CN117784706A - 数值控制装置、数值控制***、控制方法和存储介质 - Google Patents

数值控制装置、数值控制***、控制方法和存储介质 Download PDF

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CN117784706A CN202211547158.1A CN202211547158A CN117784706A CN 117784706 A CN117784706 A CN 117784706A CN 202211547158 A CN202211547158 A CN 202211547158A CN 117784706 A CN117784706 A CN 117784706A
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Abstract

本发明提供一种数值控制装置、数值控制***、控制方法和存储介质。数值控制装置包括:检测部,用于在机床的主轴停止在刀具更换区域的状态下,检测所述主轴的位置,所述刀具更换区域是所述主轴进行刀具更换的区域;判断部,用于判断所述检测部检测出的所述主轴的位置是否位于所述刀具更换区域内的规定区域;以及移动控制部,用于当所述判断部判断为所述主轴的位置不位于所述规定区域时限制所述主轴的移动,当所述判断部判断为所述主轴的位置位于所述规定区域时将所述主轴移动到刀具更换路径,所述刀具更换路径是当进行所述刀具更换时所述主轴所移动的路径。

Description

数值控制装置、数值控制***、控制方法和存储介质
技术领域
本发明涉及一种数值控制装置、数值控制***、控制方法和存储介质。
背景技术
以往,已知当在刀具更换动作进行中发生紧急停止等之后,刀具更换装置从停止状态恢复时,基于停止位置自动进行恢复。例如,已知一种刀具更换装置的自动恢复***和方法,预先存储多个从刀具更换装置的停止状态进行恢复的模式,通过根据机械信号自动判断状态来生成最适合的自动恢复过程(例如,参照专利文献1)。还已知一种自动刀具更换装置的原位置恢复方法,该方法检测刀具更换装置的停止位置,确定从该检测到的位置到原位置的最适合的动作过程,从而进行自动恢复(例如,参照专利文献2)。
专利文献1:日本特开2002-120125号公报
专利文献2:日本特开平1-306143号公报
发明内容
在专利文献1和2中,当从停止状态恢复刀具更换装置时,根据停止位置,正在进行恢复动作的刀具更换装置可能与周围的构件发生干扰,导致刀具掉落或发生机械碰撞。
本发明的目的在于提供一种数值控制装置、数值控制***、控制方法和存储介质,能够根据主轴的停止位置安全地恢复主轴的位置。
(1)为了实现上述目的,本发明提供一种数值控制装置,包括:检测部,用于在机床的主轴停止在刀具更换区域的状态下,检测所述主轴的位置,所述刀具更换区域是所述主轴进行刀具更换的区域;判断部,用于判断所述检测部检测出的所述主轴的位置是否位于所述刀具更换区域内的规定区域;以及移动控制部,用于当所述判断部判断为所述主轴的位置不位于所述规定区域时限制所述主轴的移动,当所述判断部判断为所述主轴的位置位于所述规定区域时将所述主轴移动到刀具更换路径,所述刀具更换路径是当进行所述刀具更换时所述主轴所移动的路径。数值控制装置将处于停止在刀具更换区域状态的主轴移动到刀具更换路径的动作限制为从规定区域移动。由此,数值控制装置能够将主轴返回刀具更换路径,然后沿着该刀具更换路径移动到安全位置。因此,数值控制装置能够减少当例如不熟悉作业的用户通过手动操作来移动主轴时导致刀具掉落或机械碰撞的可能性。
(2)本发明的数值控制装置,所述规定区域是包括所述刀具更换路径和与所述刀具更换路径相距规定距离的位置的区域。如果在刀具更换途中主轴紧急停止在刀具更换区域,则主轴可能从刀具更换路径偏离。如果偏离了的主轴的位置位于与刀具更换路径相距规定距离的范围内,则数值控制装置使主轴移动到刀具更换路径。与之相对地,如果偏离了的主轴的位置位于与刀具更换路径相距规定距离的范围外,则移动主轴的距离长,因此,数值控制装置限制主轴的移动。由此,数值控制装置能够将从刀具更换路径偏离了的主轴返回刀具更换路径,然后沿着该刀具更换路径移动到安全位置。
(3)本发明的数值控制装置,所述主轴能够在与轴向平行的第一轴、与所述第一轴垂直的第二轴以及与所述第一轴和所述第二轴垂直的第三轴中的每个轴上移动,所述判断部在所述第一轴、所述第二轴和所述第三轴中的每个轴上判断所述检测部检测出的所述主轴的位置是否位于所述规定区域,在所述第一轴、所述第二轴和所述第三轴中的被所述判断部判断为不位于所述规定区域的轴上,所述移动控制部限制所述主轴的移动,在所述第一轴、所述第二轴和所述第三轴中的被所述判断部判断为位于所述规定区域的轴上,所述移动控制部将所述主轴移动到所述刀具更换路径。在第一轴、第二轴和第三轴中的每个轴上,数值控制装置判断主轴的位置是否位于规定区域。由此,即使在三个轴中的某个轴上主轴的位置不在规定区域内,数值控制装置也能够在主轴的位置位于规定区域的轴上使主轴移动到刀具更换路径。因为对于主轴的位置位于规定区域的轴,数值控制装置能够将主轴移动到刀具更换路径,因此,只有对主轴的位置不在规定区域的轴,才需要用户慎重地将主轴移动到刀具更换路径。因此,数值控制装置能够简化将停止在刀具更换区域的主轴返回到刀具更换路径上的作业。
(4)本发明的数值控制装置,在所述刀具更换中途停止了的情况下,所述判断部判断所述检测部检测出的所述主轴的位置是否位于所述规定区域内。数值控制装置能够在例如发生了警报等刀具更换中途停止的情况下使主轴返回到刀具更换路径,进而移动到安全位置。
(5)本发明的数值控制装置,在所述刀具更换中途所述机床的电源断开然后所述电源接通了的情况下,所述判断部判断所述检测部检测出的所述主轴的位置是否位于所述规定区域内。在刀具更换中途机床的电源断开然后电源接通了的情况下,主轴处于停止在刀具更换区域的状态。在这种情况下,如果主轴的位置在与刀具更换路径相距规定距离的范围内,则数值控制装置能够将停止了的主轴移动到刀具更换路径。
(6)本发明的数值控制装置,还包括:显示控制部,用于控制显示部;以及决定部,用于与当所述移动控制部将所述主轴移动到了所述刀具更换路径时所述主轴的位置相对应地决定将所述主轴沿着所述刀具更换路径移动到加工区域的动作模式。所述显示控制部在所述显示部上显示了第一显示画面之后,在所述显示部上显示第二显示画面,所述第一显示画面显示由所述移动控制部将所述主轴移动到所述刀具更换路径的操作方法,所述第二显示画面显示执行所述决定部决定的所述动作模式的操作方法。当例如在刀具更换途中主轴紧急停止时,数值控制装置在显示部显示第一显示画面。用户能够根据第一显示画面进行操作,从而将主轴适当地移动到刀具更换路径。对应于主轴移动到了刀具更换路径时的位置,将主轴安全地移动到加工区域的动作模式也不同。数值控制装置与当主轴移动到了刀具更换路径时主轴的位置相对应地决定将主轴沿着刀具更换路径移动到加工区域的动作模式,将显示执行该动作模式的操作方法的第二显示画面显示在显示部上。由此,数值控制装置能够适当地告知用户将主轴沿着刀具更换路径安全地移动到加工区域的操作方法。此外,数值控制装置与主轴在刀具更换区域的停止位置无关地显示共通的第一显示画面,因此,与根据主轴的停止位置显示不同的画面相比,能够简化在显示部上显示画面的控制。
(7)本发明的数值控制装置,当在所述移动控制部将所述主轴移动到了所述刀具更换路径的状态下,所述主轴的位置在所述第一轴、所述第二轴和所述第三轴中的全部轴上位于所述刀具更换路径上时,所述显示控制部在所述显示部上显示所述第二显示画面。在主轴的位置在第一轴、第二轴和第三轴全部轴上都位于刀具更换路径上的情况下,数值控制装置在显示部上显示第二显示画面。由此,数值控制装置能够将移动到了刀具更换路径的主轴沿着刀具更换路径安全并且适当地移动到加工区域。
(8)本发明的数值控制装置,当在所述移动控制部将所述主轴移动到了所述刀具更换路径的状态下,所述主轴的位置在所述第一轴、所述第二轴和所述第三轴中的至少一个轴上不位于所述刀具更换路径上时,所述显示控制部在所述显示部上显示用于引导通过手动操作来进行恢复的第三显示画面。如果主轴的位置在第一轴、第二轴和第三轴中的至少一个轴上不位于刀具更换路径上,则不能由不熟悉作业的用户简单地将主轴从该位置移动。因此,数值控制装置在显示部上显示第三显示画面,引导用户通过手动操作来恢复。在这种情况下,例如,能够通过接受过维护培训的用户手动操作适当地移动主轴,来将主轴安全并且适当地移动到加工区域。
(9)本发明的数值控制装置,所述机床包括能够以旋转轴为中心旋转的刀库,所述刀库沿周向设有多个能够握持刀具的握持部,通过在所述刀具更换路径上使所述主轴在刀具更换位置和原点位置之间往复移动来与所述刀库进行所述刀具更换,所述刀具更换位置是所述刀具在所述主轴与所述握持部之间进行移交的位置,所述原点位置是所述刀库能够在所述握持部所握持的所述刀具与所述主轴之间没有干扰的状态下旋转的位置。所述数值控制装置还包括:刀库位置检测部,用于检测所述刀库的在以所述旋转轴为中心的所述周向上的位置;以及分度判断部,用于判断所述刀库位置检测部检测出的所述刀库的位置是否处于分度状态,所述分度状态是所述刀具分度到了对应于所述刀具更换位置的分度位置的状态。当所述主轴位于从所述刀具更换位置向所述原点位置侧离开所述规定距离的所述规定区域内,并且所述分度判断部判断为所述刀库的位置不处于所述分度状态时,所述移动控制部限制所述主轴在所述轴向上向着靠近所述刀具更换位置的方向移动。如果在刀库的位置不是分度位置的状态下,使主轴在轴向上向靠近刀具更换位置的方向移动,则存在主轴与刀库碰撞的可能性。在这种情况下,数值控制装置限制主轴向靠近刀具更换位置的方向移动。由此,数值控制装置能够降低主轴与刀库碰撞的可能性。“刀具”的意思是安装在刀具保持部上并且与刀具保持部成为一体的刀具。
(10)本发明的数值控制装置,所述显示控制部在所述显示部上显示了所述第二显示画面之后,当所述主轴移动到了所述加工区域时,在所述显示部上显示第四显示画面,所述第四显示画面用于引导用户从所述刀库的定位在所述分度位置的握持部取下所述刀具。当例如在主轴移动到了加工区域的状态下,刀库的定位在分度位置的握持部握持有刀具时,如果以这种状态主轴沿着刀具更换路径移动,则可能与刀具碰撞。因此,数值控制装置在显示部上显示了第二显示画面之后,当主轴移动到了加工区域时,显示第四显示画面。第四显示画面用于引导用户从定位在分度位置的握持部取下刀具。由此,数值控制装置能够降低主轴与定位在分度位置的握持部的刀具碰撞的可能性。
(11)本发明的数值控制装置,所述主轴的轴向是水平方向。本发明的数值控制装置能够适用于主轴在水平方向上延伸的卧式机床。
