DE102019205648A1

DE102019205648A1 - Interferenzüberwachungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102019205648A1
Application number: DE102019205648.2A
Authority: DE
Inventors: Yasuhito ISHIKAWA
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2018-04-27
Filing date: 2019-04-18
Publication date: 2019-10-31
Also published as: US10976717B2; JP6836543B2; US20190332083A1; JP2019192103A; CN110412944B; CN110412944A

Abstract

Es wird eine Interferenzüberwachungsvorrichtung bereitgestellt, die eine fehlerhafte Erfassung von Störungen zwischen einem Werkzeug und einem Werkstück verhindert. Eine Interferenzüberwachungsvorrichtung 100 führt eine Überprüfung der Interferenz zwischen einem Werkzeug und einem Werkstück in einer Maschine durch, um eine vorbestimmte Bearbeitung des Werkstücks durchzuführen, während das Werkzeug und das Werkstück auf der Grundlage auf einem Programm relativ zueinander bewegt werden. Die Interferenzüberwachungsvorrichtung 100 umfasst: eine Vorrückpositionsberechnungseinheit 15, die auf der Grundlage des Programms eine Vorrückposition des Werkzeugs oder des Werkstücks um eine vorbestimmte Zeitdauer voraus berechnet; eine Interferenzüberprüfungseinheit 2, die eine geschätzte Form eines bearbeiteten Teils des Werkstücks nach der Bearbeitung auf der Grundlage der Vorrückposition zeichnet und die Störungsüberprüfung auf der Grundlage der geschätzten Form des bearbeiteten Teils des Werkstücks in der Zeichnung durchführt; und eine Berechnungseinheit 16 für einen ungeschnittenen Bereich, die einen Fehler zwischen der geschätzten Form des bearbeiteten Teils des Werkstücks in der Zeichnung und einer tatsächlichen Form des bearbeiteten Teils des Werkstücks nach der Bearbeitung als ungeschnittenen Bereich in der geschätzten Form des bearbeiteten Teils des Werkstücks in der Zeichnung berechnet. Das Interferenzprüfgerät führt keine Störungsüberprüfung im ungeschnittenen Bereich durch.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gegenstand der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Interferenzüberwachungsvorrichtung, die eine Störung zwischen einem Werkzeug und einem Werkstück in einer Maschine überprüft, um eine vorbestimmte Bearbeitung des Werkstücks durchzuführen, während das Werkzeug und das Werkstück auf der Grundlage eines Programms relativ zueinander bewegt werden.
Stand der Technik
In einer Werkzeugmaschine werden beispielsweise ein Werkzeug und ein Werkstück auf der Grundlage eines im Voraus erstellten Programms zur Bearbeitung des Werkstücks relativ zueinander bewegt. Bei einem Fehler im Programm oder bei einem Fehler bei der Befestigung des Werkstücks an der Maschine können beispielsweise Interferenzen bzw. Störungen auftreten, wie beispielsweise ein Zusammenstoßen des Werkzeugs mit dem Werkstück oder mit einer Vorrichtung zur Befestigung des Werkstücks während des Betriebs der Maschine.
In diesem Zusammenhang wurde eine Interferenzüberwachungsvorrichtung entwickelt (zum Beispiel Patentdokument 1). In dieser Interferenzüberwachungsvorrichtung wird beispielsweise durch Vorausschau eines Programms eine Vorrückposition (eine Voransicht einer vorgerückten Position) eines Werkzeugs oder eines Werkstücks um eine vorbestimmte Zeitdauer im Voraus berechnet und die Störung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück auf der Grundlage der berechneten Vorrückposition überprüft. Wird das Auftreten einer Störung erwartet, wird die Bewegung des Werkzeugs oder des Werkstücks verlangsamt und angehalten.
Patentdokument 1: Japanisches Patent Nr. 4221016.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der vorliegende Erfinder entwickelte die Idee zur Durchführung einer Störungsüberprüfung unter Verwendung einer Interferenzüberwachungsvorrichtung. Gemäß dieser Überprüfung wird, während das geschätzte Schneiden aus einem Werkstück vorgezeichnet wird, mit anderen Worten, während eine geschätzte Form eines bearbeiteten Teils des Werkstücks nach dessen Bearbeitung gezeichnet wird, eine Störungsüberprüfung auf der Grundlage der geschätzten Form des bearbeiteten Teils des Werkstücks in der Zeichnung durchgeführt. Diese Idee weist das folgende Problem auf.
Wie in 3A gezeigt, werden beispielsweise die Befehlsendpunkte (sehr kleine durchgehend verlaufende Blöcke) Pa1 auf einem Befehlspfad 1 während der tatsächlichen Steuerung angegeben. Indes berechnet eine Interferenzüberwachungsvorrichtung durch Vorausschau eines Programms eine Vorrückposition Pb1, die jeweils der Zeit t1_N und der Zeit t1_N+1 entspricht, um eine vorbestimmte Zeitdauer im Voraus. Dadurch ist ein Abstand zwischen Punkten in einer Abfolge von Vorrückpositionen Pb1 größer als ein Abstand zwischen den Befehlsendpunkten Pa1, wodurch keine Zwischenkoordinate entsprechend dem Befehlsendpunkt Pa1 berechnet werden kann.
Wenn die Interferenzüberwachungsvorrichtung eine geschätzte Form eines bearbeiteten Teils des Werkstücks W nach der Bearbeitung auf der Grundlage der Vorrückpositionen Pb1 zeichnet, tritt ein Fehler zwischen der geschätzten Form des bearbeiteten Teils des Werkstücks W in der Zeichnung (beispielsweise gestrichelte Linie in einer Geraden zwischen den Vorrückpositionen Pb1) und einer tatsächlichen Form des bearbeiteten Teils des Werkstücks W nach der Bearbeitung (beispielsweise durchgezogene Linie entlang der Befehlsendpunkte Pa1), wie in 3B gezeigt, auf (dieser Fehler wird auch als ungeschnittener Bereich R) bezeichnet. Der ungeschnittene Bereich R ist ein Bereich, der von der tatsächlichen Form des bearbeiteten Teils des Werkstücks W nach der Bearbeitung abgeschnitten wird, der aber fälschlicherweise als ungeschnittener Bereich in der geschätzten Form des bearbeiteten Teils des Werkstücks W in der Zeichnung identifiziert wird.
Wie in 3C gezeigt, kann danach ein Schneiden entlang eines Befehlspfads 2 neben dem letzten Befehlspfad 1 angewiesen werden. Wie in 3D gezeigt, wird, wenn die Interferenzüberwachungsvorrichtung eine Vorrückposition Pb2 auf dem Befehlspfad 2, die der Zeit t2_N und der Zeit t2_N+1 entspricht, berechnet und eine Störungsüberprüfung entlang einer Geraden, die die Vorrückpositionen Pb2 verbindet, durchführt, ein Schneidevolumen in dem ungeschnittenen Bereich R fälschlicherweise als gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert identifiziert. Somit erfasst die Interferenzüberwachungsvorrichtung eine fälschlicherweise, dass eine Störung zwischen dem Werkzeug T und dem Werkstück W aufgetreten ist, wie in 3E gezeigt. Dies führt unwillkürlich dazu, dass der Betrieb einer Werkzeugmaschine gestoppt wird, obwohl es in Wirklichkeit keine Störung zwischen dem Werkzeug T und dem Werkstück W gibt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Interferenzüberwachungsvorrichtung bereitzustellen, die eine fehlerhafte Erfassung von Störungen zwischen einem Werkzeug und einem Werkstück verhindert.
