BR112015019038B1

BR112015019038B1 - Dispositivo de controle numérico pelo qual usinagem é realizada

Info

Publication number: BR112015019038B1
Application number: BR112015019038-3A
Authority: BR
Inventors: Mitsuo Watanabe; Masakazu Sagasaki; Junichi Kamata; Hiroshi Shinohara; Hajime Matsumaru; Hitoshi Matsumoto; Takanori SHINOHARA; Akihiko Shinohara; Shigeo Yanagidaira
Original assignee: Mitsubishi Electric Corporation; Citizen Machinery Co., Ltd.; Citizen Watch Co., Ltd
Priority date: 2013-02-12
Filing date: 2013-02-12
Publication date: 2021-08-03
Also published as: JPWO2014125569A1; TWI506386B; CN104995571A; BR112015019038A2; CN104995571B; ES2634340T3; TW201432402A; EP2947527A4; KR101583202B1; KR20150110818A; JP5599523B1; EP2947527A1; US9791846B2; EP2947527B1; WO2014125569A1; US20160011579A1; BR112015019038A8

Abstract

dispositivo de controle numérico pelo qual usinagem é realizada este dispositivo de controle numérico é provido com: uma unidade de processamento de análise (45) que adquire, de um programa de usinagem, comandos de movimento para mover em um trajeto de movimento, e condições de oscilação para oscilar ao longo do trajeto de movimento; uma unidade de cálculo de quantidade de movimento de comando (481) que calcula uma quantidade de movimento de comando em uma unidade de tempo; uma unidade de cálculo de quantidade de movi- mento de oscilação (482) que usa as condições de oscilação para calcular uma quantidade de movimento de oscilação na unidade de tempo em tempo s correspondentes aos comandos de movimento: e uma unidade de integração de quantidade de movimento (483) que calcula uma quantidade de movimento integrada, integrando a quantidade de movimento de comando e a quantidade de movimento de oscilação, e determina a quantidade de movimento na unidade de tempo de uma maneira tal que a posição movida somente pela quantidade de movimento integrada de uma posição que serve como um padrão de cálculo para a quantidade de movimento integrada é posicionada no trajeto de movimento.

Description

Campo

[001] A presente invenção refere-se a um dispositivo de controlenumérico.

Fundamentos

[002] Foi proposto um dispositivo de controle numérico para oprocesso de usinagem convencional de torneamento. O dispositivo de controle numérico inclui um mecanismo de alimentação da ferramenta de corte que alimenta uma ferramenta de corte em uma peça de trabalho em pelo menos duas direções axiais; e um mecanismo de controle que controla o motor de acionamento de alimentação da ferramenta de corte de maneira tal que a ferramenta de corte vibra a uma baixa frequência em pelo menos duas direções axiais (vide, por exemplo, Literatura de Patente 1). Neste dispositivo de controle numérico, o mecanismo de controle inclui uma unidade de operação que realiza vários ajustes; uma unidade de armazenamento de informação de corte com vibração que armazena nela de antemão pelo menos a quantidade de movimento à frente, a quantidade de movimento para trás, a velocidade de movimento à frente e a velocidade de movimento para trás do mecanismo de alimentação da ferramenta de corte de acordo com características mecânicas, tais como a inércia do eixo de alimentação e características do motor, como uma tabela de dados usada para sincronizar e alimentar a ferramenta de corte em pelo menos duas direções axiais de maneira a ser operável a uma baixa frequência de 25 hertz ou mais de acordo com a celeridade rotacional da peça de trabalho, ou a quantidade de alimentação da ferramenta de corte por revolução da ferramenta de corte, que são estabelecidas pela unidade de operação; e uma unidade de controle do motor que controla o motor de acionamento de alimentação da ferramenta de corte com base nos dados armazenados na unidade de armazenamento de informação de corte com vibração.

[003] Devido a esta configuração, no caso onde a celeridaderotacional da peça de trabalho, ou a quantidade de alimentação da ferramenta de corte por revolução da ferramenta de corte, estabelecida pela unidade de operação, encontra-se na tabela, o trabalho de corte é realizado pela quantidade de movimento à frente, a quantidade de movimento para trás, a celeridade de movimento à frente e o movimento para trás do mecanismo de alimentação da ferramenta de corte correspondente ao valor estabelecido. Adicionalmente, no caso onde a celeridade rotacional da peça de trabalho ou a quantidade de alimentação da ferramenta de corte por revolução da ferramenta de corte, que são estabelecidas pela unidade de operação, não se encontram na tabela, um alerta de que um valor apropriado não é programado é exibido, e o processamento termina.

[004] Um outro dispositivo de controle numérico para executar umcontrole de contorno controlando dois ou mais eixos geométricos de controle para executar o controle de contorno foi proposto. O dispositivo de controle numérico controla simultaneamente dois ou mais eixos geométricos de controle para realizar uma operação de corte e, ao mesmo tempo, gerar dados de movimento para executar o controle de contorno (vide, por exemplo, Literatura de Patente 2).Lista de CitaçãoLiteratura de PatentesLiteratura de Patente 1: Patente Japonesa No. 5033929Literatura de Patente 2: Patente Japonesa No. 4293132 Sumário

Problema Técnico

[005] Entretanto, de acordo com a Literatura de Patente 1supralistada, existe um problema em que é difícil criar dados para serem colocados na tabela a fim de sincronizar e alimentar a ferramenta de corte em pelo menos duas direções axiais para que seja operável a uma baixa frequência de 25 Hz ou mais. Por exemplo, quando a tabela é criada, a quantidade de movimento à frente, a quantidade de movimento para trás, a celeridade de movimento à frente e a celeridade de movimento para trás do mecanismo de alimentação da ferramenta de corte precisam ser definidas para cada celeridade rotacional da peça de trabalho, ou cada quantidade de alimentação da ferramenta de corte por revolução da ferramenta de corte. Portanto, é necessário na tabela incorporar todas as celeridades rotacionais da peça de trabalho, ou as quantidades de alimentação da ferramenta de corte por revolução da ferramenta de corte, que podem ser usadas no dispositivo de controle numérico. Dessa maneira, tempo e mão-de-obra consideráveis são exigidos para criar a tabela.

[006] Quando uma celeridade rotacional da peça de trabalho ou umaquantidade de alimentação a ferramenta de corte por revolução da ferramenta de corte, que não foi estabelecida na tabela, é de entrada, a usinagem não é realizada, e o processamento termina. Isto resulta em um problema de que não é claro se é possível realizar usinagem nas condições de entrada pela unidade de operação até que o processamento real seja iniciado.

[007] Literatura de Patente 2 refere-se a um dispositivo de controlenumérico para executar um controle de contorno, enquanto realiza corte. A operação de corte é projetada para executar um controle de contorno com vibrações similarmente à Literatura de Patente 1. Na operação de corte, considera-se que a direção de vibração intercepte a direção do controle de contorno em um ângulo predeterminado e, portanto, não é considerado que uma ferramenta vibra em uma direção de usinagem.

[008] A presente invenção foi concebida para solucionar osproblemas referidos, e um objetivo da presente invenção é prover um dispositivo de controle numérico para usinar enquanto a ferramenta vibra ao longo de um trajeto de usinagem, no qual, sem a necessidade de uma tabela com condições de vibração da ferramenta armazenadas nela, quando um trajeto de usinagem é dado por um programa de usinagem, usinagem pode ser feita enquanto vibra a ferramenta a uma frequência predeterminada no trajeto de usinagem.

Solução para o problema

[009] Um dispositivo de controle numérico de acordo com umaspecto da presente invenção, pelo qual usinagem é realizada em um objeto de usinagem enquanto se movimenta uma ferramenta e o objeto de usinagem um em relação ao outro por dois ou mais eixos de acionamento providos na ferramenta e/ou o objeto de usinagem é construído de forma a incluir: uma unidade de processamento de análise que obtém um comando de movimento para movimentar em um trajeto de movimento em um programa de usinagem, e condições de vibração para vibrar ao longo do trajeto de movimento; uma unidade de cálculo de quantidade de movimento de comando que calcula uma quantidade de movimento de comando que é uma quantidade de movimento por unidade de tempo de acordo com o comando de movimento; uma unidade de cálculo de quantidade de movimento vibracional que usa as condições de vibração para calcular uma quantidade de movimento vibracional que é uma quantidade de movimento devido a vibrações por unidade de tempo em um tempo correspondente ao comando de movimento; e uma unidade de combinação de quantidade de movimento que combina a quantidade de movimento de comando com a quantidade de movimento vibracional para calcular uma quantidade de movimento combinada, e que adquire uma quantidade de movimento na unidade de tempo de maneira tal que uma posição, tendo movimentado de uma posição de referência para calcular a quantidade de movimento combinada pela quantidade de movimento combinada, é localizada no trajeto de movimento.Efeitos Vantajosos Da Invenção

[0010] De acordo com a presente invenção, o dispositivo de controle numérico possibilita aplicar vibrações ao longo de um trajeto de usinagem com base em dadas condições de vibração, por exemplo, frequência e amplitude. Portanto, usinagem pode ser feita em várias condições sem a necessidade de uma tabela com condições de vibração da ferramenta armazenadas nela.

