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ES2981000T3 - Dispositivo de control de máquina herramienta y máquina herramienta equipada con dicho dispositivo de control - Google Patents

Dispositivo de control de máquina herramienta y máquina herramienta equipada con dicho dispositivo de control Download PDF

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ES2981000T3
ES2981000T3 ES16848493T ES16848493T ES2981000T3 ES 2981000 T3 ES2981000 T3 ES 2981000T3 ES 16848493 T ES16848493 T ES 16848493T ES 16848493 T ES16848493 T ES 16848493T ES 2981000 T3 ES2981000 T3 ES 2981000T3
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ES
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cutting tool
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rotations
machine tool
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ES16848493T
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English (en)
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Takaichi Nakaya
Kazuhiko Sannomiya
Hiroshi Shinohara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Citizen Machinery Co Ltd
Citizen Watch Co Ltd
Original Assignee
Citizen Machinery Co Ltd
Citizen Watch Co Ltd
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Abstract

La presente invención hace avanzar una herramienta de corte en la dirección de avance del mecanizado mientras mueve repetidamente la herramienta de corte en función de las condiciones establecidas por un usuario, y corta suavemente una pieza de trabajo mientras separa virutas o facilita la separación de virutas. En una máquina herramienta (100) y un dispositivo de control (C) para la máquina herramienta (100), un medio de control C1 establece, de acuerdo con la frecuencia de movimiento repetitivo causada por un ciclo de instrucción de operación, la velocidad de rotación de rotación relativa mientras se ejecuta el mecanizado de una pieza de trabajo W y el recuento de repeticiones del movimiento repetitivo por revolución de la rotación relativa. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo de control de máquina herramienta y máquina herramienta equipada con dicho dispositivo de control
[Campo técnico]
La presente invención se refiere a un aparato de control para una máquina herramienta que mecaniza una pieza de trabajo mientras se separan de manera secuencial las virutas generadas durante un trabajo de corte y también se refiere a una máquina herramienta que comprende el aparato de control.
[Antecedentes de la técnica]
Una máquina herramienta convencionalmente conocida incluye: medios de sujeción de piezas de trabajo configurados para sujetar una pieza de trabajo; un apoyo de herramienta de corte configurado para sujetar una herramienta de corte para cortar la pieza de trabajo; medios de alimentación configurados para alimentar la herramienta de corte hacia la pieza de trabajo en una dirección de alimentación predeterminada permitiendo el movimiento relativo entre los medios de sujeción de la pieza de trabajo y el apoyo de herramienta de corte; medios de movimiento repetitivo configurados para mover repetitivamente los medios de sujeción de piezas de trabajo y el apoyo de herramienta de corte entre sí repitiendo el movimiento relativo en la dirección de alimentación a una primera y una segunda velocidad diferentes entre sí; y medios de rotación configurados para rotar la pieza de trabajo y la herramienta de corte entre sí (véase, por<ejemplo, la bibliografía de patentes>1<).>
Un aparato de control para la máquina herramienta está configurado para controlar los medios de rotación, los medios de alimentación y los medios de movimiento repetitivo para accionar, y permitir que la máquina herramienta mecanice la pieza de trabajo mediante la rotación relativa entre la pieza de trabajo y la herramienta de corte y mediante el movimiento de alimentación de la herramienta de corte hacia la pieza de trabajo con el movimiento repetitivo en la dirección de alimentación.
[Lista de citas]
[Literatura de patentes]
[Literatura de patentes 1] Patente japonesa n.° 5033929 (véase el párrafo 0049)
Además, los documentos EP 2724800 A1, US 4693 146 A y DATABASE INSPEC [en línea] THE INSTITUTION OF ELECTRICAL ENGINEERS, STEVENAGE, GB; 06-2015, BERGLIND L ET AL: "Modulated Tool Path (MTP) Machining for Threading Applications", XP002790369, N.° de acceso a la base de datos 15761155 y anónimo: "Procedia Manufacturing | 43rd North American Manufacturing Research Conference, NAMRC 43, 8-12 de junio de 2015, UNC Charlotte, Carolina del Norte, EE. UU. | ScienceDirect.com", junio de 2015 (2015-06), XP055578123, obtenido de Internet: URL: https://www.sciencedirect.com/journal/procedia-manufactu ring/vol/1/suppl/C, muestran un aparato de control para una máquina herramienta y una máquina herramienta.
Sumario de la invención
[Problema técnico]
La máquina herramienta convencional está configurada de modo que el aparato de control emita una instrucción de operación en un ciclo predeterminado.
Por lo tanto, una frecuencia de movimiento repetitivo a la que los medios de sujeción de la pieza de trabajo y el apoyo de herramienta de corte se mueven repetitivamente entre sí se define como un valor limitado atribuible a un ciclo durante el cual el aparato de control puede emitir una instrucción de operación.
Sin embargo, la frecuencia de movimiento repetitivo no se considera en la máquina herramienta convencional. Por lo tanto, con respecto a cualquier número de rotaciones de la rotación relativa, el movimiento repetitivo puede no realizarse en cualquier número de repeticiones del movimiento repetitivo de la herramienta de corte en relación con la pieza de trabajo durante una rotación de la pieza de trabajo.
De este modo, la presente invención está destinada a resolver el problema anterior de la técnica anterior, es decir, es un objeto de la presente invención proporcionar un aparato de control para una máquina herramienta que alimenta una herramienta de corte en una dirección de alimentación mientras mueve repetitivamente la herramienta de corte y puede cortar suavemente una pieza de trabajo mientras separa las virutas o separa fácilmente las virutas, y proporcionar una máquina herramienta que incluye el aparato de control.
[Solución al problema]
La invención se establece en el conjunto de reivindicaciones adjuntas.
