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数值控制装置、数值控制装置的控制方法

阅读:386发布:2020-05-08

专利汇可以提供数值控制装置、数值控制装置的控制方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种数值控制装置、数值控制装置的控制方法。数值控制装置的CPU执行:将已结束切削加工的刀具向上方快速移动的Z轴上升快速移动处理;使正在快速移动的刀具减速后停止的Z轴减速处理;使已停止的刀具反向移动的Z轴反向移动处理;以及使已结束切削加工的 工作台 退避的XY轴移动处理。CPU判断第一时间大于第二时间这样的规定条件是否成立。第一时间是从Z轴减速处理的开始时机到Z轴反向移动处理的结束时机为止的所需时间。第二时间是从Z轴减速处理的开始时机到XY轴移动处理的结束时机为止的所需时间。在规定条件成立时,CPU使Z轴减速处理比XY轴移动处理先开始。,下面是数值控制装置、数值控制装置的控制方法专利的具体信息内容。

1.一种数值控制装置(1),其特征在于,具备:
控制部(31),其基于包含第一定位指令和第二定位指令的加工程序,来对机床(5)所具备的第一进给电动机(53)和不同于所述第一进给电动机的第二进给电动机(51、52)分别做出指示,以利用通过所述第一进给电动机进行移动的刀具对工件进行加工,其中,所述第一定位指令包含所述刀具的返回位置,所述第二定位指令用于通过所述第二进给电动机将所述刀具或所述工件定位到指令位置;以及
位置信息输出部(50A),其输出表示所述刀具的位置的信息,
其中,所述控制部具备:
第一移动控制部,其对所述第一进给电动机进行控制,来使所述刀具以基于所述第一定位指令的速度朝向所述返回位置移动;
第二移动控制部,其在从所述位置信息输出部接收到表示通过所述第一移动控制部进行移动的所述刀具到达了比所述返回位置靠所述工件侧的第一位置的信息即到达信息时,基于所述第二定位指令来控制所述第二进给电动机,以使所述刀具或所述工件开始移动,且控制所述第一进给电动机来将所述刀具停止在越过所述返回位置的位置;以及反向移动控制部,其控制所述第一进给电动机,来使通过所述第二移动控制部来越过所述返回位置后停止的所述刀具从该停止的位置反向移动到所述返回位置,所述数值控制装置还具备:
第一时间计算部,其计算第一时间,该第一时间是从通过所述第二移动控制部来使所述第一进给电动机开始减速的开始时机到通过所述反向移动控制部来使所述刀具停止在所述返回位置为止的所需时间;
第二时间计算部,其计算第二时间,该第二时间是从通过所述第二移动控制部利用所述第二进给电动机使所述刀具或所述工件开始移动起到停止在所述指令位置为止的所需时间;
判断部,其在所述第一移动控制部对所述第一进给电动机进行控制的期间,判断规定条件是否成立,所述规定条件是由所述第一时间计算部计算出的所述第一时间为由所述第二时间计算部计算出的所述第二时间以上;以及
第三移动控制部,在所述判断部判断为所述规定条件成立时,所述第三移动控制部使所述第一进给电动机以规定减速度减速。
2.根据权利要求1所述的数值控制装置,其特征在于,
还具备第四移动控制部,在所述判断部判断为所述规定条件不成立时,所述第四移动控制部以不使所述第一进给电动机减速的方式进行控制。
3.根据权利要求1或2所述的数值控制装置,其特征在于,
所述第一位置是能够视作与所述返回位置相同的位置。
4.一种数值控制装置(1)的控制方法,所述数值控制装置基于包含第一定位指令和第二定位指令的加工程序,来对机床(5)所具备的第一进给电动机(53)和不同于所述第一进给电动机的第二进给电动机(51、52)分别做出指示,以利用通过所述第一进给电动机进行移动的刀具对工件进行加工,其中,所述第一定位指令包含所述刀具的返回位置,所述第二定位指令用于通过所述第二进给电动机将所述刀具或所述工件定位到指令位置,所述数值控制装置具备输出表示所述刀具的位置的信息的位置信息输出部(50A),所述控制方法的特征在于,包括以下步骤:
第一移动控制步骤,对所述数值控制装置的所述第一进给电动机进行控制,来使所述刀具以基于所述第一定位指令的速度朝向所述返回位置移动;