(12)本发明还提供一种数值控制***,包括机床和数值控制装置。所述数值控制装置包括:检测部,用于在所述机床的主轴停止在刀具更换区域的状态下,检测所述主轴的位置,所述刀具更换区域是所述主轴进行刀具更换的区域;判断部,用于判断所述检测部检测出的所述主轴的位置是否位于所述刀具更换区域内的规定区域;以及移动控制部,用于当所述判断部判断为所述主轴的位置不位于所述规定区域时限制所述主轴的移动,当所述判断部判断为所述主轴的位置位于所述规定区域时将所述主轴移动到刀具更换路径,所述刀具更换路径是当进行所述刀具更换时所述主轴所移动的路径。由此,数值控制***能够获得与上述(1)相同的效果。数值控制装置用于控制机床的动作,可以控制多个机床的动作。
(13)本发明还提供一种用于控制机床的动作的数值控制装置的控制方法,包括:检测工序,用于在所述机床的主轴停止在刀具更换区域的状态下,检测所述主轴的位置,所述刀具更换区域是所述主轴进行刀具更换的区域;判断工序,用于判断所述检测工序检测出的所述主轴的位置是否位于所述刀具更换区域内的规定区域;以及移动控制工序,用于当所述判断工序判断为所述主轴的位置不位于所述规定区域时限制所述主轴的移动,当所述判断工序判断为所述主轴的位置位于所述规定区域时将所述主轴移动到刀具更换路径,所述刀具更换路径是当进行所述刀具更换时所述主轴所移动的路径。由此,数值控制装置通过进行上述各工序而能够获得与上述(1)相同的效果。
(14)本发明还提供一种计算机可读的存储介质,存储有用于控制机床的动作的数值控制程序,所述数值控制程序在计算机上执行如下处理:检测处理,用于在所述机床的主轴停止在刀具更换区域的状态下,检测所述主轴的位置,所述刀具更换区域是所述主轴进行刀具更换的区域;判断处理,用于判断所述检测处理检测出的所述主轴的位置是否位于所述刀具更换区域内的规定区域;以及移动控制处理,用于当所述判断处理判断为所述主轴的位置不位于所述规定区域时限制所述主轴的移动,当所述判断处理判断为所述主轴的位置位于所述规定区域时将所述主轴移动到刀具更换路径,所述刀具更换路径是当进行所述刀具更换时所述主轴所移动的路径。由此,数值控制装置通过计算机进行上述各处理而能够获得与上述(1)相同的效果。
(15)本发明还提供一种数值控制装置,包括控制部;以及存储部,用于存储程序,所述控制部通过执行所述程序来实现上述(13)所述的控制方法。
附图说明
图1是机床1的立体图。
图2是机床1的立体图(开闭门103关闭)。
图3是机床1的立体图(开闭门打开)。
图4是机床1的立体图(省略刀库盖)。
图5是机床1的右视图(省略刀库盖)。
图6是示出加工区域、ATC区域和各基准点的图。
图7是刀库旋转区域的示意图。
图8是示出机床1的电结构的框图。
图9是NC控制处理的流程图。
图10是电源接通时处理的流程图。
图11是检测到警报时处理的流程图。
图12是应用控制处理的流程图。
图13是ATC恢复处理的流程图。
图14是接着图13的流程图。
图15是YM轴恢复处理的流程图。
图16是YZM轴恢复处理的流程图。
图17是轴返回目的地确定处理的流程图。
图18是示出恢复区域W1的图。
图19是示出恢复区域W2的图。
图20是示出恢复区域W3的图。
图21是示出恢复区域W4、W5的图。
图22是示出恢复区域W6的图。
图23是示出轴返回画面81的图。
图24中的(1)是示出从M1点开始的移动路径的示意图,(2)是示出刀库的位置的示意图。
图25是示出Y轴恢复画面82的图。
图26中的(1)是示出从M2点开始的移动路径的示意图,(2)是示出刀库的位置的示意图。
图27是示出YM轴恢复画面83(当旋转偏离小于阈值时)的图。
图28是示出YM轴恢复画面83(当旋转偏离为阈值以上时)的图。
图29中的(1)是示出从M3点开始的移动路径的示意图,(2)是示出刀库位置的示意图。
图30是示出YZ轴恢复画面84的图。
图31中的(1)是示出从M4点开始的移动路径的示意图,(2)是示出刀库位置的示意图。
图32是示出YZM轴恢复画面85(当旋转偏离小于阈值时)的图。
图33是示出YZM轴恢复画面85(当旋转偏离为阈值以上时)的图。
图34中的(1)是示出从ATC原点开始的移动路径的示意图,(2)是示出刀库位置的示意图。
图35中的(1)是示出从M6点开始的移动路径的示意图,(2)是示出刀库位置的示意图。
图36是示出YZM轴恢复画面86(当旋转偏离小于阈值时)的图。
图37是示出YZM轴恢复画面86(当旋转偏离为阈值以上时)的图。
图38是示出M7点的位置的示意图。
图39是示出不可恢复画面87的图。
图40是示出分度刀具确认画面88的图。
图41是示出结束画面89的图。
图42是YM轴恢复处理(变形例)的流程图。
图43是示出数值控制***200(变形例)的结构的图。
具体实施方式
以下说明本发明的一个实施方式。在以下说明中,使用图中箭头所示的左右、上下和前后。机床1的左右方向、上下方向和前后方向分别是机床1的X轴方向、Y轴方向和Z轴方向。图1所示的机床1是主轴7在前后方向(Z轴方向)上延伸的卧式加工中心。本实施方式中的“ATC”是“自动刀具更换器(Automatic Tool Changer)”的缩写。此外,本实施方式中的“NC”是“数值控制(Numerical Contro1)”的缩写。
参照图1至图4来说明机床1的结构。如图1和图2所示,机床1包括底座2、立柱5、主轴头6、主轴7、控制箱8、旋转台9、X轴移动机构11、Z轴移动机构12、Y轴移动机构13、刀具更换装置30(参照图4,以下称为“ATC装置30”)、刀库盖10等。底座2是铁制基座,呈在Z轴方向上长的俯视时大体矩形。X轴移动机构11设在底座2的上表面后部,以能够由X轴马达62(参照图8)的动力使滑架15在X轴方向上移动的方式支撑滑架15。Z轴移动机构12设在滑架15的上表面,以能够由Z轴马达64(参照图8)的动力使立柱5在Z轴方向上移动的方式支撑立柱5。立柱5是在上下方向上延伸的立柱。Y轴移动机构13设在立柱5的前表面5B,以能够由Y轴马达63(参照图8)的动力使主轴头6沿着立柱5的前表面在Y轴方向上移动的方式支撑主轴头6。由此,主轴头6能够在X轴、Y轴和Z轴三个轴向上移动。主轴头6在Z轴方向上延伸。主轴7设置在主轴头6内,与主轴头6同轴地在Z轴方向上延伸。主轴头6在其前方包括主轴7,并且以能够旋转的方式支撑主轴7。主轴头6包括主轴马达61(参照图8)。主轴马达61的输出轴(图中未示出)经由联结器(图中未示出)与主轴7同轴连接。在主轴7的头端部安装有用于保持刀具91的刀具保持部90(参照图7)。在以下说明中,为了便于说明,有时也表述为“在主轴7的头端部安装有刀具91”。
如图4所示,在底座2的后部设有一对支撑构件17、18。支撑构件17、18在左右方向上相互隔开,并且从底座2的后部向上延伸,从下方支撑控制箱8。控制箱8的内部容纳有数值控制装置40(参照图8)。数值控制装置40控制机床1的动作。在底座2的上表面的前侧设有固定台16。旋转台9设置在固定台16上,配置在主轴头6的前方。工件(图中未示出)由夹具(图中未示出)固定在旋转台9的上表面。旋转台9能够以平行于Y轴的旋转轴为中心360度旋转和定位。对于固定在旋转台9上的工件,机床1使安装在主轴7上的刀具91从X轴、Y轴和z轴三个方向接触来进行工件的切削加工。
在底座2的上表面前侧的左右两侧,设有一对支撑柱21、22。支撑柱21从底座2上表面右侧向上延伸,并且其上部向左弯曲约90度。支撑柱22从底座2上表面左侧向上延伸,并且其上部向右弯曲约90度。连结板23固定在支撑柱21、22彼此相对的上部之间。
ATC装置30固定在连结板23的前表面,支撑在主轴头6的上方。ATC装置30包括刀库31、减速器32、刀库马达33等。刀库31包括刀库底座37和多个握持臂38。刀库底座37呈大体圆盘状,以能够以旋转轴37A(参照图5)为中心旋转的方式支撑在连结板23的前表面。旋转轴37A相对于Z轴方向随着向前而略向下倾斜。减速器32和刀库马达33安装在刀库底座37上。刀库马达33的输出轴(图中未示出)经由减速器32与旋转轴37A连接。由此,刀库马达33的动力经由减速器32传递到刀库底座37的旋转轴37A。多个握持臂38沿着刀库底座37的外周部排列,向径向外侧放射状延伸。握持臂38的头端部以刀具保持部90水平躺倒的姿势从与刀具保持部9O垂直的方向握持刀具保持部9O。刀库31的最下部的位置是刀具移交位置(本发明的“分度位置”的一个例子)。分度到刀具移交位置的握持臂38在其与主轴7之间进行刀具的移交。
刀库盖10固定在各支撑柱21、22的上部的前表面。刀库盖10呈箱状,覆盖刀库31的周围。刀库盖10用于减少切屑和切削液飞沫附着到刀库31。刀库盖10的底壁101设有矩形的开口102。开口102位于刀库31的刀具移交位置的正下方。开口102设有刀库开闭门103(以下称为“开闭门103”)。开闭门103通过控制盘的CPU 41的控制而打开和关闭开口102。
上述机床1安装有盖(图中未示出)。盖围绕在机床1的周围,用于防止切削加工中产生的切屑和冷却液飞沫飞散或飞溅到周围。盖的前表面设有供工件进出等的开口(图中未示出)和用于打开和关闭该开口的门(图中未示出)。在开口旁边设有操作面板25(参照图8)。用户使用操作面板25进行机床1的各种输入和操作。
如图5所示,在机床1中,设有在Y轴方向上排列的加工区域和刀具更换区域(以下称为“ATC区域”)。加工区域设置在比Y轴原点更靠近底座2侧(下侧)的空间。Y轴原点是Y轴的机械坐标为0的位置(Y=0毫米)。加工区域是对固定在旋转台9上表面的工件进行加工的区域。ATC区域是相对于Y轴原点与加工区域相反侧(上侧)的空间,设置在在Z轴方向上与加工区域重叠的位置。ATC区域是由ATC装置30进行主轴7的刀具更换的区域。机床1能够通过使主轴头6上下移动来将主轴7移动到加工区域和ATC区域。
参照图6和图7来说明机械原点和在ATC区域设定的多个基准点。在图7中,为了示出主轴7的方向,省略了主轴头6,并且简化了主轴7、刀具保持部90和刀具91。机床1的机械原点指的是X轴和Y轴的机械坐标分别为0,并且Z轴的机械坐标为加工区域的后端位置,机床1的机械原点取决于机床1的结构。X轴的机械原点是X轴原点(X=0毫米),Y轴的机械原点是Y轴原点(Y=0毫米),Z轴的机械原点是Z轴原点(Z=后端位置)。由于机械原点的位置根据机床1的结构而变化,以机械原点为基准而设定的加工区域和ATC区域的大小也根据机床1的结构而变化。
在ATC区域设定有刀具更换位置(以下称为“ATC位置”)、ATC原点和ATC准备位置。上述ATC位置、ATC原点和ATC准备位置是当进行刀具更换动作(以下称为“ATC动作”)时使主轴7移动和定位的基准点。ATC位置是与刀库31的分度到刀具移交位置的握持臂38之间进行刀具移交的位置。ATC原点是从ATC位置向Z轴正方向(向后)移动的位置,是ATC区域的后端的位置。ATC原点是刀库31能够旋转,并且握持臂38所握持的刀具与主轴7不发生干扰的位置。ATC准备位置是从ATC位置向Y轴负方向(向下)移动的位置,是加工区域与ATC区域之间的边界位置。ATC准备位置是在Z轴方向上与ATC位置坐标相同的位置。
