CN109648387B - 控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种控制装置，具有在摆动切削中停止非切削区间的摆动动作的功能，其具备：摆动指令制作部，其输出摆动指令；摆动指令制作判定部，其判定是否实际正在通过工具进行工件的切削，在非切削时使摆动指令的输出停止。

Description

控制装置

技术领域

本发明涉及一种控制装置，特别涉及具有在摆动切削中停止非切削区间的摆动动作的功能的控制装置。

背景技术

将为了切碎在切削工件时产生的切屑而一边使切削工具的进给相对于工件相对摆动一边进行切削的技术称为摆动切削(也称为振动切削或间断切削)。例如在日本特开2017-56515号公报中记载了以下的控制装置，其将具有与围绕旋转轴线的转速不同步的摆动频率和能够通过工具对工件进行间断切削的摆动振幅的摆动指令与加工指令相加而驱动伺服电动机，由此实现摆动切削。

在摆动切削时产生的高频的加速度变化对机械的驱动机构产生负荷，还有可能成为机械整体振动的原因。其结果，也有可能造成噪声、机械的部件的损伤等问题。另外，由于摆动切削产生的工件、工具的振动，也有可能对同时进行的其他加工(例如基于其他***的开孔加工等)的加工精度产生影响。

为了解决这样的问题，必须抑制不必要的摆动。摆动切削的目的在于切碎切屑，因此只在实际进行切削时使其摆动就能够抑制影响。但是，用户极难自行判断是否正在切削并细致地设定摆动指令。另外，即使假设能够根据程序指令细致地设定摆动功能的有效无效，也有可能产生周期时间增加这样的其他问题。

发明内容

本发明为了解决这样的问题点而作出，其目的在于：提供一种具有在摆动切削中停止非切削区间的摆动动作的功能的控制装置。

本发明的控制装置用于进行摆动切削，具备：摆动指令制作部，其输出摆动指令；摆动指令制作判定部，其判定是否实际正在通过工具进行工件的切削，在非切削时使上述摆动指令的输出停止。

上述控制装置可以还具备：已切削路径存储部，其存储切削完成了的已切削路径，另外，上述摆动指令制作判定部可以在工具路径和上述已切削路径重叠的情况下使上述摆动指令的输出停止。

上述控制装置可以还具备：逆行开始位置存储部，其存储在逆行开始时刻正在执行的加工程序的程序块编号以及逆行开始点的坐标值，另外，上述摆动指令制作判定部可以在工具路径和通过上述程序块编号和上述坐标值确定的已切削路径重叠的情况下，使上述摆动指令的输出停止。

上述摆动指令制作判定部也可以在工具位置到达上述已切削路径时，使上述摆动指令的输出停止。

上述摆动指令制作判定部也可以构成为根据表示机械的状态的值判定是否实际正在进行切削。

根据本发明，能够提供具有在摆动切削中停止非切削区间的摆动动作的功能的控制装置。

附图说明

根据参照附图的以下的实施例的说明，应该能够了解本发明的上述和其他目的和特征。

图1是表示控制装置的功能结构的框图。

图2是表示实施例1的控制装置的功能结构的框图。

图3是表示实施例1的控制装置的动作的图。

图4是表示实施例2的控制装置的功能结构的框图。

图5是表示实施例2的控制装置的动作的图。

图6是表示实施例2的控制装置的动作的图。

图7是表示实施例1和实施例2的控制装置的动作的图。

图8是表示实施例3的控制装置的动作的图。

具体实施方式

使用附图说明本发明的实施方式的控制装置100。图1是表示控制装置100的功能结构的框图。

控制装置100具备：位置指令制作部110，其依照加工程序生成位置指令；摆动指令制作部120，其制作用于摆动切削的摆动指令；摆动指令制作判定部130，其判定是否需要制作摆动指令。典型的控制装置100具备中央处理装置(CPU)、存储装置以及输入输出装置等，通过由CPU执行存储在存储装置中的程序而在逻辑上实现位置指令制作部110、摆动指令制作部120以及摆动指令制作判定部130。

位置指令制作部110依照加工程序分析部(未图示)对加工程序的分析结果，制作和输出表示工具路径的位置指令。位置指令的制作是公知技术，因此在此省略详细说明。

摆动指令制作部120制作和输出用于与位置指令相加的摆动指令。例如可以通过日本特开2017-56515号公报所记载的方法来实现摆动指令的制作。将摆动指令与位置指令制作部110输出的位置指令相加，相加后的指令驱动伺服电动机，由此实现摆动切削。

摆动指令制作判定部130在摆动切削的执行过程中，判定工具是否实际正在切削工件，在判定为不正在切削工件的情况下，使摆动指令的制作停止。即，使摆动指令制作部120的动作暂时停止。由此，即使正在执行摆动切削，在不实际进行切削的期间(例如逆行中等)也不输出摆动指令，工具的摆动停止。

