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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Störungsprüfvorrichtung, die prüft, ob eine Störung zwischen Komponenten auftritt, wie beispielsweise eine Struktur einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine (NC-Werkzeugmaschine), ein Werkzeug und ein Werkstück.
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Hintergrund der Erfindung
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Bei der NC-Werkzeugmaschine, die oben beschrieben wurde, werden die Operationen der Antriebseinrichtungen derselben (z. B. eine Vorschubeinrichtung, ein Spindelmotor etc.) üblicherweise unter Steuerung durch eine numerische Steuerung gemäß einem zuvor erzeugten Bearbeitungsprogramm gesteuert.
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Herkömmlich wird beim Betätigen solch einer Antriebseinrichtung gemäß dem Bearbeitungsprogramm geprüft, ob die Bewegung einer beweglichen Struktur (z. B. ein Werkzeugträger, ein Schlitten, ein Tisch, ein Spindelkopf etc.), die durch die Antriebseinrichtung angetrieben wird, eine Störung zwischen Strukturen (einschließlich fester Strukturen und beweglicher Strukturen) verursacht, die Komponenten der Werkzeugmaschine, ein Werkzeug und ein Werkstück sind. Diese Prüfung wird durchgeführt, da, wenn das Bearbeitungsprogramm einen Fehler enthält, ein Risiko besteht, dass beim Betätigen der Antriebseinrichtung gemäß dem Bearbeitungsprogramm eine Störung zwischen den Strukturen, dem Werkzeug und dem Werkstück auftritt und dadurch den Strukturen, dem Werkzeug oder dem Werkstück einen ernsthaften Schaden zufügt.
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Als bevorzugte herkömmliche Beispiele eines Gerätes zum Durchführen solch einer Störungsprüfung werden beispielsweise Geräte vorgeschlagen, die in den
japanischen ungeprüften Patentanmeldungen mit den Veröffentlichungsnummern H10-55209 (Patentliteratur 1) und
2009-54043 (Patentliteratur 2) offenbart sind.
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Die numerische Steuerung, die in der Patentliteratur 1 offenbart ist, weist eine Werkzeugstörungsprüfungs-Verarbeitungseinrichtung, die eine Werkzeugstörungsprüfung an einem Bearbeitungsprogramm durchführt, und eine Einrichtung zum Bestimmen einer Notwendigkeit einer Werkzeugstörungsprüfung auf, die die Notwendigkeit der Werkzeugstörungsprüfung bestimmt. Die Einrichtung zum Bestimmen einer Notwendigkeit einer Werkzeugstörungsprüfung ist zum Vergleichen der Daten der Ausführung der Werkzeugstörungsprüfung mit den Daten einer Änderung werkzeugbezogener Dateneinstellungen und dadurch, wenn die Werkzeugstörungsprüfung nach einer Änderung der werkzeugbezogenen Dateneinstellungen nicht ausgeführt wird, zum Bestimmen konfiguriert, dass die Werkzeugstörungsprüfung notwendig ist, und die Werkzeugstörungsprüfungs-Verarbeitungseinrichtung ist nur dann zum Ausführen der Werkzeugstörungsprüfung basierend auf dem Ergebnis der Bestimmung der Einrichtung zum Bestimmen einer Notwendigkeit einer Werkzeugstörungsprüfung konfiguriert, wenn die Werkzeugstörungsprüfung notwendig ist.
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Nach der numerischen Steuerung der Patentliteratur 1 wird ein Effekt des Vermeidens einer unnötigen Wiederholung der Werkzeugstörungsprüfung und des Verbesserns der Verarbeitungsgeschwindigkeit der numerischen Steuerung erhalten, da die Werkzeugstörungsprüfung nach einer Änderung der werkzeugbezogenen Dateneinstellungen, d. h., nur dann ausgeführt wird, wenn die Werkzeugstörungsprüfung notwendig ist.
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Ferner weist die numerische Steuerung, die in der Patentliteratur 2 offenbart ist, eine Funktion zum Definieren eines Störungsbereiches für jede Struktur einer Vielzahl von Maschinenstrukturen, Bewegen der Störungsbereiche basierend auf Maschinenkoordinatenwerten der Maschinenstrukturen, die durch Interpolationsverarbeitung aktualisiert werden, und Prüfen, ob die Störungsbereiche für die Maschinenstrukturen einander stören bzw. beeinträchtigen, auf. Diese numerische Steuerung weist eine automatische Einrichtung zum Einstellen eines Zyklus einer Störungsprüfungsberechnung zum automatischen Einstellen eines Zyklus einer Störungsprüfungsberechnung durch Dividieren einer Operationszeit, die für eine Störungsprüfungsverarbeitung erfordert wird, durch eine Zeit, die durch die Störungsprüfungsverarbeitung in einem Interpolationsverarbeitungszyklus in Anspruch genommen wird, eine Störungsbereich-Erweiterungseinrichtung zum Erweitern der Störungsbereiche basierend auf der maximalen Vorschubgeschwindigkeit jeder Achse und dem Zyklus der Störungsprüfungsberechnung und eine Einrichtung zum Prüfen auf, ob die erweiterten Störungsbereiche einander beeinträchtigen.
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Da der Zyklus der Störungsprüfungsberechnung automatisch eingestellt wird, kann nach der numerischen Steuerung der Patentliteratur 2 die Störungsprüfungsberechnung sicher vollendet werden ohne sich auf die Interpolationsverarbeitung durch die numerische Steuerung auszuwirken, selbst wenn die Menge bzw. der Umfang der Störungsprüfung erhöht wird.
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Entgegenhaltungsliste
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Patentliteratur
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- [Patentliteratur 1] Japanische ungeprüfte Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer H10-55209
- [Patentliteratur 2] Japanische ungeprüfte Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2009-54043
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Bei den oben erwähnten Störungsprüfungen werden übrigens im Allgemeinen zweidimensionale oder dreidimensionale Modelle (nachstehend einfach als „Modelle” in diesem Unterabschnitt bezeichnet) der Strukturen der NC-Werkzeugmaschine und des Werkzeuges und Werkstückes verwendet, die an den Strukturen angebracht sind, und die Störungsprüfung wird durch Erzeugen der Modelle, die in vorbestimmten Zeitintervallen oder Bewegungsstreckenintervallen (nachstehend in diesem Unterabschnitt einfach als „Intervalle” bezeichnet) gemäß dem Bearbeitungsprogramm bewegt werden, und Prüfen, ob die erzeugten Modelle der Strukturen, des Werkzeugs und Werkstückes einander überlappen, durchgeführt.
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Durch Verkürzen des Modellerzeugungsintervalls können daher Modelle, die auf einer Basis einer kleineren Distanz bewegt werden, erzeugt werden, wie in 7 gezeigt, und dadurch kann eine minutiöse, d. h. eine hochgenaue Störungsprüfung durchgeführt werden. In diesem Fall besteht jedoch ein Nachteil, dass die Modellerzeugungsverarbeitung Zeit erfordert, und daher dauert die Störungsprüfung lange. Es wird angemerkt, dass in 7 101 eine Spindel bezeichnet, 102 eine Einspannvorrichtung bezeichnet, W ein Werkstück bezeichnet und 103 einen Werkzeugträger bezeichnet. 7 stellt Modelle der Spindel 101, der Einspannvorrichtung 102, des Werkstückes W und des Werkzeugträgers 103 in einer Situation dar, in der beim Bewegen des Werkzeugträgers 103 von einer Position Pa zu einer Position Pe derselbe zu Zwischenpositionen einer Position Pb, einer Position Pc und einer Position Pd bewegt wird und in denselben angeordnet wird und einschließlich in der Position Pa und der Position Pe angeordnet wird. Wie anhand von 7 erkannt wird, stören bei diesem Beispiel der Werkzeugträger 103 und das Werkstück W einander, wenn der Werkzeugträger 103 zu der Position Pc bewegt wird.