(1) Eine Interferenzüberwachungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung (beispielsweise die später beschriebene Interferenzüberwachungsvorrichtung 100) führt eine Überprüfung einer Störung zwischen einem Werkzeug und einem Werkstück in einer Maschine durch, um eine vorbestimmte Bearbeitung des Werkstücks durchzuführen, während das Werkzeug und das Werkstück auf der Grundlage eines Programms relativ zueinander bewegt werden. Die Interferenzüberwachungsvorrichtung umfasst: eine Vorrückpositionsberechnungseinheit (beispielsweise die später beschriebene Vorrückpositionsberechnungseinheit 15), die auf der Grundlage des Programms eine Vorrückposition des Werkzeugs oder des Werkstücks um eine vorbestimmte Zeitdauer voraus berechnet; eine Interferenzüberprüfungseinheit (beispielsweise die später beschriebene Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2), die eine geschätzte Form eines bearbeiteten Teils des Werkstücks nach der Bearbeitung auf der Grundlage der Vorrückposition zeichnet und die Störungsüberprüfung auf der Grundlage der geschätzten Form des bearbeiteten Teils des Werkstücks in der Zeichnung durchführt; und eine Berechnungseinheit für einen ungeschnittenen Bereich (beispielsweise die später beschriebene Berechnungseinheit 16 für einen ungeschnittenen Bereich 16), die einen Fehler zwischen der geschätzten Form des bearbeiteten Teils des Werkstücks in der Zeichnung und einer tatsächlichen Form des bearbeiteten Teils des Werkstücks nach der Bearbeitung als einen nicht geschnittenen Bereich in der geschätzten Form des bearbeiteten Teils des Werkstücks in der Zeichnung berechnet. Die Interferenzüberprüfungseinheit führt keine Störungsüberprüfung in dem ungeschnittenen Bereich durch.
(2) In der Interferenzüberwachungsvorrichtung gemäß Punkt (1) kann die Berechnungseinheit für den ungeschnittenen Bereich eine maximale Breite im ungeschnittenen Bereich berechnen. Wenn eine Versatzbreite zwischen einem geschätzten Pfad auf der Grundlage einer Vorrückposition auf einem letzten Befehlspfad und einem geschätzten Pfad auf der Grundlage einer Vorrückposition auf einem aktuellen Befehlspfad gleich oder kleiner als die maximale Breite in dem ungeschnittenen Bereich ist, bestimmt die Interferenzüberprüfungseinheit, dass der aktuelle Befehlspfad durch den ungeschnittenen Bereich verlaufen soll, und führt keine Störungsüberprüfung durch.
(3) In der Interferenzüberwachungsvorrichtung gemäß Punkt (2) kann die Berechnungseinheit für den ungeschnittenen Bereich Bewegungsrichtungsvektoren via von einer berechneten Vorrückposition, die der Zeit t_N entspricht, zu mehreren Befehlspositionen berechnen, und einen Bewegungsrichtungsvektor vib von der berechneten Vorrückposition, die der Zeit t_N entspricht, zu einer berechneten Vorrückposition, die der Zeit t_N+1 entspricht, berechnen. Die mehreren Befehlspositionen sind Befehlspositionen zwischen der berechneten Vorrückposition, die der Zeit t_N entspricht, und der berechneten Vorrückposition, die der Zeit t_N+1 entspricht. Die Berechnungseinheit für den ungeschnittenen Bereich kann den Bewegungsrichtungsvektor vib in einen Einheitsvektor umwandeln. Die Berechnungseinheit für den ungeschnittenen Bereich kann den Absolutwert des äußeren Produkts des Einheitsvektors und jedes Bewegungsrichtungsvektors via berechnen, um dadurch eine Normalrichtungsversatzbreite eines jeden Bewegungsrichtungsvektors via zum Bewegungsrichtungsvektor vib zu erhalten. Die Berechnungseinheit für den ungeschnittenen Bereich kann ein Maximum der Versatzbreiten als die maximale Breite im ungeschnittenen Bereich definieren.
(4) In der Interferenzüberwachungsvorrichtung gemäß Punkt (1) kann die Berechnungseinheit für den ungeschnittenen Bereich eine Fläche in dem ungeschnittenen Bereich berechnen. Wenn eine Fläche der aktuellen Bearbeitung gleich oder kleiner als die Fläche im ungeschnittenen Bereich ist, bestimmt die Interferenzüberprüfungseinheit, dass die aktuelle Bearbeitung im ungeschnittenen Bereich durchgeführt wird, und führt keine Störungsüberprüfung durch.
(5) In der Interferenzüberwachungsvorrichtung gemäß Punkt (4) kann die Berechnungseinheit für den ungeschnittenen Bereich Bewegungsrichtungsvektoren vi von einer berechneten Vorrückposition, die der Zeit t_N entspricht, zu den mehreren Befehlspositionen berechnen, und einen Bewegungsrichtungsvektor vi von der berechneten Vorrückposition, die der Zeit t_N entspricht, zu einer berechneten Vorrückposition, die der Zeit t_N+1 entspricht, berechnen. Die mehreren Befehlspositionen sind Befehlspositionen zwischen der berechneten Vorrückposition, die der Zeit t_N entspricht, und der berechneten Vorrückposition, die der Zeit t_N+1 entspricht. Die Berechnungseinheit für den ungeschnittenen Bereich kann einen Fläche si in einem Bereich erhalten, der von dem Bewegungsrichtungsvektor vi und einem benachbarten Bewegungsrichtungsvektor vi+1 umgeben ist. Die Berechnungseinheit für den ungeschnittenen Bereich kann die Gesamtsumme der Flächen si von der Zeit t_N bis zur Zeit t_N+1 als die Fläche in dem ungeschnittenen Bereich definieren.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Interferenzüberwachungsvorrichtung eine fehlerhafte Erfassung einer Störung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück verhindern.
Figurenliste

1 zeigt die Konfiguration einer Interferenzüberwachungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform;
2 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Störungsüberprüfung durch eine Interferenzüberwachungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt;
3A zeigt ein Problem hinsichtlich einer Interferenzüberwachungsvorrichtung;
3B zeigt das Problem bei der Interferenzüberwachungsvorrichtung;
3C zeigt das Problem bei der Interferenzüberwachungsvorrichtung;
3D zeigt das Problem bei der Interferenzüberwachungsvorrichtung;
3E zeigt das Problem bei der Interferenzüberwachungsvorrichtung;
4 zeigt die Funktion einer Berechnungseinheit für einen ungeschnittenen Bereich in der Interferenzüberwachungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
5 zeigt die Funktion der Berechnungseinheit für den ungeschnittenen Bereich in der Interferenzüberwachungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
6 zeigt die Funktion der Berechnungseinheit für den ungeschnittenen Bereich in der Interferenzüberwachungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
7 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Störungsprüfvorgang durch eine Interferenzüberwachungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt;
8 zeigt die Funktion einer Berechnungseinheit für einen ungeschnittenen Bereich in der Interferenzüberwachungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform;
9 zeigt die Funktion einer Berechnungseinheit für einen ungeschnittenen Bereich in der Interferenzüberwachungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform; und
10 zeigt die Funktion einer Interferenzüberprüfungsvorrichtung in der Interferenzüberwachungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform.

