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DE102017222137A1 - Numerische Steuervorrichtung - Google Patents

Numerische Steuervorrichtung Download PDF

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DE102017222137A1
DE102017222137A1 DE102017222137.2A DE102017222137A DE102017222137A1 DE 102017222137 A1 DE102017222137 A1 DE 102017222137A1 DE 102017222137 A DE102017222137 A DE 102017222137A DE 102017222137 A1 DE102017222137 A1 DE 102017222137A1
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tool
program
retraction
unit
workpiece
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Iwao Makino
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Original Assignee
Fanuc Corp
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Abstract

Es wird die Ausführung eines Rückzugsvorgangs und eines Werkzeugrückzugsprogramms in kurzer Zeit bereitgestellt, wenn eine Bearbeitung wegen Erfassung einer Anomalie gestoppt wird. Eine numerische Steuervorrichtung 1, die eine Werkzeugmaschine steuert, die ein Werkstück bearbeitet, indem sie ein Werkzeug relativ zum Werkstück auf der Grundlage eines Bearbeitungsprogramms bewegt, umfasst: eine Programmanalyseeinheit, die das Bearbeitungsprogramm analysiert und Bewegungsbefehlsdaten generiert; eine Anomalieerfassungseinheit, die Anomalien während der Bearbeitung erfasst; eine Rückzugssteuereinheit, die, wenn Anomalien von der Anomalieerfassungseinheit erfasst werden, einen Operationsbefehl für einen Rückzugsvorgang zum Zurückziehen des Werkzeugs vom Werkstück bereitstellt; und eine Bewegungsausmaß-Integrationseinheit, die einen Bewegungsausmaß des Werkzeugs auf der Grundlage des von der Rückzugssteuereinheit bereitgestellten Operationsbefehls integriert. Die Programmanalyseeinheit führt ein Werkzeug-Rückzugsprogramm aus, um das Werkzeug oder das Werkstück zu einer vorbestimmten Position zu bewegen, nach Hinzufügen des Bewegungsausmaßes des Werkzeugs durch den Rückzugsvorgang, der durch die Bewegungsausmaß-Integrationseinheit integriert wurde, zu einem Koordinatenwert des Werkzeugs im Bearbeitungsprogramm, um den Koordinatenwert zu einem Zeitpunkt zu aktualisieren, zu dem der Rückzugsvorgang durch die Rückzugssteuereinheit endet.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine numerische Steuervorrichtung.
  • Hintergrund
  • Bekannt ist eine Bearbeitungssteuervorrichtung, die, wenn ein Spannungsabfall aufgrund eines Stromausfalls oder einer Anomalie bzw. Unregelmäßigkeit einer Stromversorgung auftritt, Daten auf der Grundlage einer Werkzeugrückzugsformel zu den Bearbeitungsbahn-Profildaten hinzufügt, ein Werkzeug von dem Werkstück zurückzieht, während die Bearbeitung durch das Werkzeug innerhalb eines Zeitraums fortgesetzt wird, bis ein Steuerungsvorgang deaktiviert wird, und danach eine Werkzeugmaschine stoppt (siehe z.B. Patentliteratur 1).
  • Patentliteratur PTL 1: Japanische Patentveröffentlichung Nr. 3810662
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • In der in Patentliteratur 1 beschriebenen Bearbeitungssteuerung wird ein Bearbeitungsvorgang nach einem Rückzugsvorgang zum Zurückziehen des Werkzeugs auf eine von dem Werkstück entfernte Position gestoppt. Um jedoch zu verhindern, dass das Werkstück und das Werkzeug durch eine unerwartete Bewegung des Werkzeugs zum Zeitpunkt des Abschaltens der Erregung der Motoren der Werkzeugmaschine beschädigt werden, und um das Werkzeug oder das Werkstück weiter in eine Position zu bringen, in der es leicht möglich ist, den Betrieb nach dem Rückzug wieder aufzunehmen, ist die Ausführung eines Werkzeugrückzugsprogramms manchmal notwendig, nachdem der Rückzug abgeschlossen ist.
  • Wie oben erläutert worden ist, werden jedoch die Daten, die auf der Formel für den Werkzeugrückzug basieren, die beim Rückzugsvorgang verwendet wird, unabhängig von einem Bearbeitungsprogramm generiert. Deshalb fahren die Motoren nach dem Ende des Rückzugsvorgangs auf Positionen, die sich von den Positionen unterscheiden, die im Bearbeitungsprogramm erfasst wurden. Um das Werkzeugrückzugsprogramm auszuführen, ist es daher notwendig, dass die Bearbeitungssteuerung durch ein Zurücksetzen (Reset) die aktuellen Positionen der Motoren wieder erkennt, das Werkzeugrückzugsprogramm auswählt und einen Zyklusstart auf das Werkzeugrückzugsprogramm anwendet.