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Andererseits ermöglicht das Erweitern des Modellerzeugungsintervalls das Verringern der Zeit, die für die Modellerzeugungsverarbeitung erfordert wird, und es besteht ein Vorteil, dass die Störungsprüfung in einer kurzen Zeit ausgeführt werden kann. In diesem Fall besteht jedoch ein Nachteil, dass weniger Modelle erzeugt werden, wie in 8 gezeigt, und daher ist es nicht möglich eine hochgenaue Störungsprüfung durchzuführen. Es wird angemerkt, dass, obwohl 8 auch die Situation darstellt, in der der Werkzeugträger 103 von der Position Pa zu der Position Pe bewegt wird, bei diesem Beispiel nur Modelle der Spindel 101, der Einspannvorrichtung 102, des Werkstückes W und des Werkzeugträgers 103 zu den Zeiten erzeugt werden, in denen der Werkzeugträger 103 in der Position Pa positioniert ist und zu der Position Pe bewegt und in derselben positioniert wird, und diese Modelle zeigen, dass der Werkzeugträger 103 und das Werkstück W einander nicht überlappen. Wenn die Modelle in solchen Intervallen erzeugt werden, kann daher eine Störung zwischen dem Werkzeugträger 103 und dem Werkstück W, die bei der tatsächlichen Bearbeitung auftritt, nicht geprüft (erfasst) werden.
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Folglich weisen bei einer Störungsprüfung unter Verwendung der Modelle die Genauigkeit der Störungsprüfung und die Verarbeitungszeit derselben ein Abwägungsverhältnis auf. Das Verkürzen des Modellerzeugungsintervalls ermöglicht eine hochgenaue Störungsprüfung, aber birgt den Nachteil einer längeren Verarbeitungszeit. Im Gegensatz dazu verringert das Erweitern des Modellerzeugungsintervalls die Verarbeitungszeit, aber birgt den Nachteil, dass eine hochgenaue Störungsprüfung nicht durchgeführt werden kann.
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Ferner ist die Notwendigkeit einer Störungsprüfung nicht auf einen Fall beschränkt, in dem eine Bearbeitung unter Verwendung eines Bearbeitungsprogramms ohne Bearbeitungsleistungsaufzeichnung durchgeführt wird. Eine kontinuierliche Bearbeitung unter Verwendung eines Bearbeitungsprogramms mit Bearbeitungsleistungsaufzeichnungen erfordert auch eine Durchführung einer Störungsprüfung in einem Fall, in dem die kontinuierliche Bearbeitung unterbrochen wird, um eine vorbestimmte Operation durchzuführen, und dann fortgesetzt wird. Beim Wiedereinschalten einer Maschine, die in der Mitte einer Bearbeitungsoperation für eine manuelle Operation unterbrochen wurde, besteht beispielsweise ein Risiko, dass eine Störung auftreten kann, wenn die Maschine nicht in dem Zustand unmittelbar nach der Unterbrechung ist oder wenn der Block, in dem das Bearbeitungsprogramm fortgesetzt wird, falsch ist.
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Eine Möglichkeit, dass eine Störung durch solch eine Operation verursacht wird, variiert abhängig von der Art der Operation. Hinsichtlich einer Operation zum manuellen Zurückbringen eines Werkzeugträgers zu dem Ausgangspunkt desselben ist die Möglichkeit des Auftretens einer Störung beispielsweise relativ gering, selbst wenn eine Bearbeitung nach der Operation durchgeführt wird. Wenn ein Werkzeugversatzwert geändert wird oder eine Operation zum Löschen eines Blockes oder Ähnliches durchgeführt wird, ist jedoch die Möglichkeit des Auftretens einer Störung hoch.
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Nach dem oben beschriebenen Hintergrund wird daher nach der Durchführung einer Operation, die höchstwahrscheinlich eine Störung verursacht, bevorzugt, dass, obwohl die Verarbeitungszeit länger ist, eine Störungsprüfung mit einem kürzeren Modellerzeugungsintervall durchgeführt wird, so dass eine akkuratere Störungsprüfung durchgeführt werden kann. Andererseits wird nach der Durchführung einer Operation, die wohl keine Störung verursacht, bevorzugt eine Störungsprüfung mit einem längeren Modellerzeugungsintervall und dadurch einer kürzeren Verarbeitungszeit durchzuführen, obwohl die Genauigkeit gering ist.
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Bei allen oben beschriebenen herkömmlichen numerischen Steuerungen, die in den Patentliteraturen 1 und 2 offenbart sind, ist jedoch das Modellerzeugungsintervall festgelegt und daher ist es nicht möglich eine effiziente Störungsprüfung durchzuführen, die einer Operation durch die Bedienperson entspricht. Zwar ist die numerische Steuerung der Patentliteratur 2 zum automatischen Einstellen des Zyklus der Störungsprüfungsberechnung basierend auf der Anzahl von Kombinationen von dreidimensionalen Figuren für die Störungsprüfung und der Anzahl von dreidimensionalen Figuren, die auf eine Störung zu prüfen sind, konfiguriert, aber in einem Fall, in dem diese Anzahlen nicht geändert werden, d. h. eine Bearbeitung durch die gleiche Werkzeugmaschine unter Verwendung des gleichen Bearbeitungsprogramms durchgeführt wird, ist das Modellerzeugungsintervall festgelegt.
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Zwar ist die numerische Steuerung, die in der Patentliteratur 1 offenbart ist, zum Durchführen der Störungsprüfung konfiguriert, wenn die werkzeugbezogenen Dateneinstellungen geändert werden, aber die Störungsprüfung wird ferner nicht durchgeführt, wenn eine andere Operation als die Änderung der Dateneinstellungen durch die Bedienperson durchgeführt wird.
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Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der oben beschriebenen Umstände erzielt und eine Aufgabe derselben ist eine Störungsprüfvorrichtung zu liefern, die eine Störungsprüfung durch Bewegen eines Modells in Zeitintervallen oder Bewegungsstreckenintervallen durchführt, die entsprechend einer Operationseingabe in eine numerische Steuerung festgelegt werden, und dadurch eine effiziente Störungsprüfung ermöglicht, die der Operation entspricht.
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Problemlösung
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Die vorliegende Erfindung zum Lösen der oben beschriebenen Probleme betrifft eine Störungsprüfvorrichtung, die mit einer Werkzeugmaschine verbunden ist, die eine Vielzahl von Strukturen, die zumindest zwei Strukturen enthalten, die jeweils ein Werkzeug und ein Werkstück halten, eine Antriebseinrichtung, die eine bewegliche Struktur antreibt, die sich unter der Vielzahl von Strukturen befindet und vorgesehen ist, um beweglich zu sein, eine numerische Steuerung, die ein Bearbeitungsprogramm analysiert, um ein Positionssteuersignal für die bewegliche Struktur zu erzeugen, und die Antriebseinrichtung basierend auf dem erzeugten Positionssteuersignal steuert, um die Position der beweglichen Struktur zu steuern, und eine Eingabevorrichtung zum Eingeben eines Signals in Bezug auf eine Operation in die numerische Steuerung aufweist, wobei die Störungsprüfvorrichtung Folgendes enthält:
eine Störungsprüfungs-Verarbeitungseinheit, die basierend auf dem Positionssteuersignal, das zum Steuern der Position der beweglichen Struktur erzeugt wird, ein zweidimensionales Modell oder dreidimensionales Modell von zumindest dem Werkzeug, dem Werkstück und/oder den Strukturen virtuell bewegt, um zu prüfen, ob eine Störung zwischen zumindest zwei Elementen von dem Werkzeug, dem Werkstück und den Strukturen auftritt; und
eine Einheit zum Evaluieren eines Operationswirkungsgrades bzw. eine Operationswirkungsgrad-Evaluierungseinheit, die basierend auf einem Signal in Bezug auf eine Operation, das in die Eingabevorrichtung eingegeben wird, den Grad einer Wirkung der Operation auf eine Möglichkeit, dass eine Störung zwischen zumindest zwei Elementen von dem Werkzeug, dem Werkstück und den Strukturen auftritt, evaluiert, wobei
die Störungsprüfungs-Verarbeitungseinheit zu Folgendem konfiguriert ist: wenn ein erstes Werkstück bearbeitet wird, Ausführen einer ersten Prüfungsverarbeitung zum virtuellen Bewegen eines zweidimensionalen Modells oder dreidimensionalen Modells von zumindest dem Werkzeug, dem Werkstück und/oder den Strukturen in vorbestimmten Zeitintervallen oder Bewegungsstreckenintervallen, um zu prüfen, ob eine Störung zwischen zumindest zwei Elementen von dem Werkzeug, dem Werkstück und den Strukturen auftritt; und beim Bearbeiten eines oder einer Vielzahl von anschließenden Werkstücken nach Vollendung der Bearbeitung des ersten Werkstückes in einem Fall, in dem ein Signal in Bezug auf eine Operation in die Eingabevorrichtung vor oder während einer Bearbeitung der anschließenden Werkstücke eingegeben wird, Ausführen einer zweiten Prüfungsverarbeitung zum virtuellen Bewegen eines zweidimensionalen Modells oder dreidimensionalen Modells von zumindest den Strukturen, dem Werkzeug und/oder dem Werkstück in Zeitintervallen oder Bewegungsstreckenintervallen, die gemäß dem Wirkungsgrad der Operation bestimmt werden, der durch die Operationswirkungsgrad-Evaluierungseinheit evaluiert wird, um zu prüfen, ob eine Störung zwischen zumindest zwei Elementen von dem Werkzeug, dem Werkstück und den Strukturen auftritt.