[Ausführliche Beschreibung der Erfindung]
Im Nachfolgenden werden Beispiele von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen sind sich entsprechende oder vergleichbare Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
(Erste Ausführungsform)
1 zeigt den Aufbau einer Interferenzüberwachungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform. Eine Interferenzüberwachungsvorrichtung 100, wie in 1 gezeigt ist, umfasst eine numerische Steuerung 1 und eine Interferenzüberprüfungsvorrichtung (Interferenzüberprüfungseinheit) 2. Die Interferenzüberwachungsvorrichtung 100 ist nicht auf einen Aufbau mit den zwei Vorrichtungen beschränkt und kann als einzelne Vorrichtung ausgebildet sein. Die numerische Steuerung 1 bewegt ein Werkzeug auf der Grundlage eines Programms, um eine Werkzeugmaschine (beispielsweise einen Servomotor 3) zur Durchführung einer Bearbeitung, wie beispielsweise Schneiden, eines Werkstücks zu steuern. Die numerische Steuerung 1 berechnet eine Vorrückposition des Werkzeugs auf der Grundlage des Programms. Die Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2 überprüft eine Störung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück auf der Grundlage auf der berechneten Vorrückposition.
Die numerische Steuerung 1 umfasst eine Befehlsanalyseeinheit 10, eine Verteilungsverarbeitungseinheit 11, eine Bewegungsbefehlsausgabeeinheit 12, eine Beschleunigungs-/ Bremsverarbeitungseinheit 13, eine Servo-Steuereinheit 14, eine Vorrückpositionsberechnungseinheit 15 und eine Berechnungseinheit 16 für einen ungeschnittenen Bereich.
Die Befehlsanalyseeinheit 10 liest einen Befehl entsprechend einem Block von einem Programm 20 aus, wandelt den gelesenen Befehl in Daten in einem Ausführungsformat um und erzeugt Look-ahead-Blockbefehlsdaten bzw. Vorschau-Blockbefehlsdaten 21. Die Befehlsanalyseeinheit 10 speichert die Vorschau-Blockbefehlsdaten 21 beispielsweise in einem Arbeitsspeicher (nicht dargestellt).
Die Verteilungsverarbeitungseinheit 11 liest nacheinander Teile der Vorschau-Blockbefehlsdaten 21 entsprechend einem Block aus. Auf der Grundlage des Hubs und der Geschwindigkeit jeder im Block angewiesenen Achse und einem Überbrückungswert (%), der durch eine Vorschubgeschwindigkeitsüberbrückungs-Befehlseinheit 4 angewiesen wird, bestimmt die Verteilungsverarbeitungseinheit 11 einen verteilten Hub in jedem Verteilungszyklus, der als Befehl an einen beweglichen Teil jeder Achse (einen Servomotor jeder Achse) weitergegeben wird. Die Verteilungsverarbeitungseinheit 11 addiert zum Beispiel die ermittelten verteilten Hübe, zum Beispiel zu einem aktuellen Positionsverzeichnis (nicht dargestellt), und aktualisiert so eine aktuelle Koordinatenposition (im Nachfolgenden als eine aktuelle Position bezeichnet).
Die Verteilungsverarbeitungseinheit 11 gibt die ermittelten verteilten Hübe über die Bewegungsbefehlsausgabeeinheit 12 an die Beschleunigungs-/Bremsverarbeitungseinheit 13 aus. Wie später beschrieben, stoppt die Bewegungsbefehlsausgabeeinheit 12 als Reaktion auf die Eingabe eines Achsenstoppbefehls von der Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2 die Ausgabe der verteilten Hübe in einem Bewegungsbefehl, der von der Verteilungsverarbeitungseinheit 11 an die Beschleunigungs-/Bremsverarbeitungseinheit 13 ausgegeben wurde. Ferner gibt die Bewegungsbefehlsausgabeeinheit 12 den Bewegungsbefehl an die Beschleunigungs-/Bremsverarbeitungseinheit 13 aus, wenn kein Achsenstoppbefehl von der Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2 eingegeben wurde.
Die Beschleunigungs-/Bremsverarbeitungseinheit 13 führt eine Beschleunigungs-/Bremsverarbeitung in Erwiderung auf den Empfang des Bewegungsbefehls durch und gibt einen Bewegungsbefehl, der einen aus der Beschleunigungs-/Bremsverarbeitungsverarbeitung resultierenden Hub enthält, an die Servo-Steuereinheit 14 aus. Die Servo-Steuereinheit 14 führt eine Positionsrückkopplungssteuerung und eine Geschwindigkeitsrückkopplungssteuerung auf der Grundlage des ausgegebenen Bewegungsbefehls sowie eine Positionsrückkopplung von einem Positionsdetektor und eine Geschwindigkeitsrückkopplung von einem Geschwindigkeitsdetektor, die am Servomotor 3 befestigt sind (oder einem beweglichen Teil, das durch den Servomotor 3 gesteuert wird) aus. Ferner führt die Servo-Steuereinheit 14 eine Stromrückkopplungssteuerung auf der Grundlage auf einer Stromrückkopplung von einem Stromdetektor zur Erfassung eines Antriebsstroms durch und steuert den Antrieb des Servomotors 3 durch einen Verstärker. Während in 1 lediglich ein Servomotor 3 dargestellt ist, werden Servomotoren für alle Achsen (alle beweglichen Teile) einer Werkzeugmaschine gleich gesteuert, um die jeweiligen Positionen und Geschwindigkeiten der beweglichen Teile zu steuern.
Die Vorrückpositionsberechnungseinheit 15 ist ein funktionelles Mittel, das eine Vorrückposition bestimmt, die eine Position anzeigt, an die ein vom Servomotor 3 angetriebener beweglicher Teil nach Ablauf einer vorgerückten Zeitspanne von einer momentanen Position bewegt werden soll. Die Vorrückposition wird auf der Grundlage der momentanen bzw. aktuellen Position des beweglichen Teils, der eingestellten Vorrückzeitdauer, den Vorschau-Blockbefehlsdaten 21 und einem Überbrückungswert (%), der durch die Vorschubgeschwindigkeits-Überbrückungsbefehlseinheit 4 eingegeben wird, berechnet. Die Vorrückpositionsberechnungseinheit 15 gibt die vorgerückte Zeitspanne und den Koordinatenwert der Vorrückposition an die Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2 zur Durchführung einer Störungsüberprüfung aus.
