DE112011105627T5

DE112011105627T5 - Bearbeitungsprogramm-Erschaffungsvorrichtung , Numerische Steuerung-Vorrichtung , Bearbeitungssystem, Bearbeitungsprogramm- Erschaffungsverfahren , Numerische Steuerung-Verfahren , und Bearbeitungsprogramm

Info

Publication number: DE112011105627T5
Application number: DE112011105627.3T
Authority: DE
Inventors: c/o Mitsubishi Electric Corpora Tsuda Takeshi; Mitsubishi Electric Corporatio Kumazawa Tsuyoshi; c/o DMG MORT SEIKT CO. LTD. Wakizaka Munetaka
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; DMG Mori Seiki Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; DMG Mori Co Ltd
Priority date: 2011-09-15
Filing date: 2011-09-15
Publication date: 2014-08-28
Also published as: US20140214193A1; JP5208325B1; TW201312308A; TWI512417B; DE112011105627T8; WO2013038543A1; CN103797430A; CN103797430B; US9678500B2; JPWO2013038543A1

Abstract

Ein Bearbeitungssystem enthält eine Bearbeitungsprogramm-Erschaffungsvorrichtung (2) mit einer Bewegungsbefehl-Erzeugungseinheit (21), die ausgestaltet ist zum Erzeugen eines Bewegungsbefehls, und einer Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl-Erzeugungseinheit (22), die ausgestaltet ist zum Erzeugen, auf Grundlage im Voraus gesetzter mechanischer Dynamikeigenschaften, eines Beschleunigung-Verlangsamung-Befehls (26) entsprechend zu jedem der Bewegungsbefehle (25) und zum Befehlen des erzeugten Beschleunigung-Verlangsamung-Befehls (26) in einem Block, der derselbe ist wie ein Block des Bewegungsbefehls (25), mit Verwendung eines numerischen Wertes, und einer Numerische-Steuerung-Vorrichtung mit einer Positionsbefehl-Erzeugungseinheit, die ausgestaltet ist zum Speichern eines Bearbeitungsprogramms, hinzugefügt mit dem Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl (26), der in einem Block befohlen worden ist, der derselbe ist wie ein Block des Bewegungsbefehls (25), durch einen numerischen Wert, Erzeugen eines Positionsbefehls auf Grundlage des Bewegungsbefehls und des Beschleunigung-Verlangsamung-Befehls (26), und Ausgeben des erzeugten Bewegungsbefehls an eine Antriebsvorrichtung der Werkzeugmaschine. Deshalb ist es möglich, den Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl (26) für jeden der Bewegungsbefehle mit Verwendung eines numerischen Wertes fein zu befehlen und eine feine und flexible Operation der Werkzeugmaschine entsprechend einer Bearbeitung zu realisieren.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bearbeitungsprogramm-Erschaffungsvorrichtung, die ein Bearbeitungsprogramm zum Befehlen der Operation einer Werkzeugmaschine erschafft, eine Numerische-Steuerung-Vorrichtung, die die Operation der Werkzeugmaschine auf Grundlage des in dem Bearbeitungsprogramm beschriebenen Befehls steuert, und ein Bearbeitungssystem mit der Bearbeitungsprogramm-Erschaffungsvorrichtung und der Numerische-Steuerung-Vorrichtung, oder Verfahren für die Bearbeitungsprogramm-Erschaffungsvorrichtung und die Numerische-Steuerung-Vorrichtung.
Hintergrund
In einem konventionellen Bearbeitungssystem erschafft eine durch ein CAM dargestellte Bearbeitungsprogramm-Erschaffungsvorrichtung ein Bearbeitungsprogramm auf Grundlage einer Materialform, einer Produktform, eines Werkzeugs oder dergleichen, um eine erwünschte maschinelle Bearbeitung durchzuführen, und eine Numerische-Steuerung-Vorrichtung steuert Wellen einer Werkzeugmaschine und führt eine maschinelle Bearbeitung auf Grundlage des Bearbeitungsprogramms durch. Im Allgemeinen werden eine Relativbewegungsroute eines Werkzeugs bezüglich eines Materials und eine(r) Befehlsgeschwindigkeit an das Bearbeitungsprogramm befohlen. Es gibt jedoch Grenzen hinsichtlich der Geschwindigkeit und Beschleunigung, mit denen die Werkzeugmaschine arbeiten kann. Beispielsweise gibt es in Abhängigkeit von Vorschubantriebssystemen und Aktuatoren der Wellen Begrenzungen in oberen Grenzwerten der Geschwindigkeiten und Beschleunigungen, mit denen die Wellen arbeiten können. Deshalb setzt die Numerische-Steuerung-Vorrichtung die oberen Grenzwerte der Geschwindigkeiten und der Beschleunigungen der Wellen im Voraus mit Berücksichtigung von Eigenschaften einer Maschine und führt eine Beschleunigung-Verlangsamung während einer maschinellen Bearbeitung so aus, dass die Geschwindigkeiten und die Beschleunigungen nicht Werte der gesetzten Parameter überschreiten.
Als ein in der Numerische-Steuerung-Vorrichtung verwendetes Beschleunigung-Verlangsamung-Verfahren gibt es im Allgemeinen eine Nach-Interpolation-Beschleunigung-Verlangsamung und eine Vor-Interpolation-Beschleunigung-Verlangsamung. Die erstgenannte ist ein Verfahren zum Glätten einer Position oder einer Geschwindigkeit für jede der Wellen mit Verwendung eines Tiefpassfilters oder dergleichen mit einem Problem darin, dass ein Trajektoriefehler während einer kleinen Schaltungsoperation oder bei einer Ecke auftritt. Andererseits ist das letztere ein Verfahren zum Durchführen einer Interpolation, nachdem eine Vorschubgeschwindigkeit beschleunigt oder verlangsamt wird, mit einem Vorteil, dass ein Trajektoriefehler nicht auftritt. Jedoch besteht bei dem letzteren ein Problem darin, dass, weil die Geschwindigkeiten der Wellen verlangsamt werden bei einem Eckabschnitt, der stetig sein soll, eine Verarbeitungszeit zunimmt oder, falls die Verlangsamung nicht stark bei dem Eckabschnitt angewendet wird, die Geschwindigkeiten der Wellen unstetig werden, und eine mechanische Vibration tendenziell veranlasst wird. Auf diese Weise haben beide Verfahren Vorteile und Nachteile. Deshalb ist es erforderlich, die Verfahren zweckgemäß zu verwenden gemäß einer Anwendung, die Verfahren parallel zu verwenden oder Parameter (Beschleunigung etc.) zum Einstellen von Graden einer Beschleunigung-Verlangsamung der Verfahren gemäß einer Bearbeitung einzustellen bzw. zu justieren. Deshalb gibt es ein Problem, weil dieses eine große Menge an Zeit und Arbeit in Anspruch nimmt und eine fortschrittliche fachgemäße Technik erfordert.
Zitierungsliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: Offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. H06-131029

Zusammenfassung
Technisches Problem
Als ein Verfahren zum Lösen solcher Probleme schaltet beispielsweise in Patentliteratur 1 eine Numerische-Steuerung-Vorrichtung automatisch die Beschleunigung der Vor-Interpolation-Beschleunigung-Verlangsamung für jede der Wellen. Mit diesem Verfahren wird die Beschleunigung gemäß einer in der Numerische-Steuerung-Vorrichtung im Voraus gesetzten festen Regel verändert. Deshalb hat das Verfahren ein Problem darin, dass es schwierig ist, vielfältige Arten einer maschinellen Bearbeitung zu bewältigen. Wenn beispielsweise ein Werkzeug in derselben Richtung bewegt wird, ist es in manchen Fällen wünschenswert, die Werkzeugmaschine zu veranlassen, mit einer unterschiedlichen Beschleunigung in Abhängigkeit von einer Bewegungsroute und einer Bewegungsgeschwindigkeit, Bewegungsform oder erforderlichen Genauigkeit zu arbeiten. Die konventionelle Technologie zum Verändern der Beschleunigung gemäß der festen Regel kann solch einen Fall nicht bewältigen.
Patentliteratur 1 offenbart außerdem ein Verfahren zum Befehlen, in einem Bearbeitungsprogramm, eines Umschaltens der Beschleunigung mit Verwendung eines M-Codes, der in demselben Block befohlen worden ist wie/als ein Bewegungsbefehl, um eine Beschleunigung aus einer Vielzahl von im Voraus in einer Numerische-Steuerung-Vorrichtung registrierten Beschleunigungen auszuwählen, und eines Umschaltens der Beschleunigung. Mit diesem Verfahren ist es möglich, von dem Bearbeitungsprogramm das Umschalten der Beschleunigung bezüglich des Bewegungsbefehls flexibel durchzuführen. Weil jedoch die Anzahl von M-Codes begrenzt ist, gibt es ein Problem darin, dass ein Feinbefehl nicht ausgestellt werden kann, und ein Problem darin, dass, weil die Beschleunigung via den M-Code befohlen wird, die Beschleunigung nicht einen numerischen Wert darstellen kann, und es schwierig ist, sie intuitiv zu kennen.
Gemäß der konventionellen Steuerung der mit Verwendung des M-Code durchgeführten Beschleunigung-Verlangsamung gibt es ferner immer noch keine Lösung bezüglich dessen, wie ein optimaler Wert einer Beschleunigung-Verlangsamung-Zeitkonstante bestimmt wird beim Erschaffen eines Bearbeitungsprogramms. Es ist wahrscheinlich, dass die Beschleunigung-Verlangsamung-Zeitkonstante, die üblicherweise in der Numerische-Steuerung-Vorrichtung als ein optimaler Wert gesetzt wird, der an eine Maschine angepasst ist, achtlos geändert wird zu einem unzweckmäßigen Wert in dem Bearbeitungsprogramm. Dies ist ein Problem, weil eine Operationsstörung der Maschine erlitten wird. Obwohl die oben erläuterte, verwandte Technik die Beschleunigung-Verlangsamung-Zeitkonstante ändern kann, enthält die verwandte Technik nämlich kein Verfahren zum Bestimmen der Beschleunigung-Verlangsamung-Zeitkonstante und ein Verfahren zum, wenn ein falscher Wert gesetzt ist/wird, Begrenzendes Wertes, der nicht verwendet werden soll. Deshalb kann die Beschleunigung-Verlangsamung-Zeitkonstante tatsächlich nicht fein für jeden der Bewegungsbefehle befohlen werden. Die verwandte Technik ist in der Praxis unzureichend.
Die vorliegende Erfindung ist angesichts des Obigen hergeleitet worden, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung bereitzustellen: ein Bearbeitungsprogramm, das es möglich macht, eine Beschleunigung-Verlangsamung für jeden von Bewegungsbefehlen von einem Bearbeitungsprogramm mit Verwendung eines numerischen Wertes fein zu befehlen, eine Erschaffungsvorrichtung für das Bearbeitungsprogramm; eine Numerische-Steuerung-Vorrichtung, die ein Bearbeitungsprogramm speichert, das hinsichtlich einer Beschleunigung-Verlangsamung fein befohlen worden ist, durch einen numerischen Wert, für jeden von Bewegungsbefehlen, und veranlasst eine Werkzeugmaschine auf Grundlage des Bearbeitungsprogramms zu arbeiten; und ein Bearbeitungssystem mit der Bearbeitungsprogramm-Erschaffungsvorrichtung und der Numerische-Steuerung-Vorrichtung.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bearbeitungssystem bereitzustellen, das, zusätzlich zu dem Befehl bezüglich einer Beschleunigung-Verlangsamung, dem Bearbeitungsprogramm befehlen kann, den Nahbereich des Endes eines vorbestimmten Bewegungsbefehls und den Nahbereich des Starts des dem Befehl folgenden nächsten Bewegungsbefehls zu überlagern, einen Freiheitsgrad einer Operation zu erhöhen, der/die von dem Bearbeitungsprogramm gesteuert werden kann, und eine zweckgemäßere Bearbeitung durchzuführen.
