JP5670501B2 - 切削条件表示装置 - Google Patents
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Description
運転中又は加工シミュレーション中に、工具寿命に影響の大きい切削条件を一定時間又は所定ブロック毎に取得し、グラフ表示する。加工プログラムごとの切削条件の傾向や大き過ぎる又は小さ過ぎる切削条件をグラフから視覚的に探すことができる。
(工具寿命に影響の大きい切削条件)
・切削速度
・主軸1回転中の1刃当たりの送り量
・切込量
・主軸回転数
・送り速度
請求項2に係る発明は、前記加工機の運転中、一定時間又は前記加工プログラムの所定ブロック毎に、主軸回転数、送り速度の切削条件のうち少なくとも1つを前記主軸および前記可動軸に関する情報のいずれかに基づいて取得する切削条件取得部を備え、前記切削条件保存部は前記取得した切削条件を工具毎に保存することを特徴とする請求項1に記載の切削条件表示装置である。
請求項3に係る発明は、加工プログラムに基づいて主軸および可動軸を制御する数値制御装置の加工シミュレーションを行うとともに、切削条件を表示する加工シミュレーション装置の切削条件表示装置において、加工シミュレーション中、一定時間又は前記加工プログラムの所定ブロック毎に、切削速度、主軸1回転中の1刃当たりの送り量、切込量の切削条件のうち少なくとも1つを、前記加工プログラムで指令された前記主軸への指令値、前記加工プログラムで指令された前記可動軸への指令値、切削工具、切削対象に関する情報のいずれか又はその組み合わせに基づいて算出する切削条件算出部と、前記算出した切削条件を工具毎に保存する切削条件保存部と、前記切削条件保存部で保存した切削条件をグラフ化して表示するグラフ表示部を備えたことを特徴とする切削条件表示装置である。
請求項4に係る発明は、加工シミュレーション中、一定時間又は前記加工プログラムの所定ブロック毎に、主軸回転数、送り速度の切削条件のうち少なくとも1つを前記主軸への指令値および前記可動軸への指令値のいずれかに基づいて取得する切削条件取得部を備え、前記切削条件保存部は前記取得した切削条件を工具毎に保存することを特徴とする請求項3に記載の切削条件表示装置である。
請求項5に係る発明は、前記グラフ表示部は切削条件を座標軸とする座標系に前記切削条件保存部で保存した切削条件をプロットしたグラフと、該プロットした点に対応する切削条件の数値を表示することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の切削条件表示装置である。
請求項6に係る発明は、前記切削条件を算出した時の加工プログラム及びブロック番号を取得するブロック番号取得部と、加工プログラムを表示する加工プログラム表示部を備え、
前記グラフ表示部は切削条件を座標軸とする座標系に前記切削条件保存部で保存した切削条件をプロットしたグラフであって、前記切削条件保存部は前記算出又は取得した切削条件と前記ブロック番号取得部で取得した加工プログラム及びブロック番号を対応付けて保存し、前記グラフ表示部でグラフにプロットした点が選択されると、前記加工プログラム表示部で前記対応付けて保存したブロックにカーソルが移動することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の切削条件表示装置である。
請求項8に係る発明は、前記切削条件を算出又は取得した時の加工プログラム及びブロック番号を取得するブロック番号取得部を備え、前記グラフ表示部は切削条件を座標軸とする座標系に前記切削条件保存部で保存した切削条件をプロットしたグラフであって、前記切削条件保存部は前記算出又は取得した切削条件と前記ブロック番号取得部で取得した加工プログラム及びブロック番号を対応付けて保存し、前記グラフ表示部でグラフにプロットした点毎に前記対応付けて保存した加工プログラム及びブロック番号を表示することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の切削条件表示装置である。
請求項9に係る発明は、前記切削条件保存部は、前回保存した切削条件と前記算出又は取得した切削条件との差を算出し、該算出した差が一定値以上の場合に前記算出又は取得した切削条件を前記切削条件保存部に保存することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の切削条件表示装置である。
請求項10に係る発明は、前回保存した切削条件を算出又は取得した時の加工プログラム及びブロック番号と前記算出又は取得した切削条件を算出又は取得した時の加工プログラム及びブロック番号を比較するブロック番号比較部を備え、前記切削条件保存部は、前記ブロック番号比較部によって比較した結果、加工プログラム及びブロック番号が異なる場合に前記算出又は取得した切削条件を前記切削条件保存部に保存することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の切削条件表示装置である。