Breve Descrição Dos Desenhos

[0011] FIG. 1 é um diagrama de blocos ilustrando um exemplo de configuração de um dispositivo de controle numérico de acordo com uma primeira modalidade.

[0012] FIGS. 2 são diagramas ilustrando uma configuração de eixos geométricos do dispositivo de controle numérico de acordo com a primeira modalidade.

[0013] FIG. 3 é um diagrama ilustrando esquematicamente um método de usinagem de acordo com a primeira modalidade.

[0014] FIG. 4 é um diagrama ilustrando um exemplo de um programa de usinagem de acordo com a primeira modalidade.

[0015] FIG. 5 é um fluxograma ilustrando um exemplo de processamento de interpolação com vibrações de acordo com a primeira modalidade.

[0016] FIGS. 6 são diagramas ilustrando um exemplo de procedimento de processo específico do processamento de interpolação com vibrações de acordo com a primeira modalidade.

[0017] FIG. 7 é um diagrama ilustrando quantidade de movimento combinada por unidade de tempo adquirida nas FIGS. 6, e a direção desta quantidade de movimento combinada.

[0018] FIGS. 8 ilustram uma posição de comando do eixo geométrico X e uma posição de comando do eixo geométrico Z em um caso de um trajeto de movimento circular.

[0019] FIG. 9 é um diagrama ilustrando esquematicamente um método de usinagem com uma broca de acordo com a primeira modalidade.

[0020] FIG. 10 é um diagrama de blocos ilustrando um exemplo de configuração de um dispositivo de controle numérico de acordo com uma segunda modalidade.

[0021] FIG. 11 é um fluxograma ilustrando um exemplo do procedimento de processamento de interpolação com vibrações de acordo com a segunda modalidade.

[0022] FIG. 12 é um diagrama ilustrando esquematicamente um método de usinagem de acordo com a segunda modalidade.

[0023] FIGS. 13 são diagramas conceituais ilustrando a aplicação de vibrações em um trajeto de movimento de acordo com a segunda modalidade.

[0024] FIGS. 14 são diagramas ilustrando um exemplo de mudanças nos valores de comando de posição do eixo geométrico Z e eixo geométrico X com relação ao tempo para realizar o processo de usinagem de acordo com a segunda modalidade.

[0025] FIG. 15 é um diagrama de blocos ilustrando um exemplo de configuração de um dispositivo de controle numérico de acordo com uma terceira modalidade.

[0026] FIG. 16 é um fluxograma ilustrando um exemplo de procedimento de processamento de interpolação com vibrações em uma unidade de computação de controle de acordo com a terceira modalidade.

[0027] FIG. 17 é um fluxograma ilustrando um exemplo de procedimento de processamento para gerar vibrações em uma unidade de acionamento de acordo com a terceira modalidade.

Descrição De Modalidades

[0028] Modalidades exemplares de um dispositivo de controle numérico de acordo com a presente invenção serão descritas a seguir com detalhes com referência aos desenhos anexos. A presente invenção não está limitada a essas modalidades.

Primeira modalidade

[0029] FIG. 1 é um diagrama de blocos ilustrando uma configuração de exemplo de um dispositivo de controle numérico de acordo com uma primeira modalidade. Um dispositivo de controle numérico 1 inclui uma unidade de acionamento 10; uma unidade de operação de entrada 20; uma unidade de exibição 30; e uma unidade de computação de controle 40.

[0030] A unidade de acionamento 10 é um mecanismo que aciona um ou ambos de uma peça de trabalho e uma ferramenta em pelo menos duas direções axiais. A unidade de acionamento 10 inclui um servomotor 11 que move uma peça de trabalho e/ou ferramenta em cada qual das direções axiais especificadas no dispositivo de controle numérico 1; um detector 12 que detecta a posição e velocidade do servomotor 11; e uma unidade de servocontrole 13 para cada qual das direções axiais (uma unidade de servocontrole do eixo geométrico X 13X, uma unidade de servocontrole do eixo geométrico Z 13Z, ••• (a seguir, simplesmente expressa como "unidade de servocontrole 13" quando não é necessário distinguir as direções do eixo de acionamento uma da outra)), onde a unidade de servocontrole 13 controla a posição e velocidade de uma peça de trabalho e/ou ferramenta com base na posição e velocidade transmitidas pelo detector 12. A unidade de acionamento 10 adicionalmente inclui um motor do eixo principal 14 que gira um eixo principal provido em uma peça de trabalho; um detector 15 que detecta a posição e celeridade rotacional do motor do eixo principal 14; e uma unidade de servocontrole do eixo principal 16 que controla, com base na posição e celeridade rotacional transmitidas pelo detector 15, a rotação do eixo principal provida para a peça de trabalho.

[0031] A unidade de operação de entrada 20 inclui uma unidade de entrada tais como um teclado, um botão ou um mouse, através da qual um usuário entra com um comando e similares para o dispositivo de controle numérico 1, ou entra com um programa de usinagem, um parâmetro, ou similares. A unidade de exibição 30 inclui um dispositivo de exibição de cristal líquido ou outra unidade de exibição na qual informação processada pela unidade de computação de controle 40 é exibida.

[0032] A unidade de computação de controle 40 inclui uma unidade de controle de entrada 41, uma unidade de ajuste de dados 42, uma unidade de armazenamento 43, uma unidade de processamento de tela 44, uma unidade de processamento de análise 45, uma unidade de processamento de sinal de controle mecânico 46, uma unidade de circuito PLC (Controlador de lógica programável) 47, uma unidade de processamento de interpolação 48, uma unidade de processamento de aceleração-desaceleração 49, e uma unidade de saída de dados axiais 50.

[0033] A unidade de controle de entrada 41 recebe informação que é alimentada pela unidade de operação de entrada 20. A unidade de ajuste de dados 42 armazena a informação recebida pela unidade de controle de entrada 41 na unidade de armazenamento 43. Por exemplo, quando o conteúdo da entrada se refere à edição de um programa de usinagem 432, o programa de usinagem 432 armazenado na unidade de armazenamento 43 é trocado pelo conteúdo editado. Quando um parâmetro é alimentado, este parâmetro de entrada é armazenado em uma área de armazenamento de um parâmetro 431 na unidade de armazenamento 43.

[0034] A unidade de armazenamento 43 armazena nela informação tal como o parâmetro 431 para ser usado para processamento na unidade de computação de controle 40, o programa de usinagem 432 a ser executado, e dados de exibição de tela 433 a ser exibidos na unidade de exibição 30. A unidade de armazenamento 43 inclui uma área de compartilhamento 434 que armazena nela dados usados temporariamente sem ser o parâmetro 431 e o programa de usinagem 432. A unidade de processamento de tela 44 executa um controle de maneira a exibir os dados de exibição de tela 433 na unidade de armazenamento 43 na unidade de exibição 30.

[0035] A unidade de processamento de análise 45 inclui uma unidade de geração de comando de movimento 451, que lê um programa de usinagem incluindo um ou mais blocos, analisa o bloco do programa de usinagem lido pelo bloco, e gera um comando de movimento para movimento por cada bloco, e uma unidade de análise de comando de vibração 452, que analisa se um comando de vibração é incluído no programa de usinagem e gera informação de vibração, quando o comando de vibração é incluído no programa de usinagem, tais como frequência e amplitude incluídas no comando de vibração.

[0036] Quando a unidade de processamento de análise 45 lê um comando auxiliar como um comando para operar uma máquina sem ser um comando para operar um eixo controlado numericamente (o eixo de acionamento), a unidade de processamento de sinal de controle mecânico 46 notifica o fato de que o comando auxiliar foi emitido à unidade de circuito PLC 47. Mediante recepção da notificação de que o comando auxiliar foi emitido pela unidade de processamento de sinal de controle mecânico 46 a unidade de circuito PLC 47 realiza processamento correspondente a este comando auxiliar.