Lösung des Problems
Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen und die Aufgaben zu erreichen, ist eine Bearbeitungsprogramm-Erschaffungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Bearbeitungsprogramm-Erschaffungsvorrichtung für eine Werkzeugmaschine, die ein Bearbeitungsprogramm mit Bewegungsbefehlen für Wellen der Werkzeugmaschine erschafft. Die Bearbeitungsprogramm-Erschaffungsvorrichtung enthält: eine Bewegungsbefehl-Erzeugungseinheit, die ausgestaltet ist zum Erzeugen des Bewegungsbefehls auf Grundlage einer Bearbeitungsinformation; und eine Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl-Erzeugungseinheit, die ausgestaltet ist zum Erzeugen, auf Grundlage im Voraus gesetzter mechanischer Dynamikeigenschaften, eines Beschleunigung-Verlangsamung-Befehls entsprechend zu jedem der Bewegungsbefehle und zum Befehlen des Beschleunigung-Verlangsamung-Befehls in einem Block, der derselbe ist wie ein Block des erzeugten Bewegungsbefehls, mit Verwendung eines numerischen Wertes.
Eine Numerische-Steuerung-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Numerische-Steuerung-Vorrichtung, die ein Bearbeitungsprogramm liest und eine Werkzeugmaschine veranlasst, auf Grundlage eines dem Bearbeitungsprogramm befohlenen Bewegungsbefehls zu arbeiten. Die Numerische-Steuerung-Vorrichtung enthält eine Bewegungsbefehl-Erzeugungseinheit, die ausgestaltet ist zum Speichern eines Bearbeitungsprogramms, hinzugefügt mit dem Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl, der in einem Block befohlen worden ist, der derselbe ist wie ein Block des Bewegungsbefehls, durch einen numerischen Wert, zum Erzeugen eines Positionsbefehls auf Grundlage des Bewegungsbefehls und des Beschleunigung-Verlangsamung-Befehls und zum Ausgeben des erzeugten Positionsbefehls an eine Antriebsvorrichtung der Werkzeugmaschine.
Ein Bearbeitungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Bearbeitungssystem, das ein Bearbeitungsprogramm mit Bewegungsbefehlen für Wellen einer Werkzeugmaschine erschafft und die Werkzeugmaschine veranlasst, auf Grundlage des dem Bearbeitungsprogramm befohlenen Bewegungsbefehls zu arbeiten. Das Bearbeitungssystem enthält eine Bearbeitungsprogramm-Erschaffungsvorrichtung und eine Numerische-Steuerung-Vorrichtung. Die Bearbeitungsprogramm-Erschaffungsvorrichtung enthält: eine Bewegungsbefehl-Erzeugungseinheit, die ausgestaltet ist zum Erzeugen des Bewegungsbefehls auf Grundlage einer Bearbeitungsinformation; und eine Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl-Erzeugungseinheit, die ausgestaltet ist zum Erzeugen, auf Grundlage im Voraus gesetzter mechanischer Dynamikeigenschaften, eines Beschleunigung-Verlangsamung-Befehls entsprechend zu jedem der Bewegungsbefehle und zum Befehlen des erzeugten Beschleunigung-Verlangsamung-Befehls in einem Block, der derselbe ist wie ein Block des Bewegungsbefehls, mit Verwendung eines numerischen Wertes. Die Numerische-Steuerung-Vorrichtung enthält: eine Bewegungsbefehl-Erzeugungseinheit, die ausgestaltet ist zum Speichern eines Bearbeitungsprogramms, dem der Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl hinzugefügt worden ist, befohlen in einem Block, der derselbe ist wie ein Block des Bewegungsbefehls, durch einen numerischen Wert, Erzeugen eines Positionsbefehls auf Grundlage des Bewegungsbefehls und des Beschleunigung-Verlangsamung-Befehls und Ausgeben des erzeugten Bewegungsbefehls an eine Antriebsvorrichtung der Werkzeugmaschine.
Ein Bearbeitungsprogramm-Erschaffungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Bearbeitungsprogramm-Erschaffungsverfahren für eine Werkzeugmaschine zum Erschaffen eines Bearbeitungsprogramms mit Bewegungsbefehlen für Wellen einer Werkzeugmaschine. Das Bearbeitungsprogramm-Erschaffungsverfahren enthält: Erzeugen des Bewegungsbefehls auf Grundlage einer Bearbeitungsinformation; und Erzeugen, auf Grundlage im Voraus gesetzter mechanischer Dynamikeigenschaften, eines Beschleunigung-Verlangsamung-Befehls entsprechend zu jedem der Bewegungsbefehle und Befehlen des Beschleunigung-Verlangsamung-Befehls in einem Block, der derselbe ist wie ein Block des erzeugten Bewegungsbefehls, mit Verwendung eines numerischen Wertes.
Ein Numerische-Steuerung-Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Numerische-Steuerung-Verfahren zum Veranlassen einer Numerische-Steuerung-Vorrichtung, ein Bearbeitungsprogramm zu lesen, und zum Veranlassen einer Werkzeugmaschine, auf Grundlage eines Bewegungsbefehls zu arbeiten, der dem gelesenen Bearbeitungsprogramm befohlen worden ist. Das Numerische-Steuerung-Verfahren enthält: Veranlassen der Numerische-Steuerung-Vorrichtung, ein Bearbeitungsprogramm, hinzugefügt mit dem Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl, befohlen in einem Block, der derselbe ist wie ein Block des Bewegungsbefehls, durch einen numerischen Wert, zu speichern; Veranlassen der Numerische-Steuerung-Vorrichtung einen Positionsbefehl auf Grundlage des Bewegungsbefehls und des Beschleunigung-Verlangsamung-Befehls zu erzeugen; und Veranlassen der Numerische-Steuerung-Vorrichtung, den erzeugten Bewegungsbefehl an eine Antriebsvorrichtung der Werkzeugmaschine auszugeben, um die Werkzeugmaschine zum Arbeiten zu veranlassen.
Ein Bearbeitungsprogramm gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Bearbeitungsprogramm für eine Werkzeugmaschine, der Bewegungsbefehle für Wellen der Werkzeugmaschine befohlen werden. Das Bearbeitungsprogramm wird durch eine Numerische-Steuerung-Vorrichtung gelesen und durch die Numerische-Steuerung-Vorrichtung ausgeführt, um die Werkzeugmaschine zum Arbeiten zu veranlassen. Ein Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl entsprechend zu jedem der Bewegungsbefehle wird in einem Block befohlen, der derselbe ist wie ein Block des Bewegungsbefehls, durch einen numerischen Wert.