基于上述三个基准点,在ATC区域中设定刀具更换路径51、52。刀具更换路径51、52形成倒L字形路径。刀具更换路径51是从ATC准备位置向Y轴正方向(向上)延伸到ATC位置的路径。刀具更换路径52是从ATC位置向Z轴正方向(向后)延伸到ATC原点的路径。刀具更换路径51、52是当进行ATC动作时使主轴头6移动的路径。在本实施方式中,原则上,在ATC区域中主轴7的动作被限制为只能在刀具更换路径51、52上移动,而不能在其它路径上移动。
如图7所示,在ATC位置周围设定刀库旋转区域。刀库旋转区域是刀库31的握持臂38以旋转轴37A为中心旋转的区域。刀库旋转区域也可以是包含握持臂38所握持的刀具保持部90和刀具91的区域。在Z轴方向上,刀库旋转区域的后端的坐标位置位于ATC位置和ATC原点之间。在Y轴方向上,刀库旋转区域的下端的坐标位置位于ATC位置和ATC准备位置之间。在主轴7的至少一部分位于刀库旋转区域内的情况下,主轴7与握持臂38、刀具保持部90和刀具91发生干扰的可能性高。在本实施方式中,如果在刀具更换路径52上主轴7的Z轴后退到ATC原点,则主轴7从刀库旋转区域离开。此外,如果在刀具更换路径51上主轴7的Y轴下降到ATC准备位置,则主轴7从刀库旋转区域离开。
参照图6来说明机床1的ATC动作的一个例子。在本实施方式中,为了说明在ATC动作中主轴7的位置,将主轴头6的移动称为“主轴7的移动”来进行说明。此外,在下面的说明中,将X轴上的ATC位置称为ATC位置X轴,将Y轴上的ATC位置称为ATC位置Y轴,将Z轴上的ATC位置称为ATC位置Z轴。
在工件加工中,主轴7例如位于加工区域内的P0位置。这时,刀库盖10的开闭门103呈关闭状态(参照图2)。主轴7安装有保持刀具91的刀具保持部90(参照图7)。设置在主轴7内的夹持机构(图中未示出)对安装在主轴7上的刀具保持部90进行固定。
机床1一边使位于P0的主轴7的Z轴向Z轴原点后退(参照图6中的箭头A1),一边进行主轴7的定向动作。所谓定向动作,指的是使主轴7的角度返回基准位置(例如0度)的动作。主轴7到达P1。接下来,刀库盖100的开闭门103打开(参照图3),一边使位于P1的主轴7的X轴移动到ATC位置X轴,一边使Y轴移动到Y轴原点(Y=0毫米)(参照图6中的箭头A2)。主轴7到达P2。接下来,使位于P2的主轴7的Z轴前进到ATC位置Z轴(参照图6中的箭头A3)。主轴7到达ATC准备位置。
接下来,主轴7从ATC准备位置沿刀具更换路径51上升(参照图6中的箭头A4)。这时,分度到刀具移交位置的握持臂3通过刀库盖100的开口102向下露出。由于主轴7的上升,安装在主轴7上的刀具保持部90通过开口102,相对于握持臂38从下方压入。当主轴7到达ATC位置时,安装在主轴7上的刀具保持部90与握持臂38相配合,从而被握持。与此同时,主轴7内的夹持机构解除对刀具保持部90的固定。由此,能够将刀具保持部90从主轴7取下。
在握持臂38夹持着安装在主轴7上的刀具保持部90的状态下,机床1使主轴7从ATC位置沿着刀具更换路径52后退(参照图6中的箭头A5)。当主轴7到达ATC原点时,刀具保持部90从主轴7拔出。接下来,ATC装置30使刀库31旋转,从而将保持有接下来安装的刀具(以下称为“下一刀具”)的刀具保持部的握持臂38分度到刀具移交位置(参照图6中的旋转箭头A6)。由此,将下一刀具的刀具保持部在Z轴方向上配置在主轴7的前方。
接下来,机床1使主轴7从ATC原点沿刀具更换路径52前进(参照图6中的箭头A7)。由此,将下一刀具的刀具保持部***主轴7。与到达ATC位置同时,下一刀具的刀具保持部安装到主轴7。主轴7内的夹持机构对安装在主轴7的刀具保持部进行固定。
接下来,机床1使安装有下一刀具的刀具保持部的主轴7从ATC位置沿着刀具更换路径51下降,定位在ATC准备位置(参照图6中的箭头A8)。由此,完成主轴7的ATC动作。为了继续进行加工工件,机床1将安装有下一刀具的刀具保持部的主轴7从ATC准备位置移动到加工区域内的下一指令点。所谓指令点,指的是在ATC动作完成后主轴7移动的目标位置,例如可以通过NC程序的控制命令来进行设定。
在上述例子中,位于P0的主轴7的z轴后退到Z轴原点,但是,也可以例如设定安装在主轴7上的刀具91不接触旋转台9上的工件和夹具的R点(恢复点),并且后退到该R点。在这种情况下,R点也可以位于z轴原点的前方。
参照图8来说明机床1的电结构。机床1包括数值控制装置40,主轴马达61,X轴马达62,Y轴马达63,Z轴马达64,刀库马达33,驱动电路71至75,编码器61A、62A、63A、64A、33A,以及操作面板25等。
数值控制装置40包括CPU 41、ROM 42、RAM 43、存储装置44、通信I/F 45、输入输出接口46等。CPU 41全面控制机床1的动作。ROM 42存储NC控制程序、电源接通时程序、检测到警报时程序、应用(app)控制程序等各种程序等。NC控制程序是用于执行后述NC控制处理(参照图9)的程序。电源接通时程序是用于执行后述电源接通时处理(参照图10)的程序。检测到警报时程序是用于执行后述检测到警报时处理(参照图11)的程序。应用控制程序是用于执行后述应用控制处理(参照图12)的程序。这些程序也可以存储在ROM 42以外的其它存储介质中,例如存储在存储装置44中。RAM 43用于存储在各种处理执行中的各种数据。存储装置44是非易失性存储器,存储例如用于加工工件的NC程序、后述停止标志等各种数据。通信I/F45能够通过有线或无线方式与终端(图中未示出)连接。输入输出接口46连接操作面板25和驱动电路71至75。
在存储装置44中,将表示握持臂38的分度位置的编号(以下称为分度编号)和与分度位置相对应的坐标(以下称为旋转位置坐标)相关联地进行存储。通过参照该分度位置和旋转位置坐标,CPU 41能够对握持有保持任意刀具91的刀具保持部90的握持臂38进行分度。
主轴马达61、X轴马达62、Y轴马达63、Z轴马达64和刀库马达33是伺服马达。驱动电路71基于来自CPU 41的控制信号来控制主轴马达61。驱动电路72基于来自CPU 41的控制信号来控制X轴马达62。驱动电路73基于来自CPU 41的控制信号来控制Y轴马达63。驱动电路74基于来自CPU 41的控制信号来控制Z轴马达64。驱动电路75基于来自CPU 41的控制信号来控制刀库马达33。
编码器61A检测主轴马达61的旋转位置,将检测信号发送到驱动电路71。驱动电路71根据检测信号对主轴马达61进行反馈控制。CPU 41从驱动电路71接收编码器61A的检测信号,将接收到的检测信号转换为主轴7的旋转坐标,从而检测出主轴7的旋转位置。编码器62A检测X轴马达62的旋转位置,将检测信号发送到驱动电路72。驱动电路72根据检测信号对X轴马达62进行反馈控制。CPU 41从驱动电路72接收编码器62A的检测信号,将接收到的检测信号转换为主轴7的X轴的坐标位置,从而检测出X轴的位置。编码器63A检测Y轴马达63的旋转位置,将检测信号发送到驱动电路73。驱动电路73根据检测信号对Y轴马达63进行反馈控制。CPU 41从驱动电路73接收编码器63A的检测信号,将接收到的检测信号转换为主轴7的Y轴的坐标位置,从而检测出Y轴的位置。编码器64A检测Z轴马达64的旋转位置,将检测信号发送到驱动电路74。驱动电路74根据检测信号对Z轴马达64进行反馈控制。CPU 41从驱动电路74接收编码器64A的检测信号,将接收到的检测信号转换为主轴7的Z轴的坐标位置,从而检测出Z轴的位置。编码器33A检测刀库马达33的旋转位置,将检测信号发送到驱动电路75。驱动电路75根据检测信号对刀库马达33进行反馈控制。CPU 41将从驱动电路75接收到的编码器33A的检测信号转换为刀库31的旋转位置坐标,从而检测出刀库31的旋转位置。操作面板25包括显示部26和操作部27。显示部26是触摸面板,用于根据来自CPU 41的控制信号显示各种信息,以及接收各种输入并且将其发送给CPU 41。操作部27例如包括多个物理按键(图中未示出),用于接收各种操作并且将其发送给CPU 41。
参照图9来说明NC控制处理。当用户通过操作面板25选择了NC程序时,CPU 41从ROM 42读取NC控制程序来执行本处理。CPU 4l从存储装置44读取所选择的NC程序(S1)。CPU41接收用户通过操作部27进行的NC程序执行操作,判断是否执行所读取的NC程序(S2)。如果未接收到执行操作(S2:否),则CPU 41返回S2待机。如果接收到执行操作(S2:是),则CPU41将存储在存储装置44中的停止标志初始化为0从而将其关闭(OFF)(S3),从头开始逐程序块(block)解释NC程序(S4)。
CPU 41判断所解释的程序块是否是结束命令(S5)。如果不是结束命令(S5:否),则CPU 41根据所解释的程序块生成控制指令(内部指令)(S6)。CPU 41判断所生成的控制指令是否是刀具更换指令(S7)。如果所生成的控制指令是定位等其它控制指令(S7:否),则CPU41执行所生成的控制指令(S8)。在执行了控制指令后,CPU 41转到下一程序块,返回S4,重复上述处理。
如果所生成的控制指令是刀具更换指令(S7:是),则CPU 41开始上述ATC动作(S9)。CPU 41判断在ATC动作中电源是否断开(S10)。如果在ATC动作中电源断开(S10:是),则CPU 41将存储在存储装置44中的停止标志设定为1从而将其打开(ON)(S12),结束本处理。如果在ATC动作中电源未断开(S10:否),则CPU 41判断ATC动作是否已结束(S11)。如果ATC动作未结束(S11:否),则CPU 41返回S10,继续监视电源。如果ATC动作已结束(S11:是),则CPU 41转到下一程序块,返回S4,重复上述处理。如果所解释的程序块是结束命令(S5:是),则CPU 41结束本处理。
参照图10来说明电源接通时处理。当用户使用操作面板25接通电源时,CPU 41从ROM 42读取电源接通时程序来执行本处理。CPU 41判断在上一次电源接通时在ATC动作中电源是否被断开(S21)。CPU 41参照存储在存储装置44中的停止标志。如果停止标志为0,则在ATC动作中电源未被断开(S21:否),CPU 41切换到手动运转模式(S23),在操作面板25的显示部26上显示手动条件画面(图中未示出)(S24)。在手动条件画面中,能够对当通过手动操作来移动和旋转主轴7时的各种条件进行设定,例如,高速移动速度、高速旋转速度、定速移动速度、低速旋转速度、步进移动量、步进旋转量、主轴转数等。CPU 41结束本处理。
如果停止标志为1,则在ATC动作中电源被断开(S21:是)。在这种情况下,在ATC动作中各种伺服马达被关闭,因此,主轴7处于停止在ATC区域内的状态。如果在伺服马达关闭的状态下对主轴7施加了外力,则主轴7的位置可能从刀具更换路径51、52在X轴方向、Y轴方向或Z轴方向上偏离。此外,刀库31的旋转位置也可能在周向上偏离。如果试图在这种发生了异常的状态下移动主轴7,则主轴7和握持臂38之间的位置关系可能偏离,因而在例如安装在主轴7上的刀具保持部90未与握持臂38相配合的状态下主轴7内的夹持机构解除对刀具保持部90的固定,导致刀具保持部90和刀具91可能从主轴7掉落。