[0037] A unidade de processamento de interpolação 48 inclui uma unidade de cálculo de quantidade de movimento de comando 481 que usa um comando de movimento analisado pela unidade de processamento de análise 45 para calcular uma quantidade de movimento de comando que é uma quantidade de movimento por unidade de tempo (um ciclo de interpolação), uma unidade de cálculo de quantidade de movimento vibracional 482 que calcula uma quantidade de movimento vibracional que é uma quantidade de movimento por unidade de tempo para vibrar uma ferramenta ou um objeto de usinagem, uma unidade de combinação de quantidade de movimento 483 que calcula uma quantidade de movimento combinada por unidade de tempo combinando a quantidade de movimento de comando com a quantidade de movimento vibracional, e uma unidade de decomposição de quantidade de movimento combinada 484 que calcula uma quantidade de movimento para cada eixo de acionamento a partir da quantidade de movimento combinada por unidade de tempo, de maneira a passar através de um trajeto de movimento.

[0038] A unidade de processamento de aceleração-desaceleração 49 converte a quantidade de movimento combinada para cada eixo de acionamento, produzido pela unidade de processamento de interpolação 48, em um comando de movimento por unidade de tempo levando-se em conta aceleração e desaceleração de acordo com um padrão de aceleração- desaceleração projetado de antemão. A unidade de saída de dados axiais 50 envia o comando de movimento por unidade de tempo processado pela unidade de processamento de aceleração-desaceleração 49 para a unidade de servocontroles 13X, 13Z, •••, cada uma das quais controla cada qual dos eixos de acionamento.

[0039] A fim de realizar usinagem enquanto a ferramenta ou uma peça de trabalho vibra, basta que a ferramenta e a peça de trabalho sejam movimentadas uma em relação à outra quando a usinagem é realizada, como anteriormente descrito. As FIGS. 2 são diagramas ilustrando esquematicamente uma configuração dos eixos geométricos do dispositivo de controle numérico de acordo com a primeira modalidade na qual operação de torneamento é realizada. Nas FIGS. 2, um eixo geométrico Z e um eixo geométrico X que são perpendiculares entre si são providos na folha do desenho. FIG. 2(a) é um diagrama ilustrando um caso onde uma peça de trabalho 61 é fixa; e somente uma ferramenta 62 que é, por exemplo, uma ferramenta de torneamento que realiza torneamento, é movimentada nas direções do eixo geométrico Z e eixo geométrico X. A FIG. 2(b) é um diagrama ilustrando um caso onde a peça de trabalho 61 é movimentada na direção do eixo geométrico Z; e a ferramenta 62 é movimentada na direção do eixo geométrico X. Em qualquer desses casos, provendo o servomotor 11 em um objeto a ser movimentado (a peça de trabalho 61 e/ou a ferramenta 62), torna-se possível realizar o processamento descrito a seguir.

[0040] A FIG. 3 é um diagrama ilustrando esquematicamente um método de usinagem de acordo com a primeira modalidade. FIG. 3 ilustra um caso onde o eixo geométrico Z e o eixo geométrico X que são perpendiculares entre si são providos na folha de desenho, e usinagem é realizada durante movimentação da ferramenta 62 e de um objeto de usinagem um em relação ao outro ao longo de um trajeto de movimento 101 neste plano Z-X. Na primeira modalidade, quando a ferramenta 62 é movimentada em relação ao objeto de usinagem ao longo do trajeto de movimento 101, a ferramenta 62 é vibrada de uma maneira tal a seguir o trajeto de movimento 101. Ou seja, em uma seção em linha reta, a ferramenta 62 é vibrada de maneira a movimentar para trás e para a frente ao longo da linha reta e, em uma seção em linha curva, a ferramenta 62 é vibrada de maneira a movimentar para trás e para a frente ao longo da linha curva. A descrição "a ferramenta 62 é vibrada" refere-se ao movimento da ferramenta 62 em relação ao objeto de usinagem 61. Na prática, tanto a ferramenta 62 quanto o objeto de usinagem 61 podem ser movimentados da maneira ilustrada nas FIGS. 2. O mesmo se aplica às descrições seguintes.

[0041] A FIG. 4 é um diagrama ilustrando um exemplo de um programa de usinagem de acordo com a primeira modalidade. O programa de usinagem é lido fileira por fileira (bloco por bloco) a ser executada. Neste programa de usinagem, "M3 S1000;" em uma fileira 401 é um comando que gira o eixo principal, "G01 X10.0 Z20.0 F0.01;" em uma fileira 403 é um comando de interpolação linear, e "G02 X14.0 Z23.5 R4.0;" em uma fileira 404 é um comando de interpolação circular no sentido horário. Esses comandos são usados em dispositivos de controle numérico gerais.

[0042] No entanto, "G200 F50 A0.03;" em uma fileira 402 e "G201;" em uma fileira 405 são comandos de corte com vibração na primeira modalidade. Esses comandos são adicionalmente providos. Neste exemplo, o comando "G200" significa o início do corte com vibração; e o comando "G201" significa o final do corte com vibração. "F" e seu subsequente valor numérico significam a frequência de vibração (hertz), e "A" e seu subsequente valor numérico significam a amplitude de vibração (milímetros, por exemplo). Isto é meramente um exemplo. O início e o fim de corte com vibração, e a frequência e amplitude de vibração podem ser representados por outros símbolos. Os valores de comando de frequência e amplitude podem ser qualquer valor numérico. Entretanto, a fim de vibrar uma ferramenta mais precisamente em um trajeto curvo e a fim de quebrar os cavacos gerados pelo corte em pedaços menores, geralmente vibrações diminutas (com a amplitude de diversas centenas de micrometros ou menos, e a frequência de diversas centenas de hertz ou menos) são instruídas.

[0043] Em seguida, um método de usinagem feito pelo dispositivo de controle numérico de acordo com a primeira modalidade é descrito. A FIG. 5 é um fluxograma ilustrando um exemplo de processamento de interpolação com vibrações de acordo com a primeira modalidade.

[0044] Primeiro, a unidade de geração de comando de movimento 451 na unidade de processamento de análise 45 envia um comando de movimento com um trajeto de movimento incluindo a posição e celeridade de uma ferramenta e/ou um objeto de usinagem de um programa de usinagem para a unidade de processamento de interpolação 48. A unidade de análise de comando de vibração 452 envia condições de vibração, incluindo frequência e amplitude, para a unidade de processamento de interpolação 48. A unidade de processamento de interpolação 48 obtém o comando de movimento e as condições de vibração, que são ambas produzidas pela unidade de processamento de análise 45 (Etapa S11).

[0045] Subsequentemente, a unidade de cálculo de quantidade de movimento de comando 481 na unidade de processamento de interpolação 48 calcula uma quantidade de movimento de comando por unidade de tempo (um ciclo de interpolação) do comando de movimento (uma quantidade de movimento de acordo com o comando de movimento) (Etapa S12). Este é adquirido por um método pré-estabelecido dependendo do tipo de interpolação, tal como interpolação linear ou interpolação circular.

[0046] Em seguida, a unidade de cálculo de quantidade de movimento vibracional 482 calcula uma quantidade de movimento vibracional que é uma quantidade de movimento atribuída a vibrações por unidade de tempo (Etapa S13). Com relação à quantidade de movimento vibracional, uma onda sinusoidal nas condições de vibração obtidas (frequência e amplitude) é assumida, e depois a posição na onda sinusoidal correspondente ao presente tempo de interpolação é adquirida de maneira a adquirir a quantidade de movimento vibracional correspondente ao tempo de interpolação presente como uma diferença entre as posições no presente tempo de interpolação e o último tempo de interpolação (ou seja, se o presente tempo de interpolação for t2 na FIG. 6(e), Δa2 no tempo t2 é adquirido).

[0047] Subsequentemente, a unidade de combinação de quantidade de movimento 483 calcula uma quantidade de movimento combinada combinando a quantidade de movimento de comando com a quantidade de movimento vibracional (Etapa S14). Aqui, a quantidade de movimento vibracional é adicionada à quantidade de movimento de comando.

[0048] Em seguida, a unidade de decomposição de quantidade de movimento combinada 484 calcula uma quantidade de movimento axial decompondo a quantidade de movimento combinada por unidade de tempo em componentes dos respectivos eixos de acionamento de maneira a passar ao longo do trajeto de movimento (Etapa S15). A quantidade de movimento axial calculada é depois enviada para a unidade de servocontrole 13 em cada eixo de acionamento através da unidade de saída de dados axiais 50 (Etapa S16).