Der ”Block” ist eine Einheit einer Befehlgruppe, die zu einer Zeit gelesen und gleichzeitig in zahlreichen Befehlen verarbeitet worden ist, die sequenziell von dem Bearbeitungsprogramm gelesen worden sind, das/der in einer Speicherungseinheit der Numerische-Steuerung-Vorrichtung gespeichert ist/wird und durch eine Arithmetikeinheit verarbeitet wird. Im Allgemeinen gibt der ”Block” eine Region mit einer Vielzahl von Befehlgruppen an, die durch Ende-von-Blöcken demarkiert sind. Unter einer Vielzahl von Befehlen in einem Block konfiguriert ein Satz einer vorbestimmten Befehlgruppe einen Bewegungsbefehl zum Bewegen eines Werkzeugs einer Werkzeugmaschine. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein dem Bewegungsbefehl entsprechender Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl durch einen numerischen Wert in demselben Block zusammen mit dem Bewegungsbefehl befohlen.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt die Bearbeitungsprogramm-Erschaffungsvorrichtung einen Bewegungsbefehl für jeden von Blöcken; erzeugt auf Grundlage mechanischer Dynamikeigenschaften einen Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl entsprechend zu jedem Bewegungsbefehl; und befiehlt den Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl in demselben Block zusammen mit dem Bewegungsbefehl mit Verwendung eines numerischen Wertes. Die Numerische-Steuerung-Vorrichtung erzeugt einen Positionsbefehl auf Grundlage des Bewegungsbefehls und des Beschleunigung-Verlangsamung-Befehls und veranlasst Wellen einer Werkzeugmaschine zu arbeiten. Deshalb gibt es eine Wirkung, dass es möglich ist, eine flexible Operation der Werkzeugmaschine entsprechend einer Feinbearbeitung zu realisieren.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm einer schematischen Ausgestaltung eines Bearbeitungssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
2 ist ein Blockdiagramm der detaillierten Ausgestaltung einer Bearbeitungsprogramm-Erschaffungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein Blockdiagramm der detaillierten Ausgestaltung einer Numerische-Steuerung-Vorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist ein Diagramm eines Flussdiagramms zum Erläutern der schematischen Operation des Bearbeitungssystems gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 ist ein Diagramm eines Flussdiagramms zum Erläutern der detaillierten Operation von SCHRITT 11 in 4 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 ist ein Diagramm eines Flussdiagramms zum Erläutern der detaillierten Operation von SCHRITT 12 in 4 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 ist ein Diagramm eines Beispiels eines Bearbeitungsprogramms gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8 ist ein Diagramm eines zweiten Beispiels des Bearbeitungsprogramms gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
9 ist ein Diagramm einer Bearbeitungstrajektorie gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
10 ist ein Diagramm eines Graphs einer Geschwindigkeitswellenform gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung der Ausführungsformen
Eine Ausführungsform einer Bearbeitungsprogramm-Erschaffungsvorrichtung, einer Numerische-Steuerung-Vorrichtung, eines Bearbeitungssystems, eines Bearbeitungsprogramm-Erschaffungsverfahrens, eines Numerische-Steuerung-Verfahrens und eines Bearbeitungsprogramms gemäß der vorliegenden Erfindung wird unten im Detail auf Grundlage der Zeichnungen erläutert. Man beachte, dass die vorliegende Erfindung nicht durch diese Ausführungsform beschränkt wird.
Ausführungsform
1 ist ein Blockdiagramm der schematischen Ausgestaltung eines Bearbeitungssystems gemäß einer Ausführungsform. In der Figur bezeichnet Bezugszeichen 1 das Bearbeitungssystem, das eine Bearbeitungsprogramm-Erschaffungsvorrichtung 2 und eine Numerische-Steuerung-Vorrichtung (NC) 3 enthält. Die Bearbeitungsprogramm-Erschaffungsvorrichtung 2 erschafft ein Bearbeitungsprogramm 5 auf Grundlage einer von außen eingegebenen Bearbeitungsinformation 4. Die Numerische-Steuerung-Vorrichtung 3 erzeugt einen Positionsbefehl 6 bei jedem Moment einer nicht-gezeigten Werkzeugmaschine auf Grundlage des Bearbeitungsprogramms 5 und gibt den Positionsbefehl 6 an eine Antriebsvorrichtung (eine Servosteuerungsvorrichtung) 7 der Werkzeugmaschine ein, um jede der Wellen der Werkzeugmaschine zu bewegen und eine vorbestimmte Bearbeitung durchzuführen. Die Bearbeitungsinformation 4 referenziert bzw. verweist auf einen Satz einer Information, der erforderlich ist zum Bestimmen der Bewegung der Maschine beim Durchführen der erwünschten maschinellen Bearbeitung, so wie ein Material (eine Form, Qualität und dergleichen des Materials), eine Produktform, ein Werkzeug in Verwendung (ein Werkzeug, Qualität und dergleichen), ein Bearbeitungsverfahren, ein Bearbeitungsmuster, eine Bearbeitungsbedingung und eine erforderliche Genauigkeit.
2 ist ein Blockdiagramm der detaillierten Ausgestaltung der in 1 gezeigten Bearbeitungsprogramm-Erschaffungsvorrichtung 2. In der Figur bezeichnet. Bezugszeichen 21 eine Bewegungsbefehl-Erzeugungseinheit, bezeichnet 22 eine Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl-Erzeugungseinheit, bezeichnet 23 eine Überlagerungsbefehleinheit, bezeichnet 24 mechanische Dynamikeigenschaften, bezeichnet 25 einen Bewegungsbefehl, bezeichnet 26 einen Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl und bezeichnet 27 einen Überlagerungsbefehl. Der Bewegungsbefehl 25 und der Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl 26 und vorzugsweise der Überlagerungsbefehl 27 werden dem Bearbeitungsprogramm 5 jeweils durch die Bewegungsbefehl-Erzeugungseinheit 21 und die Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl-Erzeugungseinheit 22 und bevorzugt die Überlagerungsbefehleinheit 23 befohlen. Die Bewegungsbefehl-Erzeugungseinheit 21 berechnet auf Grundlage der Bearbeitungsinformation 4 die Bewegung eines Werkzeugs bezüglich eines Materials (Werkstück) zum maschinellen Bearbeiten einer erwünschten Produktform; und befiehlt die Bewegung des Werkzeugs an das Bearbeitungsprogramm als den Bewegungsbefehl 25. Der Bewegungsbefehl 25 ist ein Befehl zum Durchführen der Bewegung des Werkzeugs und enthält wenigstens eine Befehlroute und eine Befehlgeschwindigkeit. Die Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl-Erzeugungseinheit 22 berechnet aus der Bewegungsgeschwindigkeit 25 und den mechanischen Dynamikeigenschaften 24 einen Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl 26 zum Minimieren einer Bearbeitungszeit und befiehlt den Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl 26 an das Bearbeitungsprogramm 5.