虽然由于上述理由,用户需要通过手动操作将主轴7的位置恢复到刀具更换路径51、52,将刀库31的位置返回到正常位置,但是,如果没有熟练的技术,这种恢复操作是很困难的。本实施方式的C PU41执行后述ATC恢复处理(参照图13至图17)(S22),从而对用户显示恢复操作指导。在ATC恢复处理完成后,CPU 41结束本处理。
参照图11来说明检测到警报时处理。如果在机床1的起动中发生了紧急停止等警报,则CPU 41从ROM 42读取检测到警报时程序来执行本处理。CPU 41在显示部26上显示警报(S31),通知用户发生了警报。CPU 41判断在ATC动作中主轴7的移动是否停止(S32)。如果在ATC动作中主轴7的移动未停止(S32:否),则CPU 41结束本处理。如果在ATC动作中主轴7的移动停止(S32:是),则CPU 41执行后述ATC恢复处理(S33),结束本处理。
参照图12来说明应用控制处理。当用户使用操作面板25的操作部27选择了恢复支持应用时,CPU 41从ROM 42读取应用控制程序,执行本处理。CPU 41在显示部26上显示菜单(S35)。该菜单例如包括同步攻丝返回、主轴磨合运转、自动门调整、位置恢复、原点位置调整、ATC恢复等各种项目。CPU 41接收从菜单中选择的项目(S36)。CPU 41判断是否选择了ATC恢复项目(S37)。如果选择了ATC恢复项目(S37:是),则CPU 41执行后述ATC恢复处理(S38),结束本处理。如果选择了ATC恢复以外的项目(S37:否),则CPU 41执行所选择的项目(S39),结束本处理。
参照图13至图17来说明ATC恢复处理。虽然在本实施方式中,握持臂38握持一体地安装有刀具91的刀具保持部90,但是,为了便于说明,有时也称为“握持臂38握持刀具91”。如图13所示,CPU41在显示部26上显示轴返回画面81(S40)。
<步骤1>
如图23所示,轴返回画面81设有显示区域81A至81D。在显示区域81A显示步骤1的恢复过程。步骤1是轴返回工序。所谓轴返回,指的是将停止在ATC区域内的主轴7返回到刀具更换路径51、52的动作。在显示区域81B显示机械坐标位置、ATC位置、Y轴原点、ATC原点位置等坐标信息。机械坐标位置是主轴7的当前位置信息。在显示区域81C,显示刀库编号、刀库开闭门位置和刀库旋转区域。在刀库编号栏,显示与刀库31的当前分度在刀具移交位置的握持臂38相对应的刀库编号。在刀库开闭门位置栏,显示开闭门103的开关状态。在刀库旋转区域栏,如果主轴7的位置在刀库旋转区域内,则显示为OFF,如果主轴7的位置在刀库旋转区域外,则显示为ON。在显示区域81D显示手动条件。手动条件与上述手动条件画面所显示的手动条件的项目相同。
在显示区域81A,显示轴返回所需的四个过程。首先,作为过程1,切换到手动运转模式。作为过程2,按下恢复操作有效键811,使恢复操作有效。恢复操作有效键811位于轴返回画面81的右下部。作为过程3,如果伺服马达关闭,则同时按下操作部27的“解除”键和“复位”键,从而当伺服马达打开时执行轴返回。这时,警报被解除。作为过程4,当伺服马达打开时,通过同时按下操作部27的“解除”键和“R”键,来执行轴返回。即使在过程3的步骤中进行了轴返回,也执行本步骤。用户可以按照显示区域81A中显示的恢复过程来进行操作。
返回图13,CPU 41判断是否执行轴返回(S41)。由于在进行过程3或过程4的操作之前不执行轴返回(S41:否),因而CPU 41返回S40待机。如果进行了过程3或过程4的操作(S41:是),则为了确定主轴7的轴返回目的地,执行轴返回目的地确定处理(S42)。
参照图17至图22来说明轴返回目的地确定处理。在图18至图22中,为了使后述恢复区域W1至W6容易看到,省略了表示ATC区域的范围的框线。如图17所示,CPU 41检测主轴7的位置(S81)。主轴7的位置是例如主轴7的头端的位置,是X轴、Y轴和Z轴的坐标位置。检测出的主轴7的位置暂时储存在RAM 43中。CPU 41判断检测出的主轴7的Y轴是否在Y轴原点之上(S82)。如果Y轴在Y轴原点以下(S82:否),则主轴7位于加工区域内。在这种情况下,即使主轴7的位置偏离了指令位置,对该偏离进行校正的必要性也较低,因而CPU 41将主轴7的X轴、Y轴和Z轴返回目的地设定为当前的坐标位置(S98)。代替S98的处理,也可以存储例如紧接在伺服关闭之前主轴7的坐标位置,将该坐标位置设定为主轴7的X轴、Y轴和Z轴返回目的地。所谓伺服关闭,指的是主轴马达61、X轴马达62、Y轴马达63、Z轴马达64、刀库马达33等伺服马达的动作关闭。在S98的坐标位置设定后,CPU 41结束本处理,处理进入图13的流程的S43。
如果Y轴在Y轴原点之上(S82:是),则虽然主轴7位于ATC区域内,但是主轴7可能从刀具更换路径51、52偏离。因此,对于主轴7的当前位置,针对X轴、Y轴和Z轴中的每个轴来判断是否位于与刀具更换路径51、52相距恢复距离以内。
CPU 41判断主轴7的X轴是否位于ATC位置X轴±恢复距离内(S83)。如图18所示,在ATC区域设有恢复区域W1。恢复区域W1是由ATC位置X轴±恢复距离的范围所规定的空间。恢复距离是例如即使主轴7移动了该距离也不会与其它构件等碰撞而损坏的微小距离,例如2毫米左右。如果例如主轴7停止在K1点,则K1点的X轴位于恢复区域W1内(S83:是)。在这种情况下,CPU 41将主轴7的X轴返回目的地设定为ATC位置X轴(S84)。可以将X轴返回目的地暂时存储在RAM 43中。如果主轴7的X轴位于恢复区域W1外侧(S83:否),则CPU 41将X轴返回目的地设定为当前的坐标位置(S85)。
接下来,CPU 41判断主轴7的Y轴是否在Y轴原点+恢复距离之下(S86)。如图19所示,在ATC区域中还设有恢复区域W2。恢复区域W2是由Y轴原点+恢复距离的范围所规定的空间。如果例如主轴7停止在K2点,则K2点的Y轴位于恢复区域W2内(S86:是)。在这种情况下,CPU 41将主轴7的Y轴返回目的地设定为Y轴原点(S88)。
另一方面,如果主轴7的Y轴在Y轴原点+恢复距离以上(S86:否),则CPU 41判断主轴7的Y轴是否在ATC位置Y轴±恢复距离内(S87)。如图20所示,在ATC区域中还设有恢复区域W3。恢复区域W3是由ATC位置Y轴±恢复距离的范围所规定的空间。如果例如主轴7停止在K3点,则K3点的Y轴位于恢复区域W3内(S87:是)。在这种情况下,CPU 41将主轴7的Y轴返回目的地设定为ATC位置Y轴(S89)。可以将Y轴返回目的地暂时存储在RAM 43中。如果主轴7的Y轴位于恢复区域W3之外(S87:否),则CPU 41将Y轴返回目的地设定为当前的坐标位置(S90)。
接下来,CPU 41判断主轴7的Z轴是否在ATC位置Z轴-恢复距离≤Z轴<ATC位置Z轴的范围内(S91)。如图21所示,在ATC区域中还设有恢复区域W4。恢复区域W4是由ATC位置Z轴-恢复距离≤Z轴<ATC位置Z轴的范围所规定的空间。如果例如主轴7停止在K4点,则K4点的Z轴位于恢复区域W4内(S91:是)。在这种情况下,CPU 41将主轴7的Z轴返回目的地设定为ATC位置Z轴(S94)。另一方面,如果主轴7的Z轴在恢复区域W4之外(S91:否),则CPU 41判断是否主轴7的Z轴在ATC位置Z轴<Z轴≤ATC位置Z轴+恢复距离的范围内,并且刀库31正常分度(S92)。
这里,关于在S92中判断刀库31是否正常分度,CPU 41可以判断刀库31是否发生了阈值以上的旋转偏离。所谓旋转偏离,指的是相对于刀库31的基准坐标,以旋转轴37A为中心的周向上的偏离。所谓刀库31的基准坐标,指的是与握持臂38的分度位置相对应的刀库31的旋转位置坐标,存储在存储装置44中。CPU 41将从驱动电路75接收到的编码器33A的检测信号转换为刀库31的旋转位置坐标,将其与存储在存储装置44中的基准坐标进行比较,从而判断刀库31是否发生了阈值以上的旋转偏离。如果旋转偏离小于阈值,则CPU 41判断为刀库31处于正常分度状态,如果旋转偏离为阈值以上,则CPU 41判断为刀库31处于未正常分度状态。
如图21所示,在ATC区域中还设有恢复区域W5。恢复区域W5是由ATC位置Z轴<Z轴≤ATC位置Z轴+恢复距离的范围所规定的空间。如果例如主轴7停止在K5点,则K5点的Z轴位于恢复区域W5内。在此基础上,如果刀库31正常分度(S92:是),则CPU 41将主轴7的Z轴返回目的地设定为ATC位置Z轴(S94)。
此外,如果主轴7的Z轴位置在恢复区域W5之外(S92:否),则CPU 41判断主轴7的Z轴是否在ATC原点<Z轴≤ATC原点+恢复距离的范围内(S93)。此外,如果Z轴的位置在恢复区域W5内,但是刀库31处于未正常分度状态(S92:否),则握持臂38的位置在Y轴方向上有偏离。在这种状态下,当主轴7的Z轴移动到ATC位置z轴时,主轴7可能与握持臂38所握持的刀具保持部90干扰。因此,在这种情况下,CPU 41不将Z轴返回目的地设定为ATC位置Z轴,而是判断主轴7的Z轴是否在ATC原点<Z轴≤ATC原点+恢复距离的范围内(93)。
如图22所示,在ATC区域还设有恢复区域W6。恢复区域W6是由ATC原点<Z轴≤ATC原点+恢复距离的范围所规定的空间。如果例如主轴7停止在K6点,则K6点的Z轴位于恢复区域W6内(S93:是)。在这种情况下,CPU 41将主轴7的Z轴返回目的地设定为ATC原点(S96)。可以将Z轴返回目的地暂时存储在RMA 43中。当设定了Z轴返回目的地时(S94,S95,S96),CPU41结束本处理,处理进入图13的流程的S43。如果主轴7的z轴在恢复区域W6之外(S93:否),则不在恢复区域W4至W6中的任一个的范围内,因此,CPU 41将Z轴返回目的地设定为当前的坐标位置(S97),结束本处理,处理进入图13的流程的S43。
返回图13的流程,由于完成了S42的轴返回目的地确定处理,CPU 41根据上述轴返回目的地确定处理所设定的X轴、Y轴和Z轴中的每个的返回目的地来执行主轴7的轴返回(S43)。关于X轴、Y轴和Z轴的轴返回,可以每次一个轴地依次进行,也可以两个或三个轴同时进行。进行的顺序没有规定。此外,在通过图17的轴返回目的地确定处理的S85、S90和S97的各处理将移动轴的返回目的地设定为当前坐标位置的情况下,在图13的S43的轴返回处理中,CPU 41不在返回目的地被设定为当前坐标位置的移动轴上移动主轴7。换句话说,CPU41限制主轴7的移动。