  • Deshalb dauern die Operationen bzw. Vorgänge für das Zurücksetzen, die Programmauswahl und den Zyklusstart einige Zeit. In manchen Fällen sind vom Ende des Rückzugsvorgangs bis zum Start des Werkzeugrückzugsprogramms mehrere Sekunden erforderlich. Insbesondere wenn das Werkzeugrückzugsprogramm bei Stromausfall ausgeführt wird, ist eine unterbrechungsfreie Stromversorgung wie z.B. ein Kondensator-Modul mit großer Kapazität erforderlich. Außerdem ist es unangenehm, dass hohe Kosten für eine große Maschine und eine Maschine mit einer großen Anzahl von Achsen anfallen.
  • Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der oben erläuterten Umstände entwickelt, wobei es ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine numerische Steuervorrichtung bereitzustellen, die den Rückzugsvorgang und das Werkzeugrückzugsprogramm in kurzer Zeit ausführen kann, wenn die Bearbeitung aufgrund einer Erfassung von Unregelmäßigkeiten (Anomalieerfassung) gestoppt wird.
  • Lösung des Problems
  • Um dieses Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung die folgenden Mittel zur Verfügung.
  • Nach einem Aspekt der Erfindung, gibt es eine numerische Steuervorrichtung, die eine Werkzeugmaschine steuert, die ein Werkstück bearbeitet, indem sie ein Werkzeug relativ zum Werkstück auf der Grundlage eines Bearbeitungsprogramms bewegt, wobei die numerische Steuervorrichtung umfasst: eine Programmanalyseeinheit, die das Bearbeitungsprogramm analysiert und Bewegungsbefehlsdaten generiert; eine Anomalieerfassungseinheit, die Anomalien während der Bearbeitung erfasst; eine Rückzugssteuereinheit, die, wenn eine Anomalie von der Anomalieerfassungseinheit erfasst wird, einen Operationsbefehl für einen Rückzugsvorgang zum Zurückziehen des Werkzeugs vom Werkstück bereitstellt; und eine Bewegungsausmaß-Integrationseinheit, die einen Bewegungsausmaß des Werkzeugs auf der Grundlage des von der Rückzugssteuereinheit bereitgestellten Operationsbefehls integriert. Die Programmanalyseeinheit führt ein Werkzeug-Rückzugsprogramm aus, um das Werkzeug oder das Werkstück zu einer vorbestimmten Position zu bewegen, nach Hinzufügen des Bewegungsausmaßes des Werkzeugs durch den Rückzugsvorgang, der durch die Bewegungsausmaß-Integrationseinheit integriert wurde, zu einem Koordinatenwert des Werkzeugs im Bearbeitungsprogramm, um den Koordinatenwert zu einem Zeitpunkt zu aktualisieren, zu dem der Rückzugsvorgang durch die Rückzugssteuereinheit endet.
  • Nach diesem Aspekt bewegt sich das Werkzeug relativ zum Werkstück und die vorgegebene Bearbeitung wird auf das Werkstück gemäß den Bewegungsbefehlsdaten angewendet, die auf der Grundlage des von der Programmanalyseeinheit analysierten Bearbeitungsprogramms generiert werden. Wenn während der Bearbeitung des Werkstücks durch das Werkzeug eine Anomalie wie z.B. ein Stromausfall auftritt, wird die Anomalie von der Anomalieerfassungseinheit erfasst bzw. erkannt. Der Operationsbefehl für den Rückzugsvorgang wird von der Rückzugssteuereinheit bereitgestellt.
  • Auch während des Rückzugsvorgangs wird die Bearbeitung des Werkstücks mit den von der Programmanalyseeinheit generierten Bewegungsbefehlsdaten fortgesetzt. Daher wird der Operationsbefehl für den Rückzugsvorgang den Bewegungsbefehlsdaten, die von der Programmanalyseeinheit generiert werden, überlagert. Dadurch wird das Werkzeug vom Werkstück zurückgezogen, während die Bearbeitung des Werkstücks fortgesetzt wird. Es ist somit möglich, eine Beschädigung des Werkstücks und des Werkzeugs durch einen plötzlichen Stopp oder eine plötzliche Richtungsänderung des Werkzeugs zu verhindern.