第二移动控制步骤,在从所述位置信息输出部接收到表示通过所述第一移动控制步骤进行移动的所述刀具到达了比所述返回位置靠所述工件侧的第一位置的信息即到达信息时,基于所述第二定位指令来控制所述第二进给电动机,以使所述刀具或所述工件开始移动,且控制所述第一进给电动机来将所述刀具停止在越过所述返回位置的位置;以及反向移动控制步骤,控制所述第一进给电动机,来使通过所述第二移动控制步骤来越过所述返回位置后停止的所述刀具从该停止的位置反向移动到所述返回位置,所述数值控制装置的控制方法还包括以下步骤:
第一时间计算步骤,计算第一时间,该第一时间是从在所述第二移动控制步骤中使所述第一进给电动机开始减速的开始时机到通过所述反向移动控制步骤来使所述刀具停止在所述返回位置为止的所需时间;
第二时间计算步骤,计算第二时间,该第二时间是从通过所述第二移动控制步骤利用所述第二进给电动机使所述刀具或所述工件开始移动起到停止在所述指令位置为止的所需时间;
判断步骤,在通过所述第一移动控制步骤对所述第一进给电动机进行控制的期间,判断规定条件是否成立,所述规定条件是通过所述第一时间计算步骤计算出的所述第一时间为通过所述第二时间计算步骤计算出的所述第二时间以上;以及
第三移动控制步骤,在所述判断步骤中判断为所述规定条件成立时,使所述第一进给电动机以规定减速度减速。

说明书全文

数值控制装置、数值控制装置的控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种数值控制装置、数值控制装置的控制方法。

背景技术

[0002] 公知一种使移动的主轴头越过返回位置来进行惯性移动(日语:惰走)的数值控制装置,该返回位置是成为停止目标的位置。日本专利公开第2009年第237929号公报中公开的数值控制装置驱动Z轴电动机,来将主轴头从各切削动作完成位置快速移动到返回位置。在主轴头到达以返回位置为基准的就位(in position)宽度以内的位置时,数值控制装置使Z轴电动机进行减速动作,且控制X轴电动机和Y轴电动机中的至少一方,来开始进行工作台定位动作。伴随Z轴电动机的减速动作,主轴头越过返回位置后停止。在主轴头停止之后,数值控制装置获取主轴头越过返回位置后惯性移动的惯性移动距离。数值控制装置对Z轴电动机进行控制,使主轴头反向移动所获取到的惯性移动距离。
[0003] 但是,在各切削动作的执行位置接近时,定位动作时的工作台的移动距离短。因此,主轴头的反向移动完成时机比工作台的定位动作的完成时机晚。在Z轴方向上的从切削动作的完成位置到返回位置的距离长时,当加速度固定时,加速时间变长,越过返回位置的速度变快。在越过返回位置的速度快时,惯性移动距离变长,主轴头的反向移动完成时机变晚。因此,有可能使加工工件的循环时间变长。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种能够抑制工件加工的循环时间的增大的数值控制装置、数值控制装置的控制方法。
[0005] 技术方案1的数值控制装置的特征在于,具备:控制部,其基于包含第一定位指令和第二定位指令的加工程序,来对机床所具备的第一进给电动机和不同于所述第一进给电动机的第二进给电动机分别做出指示,以利用通过所述第一进给电动机进行移动的刀具对工件进行加工,其中,所述第一定位指令包含所述刀具的返回位置,所述第二定位指令用于通过所述第二进给电动机将所述刀具或所述工件定位到指令位置;以及位置信息输出部,其输出表示所述刀具的位置的信息,其中,所述控制部具备:第一移动控制部,其对所述第一进给电动机进行控制,来使所述刀具以基于所述第一定位指令的速度朝向所述返回位置移动;第二移动控制部,其在从所述位置信息输出部接收到表示通过所述第一移动控制部进行移动的所述刀具到达了比所述返回位置靠所述工件侧的第一位置的信息即到达信息时,基于所述第二定位指令来控制所述第二进给电动机,以使所述刀具或所述工件开始移动,且控制所述第一进给电动机来将所述刀具停止在越过所述返回位置的位置;以及反向移动控制部,其控制所述第一进给电动机,来使通过所述第二移动控制部来越过所述返回位置后停止