Die von der Vorrückpositionsberechnungseinheit 15 verwendete Vorrückzeitdauer ist ein Wert, der bestimmt wird, indem eine vorbestimmte freie Zeit α und ein Wert (TP1 + TP2 + TP3) addiert werden, wobei Letzterer durch Addieren einer Zeitdauer TP1, die für die Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2 zur Durchführung einer Störungsüberprüfung erforderlich ist, einer Zeitdauer TP2, die für eine Kommunikation zwischen der Vorrückpositionsberechnungseinheit 15 und der Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2 erforderlich ist, und einer Zeitdauer TP3, die zum Abbremsen und Anhalten eines beweglichen Teils, der bewegt wird, erforderlich ist, erhalten wird. Sobald diese Systemkonfiguration festgelegt ist, nimmt die Zeitdauer TP2 für die Kommunikation zwischen der Vorrückpositionsberechnungseinheit 15 und der Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2 im Allgemeinen einen konstanten Wert ohne wesentliche Änderung an und kann durch Messung ermittelt werden. Die Zeitdauer TP3, die zum Abbremsen und Anhalten benötigt wird, ist ein konstanter Wert, der gemäß der Konfiguration der Beschleunigungs-/Bremsverarbeitungseinheit 13 bestimmt wird. Im Gegensatz dazu ändert sich die Zeitdauer TP1, die die Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2 zum Durchführen der Störungsüberprüfung benötigt, entsprechend den Betriebspositionen der mehreren beweglichen Teile. Unter Berücksichtigung des Punkts, dass sich die Position des beweglichen Teils, der gemäß der aktuellen Zeit einer Störungsüberprüfung unterzogen werden soll, im Allgemeinen in der Nähe der Position des beweglichen Teils befindet, der der letzten Störungsüberprüfung unterzogen wurde, kann eine für eine Störungsüberprüfung erforderliche Zeitdauer, die unmittelbar zuvor von der Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2 durchgeführt wurde, zur der Vorrückpositionsberechnungseinheit 15 zur Verwendung der Vorrückzeitdauer zurückgeführt werden, und diese Zeitdauer kann als eine für die Störungsüberprüfung erforderliche Zeitdauer TP1 verwendet werden. Alternativ kann die Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2 oder die Vorrückpositionsberechnungseinheit 15 zur Verwendung der Vorrückzeitdauer einen Durchschnitt der Zeitspannen, die in der Vergangenheit zur Störungsüberprüfungen benötigt wurden, die unmittelbar zuvor durchgeführt wurden, bestimmen (einen Durchschnitt der Zeiträume, die für die letzte Störungsüberprüfung, die vorletzte Störungsüberprüfung, die vorvorletzte Störungsüberprüfung, ... benötigt wurden). Der ermittelte Durchschnitt kann als Zeitdauer TP1, die für eine Störungsüberprüfung benötigt wird, verwendet werden.
Die Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2 speichert die Umrissform eines Werkzeugs oder eines Werkstücks, die Umrissform einer Maschine, usw., wenn die Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2 die Vorrückzeitdauer und den Koordinatenwert der Vorrückposition von der Vorrückpositionsberechnungseinheit 15 empfängt. Die Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2 führt eine Überprüfung durch, um auf der Grundlage der Position eines jeden beweglichen Teils, die von der Vorrückpositionsberechnungseinheit 15 übertragen wird, zu bestimmen, ob eine Störung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück auftritt und gibt einen Achsenstoppbefehl auf der Grundlage eines Überprüfungsergebnisses an die Bewegungsbefehlsausgabeeinheit 12 aus. Die Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2 ist mit einem Informationsprozessor, wie beispielsweise einem PC, ausgestattet. Weitere Einzelheiten der Verarbeitung, die von der Vorrückpositionsberechnungseinheit 15 und der Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2 durchgeführt werden, werden in dieser Beschreibung nicht beschrieben, da sie aus herkömmlichen Verfahren, wie beispielsweise dem in dem Patentdokument 1 beschriebenen Verfahren, öffentlich bekannt sind.
Die Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2 kann eine Vorrichtung sein, mit der, während der geschätzte Schnitt aus einem Werkstück gezeichnet wird, mit anderen Worten, während eine geschätzte Form eines bearbeiteten Teils des Werkstücks nach der Bearbeitung gezeichnet wird, eine Störungsüberprüfung auf der Grundlage der geschätzten Form des bearbeiteten Teils des Werkstücks in der Zeichnung durchgeführt wird. In diesem Fall tritt das folgende Problem auf.
Wie in 3A gezeigt, sind beispielsweise bei der tatsächlichen Steuerung durch die Verteilungsverarbeitungseinheit 11, die Beschleunigungs-/Bremsverarbeitungseinheit 13 und die Servo-Steuereinheit 14 auf einem Befehlspfad 1 Befehlsendpunkte (sehr kleine durchgehend verlaufende Blöcke) Pa1 angegeben. Indes berechnet die Vorrückpositionsberechnungseinheit 15 auf der Grundlage der Vorschau-Blockbefehlsdaten 21 eine Vorrückposition Pb1 entsprechend einer Zeit t1_N und einer Zeit t1_N+1 um eine vorbestimmte Zeitspanne voraus. Dadurch wird ein Abstand zwischen Punkten in einer Abfolge von Vorrückpositionen Pb1 größer als ein Abstand zwischen den Befehlsendpunkten Pa1, wodurch keine Zwischenkoordinate entsprechend dem Befehlsendpunkt Pa1 berechnet werden kann.
Wenn die Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2 eine geschätzte Form eines bearbeiteten Teils eines Werkstücks W nach der Bearbeitung auf der Grundlage der Vorrückpositionen Pb1 zeichnet, tritt ein Fehler zwischen der geschätzten Form des bearbeiteten Teils des Werkstücks W in der Zeichnung (beispielsweise die gestrichelte Linie in einer Geraden zwischen den Vorrückpositionen Pb1) und einer tatsächlichen Form des bearbeiteten Teils des Werkstücks W nach der Bearbeitung (beispielsweise durchgezogene Linie entlang der Befehlsendpunkte Pa1), wie in 3B gezeigt, auf (dieser Fehler wird auch als ein ungeschnittener Bereich R bezeichnet). Der ungeschnittene Bereich R ist ein Bereich, der aus der eigentlichen Form des bearbeiteten Teils des Werkstücks W nach der Bearbeitung geschnitten wird, jedoch fälschlicherweise als ein ungeschnittener Bereich in der geschätzten Form des bearbeiteten Teils des Werkstücks W in der Zeichnung identifiziert wird.
Wie in 3C gezeigt, kann danach das Schneiden entlang eines Befehlspfads 2 neben dem letzten Befehlspfad 1 angewiesen werden. Wie in 3D gezeigt, wird, wenn die Vorrückpositionsberechnungseinheit 15 eine Vorrückposition Pb2 auf dem Befehlspfad 2, der der Zeit t2_N und der Zeit t2_N+1 entspricht, berechnet und die Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2 eine Störungsüberprüfung entlang einer Geraden, die die Vorrückpositionen Pb2 verbindet, durchführt, ein Schneidevolumen in dem ungeschnittenen Bereich R fälschlicherweise als gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert identifiziert. Somit erfasst die Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2 fälschlicherweise, dass eine Störung zwischen dem Werkzeug T und dem Werkstück W aufgetreten ist, wie in 3E gezeigt. Dies führt unbeabsichtigt dazu, dass der Betrieb einer Werkzeugmaschine angehalten wird, obwohl es in Wirklichkeit keine Störung zwischen dem Werkzeug T und dem Werkstück W gibt.