本発明に係る切削条件表示装置は具体的には、加工機の数値制御装置あるいは数値制御装置の加工シミュレーション装置によって構成される。図1、図2を用いてそれぞれの装置の概略構成を説明する。
切削速度とは、切削工具と切削対象の表面との相対速度のことで、数1式により算出できる。
D:切削対象の直径[mm]
N:主軸回転数[/min]
なお、ミリング加工の場合は「切削対象の直径」を「切削工具の直径」に置き換える。
送り量は数2式により算出できる。
F:送り速度[mm/min]
N:主軸回転数[/min]
Z:刃数
切込量は以下の方法1と方法2で算出できる。
図3は加工シミュレーションによる工具軌跡を表示した画面例を説明する図である。切削条件表示装置の表示画面に切削対象の形状が加工形状2として表示され、図示しない工具を切削送り3,4に示される径路に沿って移動させ、加工形状2を(実加工あるいは加工シミュレーションによって)切削する。符号5は工具の早送りを表す。符号6は切込量を表す。
(方法1)
1)加工プログラムの最初から切削送りのブロック毎に、切削送りのブロックの始点座標と終点座標を記憶する。
2)切削送りで移動中に始点座標と終点座標を元にして移動方向を算出する。
3)2)の移動方向と一致する過去の切削送りを1)で記憶した中から検索する。
4)移動方向に垂直な方向の距離を求め、これを切込量6とする。
(方法2)
切削対象の形状と工具の現在位置との差を求め、求めた差の値を切込量6とする。また、工具で削り取られる部分はその都度切削対象の形状情報を更新する。
<表示例1>
切削条件(切削速度、送り量、切込量)を座標軸とする3次元座標系に切削条件保存部で保存した切削条件を基に散布図でグラフ表示した例を説明する。図4は1つの加工プログラムの切削条件を散布図としてグラフ表示する例を説明する図である。プロットされた点群によって、その加工プログラムの切削条件の傾向が確認できる。図4のプロット101は、切込量の軸方向に偏っている傾向が一瞥して分かる。工具寿命が短い加工プログラムの切削条件が図4のようにプロットされた場合は、切込量のみ大き過ぎることから、切込量が工具寿命を短くしている切削条件と推定できる。
切削条件(切削速度、送り量、切込量)を座標軸とする3次元座標系に切削条件保存部で保存した切削条件を基に散布図でグラフ表示した例を説明する。図5は複数の加工プログラムの切削条件を散布図としてグラフ表示する例を説明する図である。切削条件を加工プログラム毎に記憶しておくことで、工具寿命が短い加工プログラムと長い加工プログラムを比較することにより、工具寿命を短くしている切削条件を推定できる。同じ工具で異なる加工プログラムを運転し、工具寿命が短かった加工プログラム(O3000)と工具寿命の長かった加工プログラム(O1000,O2000)が図5のようにプロットされた場合は、O3000の切削速度が比較的速い傾向にあることから、切削速度が工具寿命を短くしている切削条件と推定できる。なお、符号101はO1000の切削条件のプロット、符号102はO2000の切削条件のプロット、符号103はO3000の切削条件のプロットである。
切削条件保存部で保存した切削条件を、棒グラフや円グラフ、折れ線グラフで表示してもよい。図6は複数の加工プログラムの切削条件を棒グラフにグラフ表示する例を説明する図である。<表示例2>と同様に、工具寿命の短かった加工プログラム(O3000)と工具寿命の長かった加工プログラム(O1000,O2000)を棒グラフでグラフ表示した場合、グラフからO3000は切削速度が比較的速い傾向にあることから、切削速度が工具寿命を短くしている切削条件と推定できる。なお、符号201はO1000、符号202はO2000、符号203はO3000のぞれぞれの切削条件(図6では切削速度)の保存した数を表す。
切削条件(切削速度、送り量、切込量)を座標軸とする3次元座標系に切削条件保存部で保存した切削条件を基に散布図でグラフ表示した例を説明する。図7は、切削条件の具体的な数値をプロットされた座標に一緒に表示する例を説明する図である。切削条件の具体的な数値をプロットされた点と一緒にグラフに表示する。プロット101にはプロットされた表示マークの近傍に切削条件(例、(a,b,c))が表示される。
表示例5は、図8のプロット図と、図10又は図11が切削条件表示装置の表示画面に表示される例である。切削条件(切削速度、送り量、切込量)を座標軸とする3次元座標系に切削条件保存部で保存した切削条件を基に散布図でグラフ表示した例を説明する。図8は、加工プログラム名、ブロック番号、および、切削条件の具体的な数値を共にプロットされた座標に一緒に表示する例を説明する図である。図9はメモリに格納された切削条件を説明する図である。メモリ13には、符号40に示されるように工具毎にファイルが形成され、工具1のファイルには、加工プログラム名41、ブロック番号42、および、切削条件43が対応付けて保存されている。
