機(jī)床的控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種使用了機(jī)床的切削加工中的加工路徑的控制，特別涉及能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的操作自動(dòng)地生成被稱為輥壓(roll in)的切入時(shí)的加工路徑而置換為加工程序內(nèi)的切入部分的加工路徑的機(jī)床的控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在使用機(jī)床進(jìn)行銑刀加工、槽加工等在與主軸正交的方向進(jìn)行切削加工(銑加工，參照?qǐng)D8)的情況下，存在切削開(kāi)始后的振動(dòng)大而降低工具壽命的問(wèn)題。
[0003]如圖8所示，銑加工用的切削工具2通常由多個(gè)刃3形成，但如果針對(duì)其中一個(gè)刃觀察其切削動(dòng)作，則由于主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(主軸旋轉(zhuǎn)方向M)和向與主軸的正交的軸的方向的移動(dòng)Q，刃3對(duì)著工件4生成切肩。
[0004]切削工具2的刃3在對(duì)著工件4后，由于主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而向工件4的外側(cè)脫出，但同時(shí)也進(jìn)行與主軸正交的軸的移動(dòng)Q，因此銑加工成立。在切削工具2直線地切入工件4時(shí)，到切入到該切削工具2的半徑量(工具直徑D的一半)的距離為止，切削工具2從工件4脫出時(shí)的切肩的厚度變厚。切削工具2，在開(kāi)始向工件4切入后從工件4脫出時(shí)的切削的厚度厚，因此從工件4脫出時(shí)的振動(dòng)變大，存在工具壽命降低的問(wèn)題。
[0005]為了解決該問(wèn)題，一般已知使用圖9所示那樣被稱為輥壓的切入時(shí)的加工路徑的方法。輥壓是指以下的工具路徑，即在銑加工時(shí)切削工具2切入工件4時(shí)，在到切入該切削工具2的半徑量的距離(工具直徑D的一半的距離)為止的期間，一邊描繪圓弧8一邊進(jìn)入工件4，使得切肩排出位置7成為與工件4的端面6和加工槽寬度線5相交的地方接近的位置。根據(jù)該工具路徑，切削工具2能夠保持從工件4脫出時(shí)的切肩厚度薄地切入到工件4中，因此可以說(shuō)是對(duì)賦予切削工具2的負(fù)荷少的機(jī)械有利的加工路徑。
[0006]但是，在已經(jīng)輸入到控制機(jī)床的控制裝置上的加工程序、或生成加工程序時(shí)，計(jì)算用于進(jìn)行輥壓的加工開(kāi)始位置并將描繪圓弧的切入開(kāi)始路徑反映到上述生成時(shí)的加工程序非常麻煩，因此在市場(chǎng)上幾乎沒(méi)有普及使用被稱為輥壓的切入部分的加工路徑的加工方法自身。
[0007]另一方面，例如在日本特開(kāi)2004-252839號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了在機(jī)床中防止工具的破損的技術(shù)。該技術(shù)用于檢測(cè)對(duì)使工具旋轉(zhuǎn)的主軸、工具進(jìn)給軸施加的負(fù)荷，根據(jù)該檢測(cè)負(fù)荷的大小來(lái)防止工具的破損。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，本發(fā)明的目的在于:提供一種機(jī)床的控制裝置，其能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的操作自動(dòng)地生成被稱為輥壓的切入時(shí)的加工路徑，并置換為加工程序內(nèi)的切入部分的加工路徑。
[0009]本發(fā)明的機(jī)床的控制裝置控制機(jī)床，該機(jī)床具備主軸、使工件在與上述主軸正交的方向上相對(duì)移動(dòng)的至少2個(gè)進(jìn)給軸，依照加工程序，使安裝在上述主軸上的工具旋轉(zhuǎn)并切削上述工件。
[0010]本發(fā)明的機(jī)床控制裝置的第一形式具備:位置方向確定單元，其在執(zhí)行上述加工程序，在上述工具切入上述工件時(shí)，確定上述工具最初與上述工件接觸的位置、上述工具切入上述工件時(shí)的加工方向；移動(dòng)路徑修正單元，其向上述加工程序插入輥壓路徑指令，該輥壓路徑指令將通過(guò)上述位置方向確定單元確定的上述工具最初與上述工件接觸的位置為終點(diǎn)。
[0011]本發(fā)明的機(jī)床的控制裝置的第二形式具備:切削負(fù)荷值存儲(chǔ)單元，其在執(zhí)行上述加工程序的切削指令的過(guò)程中，在每個(gè)預(yù)定時(shí)間存儲(chǔ)切削負(fù)荷值；加工信息存儲(chǔ)單元，其在每個(gè)預(yù)定時(shí)間存儲(chǔ)包含各軸的坐標(biāo)值的切削中的加工信息。；切削結(jié)束位置存儲(chǔ)單元，其除了存儲(chǔ)預(yù)先確定的工具直徑以外，還存儲(chǔ)通過(guò)上述切削負(fù)荷值存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)的切削負(fù)荷值超過(guò)預(yù)先確定的閾值時(shí)的各軸的坐標(biāo)值作為切削結(jié)束位置；移動(dòng)路徑修正單元，其在上述加工程序的切削開(kāi)始的切削指令程序塊之前插入將上述切削結(jié)束位置設(shè)為終點(diǎn)的預(yù)先設(shè)定的曲率半徑的圓弧插值指令，并且插入連接從該切削指令程序塊的起點(diǎn)到上述圓弧插值指令的起點(diǎn)的線性插值指令。