In diesem Zusammenhang berechnet die Berechnungseinheit 16 für den ungeschnittenen Bereich, wie in 4 gezeigt, einen Fehler zwischen der geschätzten Form des bearbeiteten Teils des Werkstücks W in der Zeichnung (beispielsweise eine gestrichelte Linie in einer Geraden zwischen den Vorrückpositionen Pb1) und einer tatsächlichen Form des bearbeiteten Teils des Werkstücks W nach der Bearbeitung (beispielsweise die durchgezogene Linie entlang der Befehlsendpunkte Pa1) als den ungeschnittenen Bereich R in der geschätzten Form des bearbeiteten Teils des Werkstücks W in der Zeichnung. Beispielsweise berechnet die Berechnungseinheit 16 für den ungeschnittenen Bereich eine maximale Breite W' in dem ungeschnittenen Bereich R.
Genauer gesagt, berechnet die Berechnungseinheit 16 für den ungeschnittenen Bereich, wie in 5 gezeigt, Bewegungsrichtungsvektoren vi von der berechneten Vorrückposition Pb1, die der Zeit t1_N entspricht, bis zu den mehreren Befehlsendpunkten Pa1 (beispielsweise vi = via = v1 bis v6) und einen Bewegungsrichtungsvektor vi von der berechneten Vorrückposition Pb1, die der Zeit t1_N entspricht, bis zu der berechneten Vorrückposition Pb1, die der Zeit t1_N+1 entspricht (beispielsweise vi = vib = v7). Die Befehlsendpunkte Pa1 auf dem Befehlspfad 1 können aus den Vorschau-Blockbefehlsdaten 21 durch die Vorrückpositionsberechnungseinheit 15 übernommen werden. Die Berechnungseinheit 16 für den ungeschnittenen Bereich wandelt den Bewegungsrichtungsvektor v7 von der berechneten Vorrückposition Pb1, die der Zeit t1_N entspricht, bis zu der berechneten Vorrückposition Pb1, die der Zeit t1_N+1 entspricht, in einen Einheitsvektor e7 um und berechnet den Absolutwert des äußeren Produkts des Einheitsvektors e7 und aller Bewegungsrichtungsvektoren vi (beispielsweise v1 bis v6), wie in der nachfolgenden Formel gezeigt, um dadurch eine Normalrichtungsversatzbreite wi von jeweils v1 bis v6 aus v7 zu erhalten: $wi = | e 7 \times vi | .$
Die Berechnungseinheit 16 für den ungeschnittenen Bereich definiert ein Maximum der Versatzbreiten wi als die maximale Breite W' in dem ungeschnittenen Bereich R und gibt die maximale Breite W' an die Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2 aus.
Die Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2 führt keine Störungsüberprüfung in dem ungeschnittenen Bereich R durch. Mit anderen Worten behandelt die Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2 den ungeschnittenen Bereich R als einen Bereich, der nicht für eine Störungsüberprüfung vorgesehen ist. Dadurch ist es möglich, eine fehlerhafte Erfassung einer Störung zwischen dem Werkzeug T und dem Werkstück W zu verhindern.
Wenn eine Versatzbreite Wp zwischen einem geschätzten Pfad auf der Grundlage der berechneten Vorrückpositionen Pb1 auf dem letzten Befehlspfad 1, der der Zeit t1_N und der Zeit t1_N+1 entspricht (die gestrichelte Linie in einer Geraden zwischen Pb1) und einem geschätzten Pfad auf der Grundlage der berechneten Vorrückpositionen Pb2 auf dem aktuellen Befehlspfad 2, der der Zeit t2_N und der Zeit t2_N+1 entspricht (gestrichelte Linie in einer Geraden zwischen Pb2), wie in 6 gezeigt, gleich oder weniger als die maximale Breite W' in dem ungeschnittenen Bereich R ist, der von der Berechnungseinheit 16 für den ungeschnittenen Bereich erfasst wird, bestimmt die Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2 zum Beispiel, dass der aktuelle Befehlspfad 2 durch den ungeschnittenen Bereich R verläuft. In diesem Fall führt die Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2 keine Störungsüberprüfung zwischen dem Werkzeug T und dem Werkstück W durch. Die Versatzbreite Wp kann ein maximaler Abstand zwischen dem geschätzten Pfad auf der Grundlage der Vorrückpositionen Pb1 (gestrichelte Linie in einer Geraden zwischen Pb1) und dem geschätzten Pfad auf der Grundlage der Vorrückposition Pb2 (gestrichelte Linie in einer Geraden zwischen Pb2) sein. Die maximale Breite W' kann auch unter Berücksichtigung einer Werkzeugform kompensiert werden.
Im Nachfolgenden wird mit Bezug auf 2 ein Interferenzüberprüfungsvorgang durch die Interferenzüberwachungsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben. 2 zeigt ein Flussdiagramm, das den Interferenzüberprüfungsvorgang durch die Interferenzüberwachungsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
(Vorverarbeitung)
Bei der Vorverarbeitung liest zunächst die Befehlsanalyseeinheit 10 einen Befehl entsprechend einem Block aus dem Programm 20 aus, wandelt den Lesebefehl in Daten in einem Ausführungsformat um und erzeugt die Vorschau-Blockbefehlsdaten 21. Die Befehlsanalyseeinheit 10 speichert beispielsweise die Vorschau-Blockbefehlsdaten 21 im Arbeitsspeicher.
(Ausführungsverarbeitung)
Anschließend liest bei der Ausführungsverarbeitung die Verteilungsverarbeitungseinheit 11 nacheinander Teile der Vorschau-Blockbefehlsdaten 21, die einem Block entsprechen, aus. Ferner erfasst die Verteilungsverarbeitungseinheit 11 einen Überbrückungswert (override value) durch die Vorschubgeschwindigkeits-Überbrückungsbefehlseinheit 4. Auf der Grundlage eines Hubs und einer Geschwindigkeit jeder im gelesenen Block angewiesenen Achse und dem erfassten Überbrückungswert berechnet die Verteilungsverarbeitungseinheit 11 einen verteilten Hub in jedem Verteilungszyklus, der als Befehl an einen beweglichen Teil einer jeden Achse (ein Servomotor in jeder Achse) weitergegeben wird, und gibt die berechneten verteilten Hübe an die Bewegungsbefehlsausgabeeinheit 12 aus. Ferner addiert die Verteilungsverarbeitungseinheit 11 die berechneten verteilten Hübe zu dem aktuellen Positionsverzeichnis hinzu, wodurch eine aktuelle Koordinatenposition aktualisiert wird.