図12は実加工中(加工機を運転中)に切削条件を求めるフローチャートを説明する図である。表示例1〜表示例4を実現するのに必要な切削条件を算出する処理を含む。以下、各ステップに従って説明する。このフローチャートの処理は、一定時間経過する毎にステップSA02の情報をサンプリング的に取得する例である。情報取得の開始と終了は、加工プログラムの開始と加工プログラムの終了と合わせることができる。
●[ステップSA01]タイマ動作によって一定時間経過か否かを監視し、一定時間の経過を待ってステップSA02へ移行する。
●[ステップSA02]情報を取得する。情報としては、主軸回転数、切削対象の直径あるいは工具の直径、送り速度、工具刃数、工具位置である。これらの情報は、従来公知の数値制御装置の内部情報として備わっている情報であり、数値制御部から取得することができる(図1参照)。
●[ステップSA03]切削条件を算出する。切削条件としては切削速度、主軸1回転中の1刃当たりの送り量、切込量である。
●[ステップSA04]切削条件をメモリに保存(書込)し、ステップSA01へ戻る。
上記フローチャートを補足して説明する。
(ステップSA01)
一定時間経過毎に行うことに替えて、加工プログラムのブロック毎に行っても良い。
(ステップSA02)
主軸回転数、工具の加工対象物に対する送り速度、工具位置の情報は、加工機を運転中に数値制御装置が取得するデータである。切削対象の直径や工具の刃数は、予め数値制御装置に格納されたデータであってもよいし、加工プログラムに指令されるデータであってもよい。
●[ステップSB01]切削条件を格納したメモリ13から読み込み、例えば図4に示されるように、グラフ表示を切削条件表示装置に備わった表示装置の表示画面に表示する。切削条件表示装置として加工機を制御する数値制御装置10の場合、表示部・入力部14の表示画面に表示される。
●[ステップSC01]タイマ動作によって一定時間経過か否かを監視し、一定時間の経過を待ってステップSC02へ移行する。
●[ステップSC02]情報を取得する。情報としては、主軸回転数、切削対象の直径あるいは工具の直径、送り速度、工具刃数、工具位置である。これらの情報は、従来公知の数値制御装置の内部情報として備わっている情報であり、数値制御部から取得することができる(図1参照)。
●[ステップSC03]加工プログラム名、ブロック番号を取得する。取得先は数値制御部である(図1参照)。
●[ステップSC04]切削条件を算出する。切削条件としては切削速度、主軸1回転中の1刃当たりの送り量、切込量である。
●[ステップSC05]加工プログラム名、ブロック番号、および、切削条件をメモリに保存し、ステップSC01へ戻る。
なお、上記メモリには図9に示されるように、加工プログラム名、ブロック番号、および、切削条件が関連付けられて保存される。
上記フローチャートを補足して説明する。
(ステップSC01)
一定時間経過毎に行うことに替えて、加工プログラムのブロック毎に行っても良い。
●[ステップSD01]タイマ動作によって一定時間経過か否かを監視し、一定時間の経過を待ってステップSD02へ移行する。
●[ステップSD02]情報を取得する。情報としては、主軸回転数、切削対象の直径あるいは工具の直径、送り速度、工具刃数、工具位置である。これらの情報は、従来公知の数値制御装置の内部情報として備わっている情報であり、数値制御部から取得することができる(図1参照)。
●[ステップSD03]切削条件を算出する。切削条件としては切削速度、主軸1回転中の1刃当たりの送り量、切込量である。
●[ステップSD04]前回保存した切削条件をメモリから取得する。
●[ステップSD05]ステップSD03で算出した切削条件とステップSD04で取得した前回保存した切削条件との差が一定値以内か否か判断し、一定値以内の場合(YES)ステップSD03で算出した切削条件をメモリに保存することなくステップSD01へ戻り、一定値以内ではない場合(NO)ステップSD06へ移行する。
●[ステップSD06]ステップSD03で算出した切削条件を保存し、ステップSD01へ戻る。
上記フローチャートを補足して説明する。
(ステップSD01)
一定時間経過毎に行うことに替えて、加工プログラムのブロック毎に行っても良い。
●[ステップSE01]タイマ動作によって一定時間経過か否かを監視し、一定時間の経過を待ってステップSE02へ移行する。
