數控裝置製造方法
2023-08-08 05:25:16 3
數控裝置製造方法
【專利摘要】一種數控裝置（1），其在具有使刀具移動的電動機的工作機械中，基於加工程序（2）對電動機的驅動進行控制，該刀具用於工件的加工，該數控裝置（1）具有：位置指令生成部（12），其生成針對電動機的位置指令（20）；以及標記指令生成部（11），其生成用於標記的加工的標記指令（18），該標記表示在加工中發生了異常，標記指令生成部逐次存儲由加工形成的刀具的移動路徑的信息，在由於檢測出異常而發生警報時，將下述移動指令作為標記指令生成，該移動指令使刀具在移動路徑上向與加工時相反的方向移動，並且，相對於加工時，在刀具軸方向上對刀具的位置進行了校正，位置指令生成部生成基於標記指令的位置指令。
【專利說明】數控裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種對工作機械進行數控(NC Numerical Control)的數控裝置,特別地，涉及用於能夠容易地識別由於在加工中途發生異常而產生的不良工件的數控裝置。
【背景技術】
[0002]搭載在工作機械上的數控裝置始終對工作機械的動作、狀態中是否發生異常進行監視。在檢測到發生異常的情況下，數控裝置通過顯示或聲音等發出報警(警報)，並且，使工作機械的驅動停止。通過使工作機械的驅動停止，數控裝置防止工作機械的錯誤動作、由錯誤動作導致的工作機械等的破壞。
[0003]工作機械的異常由多種原因引起。作為異常的原因，例如可舉出，由於潤滑不良導致電動機的驅動負載變得過大的情況、由於刀具的破壞導致的切削負載變得過大的情況、指令位置及電動機檢測位置之間的誤差變得過大的情況等。作為警報，除了由可能定期發生的事件引起的警報之外，還存在例如像對應於切屑的去除狀態而發生警報這樣由不定期且重現性較低的事件弓I發的警報。
[0004]如果在工作機械上發生警報，則確認警報內容後，實施將導致警報的原因解除的恢復作業。如果恢復作業結束，則工作機械重新開始加工。通常，警報內容的確認、恢復作業由用戶或維護人員等進行。
[0005]有時恢復作業無需人工幹預而能夠自動地實施。例如，在專利文獻I中，提出了一種數控裝置，該數控裝置通過使用與異常的內容對應的恢復動作程序，從而能夠自動進行工作機械的恢復。在專利文獻2中，提出有一種控制方法，該控制方法用於在基於NC程序指令進行的自動運行發生中斷時，對應於通過NC程序指令執行的動作內容，自動地生成恢復流程。
[0006]如果可實現恢復作業的自動化，則能夠縮短恢復所需的時間、節省用於恢復的工作量。即使工作機械由於發生警報而引起中斷，也無需人工幹預而能夠儘快重新開始後續的工件加工。
[0007]專利文獻1:日本特開2008-234278號公報
[0008]專利文獻2:日本特開2011-158979號公報
【發明內容】
[0009]例如，在像精加工等這樣的對工件的最終形狀有影響的加工的中途發生警報的情況下，有時會產生由於在加工面上形成傷痕等而導致的不良工件。在該情況下，有時與結束恢復作業後，立即重新開始發生警報的時刻之後的加工相比，最好是一度中止加工，將不良工件排出。例如，在攻絲(tap )加工被中途中斷的情況下，大多時候攻絲加工的精度會顯著劣化，但從加工完成的形狀不易判斷出加工不良，因此，期望在攻絲加工中發生警報時的工件作為不良工件排出。
[0010]在工作機械中有時會同時設置傳送帶、裝料器、零件捕獲器、射料器、機械手等用於將加工完的工件向機外自動排出或回收的移送裝置。在通過這些移送裝置回收的工件中，正常加工出的合格件和在加工中發生異常的不良件混合存在。合格件及不良件的篩選是通過人工的檢驗作業或視覺圖像(vis1n)、由三維測定器等設備執行測量而進行的。在由於加工面上形成了傷痕而產生的不良工件的情況下，傷痕越不明顯，不良工件的篩選越困難。例如，在精加工的中途發生警報的情況下，存在難以一眼篩選出不良工件的問題。
[0011]為了能夠容易地篩選不良工件，有時對在加工中發生異常的工件，標註用於識別出是不良工件的標記。針對每個加工程序，工件的加工完的形狀都不同，因此，不得不針對每個加工程序，準備用於標註標記的指令。
[0012]而且，對應於加工的進行階段，工件的形狀隨時變化，因此，不得不針對每個加工的進行階段準備用於標註標記的指令。因此，存在下述問題，即，為了對在加工中發生異常的工件標註標記，需要準備煩雜的加工程序。
[0013]本發明就是鑑於上述問題而提出的，其目的在於得到一種數控裝置，該數控裝置能夠利用簡單的加工程序對用於識別在加工中發生異常的工件的標記進行加工，能夠容易地篩選由於發生異常而產生的不良工件。