Die mechanischen Dynamikeigenschaften 24 sind begrenzt, so dass der zu erzeugende Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl 26 Daten in einem Bereich ist, in dem jede der Wellen der Maschine arbeiten kann (eine Ausgabe bzw. Abgabe durchführen kann). Die mechanischen Dynamikeigenschaften 24 sind wenigstens eine oder mehrere Vorgaben (die jeweils einen oberen Grenzwert und einen unteren Grenzwert haben) (D) von beispielsweise Geschwindigkeit, Beschleunigung, Drehmoment und einem elektrischem Strom. Ferner können die mechanischen Dynamikeigenschaften 24 eine beliebige Beziehung von Reaktionen enthalten, so wie eine Beziehung unter Reaktionen einer Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, elektrischem Strom und Drehmoment einer tatsächlichen Maschine auf Positionsbefehle für die Wellen der Werkzeugmaschine. Die Beziehung wird beispielsweise in Form einer Transferfunktion (eine Frequenzantwort) oder einer Bewegungsgleichung dargestellt. Die Beziehung kann in einer Beziehung von Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, elektrischem Strom und Drehmoment der tatsächlichen Maschine bezüglich beispielsweise einem Geschwindigkeitsbefehl oder einem Beschleunigungsbefehl dargestellt sein; aber nicht die Beziehung von Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, elektrischem Strom und Drehmoment der tatsächlichen Maschine bezüglich des Positionsbefehls. Die Position, die Geschwindigkeit und die Beschleunigung werden in eine Position durch ein Differential und Integral umgewandelt, falls ähnlich ein Beschleunigungsbefehl, ein Strombefehl, ein Drehmomentbefehl und ein Geschwindigkeitsbefehl integriert werden. Deshalb ist die Umwandlung einfach und kann einfach bewältigt werden.
Der Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl 26 ist ein Befehl zum Steuern einer Beschleunigung-Verlangsamung-Verarbeitung in der Numerische-Steuerung-Vorrichtung 3 von dem Bearbeitungsprogramm. Genauer genommen gibt der Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl 26 eine Beschleunigung, Verlangsamung, Verlangsamungsgeschwindigkeit bei dem Ende einer Befehlroute (ein Übergangsstück der Befehlroute und der nächsten Befehlroute), und ein Beschleunigungsmuster (beispielsweise eine lineare Beschleunigung-Verlangsamung oder eine S-förmige Beschleunigung-Verlangsamung) an.
Ferner kann in 2 die Überlagerungsbefehleinheit 23 den Überlagerungsbefehl 27 von dem Bewegungsbefehl 25, dem Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl 26 und einer erforderlichen Genauigkeit (enthalten in der Bearbeitungsinformation 4) erhalten; und kann den Überlagerungsbefehl 27 an das Bearbeitungsprogramm 5 befehlen. In Bewegungsbefehlen 25, die üblicherweise in der Reihenfolge von Befehlen an das Bearbeitungsprogramm 5 ausgeführt werden, ist der Überlagerungsbefehl 27 ein Befehl zum Befehlen eines Überlagerns einer zu überlagernden Distanz oder Zeit und eines Ausführens einer Vielzahl von Bewegungsbefehlen 25 mittels Starten, bevor ein gewisser Bewegungsbefehl 25 vollendet wird, des dem Bewegungsbefehl 25 folgenden, nächsten Bewegungsbefehls 25. Durch Durchführen dieser Überlagerung ist es möglich, eine Bearbeitungszeit des Bearbeitungsprogramms 5 mit der Vielzahl von Bewegungsbefehlen 25 zu reduzieren.
3 ist ein Blockdiagramm der detaillierten Ausgestaltung der in 1 abgebildeten Numerische-Steuerung-Vorrichtung 3. In der Figur bezeichnet Bezugszeichen 31 eine Beschleunigung-Verlangsamung-Bestimmungseinheit, bezeichnet 32 eine Positionsbefehl-Erzeugungseinheit, bezeichnet 33 tatsächliche mechanische Dynamikeigenschaften, bezeichnet 34 Beschleunigung-Verlangsamung-Daten, bezeichnet 35 einen Einstellungskoeffizienten und bezeichnet 36 eine Last. Die anderen Komponenten sind wie oben erläutert. Deshalb wird eine Erläuterung der anderen Komponenten weggelassen.
Die tatsächlichen mechanischen Dynamikeigenschaften 33 sind Daten eines Typs ähnlich zu den mechanischen Dynamikeigenschaften 24. Wohingegen die mechanischen Dynamikeigenschaften 24 jedoch in der Bearbeitungsprogramm-Erschaffungsvorrichtung 2 aufbewahrt werden und Nenndynamiken (Nennwerte normalerweise vermuteter Dynamiken) der Maschine sind; werden die tatsächlichen mechanischen Dynamikeigenschaften 33 in der Numerische-Steuerung-Vorrichtung 3 aufbewahrt und sind Daten, die die Dynamik ändern können durch Reflektieren bzw. Wiedergeben des Einstellungskoeffizienten (ein Einstellungssignal oder ein Einstellungsparameter) 35, der von einem Operator oder einer nicht-gezeigten anderen Steuerungsvorrichtung (ein Programmable Logic Controller (PLC) oder dergleichen) gegeben worden ist, in einer Arbeitsstätte, und der Last 36 (Belastungsgewicht, Trägheit, Motorstrom, Motortemperatur und dergleichen) der Maschine, akquiriert von der Antriebsvorrichtung 7 oder nicht-gezeigten Sensoren. Mittels Konfigurieren der wie oben beschriebenen tatsächlichen mechanischen Dynamikeigenschaften 33 können die tatsächlichen mechanischen Dynamikeigenschaften 33 besser an die tatsächliche Maschine angepasste mechanische Dynamikeigenschaften sein.