  • In diesem Fall wird während des Rückzugsvorgangs das Bewegungsausmaß des Werkzeugs auf der Grundlage des von der Rückzugssteuerung gelieferten Operationsbefehls von der Bewegungsausmaß-Integrationseinheit integriert. Wenn der Rückzugsvorgang beendet ist, wird das integrierte Bewegungsausmaß zum Koordinatenwert des Werkzeugs im Bearbeitungsprogramm addiert und der Koordinatenwert von der Programmanalyseeinheit aktualisiert. Folglich wird der Koordinatenwert des Werkzeugs im Bearbeitungsprogramm mit dem Koordinatenwert des realen Werkzeugs abgeglichen.
  • Danach ist es möglich, durch die Ausführung des Rückzugsprogramms das Werkzeug oder das Werkstück auf die vorgegebene Position zurückzuziehen. Das heißt, durch die Aktualisierung des Koordinatenwertes des Werkzeugs im Bearbeitungsprogramm ist es möglich, wenn der Rückzug beendet ist, eine aktuelle Position des Werkzeugs mit einer Position, die im Bearbeitungsprogramm erfasst wurde, abzugleichen. Es ist möglich, das Werkzeug-Rückzugsprogramm sofort auszuführen, ohne dass Prozeduren wie Automatik-Betriebshaltezustand, Reset, Auswahl des Werkzeug-Rückzugsprogramms und Zyklusstart durchgeführt werden müssen. Folglich ist es möglich, den Rückzugsvorgang und das Werkzeugrückzugsprogramm in kurzer Zeit auszuführen, wenn die Bearbeitung aufgrund von Anomalien gestoppt wird. Es ist ferner möglich, Kosten für eine unterbrechungsfreien Stromversorgung, wie z.B. eines Kondensator-Moduls mit großer Kapazität, zu reduzieren.
  • Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine numerische Steuervorrichtung bereitgestellt, die eine Werkzeugmaschine steuert, die ein Werkstück bearbeitet, indem sie ein Werkzeug relativ zum Werkstück auf der Grundlage eines Bearbeitungsprogramms bewegt, wobei die numerische Steuervorrichtung umfasst: eine Programmanalyseeinheit, die das Bearbeitungsprogramm analysiert und Bewegungsbefehlsdaten generiert; eine Anomalieerfassungseinheit, die Anomalien während der Bearbeitung erfasst; eine Rückzugssteuereinheit, die, wenn Anomalien von der Anomalieerfassungseinheit erfasst werden, einen Operationsbefehl für einen Rückzugsvorgang zum Zurückziehen des Werkzeugs vom Werkstück bereitstellt; und eine Gesamtbewegungskoordinaten-Berechnungseinheit, die sequentiell eine Gesamtbewegungskoordinate berechnet, die durch Addition einer Programmkoordinate der Programmanalyseeinheit und eines integrierten Wertes eines Bewegungsausmaßes, der von der Rückzugssteuereinheit bereitgestellt wird, erhalten wird. Die Programmanalyseeinheit führt ein Werkzeugrückzugsprogramm aus, um das Werkzeug oder das Werkstück zu einer vorbestimmten Position zu bewegen, nachdem sie einen Koordinatenwert in dem Bearbeitungsprogramm auf die Gesamtbewegungskoordinate aktualisiert hat, die von der Gesamtbewegungskoordinatenberechnungseinheit zu einem Zeitpunkt berechnet wurde, zu dem der Rückzugsvorgang durch die Rückzugssteuereinheit endet.
  • Nach diesem Aspekt wird während des Rückzugsvorgangs die Gesamtbewegungskoordinate, die durch Addition des integrierten Wertes des Bewegungsausmaßes des Werkzeugs auf der Grundlage des von der Rückzugssteuerung gelieferten Operationsbefehls und des Programmkoordinatenwertes der Programmanalyseeinheit erhalten wird, von der Gesamtbewegungskoordinatenberechnungseinheit fortlaufend berechnet. Wenn der Rückzug beendet ist, wird die errechnete Gesamtbewegungskoordinate als Koordinatenwert des Werkzeugs im Bearbeitungsprogramm durch die Programmanalyseeinheit gesetzt. Folglich wird der Koordinatenwert des Werkzeugs im Bearbeitungsprogramm mit dem Koordinatenwert des realen Werkzeugs abgeglichen.
  • Danach ist es möglich, durch die Ausführung des Rückzugsprogramms das Werkzeug oder das Werkstück auf die vorgegebene Position zurückzuziehen. Das heißt, durch die Aktualisierung des Koordinatenwertes des Werkzeugs im Bearbeitungsprogramm, wenn der Rückzug beendet ist, ist es möglich, eine aktuelle Position des Werkzeugs mit einer Position, die im Bearbeitungsprogramm erfasst wurde, abzugleichen. Es ist möglich, das Werkzeug-Rückzugsprogramm sofort auszuführen, ohne dass Verfahren wie Automatik-Betriebshaltezustand, Reset, Auswahl des Werkzeug-Rückzugsprogramms und Zyklusstart durchgeführt werden müssen. Folglich ist es möglich, den Rückzugsvorgang und das Werkzeugrückzugsprogramm in kurzer Zeit auszuführen, wenn die Bearbeitung aufgrund von Anomalien gestoppt wird. Es ist möglich, Kosten für eine unterbrechungsfreien Stromversorgung, wie z.B. eines Kondensator-Moduls mit großer Kapazität, zu reduzieren.