的所述刀具从该停止的位置反向移动到所述返回位置,所述数值控制装置还具备:第一时间计算部,其计算第一时间,该第一时间是从通过所述第二移动控制部使所述第一进给电动机开始减速的开始时机到通过所述反向移动控制部来使所述刀具停止在所述返回位置为止的所需时间;第二时间计算部,其计算第二时间,该第二时间是从通过所述第二移动控制部利用所述第二进给电动机使所述刀具或所述工件开始移动起到停止在所述指令位置为止的所需时间;判断部,其在所述第一移动控制部对所述第一进给电动机进行控制的期间,判断规定条件是否成立,所述规定条件是由所述第一时间计算部计算出的所述第一时间为由所述第二时间计算部计算出的所述第二时间以上;以及第三移动控制部,在所述判断部判断为所述规定条件成立时,所述第三移动控制部使所述第一进给电动机以规定减速度减速。根据上述结构,在规定条件成立时,第三移动控制部开始使刀具减速。第三移动控制部所进行的控制的完成时机不容易比通过基于第二定位指令驱动第二进给电动机进行移动的刀具或工件的停止时机晚。因此,数值控制装置能够抑制工件加工的循环时间的增大。
[0006] 在技术方案2的数值控制装置中,也可以是,具备第四移动控制部,在所述判断部判断为所述规定条件不成立时,所述第四移动控制部以不使所述第一进给电动机减速的方式进行控制。在规定条件不成立时,第四移动控制部以不使第一进给电动机减速的方式进行控制,因此反向移动控制部使刀具移动的移动距离变长,第一时间易于增大,规定条件的成立时机提前。因此,数值控制装置能够抑制工件加工的循环时间的增大。
[0007] 技术方案3的数值控制装置的所述第一位置是能够视作与所述返回位置相同的位置。第一位置比返回位置靠工件侧且第一位置能够视作与返回位置相同,因此第二移动控制部接收到达信息的时机提前,第三移动控制部对所述第一进给电动机的控制开始时机提前。并且,不存在以下问题:利用第二进给电动机进行移动的刀具或工件撞击机床的部件等。
[0008] 关于技术方案4的数值控制装置的控制方法,所述数值控制装置基于包含第一定位指令和第二定位指令的加工程序,来对机床所具备的第一进给电动机和不同于所述第一进给电动机的第二进给电动机分别做出指示,以利用通过所述第一进给电动机进行移动的刀具对工件进行加工,其中,所述第一定位指令包含所述刀具的返回位置,所述第二定位指令用于通过所述第二进给电动机将所述刀具或所述工件定位到指令位置,所述数值控制装置具备输出表示所述刀具的位置的信息的位置信息输出部,所述控制方法的特征在于,包括以下步骤:第一移动控制步骤,对所述数值控制装置的所述第一进给电动机进行控制,来使所述刀具以基于所述第一定位指令的速度朝向所述返回位置移动;第二移动控制步骤,在从所述位置信息输出部接收到表示通过所述第一移动控制步骤进行移动的所述刀具到达了比所述返回位置靠所述工件侧的第一位置的信息即到达信息时,基于所述第二定位指令来控制所述第二进给电动机,以使所述刀具或所述工件开始移动,且控制所述第一进给电动机来将所述刀具停止在越过所述返回位置的位置;以及反向移动控制步骤,控制所述第一进给电动机,来使通过所述第二移动控制步骤来越过所述返回位置后停止的所述刀具从该停止的位置反向移动到所述返回位置,所述数值控制装置的控制方法还包括以下步骤:第一时间计算步骤,计算第一时间,该第一时间是从在所述第二移动控制步骤中使所述第一进给电动机开始减速的开始时机到通过所述反向移动控制步骤来使所述刀具停止在所述返回位置为止的所需时间;第二时间计算步骤,计算第二时间,该第二时间是从通过所述第二移动控制步骤利用所述第二进给电动机使所述刀具或所述工件开始移动起到停止在所述指令位置为止的所需时间;判断步骤,在通过所述第一移动控制步骤对所述第一进给电动机进行控制的期间,判断规定条件是否成立,所述规定条件是通过所述第一时间计算步骤计算出的所述第一时间为通过所述第二时间计算步骤计算出的所述第二时间以上;以及第三移动控制步骤,在所述判断步骤中判断为所述规定条件成立时,使所述第一进给电动机以规定减速度减速。数值控制装置的控制方法起到与上述数值控制装置相同的效果。
附图说明
[0009] 图1是示出数值控制装置1和机床5的电气结构的框图