[0012]上述機(jī)床的控制裝置還可以具備:中斷單元，其在通過(guò)上述切削結(jié)束位置存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)了切削結(jié)束位置時(shí)，中斷上述加工程序的執(zhí)行。
[0013]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種機(jī)床的控制裝置，其能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的操作自動(dòng)地生成被稱為輥壓的切入時(shí)的加工路徑，并置換為加工程序內(nèi)的切入部分的加工路徑。
【附圖說(shuō)明】
[0014]根據(jù)參照附圖的以下實(shí)施例的說(shuō)明能夠了解本發(fā)明的上述和其他目的和特征。
[0015]圖1是本發(fā)明的機(jī)床的控制裝置的一個(gè)實(shí)施方式(數(shù)值控制裝置)的主要部分框圖。
[0016]圖2是表示確定切削開(kāi)始位置(工具與工件接觸的位置)和加工方向的處理的步驟的流程圖。
[0017]圖3是表示置換切削開(kāi)始部分的G代碼的處理的步驟的流程圖。
[0018]圖4是表示變更前加工程序的切削開(kāi)始部分的加工路徑的圖。
[0019]圖5是表示本發(fā)明的方法的變換后的加工程序的切削開(kāi)始部分的加工路徑的圖。
[0020]圖6是表示在圖5中XY平面的變更后的切削開(kāi)始部分的加工路徑的圖。
[0021]圖7是表示加工槽的寬度比切削工具的工具直徑大的情況下的輥壓加工的方法的圖。
[0022]圖8是說(shuō)明銑加工的圖。
[0023]圖9是說(shuō)明輥壓的加工方法的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]使用圖1說(shuō)明本發(fā)明的機(jī)床的控制裝置的一個(gè)實(shí)施方式(數(shù)值控制裝置)。
[0025]CPU 11是整體地控制數(shù)值控制裝置10的處理器，經(jīng)由總線19讀出存儲(chǔ)在R0M12中的系統(tǒng)程序，依照該讀出的系統(tǒng)程序控制數(shù)值控制裝置10的整體。在RAM13中存儲(chǔ)暫時(shí)的計(jì)算數(shù)據(jù)、顯示數(shù)據(jù)、操作者經(jīng)由顯示器/MDI單元70輸入的各種數(shù)據(jù)。
[0026]SRAM存儲(chǔ)器14構(gòu)成為即使數(shù)值控制裝置10的電源切斷也保持存儲(chǔ)狀態(tài)的非易失性存儲(chǔ)器。接口 15用于與輸入加工程序等、各種數(shù)據(jù)的外部設(shè)備(未圖示)進(jìn)行連接。在SRAM存儲(chǔ)器14內(nèi)存儲(chǔ)經(jīng)由接口 15讀入的加工程序、經(jīng)由顯示器/MDI單元70輸入的加工程序等。另外，在ROM12中，預(yù)先寫入有用于實(shí)施生成和編輯加工程序所需要的編輯模式的處理、用于自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的處理的各種系統(tǒng)程序。在ROM12中還存儲(chǔ)有負(fù)荷監(jiān)視程序。
[0027]PMC(可編程設(shè)備控制器)16根據(jù)內(nèi)置于數(shù)值控制裝置10中的時(shí)序程序，經(jīng)由1/0單元17向機(jī)床的輔助裝置(例如工具更換用的機(jī)器手這樣的執(zhí)行元件)輸出信號(hào)，控制該輔助裝置。另外，PMC16接收配備在機(jī)床的主體上的操作盤(未圖示)的各種開(kāi)關(guān)等的信號(hào)，在進(jìn)行了必要的信號(hào)處理后，傳送到CPU11。
[0028]各軸的軸控制電路30?32接收來(lái)自CPU11的各軸的移動(dòng)指令，向伺服放大器40?42輸出各軸的指令。伺服放大器40?42接收該指令，驅(qū)動(dòng)各軸的伺服電動(dòng)機(jī)50?52。各軸的伺服電動(dòng)機(jī)50?52內(nèi)置位置/速度檢測(cè)器，向軸控制電路30?32反饋來(lái)自該位置/速度檢測(cè)器的位置/速度反饋信號(hào)，進(jìn)行位置/速度的反饋控制?？梢愿鶕?jù)該位置/速度反饋信號(hào)時(shí)刻(每個(gè)預(yù)定周期)取得各進(jìn)給軸的位置信息。此外，在圖1中，省略了位置/速度的反饋。伺服電動(dòng)機(jī)50、51、52驅(qū)動(dòng)機(jī)床的X、Y、Z軸。
[0029]主軸控制電路60接收主軸旋轉(zhuǎn)指令，向主軸放大器61輸出主軸速度信號(hào)。主軸放大器61接收主軸速度信號(hào)，使主軸電動(dòng)機(jī)(SM)62依照所指示的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。通過(guò)速度檢測(cè)器63檢測(cè)的主軸電動(dòng)機(jī)62的轉(zhuǎn)速被反饋到主軸控制電路60，用于主軸電動(dòng)機(jī)62的速度控制。