En el aparato de control para la máquina herramienta de acuerdo con una realización de la presente invención, el aparato de control para la máquina herramienta puede incluir: medios de ajuste configurados para establecer un valor de al menos uno de los parámetros, siendo los parámetros el número de rotaciones de la rotación relativa para ejecutar el mecanizado de la pieza de trabajo, el número de repeticiones del movimiento repetitivo durante una rotación de la rotación relativa y la frecuencia de movimiento repetitivo; y medios de corrección configurados para establecer un parámetro no establecido a un valor predeterminado y para corregir, en función del valor predeterminado del parámetro no establecido, el valor del parámetro que se establece mediante los medios de establecimiento.
En el aparato de control para la máquina herramienta de acuerdo con una realización adicional de la presente invención, los medios de corrección pueden estar configurados para establecer el parámetro no establecido en el valor predeterminado de modo que el número de rotaciones y el número de repeticiones estén inversamente relacionados entre sí en el que una constante se basa en la frecuencia de movimiento repetitivo, y para corregir el valor establecido del parámetro.
En el aparato de control para la máquina herramienta de acuerdo con una realización adicional de la presente invención, el número de rotaciones se establece como el parámetro establecido por los medios de establecimiento, y los medios de corrección están configurados para establecer el número de repeticiones a una pluralidad de valores predeterminados preestablecidos, establecer la frecuencia de movimiento repetitivo a un valor predeterminado incluido específicamente en el aparato de control y corregir el valor del número de rotaciones establecido por los medios de ajuste, en función de cada uno de los valores predeterminados del número de repeticiones y la frecuencia de movimiento repetitivo establecida.
En el aparato de control para la máquina herramienta de acuerdo con una realización adicional de la presente invención, el número de rotaciones y el número de repeticiones se establecen como los parámetros establecidos mediante los medios de establecimiento, y los medios de corrección están configurados para corregir el número establecido de rotaciones y el número establecido de repeticiones a valores respectivos del número de rotaciones y el número de repeticiones, que se establecen en función de la frecuencia de movimiento repetitivo.
[Efectos ventajosos de la invención]
El aparato de control para la máquina herramienta de la presente invención permite que la máquina herramienta, en las condiciones establecidas por los medios de control, alimente la herramienta de corte en la dirección de alimentación mientras se mueve repetitivamente la herramienta de corte, y la máquina herramienta puede cortar suavemente la pieza de trabajo mientras separa las virutas o separa fácilmente las virutas.
También, con el aparato de control para la máquina herramienta, la máquina herramienta de la presente invención puede cortar suavemente la pieza de trabajo mientras separa las virutas o separa fácilmente las virutas.
[Breve descripción de los dibujos]
[Figura 1] La figura 1 es una vista esquemática que muestra una máquina herramienta de acuerdo con una realización de la presente invención.
[Figura 2] La figura 2 es una vista esquemática que muestra la relación entre una herramienta de corte y una pieza de trabajo de acuerdo con la realización de la presente invención.
[Figura 3] La figura 3 es un gráfico que muestra el movimiento repetitivo y una posición de la herramienta de corte de acuerdo con la realización de la presente invención.
[Figura 4] La figura 4 es un gráfico que muestra la relación entre la n-ésima rotación, la rotación n+1 y la rotación n+2 de un husillo de acuerdo con la realización de la presente invención.
[Figura 5] La figura 5 es un gráfico que muestra un ejemplo modificado de las formas de onda del movimiento repetitivo mostrado en la figura 4.
<[Figura>6<] La figura>6<es un gráfico que muestra la relación entre el ciclo de instrucción y la frecuencia de movimiento>repetitivo.
[Figura 7] La figura 7 es un gráfico que muestra la relación entre el número de repeticiones del movimiento repetitivo durante una rotación de un husillo de acuerdo con la realización de la presente invención, el número de rotaciones y la frecuencia de movimiento repetitivo.
<[Figura>8<] La figura>8<es una tabla del número de rotaciones correspondiente al número de repeticiones y la frecuencia>de movimiento repetitivo, que se muestra como una variación de la corrección realizada por medios de corrección de acuerdo con la realización de la presente invención.
[Descripción de las realizaciones]
Un aparato de control para una máquina herramienta de acuerdo con una realización de la presente invención puede realizarse de cualquier manera siempre que el aparato de control esté configurado como se establece en la<reivindicación>1<, por lo que, en las condiciones establecidas por los medios de control, la máquina herramienta permite>que la herramienta de corte se alimente en la dirección de alimentación mientras mueve repetitivamente la herramienta de corte y corta suavemente la pieza de trabajo mientras separa las virutas o separa fácilmente las virutas.
La figura 1 es una vista esquemática que muestra una máquina herramienta 100 que incluye un aparato de control C de acuerdo con una realización de la presente invención.
La máquina herramienta 100 incluye un husillo 110 y un apoyo de herramienta de corte 130A.
El husillo 110 está configurado como medio de sujeción de pieza de trabajo para sujetar una pieza de trabajo W a<través de un mandril>120<.>
El husillo 110 está soportado por un contrapunto de husillo 110A para ser accionado de manera giratoria por la potencia de un motor de husillo (no mostrado).
Un motor incorporado convencionalmente conocido o similar formado entre el contrapunto de husillo 110A y el husillo 110 puede usarse como el motor de husillo en el contrapunto de husillo 110A.
El contrapunto de husillo 110A está montado en un lado de un lecho de la máquina herramienta 100 de modo que se pueda mover en la dirección del eje Z, que es una dirección axial del husillo 110, mediante un mecanismo de alimentación en la dirección del eje Z 160.
El husillo 110 está configurado para moverse a través del contrapunto de husillo 110A en la dirección del eje Z por el mecanismo de alimentación 160 en la dirección del eje Z.
El mecanismo de alimentación en la dirección del eje Z 160 configura un mecanismo de movimiento de husillo configurado para mover el husillo 110 en la dirección del eje Z.
El mecanismo de alimentación 160 en la dirección del eje Z incluye: una base 161 integral con un lado fijo del mecanismo de alimentación 160 en la dirección del eje Z, como el lecho; y un carril de guía 162 en la dirección del eje Z provisto en la base 161 y que se extiende en la dirección del eje Z.
Una mesa de alimentación de dirección del eje Z 163 está soportada de manera deslizante por el carril de guía de dirección del eje Z 162 a través de guías de dirección del eje Z 164.