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Nach dieser Störungsprüfvorrichtung bewegt die Störungsprüfungs-Verarbeitungseinheit basierend auf dem Positionssteuersignal, das zum Steuern der Position der beweglichen Struktur erzeugt wurde, virtuell ein zweidimensionales Modell oder dreidimensionales Modell (nachstehend in diesem Unterabschnitt einfach als „Modell” bezeichnet) von zumindest dem Werkzeug, dem Werkstück und/oder den Strukturen in bestimmten Zeitintervallen oder Bewegungsstreckenintervallen (nachstehend in diesem Unterabschnitt einfach als „Intervall” bezeichnet) bzw. erzeugt mit anderen Worten das Modell, das in den Intervallen bewegt wird, und prüft, ob eine Störung zwischen zumindest zwei Elementen von dem Werkzeug, dem Werkstück und den Strukturen auftritt, d. h., ob zumindest zwei Modelle einander überlappen.
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Zu dieser Zeit führt die Störungsprüfungs-Verarbeitungseinheit beim Bearbeiten eines ersten Werkstückes eine erste Prüfungsverarbeitung zum virtuellen Bewegen des Modells von zumindest dem Werkzeug, dem Werkstück und/oder den Strukturen in vorbestimmten ersten Intervallen und beim Bearbeiten eines oder einer Vielzahl von anschließenden Werkstücken nach der Vollendung der Bearbeitung des ersten Werkstückes in einem Fall, in dem ein Signal in Bezug auf eine Operation in die Eingabevorrichtung vor oder während einer Bearbeitung der anschließenden Werkstücke eingegeben wird, eine zweite Prüfungsverarbeitung zum virtuellen Bewegen des Modells von zumindest dem Werkzeug, dem Werkstück und/oder den Strukturen in zweiten Intervallen aus, die gemäß dem Wirkungsgrad bestimmt werden, der durch die Operationswirkungsgrad-Evaluierungseinheit evaluiert wird.
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Die erste Prüfungsverarbeitung ist eine Prüfungsverarbeitung, die durchgeführt wird, wenn ein erstes Werkstück bearbeitet wird. Die Bearbeitung des ersten Werkstückes ist üblicherweise äquivalent zu einem Fall des erstmaligen Bearbeitens eines Werkstückes, nachdem die Werkzeugmaschine aktiviert wird, oder einem Fall des erstmaligen Bearbeitens eines Werkstückes unter Verwendung eines neuen Bearbeitungsprogramms. In solchen Fällen wird das Modell erzeugt, das in den ersten Intervallen, d. h. relativ kurzen Intervallen, bewegt wird, und die Störungsprüfung wird unter Verwendung des erzeugten Modells durchgeführt. Folglich erfordert die Prüfungsverarbeitung zwar einige Zeit, aber die Störungsprüfung wird in schmäleren Intervallen durchgeführt, was ermöglicht eine hochgenaue Störungsprüfung durchzuführen. Wenn ein Werkstück bearbeitet wird, nachdem die Werkzeugmaschine aktiviert wird, und wenn ein Werkstück unter Verwendung eines neuen Bearbeitungsprogramms bearbeitet wird, wurde die Sicherheit der Bearbeitung nicht bestätigt. Daher gewährleistet das Durchführen solch einer hochgenauen Störungsprüfung die Sicherheit der Bearbeitung.
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In dem Fall, in dem ein Signal in Bezug auf eine Operation (Stoppsignal, Signal für eine temporäre Unterbrechung oder ein Eingabesignal zum Editieren des Bearbeitungsprogramms) in die Eingabevorrichtung vor oder während der Bearbeitung des anschließenden Werkstückes (d. h. während der Bearbeitungsoperation) eingegeben wird, wird die zweite Prüfungsverarbeitung ausgeführt. Bei dieser zweiten Prüfungsverarbeitung wird, wie oben beschrieben wurde, das Modell erzeugt, das in den zweiten Intervallen virtuell bewegt wird, die gemäß dem Wirkungsgrad bestimmt werden, der durch die Operationswirkungsgrad-Evaluierungseinheit evaluiert wird, und die Störungsprüfung wird basierend auf dem erzeugten Modell durchgeführt.
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Der Grad der Wirkung der Operation, die gemäß dem in die Eingabevorrichtung eingegebenen Signal durchgeführt wird, auf die Sicherheit der Bearbeitung variiert abhängig von der Art der Operation. Hinsichtlich einer Operation zum Ein- oder Ausschalten einer Stromversorgung der numerischen Steuerung, einer Operation zum Zurückbringen eines Werkzeugträges zu dem Ausgangspunkt desselben und einer Operation zum temporären Unterbrechen der Bearbeitung bleibt beispielsweise die Sicherheit der Bearbeitung selbst dann intakt, wenn die Bearbeitung nach der Operation gestartet oder neu gestartet wird. In einem Fall, in dem eine Operation zum Bewegen des Werkzeugträgers zu einer angemessenen Stelle nach einer Unterbrechung der Bearbeitung oder eine Operation zum Editieren des Bearbeitungsprogramms durchgeführt wird und dann die Bearbeitung gestartet oder neu gestartet wird, besteht jedoch eine hohe Möglichkeit, dass die Sicherheit der Bearbeitung verschlechtert bzw. herabgesetzt ist.
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Daher evaluiert bei der Störungsprüfvorrichtung der vorliegenden Erfindung die Operationswirkungsgrad-Evaluierungseinheit den Grad der Wirkung der Operation auf die Möglichkeit, dass eine Störung auftritt, und bei der zweiten Prüfungsverarbeitung wird das zweite Intervall gemäß dem Grad der Wirkung bestimmt, der durch die Operationswirkungsgrad-Evaluierungseinheit evaluiert wurde. D. h., beispielsweise wird im Falle einer Operation, die beurteilt wird eine geringe Möglichkeit zum Verursachen einer Störung aufzuweisen, das zweite Intervall bestimmt ein gewisses langes Intervall unter Berücksichtigung der Verarbeitungseffizienz zu sein und im Falle einer Operation, die beurteilt wird eine hohe Möglichkeit zum Verursachen einer Störung aufzuweisen, das zweite Intervall bestimmt ein kürzeres Intervall als das obige Intervall zu sein. Danach wird die oben beschriebene Störungsprüfung unter Verwendung der bestimmten Intervalle durchgeführt. Dadurch kann eine optimale Störungsprüfung, die den Operationsinhalten entspricht, durchgeführt werden, während sowohl die Verarbeitungseffizienz für die Störungsprüfung als auch die Bearbeitungseffizienz erfüllt werden.
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Nach der Störungsprüfvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist es folglich möglich eine optimale Störungsprüfung durchzuführen, die dem Zustand der Werkzeugmaschine entspricht.
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Es wird angemerkt, dass bei der vorliegenden Erfindung die Störungsprüfvorrichtung ferner eine Verarbeitungseinheit zum Umschalten eines Modus enthalten kann und derart konfiguriert sein kann, dass die Störungsprüfungs-Verarbeitungseinheit beim Ausführen der zweiten Prüfungsverarbeitung in einem einer Vielzahl von Modi, die gemäß dem Grad der Wirkung bestimmt werden, der durch die Operationswirkungsgrad-Evaluierungseinheit evaluiert wird, und sich voneinander in dem Intervall derselben unterscheiden, prüft, ob eine Störung zwischen zumindest zwei Elementen von dem Werkzeug, dem Werkstück und den Strukturen auftritt, und die Verarbeitungseinheit zum Umschalten eines Modus den Modus, der bei der zweiten Prüfungsverarbeitung der Störungsprüfungs-Verarbeitungseinheit auszuführen ist, gemäß einem Grad der Wirkung umschaltet, der durch die Operationswirkungsgrad-Evaluierungseinheit evaluiert wird.
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Ferner wird bevorzugt, dass die Operationswirkungsgrad-Evaluierungseinheit, wenn Signale in Bezug auf eine Vielzahl von Operationen, deren Wirkungsgrade sich voneinander unterscheiden, von der Eingabevorrichtung eingegeben werden, zum Kennzeichnen des maximalen Wirkungsgrades aus den Wirkungsgraden, die den Operationen entsprechen, als Evaluierungsergebnis konfiguriert ist. Durch diesen Prozess wird die Störungsprüfung mit der höchsten Genauigkeit bei der zweiten Prüfungsverarbeitung ausgeführt und dadurch kann eine optimale Störungsprüfung erzielt werden, die einer Operationsrisikohöhe entspricht.