Die Vorrückpositionsberechnungseinheit 15 berechnet die Vorrückposition Pb1 auf dem Befehlspfad 1, die jeweils der Zeit t1_N und der Zeit t1_N+1 entspricht, auf der Grundlage der aktuellen Position des beweglichen Teils, einer festgelegten Vorrückzeitdauer, den Vorschau-Blockbefehlsdaten 21 und dem Überbrückungswert (%), der durch die Vorschubgeschwindigkeits-Überbrückungsbefehlseinheit 4 eingegeben wird, um eine vorbestimmte Zeitdauer voraus (S11) (siehe 4). Anschließend berechnet die Berechnungseinheit 16 für den ungeschnittenen Bereich, wie in 4 und 5 gezeigt, einen Fehler zwischen einer geschätzten Form eines bearbeiteten Teils des Werkstücks W in einer Zeichnung (beispielsweise eine gestrichelte Linie in einer Geraden zwischen den Vorrückpositionen Pb1) und einer tatsächlichen Form des bearbeiteten Teils des Werkstücks W nach der Bearbeitung (beispielsweise durchgezogene Linie entlang der Befehlsendpunkte Pa1) als den ungeschnittenen Bereich R in der geschätzten Form des bearbeiteten Teils des Werkstücks W in der Zeichnung und berechnet die maximale Breite W' in dem ungeschnittenen Bereich R (S12).
Anschließend berechnet die Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2, wie in 6 gezeigt, die Versatzbreite Wp zwischen einem geschätzten Pfad auf der Grundlage der berechneten Vorrückpositionen Pb1 auf dem letzten Befehlspfad 1, die der Zeit t1_N und der Zeit t1_N+1 entsprechen (gestrichelte Linie in einer Geraden zwischen Pb1) und einem geschätzten Pfad auf der Grundlage auf der berechneten Vorrückpositionen Pb2 auf dem aktuellen Befehlspfad 2, die der Zeit t2_N und der Zeit t2_N+1 entsprechen (gestrichelte Linie in einer Geraden zwischen Pb2) (S13). Die Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2 bestimmt, ob die berechnete Versatzbreite Wp gleich oder kleiner als die maximale Breite W' in dem ungeschnittenen Bereich R ist, der von der Berechnungseinheit 16 für den ungeschnittenen Bereich erfasst wurde (S14).
Ist die Versatzbreite Wp gleich oder kleiner als die maximale Breite W', bestimmt die Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2, dass der aktuelle Befehlspfad 2 durch den ungeschnittenen Bereich R verlaufen soll, und die Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2 führt keine Störungsüberprüfung zwischen dem Werkzeug T und dem Werkstück W durch und gibt keinen Achsenstoppbefehl an die Bewegungsbefehlsausgabeeinheit 12 aus. In diesem Fall gibt die Bewegungsbefehlsausgabeeinheit 12 die verteilten Hübe aus (S15), führt die Beschleunigungs-/ Bremsverarbeitungseinheit 13 eine Beschleunigungs-/Bremsverarbeitung durch und gibt die Servo-Steuereinheit 14 einen Befehl zum Antreiben des Servomotors 3 aus.
Wenn indes die Versatzbreite Wp größer als die maximale Breite W' ist, bestimmt die Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2, dass die aktuelle Bearbeitung in einem anderen Bereich als dem ungeschnittenen Bereich R durchgeführt wird. Dann überprüft die Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2 eine Störung zwischen dem Werkzeug T und dem Werkstück W an den Vorrückpositionen Pb2. Wenn ein Schneidevolumen gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist (wenn JA in S16), gibt die Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2 einen Achsenstoppbefehl an die Bewegungsbefehlsausgabeeinheit 12 aus. In Erwiderung darauf stoppt die Bewegungsbefehlsausgabeeinheit 12 die Ausgabe eines Bewegungsbefehls (S17), um den Befehl zum Antreiben des Servomotors 3 zu beenden. Bestimmt die Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2 als ein Ergebnis der Durchführung einer Störungsüberprüfung zwischen dem Werkzeug T und dem Werkstück W an den Vorrückpositionen Pb2, dass das Schneidevolumen kleiner als der vorbestimmte Wert ist (wenn NEIN in S16), gibt die Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2 keinen Achsenstoppbefehl an die Bewegungsbefehlsausgabeeinheit 12 aus. Als Reaktion darauf wird der vorhergehende Prozess in Schritt S15 durchgeführt. Der vorhergehende Vorgang wird für jeden Block in dem Programm und in jedem Verteilungszyklus wiederholt.
Wie zuvor beschrieben, berechnet die Berechnungseinheit 16 für den ungeschnittenen Bereich in der numerischen Steuerung 1 gemäß der Interferenzüberwachungsvorrichtung 100 der ersten Ausführungsform einen Fehler zwischen der geschätzten Form des bearbeiteten Teils des Werkstücks W in der Zeichnung und einer tatsächlichen Form des bearbeiteten Teils des Werkstücks W nach der Bearbeitung als den ungeschnittenen Bereich R in der geschätzten Form des bearbeiteten Teils des Werkstücks W in der Zeichnung. Die Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2 führt keine Störungsüberprüfung in dem ungeschnittenen Bereich R durch. Dadurch ist es möglich, eine fehlerhafte Erfassung einer Störung zwischen dem Werkzeug T und dem Werkstück W zu verhindern, obwohl in Wirklichkeit keine Störung zwischen dem Werkzeug T und dem Werkstück W vorhanden ist.
(Zweite Ausführungsform)
In der ersten Ausführungsform wurde eine fehlerhafte Erfassung einer Störung zwischen dem Werkzeug T und dem Werkstück W durch Berechnen der maximalen Breite W in dem ungeschnittenen Bereich R verhindert. In einer zweiten Ausführungsform wird eine fehlerhafte Erfassung einer Störung zwischen dem Werkzeug T und dem Werkstück W durch Berechnen einer Fläche S in dem ungeschnittenen Bereich R verhindert.
In einer numerischen Steuerung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform wirkt und arbeitet die Berechnungseinheit 16 für den ungeschnittenen Bereich auf andere Weise als die numerische Steuerung 1 in 1. Wie in 8 gezeigt, berechnet die Berechnungseinheit 16 für den ungeschnittenen Bereich einen Fehler zwischen einer geschätzten Form eines bearbeiteten Teils des Werkstücks W in einer Zeichnung (beispielsweise eine gestrichelte Linie in einer Geraden zwischen den Vorrückpositionen Pb1) und einer tatsächlichen Form des bearbeiteten Teils des Werkstücks W nach der Bearbeitung (beispielsweise eine durchgezogene Linie entlang der Befehlsendpunkte Pa1) als den ungeschnittenen Bereich R in der geschätzten Form des bearbeiteten Teils des Werkstücks W in der Zeichnung. Beispielsweise berechnet die Berechnungseinheit 16 für den ungeschnittenen Bereich die Fläche S in dem ungeschnittenen Bereich R.