[0049] Na Etapa S14, em um caso onde a posição terminal da quantidade de movimento combinada é localizada no lado oposto da posição de início de usinagem na direção de usinagem, ou um caso onde a posição terminal da quantidade de movimento combinada passa sobre a posição final de usinagem na direção de usinagem, uma região não alvejada é também usinada. Portanto, em um caso onde a posição terminal da quantidade de movimento combinada é localizada no lado oposto da posição de início de usinagem na direção de usinagem, a quantidade de movimento combinada pode ser corrigida de maneira tal que a posição terminal da quantidade de movimento combinada é limitada ao ponto de início de usinagem. E, em um caso onde a posição terminal da quantidade de movimento combinada passa sobre a posição final de usinagem na direção de usinagem, a quantidade de movimento combinada pode ser corrigida de maneira tal que a posição terminal da quantidade de movimento combinada é limitada ao ponto de extremidade de usinagem.

[0050] Em seguida, a unidade de cálculo de quantidade de movimento de comando 481 determina se o valor total das quantidades de movimento de comando previamente instruídos é menor que uma quantidade de movimento alvejada (Etapa S17). Quando o valor total das quantidades de movimento de comando é menor que a quantidade de movimento alvejada (SIM na Etapa S17), o processamento retorna para a Etapa S12, e o processamento anterior é realizado repetidamente. Ao contrário, quando o valor total das quantidades de movimento de comando atinge a quantidade de movimento alvejada (NÃO na Etapa S17), o processamento termina em virtude de a usinagem ter avançado para uma posição alvejada.

[0051] As FIGS. 6 são diagramas ilustrando um exemplo de procedimento de processo específico do processamento de interpolação com vibrações de acordo com a primeira modalidade. A FIG. 7 é um diagrama ilustrando a direção e magnitude da quantidade de movimento combinada por unidade de tempo adquirida nas FIGS. 6. Como ilustrado na FIG. 6(a), é primeiro descrito um caso no qual uma ferramenta e um objeto de usinagem são movimentados um em relação ao outro ao longo de um trajeto de movimento arqueado no plano Z-X. Em um programa de usinagem, um ponto de início de usinagem, um ponto de extremidade de usinagem, uma celeridade de movimento relativa F da ferramenta para o objeto de usinagem, um método de interpolação (tal como interpolação linear ou interpolação circular), e condições de vibração são especificados. A unidade de processamento de interpolação 48 obtém essas condições na Etapa S11.

[0052] A unidade de cálculo de quantidade de movimento de comando 481 usa o ponto de início de usinagem, o ponto de extremidade de usinagem, a celeridade de movimento, e o método de interpolação para adquirir uma distância de movimento L do ponto de início de usinagem até o ponto de extremidade de usinagem, e um tempo exigido T. Esta distância de movimento com relação ao tempo é como ilustrado na FIG. 6(b).

[0053] Em seguida, a partir da distância de movimento L e de um ciclo de interpolação (uma unidade de tempo) Δt, a unidade de cálculo de quantidade de movimento de comando 481 adquire uma quantidade de movimento de comando ΔL que é uma quantidade de movimento por unidade de tempo em cada ponto de tempo (Etapa S12). Os resultados desta quantidade de movimento de comando ΔL são ilustrados na FIG. 6(d). A FIG. 6(d) ilustra o período entre um tempo t1 e um tempo t7 na FIG. 6(b) de uma maneira ampliada. Na FIG. 6(d), a quantidade de movimento de comando ΔL é consistente em qualquer ponto de tempo.

[0054] Primeiro, a unidade de cálculo de quantidade de movimento de comando 481 adquire a quantidade de movimento de comando ΔL no tempo t1. A unidade de cálculo de quantidade de movimento vibracional 482 usa as condições de vibração obtidas do programa de usinagem para criar uma função que indica mudança nas vibrações com o tempo ilustrado na FIG. 6(c) a fim de adquirir uma quantidade de movimento vibracional Δa1 que é uma quantidade de movimento atribuída a vibrações por unidade de tempo (um ciclo de interpolação) Δt no tempo t1 (Etapa S13). Este resultado está ilustrado na FIG. 6(e). A FIG. 6(e) também ilustra o período entre o tempo t1 e o tempo t7 na FIG. 6(b) de uma maneira ampliada.

[0055] A unidade de combinação de quantidade de movimento 483 combina a quantidade de movimento de comando ΔL com a quantidade de movimento vibracional Δa1 para adquirir uma quantidade de movimento combinada s1 por unidade de tempo no tempo t1 (Etapa S14). Esta é adquirida adicionando a quantidade de movimento vibracional Δa1 adquirida da FIG. 6(e) à quantidade de movimento de comando ΔL na FIG. 6(d). O resultado é como ilustrado na FIG. 6(f). Na FIG. 6(f), a quantidade de movimento combinada s1 (=ΔL+Δa1) por unidade de tempo Δt no tempo t1 é adicionada em uma posição P1 no tempo t1. A posição, obtida adicionando a quantidade de movimento combinada s1 a esta posição P1 de uma maneira tal a passar através de um trajeto de movimento, é uma posição alvejada P2. Quando o método de interpolação e a quantidade de movimento são conhecidos, a posição alvejada pode ser calculada.

[0056] Em seguida, de acordo com a presente posição P1 no trajeto de movimento e o método de interpolação, a unidade de decomposição de quantidade de movimento combinada 484 aloca a quantidade de movimento combinada s1 por unidade de tempo para a quantidade de movimentos s1Z e s1X que são componentes dos eixos geométricos de acionamento Z e X, como ilustrado no tempo t1 na FIG. 7 (Etapa S15). A unidade de saída de dados axiais 50 instrui a quantidade de movimento s1X à unidade de servocontrole do eixo geométrico X 13X, e instrui a quantidade de movimento s1Z à unidade de servocontrole do eixo geométrico Z 13Z (Etapa S16). As quantidades de movimento s1Z e s1X, instruídas neste tempo, foram submetidas a processamento de aceleração-desaceleração pela unidade de processamento de aceleração-desaceleração 49.

[0057] Em seguida, é determinado se o valor total das quantidades de movimento instruídas é menor que a quantidade de movimento alvejada (Etapa S17). Neste caso, em virtude de o valor total das quantidades de movimento instruídas ser menor que a quantidade de movimento alvejada, é realizado o processamento seguinte no tempo t2.

[0058] No tempo t2, a quantidade de movimento de comando por unidade de tempo é representada como ΔL, e a quantidade de movimento vibracional é representada como Δa2. Portanto, a partir dessas quantidades ΔL e Δa2, uma quantidade de movimento combinada s2 por unidade de tempo (=ΔL+Δa2) é adquirida. Adicionalmente, com base nesta quantidade de movimento combinada s2, é definida uma posição alvejada P3 depois a unidade de tempo. Esta posição P3 é obtida adicionando a quantidade de movimento combinada s2 na posição P2 ao longo do trajeto de movimento. Como ilustrado no tempo t2 na FIG. 7, a partir desta quantidade de movimento combinada s2, as quantidades de movimento axial s2Z e s2X nas respectivas direções do eixo de acionamento são adquiridas.

[0059] No tempo t3, a quantidade de movimento de comando por unidade de tempo é representada como ΔL, e a quantidade de movimento vibracional é representada como Δa3. Portanto, a partir dessas quantidades ΔL e Δa3, uma quantidade de movimento combinada s3 por unidade de tempo (=ΔL+Δa3) é adquirida. Adicionalmente, com base nesta quantidade de movimento combinada s3, uma posição alvejada P4 depois da unidade de tempo é definida. Esta posição P4 é obtida adicionando a quantidade de movimento combinada s3 (=ΔL+Δa3) na posição P3 ao longo do trajeto de movimento. Como ilustrado na FIG. 6(f), esta quantidade de movimento combinada s3 é inversamente proporcional à quantidade de movimento combinada s1 no tempo t1 e a quantidade de movimento combinada s2 no tempo t2. Como ilustrado no tempo t3 na FIG. 7, a partir desta quantidade de movimento combinada s3, as quantidades de movimento axial s3Z e s3X nas respectivas direções do eixo de acionamento são adquiridas. O mesmo processamento é realizado também nos pontos subsequentes.