●[ステップSE02]情報を取得する。情報としては、主軸回転数、切削対象の直径あるいは工具の直径、送り速度、工具刃数、工具位置である。これらの情報は、従来公知の数値制御装置の内部情報として備わっている情報であり、数値制御部から取得することができる(図1参照)。
●[ステップSE03]切削条件を算出する。切削条件としては切削速度、主軸1回転中の1刃当たりの送り量、切込量である。
●[ステップSE04]加工プログラム名、ブロック番号を取得する。取得先は数値制御部である(図1参照)。
●[ステップSE05]前回保存した加工プログラム名とブロック番号をメモリから取得する。
●[ステップSE06]加工プログラム名とブロック番号が同じか、つまり、ステップSE04で取得した加工プログラム名とブロック番号が、ステップSE05で取得した前回保存した加工プログラム名とブロック番号と同じか否か判断する。両者が一致してる場合(YES)ステップSE07へ移行し、一致していない場合(NO)ステップSE09へ移行する。
●[ステップSE07]前回保存した切削条件をメモリから取得する。
●[ステップSE08]ステップSE03で算出した切削条件とステップSE07で取得した前回保存した切削条件との差が一定値以内か否か判断し、一定値以内の場合(YES)ステップSE01へ戻り、一定値以内ではない場合(NO)ステップSE09へ移行する。
●[ステップSE09]ステップSE03で算出した切削条件、ステップSE04で取得した加工プログラム名、および、ブロック番号を関連付けでメモリに格納(書込)し、ステップSE01へ戻る。
上記フローチャートを補足して説明する。
(ステップSE01)
一定時間経過毎に行うことに替えて、加工プログラムのブロック毎に行っても良い。
図18は加工シミュレーション中に切削条件を求めるフローチャートを説明する図である。以下、各ステップに従って説明する。
●[ステップSH01]加工シミュレーションが加工プログラムの所定ブロック(切削ブロック)か否か判断し、所定ブロックの場合(YES)ステップSH02へ移行する。
●[ステップSH02]情報を取得する。情報としては、主軸回転数、切削対象の直径あるいは工具の直径、送り速度、工具刃数、工具位置である。これらの情報は、従来公知の加工シミュレーション装置に備わっている情報であり、加工シミュレーション実行部から取得する(図2参照)
●[ステップSH03]切削条件を算出する。切削条件としては切削速度、主軸1回転中の1刃当たりの送り量、切込量である。
●[ステップSH04]切削条件をメモリに保存し、ステップSH01へ戻る。
上記フローチャートを補足して説明する。
(ステップSH01)
加工プログラムのブロック毎に行うことに替えて、一定時間経過毎に行うようにしてもよい。
(ステップSH02)
主軸回転数、工具の加工対象物に対する送り速度、工具位置の情報は、加工シミュレーション装置が加工プログラムの加工シミュレーション中に生成するデータである。つまり、主軸回転数は加工プログラムで指令された主軸への指令であり、送り速度は可動軸への指令値である。切削対象の直径や工具の刃数は、予め加工シミュレーション装置に格納されたデータであってもよいし、加工プログラムに指令されるデータであってもよい。
●[ステップSJ01]切削条件を格納したメモリ13から読み込み、例えば図4に示されるように、グラフ表示を切削条件表示装置に備わった表示装置の表示画面に表示する。切削条件表示装置として加工シミュレーション装置30の場合、表示部・入力部34の表示画面に表示される。
3 前回の切削送り
4 今回の切削送り
5 早送り
6 切込量
10 数値制御装置
11 数値制御部
12 切削条件表示制御部
13 メモリ
14 表示部・入力部
22 モータ
23 センサ
30 加工シミュレーション装置
31 加工シミュレーション実行部
32 切削条件表示制御部
33 メモリ
34 表示部・入力部
101,101a,102,103 プロット
Claims (10)
- 加工プログラムに基づいて加工機の主軸および可動軸を制御する数値制御装置の切削条件を表示する切削条件表示装置において、
前記加工機の運転中、一定時間又は前記加工プログラムの所定ブロック毎に、切削速度、主軸1回転中の1刃当たりの送り量、切込量の切削条件のうち少なくとも1つを、
前記数値制御装置が有する前記主軸、前記可動軸、切削工具、および切削対象に関する情報のいずれか又はその組み合わせに基づいて算出する切削条件算出部と、
前記算出した切削条件を工具毎に保存する切削条件保存部と、
前記切削条件保存部で保存した切削条件をグラフ化して表示するグラフ表示部を備えたことを特徴とする切削条件表示装置。 - 前記加工機の運転中、一定時間又は前記加工プログラムの所定ブロック毎に、主軸回転数、送り速度の切削条件のうち少なくとも1つを前記主軸および前記可動軸に関する情報のいずれかに基づいて取得する切削条件取得部を備え、