[0030]在控制主軸電動(dòng)機(jī)62的主軸控制電路60中設(shè)置干擾推定觀察器，通過(guò)該觀察器檢測(cè)對(duì)主軸電動(dòng)機(jī)施加的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩(負(fù)荷值)，但也可以不設(shè)置觀察器，而簡(jiǎn)單地根據(jù)流過(guò)主軸電動(dòng)機(jī)62的驅(qū)動(dòng)電流測(cè)定對(duì)主軸電動(dòng)機(jī)62施加的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩。進(jìn)而，也可以特別地追加轉(zhuǎn)矩傳感器而測(cè)定負(fù)荷轉(zhuǎn)矩。
[0031]進(jìn)而，在上述實(shí)施方式中，通過(guò)測(cè)定對(duì)主軸電動(dòng)機(jī)(SM)施加的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩而求出切削負(fù)荷(主軸負(fù)荷值)，但也可以測(cè)定對(duì)工具進(jìn)給軸的X、Y、Z軸的伺服電動(dòng)機(jī)50、51、52施加的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩并測(cè)定切削負(fù)荷(進(jìn)給軸負(fù)荷值)。在該情況下，在對(duì)工具進(jìn)給軸的X、Υ、Ζ軸的伺服電動(dòng)機(jī)50、51、52進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的軸控制電路30、31、32中組裝干擾推定觀察器，通過(guò)該干擾推定觀察器測(cè)定對(duì)各電動(dòng)機(jī)施加的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩。
[0032]另外，也可以簡(jiǎn)單地測(cè)定各伺服電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流，根據(jù)該驅(qū)動(dòng)電流來(lái)推定負(fù)荷轉(zhuǎn)矩。進(jìn)而，也可以附加轉(zhuǎn)矩傳感器，來(lái)測(cè)定對(duì)各軸的伺服電動(dòng)機(jī)施加的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩。另外，在測(cè)定到對(duì)工具進(jìn)給軸的X、Υ、Ζ軸的伺服電動(dòng)機(jī)50、51、52施加的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩的情況下，也可以將對(duì)各伺服電動(dòng)機(jī)施加的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩合成而求出合成負(fù)荷轉(zhuǎn)矩，將其作為切削負(fù)荷轉(zhuǎn)矩。
[0033]以上那樣的數(shù)值控制裝置10的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有的數(shù)值控制裝置的結(jié)構(gòu)相比沒(méi)有改變，通過(guò)該數(shù)值控制裝置10驅(qū)動(dòng)控制3軸加工機(jī)。另外，數(shù)值控制裝置10的處理器(CPU) 100執(zhí)行以下的軟件，即通過(guò)簡(jiǎn)單的操作自動(dòng)地生成后述的本發(fā)明的被稱為輥壓的切入時(shí)的加工路徑，并置換為加工程序內(nèi)的切入部分的加工路徑。此外，如果具備使主軸和工件在與主軸正交的方向上相對(duì)移動(dòng)的2個(gè)進(jìn)給軸(例如X軸和Y軸)，則能夠進(jìn)行輥壓的加工。
[0034]<1>關(guān)于切削開(kāi)始位置(工具與工件接觸的位置)和加工方向等的信息取得單元
[0035]圖2是表示確定切削開(kāi)始位置(工具與工件接觸的位置)和加工方向的處理的步驟的流程圖。
[0036]在自動(dòng)地將現(xiàn)有的加工程序的切入部分的加工路徑置換為輥壓的加工路徑時(shí)，首先需要取得必要的信息。以下依照各步驟說(shuō)明取得信息的方法。
[0037][步驟SA01]啟動(dòng)加工程序(PR01)。
[0038][步驟SA02]同時(shí)將第一各軸位置(X1、Yl、Z1)以及切削指令代碼(G)、主軸負(fù)荷值(P)、程序行數(shù)(L)、主軸旋轉(zhuǎn)方向(M)存儲(chǔ)在控制裝置的存儲(chǔ)器內(nèi)。
[0039][步驟SA03]判斷是否經(jīng)過(guò)了預(yù)先確定的預(yù)定的時(shí)間(T)，在沒(méi)有經(jīng)過(guò)的情況下，到經(jīng)過(guò)為止等待，在經(jīng)過(guò)了的情況下前進(jìn)到步驟SA03。
[0040][步驟SA04]判斷所存儲(chǔ)的主軸負(fù)荷值(P)是否大于預(yù)先確定的閾值(P0)，在主軸負(fù)荷值(P)不大于閾值(P0)的情況下返回到步驟SA02，但在主軸負(fù)荷值(P)大于閾值(P0)的情況下，判斷為切削工具與工件接觸，前進(jìn)到步驟SA0