[0014]為了解決上述課題，實現目的，本發明的數控裝置，其在具有使刀具移動的電動機的工作機械中，基於加工程序對所述電動機的驅動進行控制，該刀具用於工件的加工，該數控裝置的特徵在於，具有:位置指令生成部，其生成針對所述電動機的位置指令；以及標記指令生成部，其生成用於標記的加工的標記指令，該標記表示在所述加工中發生了異常，所述標記指令生成部逐次存儲由所述加工形成的所述刀具的移動路徑的信息，在由於檢測出所述異常而發生警報時，將下述移動指令作為所述標記指令生成，即，該移動指令使所述刀具沿所述移動路徑向與所述加工時相反的方向移動，並且，相對於所述加工時，在刀具軸方向上對所述刀具的位置進行了校正，所述位置指令生成部生成基於所述標記指令的所述位置指令。
[0015]發明的效果
[0016]本發明涉及的數控裝置，通過在沿逐次存儲的移動路徑進行了回溯的位置上加工出標記，從而能夠容易地篩選不良工件。另外，即使不準備煩雜的加工程序，數控裝置也能夠與工件的形狀、加工的進行階段無關地加工出標記。由此，數控裝置實現下述效果，即，能夠利用簡單的加工程序加工用於識別在加工中發生異常的工件的標記，能夠容易地篩選由於發生異常而產生的不良工件。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是表示具有本發明的實施方式I涉及的數控裝置的工作機械的整體結構的圖。
[0018]圖2是表示數控裝置的整體結構和用於電動機的驅動的結構的框圖。
[0019]圖3是表示沿直線狀的移動路徑形成的標記的圖。
[0020]圖4是表示沿圓弧狀的移動路徑形成的標記的圖。
[0021]圖5是表示加工程序的例子的圖。
[0022]圖6是表示記載在加工程序中的移動路徑，和發生警報的位置這兩者的一個例子的圖。
[0023]圖7是表示模式控制部的動作流程的流程圖。
[0024]圖8是說明位移量的計算的圖。
[0025]圖9是表示對工件進行外徑車削加工的狀態的圖。
[0026]圖10是表示在工件的外徑部分上加工出粗糙面的狀態的圖。
[0027]圖11是表示對工件進行端面車削加工的狀態的圖。
[0028]圖12是表示在工件的端面部分上加工出粗糙面的狀態的圖。
[0029]圖13是表示對工件進行內徑車削加工的狀態的圖。
【具體實施方式】
[0030]下面，基於附圖，詳細說明本發明涉及的數控裝置的實施方式。此外，本發明並不受本實施方式限定。
[0031]實施方式I
[0032]圖1是表示具有本發明的實施方式I涉及的數控裝置的工作機械的整體結構的圖。工作機械具有工作機械主體及數控裝置。工作機械主體具有放置工件100的工作檯101、以及使刀具102移動的電動機，該刀具102用於對工件100進行加工。工作機械具有針對相互垂直的3個移動軸即X軸、Y軸及Z軸的各電動機。數控裝置基於加工程序，對各電動機的驅動進行控制。
[0033]圖2是表示數控裝置的整體結構和用於電動機的驅動的結構的框圖。數控裝置I向伺服控制部6輸出位置指令20，以使工作機械進行與加工程序2對應的動作。
[0034]伺服控制部6基於來自位置指令生成部12的位置指令20、和從位置檢測器8輸出的檢測位置信息22，向伺服電動機7輸出電壓指令23。位置檢測器8對伺服電動機7的位置進行檢測，將檢測出的位置作為檢測位置信息22輸出。伺服控制部6以使檢測位置信息22所表示的位置追隨通過位置指令20指示的位置的方式，實施伺服電動機7的反饋控制及前饋控制。伺服電動機7對應於來自伺服控制部6的電壓指令23進行驅動。
[0035]在伺服控制部6、伺服電動機7及位置檢測器8中分別安裝有傳感器9。傳感器9對加工的狀態進行檢測，並輸出檢測信號。
[0036]與數控裝置I連接的操作開關5是用於對工作機械進行操作的開關。操作開關5具有例如循環啟動按鈕、急停開關等各種開關。循環啟動按鈕是用於開始在加工程序2中記載的動作的開關。急停開關是用於強制地停止工作機械的動作的開關。
[0037]加工程序2例如是NC程序或運動程序。加工程序2是將稱為G代碼、M代碼、T代碼的指令代碼組合而記載的程序。作為加工程序2的移動指令，具有定位指令(G00)、切削指令(G01 )、圓弧指令(G02/03)等。另外，作為移動指令，具有指定坐標系的指令(G54等)、用於以絕對值或相對值來指定坐標值的指令(G90/G91)等。此外，跟在Gl後的X、Y及Z的地址是對程序塊的終點的坐標進行指定。用於使刀具102在從程序塊的起點位置至終點位置為止的路徑上移動的進給速度是利用F地址進行指定的。
[0038]此外，作為M代碼，具有對主軸的旋轉(M3)及停止(Μ5)進行指定的指令、更換刀具102的指令(Μ6)等。通過隨著Μ6使用對刀具編號進行選擇的T代碼，從而能夠指示向通過刀具編號選擇出的刀具102更換。
[0039]參數3是用於對標記的形狀及位置進行規定的設定值。該標記表示在加工中發生異常，表示工件100是不良工件。參數3包含標記的加工形狀的信息、和標記的加工位置的信息。加工形狀的信息設為標記的種類、大小、線寬等信息。加工位置的信息設為與加工出標記的位置相關的信息。刀具數據4設為針對在加工中使用的刀具102的信息。刀具數據4包含例如刀具102的刀具半徑的數據。