  • Bei diesem Aspekt kann, nachdem der Rückzugsvorgang durch die Rückzugssteuereinheit beendet ist, die Programmanalyseeinheit die Drehung einer Spindel, die das Werkzeug dreht, verzögern und regenerative Energie der Spindel sammeln.
  • Auf diese Weise ist es möglich, die regenerative Energie, die durch die Verzögerung der Spindeldrehzahl erzeugt wird, zu sammeln und zu nutzen. Es ist möglich, die elektrische Leistung im Falle eines Stromausfalls durch einen Stromausfall zu ergänzen und das Werkzeugrückzugsprogramm auf sicherere Art und Weise auszuführen.
  • Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
  • Nach der vorliegenden Erfindung gibt es den Effekt, dass es möglich ist, den Rückzug und das Werkzeugrückzugsprogramm in kurzer Zeit auszuführen, wenn die Bearbeitung wegen einer Anomalieerfassung gestoppt wird.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Blockschaltbild einer numerischen Steuervorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 2(a) ist ein Diagramm zur Erläuterung der Bearbeitung in einem Rückzugsvorgang bei wiederholter Ausführung eines Zyklusvorgangs der in 1 gezeigten numerischen Steuervorrichtung, und 2(b) ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Stopps der Bearbeitung im Rückzugsvorgang bei wiederholter Ausführung des Zyklusvorgangs der in 1 gezeigten numerischen Steuervorrichtung.
    • 3 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung der Steuerung bei Auftreten von Anomalien in der numerischen Steuervorrichtung, wie es in 1 dargestellt ist.
    • 4 ist ein schematisches Schema zur Erläuterung des Vorhandenseins und Nichtvorhandenseins des in 1 gezeigten Rückzugsvorgangs der numerischen Steuervorrichtung.
    • 5 ist ein Diagramm zur Erläuterung der Positionen auf einer Maschinenkoordinate eines Werkzeugs aufgrund des Vorhandenseins und Nichtvorhandenseins des Rückzugsvorgangs der in 1 gezeigten numerischen Steuervorrichtung.
    • 6 ist ein Blockschaltbild, das eine Modifikation der in 1 gezeigten numerischen Steuervorrichtung zeigt.
    • 7 ist ein Diagramm zur Erläuterung der Positionen auf einer Maschinenkoordinate eines Werkzeugs aufgrund des Vorhandenseins und Nichtvorhandenseins des Rückzugsvorgangs der numerischen Steuervorrichtung gemäß 6.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • Eine numerisches Steuervorrichtung 1 nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert.
  • Die numerische Steuervorrichtung 1 nach dieser Ausführungsform umfasst, wie in 1 dargestellt ist, eine Programmanalyseeinheit 10, eine Anomalieerfassungseinheit 11, eine Rückzugssteuereinheit 12, eine Bewegungsausmaß-Integrationseinheit 13, eine Interpolationseinheit 14, eine Nach-Interpolation-Beschleunigungs-/Verzögerungseinheit 15 und eine Servomotorsteuereinheit 16.
  • Die Programmanalyseeinheit 10 analysiert ein Bearbeitungsprogramm 20, das in einem Speicher o.ä. gespeichert ist (nicht dargestellt) oder über ein MDI/Anzeigemittel o.ä. (nicht dargestellt) eingegeben wurde, und erzeugt Bewegungsbefehlsdaten für die Antriebsachsen einer Maschine in einer im Bearbeitungsprogramm 20 eingestellten Programmkoordinate (eine Koordinate in einem Programm).
  • Die Interpolationseinheit 14 erzeugt Daten, die durch die Durchführung der Interpolationsberechnung von Punkten auf einer Befehlsroute in einem Interpolationszyklus auf der Grundlage der von der Programmanalyseeinheit 10 ausgegebenen Bewegungsbefehlsdaten erhalten werden.
  • Die Nach-Interpolation-Beschleunigungs-/Verzögerungseinheit 15 führt die Beschleunigungs-/Verzögerungsverarbeitung auf der Grundlage der von der Interpolationseinheit 14 ausgegebenen Interpolationsdaten durch, berechnet die Geschwindigkeiten der Antriebsachsen bei jedem Interpolationszyklus und gibt die Ergebnisdaten an die Servomotorsteuereinheit 16 aus.