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Ferner kann die Operationswirkungsgrad-Evaluierungseinheit zum Durchführen der Evaluierung konfiguriert sein, so dass der Wirkungsgrad einer Operation abhängig von den Inhalten derselben variiert. Beispielsweise nimmt beim mehrmaligen Wiederholen der gleichen Operation die Unsicherheit der NC-Werkzeugmaschine zu, da die Anzahl an Widerholungen zunimmt. Hinsichtlich einer Operation zum Editieren eines Programms ist ferner beim Vergleichen eines Falls des Editierens einer Zeile mit einem Fall des Editierens von 10 Zeilen die Unsicherheit der NC-Werkzeugmaschine in dem Fall des Editierens von 10 Zeilen höher. Daher führt die Operationswirkungsgrad-Evaluierungseinheit die Evaluierung in solchen Fällen derart durch, dass der Wirkungsgrad der Operation höher ist, wenn, obgleich die gleiche Operation durchgeführt wird, der Wirkungsgrad derselben auf eine Störung (die Möglichkeit einer Störung) aufgrund der Inhalte derselben höher ist, und ermöglicht dadurch der Störungsprüfungs-Verarbeitungseinheit die Störungsprüfung unter Verwendung schmälerer Intervalle durchzuführen. Dadurch wird eine zuverlässigere Störungsprüfung erzielt und dadurch wird die Sicherheit der Bearbeitung weiter verbessert.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Wie oben beschrieben wurde, ist es nach der Störungsprüfvorrichtung der vorliegenden Erfindung möglich eine optimale Störungsprüfung durchzuführen, die dem Zustand der Werkzeugmaschine entspricht. Da eine Störungsprüfung unter Verwendung eines Intervalls, das der Möglichkeit entspricht, dass eine Störung durch die Operation verursacht wird, durchgeführt wird, wenn ein Signal in Bezug auf eine Operation von der Eingabevorrichtung eingegeben wird, kann insbesondere eine optimale Störungsprüfung, die Operationsinhalten entspricht, durchgeführt werden, während sowohl die Verarbeitungseffizienz für die Störungsprüfung als auch die Bearbeitungseffizienz erfüllt werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist ein Blockdiagramm, das eine schematische Konfiguration einer Störungsprüfvorrichtung etc. nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist eine Vorderansicht, die eine schematische Konfiguration einer NC-Drehmaschine nach der Ausführungsform zeigt;
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3 ist ein Ablaufplan, der eine Verarbeitung in einer Verarbeitungseinheit zum Umschalten eines Modus nach der Ausführungsform zeigt;
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4 ist ein erläuterndes Diagramm zum Erläutern eines Verarbeitungsintervalls in jedem Modus der Ausführungsform;
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5 ist ein erläuterndes Diagramm, das Daten, die in einer Operationswirkungsgrad-Speichereinheit gespeichert sind, nach der Ausführungsform zeigt;
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6 ist ein erläuterndes Diagramm, das Daten, die in einer Speichereinheit für gewichtete Daten gespeichert sind, nach der Ausführungsform zeigt;
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7 ist eine Veranschaulichung zum Erläutern eines Verhältnisses zwischen einem Störungsprüfungs-Verarbeitungsintervall und einer Störungsprüfungsgenauigkeit; und
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8 ist eine Veranschaulichung zum Erläutern des Verhältnisses zwischen dem Störungsprüfungs-Verarbeitungsintervall und der Störungsprüfungsgenauigkeit.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Nachstehend wird eine spezifische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben werden. Wie in 1 gezeigt, ist eine Störungsprüfvorrichtung 1 dieser Ausführungsform mit einer numerischen Steuerung 30 einer NC-Drehmaschine 20 (NC-Werkzeugmaschine) verbunden.
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[Konfiguration der NC-Drehmaschine]
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Zunächst wird eine schematische Konfiguration der NC-Drehmaschine 20 beschrieben werden. Wie in den 1 und 2 gezeigt, enthält die NC-Drehmaschine 20 dieser Ausführungsform Folgendes: eine Vielzahl von Strukturen, wie beispielsweise ein Bett 21, einen Spindelkasten (nicht gezeigt), eine Spindel 22, die durch den Spindelkasten (nicht gezeigt) gehalten wird, um drehbar zu sein, eine Einspannvorrichtung 23, die an der Spindel 22 angebracht ist, einen Schlitten 24, der auf dem Bett 21 angeordnet ist, um in Richtung einer Z-Achse beweglich zu sein, die durch einen Pfeil angezeigt ist, und einen Werkzeugträger 25, der auf dem Schlitten 24 angeordnet ist, um in Richtung einer X-Achse beweglich zu sein, die durch einen Pfeil angezeigt ist; Antriebseinrichtungen, wie beispielsweise eine erste Vorschubeinrichtung 26, die den Schlitten 24 in die Z-Achsen-Richtung bewegt, eine zweite Vorschubeinrichtung 27, die den Werkzeugträger 25 in die X-Achsen-Richtung bewegt, und ein Spindelmotor 28, der die Spindel 22 dreht; die numerische Steuerung 30, die die Operationen der Antriebseinrichtungen steuert; und ein Bedienungspult 40 mit einer Eingabevorrichtung 41 und einer Bildanzeigevorrichtung 42. Ein Werkstück W wird durch die Einspannvorrichtung 23 gehalten und ein Werkzeug T ist an dem Werkzeugträger 25 montiert. Folglich sind bei der NC-Drehmaschine 20 dieser Ausführungsform der Schlitten 24 und der Werkzeugträger 25 bewegliche Strukturen.
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Wie in 1 gezeigt, enthält die numerische Steuerung 30 eine Programmspeichereinheit 31, eine Einheit 32 zum Ausführen eines Programms, eine programmierbare Steuerung 33 und eine Positionssteuereinheit 34. Die Programmspeichereinheit 31 speichert in derselben ein NC-Programm, das im Voraus erzeugt wird.
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Die Einheit 32 zum Ausführen eines Programms analysiert das in der Programmspeichereinheit 31 gespeicherte NC-Programm sequenziell Block für Block, um Operationsbefehle in Bezug auf die Bewegungs- bzw. Verschiebungsposition (travel position) und die Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugträgers 25, die Drehzahl des Spindelmotors 28 und Ähnliches zu extrahieren, erzeugt Positionssteuersignale zum Steuern der Position des Werkzeugträgers 25 in vorbestimmten Zeitintervallen basierend auf den extrahierten Operationsbefehlen in Bezug auf den Werkzeugträger 25 und überträgt die erzeugten Positionssteuersignale zu der Positionssteuereinheit 34 und die Operationsbefehle in Bezug auf den Spindelmotor 28 zu der programmierbaren Steuerung 33.
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Die programmierbare Steuerung 33 empfängt sequenziell die Operationsbefehle von der Einheit 32 zum Ausführen eines Programms und führt eine Verarbeitung zum Steuern der Drehung der Spindel 22 durch. Insbesondere erzeugt die programmierbare Steuerung 33 Steuersignale basierend auf Daten einer gegenwärtigen Drehzahl, die von dem Spindelmotor 28 zurückgeführt werden, und den Operationsbefehlen, und überträgt die erzeugten Steuersignale zu dem Spindelmotor 28, um denselben zu steuern.
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Ferner empfängt die Positionssteuereinheit 34 sequenziell die Positionssteuersignale von der Einheit 32 zum Ausführen eines Programms und führt eine Verarbeitung zum Steuern der Bewegung des Werkzeugträgers 25 etc. durch. Insbesondere erzeugt die Positionssteuereinheit 34 Ansteuerungssignale basierend auf Daten einer gegenwärtigen Position, die von der ersten und zweiten Vorschubeinrichtung 26 und 27 zurückgeführt werden, und den Positionssteuersignalen und überträgt die erzeugten Ansteuerungssignale zu der ersten Vorschubeinrichtung 26 und zweiten Vorschubeinrichtung 27, um dieselben zu steuern.
