推定された進行度合いLrが表示装置3に表示されるようになっているので、当該工作機械1を操作するオペレータは、当該再加工によって当該工具の摩耗がどの程度余分に進行するか、言い換えれば、再加工が当該工具の寿命に与える影響を容易に認識することができる。
Further, according to the
以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明が採り得る具体的な態様は、何ら、本例のものに限定されるものではない。 As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, the specific aspect which this invention can take is not limited to the thing of this example at all.
例えば、上例では、図2に示した製品を図3〜図7に示した工程によって加工する例を挙げたが、当然のことながら、加工対象の製品及び工程は、何らこれに限定されるものではない。本発明を適用可能な製品には何ら制限は無く、また、採り得る加工工程も何ら制限を受けるものではない。 For example, in the above example, an example in which the product shown in FIG. 2 is processed by the steps shown in FIGS. 3 to 7 has been described, but the products and the steps to be processed are not limited to this. Not something. There are no restrictions on the products to which the present invention can be applied, and there are no restrictions on the processing steps that can be taken.
また、本例では、ワークWの寸法を、測定子Mを用いて工作機械1の機内で自動測定するようにしたが、これに限られるものではない。ワークWを機内で手動により測定するようにしても良く、或いは、機外で測定するようにしても良い。これらの場合、適宜測定結果が前記判定部15に入力される。
Further, in the present embodiment, the dimension of the workpiece W is automatically measured in the
また、上例では、前記判定部15内に、図8に示したデータテーブルを保持するようにしたが、これに限られるものではなく、判定部15の外部の記憶部に当該テータテーブルを格納するようにしても良い。
Further, in the above example, the data table shown in FIG. 8 is held in the
繰り返しになるが、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形および変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。 Again, the description of the above embodiment is illustrative in all respects and is not limiting. Modifications and changes can be made by those skilled in the art as appropriate. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the embodiments described above. Further, the scope of the present invention includes modifications from the embodiments within the scope equivalent to the scope of the claims.
1 工作機械
2 送り機構部
3 表示装置
10 数値制御装置
11 プログラム記憶部
12 プログラム解析部
13 実行制御部
14 測定部
15 判定部
16 再加工ブロック決定部
17 対応情報記憶部
18 工具摩耗推定部
19 出力部
M 測定子
T 工具
REFERENCE SIGNS
Claims (6)
前記NCプログラムを記憶するプログラム記憶部と、
前記プログラム記憶部に格納されたNCプログラムをブロック毎に順次解析して前記送り機構部に関する動作指令を第1動作指令として抽出するプログラム解析部と、
前記プログラム解析部によって抽出された第1動作指令を基に第1駆動制御信号を生成し、生成した第1駆動制御信号を前記送り機構部に送信して、前記ワークに対して第1加工を実行させる実行制御部と、
各加工部位と、該各加工部位に対応する前記ブロックとの対応情報を記憶する対応情報記憶部と、
前記第1加工後のワークを測定して得られる形状寸法に基づき、削り残し部位があるか否かを判定し、削り残し部位を再加工部位として認定する判定部と、
前記判定部により前記再加工部位が認定されたときに、前記対応情報記憶部に格納された対応情報を参照して、該再加工部位に対応したブロックを決定し、決定したブロックに係る情報を前記プログラム解析部に送信する再加工ブロック決定部とを備え、
前記プログラム解析部は、前記再加工ブロック決定部から送信されたブロック情報を基に、該当するブロックに含まれる前記動作指令を第2動作指令として前記プログラム記憶部から抽出し、
前記実行制御部は、前記プログラム解析部によって抽出された前記第2動作指令を基に第2駆動制御信号を生成し、生成した第2駆動制御信号を前記送り機構部に送信して、前記第1加工後のワークに対して、前記再加工部位を再加工する第2加工を実行させるように構成されていることを特徴とする数値制御装置。 A numerical controller for numerically controlling the feed mechanism of a machine tool having a feed mechanism for relatively moving a tool and a work,
A program storage unit for storing the NC program;
A program analysis unit for sequentially analyzing the NC program stored in the program storage unit for each block and extracting an operation command related to the feed mechanism unit as a first operation command;
A first drive control signal is generated based on the first operation command extracted by the program analysis unit, the generated first drive control signal is transmitted to the feed mechanism unit, and the first processing is performed on the workpiece. An execution control unit to be executed;
A corresponding information storage unit for storing corresponding information of each processing part and the block corresponding to each processing part,
Based on the shape and dimensions obtained by measuring the workpiece after the first processing, determine whether there is an uncut portion, a determination unit that certifies the uncut portion as a rework portion,
When the rework portion is recognized by the determination unit, a block corresponding to the rework portion is determined with reference to the correspondence information stored in the correspondence information storage unit, and information on the determined block is determined. A re-processing block determining unit to be transmitted to the program analyzing unit,
The program analysis unit, based on the block information transmitted from the rework block determination unit, to extract the operation command included in the corresponding block as a second operation command from the program storage unit,
The execution control unit generates a second drive control signal based on the second operation command extracted by the program analysis unit, transmits the generated second drive control signal to the feed mechanism unit, A numerical control device configured to execute a second process for reworking the reworked portion on a workpiece after one process.
NCプログラムを記憶することと、
記憶された前記NCプログラムをブロック毎に順次解析して前記送り機構部に関する動作指令を第1動作指令として抽出することと、
抽出された第1動作指令を基に第1駆動制御信号を生成し、生成した第1駆動制御信号を前記送り機構部に送信して、前記ワークに対して第1加工を実行させることと、
各加工部位と、該各加工部位に対応する前記ブロックとの対応情報を記憶することと、
前記第1加工後のワークを測定して得られる形状寸法に基づき、削り残し部分があるか否かを判定し、削り残し部位を再加工部位として認定することと、
前記再加工部位が認定されたときに、前記対応情報を参照して、該再加工部位に対応したブロックを決定することと、
決定されたブロックに含まれる動作指令を第2動作指令として抽出することと、
抽出された前記第2動作指令を基に第2駆動制御信号を生成し、生成した第2駆動制御信号を前記送り機構部に送信して、前記第1加工後のワークに対して、前記再加工部位を再加工する第2加工を実行させることとを含むことを特徴とする数値制御方法。 A numerical control method for numerically controlling a feed mechanism of a machine tool including a feed mechanism for relatively moving a tool and a work,
Storing the NC program;
Sequentially analyzing the stored NC program for each block and extracting an operation command relating to the feed mechanism unit as a first operation command;
Generating a first drive control signal based on the extracted first operation command, transmitting the generated first drive control signal to the feed mechanism unit, and causing the workpiece to perform first machining;
Storing correspondence information between each processing part and the block corresponding to each processing part;
Based on the shape and dimensions obtained by measuring the workpiece after the first processing, determine whether there is an uncut portion, and certify the uncut portion as a rework portion,
When the reworked part is certified, by referring to the correspondence information, determining a block corresponding to the reworked part,
Extracting an operation command included in the determined block as a second operation command;
A second drive control signal is generated based on the extracted second operation command, and the generated second drive control signal is transmitted to the feed mechanism unit. Performing a second machining for re-machining the machining portion.
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