  • Die Servomotorsteuereinheit 16 steuert Antriebseinheiten einer Werkzeugmaschine wie z.B. einen Servomotor 17 auf der Basis der Ausgabe der Nach-Interpolation-Beschleunigungs-/Verzögerungseinheit 15.
  • Die Anomalieerfassungseinheit 11 überwacht z.B. eine Spannung aus einer Stromversorgung, erkennt einen Zeitpunkt, zu dem ein Spannungsabfall wie z.B. ein Stromausfall auftritt, und gibt ein Erfassungssignal an die Rückzugssteuereinheit 12 aus.
  • Die Rückzugssteuereinheit 12 erzeugt einen Operationsbefehl für ein Werkzeug, das sich entsprechend einem von Parametern oder ähnlichem im Voraus festgelegten Rückzugsausmaß und -geschwindigkeit von dem Werkstück zurückzieht. Der generierte Bewegungsbefehl wird der Ausgabe der Bewegungsbefehlsdaten aus der Programmanalyseeinheit 10 überlagert.
  • Wenn z.B. das Erfassungssignal der Anomalieerfassungseinheit 11 eintrifft, gibt die Rückzugssteuereinheit 12 in einigen Fällen einen Operationsbefehl mit dem durch die Parameter im Voraus festgelegten Rückzugsausmaß aus, und in anderen Fällen gibt die Rückzugssteuereinheit 12 einen Operationsbefehl für den Rückzug aus, bis die Bearbeitung in einem Zyklus beendet ist, wenn ein Zyklus wiederholt ausgeführt wird, um die Bearbeitung durchzuführen.
  • Die Integrationseinheit 13 integriert ein Bewegungsausmaß des Werkzeugs auf der Grundlage des Operationsbefehls für den Rückzugsvorgang, der von der Rückzugssteuereinheit 12 bereitgestellt wird.
  • 2(a) und 2(b) sind erläuternde Diagramme des Rückzugsvorgangs zu dem Zeitpunkt, zu dem der Zyklusvorgang wiederholt ausgeführt wird, um die Bearbeitung durchzuführen.
  • Eine Nocke (Werkstück) 21 in der Figur wird um eine Drehachse gedreht. Eine Schleifeinrichtung (Werkzeug) 22 in der Figur wird auf einer Linearachse hin und her bewegt. Die Schleifeinrichtung 22 führt wiederholt den Arbeitsgang eines Zyklus aus, bei dem die Drehachse und die Linearachse synchron zueinander arbeiten, um so die Nocke 21 zu bearbeiten. Wenn die Bearbeitung in der in 2(a) gezeigten Position angehalten wird, dreht sich die Drehachse mit Massenträgheit, wobei die Nocke 21 und die Schleifeinrichtung 22 miteinander kollidieren. Daher ist es, wie in 2(b) dargestellt ist, notwendig, die Bearbeitung in einer Position zu stoppen, in der die Nocke 21 und die Schleifeinrichtung 22 am weitesten voneinander entfernt sind.
  • Wenn der Rückzugsvorgang ausgeführt wird, während der Zyklusvorgang wiederholt ausgeführt wird, um die Bearbeitung durchzuführen, ist ein Bewegungsausmaß des Rückzugsvorgangs unregelmäßig, da ein Zeitpunkt der Erfassung von Anomalien unregelmäßig ist und der Rückzugsvorgang am Ende eines Zyklusvorgangs beendet wird. Deshalb integriert die Bewegungsausmaß-Integrationseinheit 13 bis zum Ende des Rückzugsvorganges ein Bewegungsausmaß durch den Ausgang des Rückzugsvorganges von der Rückzugssteuereinheit 12. Zu einem Zeitpunkt, an dem der Rückzugsvorgang beendet ist, gibt die Bewegungsausmaß-Integrationseinheit 13 das integrierte Bewegungsausmaß an die Programmanalyseeinheit 10 aus.
  • Die Programmanalyseeinheit 10 addiert das integrierte Bewegungsausmaß der Rückzugsvorgangeingabe von der Bewegungsausmaß-Integrationseinheit 13 und einen im Bearbeitungsprogramm 20 erkannten Programmkoordinatenwert und aktualisiert den Programmkoordinatenwert als neuen Programmkoordinatenwert. Das Programmanalysegerät 10 führt das Rückzugsprogramm aus, nachdem der Programmkoordinatenwert aktualisiert wurde.
  • Das Werkzeugrückzugsprogramm ist ein Programm, mit dem das Werkstück oder das Werkzeug an eine Position gebracht werden können, an der sie leicht wieder in Betrieb genommen werden können.