[0040]數控裝置I具有程序解析部10、標記指令生成部11、位置指令生成部12、模式控制部13及異常狀態判定部14。
[0041]程序解析部10對向數控裝置I輸入的加工程序2進行解析。程序解析部10將記載在加工程序2中的指令逐行依次讀入，並輸出解析數據17。解析數據17包含例如針對每個程序塊的起點位置、終點位置、進給速度等與移動相關的信息、表示使用的刀具102的編號等信息。
[0042]位置指令生成部12基於來自程序解析部10的解析數據17，生成對各電動機的位置指令20。標記指令生成部11基於參數3及刀具數據4,生成標記指令18。標記指令18是用於加工表示在加工中發生異常的標記的指令。標記指令生成部11具有存儲部15。存儲部15逐次存儲由加工形成的刀具102的移動路徑的信息。
[0043]異常狀態判定部14基於來自安裝在伺服控制部6、伺服電動機7及位置檢測器8中的傳感器9的檢測信號，判定在工作機械的動作、狀態中是否發生異常。異常狀態判定部14將有沒有異常的判定結果，作為狀態信號21輸出。另外，異常狀態判定部14在檢測到發生異常時，對未圖示的顯示單元或發聲單元指示發出警報。
[0044]例如，在異常狀態判定部14中預先設定有相對於來自傳感器9的檢測信號的閾值。異常狀態判定部14基於對檢測信號與閾值進行比較的結果，判斷有沒有異常。此外，用於獲得檢測信號的傳感器9並不限定於安裝在伺服控制部6、伺服電動機7及位置檢測器8中的情況。傳感器9隻要能夠檢測出工作機械的動作、狀態，安裝在任意結構或位置上均可。
[0045]數控裝置I對應於異常狀態判定部14的判定和通過操作開關5進行的操作，在基於解析數據17的移動的繼續和停止、基於標記指令18的移動中選擇任一個，將選擇內容反映至位置指令20。
[0046]模式控制部13對反映至位置指令20的動作模式的選擇進行控制。模式控制部13對應於操作開關5的操作以及來自異常狀態判定部14的狀態信號21，生成動作模式切換信號19。動作模式切換信號19是用於切換位置指令生成部12的動作模式的信號。模式控制部13向位置指令生成部12輸出動作模式切換信號19。模式控制部13具有存儲部16。存儲部16保存上一次的處理周期中的動作模式。
[0047]位置指令生成部12對應於來自模式控制部13的動作模式切換信號19，對反映至位置指令20的動作模式進行切換。作為動作模式，位置指令生成部12例如能夠切換至通常加工模式、移動停止模式及標記加工模式。
[0048]通常加工模式是基於來自程序解析部10的解析數據17，生成位置指令20的動作模式。在通常加工模式下，位置指令生成部12輸出與解析數據17對應的時時刻刻的位置指令20。對應於向伺服控制部6的位置指令20的輸入，伺服電動機7進行用於通常加工的驅動。
[0049]移動停止模式是從由於檢測到異常而發生警報的時刻起直至成為發生警報的原因的異常解除為止持續的動作模式。在移動停止模式下，位置指令生成部12停止向伺服控制部6輸出位置指令20。通過停止向伺服控制部6輸入位置指令20，從而伺服電動機7停止驅動。刀具102停止移動。
[0050]標記加工模式是從移動停止模式向通常加工模式切換時執行的動作模式。在標記加工模式下，位置指令生成部12輸出與標記指令18對應的時時刻刻的位置指令20。對應於向伺服控制部6的位置指令20的輸入，伺服電動機7進行用於標記加工的驅動。
[0051]圖3及圖4是表示在工件上標註的標記的例子的圖。在本實施方式中，標記30的形狀設為沿通過加工形成的刀具102的移動路徑104的箭頭形狀。在圖3中示出沿直線狀的移動路徑104形成的標記30。在圖4中示出沿圓弧狀的移動路徑104形成的標記30。
[0052]在本實施方式中，標記30是將從發生警報的位置105開始沿移動路徑104向與加工時相反的方向返回後的位置，作為基準進行加工的。在參數3中，作為加工形狀的信息，包含有表示箭頭的從箭首(arrowhead)部分的前端至軸部分的端部為止的整體長度AL1、箭首部分的長度AL2、箭首部分的最大寬度AW2、軸部分的線寬AWl的各數值。在這裡，長度是指，沿移動路徑104的方向上的長度。寬度是指，與移動路徑104垂直的方向的寬度。在參數3中，作為加工位置的信息，包含表示位置105與箭首部分的前端之間的距離Λ D的數值。
[0053]在圖3所示的標記30的情況下,參數3設定為例如ALl = 8mm、AL2 = 3mm、AWl =0.5mm> Aff2 = 1.5mm 及Λ D = 5mmη
[0054]Λ D相當於從發生警報的時刻起直至開始標記30的加工為止，使刀具102移動的距離。在參數3中，針對從發生警報的時刻起直至開始標記30的加工為止的刀具102的移動，設定有固定距離Λ D。對應於這樣的加工位置的信息，標記指令生成部11生成使刀具102從位置105移動至向反方向回溯了固定距離的位置為止的標記指令18。