摆动指令制作判定部130具备：切削中判定部131，其判定工具是否实际正在切削工件。切削中判定部131可以通过任意的方法判定是否正在切削，以下作为实施例示例三个判定方法。

<实施例1>

如图2所示，实施例1的控制装置100还具备：已切削路径存储部132，其参照加工程序分析部(未图示)对加工程序的分析结果，存储切削完成了的路径(即在从加工开始到现在为止的期间由于切削进给而移动了的路径)。切削中判定部131参照加工程序的分析结果和已切削路径存储部132，依照摆动切削指令判定加工中的路径是否与切削已经完成的路径重叠(即，至少部分地一致)。在重叠的情况下，切削中判定部131输出非切削中的判定结果。切削中判定部131按照固定周期重复实施上述处理，因此在通过与切削已经完成的路径重叠的路径的期间，输出表示“非切削中”的判定结果，在加工未切削的路径的期间输出表示“切削中”的判定结果。

由此，摆动指令制作判定部130在通过与切削已经完成的路径重叠的路径的期间，使摆动指令制作部120的摆动指令的制作停止，在加工未切削的路径的期间，允许摆动指令制作部120的摆动指令的制作。因此，控制装置100在通过与切削已经完成的路径重叠的路径的期间停止摆动切削(成为通常的切削进给)，在加工未切削的路径的期间执行摆动切削。

使用图3，说明现有的控制装置与实施例1的控制装置100的动作的不同。

在图3的例子中，控制装置按顺序地沿着从1号到5号的路径进行切削加工。虚线的圆所围住的路径(X30.0→X80.0，Z100)是在4号加工中在完工切削动作完成了的阶段切削完成的部分。

现有的控制装置，在摆动切削程序块的执行中，即使是切削已经完成的路径，也使工具摆动。因此，在进行5号加工时，如果发出摆动切削指令，则在虚线的圆所围住的路径中也进行摆动动作。

另一方面，在实施例1中，在4号的完工切削动作完成了的阶段，将虚线的圆所围住的路径(X30.0→X80.0，Z100)存储到已切削路径存储部132中。控制装置100在摆动切削程序块的执行中，在存储在已切削路径存储部132中的路径中使工具的摆动停止。因此，在进行5号加工时，即使发出了摆动切削指令，在虚线的圆所围住的路径中也不进行摆动动作。

根据本实施例，控制装置100根据加工程序的分析结果，判断是否正在进行切削。不需要传感器等就能够判定是否正在切削，因此能够低成本地停止不必要的摆动。

<实施例2>

如图4所示，实施例2的控制装置100还具备：逆行开始位置存储部133，其在执行逆行(retrace)的情况下，存储在该时刻正在执行的加工程序的程序块编号和逆行开始点的机械坐标值。例如假设在正在执行图5所示的加工程序的N21程序块时，在机械坐标Z55.0处执行了逆行。这时，逆行开始位置存储部133存储程序块编号N21和机械坐标Z55.0。

切削中判定部131参照逆行开始位置存储部133，根据正在执行的加工程序的程序块编号和逆行开始点的机械坐标值，计算已切削路径。例如如图5所示，如果存储在逆行开始位置存储部133中的程序块编号是N21，机械坐标是Z55.0，则能够确定已切削路径是虚线的圆所围住的部分(X30.0，Z20.0→Z55.0)。

以后，可以与实施例1同样地进行处理。即，切削中判定部131依照摆动切削指令判定加工中的路径是否与已切削路径重叠(即至少部分地一致)。在重叠的情况下，切削中判定部131输出非切削中的判定结果。

使用图6，说明现有的控制装置与实施例2的控制装置100的动作的不同。

现有的控制装置在正在执行摆动切削程序块时，即使是切削已经完成的路径，也使工具摆动。因此，在逆行和在再顺行中通过已切削路径时，如果发出了摆动切削指令，则进行摆动动作。

另一方面，在实施例2中，在执行逆行的时刻，将用于确定已切削路径的信息存储在逆行开始位置存储部133中。控制装置100在摆动切削程序块的执行中，在存储在已切削路径存储部132中的路径中使工具的摆动停止。因此，在逆行和再顺行中的已切削路径中不进行摆动动作。

根据本实施例，与实施例1相比，能够抑制应该存储的信息量。因此，控制装置100能够高速地执行切削中判定。另外，能够抑制工作区域的消耗。

此外，在实施例1和实施例2中，例如可以如下这样严格地确定摆动停止和摆动再开始的定时。

在图7中表示摆动停止的定时的确定方法。可以在摆动中的工具在工件的周方向上在一个位置到达已切削路径的情况下(参照图7的下图)，在该时刻停止摆动。这是因为即使在该时刻停止摆动，也必定在工件每旋转一周时切断切屑。因此，理想的摆动停止的定时为工具位置到达已切削路径的时刻。