Genauer gesagt berechnet die Berechnungseinheit 16 für den ungeschnittenen Bereich, wie in 9 gezeigt, Bewegungsrichtungsvektoren vi von der berechneten Vorrückposition Pb1, die der Zeit t1_N entspricht, zu den mehreren Befehlsendpunkten Pa1 (beispielsweise v1 bis v6) und einen Bewegungsrichtungsvektor vi von der berechneten Vorrückposition Pb1, die der Zeit t1_N entspricht, bis zu der berechneten Vorrückposition Pb1, die der Zeit t1_N+1 entspricht (beispielsweise v7). Die Befehlsendpunkte Pa1 auf dem Befehlspfad 1 können aus den Vorschau-Blockbefehlsdaten 21 durch die Vorrückpositionsberechnungseinheit 15 erfasst werden. Die Berechnungseinheit 16 für den ungeschnittenen Bereich erhält eine Fläche si in einem Bereich, der von einem Bewegungsrichtungsvektor vi und einem benachbarten Bewegungsrichtungsvektor vi+1 umgeben ist, wie in der nachfolgenden Formel gezeigt: $si = | vi \times vi + 1 | / 2.$
Die Berechnungseinheit 16 für den ungeschnittenen Bereich erhält eine Gesamtsumme der Flächen si von der Zeit t1_N bis zu der Zeit t1_N+1 als die Fläche S in dem ungeschnittenen Bereich R, wie in der nachfolgenden Formel gezeigt, und gibt die erhaltene Fläche S an die Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2 aus $S = \sum si,$
wobei Σ: Summe für i = 1 bis 6.
Die Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2 führt keine Störungsüberprüfung in dem ungeschnittenen Bereich R durch. Mit anderen Worten, behandelt die Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2 den ungeschnittenen Bereich R als einen Bereich, der nicht für eine Störungsüberprüfung vorgesehen ist. Dadurch ist es möglich, eine fehlerhafte Erfassung einer Störung zwischen dem Werkzeug T und dem Werkstück W zu verhindern. Wenn beispielsweise eine geschnittene Fläche Sp, die durch Durchlaufen eines geschätzten Pfads auf der Grundlage der berechneten Vorrückpositionen Pb2 auf dem aktuellen Befehlspfad 2, die der Zeit t2_N und der Zeit t2_N+1 entsprechen, bestimmt wird, gleich oder kleiner als die Fläche S in dem ungeschnittenen Bereich R ist, der durch die Berechnungseinheit 16 für den ungeschnittenen Bereich erfasst wird, bestimmt die Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2, dass der aktuelle Befehlspfad 2 durch den ungeschnittenen Bereich R verlaufen soll. In diesem Fall führt die Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2 keine Störungsüberprüfung zwischen dem Werkzeug T und dem Werkstück W durch. Wie in 10 gezeigt, kann die geschnittene Fläche Sp eine Fläche pro Einheitslänge sein, die durch Dividieren eines Schneidevolumens V durch eine Länge L bestimmt wird. Alternativ kann die geschnittene Fläche Sp ein Durchschnitt der Flächen pro Einheitslänge sein. Die Fläche S kann unter Berücksichtigung einer Werkzeugform kompensiert bzw. ausgeglichen werden.
Im Nachfolgenden wird ein Interferenzüberprüfungsvorgang durch eine Interferenzüberwachungsvorrichtung 100 gemäß der zweiten Ausführungsform mit Bezug auf 7 beschrieben. 7 zeigt ein Flussdiagramm, das den Interferenzüberprüfungsvorgang durch die Interferenzüberwachungsvorrichtung 100 gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
Wie in dem zuvor beschriebenen Schritt S11 berechnet die Vorrückpositionsberechnungseinheit 15 die Vorrückposition Pb1 auf dem Befehlspfad 1, die jeweils der Zeit t1_N und der Zeit t1_N+1 entspricht, auf der Grundlage der aktuellen Position eines beweglichen Teils, einer festgelegten und berechneten Vorrückzeitdauer, den Vorschau-Blockbefehlsdaten 21 und einem Überbrückungswert (%), der durch die Vorschubgeschwindigkeits-Überbrückungsbefehlseinheit 4 eingegeben wird, um eine vorbestimmte Zeitdauer voraus (S11) (siehe 8). Anschließend berechnet die Berechnungseinheit 16 für den ungeschnittenen Bereich, wie in 8 und 9 gezeigt, einen Fehler zwischen der geschätzten Form des bearbeiteten Teils des Werkstücks W in der Zeichnung (beispielsweise eine gestrichelte Linie in einer Geraden zwischen den Vorrückpositionen Pb1) und einer tatsächlichen Form des bearbeiteten Teils des Werkstücks W nach der Bearbeitung (beispielsweise eine durchgezogene Linie entlang der Befehlsendpunkte Pa1) als den ungeschnittenen Bereich R in der geschätzten Form des bearbeiteten Teils des Werkstücks W in der Zeichnung und berechnet die Fläche S in dem ungeschnittenen Bereich R (S22).
Anschließend berechnet die Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2 die geschnittene Fläche Sp entlang des geschätzten Pfads auf der Grundlage der berechneten Vorrückpositionen Pb2 auf dem aktuellen Befehlspfad 2, die der Zeit t2_N und der Zeit t2_N+1 entsprechen (S23). Die Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2 bestimmt, ob die berechnete geschnittene Fläche Sp gleich oder kleiner als die Fläche S in dem ungeschnittenen Bereich R ist, der von der Berechnungseinheit 16 für den ungeschnittenen Bereich erfasst wurde (S24).
Ist die geschnittene Fläche Sp gleich oder kleiner als die Fläche S, bestimmt die Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2, dass die aktuelle Bearbeitung in dem ungeschnittenen Bereich R durchgeführt wird, und die Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2 führt keine Überprüfung einer Störung zwischen dem Werkzeug T und dem Werkstück durch und gibt keinen Achsenstoppbefehl an die Bewegungsbefehlsausgabeeinheit 12 aus. In diesem Fall gibt die Bewegungsbefehlsausgabeeinheit 12 verteilte Hübe aus (S15), führt die Beschleunigungs-/Bremsverarbeitungseinheit 13 eine Beschleunigungs-/Bremsverarbeitung durch und gibt die Servo-Steuereinheit 14 einen Befehl zum Antreiben des Servomotors 3 aus.
Ist die geschnittene Fläche Sp größer als die Fläche S, bestimmt die Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2, dass die aktuelle Bearbeitung in einem anderen Bereich als dem ungeschnittenen Bereich R durchgeführt wird. Dann überprüft die Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2 eine Störung zwischen dem Werkzeug T und dem Werkstück W an der Vorrückposition Pb2. Ist ein Schneidevolumen gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert (wenn JA in S16), gibt die Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2 einen Achsenstoppbefehl an die Bewegungsbefehlsausgabeeinheit 12 aus. In Erwiderung darauf stoppt die Bewegungsbefehlsausgabeeinheit 12 die Ausgabe eines Bewegungsbefehls (S17), um den Befehl zum Antreiben des Servomotors 3 zu beenden. Wenn die Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2 als Ergebnis der Durchführung einer Störungsüberprüfung zwischen dem Werkzeug T und dem Werkstück W an den Vorrückpositionen Pb2 bestimmt, dass das Schneidevolumen kleiner als der vorbestimmte Wert ist (wenn NEIN in S16), gibt die Interferenzüberprüfungsvorrichtung 2 keinen Achsenstoppbefehl an die Bewegungsbefehlsausgabeeinheit 12 aus. In Erwiderung darauf wird der vorangehende Prozess in Schritt S15 durchgeführt. Der vorangehende Vorgang wird für jeden Block in dem Programm und in jedem Verteilungszyklus wiederholt.