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[Konfiguration der Störungsprüfvorrichtung]
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Als nächstes wird eine Konfiguration der Störungsprüfvorrichtung 1 beschrieben werden. Wie in 1 gezeigt, enthält die Störungsprüfvorrichtung 1 eine Störungsprüfungs-Verarbeitungseinheit 2, eine Modelldaten-Speichereinheit 3, eine Störungsdaten-Speichereinheit 4, eine Verarbeitungseinheit 5 zum Umschalten eines Modus, eine Operationswirkungsgrad-Evaluierungseinheit 6, eine Operationswirkungsgrad-Speichereinheit 7, eine Speichereinheit 8 für gewichtete Daten, eine Einheit 9 zum Eingeben/Aktualisieren von Operationsinformationen, eine Operationsinformations-Speichereinheit 10 und eine Displaysteuereinheit 11.
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Die Modelldaten-Speichereinheit 3 speichert in derselben dreidimensionale Modelldaten über zumindest das Werkzeug T, das Werkstück W, die Spindel 22, die Einspannvorrichtung 23, den Schlitten 24 und den Werkzeugträger 25, die, soweit erforderlich, im Voraus unter Verwendung eines dreidimensionalen CAD-Systems oder Ähnlichem erzeugt werden.
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Ferner speichert die Störungsdaten-Speichereinheit 4 in derselben voreingestellte Störungsdaten, die Störungsverhältnisse zwischen dem Werkzeug T, dem Werkstück W, der Spindel 22, der Einspannvorrichtung 23, dem Schlitten 24 und dem Werkzeugträger 25 definieren. Bei der NC-Drehmaschine 20 dieser Ausführungsform entsteht kein Störungsverhältnis zwischen der Spindel 22, der Einspannvorrichtung 23 und dem Werkstück W und zwischen dem Schlitten 24, dem Werkzeugträger 25 und dem Werkzeug T und andererseits entsteht ein Störungsverhältnis zwischen einer Gruppe aus der Spindel 22, der Einspannvorrichtung 23 und dem Werkstück W und einer Gruppe aus dem Schlitten 24, dem Werkzeugträger 25 und dem Werkzeug T. Jedoch entsteht kein Störungsverhältnis zwischen dem Werkstück W und einem Chip bzw. Stück (chip) Ta, das eine Schneidkante des Werkzeugs T ist. Bei dieser Ausführungsform werden die Störungsdaten, die solche Störungsverhältnisse definieren, in der Störungsdaten-Speichereinheit 4 gespeichert.
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Wenn die numerische Steuerung 30 aktiviert wird, beginnt die Störungsprüfungs-Verarbeitungseinheit 2 eine Verarbeitung synchron damit. Die Störungsprüfungs-Verarbeitungseinheit 2 liest die dreidimensionalen Modelldaten über das Werkzeug T, das Werkstück W, die Spindel 22, die Einspannvorrichtung 23, den Schlitten 24 und den Werkzeugträger 25 aus, die in der Modelldaten-Speichereinheit 3 gespeichert sind, ordnet die dreidimensionalen Modelle derselben in einem angemessenen virtuellen dreidimensionalen Raum an und schaltet in einen Standby-Zustand. Dann überwacht die Störungsprüfungs-Verarbeitungseinheit 2 die Verarbeitung der Einheit 32 zum Ausführen eines Programms und führt die folgende Störungsprüfungsverarbeitung aus, wenn die Einheit 32 zum Ausführen eines Programms ein Bearbeitungsprogramm startet.
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D. h., die Störungsprüfungs-Verarbeitungseinheit 2 empfängt die Positionssteuersignale (Positionsinformationen) von der Einheit 32 zum Ausführen eines Programms und erzeugt basierend auf den empfangenen Positionssteuersignalen dreidimensionale Modelle, in denen die dreidimensionalen Modelle des Schlittens 24, des Werkzeugträgers 25 und des Werkzeugs T in vorbestimmten Zeitintervallen virtuell bewegt werden, und prüft, ob die erzeugten dreidimensionalen Modelle der Spindel 22, der Einspannvorrichtung 23 und des Werkstückes W und die erzeugten dreidimensionalen Modelle des Schlittens 24, des Werkzeugträgers 25 und des Werkzeugs T einander überlappen. Wenn die dreidimensionalen Modelle einander überlappen, nimmt die Störungsprüfungs-Verarbeitungseinheit 2 Bezug auf die Störungsdaten, die in der Störungsdaten-Speichereinheit 4 gespeichert sind, und bestimmt das Auftreten einer Störung. Wenn das Auftreten einer Störung bestätigt wird, überträgt die Störungsprüfungs-Verarbeitungseinheit 2 ein Warnsignal zu der numerischen Steuerung 30, um die Bearbeitung anzuhalten.
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Es wird angemerkt, dass bei dieser Störungsprüfungsverarbeitung ein Positionssteuersignal für eine Verschiebungsposition eine vorbestimmte Zeit vor dem Positionssteuersignal, das zum Steuern der Position des Werkzeugträgers 25 erzeugt wird, von der Einheit 32 zum Ausführen eines Programms sequenziell eingegeben wird. Basierend auf den eingegebenen Positionssteuersignalen geht bzw. ist die Störungsprüfungsverarbeitung der tatsächlichen Bearbeitung um die vorbestimmte Zeit voraus.
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Die Störungsprüfungsverarbeitung wird in einem von vier Modi durchgeführt, d. h., ein Versuchmodus 1, ein Versuchsmoduls 2, ein Versuchsmodus 3, die sich voneinander in einem Zeitintervall zum Bewegen der dreidimensionalen Modelle unterscheiden, und ein Massenproduktionsmodus, in dem die dreidimensionalen Modelle zu einer Position bewegt werden, die in dem Bearbeitungsprogramm befohlen wird. Wie in 4 gezeigt, wird das Zeitintervall in der Reihenfolge des Versuchsmodus 1, des Versuchsmodus 2 und des Versuchsmodus 3 kürzer. Bei dem in 4 gezeigten Beispiel beträgt die Anzahl der Positionssteuersignale, die von der Einheit 32 zum Ausführen eines Programms pro Sekunde eingegeben werden, (die Anzahl von Positionen) 3, 7 und 10 in dem Versuchsmodus 1, dem Versuchmodus 2 bzw. dem Versuchsmodus 3. In jedem Modus wird eine Interpolationsverarbeitung zwischen den Positionssteuersignalen durchgeführt und die dreidimensionalen Modelle werden in den bestimmten Zeitintervallen bewegt.
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Es wird angemerkt, dass Bedingungen für die Interpolationsverarbeitung in dem in 4 gezeigten Beispiel basierend auf den maximalen Vorschubgeschwindigkeiten der ersten Vorschubeinrichtung 26 und der zweiten Vorschubeinrichtung 27 bestimmt werden. Die Bedingungen werden derart festgelegt, dass das Bewegungsintervall, wenn der Werkzeugträger 25 mit diesen maximalen Vorschubgeschwindigkeiten bewegt wird, 20 mm oder weniger, 15 mm oder weniger und 10 mm oder weniger in den Versuchsmodi 1, 2 bzw. 3 beträgt. Der Grund für das Durchführen der Interpolationsverarbeitung ist, dass eine Verarbeitungszeit, die zum Berechnen eines Positionssteuersignals durch die Interpolationsverarbeitung erfordert wird, kürzer als eine Verarbeitungszeit ist, die zum Eingeben eines Positionssteuersignals von der Einheit 32 zum Ausführen eines Programms erfordert wird, und daher eine Verarbeitungszeit, die zum Erhalten der notwendigen Anzahl der Positionssteuersignale erfordert wird, durch Durchführen solch einer Interpolationsverarbeitung verringert werden kann.
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Ferner führt die Displaysteuereinheit 11 eine Verarbeitung zum Anzeigen aller dreidimensionalen Modelle, die sequentiell in vorbestimmten Zeitintervallen durch die Störungsprüfungs-Verarbeitungseinheit 2 erzeugt werden, auf der Bildanzeigevorrichtung 42 durch.
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Die Operationsinformations-Speichereinheit 10 ist eine funktionale Einheit, die in derselben Informationen in Bezug auf Operationen speichert, wie in 5 gezeigt. Wenn ein Signal in Bezug auf eine Operation von der Eingabevorrichtung 41 in die numerische Steuerung 30 eingegeben wird, werden Informationen über die Operation in die Operationsinformations-Speichereinheit 10 durch die Einheit 9 zum Eingeben/Aktualisieren von Operationsinformationen eingegeben und ferner bereits in derselben gespeicherte Operationsinformationen aktualisiert. Es wird angemerkt, dass, wenn die Operation eine Programmeditierung ist, die Anzahl von Zeilen, die zu editieren sind, und Inhalte der Editierung, wie in 6 gezeigt, auch in der Operationsinformations-Speichereinheit 10 über die Einheit 9 zum Eingeben/Aktualisieren von Operationsinformationen gespeichert werden.