Un accionador 165a de un servomotor lineal 165 está provisto en el lado de la mesa de alimentación en la dirección<del eje Z 163 y un estátor 165b del servomotor lineal>165<está provisto cerca de la base 161.>
El contrapunto de husillo 110A está montado en la mesa de alimentación de dirección del eje Z 163, y la mesa de alimentación de dirección del eje Z 163 está configurada para ser accionada de manera móvil en la dirección del eje Z por el servomotor lineal 165.
El contrapunto de husillo 110A se mueve en la dirección del eje Z de acuerdo con el movimiento de la mesa de alimentación 163 en la dirección del eje Z, moviendo así el husillo 110 en la dirección del eje Z.
Una herramienta de corte 130, como una broca de herramienta, configurada para cortar la pieza de trabajo W está unida al apoyo de herramienta de corte 130A; por lo tanto, el apoyo de herramienta de corte 130A configura un apoyo de herramienta que sujeta la herramienta de corte 130.
Se proporciona un mecanismo de alimentación 150 en la dirección del eje X en el lado del lecho de la máquina<herramienta>100<.>
El mecanismo de alimentación 150 en la dirección del eje X incluye: una base 151 integral con el lado del lecho; y un carril de guía 152 en la dirección del eje X que se extiende en una dirección del eje X, que es ortogonal a la dirección del eje Z en una dirección hacia arriba y hacia abajo.
El carril de guía de dirección del eje X 152 está fijado a la base 151, y una mesa de alimentación de dirección del eje X 153 está soportada de manera deslizante por el carril de guía de dirección del eje X 152 a través de guías de dirección del eje X 154.
El apoyo de herramienta de corte 130A está montado en la mesa de alimentación de dirección del eje X 153.
Un servomotor lineal 155 incluye un motor 155a y un estátor 155b. El motor 155a se proporciona en la mesa de alimentación 153 en la dirección del eje X, y el estátor 155b se proporciona cerca de la base 151.
Cuando la mesa de alimentación 153 en la dirección del eje X es accionada por el servomotor lineal 155 para moverse a lo largo del carril de guía 152 en la dirección del eje X en la dirección del eje X, el apoyo de herramienta de corte 130A se mueve en la dirección del eje X y, por lo tanto, la herramienta de corte 130 se mueve en la dirección del eje X.
De manera adicional, se puede proporcionar un mecanismo de alimentación en la dirección del eje Y.
Una dirección del eje Y es una dirección ortogonal a las direcciones del eje Z y del eje X mostradas.
El mecanismo de alimentación en la dirección del eje Y puede configurarse de la misma manera que el mecanismo de alimentación en la dirección del eje X 150.
El mecanismo de alimentación en la dirección del eje X 150 está montado en la cama a través del mecanismo de alimentación en la dirección del eje Y; de modo que, una mesa de alimentación en la dirección del eje Y sea accionada por un servomotor lineal para moverse en la dirección del eje Y y, por lo tanto, el apoyo de herramienta de corte 130A se puede mover en la dirección del eje Y, así como en la dirección del eje X. Por consiguiente, la herramienta de corte 130 se puede mover en la dirección del eje X y en la dirección del eje Y.
El mecanismo de alimentación en la dirección del eje Y puede montarse en el lecho a través del mecanismo de alimentación en la dirección del eje X 150 y el apoyo de mesa de corte 130A puede montarse en la mesa de alimentación en la dirección del eje Y.
Un mecanismo de movimiento de apoyo de herramienta (el mecanismo de alimentación en la dirección del eje X 150 y el mecanismo de alimentación en la dirección del eje Y) y el mecanismo de movimiento del husillo (el mecanismo de alimentación en la dirección del eje Z 160) operan cooperativamente. En consecuencia, el apoyo de herramienta de corte 130A se mueve en la dirección del eje X por el mecanismo de alimentación en la dirección del eje X 150 y en la dirección del eje Y por el mecanismo de alimentación en la dirección del eje Y, y el contrapunto de husillo 110A (husillo 110) se mueve en la dirección del eje Z por el mecanismo de alimentación 160 en la dirección del eje Z. Por lo tanto, la herramienta de corte 130 unida al apoyo de herramienta de corte 130A se alimenta hacia la pieza de trabajo W en cualquier dirección de alimentación.
La rotación del husillo 110 y el movimiento del mecanismo de alimentación 150 en la dirección del eje X, el mecanismo de alimentación 160 en la dirección del eje Z, o similares, están controlados por el aparato de control C.
El husillo 110 y el apoyo de herramienta de corte 130A se mueven entre sí mediante medios de alimentación configurados por el mecanismo de movimiento del husillo (el mecanismo de alimentación de dirección del eje Z 160) y el mecanismo de movimiento del apoyo de herramienta (el mecanismo de alimentación de dirección del eje X 150 y el mecanismo de alimentación en la dirección del eje Y), por lo que la herramienta de corte 130 se alimenta hacia la pieza de trabajo W en cualquier dirección de alimentación. Por lo tanto, como se muestra en la figura 2, la pieza de trabajo W se corta con la herramienta de corte 130 en cualquier forma.
En la presente realización, tanto el contrapunto de husillo 110A como el apoyo de herramienta de corte 130A están configurados para que sean móviles.
Como alternativa, el contrapunto de husillo 110A puede fijarse en el lado de lecho de la máquina herramienta 100 para que no se pueda mover y el mecanismo de movimiento del apoyo de herramienta puede configurarse para mover el apoyo de herramienta de corte 130A en la dirección del eje X, la dirección del eje Y y la dirección del eje Z.
En este caso, los medios de alimentación están configurados por el mecanismo de movimiento del apoyo de herramienta que está configurado para mover el apoyo de herramienta de corte 130A en la dirección del eje X, la dirección del eje Y y la dirección del eje Z, y los medios de alimentación mueven el apoyo de herramienta de corte 130A hacia el husillo 110 que está colocado de manera fija para ser accionado de manera giratoria. Por lo tanto, la herramienta de corte 130 puede alimentarse en la dirección de alimentación hacia la pieza de trabajo W.