CPU 41判断轴返回是否完成(S44)。如果轴返回尚未完成(S44:否),则CPU 41返回S43继续执行。如果完成了轴返回(S44:是),则CPU 41判断主轴7的Y轴是否在Y轴原点以下(S45)。如果主轴7的Y轴在Y轴原点以下(S45:是),则主轴7已经位于加工区域,CPU 41不改变主轴7的位置,处理进入后述S54。如果Y轴在Y轴原点之上(S45:否),则主轴7位于ATC区域内的刀具更换路径51、52上。因此,CPU 41需要与在刀具更换路径51、52上主轴7的位置相对应地将主轴7向加工区域安全地移动。
因此,CPU 41判断主轴7的位置是否满足Z=ATC位置Z轴、Y<ATC位置Y轴并且X=ATC位置X轴的条件(S46)。例如,如图24中的(1)所示,主轴7位于M1点。由于M1点在刀具更换路径51上,因此,推测主轴7停止在刀具更换路径51中的上升或下降途中。因为M1点满足Z=ATC位置Z轴、Y<ATC位置Y轴并且X=ATC位置X轴的条件(S46:是),因此,CPU 41判断刀库31的位置是否正常(S47)。判断刀库31的位置是否正常的方法与在图17的S92的判断处理中判断刀库31是否正常分度的判断方法相同。
例如,如图24中的(2)所示,当刀库31的位置正常时,分度在刀具移交位置的握持臂38配置为平行于Y轴方向。安装在主轴7上的刀具保持部90和刀具91在Z轴方向上延伸。在这种状态下,握持臂38被配置为与刀具保持部90垂直的位置关系。在这种情况下,刀库31的位置是正常的(S47:是),CPU 41将主轴7的恢复过程决定为后述步骤2-a的动作模式,将与该动作模式相对应的Y轴恢复画面82显示在显示部26上(S48)。
<步骤2-a>
如图25所示,Y轴恢复画面82设有显示区域82A至82D。在显示区域82A,显示步骤2-a的恢复过程。步骤2-a是使刀具更换路径51上的主轴7沿着刀具更换路径51下降到加工区域的动作模式。显示区域82B至82D与图23所示的轴返回画面81的显示区域81B至81D相同,因而省略其说明。
在显示区域81A,提醒Y轴的位置异常,并且作为“通告”提醒当在操作中发生了警报时,在按下操作部27的“解除”键的同时按下“复位”键来解除警报,然后再继续操作。在它的下侧显示步骤2-a所需的四个过程的指导。首先,作为过程1,关闭机床1的盖的门。作为过程2,如果开闭门103是关闭的,在按下操作部27的“解除”键的同时按下“P”键,从而打开开闭门103。因为在保守模式下开闭门103不自动打开,因而手动打开开闭门103,或者改变为保守模式以外的模式(例如自动运转模式或计划模式)来打开开闭门103。作为过程3,在按下操作部27的“解除”键的同时按下“-Y”键,将Y轴移动到Y轴原点之下。作为过程4,在完成了过程1至过程3的恢复操作之后,按下“下一步”键821。“下一步”键821显示在Y轴恢复画面82的右下部。
返回图l3,CPU 41根据用户进行的过程1至过程3的操作,执行Y轴恢复处理(S49)。通过Y轴恢复处理,使主轴7移动到Y轴原点之下。由此,CPU 41能够将停止在ATC区域内的主轴7沿着刀具更换路径51安全并且适当地恢复到加工区域。CPU 41判断恢复操作是否完成(S50)。如果用户未按下“下一步”键821,恢复操作未完成(S50:否),则CPU 41返回S50待机。如果按下了“下一步”键821,则恢复操作完成(S50:是),因而CPU 41将后述分度刀具确认画面88(参照图40)显示在显示部26上(S54)。
此外,关于主轴7的位置,存在虽然满足Z=ATC位置Z轴、Y<ATC位置Y轴并且X=ATC位置X轴的条件(S46:是),但是刀库31的位置不正常(S47:否)的情况。例如,如图26中的(1)所示,如果主轴7位于刀具更换路径51上的M2点,则主轴7位于ATC位置的下侧。但是,如图26中的(2)所示,如果刀库31的位置偏离,则分度到刀具移交位置的握持臂38相对于Y轴在周向上偏离。在这种状态下,如果将握持臂38返回到正常位置,则握持臂38可能与安装在主轴7上的刀具保持部9干扰。在这种情况下,可以使主轴7相对于握持臂38沿着在Y轴方向上离开刀库31的方向移动,然后使刀库31返回正常位置。因此,CPU 41将主轴7的恢复过程决定为后述步骤2-b的动作模式,将与该动作模式相对应的YM轴恢复画面83显示在显示部26上(S51),执行YM轴恢复处理(S52)。
<步骤2-b>
如图27所示,YM轴恢复画面83设有显示区域83A至83D。在显示区域83A,提醒Y轴和刀库31的位置异常,按照下述过程进行恢复,并且作为“通告”提醒当在操作中发生了警报时,在按下操作部27的“解除”键的同时按下“复位”键来解除警报,然后再继续操作。在它的下侧显示步骤2-b所需的恢复过程的指导。步骤2-b是使位于刀具更换路径51上的主轴7沿着刀具更换路径51下降到加工区域,然后使刀库31的位置返回正常的动作模式。显示区域83B至83D与图23所示的轴返回画面81的显示区域81B至81D相同,因而省略其说明。在步骤2-b中,刀库31的位置偏离,因而在显示区域83C中不显示刀库编号。
参照图15对YM轴恢复处理进行说明。如图27所示,CPU 41在显示区域83A中显示五个过程中的过程1至过程3(S101)。过程1至过程3与显示在图25所示的Y轴恢复画面82的显示区域82A中的步骤2-a的过程1至过程3的内容相同。用户按照过程1至过程3进行操作。在过程3中,用户将主轴7的Y轴向Y轴原点下降。CPU 41检测主轴7的Y轴的位置(S102)。CPU 41判断检测出的Y轴是否在Y轴原点以下(S103)。如果Y轴不在Y轴原点以下,则CPU 41返回S102待机。如果Y轴在Y轴原点以下(S103:是),则主轴7位于刀库旋转区域之外。因此,在这种状态下,即使刀库31旋转,握持臂38也不与主轴7干扰。
然后,CPU 41判断在刀库31中产生的旋转偏离是否小于阈值(S104)。如果旋转偏离小于阈值(S104:是),则如图27所示,在显示区域83A中进一步显示过程4(S105)。作为过程4,在按下操作部27的“解除”键的同时按下“刀库正转”键,从而刀库31自动返回正确位置。CPU 41判断过程4的操作是否已执行(S106)。如果未执行过程4的操作(S106:否),则CPU41返回S106待机。如果执行了过程4的操作(S106:是),则CPU 41生成刀库31的自动校正指令并且将其输出到驱动电路75,由此来进行刀库31的自动旋转校正(S107)。自动旋转校正是使刀库31旋转从而返回基准位置的校正。由此,自动消除刀库31的旋转偏离。在旋转偏离小于阈值的情况下(S104:是),CPU 41也可以不执行例如S105、S106的处理,直接进行刀库31的自动旋转校正。CPU 41在显示区域83A中进一步显示过程5(S112)。
另一方面,如果旋转偏离在阈值以上(S104:否),则通知偏离量大因而需要校正的警报(S108),如图28所示,在显示区域83A中进一步显示过程4(S109)。在这种情况下的过程4与图27的过程4不同,在按下操作部27的“解除”键的同时按下“刀库正转”键或“刀库反转”键,从而将未安装刀具的握持臂38手动移动到正确位置。用户按照过程4进行操作,使刀库31向基准位置旋转,从而消除旋转偏离。
CPU 41检测刀库31的位置(S110),判断刀库31的位置是否位于基准位置(S111)。如果刀库31的位置不位于基准位置(S111:否),则CPU 41返回S110待机。如果刀库31的位置返回到了基准位置(S111:是),则未安装刀具的握持臂38分度到了刀具移交位置,因而CPU41在显示区域83A中进一步显示过程5(S112)。过程5是按下“下一步”键831的操作。“下一步”键831显示在YM轴恢复画面83的右下部。CPU 41结束本处理,处理返回图13的S53。
如图13所示,CPU 41判断恢复操作是否完成(S53)。如果用户未按下“下一步”键831,恢复操作未完成(S53:否),则CPU 41返回S53待机。如果按下了“下一步”键831,则恢复操作完成(S53:是),因而CPU 41将后述分度刀具确认画面88(参照图40)显示在显示部26上(S54)。
此外,在S46的判断处理中,关于主轴7的位置,在不满足Z=ATC位置Z轴、Y<ATC位置Y轴并且X=ATC位置X轴的条件的情况下(S46:否),如图14所示,CPU 41判断主轴7的位置是否满足ATC位置Z轴Z≤ATC原点Z轴、Y=ATC位置Y轴并且X=ATC位置X轴的条件(S61)。如果ATC位置Z轴≤Z≤ATC原点Z轴、Y=ATC位置Y轴并且X=ATC位置X轴的条件满足(S61:是),则例如如图29中的(1)所示,主轴7位于M3点。由于M3点在刀具更换路径52上,因而推测主轴7停止在刀具更换路径52中的前进或后退途中。
接下来,CPU 41判断刀库31的位置是否正常(S62)。例如,如图29中的(2)所示,如果刀库31的位置正常,则分度在刀具移交位置的握持臂38在握持有刀具保持部90的状态下配置为平行于Y轴方向,因而刀具保持部90和刀具91配置为平行于z轴方向。因此,刀具保持部90相对于主轴7在z轴方向上配置在同轴上。因此,如果刀库31的位置正常(S62:是),则CPU 41将主轴7的恢复过程决定为后述步骤2-c的动作模式,将与该动作模式相对应的YZ轴恢复画面84显示在显示部26上(S63)。
<步骤2-c>
如图30所示,YZ轴恢复画面84设有显示区域84A至84D。步骤2-c是位于刀具更换路径52上的主轴7沿着刀具更换路径52移动,暂时后退到ATC原点,然后前进到ATC位置,从该ATC位置移动到ATC准备位置,然后将Z轴恢复到ATC原点的动作模式。显示区域84B至84D与图23所示的轴返回画面81的显示区域81B至81D相同,因而省略其说明。
在显示区域84A,提醒Y轴和Z轴的位置异常,按照下述过程进行恢复,并且作为“通告”提醒当在操作中发生了警报时,在按下操作部27的“解除”键的同时按下“复位”键来解除警报,然后再继续操作。在它的下侧显示步骤2-c所需的五个过程的指导。过程1和过程2与图25所示的Y轴恢复画面82的显示区域82A中显示的步骤2-a的过程1和过程2的内容相同。在过程3,在按下操作部27的“解除”键的同时按下“+Z”键,使主轴7的Z轴与ATC原点对齐。在过程4,按下操作部27的“刀具更换点动”键。通过按下“刀具更换点动”键,主轴7的Z轴移动到ATC位置,Y轴移动到Y轴原点,然后Z轴恢复到机械原点。在过程1至过程4的恢复操作完成后,在过程5按下“下一步”键841。“下一步”841显示在YZ轴恢复画面84的右下部。用户按照上述五个过程进行操作。
返回图l4,CPU 41按照用户进行的过程1至过程4的操作来执行YZ轴恢复处理(S64)。通过Z轴恢复处理,在主轴7的Y轴移动到Y轴原点后,Z轴恢复到机械原点。由此,CPU41能够将停止在ATC区域内的主轴7沿着刀具更换路径52、51安全并且适当地恢复到加工区域。CPU 41判断恢复操作是否完成(S65)。如果用户未按下“下一步”键841,恢复操作未完成(S65:否),则CPU 41返回S65待机。如果按下了“下一步”键841,则恢复操作完成(S65:是),因而返回图13,CPU 41将后述分度刀具确认画面88(参照图40)显示在显示部26上(S54)。