[0055]此外，標記指令生成部11也可以生成使刀具102從位置105移動至向反方向回溯了與固定時間的移動相當的距離的位置為止的標記指令18。在該情況下，在參數3中，代替固定距離Λ D，設定從發生警報的時刻起直至開始標記30的加工為止的固定時間。
[0056]標記指令生成部11也可以將固定距離Λ D和固定時間這兩者作為加工位置的信息而使用。而且，標記指令生成部11也可以在固定距離Λ D和固定時間中選擇任一個，將選擇的信息作為加工位置的信息而使用。標記指令生成部11例如對應於刀具102的進給速度，選擇固定距離Λ D和固定時間中的任一個。
[0057]根據本實施方式，數控裝置I並不限定於通過加工程序2形成的移動路徑104為直線狀的情況，能夠對應於各種形狀的移動路徑104，進行用於標記30的加工的控制。數控裝置I除了移動路徑104為直線狀的情況之外，在圖4所示的圓弧狀的情況等任意情況下，也能基於包含在參數3中的加工形狀的相同信息及加工位置的相同信息，生成標記指令18。
[0058]與圖3所示的情況，使用加工形狀的相同信息及加工位置的相同信息，從而圖4所不的標記 30 也成為 ALl = 8mm、AL2 = 3mm、AWl = 0.5mm、AW2 = 1.5mm 及Λ D = 5mm。如上所述，在移動路徑104為任意形狀的情況下，始終能夠獲得沿移動路徑104具有相同長度，且具有相同寬度的標記30。另外，在移動路徑104為任意形狀的情況下，始終在從位置105沿移動路徑104回溯了相同距離的位置上加工出標記30。
[0059]根據本實施方式的數控裝置I，工作機械生成箭首部分的前端朝向位置105的標記30。標記30加工為從位置105沿移動路徑104回溯了規定距離的位置處成為箭首部分的前端。此外，標記30的形狀並不限定於箭頭形狀的情況。只要能夠容易地目視確認，標記30可以設為任意形狀。
[0060]下面，說明程序解析部10的動作。圖5是表示加工程序的例子的圖。在這裡，以在加工程序2的開始時刻定位在機械原點上的狀態，執行了圖5所示的加工程序的情況作為例子，說明程序解析部10的動作。
[0061]程序解析部10首先讀取NI程序塊的指令。程序解析部10識別出是從當前位置即機械原點(起點)至作為G54規定的坐標系中的X0.Y0.ZO的位置(終點)為止，以進給速度F3000進行移動的指令。程序解析部10將起點坐標值、終點坐標值、進給速度、插補方式等信息作為NI程序塊的解析數據17輸出。NI程序塊的終點坐標值設為工件坐標系的原點(X0.Y0.ZO )。
[0062]然後，程序解析部10讀取N2程序塊的指令。程序解析部10識別出是從工件坐標系的原點(x0.Y0.Z0)至X50.Y0.ZO的位置為止，以F3000的速度進行移動的指令。程序解析部10將起點坐標值、終點坐標值、進給速度、插補方式等信息，作為N2程序塊的解析數據17輸出。通過對N3程序塊及之後的指令也進行同樣的處理，程序解析部10輸出針對每個程序塊的解析數據17。
[0063]下面，說明模式控制部的動作。圖7是表示模式控制部的動作流程的流程圖。模式控制部13選擇通常加工模式作為接通工作機械的電源時的動作模式。模式控制部13針對執行與解析數據17對應的處理的每個周期，按照在圖7中示出的流程實施處理。
[0064]在步驟SI中，模式控制部13根據從異常狀態判定部14輸入的狀態信號21，判斷有沒有發生異常。
[0065]在判斷出沒有發生異常的情況(步驟SI為否)下，模式控制部13將記錄在存儲部16中的上一次的動作模式讀出。上一次的動作模式設為在上一次的處理周期中選擇的動作模式。模式控制部13在步驟S2中，判斷上一次的動作模式是否是通常加工模式。
[0066]在判斷為上一次的動作模式為通常加工模式的情況(步驟S2為是)下，模式控制部13在步驟S4中，選擇通常加工模式。模式控制部13將在步驟S4中選擇的動作模式即通常加工模式，作為上一次的動作模式存儲在存儲部16中(步驟S8)。
[0067]經過步驟S2及S4的流程是在進行正常的加工的情況下進行的處理。在模式控制部13選擇通常加工模式的期間，位置指令生成部12輸出與解析數據17對應的位置指令20。
[0068]另一方面，在步驟SI中判斷為發生異常的情況(步驟SI為是)下，模式控制部13在步驟S3中選擇移動停止模式。模式控制部13將在步驟S3中選擇的動作模式即移動停止模式，作為上一次的動作模式存儲在存儲部16中(步驟S8)。
[0069]經過步驟S3的流程是檢測到異常時進行的處理。由此，模式控制部13將動作模式的選擇從通常加工模式向移動停止模式切換。模式控制部13輸出用於從通常加工模式向移動停止模式切換的動作模式切換信號19。
[0070]模式控制部13直至在步驟SI中判斷為沒有發生異常為止、即成為選擇移動停止模式的原因的異常解除為止，持續移動停止模式。在模式控制部13選擇移動停止模式的期間，位置指令生成部12停止向伺服控制部6輸出位置指令20。