También, el apoyo de herramienta de corte 130A puede fijarse en el lado de lecho de la máquina herramienta 100 para no ser móvil y el mecanismo de movimiento de husillo puede configurarse para mover el contrapunto de husillo 110A en la dirección del eje X, la dirección del eje Y y la dirección del eje Z.
En este caso, los medios de alimentación están configurados por el mecanismo de movimiento de husillo que está configurado para mover el contrapunto de husillo 110A en la dirección del eje X, la dirección del eje Y y la dirección del eje Z, y el contrapunto de husillo 110A se mueve hacia el apoyo de herramienta de corte 130A que está colocado de manera fija. Por lo tanto, la herramienta de corte 130 puede alimentarse en la dirección de alimentación hacia la pieza de trabajo W.
De manera adicional, en la presente realización, el mecanismo de alimentación en la dirección del eje X 150, el mecanismo de alimentación en la dirección del eje Y y el mecanismo de alimentación en la dirección del eje Z 160 están configurados para ser accionados por el servomotor lineal, pero pueden accionarse, por ejemplo, por un husillo de bolas convencionalmente conocido y un servomotor convencionalmente conocido.
Además, en la presente realización, los medios de rotación para rotar la pieza de trabajo W y la herramienta de corte 130 entre sí están configurados por el motor de husillo, tal como el motor incorporado. El husillo 110 se acciona de manera giratoria, por lo que la pieza de trabajo W y la herramienta de corte 130 giran entre sí.
En la presente realización, la pieza de trabajo W puede rotar con respecto a la herramienta de corte 130. Como alternativa, la herramienta de corte 130 puede rotar con respecto a la pieza de trabajo W.
En este caso, una herramienta de rotación, tal como un taladro, puede aplicarse como herramienta de corte 130.
Una parte de control C1 incluida en el aparato de control C sirve como medio de control. La rotación del husillo 110 y el accionamiento del mecanismo de alimentación 160 en la dirección del eje Z, el mecanismo de alimentación en la dirección del eje X 150 y el mecanismo de alimentación en la dirección del eje Y se controlan para ser accionados por la parte de control C1.
La parte de control C1 se establece de antemano, de modo que cada uno de los mecanismos de alimentación como medios de movimiento repetitivo se controle para mover el contrapunto de husillo 110A o el apoyo de herramienta de corte 130A en direcciones de movimiento respectivas mientras se mueve repetitivamente el husillo 110 y la herramienta de corte 130 con respecto a entre sí repitiendo el movimiento relativo entre el husillo 110 y la herramienta de corte 130 en direcciones de movimiento respectivas a una primera velocidad y a una segunda velocidad que es diferente de la primera velocidad y más lenta que la primera velocidad.
Cada uno de los mecanismos de alimentación está controlado por la parte de control C1 para, en cada movimiento repetitivo, mover el husillo 110 o el apoyo de herramienta de corte 130A hacia delante en cada dirección de movimiento en una cantidad de movimiento de alimentación predeterminada como el movimiento relativo a la primera velocidad y, posteriormente, detener el husillo 110 o el apoyo de herramienta de corte 130A en cada dirección de movimiento como el movimiento relativo en la segunda velocidad; por lo tanto, el husillo 110 o el apoyo de herramienta de corte 130A se mueve en cada dirección de movimiento en una cantidad de desplazamiento, como se muestra en la figura 3. Como resultado, los mecanismos de alimentación operan de manera cooperativa para alimentar la herramienta de corte 130 hacia la pieza de trabajo W en la dirección de alimentación.
Como se muestra en la figura 4, la máquina herramienta 100 permite que el mecanismo de alimentación en la dirección del eje Z 160, el mecanismo de alimentación en la dirección del eje X 150 y el mecanismo de alimentación en la dirección del eje Y para alimentar la herramienta de corte 130 en la dirección de alimentación mientras se mueve repetitivamente la herramienta de corte 130 en la dirección de alimentación por la cantidad de alimentación durante<una rotación del husillo, es decir, por la cantidad de alimentación cuando la fase del husillo ha cambiado de>0<grados>a 360 grados, mecanizando así la pieza de trabajo W.
El contrapunto de husillo 110A (husillo 110) o el apoyo de herramienta de corte 130A (herramienta de corte 130) se mueve repetitivamente en un estado en el que la pieza de trabajo W está rotando y el contorno de la pieza de trabajo W se corta en la forma predeterminada con la herramienta de corte 130. En un caso de este tipo, una superficie circunferencial de la pieza de trabajo W se corta en una línea curva a lo largo de una forma de onda generada en el movimiento repetitivo.
En una línea imaginaria (una línea discontinua larga y corta alternativa) que pasa por la parte inferior de una forma de<onda de la forma de curva, la cantidad de cambio en la posición cuando la fase del husillo ha cambiado de>0<grados a>360 grados indica la cantidad de alimentación.
Como se muestra en la figura 4, un caso en el que el número de repeticiones N del movimiento repetitivo del contrapunto de husillo 110A (husillo 110) o el apoyo de herramienta de corte 130A durante una rotación de la pieza de trabajo W es 1,5 (el número de repeticiones del movimiento repetitivo durante una rotación N = 1,5) se describirá como un ejemplo.
En este caso, la fase de la forma de la superficie circunferencial de la pieza de trabajo W cortada con la herramienta de corte 130 durante la rotación n+1 del husillo 110 (n es un número entero igual o mayor que 1) se desplaza de la fase de la forma de la superficie circunferencial de la pieza de trabajo W cortada con la herramienta de corte 130<durante la n-ésima rotación del husillo>110<en una dirección de fase de husillo (un eje horizontal en el gráfico).>
Por lo tanto, la posición de la parte inferior de la fase (una porción que sobresale hacia arriba de una línea curva en un gráfico de forma de onda de línea de puntos en la figura 4 cuando el movimiento relativo a la primera velocidad<cambia a la parada a la segunda velocidad, es decir, velocidad cero) durante la rotación n>+1<se desplaza desde la>posición de la parte inferior de la fase (una porción que sobresale hacia arriba de una línea curva en un gráfico de forma de onda sólida en la figura 4) durante la n-ésima rotación en la dirección de fase del husillo.