此外,在S61的判断处理中,即使主轴7的位置满足ATC位置Z轴≤Z≤ATC原点Z轴、Y=ATC位置Y轴并且X=ATC位置X轴的条件(S61:是),刀库31的位置也可能不正常(S62:否)。例如,如图31中的(1)所示,即使主轴7位于刀具更换路径52上的M4点,如图31中的(2)所示,如果刀库31的位置偏离,则可能存在握持臂38所握持的刀具保持部90和刀具91的位置相对于主轴7向Y轴正方向偏离,并且向X轴正方向或负方向偏离的情况。在这种状态下,假设与步骤2-c同样地使主轴7沿着刀具更换路径52暂时后退到ATC原点,然后向ATC位置前进,则握持臂38所握持的刀具保持部9O可能与主轴7的头端干扰。
因此,如图14所示,CPU 41判断主轴7的Z轴是否不位于ATC原点(S66)。例如,如图31中的(1)所示,如果主轴7位于刀具更换路径52上的M4点,并且Z轴不位于ATC原点(S66:是),则CPU41将主轴7的恢复过程决定为后述步骤2-d的动作模式,将与该动作模式相对应的YZM轴恢复画面85显示在显示部26上(s67),执行YZM轴恢复处理(S68)。
<步骤2-d>
如图32所示,YZM轴恢复画面85设有显示区域85A至85D。在显示区域85A,提醒Y轴、Z轴和刀库的位置异常,按照下述过程进行恢复,并且作为“通告”提醒当在操作中发生了警报时,在按下操作部27的“解除”键的同时按下“复位”键来解除警报,然后再继续操作。在它的下侧显示步骤2-d的恢复过程。步骤2-d是位于刀具更换路径52上的主轴7沿着刀具更换路径52暂时后退到ATC原点,然后使刀库31的位置返回正常,然后使z轴前进到ATC位置,从该ATC位置移动到ATC准备位置,然后将Z轴恢复到ATC原点的动作模式。显示区域85B至85D与图23所示的轴返回画面81的显示区域81B至81D相同,因而省略其说明。在步骤2-d中,刀库31的位置偏离,因而在显示区域85C中不显示刀库编号。此外,主轴7的M4点位于刀库旋转区域内,因而显示区域85C的刀库旋转区域栏显示为OFF。
参照图16来说明YZM轴恢复处理。CPU 41在显示区域85A显示六个过程中的过程1至过程3(S121)。过程1至过程3与图30所示的YZ轴恢复画面84的显示区域84A所显示的步骤2-c的过程1至过程3的内容相同。用户按照过程1至过程3进行操作。过程3是将主轴7的Z轴向ATC原点移动的操作。CPU 41检测主轴7的Z轴(S122)。CPU 41判断检测出的Z轴是否为ATC原点(S123)。如果Z轴不是ATC原点(S123:否),则CPU 41返回S122,监视Z轴。如果Z轴到达ATC原点(S123:是),则主轴7退避到了刀库旋转区域的后方,因此,在这种状态下,即使刀库31旋转,握持臂38也不与主轴7干扰。
接下来,CPU 41判断在刀库31中产生的旋转偏离是否小于阈值(S124)。如果旋转偏离小于阈值(S124:是),则如图32所示,在显示区域85A中进一步显示过程4(S125)。作为过程4,在按下操作部27的“解除”键的同时按下“刀库正转”键,从而使刀库31自动返回正确位置。CPU 41判断是否进行了过程4的操作(S126)。如果未进行过程4的操作(S126:否),则CPU 41返回S126待机。如果进行了过程4的操作(S126:是),则CPU 41生成刀库31的自动校正指令并且将其输出到驱动电路75,由此来进行刀库31的自动旋转校正(S127)。由此,自动消除刀库31的旋转偏离。CPU 41在显示区域85A进一步显示过程5(S132)。
另一方面,如果旋转偏离为阈值以上(S124:否),则通知偏离量大因而需要校正的警报(S128),如图33所示,在显示区域85A进一步显示过程4(S129)。在这种情况下的过程4与图32的过程4不同,在按下操作部27的“解除”键的同时按下“刀库正转”键或“刀库反转”键,从而将未安装刀具的握持臂38手动移动到正确位置。用户按照过程4进行操作,使刀库31向基准位置旋转,从而消除旋转偏离。
CPU 41检测刀库31的位置(S130),判断刀库31的位置是否位于基准位置(S131)。如果刀库31的位置不位于基准位置(S131:否),则CPU 41返回S130待机。如图34中的(2)所示,如果刀库31的位置返回到了基准位置(S131:是),则未安装刀具的握持臂38分度到了刀具移交位置,因而CPU 41在显示区域85A中进一步显示过程5(S132)。
过程5是按下操作部27的“刀具更换点动”键。通过按下“刀具更换点动”键,如图34中的(1)所示,主轴7的Z轴从ATC原点移动到ATC位置,Y轴移动到Y轴原点,然后Z轴恢复到机械原点。CPU 41检测主轴7的位置(S133)。CPU 41判断检测出的主轴7的位置是否位于加工区域(S134)。如果主轴7未到达加工区域(S134:否),则CPU 41返回S133,监视主轴7的位置。
当刀具更换点动完成并且主轴7位于加工区域时(S134:是),CPU 41在显示区域85A中进一步显示过程6(S135)。过程6是按下“下一步”键851的操作。“下一步”键851显示在YZM轴恢复画面85的右下部。由此,CPU 41能够将停止在ATC区域内的主轴7沿着刀具更换路径52、51安全并且适当地恢复到加工区域。CPU 41结束YZM轴恢复处理,处理进入图14的S69。
如图14所示,CPU 41判断恢复操作是否完成(S69)。如果用户未按下“下一步”键851,恢复操作未完成(S69:否),则CPU 41返回S69待机。如果按下了“下一步”键851,则恢复操作完成(S69:是),因而返回图13,CPU 41将后述分度刀具确认画面88显示在显示部26上(S54)。
此外,如图14所示,在刀库31的位置不正常的状态下(S62:否),存在主轴7的Z轴位于刀具更换路径52上的ATC原点的情况(S66:否)。例如,如图35中的(1)所示,主轴7位于M6点,即,刀具更换路径52上的ATC原点。在这种状态下,如图35中的(2)所示,刀库31的位置偏离,因而相对于主轴7,握持臂38所握持的刀具保持部90的位置向Y轴正方向偏离,并且向X轴正方向或负方向偏移。在这种情况下(S62:否,S66:否),CPU 41将主轴7的恢复过程决定为后述步骤2-e的动作模式,将与该动作模式相对应的YZM轴恢复画面86显示在显示部26上(s70)。
<步骤2-e>
如图36所示,YZM轴恢复画面86设有显示区域86A至86D。在显示区域86A,提醒刀库的位置异常,按照下述过程进行恢复,并且作为“通告”提醒当在操作中发生了警报时,在按下操作部27的“解除”键的同时按下“复位”键来解除警报,然后再继续操作。在它的下侧显示步骤2-e的恢复过程。步骤2-e是在主轴7位于ATC原点的状态下,将刀库31的位置返回到正常,然后使Z轴前进到ATC位置,从该ATC位置移动到ATC准备位置,然后将Z轴恢复到ATC原点的动作模式。显示区域86B至86D与图23所示的轴返回画面81的显示区域81B至81D相同,因而省略其说明。在步骤2-e中,刀库31的位置偏离,因而在显示区域86C中不显示刀库编号。此外,主轴7的M6点位于刀库旋转区域外,因而显示区域86C的刀库旋转区域栏显示为ON。
在显示区域86A显示步骤2-e所需的五个过程。过程1和过程2与图32所示的YZM轴恢复画面85的显示区域85A所显示的步骤2-d的过程1和过程2的内容相同。在步骤2-e中,与步骤2-c同样地,如果刀库31所产生的旋转偏离小于阈值,则如图36所示,在显示区域86A中显示的过程3的内容是在按下操作部27的“解除”键的同时按下“刀库正转”键,从而执行刀库31的自动旋转校正。另一方面,如果刀库31所产生的旋转偏离为阈值以上,则如图37所示,在显示区域86A中显示的过程3的内容是在按下操作部27的“解除”键的同时按下“刀库正转”键或“刀库反转”键,从而将未安装刀具的握持臂38手动移动到正确位置。
通过进行上述任一个过程3,握持臂38所握持的刀具保持部90的位置相对于主轴7在Z轴方向上彼此相对。如图36或37所示,过程4是按下操作部27的“刀具更换点动”键的操作。通过按下“刀具更换点动”键,如图35中的(1)所示,主轴7的Z轴从ATC原点移动到ATC位置,Y轴移动到Y轴原点,然后Z轴恢复到机械原点。在完成了过程1至过程4的恢复操作之后,作为过程5,按下“下一步”键861。“下一步”键861显示在YZM轴恢复画面86的右下部。
返回图14,CPU 41根据用户进行的过程1至过程4的操作,执行YZM轴恢复处理(S71)。通过YZM轴恢复处理,使主轴7的z轴从ATC原点移动到ATC位置,Y轴移动到Y轴原点,然后Z轴恢复到机械原点。由此,CPU 41能够将停止在ATC区域内的主轴7沿着刀具更换路径52、51安全并且适当地恢复到加工区域。CPU 41判断恢复操作是否完成(S72)。如果用户未按下“下一步”键861,恢复操作未完成(S72:否),则CPU 41返回S72待机。如果按下了“下一步”键861,则恢复操作完成(S72:是),因而返回图13,CPU 41将后述分度刀具确认画面88显示在显示部26上(S54)。
此外,在S61的判断处理中,存在主轴7的位置不满足ATC位置Z轴≤Z≤ATC原点Z轴、Y=ATC位置Y轴并且X=ATC位置X轴的条件的情况(S61:否)。例如,如图38所示,假设主轴7位于M7点。M7点虽然位于ATC区域内,但是不在刀具更换路径51、52上。即,存在主轴7不能通过轴返回来恢复到刀具更换路径51、52上,并且难以向加工区域恢复的情况,不能由用户进行恢复操作。在这种情况下,CPU 41在显示部26上显示不可恢复画面87(S73)。
<步骤2-f>
如图39所示,不可恢复画面87设有显示区域87A至87D。在显示区域87A,显示步骤2-f的恢复过程。步骤2-f是限制主轴7的移动,结束恢复操作的工序。显示区域87B至87D与图23所示的轴返回画面81的显示区域81B至81D相同,因而省略其说明。“下一步”键871和“恢复操作有效”键872显示在不可恢复画面87的右下部。“结束”键873显示在不可恢复画面87的左下部。
在显示区域87A,提醒不能进行ATC恢复,在ATC维护模式下进行恢复,只有接受过维护培训的熟练人员才能在ATC维护模式下进行操作。因为在ATC维护模式下,解除了对主轴7在ATC区域中的动作限制,因此,能够由熟练人员进行恢复操作。在上述提醒的下方,显示结束恢复操作所需的三个过程。过程1是按下“恢复操作有效”键872,使恢复操作无效。过程2是按下操作部27的“复位”键。过程3是按下“结束”键873。
返回图14,CPU 41按照用户进行的过程1至过程3的操作来执行恢复无效处理(S74)。通过恢复无效处理,使恢复操作无效。CPU 41判断恢复无效处理是否完成(S75)。如果用户未按下“结束”键873,恢复无效处理未完成(S75:否),则CPU 41返回S75待机。如果按下了“结束”键873,恢复无效处理完成(S75:是),则CPU 41结束ATC恢复处理。