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Die Operationswirkungsgrad-Speichereinheit 7 ist eine funktionale Einheit, die in derselben ein Verhältnis zwischen einer Operation und einem Wirkungsgrad in der Form einer Datentabelle speichert, die in 6 gezeigt ist. Diese Datentabelle wird zuvor in der Operationswirkungsgrad-Speichereinheit 7 durch die Eingabevorrichtung 41 gespeichert und kann durch die Eingabevorrichtung 41 durch die Bedienperson gegebenenfalls festgelegt oder geändert werden. Der Grad einer Wirkung einer Operation auf die Sicherheit der Bearbeitung variiert abhängig von der Art der Operation. Hinsichtlich einer Operation zum Ein- oder Ausschalten einer Stromversorgung der numerischen Steuerung, einer Operation zum Zurückbringen des Werkzeugträgers zu dem Ausgangspunkt desselben und einer Operation zum temporären Unterbrechen der Bearbeitung bleibt die Sicherheit der Bearbeitung beispielsweise selbst dann intakt, wenn die Bearbeitung nach der Operation gestartet oder fortgesetzt wird. In einem Fall, in dem eine Operation zum Bewegen des Werkzeugträgers zu einer angemessenen Stelle nach einer Unterbrechung der Bearbeitung oder einer Operation zum Editieren des Bearbeitungsprogramms ausgeführt wird und dann die Bearbeitung gestartet oder fortgesetzt wird, besteht jedoch eine hohe Möglichkeit, dass die Sicherheit der Bearbeitung herabgesetzt wird. Der Wirkungsgrad ist ein Index, der den Grad einer Wirkung einer Operation auf eine Möglichkeit angibt, dass eine Störung durch die Operation verursacht wird, und wird, wie in 5 gezeigt, für alle Operationen voreingestellt und in der Operationswirkungsgrad-Speichereinheit 7 gespeichert. Bei diesem Beispiel gibt eine größere Zahl eine höhere Möglichkeit des Auftretens einer Störung an.
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Die Speichereinheit 8 für gewichtete Daten ist eine funktionale Einheit, die in derselben Daten über eine Gewichtung gemäß Operationsinhalten speichert, wie in 6 gezeigt. Beispielsweise wird im Falle einer Operation zum Editieren eines Programms die Möglichkeit des Auftretens einer Störung höher, während die Anzahl von zu editierenden Zeilen erhöht wird. Im Falle des Editierens von nur einer Zeile ist ferner die Möglichkeit des Auftretens einer Störung gering, wenn eine Vorschubgeschwindigkeit editiert wird, aber hoch, wenn ein Koordinatenwert editiert wird. Die Gewichtung ist ein Index zum Einstellen des Wirkungsgrades unter Berücksichtigung einer Differenz der Möglichkeit des Auftretens einer Störung in der gleichen Operation und wird im Voraus gemäß Operationsinhalten festgelegt.
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Die Operationswirkungsgrad-Evaluierungseinheit 6 überwacht die Operation der Einheit 32 zum Ausführen eines Programms über die Störungsprüfungs-Verarbeitungseinheit 2, liest die in der Operationsinformations-Speichereinheit 10 gespeicherten Operationsinformationen zu einem Zeitpunkt aus, zu dem die Einheit 32 zum Ausführen eines Programms das Bearbeitungsprogramm ausführt, evaluiert den Wirkungsgrad der Operation, der durch die Operationsinformationen angegeben wird, in Bezug auf die in der Operationswirkungsgrad-Speichereinheit 7 und der Speichereinheit 8 für gewichtete Daten gespeicherten Daten, überträgt die Daten über den evaluierten Wirkungsgrad zu der Verarbeitungseinheit 5 zum Umschalten eines Modus und setzt dann die in der Operationsinformations-Speichereinheit 10 gespeicherten Daten zurück.
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Wenn die in der Operationsinformations-Speichereinheit 10 gespeicherten ”Operationsinformationen beispielsweise eine Programmeditierung sind und die Anzahl von zu editierenden Zeilen zwei beträgt, nimmt die Operationswirkungsgrad-Evaluierungseinheit 6 Bezug auf die Datentabelle der 5, die in der Operationswirkungsgrad-Speichereinheit 7 gespeichert ist, und liest „Wirkungsgrad 3” aus, was der Programmeditierung entspricht, und nimmt auch Bezug auf die in der Speichereinheit 8 für gewichtete Daten gespeicherte Datentabelle und liest die Gewichtungsdaten „0,8” aus. Dann multipliziert die Operationswirkungsgrad-Evaluierungseinheit 6 den ausgelesenen Wirkungsgrad mit den gewichteten Daten, um den Wirkungsgrad zu evaluieren, (Wirkungsgrad ED = 3 × 0,8 = 2,4) und überträgt den resultierenden Wirkungsgrad (ED = 2,4) zur Verarbeitungseinheit 5 zum Umschalten eines Modus.
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Wenn die in der Operationsinformations-Speichereinheit 10 gespeicherten Operationsinformationen eine Operation sind, die keine Gewichtung erfordert, d. h. eine Operation nicht in der Speichereinheit 8 für gewichtete Daten gespeichert ist, beispielsweise wenn die Operation eine Schnellverstellungsoperation ist, nimmt andererseits die Operationswirkungsgrad-Evaluierungseinheit 6 Bezug auf die Datentabelle der 5, die in der Operationswirkungsgrad-Speichereinheit 7 gespeichert ist, und liest aus „Wirkungsgrad 2”, was der Schnellverstellung auf die gleiche Weise entspricht, wie oben beschrieben wurde, und überträgt den ausgelesenen Wirkungsgrad (ED = 2) zur Verarbeitungseinheit 5 zum Umschalten eines Modus.
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Wenn die in der Operationsinformations-Speichereinheit 10 gespeicherten Operationsinformationen eine Vielzahl unterschiedlicher Operationen betreffen, evaluiert ferner die Operationswirkungsgrad-Evaluierungseinheit 6 alle Operationen auf die gleiche Weise, wie oben beschrieben wurde, und überträgt den maximalen Wirkungsgrad aus den evaluierten Wirkungsgraden zu der Verarbeitungseinheit 5 zum Umschalten eines Modus.
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Die Verarbeitungseinheit 5 zum Umschalten eins Modus ist eine funktionale Einheit, die den Modus der Störungsprüfungsverarbeitung umschaltet, die durch die Störungsprüfungs-Verarbeitungseinheit 2 ausgeführt wird. Insbesondere führt die Verarbeitungseinheit 5 zum Umschalten eines Modus die in 3 gezeigte Verarbeitung aus.
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D. h., die Verarbeitungseinheit 5 zum Umschalten eines Modus startet die Verarbeitung synchron mit dem Aktivieren der numerischen Steuerung 30 und führt zuerst eine Verarbeitung zum Festlegen des Verarbeitungsmodus der Störungsprüfungs-Verarbeitungseinheit 2 auf den Versuchsmodus 3 aus (Schritt S1). Anschließend überwacht die Verarbeitungseinheit 5 zum Umschalten eines Modus die Verarbeitung der Störungsprüfungs-Verarbeitungseinheit 2, um zu prüfen, ob eine Bearbeitung des ersten Werkstückes normal vollendet wurde (Schritt S2), und wenn bestätigt wird, dass die Bearbeitung normal vollendet wurde, führt dieselbe eine Verarbeitung zum Festlegen des Verarbeitungsmodus der Störungsprüfungs-Verarbeitungseinheit 2 auf den Massenproduktionsmodus durch (Schritt S3). Es wird angemerkt, dass durch Überwachen, ob die Störungsprüfungs-Verarbeitungseinheit 2 ein Bearbeitungsprogramm-Endsignal von der Einheit 32 zum Ausführen eines Programms empfangen hat, bestätigt werden kann, ob die Bearbeitung normal vollendet wurde.
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Anschließend überwacht die Verarbeitungseinheit 5 zum Umschalten eines Modus, ob Daten über den Wirkungsgrad (Wirkungsgraddaten) von der Operationswirkungsgrad-Evaluierungseinheit 6 zu der Verarbeitungseinheit 5 zum Umschalten eines Modus übertragen werden (Schritte S4 und S13). Beim Empfangen der Wirkungsgraddaten (ED) legt die Verarbeitungseinheit 5 zum Umschalten eines Modus den Verarbeitungsmodus der Störungsprüfungs-Verarbeitungseinheit 2 auf den Versuchsmodus 1 fest, wenn ED ≤ 1 erfüllt ist (Schritte S5 und S6), denselben auf den Versuchsmodus 2 fest, wenn 1 < ED ≤ 2 erfüllt ist (Schritt S7 und S8), und denselben auf den Versuchsmodus 3 fest, wenn 2 < ED erfüllt ist (Schritt S7 und S9).