[0010] 图2是刀具的切削进给动作和定位动作的说明图。
[0011] 图3是图2时的速度波形图。
[0012] 图4是主处理的流程图
[0013] 图5是接在图4之后的主处理的流程图。
[0014] 图6是规定条件成立时的速度波形图。
[0015] 图7是规定条件不成立时的速度波形图。

具体实施方式

[0016] 说明作为本发明的实施方式的一例的数值控制装置1。数值控制装置1例如收纳在设置于机床5的控制箱中。数值控制装置1是对机床5的动作进行控制的装置。数值控制装置1读入NC程序(加工程序),将各种控制指令输出到机床5。基于数值控制装置1输出的控制指令,机床5使刀具旋转来对工件实施切削加工。作为一例,切削加工是使刀具沿上下方向移动的开孔加工。
[0017] 如图1,机床5具备X轴电动机51、X轴驱动部61、Y轴电动机52、Y轴驱动部62、Z轴电动机53、主轴头、Z轴驱动部63、主轴电动机54、主轴64、刀库电动机55、刀具库65等。
[0018] X轴电动机51驱动X轴驱动部61。Y轴电动机52驱动Y轴驱动部62。Z轴电动机53驱动Z轴驱动部63。在主轴头设置主轴64。主轴64用于安装刀具。X轴驱动部61、Y轴驱动部62、Z轴驱动部63是滚珠丝杠轴。设置有工件的工作台随着X轴驱动部61、Y轴驱动部62的驱动来沿X方向和Y方向移动。X方向和Y方向是相互正交平的方向。下面,在对X方向和Y方向进行总称时,称为XY方向。Z轴驱动部63进行驱动,从而主轴头与主轴64成一体地沿Z方向移动。Z方向是上下方向。X轴电动机51、Y轴电动机52、Z轴电动机53进行驱动,从而刀具与主轴64及主轴头成一体地沿X方向、Y方向、Z方向相对于工件进行相对移动。因此,机床5对工件实施切削加工。
[0019] X轴电动机51、Y轴电动机52、Z轴电动机53具备编码器51A~53A。编码器51A~53A检测各驱动部在X方向、Y方向、Z方向上的位置。下面,在对X轴电动机51、Y轴电动机52进行总称时,称为XY电动机,在对X轴电动机51、Y轴电动机52、Z轴电动机53进行总称时,称为电动机50,在对编码器51A~53A进行总称时,称为编码器50A。
[0020] 主轴电动机54驱动主轴64。当驱动主轴64时,刀具进行旋转。主轴电动机54具备编码器54A。编码器54A检测主轴64的旋转位置。刀库电动机55驱动刀具库65。刀库电动机55具备编码器55A。编码器55A检测刀具库65的驱动位置。
[0021] 说明数值控制装置1的结构。数值控制装置1具备CPU 31。CPU 31掌管数值控制装置1的动作。CPU 31与ROM 32、RAM 33、存储装置34、伺服放大器41~45、输入输出接口46电连接。ROM 32存储用于执行后述的主处理(参照图4、图5)的程序等各种程序。各种程序也可以存储在作为计算机可读取的存储介质的非易失性的存储装置等中。存储装置34是非易失性,存储各种信息。
[0022] RAM 33伴随各种程序的执行来暂时存储各种信息。RAM 33存储加工程序所包含的控制指令等。加工程序将机床5的动作按动作顺序来描述为基于规定的程序语言的控制指令。加工程序的控制指令包括第一定位指令和第二定位指令。第一定位指令是用于使执行开孔加工后的刀具沿Z方向退避并将该刀具定位到返回位置的指令。返回位置是比执行开孔加工的位置靠上方的位置。第二定位指令是用于将执行开孔加工后的工作台定位到指令位置的指令。指令位置既可以是执行其它开孔加工的XY方向位置,也可以是从执行开孔加工的位置退避后的XY方向位置。
[0023] 伺服放大器41与X轴电动机51电连接。伺服放大器42与Y轴电动机52电连接。伺服放大器43与Z轴电动机53电连接。下面,在对伺服放大器41~43进行总称时,称为伺服放大器40。伺服放大器40将编码器50A的检测结果输出到CPU 31。CPU 31向伺服放大器40输出基于控制指令的电流指令,伺服放大器40获取编码器50A的检测结果,来对电动机50进行驱动控制。伺服放大器44与主轴电动机54电连接。伺服放大器45与刀库电动机55电连接。CPU 31向伺服放大器44、45输出基于控制指令的电流指令,伺服放大器44、45获取编码器54A、55A的检测结果,来对主轴电动机54、刀库电动机55进行驱动控制。