Como resultado, en una ubicación de la superficie circunferencial de la pieza de trabajo W, se puede acortar una distancia entre una trayectoria (el gráfico de forma de onda sólida) trazada por la herramienta de corte 130 durante la n-ésima rotación y una trayectoria (el gráfico de forma de onda de línea de puntos) trazada por la herramienta de corte 130 durante la rotación n+1.
En dicha ubicación, la anchura de las virutas generadas a partir de la pieza de trabajo W es pequeña y, por lo tanto, las virutas se separan fácilmente para romperse.
También, el movimiento relativo a la primera velocidad como el movimiento hacia delante en la figura 4, y en lugar del tope en la figura 4 como el movimiento relativo a la segunda velocidad, un movimiento a una velocidad más lenta que la primera velocidad en la misma dirección que el movimiento a la primera velocidad en la dirección de alimentación, puede repetirse, como se muestra en la figura 5.
En consecuencia, en comparación con el movimiento repetitivo mostrado en la figura 4, se aumenta la cantidad de alimentación y, por lo tanto, se puede aumentar la eficiencia de corte.
Como se muestra en la figura 5, de la misma manera que en la figura 4, en una ubicación de la superficie circunferencial de la pieza de trabajo W, se puede acortar una distancia entre una trayectoria (el gráfico de forma de onda sólida) trazada por la herramienta de corte 130 durante la n-ésima rotación y una trayectoria (el gráfico de forma de onda de línea de puntos) trazada por la herramienta de corte 130 durante la rotación n+1.
En dicha ubicación, la anchura de las virutas generadas a partir de la pieza de trabajo W es pequeña y, por lo tanto, las virutas se separan fácilmente para romperse.
Como se ha descrito anteriormente, con respecto al movimiento repetitivo por los medios de movimiento repetitivo de la presente invención, la segunda velocidad en la dirección de alimentación puede ser cero, o el movimiento relativo a la segunda velocidad puede realizarse en la misma dirección que el movimiento relativo a la primera velocidad. Como alternativa, la vibración alternativa se puede realizar en la dirección de alimentación repitiendo el movimiento relativo a la primera velocidad y el movimiento relativo en el segundo movimiento en la dirección opuesta a la dirección del movimiento relativo a la primera velocidad.
En el caso de una vibración alternativa de este tipo, la parte de control C1 realiza el control, de modo que una trayectoria trazada por la herramienta de corte 130 en la superficie circunferencial de la pieza de trabajo W en el<momento del movimiento hacia atrás (el movimiento relativo a la segunda velocidad) durante la rotación n>+1<alcanza>una trayectoria trazada por la herramienta de corte 130 sobre la superficie circunferencial de la pieza de trabajo W durante la n-ésima rotación. Por lo tanto, una porción cortada durante el movimiento relativo a la primera velocidad puede estar en contacto con una porción cortada durante el movimiento relativo a la segunda velocidad, es decir, estas porciones cortadas pueden superponerse parcialmente entre sí.
De este modo, en cada movimiento repetitivo, una porción de corte durante el movimiento relativo de la herramienta de corte 130 a la segunda velocidad se incluye teóricamente como un "punto" en una porción de corte durante el movimiento relativo de la herramienta de corte 130 a la primera velocidad. En el "punto", la herramienta de corte 130 se separa de la pieza de trabajo W durante el movimiento relativo a la segunda velocidad, es decir, la herramienta de corte 130 realiza cortes al aire. Como resultado, las virutas generadas a partir de la pieza de trabajo W durante el trabajo de corte se separan secuencialmente por el corte de aire (en el punto en el que la porción cortada durante el movimiento relativo a la primera velocidad está en contacto con la porción cortada durante el movimiento relativo a la segunda velocidad).
Adicionalmente, con respecto a la relación entre la n-ésima rotación y la rotación n+1, la fase de la forma de la superficie circunferencial de la pieza de trabajo W cortada con la herramienta de corte 130 durante la rotación n+1 simplemente necesita ser no coincidente con (no la misma que) la fase de la forma de la superficie circunferencial de la pieza de trabajo W cortada con la herramienta de corte 130 durante la n-ésima rotación de la pieza de trabajo W, y no necesita ser una inversión de 180 grados de la fase de la forma de la superficie circunferencial de la pieza de trabajo w cortada con la herramienta de corte 130 durante la n-ésima rotación de la pieza de trabajo W.
Por ejemplo, el número de repeticiones N del movimiento repetitivo durante una rotación puede ser 1,1, 1,25, 2,6, 3,75 o similar.
Como alternativa, el número de repeticiones N del movimiento repetitivo puede establecerse, de modo que el número de repeticiones del movimiento repetitivo generado durante una rotación de la pieza de trabajo W pueda ser menor que 1 (0<el número de repeticiones N<1,0).
En consecuencia, el husillo 110 rota una rotación o más para cada movimiento repetitivo (el número de repeticiones<del movimiento repetitivo es>1<para un número de rotaciones).>
En la máquina herramienta 100, la parte de control C1 emite una instrucción de operación en un ciclo de instrucción predeterminado.
El movimiento repetitivo del contrapunto de husillo 110A (husillo 110) o el apoyo de herramienta de corte 130A (herramienta de corte 130) puede realizarse a una frecuencia predeterminada basándose en el ciclo de instrucción.
Por ejemplo, si la máquina herramienta 100 está configurada de tal manera que la parte de control C1 puede emitir 250 instrucciones por segundo, la instrucción de operación es emitida por la parte de control C1 en un ciclo de 4 ms (equivalente a 1/250), que es un ciclo de referencia.
El ciclo de instrucción se define basándose en el ciclo de referencia y es generalmente el múltiplo integral del ciclo de referencia.
El movimiento repetitivo se puede realizar a una frecuencia de acuerdo con un valor del ciclo de instrucción.