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Danach überwacht die Verarbeitungseinheit 5 zum Umschalten eines Modus, ob die Bearbeitung eines anschließenden Werkstückes, die auf die Bearbeitung des ersten Werkstückes folgt, normal vollendet wurde (Schritt S10), und auch, ob Wirkungsgraddaten von der Operationswirkungsgrad-Evaluierungseinheit 6 zu der Verarbeitungseinheit 5 zum Umschalten eines Modus übertragen werden (Schritt S11). Beim Empfangen der Wirkungsgraddaten (ED) während der Bearbeitung führt die Verarbeitungseinheit 5 zum Umschalten eines Modus die Verarbeitung der Schritte S5 bis S10 aus. Wenn im Schritt S10 bestätigt wird, dass die Bearbeitung des anschließenden Werkstückes normal vollendet wurde, legt die Verarbeitungseinheit 5 zum Umschalten eines Modus andererseits der Verarbeitungsmodus der Störungsprüfungs-Verarbeitungseinheit 2 auf den Massenproduktionsmodus fest (Schritt S3).
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Danach wiederholt die Verarbeitungseinheit 5 zum Umschalten eines Modus die Verarbeitung der Schritte S4 bis S13 und beendet die Reihe von Verarbeitungen zu einem Zeitpunkt, zu dem die Stromversorgung der numerischen Steuerung 30 aus- bzw. abgeschaltet wird (Schritt S13). Durch die oben beschriebenen Verarbeitungen legt die Verarbeitungseinheit 5 zum Umschalten eines Modus den Prozessmodus der Störungsprüfungs-Verarbeitungseinheit 2 fest und die Störungsprüfungs-Verarbeitungseinheit 2 führt die Verarbeitung derselben in dem festgelegten Verarbeitungsmodus aus.
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[Störungsprüfungsoperation durch Störungsprüfvorrichtung]
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Nach der Störungsprüfvorrichtung 1 mit der oben beschriebenen Konfiguration wird bei der Bearbeitung eines Werkstückes W durch die NC-Drehmaschine 20 eine Störung zwischen der Gruppe aus der Spindel 22, der Einspannvorrichtung 23 und dem Werkstück W und der Gruppe aus dem Schlitten 24, dem Werkzeugträger 25 und dem Werkstück T auf die folgende Weise geprüft. Es wird angemerkt, dass dreidimensionale Modelle, die in vorbestimmten Zeitintervallen durch die Störungsprüfungs-Verarbeitungseinheit 2 sequentiell erzeugt werden, durch die Bildanzeigevorrichtung 42 durch die Displaysteuereinheit 11 sequentiell angezeigt werden.
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Die Störungsprüfvorrichtung 1 beginnt die Verarbeitung derselben synchron mit dem Aktivieren der numerischen Steuerung 30 und verursacht zunächst, dass die Verarbeitungseinheit 5 zum Umschalten eines Modus den Verarbeitungsmodus der Störungsprüfungs-Verarbeitungseinheit 2 auf den Versuchsmodus 3 festlegt. Dann überwacht die Störungsprüfungs-Verarbeitungseinheit 2 die Verarbeitung der Einheit 32 zum Ausführen eines Programms und führt, wenn ein Bearbeitungsprogramm durch die Einheit 32 zum Ausführen eines Programms gestartet wird, d. h., wenn eine Bearbeitung des ersten Werkstückes W gestartet wird, eine Störungsprüfungsverarbeitung in dem Versuchmodus 3 (erste Prüfungsverarbeitung) aus, die der tatsächlichen Bearbeitung um eine vorbestimmte Zeitdauer voraus ist.
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Wie oben beschrieben wurde, sind hinsichtlich des Verarbeitungsmodus der Störungsprüfungs-Verarbeitungseinheit 2 die Zeitintervalle des Versuchsmodus 1, des Versuchsmodus 2 und des Versuchsmodus 3 sequentiell kürzer. Zwar lässt der Versuchsmodus 3 die Störungsprüfung mit der höchsten Genauigkeit zu und liefert dadurch ein hohes Niveau an Bearbeitungssicherheit, aber derselbe weist daher einen Nachteil auf, dass die Verarbeitungszeit infolge des kürzeren Zeitintervalls zum Erzeugen dreidimensionaler Modelle länger ist. Da die oben beschriebene Bearbeitung des ersten Werkstückes W ein unvorhersehbares instabiles Elemente involvieren kann, wird bei dieser Ausführungsform die Störungsprüfung in dem Versuchsmodus 3 durchgeführt, der die höchste Genauigkeit und die höchste Bearbeitungssicherheit liefert.
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Wenn die Bearbeitung des ersten Werkstückes W normal vollendet wurde, legt die Verarbeitungseinheit 5 zum Umschalten eines Modus anschließend den Verarbeitungsmodus der Störungsprüfungs-Verarbeitungseinheit 2 auf den Massenproduktionsmodus fest. Danach führt die Störungsprüfungs-Verarbeitungseinheit 2 während des Bearbeitens anschließender Werkstücke W die Störungsprüfung in dem Massenproduktionsmodus durch, in dem die dreidimensionalen Modelle zu Positionen bewegt werden, die in dem Bearbeitungsprogramm befohlen werden. Diese Störungsprüfung in dem Massenproduktionsmodus liefert die geringste Genauigkeit.
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In einem Fall, in dem die Bearbeitung des ersten Werkstückes W normal vollendet wurde, wird jedoch die Sicherheit der Bearbeitung bestätigt. Daher kann hinsichtlich des Bearbeitens anschließender Werkstücke W die Bearbeitungssicherheit sichergestellt werden, selbst wenn die Störungsprüfung in dem Massenproduktionsmodus durchgeführt wird, der die geringste Genauigkeit liefert. Da der Massenproduktionsmodus die schnellste Störungsprüfungsverarbeitung ermöglicht, behindert die Störungsprüfung zudem nicht die Bearbeitung. Es wird angemerkt, dass die Störungsprüfung in dem Versuchsmodus 3 kontinuierlich durchgeführt wird bis die Bearbeitung des ersten Werkstückes W normal vollendet ist.
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Wenn ein Signal in Bezug auf eine bestimmte Operation vor oder nach dem Start der Verarbeitung der anschließenden Werkstücke W von der Eingabevorrichtung 41 in die numerische Steuerung 30 eingegeben wird, werden Informationen über die bestimmte Operation in der Operationsinformations-Speichereinheit 10 durch die Einheit 9 zum Eingeben/Aktualisieren von Operationsinformationen gespeichert und die Operationswirkungsgrad-Evaluierungseinheit 6 evaluiert zu einem Zeitpunkt, zu dem die Einheit 32 zum Ausführen eines Programms das Bearbeitungsprogramm ausführt, den Wirkungsgrad der Operation basierend auf den Operationsinformationen, die in der Operationsinformations-Speichereinheit 10 gespeichert sind, und auf Daten, die in der Operationswirkungsgrad-Speichereinheit 7 und der Speichereinheit 8 für gewichtete Daten gespeichert sind, und überträgt Daten über den evaluierten Wirkungsgrad zu der Verarbeitungseinheit 5 zum Umschalten eines Modus. Dann legt die Verarbeitungseinheit 5 zum Umschalten eines Modus den Verarbeitungsmodus der Störungsprüfungs-Verarbeitungseinheit 2 auf den Verarbeitungsmodus fest, der dem evaluierten Wirkungsgrad (zweite Prüfungsverarbeitung) entspricht.
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Im Falle einer Operation mit einer geringen Möglichkeit des Auftretens einer Störung, für die der evaluierte Wirkungsgrad ED ED ≤ 1 ist, wird der Verarbeitungsmodus auf den Versuchsmodus 1 festgelegt. Im Falle einer Operation mit einer moderaten Möglichkeit des Auftretens einer Störung, für die der evaluierte Wirkungsgrad ED 1 < ED ≤ 2 ist, wird der Verarbeitungsmodus auf den Versuchsmodus 2 festgelegt. Im Falle einer Operation mit einer höchsten Möglichkeit des Auftretens einer Störung, für die der evaluierte Wirkungsgrad ED ED < 2 ist, wird der Verarbeitungsmodus auf den Versuchsmodus 3 festgelegt.