[0024] 输入输出接口46与电源切换部71、操作部73、显示部77电连接。电源切换部71、操作部73能够由作业者操作,且设置于机床5的外壁等。电源切换部71检测用于将机床5的电源在接通与断开之间进行切换的指示,操作部73检测各种指示。CPU 31经由输入输出接口46来获取电源切换部71、操作部73的检测结果。显示部77显示各种信息。CPU 31经由输入输出接口46来在显示部77上显示该信息。
[0025] 参照图2、图3来说明刀具和工作台的定位动作的概要。在执行开孔加工之后,CPU 31基于第一定位指令和第二定位指令来对电动机50进行驱动控制,机床5执行刀具和工作台的定位动作。在定位动作结束后,机床5既可以执行下一个开孔加工,也可以执行恢复为加工动作前的待机状态的动作等其它动作。
[0026] 在执行定位动作时,CPU 31执行Z轴上升快速移动处理、Z轴减速处理、Z轴反向移动处理、XY轴移动处理。在图2、图3中,标记b所示的箭头(参照图2)、线段(参照图3)与Z轴上升快速移动处理及Z轴减速处理对应,标记d所示的箭头、线段与Z轴反向移动处理对应,标记c所示的箭头、线段与XY方向轴移动处理对应。
[0027] 说明Z轴上升快速移动处理。在刀具通过Z轴电动机53的驱动来执行Z方向的切削进给(图2、图3的标记a所示的箭头、线段)之后,CPU 31执行Z轴上升快速移动处理,对Z轴电动机53进行驱动控制。在Z轴上升快速移动处理中,机床5将刀具从切削进给的完成位置(图2的点R)向上方快速移动。快速移动时的刀具的速度基于第一定位指令的指令速度。基于第一定位指令,刀具直到图3的t1为止增速地上升。t1时的刀具的速度为速度Vm。速度Vm根据从切削进给的完成位置到返回位置为止的距离发生变化。在该距离足够长时,速度Vm为指令速度,刀具维持速度Vm地(即不减速地)上升。t1表示基于控制指令不进行惯性移动(后述)地停止在返回位置时的减速开始时机(图6、图7也同样)。
[0028] 说明Z轴减速处理。在刀具伴随Z轴上升快速移动处理的执行来维持速度Vm地上升之后,CPU 31执行Z轴减速处理,对Z轴电动机53进行驱动控制。在Z轴减速处理中,刀具以规定的减速度(下面称为规定加速度a)开始减速。在越过返回位置进行惯性移动后停止时,刀具的减速的开始时机即减速开始时机(图3的t2)根据后述的规定条件是否成立发生变化(参照图6、图7)。当刀具的速度变为0时,Z轴减速处理结束。刀具的停止位置(图2的点V)比返回位置(P1)靠上侧。即,刀具越过返回位置进行惯性移动后停止。图3的标记Q所示的带阴影的三形的面积是从在t1时刀具开始减速的位置到返回位置为止的移动距离。标记S所示的带阴影的平行四边形的面积是从返回位置到刀具越过返回位置后停止的位置为止的移动距离(惯性移动距离,图2的L)。
[0029] 说明Z轴反向移动处理。在刀具伴随Z轴减速处理的执行而停止之后,CPU 31执行Z轴反向移动处理,对Z轴电动机53进行驱动控制。具体地说,CPU 31对Z轴电动机53进行控制,使刀具向下方反向移动惯性移动距离。在刀具到达返回位置的时机,CPU 31停止驱动Z轴电动机53。因此,机床5将刀具定位在返回位置(图2的点q)。
[0030] 说明XY轴移动处理。伴随Z轴减速处理的执行,CPU 31基于第二定位指令来执行XY轴移动处理,对XY电动机进行驱动控制。在工作台的速度变为0的时机,CPU 31停止驱动XY电动机,工作台停止在下一个加工位置。
[0031] 标记e所示的箭头(参照图2)、线段(参照图3)表示刀具和工作台的定位动作完成之后的刀具的定位动作(第二定位指令之后的定位指令)。标记f所示的箭头、线段表示利用刀具进行的开孔动作(切削进给),与标记a所示的箭头、线段相同。
[0032] 参照图3来说明在机床5执行刀具和工作台的定位动作时成立的各种关系式。图3所示的第一时间T1是从Z轴减速处理的开始时机到Z轴反向移动处理的结束时机为止的所需时间。第一时间T1是利用式(A)求出的。
[0033] 【数式1】
[0034]