  • Nachfolgend wird der Betrieb der numerischen Steuervorrichtung 1 entsprechend dieser wie oben beschrieben konfigurierten Ausführungsform erläutert.
  • Mit der numerischen Steuervorrichtung 1 nach dieser Ausführungsform bewegt sich das Werkzeug relativ zum Werkstück entsprechend den Bewegungsbefehlsdaten, die vom Programmanalysegerät 10 auf der Grundlage des Bearbeitungsprogramms 20 erzeugt werden. Das Werkstück wird mit einer vordefinierten Bearbeitung bearbeitet.
  • Tritt während der Bearbeitung eine Anomalie wie z.B. ein Stromausfall auf, wie es in 3 dargestellt ist, wird die Anomalie von der Anomalieerfassungseinheit 11 (Schritt S1) erkannt, ein Anomalieerfassungssignal an die Rückzugssteuereinheit 12 gesendet und ein Rückzugsvorgang gestartet (Schritt S2). In Schritt S2 wird ein integrierter Wert des Operationsbefehls für den Rückzugsvorgang auf 0 initialisiert.
  • Zu einem Zeitpunkt, zu dem das Signal zur Erfassung von Anomalien eingegeben wurde, generiert die Rückzugssteuereinheit 12 einen Operationsbefehl, mit dem das Werkzeug entsprechend dem Rückzugsausmaß und der Geschwindigkeit, die durch die Parameter und dergleichen im Voraus festgelegt werden, vom Werkstück zurückgezogen wird.
  • Auch während des Rückzugsvorgangs wird die Bereitstellung des Operationsbefehls für die Bearbeitung des Werkstücks durch das Programmanalysegerät 10 fortgesetzt. Daher wird dem Operationsbefehl für die Bearbeitung des Werkstücks und der Ausgabe der Rückzugssteuereinheit 12 der Operationsbefehl für den Rückzugbefehl überlagert. Folglich wird, wie in 4 gezeigt ist, ein Werkzeug 5 vom Werkstück W zurückgezogen, während die Bearbeitung des Werkstücks W fortgesetzt wird. Es ist möglich, Schäden am Werkstück W und am Werkzeug 5 durch einen plötzlichen Stopp des Werkzeugs 5 und eine plötzliche Richtungsänderung des Werkzeugs 5 zu vermeiden.
  • In diesem Fall, wie in 4 dargestellt ist, unterscheiden sich die Positionen des Werkzeugs 5 beim Vergleich der Positionen des Werkzeugs 5 aufgrund des Vorhandenseins und Nichtvorhandenseins des Rückzugsvorgangs insofern, als dass das Werkzeug 5 bei der Durchführung des Rückzugsvorgangs z.B. in eine Richtung weg vom Werkstück W bewegt wird, während der Rückzugsvorgang nicht durchgeführt wird.
  • Das Werkzeug 5 wird jedoch gemäß einem Programm von der Programmanalyseeinheit 10 verfahren und von der Rückzugssteuereinheit 12 in der Richtung weg vom Werkstück W wegbewegt. In dem Programm erkennt die Programmanalyseeinheit 10, dass das Werkzeug 5 in der gleichen Position auf der Programmkoordinate angeordnet ist wie die Position, in der das Werkzeug 5 bei Abwesenheit des Rückzugsvorgangs angeordnet ist.
  • Deshalb wird in dieser Ausführungsform gleichzeitig mit dem Beginn des Rückzugsvorgangs die Operationsbefehlsausgabe von der Rückzugssteuereinheit 12 in die Bewegungsausmaß-Integrationseinheit 13 (Schritt S3) integriert und gespeichert (Schritt S4). Die Verarbeitung in den Schritten S3 und S4 wird solange wiederholt, bis der Rückzugsvorgang beendet ist (Schritt S5). Ein Bewegungsausmaß des Werkzeugs 5, das von der Bewegungsausmaß-Integrationseinheit 13 berechnet und gespeichert wird, wird zu einem Zeitpunkt nach Beendigung des Rückzugsvorgangs ausgelesen und in die Programmanalyseeinheit 10 (Schritt S6) eingegeben.
  • Die Programmanalyseeinheit 10 addiert das im Programmkoordinatenwert gespeicherten Bewegungsausmaß (Bewegungsbetrag), das von der Programmanalyseeinheit 10 erfasst wird, zum Programmkoordinatenwert und aktualisiert den Programmkoordinatenwert (Schritt S7). Somit ist es möglich, die Positionen der Motoren auf der Programmkoordinate und die Positionen der realen Motoren, d.h. die Position des Werkzeugs auf der Programmkoordinate und die Position des realen Werkzeugs 5, aufeinander abzustimmen.