[0071]另外，在步驟S2中，判斷為上一次的動作模式不是通常加工模式的情況(步驟S2為否)下，模式控制部13在步驟S5中，選擇標記加工模式。在動作模式的選擇成為從移動停止模式向標記加工模式切換的情況下，模式控制部13輸出用於從移動停止模式向標記加工模式切換的動作模式切換信號19。
[0072]模式控制部13在步驟S6中，判斷標記30的加工是否完成。在判斷為標記30的加工沒有完成的情況(步驟S6為否)下，模式控制部13將在步驟S5中選擇的動作模式即標記加工模式，作為上一次的動作模式存儲在存儲部16中(步驟S8)。
[0073]在判斷為標記30的加工已完成的情況(步驟S6為是)下，模式控制部13將動作模式的選擇從標記加工模式向通常加工模式切換(步驟S7)。模式控制部13輸出用於從標記加工模式向通常加工模式切換的動作模式切換信號19。模式控制部13將在步驟S7中切換後的動作模式即通常加工模式，作為上一次的動作模式存儲在存儲部16中(步驟S8)。
[0074]經過步驟S2、S5及S6的流程是輸入表示正常的狀態信號21，且上一次的動作模式為通常加工模式之外的其他動作模式的情況下進行的處理。這樣的處理是在解除異常後，重新開始通常的加工之前加工出標記30的情況下進行的。而且，經過步驟S6及S7的流程是標記30的加工完成，重新開始通常的加工的情況下進行的處理。如果在選擇各動作模式中的任一個後，在步驟S8中將上一次的動作模式存儲在存儲部16中，則模式控制部13結束當前的處理周期中的處理。
[0075]下面，說明在加工程序2的執行中發生警報而進行標記30的加工的詳細內容。圖6是表示記載在加工程序中的移動路徑，和發生警報的位置這兩者的一個例子的圖。
[0076]數控裝置I在從開始與加工程序2對應的加工的時刻起至發生警報為止的期間，進行通常加工模式的控制。在通常加工模式中，數控裝置I反覆進行從針對每個程序塊的指令的解析至位置指令20的輸出為止的動作。存儲部15對應於解析數據17，逐次存儲移動路徑104的數據。
[0077]存儲部15將位置指令20表示的最新的位置作為基點，至少在參數3中存儲有作為加工位置的信息而設定的距離量的移動路徑104即可。存儲部15以使各程序塊中的刀具102的移動距離之和大於在參數3中設定的距離、例如Λ D的方式，依次存儲移動路徑104的數據。存儲部15在通常加工模式下，在發生警報之前的期間，持續進行移動路徑104的數據的更新。
[0078]如果發生警報，則模式控制部13生成用於將動作模式從通常加工模式向移動停止模式切換的動作模式切換信號19。接收來自模式控制部13的動作模式切換信號19後，位置指令生成部12停止位置指令20的輸出。存儲部15停止移動路徑104的數據的更新。模式控制部13直至成為警報的原因的異常解除為止，維持移動停止模式。
[0079]如果異常解除，則模式控制部13生成用於將動作模式從移動停止模式向標記加工模式切換的動作模式切換信號19。接收來自模式控制部13的動作模式切換信號19後，位置指令生成部12生成與來自標記指令生成部11的標記指令18對應的位置指令20。
[0080]作為具體例，說明在圖5所示的加工程序2的程序塊Ν57的中途發生警報的情況下標記30的加工。數控裝置I實施用於在從發生警報的位置105沿移動路徑104回溯了規定的距離Λ D後的位置加工出標記30的控制。在這裡，說明加工圖3所示的標記30的情況。
[0081]例如，設為在圖6所示的移動路徑104中，在X35.Y5.1.Z0的位置105處發生警報。在存儲部15中存儲有相對於位置105，距離比距離Λ D與標記30的整體長度ALl之和(AD + ALl)長的移動路徑104。在Λ D為5mm，ALl為8mm的情況下，存儲部15存儲有從位置105至少回溯13mm為止的移動路徑104。
[0082]如果由模式控制部13選擇標記加工模式，則標記指令生成部11生成使刀具102從位置105向與加工時相反的方向沿移動路徑104移動Λ D的移動指令。該移動指令是從位置105至成為標記30的箭首部分前端的位置為止移動的指令。在該例子中，與加工時相反的方向是指正X方向。成為箭首部分前端的位置是Χ40.Υ5.1.ZO的位置。
[0083]並且，標記指令生成部11通過對移動指令實施使刀具102從工件100遠離這樣的校正，從而相對於加工時，在刀具軸方向上使刀具102的位置位移。在該例子中，刀具軸方向是指Z軸方向。
[0084]由此，標記指令生成部11將下述移動指令作為標記指令18生成，即，該移動指令使刀具102沿移動路徑104向與加工時相反的方向移動，並且，相對於加工時，在刀具軸方向上對刀具102的位置進行了位移。位置指令生成部12生成基於標記指令18的位置指令20。
[0085]通過將基於標記指令18生成的位置指令20輸入至伺服控制部6，由此，刀具102在從工件100的表面在Z軸方向上遠離的狀態下，從位置105沿移動路徑104向正X方向移動Λ D0由此，刀具102移動而不會切削工件100的表面。工作機械能夠避免刀具102以與工件100摩擦的狀態移動。