前記切削条件保存部は前記取得した切削条件を工具毎に保存することを特徴とする請求項1に記載の切削条件表示装置。 - 加工プログラムに基づいて主軸および可動軸を制御する数値制御装置の加工シミュレーションを行うとともに、切削条件を表示する加工シミュレーション装置の切削条件表示装置において、
加工シミュレーション中、一定時間又は前記加工プログラムの所定ブロック毎に、切削速度、主軸1回転中の1刃当たりの送り量、切込量の切削条件のうち少なくとも1つを、前記加工プログラムで指令された前記主軸への指令値、前記加工プログラムで指令された前記可動軸への指令値、切削工具、切削対象に関する情報のいずれか又はその組み合わせに基づいて算出する切削条件算出部と、
前記算出した切削条件を工具毎に保存する切削条件保存部と、
前記切削条件保存部で保存した切削条件をグラフ化して表示するグラフ表示部を備えたことを特徴とする切削条件表示装置。 - 加工シミュレーション中、一定時間又は前記加工プログラムの所定ブロック毎に、主軸回転数、送り速度の切削条件のうち少なくとも1つを前記主軸への指令値および前記可動軸への指令値のいずれかに基づいて取得する切削条件取得部を備え、
前記切削条件保存部は前記取得した切削条件を工具毎に保存することを特徴とする請求項3に記載の切削条件表示装置。 - 前記グラフ表示部は切削条件を座標軸とする座標系に前記切削条件保存部で保存した切削条件をプロットしたグラフと、該プロットした点に対応する切削条件の数値を表示することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の切削条件表示装置。
- 前記切削条件を算出した時の加工プログラム及びブロック番号を取得するブロック番号取得部と、
加工プログラムを表示する加工プログラム表示部を備え、
前記グラフ表示部は切削条件を座標軸とする座標系に前記切削条件保存部で保存した切削条件をプロットしたグラフであって、
前記切削条件保存部は前記算出又は取得した切削条件と前記ブロック番号取得部で取得した加工プログラム及びブロック番号を対応付けて保存し、
前記グラフ表示部でグラフにプロットした点が選択されると、前記加工プログラム表示部で前記対応付けて保存したブロックにカーソルが移動することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の切削条件表示装置。 - 前記切削条件を算出又は取得した時の加工プログラム及びブロック番号を取得するブロック番号取得部と、
加工プログラムを表示する加工プログラム表示部を備え、
前記グラフ表示部は切削条件を座標軸とする座標系に前記切削条件保存部で保存した切削条件をプロットしたグラフであって、
前記切削条件保存部は前記算出又は取得した切削条件と前記ブロック番号取得部で取得した加工プログラム及びブロック番号を対応付けて保存し、
前記グラフ表示部でグラフにプロットした点が選択されると、前記加工プログラム表示部で前記対応付けて保存したブロックの表示色又は背景色を所定の色に変更することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の切削条件表示装置。 - 前記切削条件を算出又は取得した時の加工プログラム及びブロック番号を取得するブロック番号取得部を備え、
前記グラフ表示部は切削条件を座標軸とする座標系に前記切削条件保存部で保存した切削条件をプロットしたグラフであって、
前記切削条件保存部は前記算出又は取得した切削条件と前記ブロック番号取得部で取得した加工プログラム及びブロック番号を対応付けて保存し、
前記グラフ表示部でグラフにプロットした点毎に前記対応付けて保存した加工プログラム及びブロック番号を表示することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の切削条件表示装置。 - 前記切削条件保存部は、前回保存した切削条件と前記算出又は取得した切削条件との差を算出し、該算出した差が一定値以上の場合に前記算出又は取得した切削条件を前記切削条件保存部に保存することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の切削条件表示装置。
- 前回保存した切削条件を算出又は取得した時の加工プログラム及びブロック番号と前記算出又は取得した切削条件を算出又は取得した時の加工プログラム及びブロック番号を比較するブロック番号比較部を備え、
前記切削条件保存部は、前記ブロック番号比較部によって比較した結果、加工プログラム及びブロック番号が異なる場合に前記算出又は取得した切削条件を前記切削条件保存部に保存することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の切削条件表示装置。
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