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Dann führt die Störungsprüfungs-Verarbeitungseinheit 2 die Störungsprüfung in dem folglich bestimmten Verarbeitungsmodus durch. Folglich kann eine angemessene Störungsprüfung unter Berücksichtigung der Möglichkeit, dass eine Störung durch die Operation verursacht wird, durchgeführt werden. Es wird angemerkt, dass die Genauigkeit der Störungsprüfung und die Verarbeitungsgeschwindigkeit derselben ein Abwägungsverhältnis aufweisen. Das Durchführen der Störungsprüfung mit einer hohen Genauigkeit verlängert die Verarbeitungszeit der Störungsprüfung und das Herabsetzen der Genauigkeit der Störungsprüfung ermöglicht das schnelle Durchführen der Störungsprüfungsverarbeitung. Infolgedessen kann durch Durchführen der Störungsprüfung mit einer Genauigkeit, die unter Berücksichtigung der Möglichkeit bestimmt wird, dass eine Störung durch die Operation verursacht wird, eine optimale Störungsprüfung, die Operationsinhalten entspricht, durchgeführt werden, während sowohl das Sicherstellen der Bearbeitungssicherheit als auch die Bearbeitungseffizienz erfüllt werden ohne eine unnötige Bearbeitungsverzögerung zu verursachen.
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Wenn kein Operationssignal von der Eingabevorrichtung 41 in die numerische Steuerung 30 zu der Zeit der Bearbeitung der anschließenden Werkstücke W eingegeben wird, wird andererseits die Störungsprüfung in dem Massenproduktionsmodus kontinuierlich ausgeführt.
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Da bei der Bearbeitung des ersten Werkstückes W die Störungsprüfung in dem Versuchsmodus 3 mit der höchsten Bearbeitungssicherheit und der höchsten Genauigkeit ausgeführt wird, kann, wie oben beschrieben wurde, nach der Störungsprüfvorrichtung 1 dieser Ausführungsform selbst dann, wenn ein instabiles Element in die Bearbeitung zu der Zeit des Startens derselben involviert ist, die Bearbeitung mit einer hohen Sicherheit gestartet werden. Sobald die Sicherheit der Bearbeitung bestätigt wird, um die Tatsache zu belegen, dass die Bearbeitungssicherheit gewährleistet ist, wird ferner die Störungsprüfung in dem Massenproduktionsmodus mit der geringsten Genauigkeit durchgeführt, wobei die Bearbeitung ohne Herabsetzen der erwarteten Bearbeitungseffizienz in einem Zustand durchgeführt werden kann, in dem die Bearbeitungssicherheit gewährleistet ist.
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Da bei der Eingabe eines Operationssignals von der Eingabevorrichtung 41 in die numerische Steuerung 30 zu der Zeit des Bearbeitens anschließender Werkstücke W, die auf das erste Werkstück W folgen, die Störungsprüfung mit einer Genauigkeit durchgeführt wird, die unter Berücksichtigung der Möglichkeit bestimmt wird, dass eine Störung durch die Operation verursacht wird, kann ferner eine optimale Störungsprüfung, die Operationsinhalten entspricht, durchgeführt werden, während sowohl das Gewährleisten einer Bearbeitungssicherheit als auch eine Bearbeitungseffizienz erfüllt werden ohne eine unnötige Bearbeitungsverzögerung zu verursachen.
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Somit wurde eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Ein spezifischer Modus, in dem die vorliegende Erfindung realisiert werden kann, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
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Obwohl bei der obigen Ausführungsform drei Modi, d. h., die Versuchsmodi 1 bis 3, als Störungsprüfungs-Verarbeitungsmodi mit einer höheren Genauigkeit als der Massenproduktionsmodus festgelegt sind, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt und beispielsweise können zwei Modi oder vier oder mehr Modi festgelegt werden. Kurzum sollten die Modi unter Berücksichtigung von sowohl der Prüfungsgenauigkeit, die unter Berücksichtigung einer Operationswirkung auf die Störung bestimmt wird, als auch der Bearbeitungsgeschwindigkeit, die von der bestimmten Prüfungsgenauigkeit abhängt, angemessen festgelegt werden.
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Ferner ist bei der obigen Ausführungsform das Intervall zum Bewegen der dreidimensionalen Modelle in der Störungsprüfungs-Verarbeitungseinheit 2 zwar ein zeitbasiertes Intervall, aber dasselbe ist nicht darauf beschränkt und kann basierend auf einer Bewegungsstrecke zum Bewegen der dreidimensionalen Modelle festgelegt werden. D. h., wenn die Störungsprüfung in der Störungsprüfungs-Verarbeitungseinheit 2 durchgeführt wird, können die dreidimensionalen Modelle in vorbestimmten Bewegungsstreckenintervallen erzeugt werden. In diesem Fall wird das Bewegungsstreckenintervall bestimmt in der Reihenfolge von dem Versuchmodus 1, dem Versuchsmodus 2 und dem Versuchsmodus 3 kürzer zu sein.
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Zwar ist bei der obigen Ausführungsform die Programmeditierung als Beispiel einer Operation gegeben, deren Wirkungsgrad gewichtet ist, aber die vorliegende Erfindung ist ferner nicht darauf beschränkt und die Gewichtung kann basierend auf der Anzahl von Malen der Operation durchgeführt werden. In solch einem Fall wird, da es denkbar ist, dass, selbst wenn die gleiche Operation durchgeführt wird, die Bearbeitungssicherheit herabgesetzt wird, da die Anzahl von Malen der Operation zunimmt, die Gewichtung derart durchgeführt, dass der Wirkungsgrad höher ist, da die Anzahl von Malen der Operation zunimmt.
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Zwar wird bei der obigen Ausführungsform die Störungsprüfung in dem Massenproduktionsmodus durchgeführt, aber die Störungsprüfung in dem Massenproduktionsmodus kann ferner nicht durchgeführt werden.
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Zwar wird bei der obigen Ausführungsform bei der Eingabe eines operationsbezogenen Signals von der Eingabevorrichtung 41 in die numerische Steuerung 30 vor oder nach dem Start der Bearbeitung der anschließenden Werkstücke W der Verarbeitungsmodus der Störungsprüfungs-Verarbeitungseinheit 2 immer umgeschaltet, aber die vorliegende Erfindung ist ferner nicht darauf beschränkt und der Verarbeitungsmodus der Störungsprüfungs-Verarbeitungseinheit 2 kann nur dann umgeschaltet werden, wenn ein operationsbezogenes Signal von der Eingabevorrichtung 41 in die numerische Steuerung 30 vor oder nach dem Start einer Bearbeitung der anschließenden Werkstücke W eingegeben wird und ein spezifischer Befehl ausgeführt wird, der in dem Bearbeitungsprogramm enthalten ist, (z. B. ein Befehl unmittelbar nach einem Befehl, der ein vorheriges Lesen untersagt).
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Zwar wird bei der obigen Ausführungsform eine Störung zwischen der Gruppe aus der Spindel 22, der Einspannvorrichtung 23 und dem Werkstück W und der Gruppe aus dem Schlitten 24, dem Werkzeugträger 25 und dem Werkzeug T geprüft, aber solch ein Störungsverhältnis variiert ferner abhängig von der Konfiguration der NC-Werkzeugmaschine und üblicherweise gilt eine Störung zwischen zumindest zwei Elementen von den Strukturen der NC-Werkzeugmaschine, dem Werkzeug und dem Werkstück als Problem.
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Zwar wird bei der obigen Ausführungsform die Störungsprüfung unter Verwendung von dreidimensionalen Modellen durchgeführt, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt und zwei dimensionale Modelle können ferner für die Störungsprüfung verwendet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Störungsprüfvorrichtung
- 2
- Störungsprüfungs-Verarbeitungseinheit
- 3
- Modelldaten-Speichereinheit
- 4
- Störungsdaten-Speichereinheit
- 5
- Verarbeitungseinheit zum Umschalten eines Modus
- 6
- Operationswirkungsgrad-Evaluierungseinheit
- 7
- Operationswirkungsgrad-Speichereinheit
- 8
- Speichereinheit für gewichtete Daten
- 9
- Einheit zum Eingeben/Aktualisieren von Operationsinformationen
- 10
- Operationsinformations-Speichereinheit
- 20
- NC-Drehmaschine
- 30
- Numerische Steuerung
- 31
- Programmspeichereinheit
- 32
- Einheit zum Ausführen eines Programms
- 34
- Positionssteuereinheit
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 10-55209 [0004]
- JP 2009-54043 [0004]