[0086]此外，在使刀具102從位置105移動Λ D的過程中，標記指令生成部11也可以省略在刀具軸方向上的刀具102的位置的校正。在該情況下，刀具102沿循著工件100中的加工完的部分而移動。在該情況下，工作機械能夠移動刀具102而不會新切削工件100的表面。
[0087]然後，標記指令生成部11生成用於標記30的加工的標記指令18。在本例子中，標記指令生成部11生成標記指令18，該標記指令18用於加工將Χ40.Υ5.1.ZO的位置作為箭首部分的前端、將Χ48.Υ5.1.ZO的位置作為軸部分的端部的標記30。
[0088]首先，標記指令生成部11將下述移動指令作為標記指令18生成，即，該移動指令使刀具102從箭首部分的前端至軸部分的端部為止沿移動路徑104移動，並且，在刀具軸方向上對刀具102的位置進行了校正。標記指令生成部11使用刀具102的刀具半徑和軸部分的線寬AW1，對刀具軸方向上的刀具102的位移量進行調整。
[0089]圖8是說明位移量的計算的圖。位移量TC設定為使得刀具102以與工件100接觸的狀態移動而切削的區域的寬度TW與軸部分的期望的線寬AWl —致。例如，在將軸部分的線寬AWl設為0.5mm的情況下，以使刀具102將TW = 0.5mm的區域削去的方式，在刀具軸方向上使刀具102位移。此外，位移量TC設為從工件100的表面至刀具軸方向上的刀具102的最深到達點為止的長度。
[0090]標記指令生成部11通過對刀具數據4進行參照，從而獲取當前使用的刀具102的刀具半徑TR的數據。刀具半徑TR設為從刀具102的前端至刀具中心106為止的長度。TC通過下式(I)表示。
[0091]TC = TR- {TR2- (Tff/2)2}172..(1)
[0092]例如，在作為刀具102而使用TR = 5mm的球頭立銑刀的情況下，如果設為TW =0.5mm,則根據式(I )，計算出TC大致為0.0063mm。
[0093]標記指令生成部11生成通過該TC進行了校正的標記指令18。通過將基於標記指令18生成的位置指令20向伺服控制部6輸入，由此，刀具102對從箭首部分的前端至軸部分的端部為止對線寬AWl的區域進行切削。
[0094]然後，標記指令生成部11生成用於加工箭首部分的標記指令18。標記指令生成部11將下述移動指令作為標記指令18生成，即，該移動指令使刀具102沿移動路徑104移動，並且，使位移量TC逐漸變化。位移量TC在箭首部分的前端和箭首部分中的成為與軸部分連接的根部的位置之間，對應於箭首部分的形狀變化。
[0095]箭首部分在根部的位置處成為最大寬度AW2。位移量TC調整為，刀具102以與工件100接觸的狀態移動而切削的區域的寬度TW，從箭首部分的前端至根部為止從AWl逐漸增大至AW2。例如，在AW2為1.5mm的情況下，成為TW = AW2 = 1.5mm時的TC通過式(I )，計算出大致是0.0566mm。
[0096]標記指令生成部11生成以使TW從AWl = 0.5mm逐漸向AW2 = 0.5mm變化的方式，使TC從0.0063mm變化為大致0.0566mm的標記指令18。通過將基於標記指令18生成的位置指令20向伺服控制部6輸入，刀具102切削箭首部分的形狀的區域。
[0097]此外，關於由標記指令生成部11生成的標記指令18，標記30的加工順序、在刀具軸方向上對刀具102的位置進行校正的方法等沒有特別地限定，可任意設定。
[0098]根據本實施方式，數控裝置I通過在沿逐次存儲的移動路徑104回溯後的位置處加工出標記30，從而能夠容易地篩選不良工件。即使在正常加工出的工件100和作為不良工件的工件100混合存在的情況下，也能通過標記30的確認而容易地一眼篩選出不良工件。另外，數控裝置I無需準備煩雜的加工程序2，也能夠與工件100的形狀、加工的進行階段無關地對標記30進行加工。
[0099]由此，數控裝置I實現下述效果，即，能夠利用簡單的加工程序2加工用於識別在加工中發生異常的工件100的標記30，能夠容易地篩選由於發生異常而產生的不良工件。
[0100]數控裝置I將從發生警報的位置105沿移動路徑104回溯了規定的距離的位置設為標記30的位置。數控裝置I將標記30的位置設定在發生異常時的加工位置以外的位置處。另外，可以根據從位置105至標記30為止的間隔的設定，將標記30的位置設在與發生異常時的加工位置較近的位置。
[0101]由此，用戶或維護人員能夠根據標記30的位置，確定發生異常時的位置105。用戶或維護人員根據標記30，能夠容易地確認由異常導致的傷痕的程度。
[0102]數控裝置I通過對應於刀具半徑和標記30的線寬，對刀具軸方向上的位移量進行調整，從而能夠進行用於得到期望線寬的標記30的控制。由此，能夠得到通過視覺容易識別的標記30,容易篩選不良工件。
[0103]實施方式2
[0104]在作為車床的工作機械上具有實施方式2涉及的數控裝置I。工作機械具有作為使工件旋轉的旋轉軸(車削軸)的C軸、作為使車削刀具移動的移動軸的至少X軸及Y軸。工作機械對於具有圓筒形狀的工件，實施外徑部分的外徑車削加工、和端面部分的端面車削加工。