[0035] 式(A)的a是规定加速度,Pm是刀具在Z方向上的当前位置,Ps是刀具在Z方向上的返回位置。规定加速度a被预先存储在存储装置34中。Vm是减速开始时机的速度,根据从切削进给的完成位置到返回位置为止的距离发生变化。
[0036] 第二时间T2是从Z轴减速处理的开始时机到XY轴移动处理的结束时机为止的所需时间。第二时间T2是利用式(B)求出的。
[0037] T2=TA+Txy…式(B)
[0038] 式(B)的TA是从Z轴减速处理的开始时机到XY轴移动处理的开始时机为止的所需时间。Txy是XY轴移动处理的所需时间(从工作台开始移动到停止为止的时间)。TA是利用式(C)求出的。
[0039] 【数式2】
[0040]
[0041] 式(C)的I表示就位宽度。本例的就位宽度是能够容许是与Z方向上的刀具的定位目标即返回位置相同的范围。就位宽度表示将刀具定位在返回位置时需要的精度。本例的就位宽度位于比返回位置靠下侧(即工件侧)的位置。图2所示的W相当于就位宽度。下面,将作为就位宽度的下端的Z方向位置称为第一位置(图2的点P2)。第一位置能够视作与返回位置相同。就位宽度是规定值,被预先存储在存储装置34中。
[0042] Txy是利用式(D)求出的。
[0043] Txy=(Lxy/axy)1/2…式(D)
[0044] 式(D)的Lxy是工作台在XY方向上的移动距离,axy表示工作台在XY方向上的加速度。Lxy是基于加工程序求出的,axy是规定值,被预先存储在存储装置34中。
[0045] 例示第一时间T1为第二时间T2以上的条件(下面称为规定条件)成立的情况。在图3的t1处第一时间T1小于第二时间T2时(即,规定条件不成立时),惯性移动距离变长刀具维持速度Vm地进一步继续移动的量,从而第一时间T1增大。Pm增大刀具进一步继续移动的量,因此时间TA减少。因此,在刀具继续移动的期间,第一时间T1与第二时间T2之间的大小关系发生反转,规定条件成立。在本实施方式中,将以刀具不越过返回位置就停止为目的来开始减速的时机(图3的t1)的到来作为契机,数值控制装置1以规定周期来判断规定条件是否成立。作为一例,规定周期是约2ms一次这样的非常短的周期。因此,紧接着第一时间T1与第二时间T2之间的大小关系发生反转之后,CPU 31就判断为规定条件成立。即,在第一时间T1与第二时间T2变得相同的时机,CPU 31判断为规定条件成立。
[0046] 在规定条件成立时,Z轴反向移动处理的结束时机为XY轴移动处理的结束时机以后。即,刀具的定位动作的结束时机有可能比工作台的定位动作的结束时机晚。因此,在后述的主处理中,在伴随刀具的Z轴上升快速移动处理从而规定条件成立时,Z轴减速处理比XY方向轴移动处理先开始。此外,如果第一时间T1与第二时间T2相同,则刀具的定位动作的结束时机与工作台的定位动作的结束时机实质上相同。
[0047] 参照图4~图7来说明主处理。图4的流程图为已经按切削移动指令执行第n-1个控制指令之后的说明。CPU 31将作为图示外的计数值的n重写为1(S10)。CPU 31读入并解释加工程序所包含的第n个控制指令、第n+1个控制指令、第n+2个控制指令(S11)。CPU 31判断第n个控制指令是否为表示程序结束的控制指令(S13)。在第n个控制指令是表示程序结束的控制指令时(S13:“是”),CPU 31结束主处理。在第n个控制指令不是表示程序结束的控制指令时(S13:“否”),CPU 31判断是否为第n+1个控制指令为XY轴移动指令且第n+2个控制指令为Z轴的定位指令(S15)。在S15的判断结果为否时(S15:“否”),CPU 31将处理转移到S19。在S15的判断结果为是时(S15:“是”),CPU 31判断第n个控制指令(即本次的控制指令)是否表示Z轴上升快速移动指令(S17)。在第n个控制指令不为Z轴上升快速移动指令时(S17:“否”),CPU 31执行第n个控制指令(S19)。具体地说,CPU 31基于第n个控制指令来对电动机
50、主轴电动机54、刀库电动机55中的任一个进行驱动控制。CPU 31对n加1(S21),将处理转移到S11。