  • Das heißt, wie in 5 dargestellt ist, im Bearbeitungsprogramm, wenn erkannt wird, dass das Werkzeug 5 in der Programmkoordinate von (x0, y0, z0) nach (x1, y1, z1) verfahren wird, wenn das Werkzeug 5 nach (x2, y2, z2) entsprechend der Addition des Rückzugsvorgangs verfahren wird, wird ein Verfahrbetrag (x2-x1, y2-y1, z2-z1) durch die Bewegungsausmaß-Integrationseinheit 13 berechnet. Es ist möglich, das berechnete Bewegungsausmaß (x2-x1, y2-y1, z2-z1) in die Programmanalyseeinheit 10 einzugeben und das Bewegungsausmaß (x2-x1, y2-y1, z2-z1) zu der aktuellen Position (x1, y1, z1) hinzuzufügen, die von der Programmanalyseeinheit 10 in der Programmkoordinate erfasst wird, um die aktuelle Position auf (x2, y2, y2, z2) zu aktualisieren.
  • Auf diese Weise stimmen die Positionen der Motoren auf der Programmkoordinate, die in der Programmanalyseeinheit 10 erfasst wurden, und die Positionen der realen Motoren überein. Daher kann die Programmanalyseeinheit 10 das Werkzeugrückzugsprogramm schnell ausführen und das Werkzeug 5 auf eine vorgegebene Position fahren, ohne Prozeduren wie Automatik-Betriebshaltezustand, Reset, Auswahl des Werkzeugrückzugsprogramms und Zyklusstart (Schritt S9) vorzunehmen.
  • Dadurch ist es möglich, die für die Prozeduren erforderlichen Zeitbeträge, wie z.B. Automatik-Betriebshaltezustand, Reset, Auswahl des Werkzeugrückzugsprogramms und Zyklusstart, einzusparen. Es ist möglich, das Werkzeug 5 schnell und sicher vom Werkstück W wegzuziehen. Vorteilhafterweise ist es möglich, die Zeitspanne von der Erfassung des Auftretens von Anomalien bis zum ausreichenden Zurückziehen des Werkzeugs 5 erheblich zu verkürzen.
  • Nach Beendigung des Rückzugsvorgangs wird die Spindel durch die Programmanalyseeinheit 10 verzögert und gestoppt (Schritt S8). Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass es möglich ist, durch die Verzögerung der Spindel regenerative Energie zu sammeln und zu nutzen, und dass es möglich ist, die elektrische Energie im Falle eines Stillstands aufgrund eines Stromausfalls zu ergänzen und das Werkzeugrückzugsprogramm sicherer auszuführen.
  • In dieser Ausführungsform wird die Integrationseinheit 13 bereitgestellt, die ein Bewegungsausmaß des Werkzeugs 5 während des Rückzugs integriert. Nach Beendigung des Rückzugsvorgangs wird das von der Integrationseinheit 13 ausgegebene Bewegungsausmaß zum Programmkoordinatenwert addiert, der in der Programmanalyseeinheit 10 gespeichert ist, um den Programmkoordinatenwert zu aktualisieren. Statt dessen muss die Bewegungsausmaß-Integrationseinheit 13 nicht vorgesehen werden. Die numerische Steuervorrichtung 1 kann eine Gesamtbewegungs-Koordinaten-Berechnungseinheit 18 enthalten, die den Programmkoordinatenwert der Programmanalyseeinheit 10 und den integrierten Wert des Bewegungsausmaßes, der von der Rückzugssteuereinheit 12 ausgegeben wird, addiert, um eine Gesamtbewegungskoordinate zu berechnen. Wenn der Rückzugsvorgang beendet ist, kann der in der Programmanalyseeinheit 10 gespeicherte Programmkoordinatenwert auf die Gesamtbewegungskoordinate aktualisiert werden, die von der Gesamtbewegungskoordinatenberechnungseinheit 18 berechnet wird.