[0105]實施方式2涉及的數控裝置I具有與實施方式I涉及的數控裝置I相同的結構。在實施方式I及2中，標記指令生成部11實施不同的處理。
[0106]圖9是表示對工件進行外徑車削加工的狀態的圖。工作機械使工件100圍繞C軸旋轉。刀具102是可向X軸方向及Z軸方向移動的車削刀具。卡盤103是將工件100固定在工作機械上的工具。在圖9中示出對工件100進行外形車削加工時的移動路徑104和發生警報時的位置105。
[0107]標記指令生成部11的存儲部15中，作為即將發生警報之前的規定距離量的移動路徑104，存儲刀具102的X軸方向及Z軸方向的移動量和工件100的圍繞C軸的移動量。
[0108]在本實施方式中，作為表示在車削加工中發生異常的標記，在工件100的表面上形成粗糙面107。標記指令生成部11在標記形成模式下，生成用於得到粗糙面107的標記指令18。
[0109]圖10是表示在工件的外徑部分上加工出粗糙面的狀態的圖。在標記形成模式下，標記指令生成部11將下述移動指令作為標記指令18生成，即，該移動指令使刀具102沿移動路徑104向與加工時相反的方向移動，並且，相對於加工時，在刀具軸方向上對刀具102的位置進行了校正。標記指令生成部11對作為刀具軸方向的X軸方向上的刀具102的位置進行調整，以反覆進行使刀具102與工件100接觸的動作和使刀具102從工件100遠離的動作。
[0110]通過將基於標記指令18生成的位置指令20向伺服控制部6輸入，由此，刀具102在工件100的表面上加工出粗糙面107。粗糙面107是將加工面的品質顯著地劣化的加工面。標記指令生成部11在移動路徑104中從刀具102的移動開始至結束為止，例如以任意的周期變化位移量。或者，標記指令生成部11也可以在移動路徑104中從刀具102的移動開始至結束為止，逐漸變化位移量。標記指令生成部11隻要能夠得到品質顯著下降的粗糙面107，可以以任意形式變化位移量。
[0111]圖11是表示對工件進行端面車削加工的狀態的圖。在圖11中示出，對工件100進行端面車削加工時的移動路徑104、和發生警報時的位置105。標記指令生成部11的存儲部15中，作為即將發生警報之前的規定距離量的移動路徑104，存儲刀具102的X軸方向及Z軸方向的移動量、和工件100的圍繞C軸的移動量。
[0112]圖12是表示在工件的端面部分上加工出粗糙面的狀態的圖。在工件100的端面部分的加工中發生警報的情況下，標記指令生成部11也是將以下移動指令作為標記指令18生成，即，該移動指令使刀具102沿移動路徑104向與加工時相反的方向移動，並且，相對於加工時，在刀具軸方向上對刀具102的位置進行了校正。
[0113]標記指令生成部11對作為刀具軸方向的Z軸方向上的刀具102的位置進行調整，以反覆進行使刀具102與工件100接觸的動作和使刀具102從工件100遠離的動作。
[0114]通過將基於標記指令18生成的位置指令20向伺服控制部6輸入，由此，刀具102在工件100的表面上加工出粗糙面107。標記指令生成部11在移動路徑104中從刀具102的移動開始至結束為止，例如以任意的周期變化位移量。或者，標記指令生成部11也可以在移動路徑104中從刀具102的移動開始至結束為止，逐漸變化位移量。標記指令生成部11隻要能夠得到品質顯著下降的粗糙面107，可以以任意形式變化位移量。
[0115]根據本實施方式，數控裝置I通過在發生警報後，加工出加工面的品質顯著劣化的粗糙面107，從而能夠一眼篩選出不良工件。數控裝置I實現下述效果，即，能夠利用簡單的加工程序2加工用於識別在加工中發生異常的工件100的標記，能夠容易地篩選由於發生異常而產生的不良工件。
[0116]實施方式3
[0117]在作為車床的工作機械上具有實施方式3涉及的數控裝置I。工作機械具有作為使工件旋轉的旋轉軸(車削軸)的C軸、作為使車削刀具移動的移動軸的至少X軸及Y軸。
[0118]本實施方式適用於從工件100的外觀難以目視確認沿即將發生警報之前的移動路徑104回溯後的位置的情況。本實施方式適用於在例如像使用鏜孔車刀的內徑車削加工或使用攻絲刀具的攻絲加工這樣的工件100內側的加工中發生異常的情況。例如，本實施方式的數控裝置I對具有圓筒形狀的工件100，實施用於進行內徑部分的內徑車削加工的控制。
[0119]實施方式3涉及的數控裝置I具有與實施方式I涉及的數控裝置I相同的結構。在實施方式I及3中，標記指令生成部11的處理不同。
[0120]圖13是表示對工件進行內徑車削加工的狀態的圖。工作機械使工件100圍繞C軸旋轉。刀具102是可向X軸方向及Z軸方向移動的車削刀具。卡盤103是將工件100固定在工作機械上的工具。在圖13中示出，對工件100進行內徑車削加工時的移動路徑104、和發生警報時的位置105。