另一方面，工具的摆动从停止状态再开始摆动的定时为工具位置到达未切削路径时。

<实施例3>

实施例3的切削中判定部131根据表示机械的状态的值判定工具是否实际正在切削工件。切削中判定部131随时(典型的是在每固定时间)取得表示机械的状态的值，根据所取得的值判定是否正在切削。

例如切削中判定部131在每固定时间取得来自安装在进给轴或主轴上的切削负荷传感器的反馈。一般设想为非切削中的切削负荷传感器的输出值比切削中的切削负荷传感器的输出值低，因此切削中判定部131在切削负荷传感器的输出值为预定的阈值以下的情况下，判定为非切削状态。

或者，切削中判定部131在每固定时间取得进给轴或主轴的电流值。一般设想为非切削中的电流值比切削中的电流值低，因此切削中判定部131在电流值为预定的阈值以下的情况下，判定为非切削状态。

或者，切削中判定部131在每固定时间取得进给轴的指令位置与实际位置的差即位置偏差量。一般设想为非切削中的位置偏差量比切削中的位置偏差量小(认为如果由于切削中的负荷而实际速度降低，则位置偏差量增大)，因此切削中判定部131在位置偏差量为预定的阈值以下的情况下，判定为非切削状态。

或者，切削中判定部131在每固定时间取得主轴的指令速度与实际速度的差。一般设想为非切削中的指令速度与实际速度的差比切削中的指令速度与实际速度的差小(认为由于切削中的负荷而实际速度降低)，因此切削中判定部131在指令速度与实际速度的差为预定的阈值以下的情况下，判定为非切削状态。

此外，切削中判定部131既可以利用上述表示机械的状态的值的任意一个判定是否正在切削，也可以利用多个值进行判定。另外，还可以利用表示机械的状态的其他值进行同样的判定。

如图8所示，在摆动切削中必定存在非切削区间(当前的工具路径与过去的工具路径交错，不进行工件的切削的区间)。在实施例3的方法中，针对该非切削区间也会判定为非切削中，摆动有可能会意想不到地停止。因此，理想的是将非切削区间从是否正在切削的判定对象中排除。例如，切削中判定部131可以进行在非切削区间中不执行是否正在切削的判定处理等的控制。此外，非切削区间的确定方法是公知技术，因此在此省略详细说明。

以上，说明了本发明的实施方式，但本发明并不只限于上述实施方式或实施例，通过施加适当的变更能够以各种形式实施。

例如，在上述实施方式中，以在工件旋转的同时工具相对于工件摆动从而进行摆动切削为前提进行了说明，但本发明并不限于此，当然也能够应用于在工具旋转的同时，工件相对于工具摆动的情况。

Claims (6)

1.一种进行摆动切削的控制装置，其特征在于，具备：

摆动指令制作部，其输出摆动指令；

摆动指令制作判定部，其判定是否实际正在通过工具进行工件的切削，在非切削时使上述摆动指令的输出停止；以及

已切削路径存储部，其存储切削完成了的已切削路径，

上述摆动指令制作判定部在工具路径和上述已切削路径重叠的情况下使上述摆动指令的输出停止。

2.一种进行摆动切削的控制装置，其特征在于，具备：

摆动指令制作部，其输出摆动指令；

摆动指令制作判定部，其判定是否实际正在通过工具进行工件的切削，在非切削时使上述摆动指令的输出停止；以及

逆行开始位置存储部，其存储在逆行开始时刻正在执行的加工程序的程序块编号以及逆行开始点的坐标值，

上述摆动指令制作判定部在工具路径和通过上述程序块编号和上述坐标值确定的已切削路径重叠的情况下，使上述摆动指令的输出停止。

3.根据权利要求1或2所述的控制装置，其特征在于，

上述摆动指令制作判定部在工具位置到达上述已切削路径时，使上述摆动指令的输出停止。

4.一种进行摆动切削的控制装置，其特征在于，具备：

摆动指令制作部，其输出摆动指令；以及

摆动指令制作判定部，其判定是否实际正在通过工具进行工件的切削，在非切削时使上述摆动指令的输出停止，

上述摆动指令制作判定部根据安装在进给轴或主轴上的切削负荷传感器所示的值，判定是否实际正在进行切削。

5.一种进行摆动切削的控制装置，其特征在于，具备：

摆动指令制作部，其输出摆动指令；以及

摆动指令制作判定部，其判定是否实际正在通过工具进行工件的切削，在非切削时使上述摆动指令的输出停止，

上述摆动指令制作判定部根据进给轴的位置偏差量所示的值，判定是否实际正在进行切削，该进给轴的位置偏差量是进给轴的指令位置与实际位置之差。

6.一种进行摆动切削的控制装置，其特征在于，具备：

摆动指令制作部，其输出摆动指令；以及

摆动指令制作判定部，其判定是否实际正在通过工具进行工件的切削，在非切削时使上述摆动指令的输出停止，

上述摆动指令制作判定部根据主轴的指令速度与实际速度之差所示的值，判定是否实际正在进行切削。

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