[0060] No tempo t6, a quantidade de movimento de comando por unidade de tempo é representada como ΔL, e a quantidade de movimento vibracional é representada como Δa6. Portanto, a partir dessas quantidades ΔL e Δa6, uma quantidade de movimento combinada s6 por unidade de tempo (=ΔL+Δa6) é adquirida. Adicionalmente, com base nesta quantidade de movimento combinada s6, uma posição alvejada P7 depois da unidade de tempo é definida. Esta posição P7 é obtida adicionando a quantidade de movimento combinada s6 na posição P6 ao longo do trajeto de movimento. Como ilustrado no tempo t6 na FIG. 7, a partir desta quantidade de movimento combinada s6, quantidades de movimento axial s6Z e s6X nas respectivas direções do eixo de acionamento são adquiridas. Neste exemplo, a posição P7 coincide com a posição no tempo t7 no trajeto de movimento no caso onde vibrações não são aplicadas. Da maneira supradescrita, é realizado processamento no qual uma ferramenta é movimentada em relação a uma peça de trabalho, ainda sendo aplicada com vibrações ao longo de um trajeto de movimento.

[0061] FIGS. 8 são diagramas ilustrando uma posição de comando do eixo geométrico X e uma posição de comando do eixo geométrico Z em um caso de um trajeto de movimento circular. Como ilustrado na FIG. 8(a), o eixo geométrico Z e o eixo geométrico X são definidos na folha de desenho; e a posição da ferramenta 62 ou uma peça de trabalho é movimentada de maneira tal que a ferramenta 62 desenhe um trajeto de movimento circular em relação à peça de trabalho no plano Z-X. Durante esta usinagem, vibrações são aplicadas de uma maneira tal que a posição das vibrações desenhe uma curva sinusoidal traçada em função do tempo. A direção de movimento da ferramenta 62 em relação à peça de trabalho em um ponto de início de usinagem P0 é na direção do eixo geométrico Z. A direção de movimento da ferramenta 62 em relação à peça de trabalho em um ponto de extremidade de usinagem P1 é na direção do eixo geométrico X. Portanto, quando a usinagem começa, existe somente uma componente de vibração na direção do eixo geométrico Z, e não existe componente de vibração na direção do eixo geométrico X. À medida que a ferramenta 62 avança em um trajeto de movimento, os componentes de vibração nas respectivas direções do eixo de acionamento mudam de uma maneira tal que o componente de vibração na direção do eixo geométrico Z é gradualmente diminuído, enquanto o componente de vibração na direção do eixo geométrico X é gradualmente aumentado. No final da usinagem, existe somente o componente de vibração na direção do eixo geométrico X e nenhum componente de vibração na direção do eixo geométrico Z. Como anteriormente descrito, a FIG. 8(b) e FIG. 8(c) ilustram um estado onde o ângulo de vibração muda de acordo com a direção de movimento da ferramenta 62.

[0062] Na primeira modalidade, um programa de usinagem é provido com um comando para realizar corte com vibração com uma frequência e amplitude de vibrações especificadas a ser aplicadas ao longo de um trajeto de movimento durante usinagem. Também, a unidade de processamento de interpolação 48 calcula uma quantidade de movimento combinada adicionando uma quantidade de movimento vibracional por unidade de tempo a uma quantidade de movimento de comando por unidade de tempo, e calcula quantidades de movimento axial decompondo a quantidade de movimento combinada em componentes nas respectivas direções do eixo de acionamento de maneira a passar pelo trajeto de movimento. Devido a esta operação, a unidade de computação de controle 40 possibilita aplicar vibrações ao longo de um trajeto de usinagem. Em virtude de vibrações serem aplicadas ao longo do trajeto de usinagem, isto pode impedir o corte em uma posição fora do trajeto de usinagem, e impedir que um objeto de usinagem seja cortado excessivamente.

[0063] Em um caso onde a quantidade de movimento combinada é posicionada no lado oposto da posição de início de usinagem na direção de usinagem, a quantidade de movimento combinada é corrigida de maneira tal que a posição terminal da quantidade de movimento combinada é limitada ao ponto de início de usinagem; e, em um caso onde a quantidade de movimento combinada passa da posição final de usinagem na direção de usinagem, a quantidade de movimento combinada é corrigida de maneira tal que a posição terminal da quantidade de movimento combinada é limitada ao ponto de extremidade de usinagem. Com esta configuração, usinagem não é realizada estendendo-se nas posições de início e final de usinagem.

[0064] Adicionalmente, em virtude de um comando para realizar corte com vibração ser descrito em um programa de usinagem, não é necessário que a unidade de computação de controle 40 contenha uma tabela relativa a vibrações a ser aplicadas durante usinagem. Também, o tempo e mão-de-obra de condições de usinagem de entrada relativas a vibrações na tabela podem ser economizados. Adicionalmente, em virtude de vibrações serem aplicadas no momento do processamento de interpolação, vibrações de maior frequência podem ser geradas para realizar usinagem, comparado com o caso onde condições de vibração são diretamente instruídas (movimento à frente e movimento para trás repetitivos são instruídos) por um programa de usinagem no qual um intervalo maior que o processamento de interpolação é projetado.

[0065] Na primeira modalidade, a mesma usinagem com vibração pode também ser feita em perfuração. A FIG. 9 é um diagrama ilustrando esquematicamente um método de usinagem com uma broca de acordo com a primeira modalidade. No caso de perfuração usando uma broca 63, um controle de contorno é sempre executado linearmente. Um controle de vibração é também executado no trajeto de usinagem de forma linear. O controle de vibração pode ser executado neste trajeto de usinagem de forma linear também em uma direção inclinada 101. Em perfuração, não pode ocorrer corte em uma posição fora de um trajeto de usinagem 101 descrito previamente. A perfuração tem o efeito de não se estender das posições de início e final de usinagem, e o efeito de gerar vibrações de maior frequência, similarmente às descrições anteriores.

Segunda modalidade.

[0066] FIG. 10 é um diagrama de blocos ilustrando um exemplo de configuração de um dispositivo de controle numérico de acordo com uma segunda modalidade. Neste dispositivo de controle numérico 1, a unidade de processamento de interpolação 48 é configurada diferentemente daquela na primeira modalidade. Ou seja, a unidade de processamento de interpolação 48 inclui a unidade de cálculo de quantidade de movimento de comando 481 que usa um comando de movimento analisado pela unidade de processamento de análise 45 para calcular uma quantidade de movimento de comando que é uma quantidade de movimento por unidade de tempo (um ciclo de interpolação), a unidade de cálculo de quantidade de movimento vibracional 482 que calcula uma quantidade de movimento vibracional que é uma quantidade de movimento por unidade de tempo para vibrar uma ferramenta ou um objeto de usinagem, uma unidade de decomposição de quantidade de movimento de comando 485 que calcula as quantidades de movimento de comando axial que são quantidades de movimento da quantidade de movimento de comando nas respectivas direções do eixo de acionamento, uma unidade de decomposição de quantidade de movimento vibracional 486 que calcula as quantidades de movimento vibracional axial que são quantidades de movimento da quantidade de movimento vibracional nas respectivas direções do eixo de acionamento de acordo com a razão entre as quantidades de movimento de comando axial para os respectivos eixos de acionamento, e uma unidade de combinação de quantidade de movimento axial 487 que calcula uma quantidade de movimento combinada axial para cada eixo de acionamento adicionando a quantidade de movimento de comando axial em cada das direções do eixo de acionamento na quantidade de movimento vibracional axial em cada das direções do eixo de acionamento. Elementos constituintes idênticos aos da primeira modalidade são denotados pelos mesmos sinais de referência e suas explicações serão omitidas.

[0067] Em seguida, é descrito um método de usinagem feito pelo dispositivo de controle numérico de acordo com a segunda modalidade. A FIG. 11 é um fluxograma ilustrando um exemplo de procedimento de processamento de interpolação com vibrações de acordo com a segunda modalidade.

[0068] Primeiro, similarmente às Etapas S11 a S13 na FIG. 5 na primeira modalidade, a unidade de processamento de interpolação 48 obtém um comando de movimento e condições de vibração que são ambos produzidos pela unidade de processamento de análise 45, depois a unidade de cálculo de quantidade de movimento de comando 481 calcula uma quantidade de movimento de comando por unidade de tempo a partir do comando de movimento, e a unidade de cálculo de quantidade de movimento vibracional 482 calcula uma quantidade de movimento vibracional por unidade de tempo a partir das condições de vibração (Etapas S31 a S33).

[0069] Em seguida, a unidade de decomposição de quantidade de movimento de comando 485 divide a quantidade de movimento de comando em componentes nas respectivas direções do eixo de acionamento para calcular quantidades de movimento de comando axial (Etapa S34). Devido a esta operação, a razão entre as quantidades de movimento de comando axial nas respectivas direções do eixo de acionamento é obtida.

[0070] Em seguida, a unidade de decomposição de quantidade de movimento vibracional 486 calcula quantidades de movimento vibracional axial decompondo a quantidade de movimento vibracional em componentes nas respectivas direções do eixo de acionamento usando a razão entre as quantidades de movimento de comando divididas nas respectivas direções do eixo de acionamento (Etapa S35).