[0121]在通常加工模式下，本實施方式的標記指令生成部11進行與實施方式I及2的標記指令生成部11不同的動作。標記指令生成部11在選擇了用於內徑車削加工的刀具102的期間，停止向存儲部15中存儲移動路徑104。
[0122]在實施利用刀具102進行的內徑車削加工的期間，在存儲部15中保存有開始進行內徑車削加工之前的最新的移動路徑104。如果發生警報，則標記指令生成部11基於存儲部15過去存儲的最新的移動路徑104，生成標記指令18。在標記形成模式下，標記指令生成部11將以下移動指令作為標記指令18生成，即，該移動指令使刀具102向與加工時相反的方向沿著移動路徑104移動，並且，相對於加工時，在刀具軸方向上對刀具102的位置進行了位移。
[0123]在標記指令18的生成中使用的移動路徑104是選擇了與當前選擇的刀具102不同的刀具102時的移動路徑。在標記形成模式下，返回在存儲部15所保存的移動路徑104中選擇的刀具102，並用在標記的加工中。
[0124]例如，在存儲部15所保存的移動路徑104為通過外徑車削加工形成的移動路徑的情況下，標記指令生成部11生成用於加工作為標記的粗糙面107的標記指令18。在對標記進行加工時，使用在外徑車削加工中選擇的刀具102。
[0125]標記指令生成部11預先保存與設為停止存儲移動路徑104的對象的刀具102相關的設定。作為設為停止存儲移動路徑104的對象的刀具102，設定在工件100的內側加工中使用的鏜孔車刀或攻絲刀具等。
[0126]根據本實施方式，數控裝置I即使在工件100中難以從外觀目視確認的內側的加工中發生異常的情況下，也能夠基於除了選擇特定的刀具102時以外的移動路徑104，在容易看見的位置上加工出標記。數控裝置I實現下述效果，即，能夠利用簡單的加工程序2加工用於識別在加工中發生異常的工件100的標記，能夠容易地篩選由於發生異常而產生的不良工件。
[0127]標號的說明
[0128]I數控裝置，2加工程序，3參數，4刀具數據，5操作開關，6伺服控制部，7伺服電動機，8位置檢測器，9傳感器，10程序解析部，11標記指令生成部，12位置指令生成部，13模式控制部，14異常狀態判定部，15存儲部，16存儲部，17解析數據，18標記指令，19動作模式切換信號，20位置指令，21狀態信號，22檢測位置信息，23電壓指令，30標記，100工件，101工作檯，102刀具，103卡盤，104移動路徑，105位置，106刀具中心，107粗糙面。
【權利要求】
1.一種數控裝置，其在具有使刀具移動的電動機的工作機械中，基於加工程序對所述電動機的驅動進行控制，該刀具用於工件的加工， 該數控裝置的特徵在於，具有: 位置指令生成部，其生成針對所述電動機的位置指令；以及 標記指令生成部，其生成用於標記的加工的標記指令，該標記表示在所述加工中發生了異常， 所述標記指令生成部逐次存儲由所述加工形成的所述刀具的移動路徑的信息，在由於檢測出所述異常而發生警報時，將下述移動指令作為所述標記指令生成，即，該移動指令使所述刀具沿所述移動路徑向與所述加工時相反的方向移動，並且，相對於所述加工時，在刀具軸方向上對所述刀具的位置進行了校正， 所述位置指令生成部生成基於所述標記指令的所述位置指令。
2.根據權利要求1所述的數控裝置，其特徵在於， 所述標記指令生成部生成所述標記指令，所述標記指令使所述刀具從發生所述警報的時刻的位置向所述相反的方向移動至以固定距離、或與固定時間的移動相當的距離進行了回溯的位置。
3.根據權利要求1或2所述的數控裝置，其特徵在於， 所述標記指令生成部基於在所述加工時選擇的所述刀具的刀具半徑、和所述標記中與所述移動路徑的方向垂直的方向的線寬，對所述刀具在所述刀具軸方向上的位移量進行調難iF.0
4.根據權利要求1至3中任一項所述的數控裝置，其特徵在於， 在選擇了在所述工件的內側加工中使用的所述刀具的期間，所述標記指令生成部停止存儲所述移動路徑的信息，並且在發生所述警報時，基於過去存儲的所述移動路徑來生成所述標記指令。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的數控裝置，其特徵在於， 該數控裝置還具有模式控制部，該模式控制部對反映至所述位置指令中的動作模式的選擇進行控制， 所述動作模式包含: 通常加工模式，其用於與通過所述加工程序的解析得到的解析數據對應的加工；移動停止模式，其用於從發生所述警報的時刻起直至成為發生所述警報的原因的所述異常被解除為止，使所述刀具的移動停止；以及 標記加工模式，其是在從所述移動停止模式向所述通常加工模式切換時執行的，使所述電動機進行用於加工所述標記的驅動。
【文檔編號】G05B19/4093GK104285191SQ201380002835
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年5月9日 優先權日:2013年5月9日
【發明者】津田剛志, 佐藤智典 申請人:三菱電機株式會社