Wenn der Bewegungsbefehl 25 und der Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl 26 gegeben sind, wandelt die Beschleunigung-Verlangsamung-Bestimmungseinheit 31 den Bewegungsbefehl 25 und den Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl 26 in die Beschleunigung-Verlangsamung-Daten 34 um, die die Vorgaben der tatsächlichen mechanischen Dynamikeigenschaften 33 erfüllen, und berechnet die Beschleunigung-Verlangsamung-Daten 34. Die Beschleunigung-Verlangsamung-Daten 34 sind Daten zum Steuern einer durch die Positionsbefehl-Erzeugungseinheit 32 durchgeführten Beschleunigung-Verlangsamung.
Die Positionsbefehl-Erzeugungseinheit 32 führt eine Beschleunigung-Verlangsamung und Interpolation auf Grundlage des Bewegungsbefehls 25 und der Beschleunigung-Verlangsamung-Daten 34 durch; und erzeugt den Positionsbefehl 6.
Wenn der Überlagerungsbefehl 27 an das Bearbeitungsprogramm 5 befohlen wird; bestimmt die Beschleunigung-Verlangsamung-Bestimmungseinheit 31 außerdem, ob der befohlene Überlagerungsbefehl 27 ausführbar ist und den Überlagerungsbefehl 27 enthält, der ein Ergebnis der Bestimmung ist, in den Beschleunigung-Verlangsamung-Daten 34. Wenn der Überlagerungsbefehl 27 in den Beschleunigung-Verlangsamung-Daten 34 enthalten ist, startet die Positionsbefehl-Erzeugungseinheit 32 den folgenden Bewegungsbefehl gemäß dem Überlagerungsbefehl 27.
4 ist ein Diagramm eines Flussdiagramms zum Erläutern der schematischen Operation des Bearbeitungssystems in der vorliegenden Ausführungsform. In der Figur erschafft bei SCHRITT 11 das Bearbeitungssystem das Bearbeitungsprogramm 5 auf Grundlage der von außen eingegebenen Bearbeitungsinformation 4. Bei SCHRITT 12 erzeugt das Bearbeitungssystem den Positionsbefehl 6 zu jedem Moment der nicht-gezeigten Werkzeugmaschine gemäß dem bei SCHRITT 11 erschaffenen Bearbeitungsprogramm und gibt den Positionsbefehl 6 an die Antriebsvorrichtung (die Servosteuervorrichtung) 7 ein, um die Werkzeugmaschine zu betätigen und eine erwünschte Bearbeitung durchzuführen.
5 ist ein Diagramm eines Flussdiagramms zum Erläutern der detaillierten Operation bei SCHRITT 11 in 4. In der Figur erzeugt bei SCHRITT 21 das Bearbeitungssystem den Bewegungsbefehl 25 auf Grundlage der von außen eingegebenen Bearbeitungsinformation. Bei SCHRITT 22 erzeugt das Bearbeitungssystem den Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl 26. Bei SCHRITT 23 erzeugt das Bearbeitungssystem den Überlagerungsbefehl 27. Bei SCHRITT 21 berechnet die Bewegungsbefehl-Erzeugungseinheit 21 auf Grundlage der Bearbeitungsinformation 4 die Bewegung eines Werkzeugs bezüglich eines Materials (Werkstück) zum Bearbeiten einer erwünschten Produktform und befiehlt die Bewegung an das Bearbeitungsprogramm 5 als den Bewegungsbefehl 25 für jeden von Blöcken. Bei SCHRITT 22 berechnet die Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl-Erzeugungseinheit 22 den Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl 26 zum Minimieren einer Bearbeitungszeit aus dem Bewegungsbefehl 25 und den mechanischen Dynamikeigenschaften 24 der Blöcke und befiehlt den Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl 26 an das Bearbeitungsprogramm 5. Bei SCHRITT 23 berechnet die Überlagerungsbefehleinheit 23 den Überlagerungsbefehl 27 aus dem Bewegungsbefehl 25, dem Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl 26 und der erforderlichen Genauigkeit (in der Bearbeitungsinformation 4 enthalten) und befiehlt den Überlagerungsbefehl 27 an das Bearbeitungsprogramm 5.
6 ist ein Diagramm eines Flussdiagramms zum Erläutern der detaillierten Operation bei SCHRITT 12 in 4. In der Figur wandelt bei SCHRITT 31, wenn der Bewegungsbefehl 25 und der Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl 26 gegeben sind, die Beschleunigung-Verlangsamung-Bestimmungseinheit 31 den Bewegungsbefehl 25 und den Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl 26 in die Beschleunigung-Verlangsamung-Daten 34 um, die die Vorgaben der tatsächlichen mechanischen Dynamikeigenschaften 33 erfüllen, und berechnet die Beschleunigung-Verlangsamung-Daten 34. Falls der Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl 26 ausführbar ist (die Vorgaben der tatsächlichen mechanischen Dynamikeigenschaften 33 erfüllt), stimmen die Beschleunigung-Verlangsamung-Daten 34 mit dem Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl 26 überein. Falls der Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl 26 nicht-ausführbar ist (nicht die Vorgaben der tatsächlichen mechanischen Dynamikeigenschaften 33 erfüllt), wird ein im Voraus gesetzter Wert (ein Vorgabewert von Beschleunigung-Verlangsamung-Daten, gesetzt gemäß einem Parameter oder dergleichen) als die Beschleunigung-Verlangsamung-Daten 34 verwendet. Eine Ausführbarkeit wird betreffend den Überlagerungsbefehl 27 auf dieselbe Weise bestimmt. Wenn der Überlagerungsbefehl 27 an das Bearbeitungsprogramm 5 befohlen wird, bestimmt nämlich die Beschleunigung-Verlangsamung-Bestimmungseinheit 31 außerdem, ob der gegebene Überlagerungsbefehl 27 ausführbar ist. Wenn die Vorgaben der tatsächlichen mechanischen Dynamikeigenschaften 33 erfüllt werden, wenn das Bearbeitungssystem gemäß dem Überlagerungsbefehl 27 arbeitet, befiehlt die Beschleunigung-Verlangsamung-Bestimmungseinheit 31 den Überlagerungsbefehl 27 ebenso, während des Enthaltens des Überlagerungsbefehls 27 in den Beschleunigung-Verlangsamung-Daten 34. Wenn die Vorgaben nicht erfüllt sind, übernimmt die Beschleunigung-Verlangsamung-Bestimmungseinheit 31 nicht den befohlenen Überlagerungsbefehl 27 und enthält einen Wert, der im Voraus gesetzt worden ist (ein Vorgabewert eines Überlagerungsausmaßes, gesetzt gemäß einem Parameter oder dergleichen), oder 0 (keine Überlagerung) in den Beschleunigung-Verlangsamung-Daten als den Überlagerungsbefehl 27.