[0071] Depois, a unidade de combinação de quantidade de movimento axial 487 adiciona a quantidade de movimento de comando axial para cada eixo de acionamento adquirida na Etapa S34 na quantidade de movimento vibracional axial para cada eixo de acionamento adquirida na Etapa S35 para calcular uma quantidade de movimento combinada axial para cada eixo de acionamento (Etapa S36). A unidade de saída de dados axiais 50 depois produz a calculada quantidade de movimento combinada axial para a unidade de servocontrole 13 em cada eixo de acionamento (Etapa S37).

[0072] Na Etapa S36, no caso onde o ponto terminal da quantidade de movimento combinada axial para cada eixo de acionamento é localizado no outro lado da posição de início de usinagem na direção de usinagem, ou o caso onde o ponto terminal da quantidade de movimento combinada axial para cada eixo de acionamento passe pela posição de acabamento de usinagem na direção de usinagem, uma região não alvejada é também usinada. Portanto, no caso onde o ponto terminal da quantidade de movimento combinada axial para cada eixo de acionamento é localizado no outro lado da posição de início de usinagem na direção de usinagem, a quantidade de movimento combinada axial pode ser corrigida de maneira tal que o ponto terminal da quantidade de movimento combinada axial é até o ponto de início de usinagem, ou no caso onde o ponto terminal da quantidade de movimento combinada para cada eixo de acionamento passa pela posição de acabamento de usinagem na direção de usinagem, a quantidade de movimento combinada axial pode ser corrigida de maneira tal que o ponto terminal da quantidade de movimento combinada axial é até o ponto de extremidade de usinagem.

[0073] Em seguida, a unidade de cálculo de quantidade de movimento de comando 481 determina se o valor total das quantidades de movimento de comando previamente instruídos é menor que uma quantidade de movimento alvejada (Etapa S38). Quando o valor total das quantidades de movimento de comando é menor que a quantidade de movimento alvejada (SIM na Etapa S38), o processamento é retornado para a Etapa S32, e o processamento anterior é realizado repetidamente. Ao contrário, quando o valor total das quantidades de movimento de comando atinge a quantidade de movimento alvejada (NÃO na Etapa S38), o processamento termina em virtude de a usinagem ter avançado para uma posição alvejada.

[0074] A FIG. 12 é um diagrama ilustrando esquematicamente um método de usinagem de acordo com a segunda modalidade. FIG. 12 ilustra um caso onde o eixo geométrico Z e o eixo geométrico X que são perpendiculares entre si são providos na folha de desenho, e a usinagem é realizada enquanto se move a ferramenta 62 e um objeto de usinagem um em relação ao outro ao longo do trajeto de movimento 101 neste plano Z-X. Na segunda modalidade, quando a ferramenta 62 é movimentada em relação ao objeto de usinagem ao longo do trajeto de movimento 101, a ferramenta 62 é vibrada na direção tangencial na posição correspondente ao ciclo de interpolação no trajeto de movimento 101. Ou seja, em uma seção em linha reta, a ferramenta 62 é vibrada de maneira a movimentar para trás e para a frente ao longo da linha reta e, em uma seção em linha curva, a ferramenta 62 é vibrada de maneira a movimentar para trás e para a frente ao longo da direção tangencial à posição correspondente ao ciclo de interpolação.

[0075] As FIGS. 13 são diagramas conceituais ilustrando aplicação de vibrações em um trajeto de movimento de acordo com a segunda modalidade. FIG. 13(a) ilustra mudanças na quantidade de movimento de comando com o tempo. Na FIG. 13(a), o eixo geométrico horizontal representa o tempo, e o eixo geométrico vertical representa um valor de comando de posição do eixo de alimentação. Com o decorrer do tempo, o valor de comando de posição do eixo de alimentação aumenta linearmente.

[0076] A FIG. 13(b) ilustra mudanças na quantidade de movimento vibracional com o tempo, em que o eixo geométrico horizontal representa o tempo, e o eixo geométrico vertical representa um valor de comando de posição do eixo de alimentação. Com o decorrer do tempo, o valor de comando de posição do eixo de alimentação aumenta e diminui periodicamente. Neste exemplo, o valor de comando de posição do eixo de alimentação é representado como uma onda sinusoidal com relação ao tempo. Pela FIG. 13(b), a amplitude e frequência (=1/comprimento de onda) de vibrações a ser aplicadas são obtidas. Ao contrário, cada da amplitude e frequência é estabelecida em um dado valor e, portanto, qualquer dada quantidade de movimento vibracional pode ser obtida.

[0077] A FIG. 13(c) ilustra uma combinação das FIGS. 13(a) e 13(b). Também na FIG. 13(c), o eixo geométrico horizontal representa o tempo, e o eixo geométrico vertical representa um valor de comando de posição do eixo de alimentação. Na FIG. 13(c), uma quantidade de movimento de acordo com um comando de movimento e uma quantidade de movimento devido a vibrações antes de serem combinadas são indicadas por linhas tracejadas, e uma quantidade de movimento combinada obtida combinando essas duas quantidades de movimento é indicada pela linha cheia. Como aqui descrito, na segunda modalidade, usinagem é realizada durante aumento e diminuição da quantidade de movimento em relação a uma quantidade de movimento de acordo com um comando de movimento.

[0078] As FIGS. 14 são diagramas ilustrando um exemplo demudanças nos valores de comando de posição do eixo geométrico Z e eixo geométrico X com um intervalo de tempo para realizar o processo de usinagem de acordo com a segunda modalidade. FIG. 14(a) ilustra um exemplo de um trajeto de usinagem da ferramenta. FIG. 14(a) ilustra um exemplo de usinagem em dois segmentos de linha consecutivos, angulados diferentemente um do outro e interceptando no plano Z-X, como um trajeto de movimento. No caso de um comando I, a quantidade de movimento na direção do eixo geométrico X é menor que a quantidade de movimento na direção do eixo geométrico Z. No caso de um comando II, a quantidade de movimento na direção do eixo geométrico X é igual à quantidade de movimento na direção do eixo geométrico Z.

[0079] A FIG. 14(b) é um diagrama ilustrando mudanças no valor de comando de posição do eixo geométrico Z com relação ao tempo. FIG. 14(c) é um diagrama ilustrando mudanças no valor de comando de posição do eixo geométrico X com relação ao tempo. Na FIG. 14(b), uma linha reta AZ indica mudanças na posição na direção do eixo geométrico Z do ponto inicial do trajeto de movimento de acordo com um comando de movimento, e uma linha curva BZ indica mudanças na posição na direção do eixo geométrico Z devido a vibrações. Uma linha curva CZ indica uma combinação da linha reta AZ e a linha curva BZ. Na FIG. 14(c), uma linha reta AX indica mudanças na posição na direção do eixo geométrico X a partir do ponto inicial do trajeto de movimento de acordo com um comando de movimento, e uma linha curva BX indica mudanças na posição na direção do eixo geométrico X devido a vibrações. Uma linha curva CX indica uma combinação da linha reta AX e da linha curva BX. No comando I, a quantidade de movimento na direção do eixo geométrico Z é maior que na direção do eixo geométrico X. No comando II, a quantidade de movimento na direção do eixo geométrico Z é igual na direção do eixo geométrico X.

[0080] Durante o período no qual cada comando é executado, uma quantidade de movimento vibracional por unidade de tempo é dividida nas direções do eixo geométrico Z e eixo geométrico X de acordo com a razão entre as quantidades de movimento de comando axial obtidas decompondo a quantidade de movimento de comando em uma direção especificada por cada comando nas direções do eixo geométrico Z e eixo geométrico X. Em decorrência disto, durante o período no qual o comando I é executado, o componente de vibração na direção do eixo geométrico Z é maior e, durante o período no qual o comando II é executado, o componente de vibração na direção do eixo geométrico Z é igual ao componente de vibração na direção do eixo geométrico X.

[0081] Na segunda modalidade, efeitos idênticos aos da primeira modalidade podem ser também obtidos. Além do mais, comparada com a primeira modalidade, a segunda modalidade tem um efeito de que sua carga de processamento aritmético é reduzida.

Terceira modalidade.

[0082] A FIG. 15 é um diagrama de blocos ilustrando um exemplo de configuração de um dispositivo de controle numérico de acordo com uma terceira modalidade. Na segunda modalidade, vibrações são aplicadas em um trajeto de movimento de acordo com um comando de movimento. Entretanto, o dispositivo de controle numérico 1 de acordo com a terceira modalidade é configurado para fazer com que as unidades de servocontrole 13X, 13Z, ••• realizem a aplicação de vibrações. A unidade de processamento de interpolação 48 e a unidade de servocontroles 13X, 13Z, ••• nos respectivos eixos de acionamento são configuradas diferentemente daquelas no dispositivo de controle numérico na segunda modalidade.