<Como se muestra en la figura>6<, por ejemplo, cuando son 16 ms, que es el cuádruple del ciclo de referencia de 4 ms,>se define como el ciclo de instrucción, el movimiento relativo a la primera velocidad y el movimiento relativo a la segunda velocidad se realizan cada 16 ms. De este modo, el contrapunto de husillo 110A (husillo 110) o el apoyo de herramienta de corte 130A (herramienta de corte 130) pueden moverse repetitivamente a una frecuencia de 62,5 Hz<equivalente a>1</ (0,004*4).>;;Como alternativa, el contrapunto de husillo 110A (husillo 110) o el apoyo de herramienta de corte 130A (herramienta de corte 130) pueden moverse repetitivamente solo a una pluralidad de frecuencias discretas predeterminadas de 50 Hz equivalentes a 1/(0,004x5), 41,666 Hz sustancialmente equivalente a 1/(0,004x6), 35,714 Hz sustancialmente equivalente a l/(0,004*7), 31,25 Hz equivalente a 1/(0,004x8), o similar.
La frecuencia de movimiento repetitivo f (Hz) como una frecuencia de vibración a la que el contrapunto de husillo 110A (husillo 110) o el apoyo de herramienta de corte 130A (herramienta de corte 130) se mueve repetitivamente se define como un valor seleccionado de las frecuencias descritas anteriormente.
También, el aparato de control C (parte de control C1) puede establecer el ciclo de instrucción multiplicando el ciclo de referencia (4 ms) por cualquier número múltiple distinto de los números enteros.
En este caso, se puede aplicar una frecuencia de acuerdo con dicho ciclo de instrucción como la frecuencia de movimiento repetitivo f.
Cuando el número de rotaciones S del husillo 110 se define como S (r/min) en el caso de movimiento repetitivo del contrapunto de husillo 110A (husillo 110) o el apoyo de herramienta de corte 130A (herramienta de corte 130), el número de repeticiones N del movimiento repetitivo durante una rotación se define como N = fx60/S.
Como se muestra en la figura 7, el número de rotaciones S y el número de repeticiones N están inversamente relacionados entre sí en los que la frecuencia de movimiento repetitivo f es una constante.
El husillo 110 puede girar a mayor velocidad cuando la frecuencia de movimiento repetitivo f tiene un valor mayor o cuando el número de repeticiones N tiene un valor menor.
En la máquina herramienta 100 de acuerdo con la presente realización, el número de rotaciones S, el número de repeticiones N y la frecuencia de movimiento repetitivo f se establecen como parámetros, y un usuario puede establecer el número de rotaciones S y el número de repeticiones N de los tres parámetros a través de una parte de ajuste de valor numérico C2 o similar al control parte C1.
Para establecer el número de rotaciones S o el número de repeticiones N en la parte de control C1, un valor del número de rotaciones S o el número de repeticiones N puede introducirse como un valor de parámetro en la parte de control C1. También, por ejemplo, un valor del número de rotaciones S o el número de repeticiones N puede escribirse en un programa de mecanizado. Como alternativa, el número de repeticiones N puede establecerse como un argumento en un bloque de programa (en una línea en el programa).
Cuando los medios de establecimiento están configurados de tal manera que el número de repeticiones N puede establecerse particularmente como un argumento en el bloque de programa del programa de mecanizado, el usuario puede configurar fácilmente el número de rotaciones S y el número de repeticiones N del programa de mecanizado mediante el número de rotaciones S del husillo 110, que, generalmente, se escribe en el programa de mecanizado, y el número de repeticiones N, que se escribe como argumento en el bloque de programa.
También, la configuración por los medios de establecimiento puede realizarse a través de un programa o puede realizarse por el usuario a través de la parte de configuración de valor numérico C2.
También, se puede establecer e introducir una velocidad circunferencial y un diámetro de pieza de trabajo a través del programa de mecanizado o similar, y el número de rotaciones S se puede calcular y establecer en función de la velocidad circunferencial y el diámetro de la pieza de trabajo.
Los medios de establecimiento están configurados para calcular el número de rotaciones S en función de la velocidad circunferencial y el diámetro de la pieza de trabajo que se establecen y se introducen a través del programa de mecanizado o similar; de ese modo, el usuario puede establecer involuntariamente y fácilmente el número de rotaciones S de acuerdo con la velocidad circunferencial que se define en función del material de la pieza de trabajo W o en función del tipo, la forma, el material o similar de la herramienta de corte 130.
La parte de control C1 controla, en función del número establecido de rotaciones S y el número establecido de repeticiones N, el contrapunto de husillo 110A o el apoyo de herramienta de corte 130A se muevan repetitivamente para que el husillo 110 gire en el número establecido de rotaciones S y para que la herramienta de corte 130 se alimente en la dirección de alimentación mientras se mueve repetitivamente en el número establecido de repeticiones N en la dirección de alimentación.
También, el número de rotaciones S y el número de repeticiones N se definen basándose en la frecuencia de movimiento repetitivo f como se ha descrito anteriormente; por lo tanto, la parte de control C1 incluye medios de corrección configurados para corregir el número establecido de rotaciones S y el número establecido de repeticiones N en función de la frecuencia de movimiento repetitivo f.
Los medios de corrección establecen la frecuencia de movimiento repetitivo f sobre la base de N=60f/S de modo que la frecuencia de movimiento repetitivo f tenga un valor cercano a un valor calculado a partir del número establecido de repeticiones N y el número establecido de rotaciones S, y la corrección los medios pueden corregir el número de repeticiones N y el número de rotaciones S con la frecuencia de movimiento repetitivo establecida f a valores cercanos a sus respectivos valores establecidos.
Por ejemplo, el usuario establece respectivamente el número de rotaciones y el número de repeticiones en S=3000 (r/min) y N=1,5.
En este caso, un valor de la frecuencia de movimiento repetitivo de 75 Hz se deriva de S=3000 (r/min) y N=1,5. Por lo tanto, los medios de corrección establecen la frecuencia de movimiento repetitivo f, por ejemplo, en 62,5 Hz.