Bei SCHRITT 32 führt die Positionsbefehl-Erzeugungseinheit 32 eine Beschleunigung-Verlangsamung und Interpolation auf Grundlage des Bewegungsbefehls 25 und der Beschleunigung-Verlangsamung-Daten 34 durch und erzeugt den Positionsbefehl 6. Ein Interpolationsverfahren wird gemäß einer dem Bewegungsbefehl 25 befohlenen Befehlroute durchgeführt. Beispielsweise führt die Positionsbefehl-Erzeugungseinheit 32 die Interpolation gemäß einem Typ einer Route aus, so wie eine lineare Interpolation, eine zirkuläre Interpolation oder eine Spline-Interpolation. Wenn der Überlagerungsbefehl 27 in den Beschleunigung-Verlangsamung-Daten 34 enthalten ist, startet die Positionsbefehl-Erzeugungseinheit 32 den nächsten Bewegungsbefehl gemäß dem Überlagerungsbefehl 27.
Ein Beispiel des Bearbeitungsprogramms 5 ist in 7 gezeigt. In Zeilen befohlene bzw. angeordnete Befehlgruppen geben einen Bewegungsbefehl für Blöcke an (in diesem Beispiel vier Blöcke). N stellt eine Sequenznummer dar, G1 stellt eine lineare Interpolation dar, X und Y stellen Koordinatenwerte der X-Achse bzw. der Y-Achse dar, A stellt eine Beschleunigung dar, D stellt eine Verlangsamung dar, C stellt ein Überlagerungsausmaß dar, V stellt eine Verlangsamungsgeschwindigkeit bei dem Ende dar, und F stellt die Vorschubgeschwindigkeit dar. Ein G-Befehl, die Koordinatenwerte X und Y und ein F-Befehl sind eine Befehlgruppe, die einen Bewegungsbefehl begründen. Die vorliegende Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass Beschleunigung-Verlangsamung-Befehle (ein A-Befehl, ein D-Befehl und V-Befehl) und ein C-Befehl zum Bezeichnen eines Überlagerungsausmaßes in demselben Block als der Bewegungsbefehl befohlen werden.
In diesem Beispiel sind wie oben erläutert die Blöcke Teilabschnitte, die jeweils in einer Zeile beschrieben sind. Üblicherweise ist der Block ein Teilabschnitt einer Region, die mit einer Sequenznummer startet und mit einem Ende-von-Block endet (weggelassen in 7 und 8). Im Allgemeinen wird ein Bearbeitungsprogramm einer Numerische-Steuerung-Vorrichtung gemäß einer Operationsprozedur eines Interpreter genannten Programms verarbeitet. Im Grunde genommen wird, nachdem ein Block gelesen und verarbeitet wird, der nächste Block gelesen (für den Zweck der Interpolation oder dergleichen können manchmal einige Blöcke im Voraus gelesen werden). Man beachte, dass, selbst falls eine Numerische-Steuerung-Vorrichtung vorhanden ist, die von der Numerische-Steuerung-Vorrichtung in der vorliegenden Ausführungsform unterschiedlich ist, in der das Wort ”Block” nicht verwendet wird, falls es eine Einheit mit einem Bewegungsbefehl (Befehlgruppe) gibt und zu einer Zeit gelesen und verarbeitet wird, der Block die Einheit (Region) angibt.
Beispielsweise bewegt in einem N1-Block ein Werkzeug sich mit einer Geschwindigkeit 300 zu einer Position von X10 und Y0. Zu dieser Zeit ist die Beschleunigung 300, ist die Verlangsamung 600, ist ein Überlagerungsausmaß mit der nächsten Bewegung (ein N2-Block) 0,5 und ist eine Verlangsamungsgeschwindigkeit beim dem Blockende 1000. Es wird angenommen, dass die Vorgaben der tatsächlichen mechanischen Dynamikeigenschaften beispielsweise wie folgt sind:
Maximale Beschleunigung (eine Beschleunigungstoleranz) der X-Achse: 1200
Maximale Beschleunigung (eine Beschleunigungstoleranz) der Y-Achse: 600
Maximale Beschleunigung (eine Verlangsamungstoleranz) der X-Achse: 600
Maximale Beschleunigung (eine Verlangsamungstoleranz) der Y-Achse: 600
In diesem Fall sind die Beschleunigung und die Verlangsamung, die in A und D in dem in 7 abgebildeten Bearbeitungsprogramm befohlen worden sind, innerhalb zulässiger Bereiche. Deshalb bestimmt das Bearbeitungssystem, dass die Beschleunigung und die Verlangsamung ausführbar sind und arbeitet gemäß dem Bearbeitungsprogramm.
8 zeigt ein zweites Beispiel des Bearbeitungsprogramms 5. Im Vergleich mit 7 sind ein Wert von A des N1-Blocks, ein Wert von D von N2 und ein Wert von C von N3 unterschiedlich. In diesem Fall, wenn die Vorgaben der tatsächlichen mechanischen Dynamikeigenschaften die oben erläuterten Werte sind, in dem in 8 gezeigten Bearbeitungsprogramm, weil ein Wert eines Beschleunigungsbefehls von 1800, befohlen in A des N1-Blocks, die Beschleunigungstoleranz der X-Achse überschreitet: das Bearbeitungssystem bestimmt, dass der Beschleunigungsbefehl nicht-ausführbar ist, ändert den Beschleunigungsbefehl zu einem Vorgabewert (zum Beispiel 1200 der Beschleunigungstoleranz) und arbeitet bei der Beschleunigung 1200 in dem N1-Block. Ähnlich, den N2-Block betreffend, überschreitet der Verlangsamungsbefehl (900) die Verlangsamungstoleranz der Y-Achse. Deshalb verändert das Bearbeitungssystem den Verlangsamungsbefehl zu 600 der Verlangsamungstoleranz der Y-Achse und arbeitet.