Wie zuvor beschrieben, kann die numerische Steuerung 1 der zweiten Ausführungsform vergleichbare Vorteile die erste Ausführungsform erzielen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die zuvor beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und es können verschiedene Änderungen und Modifikationen an der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden. Beispielsweise wurde in den vorstehenden Ausführungsformen eine Werkzeugmaschine beschrieben, die ein Werkzeug bewegt. Die Merkmale der vorliegenden Erfindung sollten sich jedoch nicht auf diese Werkzeugmaschine beschränken, sondern gelten auch für eine Werkzeugmaschine, die ein Werkstück bewegt.
Die in den vorstehenden Ausführungsformen beschriebene Interferenzüberwachungsvorrichtung 100 überprüft eine Störung zwischen einem Werkzeug und einem Werkstück in einer Werkzeugmaschine. Die Merkmale der vorliegenden Erfindung beschränken sich jedoch nicht auf diese Werkzeugmaschine, sondern gelten auch für eine Interferenzüberwachungsvorrichtung, die Störungen zwischen Werkzeugen und Werkstücken in verschiedenen Maschinentypen, wie beispielsweise Industriemaschinen oder Industrierobotern, überprüft.

1: Numerische Steuerung
2: Interferenzüberprüfungsvorrichtung (Störungsüberprüfungsvorrichtung)
3: Servomotor
4: Befehlseinheit für die Übersteuerung der Vorschubgeschwindigkeit
10: Befehlsanalyseeinheit
11: Verteilungsverarbeitungseinheit
12: Bewegungsbefehlsausgabeeinheit
13: Beschleunigungs-/Bremsverarbeitungseinheit
14: Servo-Steuereinheit
15: Vorrückpositionsberechnungseinheit
16: Berechnungseinheit für ungeschnittenen Bereich
20: Programm
21: Vorschau-Blockbefehlsdaten
100: Interferenzüberwachungsvorrichtung

Claims

Interferenzüberwachungsvorrichtung (100), die eine Überprüfung der Störung zwischen einem Werkzeug und einem Werkstück in einer Maschine durchführt, um eine vorbestimmte Bearbeitung des Werkstücks durchzuführen, während das Werkzeug und das Werkstück auf der Grundlage eines Programms relativ zueinander bewegt werden, wobei die Interferenzüberwachungsvorrichtung (100) umfasst: eine Vorrückpositionsberechnungseinheit (15), die auf der Grundlage des Programms eine Vorrückposition des Werkzeugs oder des Werkstücks um eine vorbestimmte Zeitdauer voraus berechnet; eine Interferenzüberprüfungseinheit (2), die eine geschätzte Form eines bearbeiteten Teils des Werkstücks nach der Bearbeitung auf der Grundlage der Vorrückposition zeichnet und die Störungsüberprüfung auf der Grundlage der geschätzten Form des bearbeiteten Teils des Werkstücks in der Zeichnung durchführt; und eine Berechnungseinheit (16) für einen ungeschnittenen Bereich, die einen Fehler zwischen der geschätzten Form des bearbeiteten Teils des Werkstücks in der Zeichnung und einer tatsächlichen Form des bearbeiteten Teils des Werkstücks nach der Bearbeitung als ungeschnittenen Bereich in der geschätzten Form des bearbeiteten Teils des Werkstücks in der Zeichnung berechnet, wobei die Interferenzüberprüfungseinheit (2) keine Störungsüberprüfung im ungeschnittenen Bereich durchführt.
Interferenzüberwachungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei die Berechnungseinheit (16) für den ungeschnittenen Bereich eine maximale Breite im ungeschnittenen Bereich berechnet, und wenn eine Versatzbreite zwischen einem geschätzten Pfad auf der Grundlage einer Vorrückposition auf einem letzten Befehlspfad und einem geschätzten Pfad auf der Grundlage einer Vorrückposition auf einem aktuellen Befehlspfad gleich oder kleiner als die maximale Breite in dem ungeschnittenen Bereich ist, bestimmt die Interferenzüberprüfungseinheit (2), dass der aktuelle Befehlspfad durch den ungeschnittenen Bereich verlaufen soll und führt keine Störungsüberprüfung durch.
Interferenzüberwachungsvorrichtung (100) nach Anspruch 2, wobei die Berechnungseinheit (16) für den ungeschnittenen Bereich Bewegungsrichtungsvektoren via von eine berechnete Vorrückposition, die der Zeit t_N entspricht, zu einer Vielzahl von Befehlspositionen berechnet und einen Bewegungsrichtungsvektor vib von der berechneten Vorrückposition, die der Zeit t_N entspricht, zu einer berechneten Vorrückposition, die der Zeit t_N+1 entspricht, berechnet, wobei die mehreren Befehlspositionen Befehlspositionen zwischen der berechneten Vorrückposition, die der Zeit t_N entspricht, und der berechneten Vorrückposition, die der Zeit t_N+1 entspricht, sind, die Berechnungseinheit (16) für den ungeschnittenen Bereich den Bewegungsrichtungsvektor vib in einen Einheitsvektor umwandelt, die Berechnungseinheit (16) für den ungeschnittenen Bereich den Absolutwert des äußeren Produkts des Einheitsvektors und jedes Bewegungsrichtungsvektors via berechnet, wodurch eine Normalrichtungsversatzbreite jedes Bewegungsrichtungsvektors via zum Bewegungsrichtungsvektor vib erhalten wird, und die Berechnungseinheit (16) für den ungeschnittenen Bereich ein Maximum der Versatzbreiten als die maximale Breite im ungeschnittenen Bereich definiert.
Interferenzüberwachungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei die Berechnungseinheit (16) für den ungeschnittenen Bereich eine Fläche im ungeschnittenen Bereich berechnet, und wenn eine Fläche der aktuellen Bearbeitung gleich oder kleiner als die Fläche im ungeschnittenen Bereich ist, bestimmt die Interferenzüberprüfungseinheit (2), dass die aktuelle Bearbeitung im ungeschnittenen Bereich durchgeführt wird und führt keine Störungsüberprüfung durch.
Interferenzüberwachungsvorrichtung (100) nach Anspruch 4, wobei die Berechnungseinheit (16) für den ungeschnittenen Bereich Bewegungsrichtungsvektoren vi von einer berechneten Vorrückposition, die der Zeit t_N entspricht, zu mehreren Befehlspositionen berechnet und einen Bewegungsrichtungsvektor vi von der berechneten Vorrückposition, die der Zeit t_N entspricht, zu einer berechneten Vorrückposition, die der Zeit t_N+1 entspricht, berechnet, wobei die mehreren Befehlspositionen Befehlspositionen zwischen der berechneten Vorrückposition, die der Zeit t_N entspricht, und der berechneten Vorrückposition, die der Zeit t_N+1 entspricht, sind, die Berechnungseinheit (16) für den ungeschnittenen Bereich eine Fläche si in einem Bereich erhält, der von dem Bewegungsrichtungsvektor vi und einem benachbarten Bewegungsrichtungsvektor vi+1 umgeben ist, und die Berechnungseinheit (16) für den ungeschnittenen Bereich die Gesamtsumme der Flächen si von der Zeit t_N bis zur Zeit t_N+1 als die Fläche in dem ungeschnittenen Bereich definiert.