De este modo, los medios de corrección pueden corregir el número de repeticiones N a 1,25 en función de la frecuencia de movimiento repetitivo establecida f (62,5 Hz) mientras, por ejemplo, manteniendo el número de rotaciones S (3000 r/min). Como alternativa, los medios de corrección pueden corregir el número de rotaciones S a 2500 r/min en función de la frecuencia de movimiento repetitivo establecida f (62,5 Hz) mientras, por ejemplo, se mantiene el número de repeticiones N (1,5).
También, la frecuencia de movimiento repetitivo f se establece en 50 Hz y, de ese modo, el número de rotaciones S y el número de repeticiones N se pueden corregir a 2400 r/min y 1,25, respectivamente.
Bajo la condición basada en el número de repeticiones N y el número de rotaciones S, que se ajustan por los medios de ajuste, con la corrección del número de rotaciones S y el número de repeticiones N mediante los medios de<corrección, la máquina herramienta>100<está configurada para permitir que el mecanismo de alimentación 160 en la>dirección del eje Z, el mecanismo de alimentación en la dirección del eje X 150 y el mecanismo de alimentación en la dirección del eje Y alimenten la herramienta de corte 130 en la dirección de alimentación mientras mueve repetitivamente la herramienta de corte 130 en la dirección de alimentación y corta suavemente la pieza de trabajo W mientras separa las virutas o separa fácilmente las virutas. En algunos casos, por ejemplo, la vida útil de la herramienta de corte 130 puede extenderse.
De este modo, la pieza de trabajo W puede mecanizarse en la condición relativamente cercana al número de rotaciones S y al número de repeticiones N, que están destinadas por el usuario.
En cualquiera de dichos casos, de acuerdo con las condiciones de mecanizado, uno del número de rotaciones S y el número de repeticiones N se corrige en prioridad al otro del número de rotaciones S y el número de repeticiones N o tanto el número de rotaciones S como el número de repeticiones N se corrigen; de ese modo, se pueden cambiar las condiciones de corrección.
Como alternativa, el usuario establece de antemano la frecuencia de movimiento repetitivo f utilizada por los medios de ajuste y, a continuación, el número de repeticiones N o el número de rotaciones S pueden corregirse de acuerdo con la frecuencia de movimiento repetitivo establecida f.
En este caso, en un estado en el que la parte de control C1 está en un modo de control estable, la herramienta de corte 130 se alimenta en la dirección de alimentación mientras se mueve repetitivamente en la dirección de alimentación y puede cortar de manera suave y estable el contorno de la pieza de trabajo W mientras separa las virutas o mientras separa fácilmente las virutas.
También, para reducir el tiempo de ciclo de mecanizado, el husillo 110 se ajusta deseablemente para girar a alta velocidad tanto como sea posible.
Para permitir que el husillo 110 gire a alta velocidad, es necesario establecer la frecuencia de movimiento repetitivo f lo más alta posible; sin embargo, no es fácil en términos de control estable o similares establecer la frecuencia de movimiento repetitivo f más alta de lo necesario
En consecuencia, el número de repeticiones N se establece lo más bajo posible y, de ese modo, el número de rotaciones S se puede establecer lo más alto posible.
En este caso, los medios de establecimiento están configurados para establecer el número de repeticiones N como el número de rotaciones S del husillo 110 para cada movimiento repetitivo; de ese modo, se puede realizar el ajuste de aumentar fácilmente el número de rotaciones S.
El número de rotaciones S del husillo 110 para cada movimiento repetitivo se establece en 1 o más y el número de repeticiones N se establece en un valor mayor que 0 y menor que 1; de ese modo, el husillo 110 puede rotar a alta velocidad.
Se observa que, dado que la longitud de cada viruta a separar es relativamente larga, el número de repeticiones N debe establecerse para no afectar negativamente al trabajo de corte.
En la presente realización, de los tres parámetros, el número de repeticiones N o el número de rotaciones S se establece a través de la parte de ajuste de valor numérico C2 o similar a la parte de control C1. Como alternativa, por ejemplo, el número de repeticiones N se fija de antemano en un valor predeterminado para evitar la necesidad de introducir, y el usuario solo establece el número de rotaciones S como uno de los tres parámetros. A continuación, la frecuencia de movimiento repetitivo f se establece de acuerdo con el número fijo de repeticiones N y el número establecido de rotaciones S; de ese modo, el número de repeticiones N o el número de rotaciones S puede corregirse de acuerdo con la frecuencia de movimiento repetitivo establecida f.
También, si el usuario solo establece el número de rotaciones S como uno de los tres parámetros, la parte de control C1 puede estar configurada para, con respecto al número establecido de rotaciones S, calcular el número de vibraciones, que corresponde a cada frecuencia de movimiento repetitivo, por frecuencia de movimiento repetitivo y para establecer el número de repeticiones N en las que se separan las virutas a través de la vibración alternativa de la herramienta de corte 130, sin corregir el número establecido de rotaciones S.
En este caso, con respecto al número de rotaciones S establecido por el usuario, la parte de control C1 realiza la vibración alternativa de la herramienta de corte 130 a la frecuencia de movimiento repetitivo f, que corresponde al número de repeticiones N establecido por la parte de control C1, Sin embargo, si es difícil que el número de repeticiones N en las que se separan las virutas como se ha descrito anteriormente se establezca de acuerdo con el número de rotaciones S establecido por el usuario o la frecuencia de movimiento repetitivo operable establecida por el usuario, la parte de control C1 puede configurarse para establecer de manera ajustable la amplitud de la vibración alternativa en un valor que permita separar las virutas.
También, los medios de corrección de la parte de control C1 pueden configurarse para corregir el número establecido<de rotaciones S en función de la frecuencia de movimiento repetitivo f. Como se muestra en la figura>8<, la parte de>control C1 incluye una tabla del número de rotaciones S11, S12, S13..., S21..., S31... del husillo 110, que corresponde al número de repeticiones N1, N2, N3... de movimiento repetitivo durante una rotación del husillo y la frecuencia de movimiento repetitivo f1, f2, f3... atribuible a un ciclo durante el cual se puede emitir la instrucción de operación, y los medios de corrección pueden corregir un valor del número de rotaciones S establecido por el usuario a cualquiera de los valores del número de rotaciones S en la mesa.