[0048] 在第n个控制指令为Z轴上升快速移动指令时(S17:“是”),CPU 31开始进行Z轴上升快速移动处理(S31)。CPU 31对Z轴电动机53进行驱动控制,刀具从切削进给的完成位置起增速地向上方移动。
[0049] CPU 31基于编码器53A的检测结果,来判断基于第一定位指令的减速开始时机是否已到来(S33)。减速开始时机是以刀具不越过返回位置就停止为目的来开始减速的时机,是基于第一定位指令的移动距离和编码器53A的检测结果来由CPU 31判断的。在判断为减速开始时机未到来时(S33:“否”),CPU 31将处理转移到S35。
[0050] 在判断为减速开始时机已到来时(S33:“是”),CPU 31基于存储装置34中存储的规定值、式(A)、编码器53A的检测结果来计算第一时间T1(S36),并基于存储装置34中存储的规定值、式(B)~式(D)、编码器50A的检测结果来计算第二时间T2(S37)。CPU 31基于通过S36计算出的第一时间和通过S37计算出的第二时间来判断规定条件是否成立(S38)。在规定条件不成立时(S38:“否”),CPU 31对Z轴电动机53进行驱动控制,来维持速度Vm地将刀具向上快速移动(S39)。
[0051] CPU 31基于编码器53A的检测结果来判断刀具是否已进入就位宽度(S41)。CPU 31基于编码器53A的检测结果来判断刀具的当前位置是否处于第一位置与返回位置之间。在刀具未进入就位宽度时(S41:“否”),CPU 31将处理转移到S36。在本例中,在规定条件不成立时(S38:“否”),CPU 31以非常短的周期(2ms一次的周期)反复进行S36~S41。在刀具到达第一位置的瞬间,编码器53A将到达信息输出到伺服放大器43,CPU 31接收到达信息。到达信息是表示刀具已到达第一位置的信息。第一位置能够视作与返回位置相同,因此到达信息还是表示刀具已到达返回位置的信息。在刀具到达第一位置的瞬间,CPU 31判断为刀具已到达返回位置(S41:“是”)。CPU 31将处理转移到S43。
[0052] CPU 31结束Z轴上升快速移动处理来开始Z轴减速处理,并开始进行与第n+1个控制指令对应的XY轴移动处理(S43)。CPU 31对Z轴电动机53进行驱动控制,使刀具以规定加速度a进行减速动作,且对XY电动机进行驱动控制,使工作台朝向指令位置移动。工作台的移动开始时机与刀具的减速开始时机相同(参照图6)。即,以式(B)规定的TA为0。
[0053] CPU 31基于编码器53A的检测结果来判断是否结束Z轴减速处理(S51)。在基于编码器53A的检测结果来看刀具的速度变为0之前(S51:“否”),CPU 31进行待机。在刀具的速度为0时,CPU 31判断为结束Z轴减速处理(S51:“是”)。CPU 31基于编码器53A的检测结果来获取惯性移动距离(S53)。CPU 31对Z轴电动机53进行驱动控制,来执行Z轴反向移动处理(S55)。CPU 31使刀具反向移动通过S53获取到的惯性移动距离(S55)。因此,在XY轴移动处理结束前,刀具被定位在返回位置。
[0054] CPU 31基于编码器51A、52A的检测结果来判断是否结束XY轴移动处理(S57)。在XY轴移动处理的结束时机前(S57:“否”),CPU 31进行待机。在基于编码器51A、52A的检测结果来看工作台的速度为0时,CPU 31判断为结束XY轴移动处理(S57:“是”)。CPU 31对n加2(S61),将处理转移到S11。
[0055] 参照图4、图5、图7来说明规定条件成立时的主处理。此外,关于与上述说明重复的处理,将说明省略或简化。
[0056] 在规定条件成立时(S38:“是”),CPU 31开始Z轴减速处理,对Z轴电动机53进行驱动控制(S45)。刀具的减速开始时机(图7的时间t2)比工作台的移动开始时机早。CPU 31判断刀具是否已进入就位宽度(S47)。S47是与S41相同的处理,CPU 31在接收来自编码器53A的到达信息之前(S47:“否”)进行待机。在刀具到达第一位置时(S47:“是”),CPU 31开始进行与第n+1个控制指令对应的XY轴移动处理(S49)。