此外,当主轴7的恢复操作完成后(图13的S50:是,S53:是;图14的S65:是,S69:是,S72:是),主轴7位于加工区域。在这种状态下,在刀具安装在刀库31的分度到刀具移交位置的握持臂38的情况下,当进行下次ATC动作时,主轴7可能与刀具保持部90和刀具91碰撞,因此,需要将刀具从握持臂取下。因此,如图13所示,CPU 41在显示部26上显示分度刀具确认画面88(S54)。
<步骤3>
如图40所示,分度刀具确认画面88设有显示区域88A至88D。在显示区域88A显示步骤3的恢复过程。步骤3是确认从分度到刀具移交位置的握持臂38取下了刀具的工序。显示区域88B至88D与图23所示的轴返回画面81的显示区域81B至81D相同,因而省略其说明。“下一步”键881显示在分度刀具确认画面88的右下部。
在显示区域88A,显示步骤3所需的两个过程。作为过程1,如果有刀具安装在刀库编号的握持臂38上,则取下刀具。作为进一步的“通告”,提醒如果在安装有刀具的状态下进行下一ATC动作,则机床和刀具将损坏。作为过程2,确认没有刀具安装在握持臂38上,然后按下“下一步”键881。
返回图13,CPU 41判断用户的确认是否完成(S55)。如果用户未按下“下一步”键881,未完成确认(S55:否),则CPU 41返回S54待机。如果按下了“下一步”键881,用户的确认完成(S55:是),则CPU 41在显示部26上显示结束画面89(S56)。
<步骤4>
如图41所示,结束画面89设有显示区域89A至89D。在显示区域89A,显示步骤4的恢复过程。步骤4是结束ATC恢复处理的工序。显示区域89B至89D与图23所示的轴返回画面81的显示区域81B至81D相同,因而省略其说明。“下一步”键891和“恢复操作有效”键892显示在结束画面89的右下部。“结束”键893显示在结束屏幕89的左下部。
在显示区域89A提醒用户ATC恢复已完成,并且作为进一步“通告”提醒用户ATC刀具画面(图中未示出)的刀具分度与安装在刀库31的刀具之间的关系可能有偏差,指导用户对ATC刀具画面的刀具分度进行确认。ATC刀具画面通过对操作面板25进行操作而显示在显示部26上。在ATC刀具画面中显示刀具分度,所谓刀具分度指的是刀库31的各握持臂所分度的刀具的种类。在它的下侧显示结束ATC恢复处理所需的三个过程。作为过程1,通过按下“恢复操作有效”键892来使恢复操作无效。作为过程2,按下操作部27的“复位”键。作为过程3,在确认了过程1和过程2的操作后,按下“结束”键893。
返回图13,CPU 41判断用户的确认是否完成(S57)。如果用户未按下“结束”键893,确认未完成(S57:否),则CPU 41返回S56待机。如果按下了“结束”键893,用户的确认完成(S57:是),则CPU 41结束ATC恢复处理。
在上述说明中,握持臂38是本发明的“握持部”的一个例子。执行图17的S81的处理的CPU 41是本发明的“检测部”的一个例子。执行图17的S82、S83、S86、S87、S91、S92、S93的处理的CPU 41是本发明的“判断部”的一个例子。执行图17的S84、S85、S88、S89、S90、S94、S95、S96、S97、S98、图13的S43的处理的CPU 41是本发明的“移动控制部”的一个例子。恢复区域W1至W6是本发明的“规定区域”的一个例子。恢复距离是本发明的“规定距离”的一个例子。Z轴是本发明的“第一轴”的一个例子,X轴是本发明的“第二轴”的一个例子,Y轴是本发明的“第三轴”的一个例子。执行S40、S48、S51、S54、S56、S63、S67、S70、S73的处理的CPU 41是本发明“显示控制部”的一个例子。执行S45、S46、S61、S66的处理的CPU 41是本发明的“决定部”的一个例子。轴返回画面81是本发明的“第一显示画面”的一个例子。恢复画面82至86是本发明的“第二显示画面”的一个例子。不可恢复画面87是本发明的“第三显示画面”的一个例子。分度刀具确认画面88是本发明的“第四显示画面”的一个例子。CPU 41是本发明的“控制部”的一个例子。存储装置44是本发明的“存储部”的一个例子。
如上所述,本实施方式的数值控制装置40包括CPU 41。如果主轴7紧急停止在ATC区域,则主轴7可能从刀具更换路径51、52偏离。CPU 41在主轴7停止在ATC区域的状态下检测主轴7的位置。在ATC区域设有分别与主轴7的移动轴(X轴、Y轴和Z轴)相对应的恢复区域W1至w6。CPU 41判断检测出的主轴7的位置是否位于恢复区域W1至W6内。如果判断为位于恢复区域W1至W6内,则对与该恢复区域相对应的移动轴进行轴返回。所谓轴返回,指的是将主轴7的位置返回到刀具更换路径51、52的处理。另一方面,对于主轴7的不在恢复区域内的移动轴,在该移动轴上主轴7从刀具更换路径51、52离开。在这种状态下,如果将主轴7返回到刀具更换路径51、52,在途中可能发生刀具掉落或机械碰撞。针对主轴7的位置不在恢复区域内的移动轴,CPU 41限制主轴7的移动,从而不进行轴返回。由此,数值控制装置40能够将停止在ATC区域并且位置偏离了的主轴7返回到刀具更换路径51、52,沿着该刀具更换路径51、52移动到安全位置。
恢复区域W1至W6是包括刀具更换路径51、52以及与刀具更换路径51、52相距恢复距离的位置的区域。由此,数值控制装置40能够以刀具更换路径51、52为基准来设定恢复区域W1至W6,从而能够将主轴7在恢复区域W1至W6的范围内安全并且适当地返回刀具更换路径51、52。
主轴7能够在相互垂直的X轴、Y轴和Z轴中的每个上移动。CPU 41针对X轴、Y轴和Z轴中的每个移动轴判断主轴7的位置是否位于相应恢复区域W1至W6内。针对X轴、Y轴和Z轴中的被判断为不位于恢复区域中的移动轴,不进行轴返回。另一方面,对于被判断为位于恢复区域内的移动轴,进行轴返回。由此,即使在X轴、Y轴和z轴中的某个移动轴上主轴7的位置不在恢复区域内,数值控制装置4O也能够在主轴7的位置位于恢复区域的移动轴上使主轴7移动到刀具更换路径51、52。对于主轴7的位置位于恢复区域的移动轴,数值控制装置40能够将主轴7移动到刀具更换路径51、52。因此,只有对主轴7的位置不在恢复区域的移动轴,才需要用户慎重地将主轴7移动到刀具更换路径51、52上。因此,数值控制装置40能够简化将停止在ATC区域的主轴7返回到刀具更换路径51、52上的作业。
数值控制装置40如果因发生了警报而ATC动作中途停止,则检测主轴7的位置,并且判断该位置是否位于恢复区域W1至W6内。由此,数值控制装置40能够在ATC动作中途停止的情况下使主轴7返回到刀具更换路径51、52。
在ATC动作中途机床1的电源断开然后又接通的情况下,主轴7处于停止在ATC区域的状态。由于机床1的电源断开导致主轴7的移动紧急停止状态,因而主轴7的位置可能从刀具更换路径51、52偏离。在这种情况下,数值控制装置40检测主轴7的位置,并且判断该位置是否位于恢复区域W1至W6内,与判断结果相对应地进行轴返回。由此,数值控制装置40能够使主轴7返回到刀具更换路径51、52。
数值控制装置40控制操作面板25的显示部26。数值控制装置40在显示部26上显示轴返回画面81。轴返回画面81显示用于使主轴7移动到刀具更换路径51、52的操作方法。由此,用户能够按照轴返回画面81进行操作,从而将主轴7适当地移动到刀具更换路径51、52。根据主轴7移动到刀具更换路径51、52的位置,用于安全地移动到加工区域的动作模式是不同的。因此,在显示了轴返回画面81后,数值控制装置40在显示部26上显示恢复画面82至86,恢复画面82至86分别对应于与将主轴7移动到刀具更换路径51、52时主轴7的位置相对应的安全地移动到加工区域的动作模式。由此,数值控制装置40能够适当地告知用户将主轴7沿着刀具更换路径51、52安全地移动到加工区域的操作方法。此外,数值控制装置40与主轴7在ATC区域的停止位置无关地显示共通的轴返回画面81,因此,与根据主轴7的停止位置显示不同的画面相比,能够简化在显示部26上显示画面的控制。
数值控制装置40在主轴7移动到了刀具更换路径51、52的状态下,在主轴7的位置在X轴、Y轴和z轴全部移动轴上都位于刀具更换路径51、52上的情况下,在显示部26上显示恢复画面82至86中的任一个。由此,数值控制装置40能够将移动到了刀具更换路径51、52的主轴7沿着刀具更换路径51、52安全地移动到加工区域。
如果在主轴7移动到了刀具更换路径51、52的状态下,主轴7的位置在X轴、Y轴和z轴中的至少一个移动轴上不位于刀具更换路径51、52上,则不能简单地将主轴7从该位置移动。因此,数值控制装置40在显示部26上显示不可恢复画面87。不可恢复画面87引导通过手动操作来恢复。在这种情况下,例如,能够通过接受过维护培训的用户或熟练人员手动操作适当地移动主轴7,来将主轴7安全地移动到加工区域。
机床1包括刀库31。刀库31沿着周向设有多个握持臂38。握持臂38能够保持一体地安装在刀具保持部90的刀具91。刀具更换路径51、52设有ATC位置和ATC原点。ATC位置是刀具91在主轴7和握持臂38之间移交的位置。ATC原点是刀库31能够在握持臂所握持的刀具91与主轴7之间没有干扰的状态下进行旋转的位置。机床1在刀具更换路径51、52上在ATC位置和ATC原点之间使主轴7往复移动,从而与刀库31之间进行刀具更换。恢复区域W5是从ATC位置向ATC原点侧离开恢复距离的区域。当处于停止在ATC区域状态的主轴7位于恢复区域W5内时,数值控制装置40检测刀库31的在以旋转轴37A为中心的周向上的位置,根据该检测出的刀库31的位置来判断分度状态。分度状态是指刀具91分度到刀具移交位置的状态。如果判断为刀库31的位置不是分度状态,则数值控制装置40限制主轴7在Z轴方向上向靠近ATC位置的方向移动。由此,数值控制装置40能够降低主轴7与刀库31和握持臂38碰撞的可能性。
数值控制装置40在显示部26上显示了恢复画面82至86中的任一个之后,如果主轴7移动到了加工区域,则在显示部26上显示分度刀具确认画面88。分度刀具确认画面88用于引导用户从刀库31的定位在刀具移交位置的握持臂38取下刀具91。由此,数值控制装置40能够降低主轴7与定位在刀具移交位置的握持臂38所握持的刀具91碰撞的可能性。
本发明不限于上述实施方式,而是可以进行各种变形。虽然机床1是卧式机床,但也可以是立式机床,即,主轴的轴向在上下方向上延伸。虽然机床1包括相对于工件使安装在主轴7上的刀具91在X轴、Y轴和Z轴三个轴向上相对移动的机构,但不限于三个轴,也可以是一个轴或两个轴,还可以多于三个轴。此外,虽然机床1是通过相对于由夹具固定在旋转台9上的工件使立柱5在X轴方向和Z轴方向上移动,使主轴头6(主轴7)沿着立柱5的前表面5B在Y轴方向上移动,来使工件和刀具在X轴、Y轴和Z轴三个轴向上相对移动的结构,但是,也可以是其它结构。例如,也可以使立柱5在X轴方向上移动,使主轴头6(主轴7)在Z轴方向上移动,使支撑立柱5和主轴头6的支撑台(图中未示出)在Y轴方向上移动。