[Lista de signos de referencia]
100<máquina herramienta>
110<husillo>
110A contrapunto de husillo
120<mandril>
130 herramienta de corte
130A apoyo de herramienta de corte
150 mecanismo de alimentación en la dirección del eje X
151 base
152 carril de guía en la dirección del eje X
153 mesa de alimentación en la dirección del eje X
154 guía en la dirección del eje X
155 servomotor lineal
155a accionador
155b estátor
160 mecanismo de alimentación en la dirección del eje Z
161 base
162 carril de guía en la dirección del eje Z
163 mesa de alimentación en la dirección del eje Z
164 guía en la dirección del eje Z
165 servomotor lineal
165a accionador
165b estátor
C aparato de control
C1 parte de control
C2 parte de establecimiento de valor numérico
W pieza de trabajo

Claims (5)

REIVINDICACIONES
1. Un aparato de control (C) para una máquina herramienta (100), en donde la máquina herramienta (100) incluye: una herramienta de corte (130) configurada para cortar una pieza de trabajo (W);
medios de rotación configurados para rotar la herramienta de corte (130) y la pieza de trabajo (W) entre sí; medios de alimentación (150, 160) configurados para alimentar la herramienta de corte (130) y la pieza de trabajo (W) en una dirección de alimentación predeterminada; y
medios de movimiento repetitivo configurados para mover repetitivamente la herramienta de corte (130) y la pieza de trabajo (W) de manera mutuamente relativa en ciclos repetidos de movimiento relativo de la herramienta de corte (130) y la pieza de trabajo (W) en la dirección de alimentación predeterminada, consistiendo cada uno de los ciclos repetidos en un movimiento relativo de la herramienta de corte (130) y la pieza de trabajo (W) a una primera velocidad y siendo un movimiento relativo de la herramienta de corte (130) y la pieza de trabajo (W) a una segunda velocidad cero o más lento que la primera velocidad en la misma dirección que el movimiento relativo a la primera velocidad en la dirección de alimentación;
comprendiendo el aparato de control (C) medios de control configurados para permitir que la máquina herramienta (100) mecanice la pieza de trabajo (W) mediante la rotación relativa entre la herramienta de corte (130) y la pieza de trabajo (W) y mediante el movimiento de alimentación de la herramienta de corte (130) hacia la pieza de trabajo (W) con los ciclos repetidos de movimiento relativo, en donde
los medios de alimentación (150, 160) están configurados para alimentar la herramienta de corte (130) y la pieza de trabajo (W) mientras las hace vibrar mediante la alimentación del movimiento relativo de la herramienta de corte (130) y la pieza de trabajo (W) a la primera velocidad y moviendo relativamente la herramienta de corte (130) y la pieza de trabajo (W) a la segunda velocidad, y en donde
los medios de control están configurados para ejecutar una instrucción operativa para mover la herramienta de corte (130) o la pieza de trabajo (W) a la primera velocidad para una cantidad predeterminada de movimiento y luego moverla a la segunda velocidad para una cantidad predeterminada de movimiento controlando los medios de alimentación (150, 160), y establecer el número de rotaciones de la rotación relativa para ejecutar el mecanizado de la pieza de trabajo (W) y el número de repeticiones del movimiento repetitivo durante una rotación de la rotación relativa en una relación en la que el número de rotaciones y el número de repeticiones están inversamente relacionados entre sí, siendo una constante una frecuencia de movimiento repetitivo a la que se puede realizar el movimiento relativo repetitivo y que se basa en un ciclo durante el cual se puede emitir la instrucción de operación mediante la cual se controlan los medios de alimentación (150, 160) para su accionamiento.
2. El aparato de control (C) para la máquina herramienta (100) de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende: medios de establecimiento configurados para establecer un valor de al menos uno de los parámetros, siendo los parámetros el número de rotaciones de la rotación relativa para ejecutar el mecanizado de la pieza de trabajo (W), el número de repeticiones del movimiento repetitivo durante una rotación de la rotación relativa y la frecuencia de movimiento repetitivo; y medios de corrección configurados para establecer un parámetro no establecido a un valor predeterminado y para corregir, en función del valor predeterminado del parámetro no establecido, el valor del parámetro que se establece mediante los medios de establecimiento.
3. El aparato de control (C) para la máquina herramienta (100) de acuerdo con la reivindicación 2, en donde los medios de corrección están configurados para establecer el parámetro no establecido en el valor predeterminado de modo que el número de rotaciones y el número de repeticiones estén inversamente relacionados entre sí, en el que una constante se basa en la frecuencia de movimiento repetitivo, y para corregir el valor establecido del parámetro.
4. El aparato de control (C) para la máquina herramienta (100) de acuerdo con la reivindicación 2 o 3, en donde el número de rotaciones se establece como el parámetro establecido mediante los medios de establecimiento, y los medios de corrección están configurados para establecer el número de repeticiones a una pluralidad de valores predeterminados preestablecidos, establecer la frecuencia de movimiento repetitivo a un valor predeterminado incluido específicamente en el aparato de control (C) y corregir el valor del número de rotaciones establecido por los medios de ajuste, en función de cada uno de los valores predeterminados del número de repeticiones y la frecuencia de movimiento repetitivo establecida.
5. El aparato de control (C) para la máquina herramienta (100) de acuerdo con la reivindicación 2 o 3, en donde el número de rotaciones y el número de repeticiones se establecen como los parámetros establecidos mediante los medios de establecimiento, y los medios de corrección están configurados para corregir el número establecido de rotaciones y el número establecido de repeticiones a valores respectivos del número de rotaciones y el número de repeticiones, que se establecen en función de la frecuencia de movimiento repetitivo.
6<. La máquina herramienta (100), que comprende el aparato de control (C) de acuerdo con una cualquiera de las>reivindicaciones 1 a 5.
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