[0083] A unidade de processamento de interpolação 48 inclui a unidade de cálculo de quantidade de movimento de comando 481 que usa um comando de movimento analisado pela unidade de processamento de análise 45 para calcular uma quantidade de movimento de comando que é uma quantidade de movimento por unidade de tempo (um ciclo de interpolação), a unidade de decomposição de quantidade de movimento de comando 485 que calcula quantidades de movimento de comando axial que são quantidades de movimento da quantidade de movimento de comando nas respectivas direções do eixo de acionamento, uma unidade de cálculo de condição de vibração 488 que calcula condições de vibração para cada eixo de acionamento por unidade de tempo a partir das condições de vibração obtidas, e uma unidade de comando de modo de vibração 489 que notifica as unidades de servocontrole 13X, 13Z, ••• nos respectivos eixos de acionamento de um comando liga/desliga (execução/finalização) para usinagem no modo de vibração. A unidade de cálculo de condição de vibração 488 aloca a amplitude nas condições de vibração de acordo com a razão entre as quantidades de movimento de comando axial para respectivos eixos de acionamento calculada pela unidade de decomposição de quantidade de movimento de comando 485. As quantidades de movimento de comando para os respectivos eixos de acionamento, geradas pela unidade de decomposição de quantidade de movimento de comando 485, são alimentadas nas unidades de servocontrole 13X, 13Z, ••• que controlam os respectivos eixos de acionamento através da unidade de processamento de aceleração- desaceleração 49 e a unidade de saída de dados axiais 50.

[0084] A unidade de servocontrole 13 em cada eixo de acionamento (a unidade de servocontrole do eixo geométrico X 13X e a unidade de servocontrole do eixo geométrico Z 13Z) inclui uma unidade de recepção da condição de vibração 131 que recebe um comando liga/desliga para executar usinagem no modo de vibração da unidade de computação de controle 40, e que recebe uma quantidade de movimento de comando axial e condições de vibração para cada eixo de acionamento por unidade de tempo da unidade de computação de controle 40, uma unidade de cálculo de quantidade de movimento vibracional axial 132 que usa as condições de vibração recebidas para calcular uma quantidade de movimento vibracional axial que é uma quantidade de movimento por causa das vibrações por unidade de tempo, e uma unidade de combinação de quantidade de movimento 133 que calcula uma quantidade de movimento combinando a quantidade de movimento de comando axial recebida da unidade de saída de dados axiais 50 com a quantidade de movimento vibracional axial calculada pela unidade de cálculo de quantidade de movimento vibracional axial 132, e que aplica um comando de corrente de acordo com a quantidade de movimento combinada no servomotor 11.

[0085] Depois, um método de usinagem feito pelo dispositivo de controle numérico de acordo com a terceira modalidade é descrito. FIG. 16 é um fluxograma ilustrando um exemplo de procedimento de processamento de interpolação com vibrações em uma unidade de computação de controle de acordo com a terceira modalidade. FIG. 17 é um fluxograma ilustrando um exemplo de procedimento de processamento para gerar vibrações em uma unidade de acionamento de acordo com a terceira modalidade.

[0086] O processamento na unidade de computação de controle 40 é primeiro descrito com referência à FIG. 16. A unidade de geração de comando de movimento 451 na unidade de processamento de análise 45 envia um comando de movimento incluindo uma posição alvejada, celeridade e um trajeto de movimento de uma ferramenta e/ou um objeto de usinagem de um programa de usinagem para a unidade de processamento de interpolação 48. A unidade de análise de comando de vibração 452 envia condições de vibração, incluindo frequência e amplitude, para a unidade de processamento de interpolação 48. A unidade de processamento de interpolação 48 obtém o comando de movimento e as condições de vibração, que são ambos produzidos pela unidade de processamento de análise 45 (Etapa S51).

[0087] Depois, mediante recebimento das condições de vibração da unidade de processamento de análise 45, a unidade de comando de modo de vibração 489 transmite um comando para permitir o modo de vibração nas unidades de servocontrole 13X, 13Z, ••• nos respectivos eixos de acionamento (Etapa S52). Em seguida, com base no comando de movimento, a unidade de cálculo de quantidade de movimento de comando 481 calcula uma quantidade de movimento de comando que é uma quantidade de movimento de acordo com o comando de movimento por unidade de tempo (um ciclo de interpolação) (Etapa S53). Isto é adquirido por um método pré-estabelecido dependendo do tipo de interpolação, tal como interpolação linear ou interpolação circular.

[0088] Em seguida, a unidade de decomposição de quantidade de movimento de comando 485 divide a quantidade de movimento de comando em componentes nas respectivas direções do eixo de acionamento para calcular quantidades de movimento de comando axial (Etapa S54). Devido a esta operação, a razão entre as quantidades de movimento de comando axial nas respectivas direções do eixo de acionamento é obtida.

[0089] Depois, a unidade de cálculo de condição de vibração 488 aloca a amplitude nas condições de vibração obtidas com base na razão entre as quantidades de movimento de comando axial nas respectivas direções do eixo de acionamento, obtidas na Etapa S54, e calcula condições de vibração nas respectivas direções do eixo de acionamento (Etapa S55).

[0090] Em seguida, a unidade de saída de dados axiais 50 envia a quantidade de movimento de comando axial calculada para cada eixo de acionamento por unidade de tempo, e as condições de vibração para cada eixo de acionamento para as unidades de servocontrole 13X, 13Z, ••• nos eixos de acionamento correspondentes (Etapa S56).

[0091] Em seguida, a unidade de cálculo de quantidade de movimento de comando 481 determina se o valor total das quantidades de movimento de comando previamente instruídas é menor que uma quantidade de movimento alvejada (Etapa S57). Quando o valor total das quantidades de movimento de comando é menor que a quantidade de movimento alvejada (SIM na Etapa S57), o processamento é retornado para a Etapa S53, e o processamento descrito é realizado repetidamente. Ao contrário, quando o valor total das quantidades de movimento de comando atinge a quantidade de movimento alvejada (NÃO na Etapa S57), a usinagem terá avançado para uma posição alvejada. Portanto, a unidade de comando de modo de vibração 489 envia um comando para desabilitar (parar) o modo de vibração para as unidades de servocontrole 13X, 13Z, ••• nos respectivos eixos de acionamento (Etapa S58). O processamento depois termina.

[0092] Depois, o processamento na unidade de acionamento 10 é descrito com referência à FIG. 17. Primeiro, ao receber o modo de vibração da unidade de computação de controle 40 (Etapa S71), a unidade de recepção da condição de vibração 131 em cada das unidades de servocontrole 13X, 13Z, ••• nos respectivos eixos de acionamento determina se o modo de vibração é habilitado (Etapa S72).

[0093] Quando o modo de vibração é habilitado (SIM na Etapa S72), a unidade de recepção da condição de vibração 131 recebe a quantidade de movimento de comando axial por unidade de tempo e as condições de vibração por unidade de tempo, que são ambas transmitidas pela unidade de computação de controle 40 (Etapa S73).

[0094] Depois, a unidade de cálculo de quantidade de movimento vibracional axial 132 usa as condições de vibração obtidas por unidade de tempo para calcular uma quantidade de movimento vibracional por unidade de tempo (Etapa S74). Em seguida, a unidade de combinação de quantidade de movimento 133 adiciona a quantidade de movimento de comando axial obtida por unidade de tempo na quantidade de movimento vibracional calculada para calcular uma quantidade de movimento combinada (Etapa S75). Depois, um comando de corrente de acordo com a quantidade de movimento combinada é aplicado no servomotor 11 (Etapa S76). O processamento depois termina.

[0095] Ao contrário, quando o modo de vibração não é habilitado na Etapa S72 (NÃO na Etapa S72), a unidade de recepção da condição de vibração 131 aplica um comando de corrente de acordo com a quantidade de movimento de comando axial por unidade de tempo no servomotor 11 (Etapa S77). O processamento depois termina.

[0096] Por causa das configurações e procedimentos citados, processamento idêntico ao da segunda modalidade pode ser feito.