  • Das heißt, wie es in 7 gezeigt ist, in dem Bearbeitungsprogramm, wenn erkannt wird, dass das Werkzeug 5 in der Programmkoordinate von (x0, y0, z0) nach (x1, y1, y1, z1) verfahren wird, wenn der Rückzugsvorgang das Werkzeug 5 um (Δx, Δy, Δz) verfährt, berechnet die Gesamtbewegungs-Koordinaten-Berechnungseinheit 18 immer (x1+Δx, y1+Δy, z1+Δz). Die Gesamtbewegungskoordinatenausgabe der Gesamtbewegungskoordinatenberechnungseinheit 18 zu einem Zeitpunkt, an dem der Rückzugsvorgang endet, lautet daher (x1+Δx, y1+Δy, z1+Δz). Im obigen Beispiel, wenn (Δx, Δy, Δz)=(x2-x1, y2-y1, z2-z1) ist, durch Ersetzen der Programmkoordinate durch die Gesamtbewegungskoordinate selbst, ist es möglich, die aktuelle Position auf der Programmkoordinate zu (x2, y2, z2) zu aktualisieren.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    numerische Steuervorrichtung
    5
    Werkzeug
    10
    Programmanalyseeinheit
    11
    Anomalieerfassungseinheit
    12
    Rückzugssteuereinheit
    13
    Bewegungsausmaß-Integrationseinheit
    14
    Interpolationseinheit
    15
    Nach-Interpolation-Beschleunigungs-/Verzögerungseinheit
    16
    Servomotor-Steuereinheit
    18
    Gesamt-Bewegungs-Koordinaten-Berechnungseinheit
    20
    Bearbeitungsprogramm
    21
    Nocke (Werkstück)
    22
    Schleifeinrichtung (Werkzeug)
    W
    Werkstück
  • 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 3810662 [0003]

Claims (3)

  1. Numerische Steuervorrichtung, die eine Werkzeugmaschine steuert, die ein Werkstück bearbeitet, indem sie ein Werkzeug relativ zum Werkstück auf der Grundlage eines Bearbeitungsprogramms bewegt, wobei die numerische Steuervorrichtung umfasst: eine Programmanalyseeinheit, die das Bearbeitungsprogramm analysiert und Bewegungsbefehlsdaten generiert; eine Anomalieerfassungseinheit, die Anomalien während der Bearbeitung erkennt; eine Rückzugssteuereinheit, die, wenn Anomalien von der Anomalieerfassungseinheit erkannt werden, einen Operationsbefehl für einen Rückzugsvorgang zum Zurückziehen des Werkzeugs vom Werkstück bereitstellt; und eine Bewegungsausmaß-Integrationseinheit, die einen Bewegungsausmaß des Werkzeugs auf der Grundlage des von der Rückzugssteuereinheit bereitgestellten Operationsbefehls integriert, wobei die Programmanalyseeinheit ein Werkzeug-Rückzugsprogramm ausführt, um das Werkzeug oder das Werkstück zu einer vorbestimmten Position zu bewegen, nach Hinzufügen des Bewegungsausmaßes des Werkzeugs durch den Rückzugsvorgang, der durch die Bewegungsausmaß-Integrationseinheit integriert wurde, zu einem Koordinatenwert des Werkzeugs im Bearbeitungsprogramm, um den Koordinatenwert zu einem Zeitpunkt zu aktualisieren, zu dem der Rückzugsvorgang durch die Rückzugssteuereinheit endet.
  2. Numerische Steuervorrichtung, die eine Werkzeugmaschine steuert, die ein Werkstück bearbeitet, indem sie ein Werkzeug relativ zum Werkstück auf der Grundlage eines Bearbeitungsprogramms bewegt, wobei die numerische Steuervorrichtung umfasst: eine Programmanalyseeinheit, die das Bearbeitungsprogramm analysiert und Bewegungsbefehlsdaten generiert; eine Anomalieerfassungseinheit, die Anomalien während der Bearbeitung erkennt; eine Rückzugssteuereinheit, die, wenn Anomalien von der Anomalieerfassungseinheit erkannt werden, einen Operationsbefehl für einen Rückzugsvorgang zum Zurückziehen des Werkzeugs vom Werkstück bereitstellt; und eine Gesamtbewegungskoordinaten-Berechnungseinheit, die sequentiell eine Gesamtbewegungskoordinate berechnet, die durch Addition einer Programmkoordinate der Programmanalyseeinheit und eines integrierten Wertes eines Bewegungsausmaßes, der von der Rückzugssteuereinheit bereitgestellt wird, erhalten wird, wobei die Programmanalyseeinheit ein Werkzeugrückzugsprogramm ausführt, um das Werkzeug oder das Werkstück zu einer vorbestimmten Position zu bewegen, nachdem sie einen Koordinatenwert in dem Bearbeitungsprogramm auf die Gesamtbewegungskoordinate aktualisiert hat, die von der Gesamtbewegungskoordinatenberechnungseinheit zu einem Zeitpunkt berechnet wurde, zu dem der Rückzugsvorgang durch die Rückzugssteuereinheit endet.
  3. Numerische Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Programmanalyseeinheit, nach Beendigung des Rückzugsvorgangs durch die Rückzugssteuereinheit, eine Drehung einer Spindel, die das Werkzeug dreht, verzögert und regenerative Energie der Spindel sammelt.
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