在上述实施方式的ATC恢复处理中(参照图13),从执行轴返回目的地确定处理开始执行轴返回(S40至S43),然后,为了将轴返回到了刀具更换路径51、52上的主轴7的位置沿着刀具更换路径51、52安全并且适当地移动到加工区域,在显示部26上显示对应于主轴7的停止位置的恢复画面82至86(S45至S72),但也可以省略S45之后的处理,进行到轴返回为止。
例如,如果停止在ATC区域的主轴7的位置在W2区域的范围内,但X轴不在恢复区域W1的范围内,或者Z轴不在恢复区域W4至W6中的任一个的范围内,则通过S43的轴返回,主轴7的Y轴直接移动到加工区域。在这种情况下,CPU 41无需对主轴7进行恢复到加工区域的处理。
在上述实施方式中,在轴返回目的地确定处理中,在指定了X轴、Y轴和Z轴全部移动轴的返回目的地之后,对全部轴进行轴返回,但也可以一边指定各移动轴的返回目的地,一边依次进行轴返回。
在图15的YM轴恢复处理的S104的处理中,如果旋转偏离小于阈值(S104:是),则CPU 41执行刀库31的自动旋转校正(S105至S107),但是,也可以在例如图42所示的变形例中,如果旋转偏离小于阈值(S104:是),则不校正刀库31的旋转偏离。在这种情况下,CPU 41可以在图27的YM轴恢复画面83的显示区域83A,中,显示作为过程3之后的过程4的按下“下一步”键831。
轴返回画面81、恢复画面82至86、不可恢复画面87、分度刀具确认画面88、结束画面89中的每个的布局、各显示区域所显示的文字的措辞等可以自由改变。
在图15的YM轴恢复处理中,如果刀库31的旋转偏离小于阈值(S104:是),则进行刀库31的自动旋转校正(S107),但是,也可以例如不论旋转偏离的大小如何,一律由用户对操作面板25进行操作来使刀库31旋转,从而返回基准位置(S108至S111)。这同样适用于图16的YZM轴恢复处理和图14的YZM轴恢复处理(S71)。
在上述实施方式的图31中的(1)所示的步骤2-d的工序中,位于刀具更换路径52上的M4点的主轴7沿着刀具更换路径52暂时后退到ATC原点,然后将刀库31返回正常位置,按下“刀具更换点动”键,从而使主轴7前进到ATC位置Z轴,但是,也可以例如如果M4点位于刀库旋转区域后方,则在将刀库31的位置返回到正常之后,使主轴7从M4点沿着刀具更换路径52直接前进。在这种情况下,不按下“刀具更换点动”键,而是在按下“解除”键的同时按下“-Z”键,从而使主轴7前进到ATC位置Z轴。
在图16所示的YZM轴恢复处理中,当主轴7的Z轴到达ATC原点时(S123:是),认为主轴7退避到了刀库旋转区域的后方,CPU 41执行刀库31的旋转校正(S124至S127、S128至S131),但是,也可以例如通过检测主轴7的当前机械坐标并且参照存储在存储装置44中的刀库旋转区域的坐标信息,来判断当前的主轴7的z轴是否在刀库旋转区域内。此外,在图15的YM轴恢复处理中,对于主轴7的Y轴向Y轴原点下降(S101至S103),可以同样地参照存储在存储装置44中的刀库旋转区域的坐标信息,来判断当前的主轴7的Y轴是否在刀库旋转区域内。
本实施方式是安装在机床1的数值控制装置40,但是,也可以是例如图43所示的数值控制***200。数值控制***200包括数值控制装置201和机床1A、1B、1C。数值控制装置201的CPU用于控制和管理设置在例如工厂等的机床1A、1B、1C中的每个的动作。对于这种数值控制***200,数值控制装置201的CPU可以构成本发明的“检测部”、“判断部”、“移动控制部”、“显示控制部”等。
在图17的轴返回目的地确定处理中,对于X轴、Y轴和Z轴中的每个轴来判断主轴7的位置是否在各自的恢复区域内,在被判断为在恢复区域外的轴上对主轴7的移动进行限制,但是,也可以例如当在三个轴中的一个轴上判断为在恢复区域之外时,在全部轴上限制主轴7的移动。此外,在各轴上用于规定恢复区域的恢复距离可以在X轴、Y轴和Z轴上相同,也可以不同。

Claims (15)

1.一种数值控制装置,包括:
检测部,用于在机床的主轴停止在刀具更换区域的状态下,检测所述主轴的位置,所述刀具更换区域是所述主轴进行刀具更换的区域;
判断部,用于判断所述检测部检测出的所述主轴的位置是否位于所述刀具更换区域内的规定区域;以及
移动控制部,用于当所述判断部判断为所述主轴的位置不位于所述规定区域时限制所述主轴的移动,当所述判断部判断为所述主轴的位置位于所述规定区域时将所述主轴移动到刀具更换路径,所述刀具更换路径是当进行所述刀具更换时所述主轴所移动的路径。
2.根据权利要求1所述的数值控制装置,其特征在于,所述规定区域是包括所述刀具更换路径和与所述刀具更换路径相距规定距离的位置的区域。
3.根据权利要求2所述的数值控制装置,其特征在于,所述主轴能够在与轴向平行的第一轴、与所述第一轴垂直的第二轴以及与所述第一轴和所述第二轴垂直的第三轴中的每个轴上移动,
所述判断部在所述第一轴、所述第二轴和所述第三轴中的每个轴上判断所述检测部检测出的所述主轴的位置是否位于所述规定区域,
在所述第一轴、所述第二轴和所述第三轴中的被所述判断部判断为不位于所述规定区域的轴上,所述移动控制部限制所述主轴的移动,在所述第一轴、所述第二轴和所述第三轴中的被所述判断部判断为位于所述规定区域的轴上,所述移动控制部将所述主轴移动到所述刀具更换路径。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的数值控制装置,其特征在于,在所述刀具更换中途停止了的情况下,所述判断部判断所述检测部检测出的所述主轴的位置是否位于所述规定区域内。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的数值控制装置,其特征在于,在所述刀具更换中途所述机床的电源断开然后所述电源接通了的情况下,所述判断部判断所述检测部检测出的所述主轴的位置是否位于所述规定区域内。
6.根据权利要求3所述的数值控制装置,其特征在于,还包括:
显示控制部,用于控制显示部;以及
决定部,用于与当所述移动控制部将所述主轴移动到了所述刀具更换路径时所述主轴的位置相对应地决定将所述主轴沿着所述刀具更换路径移动到加工区域的动作模式,
所述显示控制部在所述显示部上显示了第一显示画面之后,在所述显示部上显示第二显示画面,所述第一显示画面显示由所述移动控制部将所述主轴移动到所述刀具更换路径的操作方法,所述第二显示画面显示执行所述决定部决定的所述动作模式的操作方法。
7.根据权利要求6所述的数值控制装置,其特征在于,当在所述移动控制部将所述主轴移动到了所述刀具更换路径的状态下,所述主轴的位置在所述第一轴、所述第二轴和所述第三轴中的全部轴上位于所述刀具更换路径上时,所述显示控制部在所述显示部上显示所述第二显示画面。
8.根据权利要求7所述的数值控制装置,其特征在于,当在所述移动控制部将所述主轴移动到了所述刀具更换路径的状态下,所述主轴的位置在所述第一轴、所述第二轴和所述第三轴中的至少一个轴上不位于所述刀具更换路径上时,所述显示控制部在所述显示部上显示用于引导通过手动操作来进行恢复的第三显示画面。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的数值控制装置,其特征在于,所述机床包括能够以旋转轴为中心旋转的刀库,所述刀库沿周向设有多个能够握持刀具的握持部,通过在所述刀具更换路径上使所述主轴在刀具更换位置和原点位置之间往复移动来与所述刀库进行所述刀具更换,所述刀具更换位置是所述刀具在所述主轴与所述握持部之间进行移交的位置,所述原点位置是所述刀库能够在所述握持部所握持的所述刀具与所述主轴之间没有干扰的状态下旋转的位置,
所述数值控制装置还包括:
刀库位置检测部,用于检测所述刀库的在以所述旋转轴为中心的所述周向上的位置;以及
分度判断部,用于判断所述刀库位置检测部检测出的所述刀库的位置是否处于分度状态,所述分度状态是所述刀具分度到了对应于所述刀具更换位置的分度位置的状态,
当所述主轴位于从所述刀具更换位置向所述原点位置侧离开所述规定距离的所述规定区域内,并且所述分度判断部判断为所述刀库的位置不处于所述分度状态时,所述移动控制部限制所述主轴在所述轴向上向着靠近所述刀具更换位置的方向移动。
10.根据权利要求9所述的数值控制装置,其特征在于,所述显示控制部在所述显示部上显示了所述第二显示画面之后,当所述主轴移动到了所述加工区域时,在所述显示部上显示第四显示画面,所述第四显示画面用于引导用户从所述刀库的定位在所述分度位置的所述握持部取下所述刀具。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的数值控制装置,其特征在于,所述主轴的轴向是水平方向。
12.一种数值控制***,包括机床和数值控制装置,所述数值控制装置包括:
检测部,用于在所述机床的主轴停止在刀具更换区域的状态下,检测所述主轴的位置,所述刀具更换区域是所述主轴进行刀具更换的区域;
判断部,用于判断所述检测部检测出的所述主轴的位置是否位于所述刀具更换区域内的规定区域;以及
移动控制部,用于当所述判断部判断为所述主轴的位置不位于所述规定区域时限制所述主轴的移动,当所述判断部判断为所述主轴的位置位于所述规定区域时将所述主轴移动到刀具更换路径,所述刀具更换路径是当进行所述刀具更换时所述主轴所移动的路径。
13.一种用于控制机床的动作的数值控制装置的控制方法,包括:
检测工序,用于在所述机床的主轴停止在刀具更换区域的状态下,检测所述主轴的位置,所述刀具更换区域是所述主轴进行刀具更换的区域;
判断工序,用于判断所述检测工序检测出的所述主轴的位置是否位于所述刀具更换区域内的规定区域;以及
移动控制工序,用于当所述判断工序判断为所述主轴的位置不位于所述规定区域时限制所述主轴的移动,当所述判断工序判断为所述主轴的位置位于所述规定区域时将所述主轴移动到刀具更换路径,所述刀具更换路径是当进行所述刀具更换时所述主轴所移动的路径。
14.一种计算机可读的存储介质,存储有用于控制机床的动作的数值控制程序,所述数值控制程序在计算机上执行如下处理:
检测处理,用于在所述机床的主轴停止在刀具更换区域的状态下,检测所述主轴的位置,所述刀具更换区域是所述主轴进行刀具更换的区域;
判断处理,用于判断所述检测处理检测出的所述主轴的位置是否位于所述刀具更换区域内的规定区域;以及
移动控制处理,用于当所述判断处理判断为所述主轴的位置不位于所述规定区域时限制所述主轴的移动,当所述判断处理判断为所述主轴的位置位于所述规定区域时将所述主轴移动到刀具更换路径,所述刀具更换路径是当进行所述刀具更换时所述主轴所移动的路径。
15.一种数值控制装置,包括
控制部;以及
存储部,用于存储程序,
所述控制部通过执行所述程序来实现权利要求13所述的控制方法。
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