[0097] Na terceira modalidade, vibrações de acordo com um comando de vibração instruído em um programa de usinagem são geradas pelas unidades de servocontrole 13X, 13Z, ••• nos respectivos eixos de acionamento. É possível executar o controle nas unidades de servocontrole 13X, 13Z, ••• em um ciclo menor que o ciclo de interpolação. Portanto, o efeito de geração de vibrações de maior frequência pode ser obtido, além dos efeitos na segunda modalidade.

[0098] Nas descrições apresentadas, um objeto de usinagem e/ou uma ferramenta são movimentados em duas direções axiais. Entretanto, existe também um caso onde um objeto de usinagem e/ou uma ferramenta são movimentados em três ou mais direções axiais para realizar usinagem.

[0099] Diferenças entre a Literatura de Patente 2 e a primeira à terceira modalidades são descritas. Literatura de Patente 2 refere-se a um dispositivo de controle numérico usado para executar um controle de contorno, enquanto realiza corte. A operação de corte descrita na Literatura de Patente 2 é destinada a uma operação de desbaste. Durante execução do controle de contorno ao longo da forma a ser usinada usando uma ferramenta de desbaste, usinagem é realizada com a ferramenta vibrada em uma direção basicamente perpendicular à direção do controle de contorno (ou em uma direção que intercepta a direção do controle de contorno em um ângulo predeterminado). Portanto, a usinagem descrita na Literatura de Patente 2 é essencialmente diferente no controle de vibração da usinagem do presente pedido em que, durante realização de usinagem de torneamento usando uma broca (uma ferramenta para usinagem de torneamento), ou seja, enquanto executa o controle de contorno na forma de torneamento, a broca é vibrada na direção do controle de contorno. Dessa maneira, a técnica de controle de vibração descrita na Literatura de Patente 2 não é aplicável a técnica de controle de vibração da presente aplicação. Quando a amplitude e ciclo de vibrações usados na prática são comparados entre vibrações de corte e vibrações da presente aplicação, ao contrário das vibrações de corte com uma amplitude da ordem de milímetros, e um ciclo da ordem de diversos Hz, as vibrações da presente aplicação têm uma amplitude da ordem de diversas dezenas de microns ou menos, e um ciclo da ordem de diversas dezenas a diversas centenas de Hz.

Aplicabilidade Industrial

[00100] Como aqui descrito, o dispositivo de controle numérico de acordo com a presente invenção é adequado para controle numérico de uma máquina-ferramenta usando um programa de usinagem.Lista De Sinais De Referência1 dispositivo de controle numérico, 10 unidade de acionamento, 11 servomotor, 12 detector, 13 unidade de servocontrole, 13X unidade de servocontrole do eixo geométrico X, 13Z unidade de servocontrole do eixo geométrico Z, 14 motor do eixo principal, 15 detector, 16 unidade de servocontrole do eixo principal, 20 unidade de operação de entrada, 30 unidade de exibição, 40 unidade de computação de controle, 41 unidade de controle de entrada, 42 unidade de ajuste de dados, 43 unidade de armazenamento, 44 unidade de processamento de tela, 45 unidade de processamento de análise, 46 unidade de processamento de sinal de controle mecânico, 47 unidade de circuito PLC, 48 unidade de processamento de interpolação, 49 unidade de processamento de aceleração-desaceleração, 50 unidade de saída de dados axiais, 61 objeto de usinagem, 62 ferramenta, 131 unidade de recepção da condição de vibração, 132 unidade de cálculo de quantidade de movimento vibracional axial, 133 unidade de combinação de quantidade de movimento, 451 unidade de geração de comando de movimento, 452 unidade de análise de comando de vibração, 481 unidade de cálculo de quantidade de movimento de comando, 482 unidade de cálculo de quantidade de movimento vibracional, 483 unidade de combinação de quantidade de movimento, 484 unidade de decomposição de quantidade de movimento combinada, 485 unidade de decomposição de quantidade de movimento de comando, 486 unidade de decomposição de quantidade de movimento vibracional, 487 unidade de combinação de quantidade de movimento axial, 488 unidade de cálculo de condição de vibração, 489 unidade de comando de modo de vibração.

Claims

1. Dispositivo de controle numérico (1) pelo qual usinagem é realizada em um objeto de usinagem (61) durante movimentação de uma ferramenta (62) e do objeto de usinagem (61) um em relação ao outro por dois ou mais eixos de acionamento providos em pelo menos uma das ferramenta (62) e o objeto de usinagem (61), caracterizado pelo fato de que o dispositivo de controle numérico (1) compreende:uma unidade de processamento de análise (45) que obtém um comando de movimento para mover em um trajeto de movimento (101) curvado em um programa de usinagem, e condições de vibração para vibrar ao longo do trajeto de movimento (101) curvado;uma unidade de cálculo de quantidade de movimento de comando (481) que calcula uma quantidade de movimento de comando (ΔL) que é uma quantidade de movimento por unidade de tempo (Δt) de acordo com o comando de movimento;uma unidade de cálculo de quantidade de movimento vibracional (482) que usa as condições de vibração para calcular uma quantidade de movimento vibracional (Δa1; Δa2; Δa3; Δa4; Δa5; Δa6) que é uma quantidade de movimento devido a vibrações por unidade de tempo (Δt) em um tempo (t1; t2; t3; t4; t5; t6) correspondente ao comando de movimento; euma unidade de combinação de quantidade de movimento(483) que combina a quantidade de movimento de comando (ΔL) com a quantidade de movimento vibracional (Δa1; Δa2; Δa3; Δa4; Δa5; Δa6) para calcular uma quantidade de movimento (s1; s2; s3; s4; s5; s6) combinada por unidade de tempo (Δt) de maneira tal que uma posição (P2; P3; P4; P5; P6; P7), que se moveu na quantidade de movimento (s1; s2; s3; s4; s5; s6) combinada de uma posição de referência (P1; P2; P3; P4; P5; P6) para calcular a quantidade de movimento (s1; s2; s3; s4; s5; s6) combinada, é localizada no trajeto de movimento (101) curvado.

2. Dispositivo de controle numérico (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:as condições de vibração incluem frequência e amplitude, ea unidade de cálculo de quantidade de movimento vibracional (482) gera uma onda sinusoidal a partir das condições de vibração, e usa a onda sinusoidal para calcular a quantidade de movimento vibracional (Δa1; Δa2; Δa3; Δa4; Δa5; Δa6) em um tempo (t1; t2; t3; t4; t5; t6) correspondente ao comando de movimento.

3. Dispositivo de controle numérico (1), compreendendo:uma unidade de controle do eixo de acionamento (13X; 13Z) que controla cada motor (11) conectado respectivamente em dois ou mais eixos de acionamento providos em pelo menos um dentre uma ferramenta (62) e um objeto de usinagem (61), e que é provida em cada motor (11); euma unidade de computação de controle (40) que instrui a unidade de controle do eixo de acionamento (13X; 13Z) para realizar usinagem no objeto de usinagem (61), durante movimentação da ferramenta (62) e do objeto de usinagem (61) um em relação ao outro,caracterizado pelo fato de que a unidade de computação de controle (40) inclui:uma unidade de processamento de análise (45) que obtém um comando de movimento para mover em um trajeto de movimento (101) em um programa de usinagem, e condições de vibração para vibrar ao longo do trajeto de movimento (101);uma unidade de cálculo de quantidade de movimento de comando (481) que calcula uma quantidade de movimento de comando (ΔL) que é uma quantidade de movimento por unidade de tempo (Δt) de acordo com o comando de movimento; euma unidade de cálculo de condição de vibração (488) que calcula, a partir das condições de vibração e de uma razão entre quantidades de movimento de comando axial obtidas por decompor a quantidade de movimento de comando (ΔL) nas direções de dois ou mais eixos de acionamento, condições de vibração para cada eixo de acionamento, ea unidade de controle do eixo de acionamento (13X; 13Z) inclui:uma unidade de cálculo de quantidade de movimento vibracional axial (132) que calcula uma quantidade de movimento vibracional axial que é uma quantidade de movimento devido a vibrações por unidade de tempo (Δt) a partir das condições de vibração para cada eixo de acionamento recebidas da unidade de computação de controle (40); euma unidade de combinação de quantidade de movimento (133) que calcula uma quantidade de movimento combinada combinando a quantidade de movimento de comando axial com a quantidade de movimento vibracional axial.

4. Dispositivo de controle numérico (1), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que:as condições de vibração incluem frequência e amplitude; ea unidade de cálculo de condição de vibração (488) na unidade de computação de controle (40) gera uma onda sinusoidal a partir das condições de vibração, e usa a onda sinusoidal para calcular as condições de vibração para cada um dos eixos de acionamento em um tempo (t1; t2; t3; t4; t5; t6) correspondente ao comando de movimento.