[0057] CPU 31执行S51~S55,刀具通过Z轴反向移动处理被定位在返回位置(S55)。之后,CPU 31判断是否已结束XY轴移动处理(S57)。如上所述,在第一时间T1为第二时间T2以上时(S38:“是”),CPU 31执行S45,在刀具到达第一位置时(S47:“是”),执行XY轴移动处理(S49)。因此,在紧接着执行S55之后的S57时,工作台的速度为0,CPU 31判断为结束XY轴移动处理(S57:“是”)。因此,刀具的返回位置的定位完成时机与工作台的指令位置的定位完成时机实质上相同(参照图7)。CPU 31将处理转移到S61。
[0058] 如以上所说明的那样,数值控制装置1基于包含第一定位指令和第二定位指令的加工程序,来对Z轴电动机53、X轴电动机51、Y轴电动机52做出指示,利用刀具对工件进行加工。刀具与规定条件是否成立无关地越过返回位置进行惯性移动后停止(S53)。在规定条件成立时(S38:“是”),CPU 31在XY轴移动处理开始之前(S49)开始进行Z轴减速处理(S45)。随着S45的执行从而刀具的速度为0的时机(S51:“是”)不容易比随着基于第二定位指令的XY轴移动处理(S43)的执行从而工作台的速度为0并停止的时机(S59)晚。因此,数值控制装置1能够抑制工件加工的循环时间的增大。
[0059] 在规定条件不成立时,CPU 31以不使Z轴电动机53减速的方式进行控制,维持速度Vm地快速移动刀具(S37),因此S55中的刀具的移动距离即惯性移动距离变长,第一时间T1易于增大,从而规定条件的成立时机提前。因此,数值控制装置1能够抑制工件加工的循环时间的增大。
[0060] 在刀具的减速开始时机到来时(S33:“是”),CPU 31判断规定条件是否成立(S38)。在规定条件不成立时(S38:“否”),CPU 31以2ms一次的周期反复进行S36~S41。因此,在第一时间T1与第二时间T2相同的时机(S38:“是”),CPU 31将处理转移到S45。因此,Z轴反向移动处理的完成时机(S55)与XY轴移动处理的完成时机(S59)实质上相同。即,CPU 31在刀具的减速开始时机到来时以非常短的周期判断规定条件是否成立,且以使工作台在Z轴减速处理的完成时机停止在指令位置的方式开始XY轴移动处理(S49)。Z轴减速处理的结束时机和XY轴移动处理的结束时机不会出现一方比另一方晚的情况。因此,数值控制装置1能够进一步抑制工件加工的循环时间的增大。
[0061] 第一位置比返回位置靠工件侧且能够视作与返回位置相同,因此CPU 31接收到达信息的时机(S41:“是”)提前。因此,CPU 31开始下一个处理的时机提前。因此,S43、S45的执行提前。并且,不存在以下问题:通过XY轴移动处理来利用XY电动机进行移动的工件撞击机床5的部件等。
[0062] 在以上说明中,Z轴电动机53是本发明的第一进给电动机的一例。X轴电动机51和Y轴电动机52是本发明的第二进给电动机的一例。编码器50A是本发明的位置信息输出部的一例。执行S31、S39的CPU 31是本发明的第一移动控制部的一例。执行S43的CPU 31是本发明的第二移动控制部的一例。执行S55的CPU 31是本发明的反向移动控制部的一例。执行S36的CPU 31是本发明的第一时间计算部的一例。执行S37的CPU 31是本发明的第二时间计算部的一例。执行S38的CPU 31是本发明的判断部的一例。执行S45的CPU 31是本发明的第三移动控制部的一例。执行S39的CPU 31是本发明的第四移动控制部的一例。
[0063] S31、S39是本发明的第一移动控制步骤的一例。S43是本发明的第二移动控制步骤的一例。S55是本发明的反向移动控制步骤的一例。S36是本发明的第一时间计算步骤的一例。S37是本发明的第二时间计算步骤的一例。S38是本发明的判断步骤的一例。S45是本发明的第三移动控制步骤的一例。
[0064] 本发明不限定于上述实施例。也可以是,工作台固定于基台,XY电动机使主轴头沿XY方向移动。CPU 31也可以判断刀具是否已到达返回位置,来代替判断刀具是否已进入就位宽度(S41、S47)。即,就位宽度也可以是0。
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