Es wird angenommen, dass bei dem Ende des N3-Blocks ein Wert einer Beschleunigung in der Normalrichtung (Beschleunigung in einer Richtung senkrecht zu einer Fahrrichtung einer Route), die bei einer Ecke bei dem Zeitpunkt der Bearbeitungsprogrammerschaffung auftritt, berechnet wird, eine vorbestimmte Toleranz zu sein, und ein Überlagerungsausmaß auf 0,15 gesetzt ist. Das Überlagerungsausmaß agiert zum glättenden Runden der Route in einem Eckenabschnitt. Falls jedoch die Werkzeugmaschine den gerundeten Eckenabschnitt mit der durch den V-Befehl bezeichnenden Geschwindigkeit (800) passiert, wenn eine Beschleunigung (in diesem Fall tritt die Beschleunigung in der Normalrichtung der Route auf) die Beschleunigungstoleranz überschreitet, bestimmt das Bearbeitungssystem, dass das bezeichnete Überlagerungsausmaß 0,15 nicht-ausführbar ist, übernimmt nicht den Überlagerungsbefehl und korrigiert das Überlagerungsausmaß auf ein Überlagerungsausmaß, um zu ermöglichen, das eine erzeugte Beschleunigung mit der Beschleunigungstoleranz übereinstimmt (korrigiert beispielsweise einen Befehlwert des C-Befehls von 0,15 auf 0,3).
Man beachte, dass in der vorliegenden Ausführungsform das Überlagerungsausmaß wie oben erläutert korrigiert wird, um zu verhindern, dass eine Beschleunigung übermäßig groß wird. Jedoch kann die Geschwindigkeit (der V-Befehl) bei dem Blockende korrigiert werden, um zu verhindern, dass eine Beschleunigung übermäßig groß wird.
Eine Trajektorie, die erhalten worden ist, wenn das Bearbeitungssystem die Werkzeugmaschine veranlasst, gemäß dem in 7 oder 8 abgebildeten Bearbeitungsprogramm zu arbeiten, ist in 9 gezeigt. Eine Geschwindigkeitswellenform der Werkzeugmaschine ist in 10 abgebildet. Wie oben erläutert, wird ein nichtausführbarer Befehl korrigiert, und die Werkzeugmaschine arbeitet auf Grundlage des korrigierten Befehls. Deshalb ist in diesem Fall die Operation dieselbe wie die in 7 gezeigte Operation.
Wie in 9 abgebildet, ist die Werkzeugtrajektorie des in 7 oder 8 gezeigten Bearbeitungsprogramms im Wesentlichen eine Quadratumrissform. Die drei Eckenabschnitte sind als geglättete gekrümmte Linien durch die Wirkung des Überlagerungsbefehls (der C-Befehl) gebildet. Längen in den Bewegungsrichtungen der gekrümmten Linienabschnitte sind 0,3, 0,4 bzw. 0,5 gemäß dem Überlagerungsbefehl.
In 10 stellt die Ordinate eine Bewegungsgeschwindigkeit des Werkzeugs dar und die Abszisse stellt eine Zeit dar. Vier Bergformen geben Beschleunigungen und Verlangsamungen während Bewegungsbefehloperationen des N1-Blocks bis zu dem N4-Block des in 7 oder 8 abgebildeten Bearbeitungsprogramms an. Es kann gesehen werden, dass die Beschleunigungen und Verlangsamungen voneinander unterschiedlich sind, und eine Feinoperationssteuerung wird durchgeführt gemäß der Wirkung des Beschleunigungsbefehls (der A-Befehl) und des Verlangsamungsbefehls (der D-Befehl).
Auf diese Weise veranlasst das Bearbeitungssystem die Werkzeugmaschine, auf Grundlage der Beschleunigungen, der Verlangsamungen, Verlangsamungsgeschwindigkeiten (kombinierte Geschwindigkeiten) und der Überlagerungsausmaße zu arbeiten, die in den Blöcken des Bearbeitungsprogramms befohlen sind. Folglich ist es möglich, die Genauigkeit eines spezifischen Teils gemäß einer Notwendigkeit weiter zu erhöhen und eine Bewegung, so wie eine Beschleunigung-Verlangsamung, für jeden von Bewegungsbefehlen fein zu ändern. Deshalb ist es möglich, eine flexible Bewegung der Maschine gemäß der maschinellen Bearbeitung zu realisieren.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, eine Bearbeitungszeit zu reduzieren, indem im Besonderen die Bewegung der Maschine, so wie eine Beschleunigung-Verlangsamung, von dem Bearbeitungsprogramm gemäß der maschinellen Bearbeitung fein befohlen wird. Eine Bestimmung der Ausführbarkeit muss nicht streng durchgeführt werden bei dem Zeitpunkt der Programmerschaffung. Deshalb ist es möglich, die Bearbeitungszeit ohne Inanspruchnahme von Arbeit und Zeit für die Bearbeitungsprogrammerschaffung zu reduzieren.
Man beachte, dass in der obigen Erläuterung in der Verarbeitung bei SCHRITT 31, wenn die Vorgaben überschritten werden, ein Alarm ausgelöst werden kann, um die Maschinenoperation zu stoppen. Wenn eine Annahme von mechanischen Dynamikeigenschaften überaus unterschiedlich ist von einer Annahme zu dem Zeitpunkt einer Bearbeitungsprogrammerschaffung, ist es im Besonderen wünschenswert hinsichtlich einer Gesamt zeitreduzierung während einer Genauigkeitsverwaltung und einer Massenproduktionsbearbeitung eines Werkstücks, die Maschinenoperation zu stoppen und ein Programm erneut zu erschaffen.
In der vorliegenden Ausführungsform werden die Beschleunigung, die Verlangsamung, das Überlagerungsausmaß und die Verlangsamungsgeschwindigkeit bei dem Blockende jeweils durch die Adressen von A, D, C und V befohlen. Jedoch sind die Beschleunigung, die Verlangsamung, das Überlagerungsausmaß und die Verlangsamungsgeschwindigkeit bei dem Blockende nicht auf diese beschränkt und ihnen können beliebige nicht verwendete Alphabete zugeteilt werden.
Befehle durch die Adressen von A, D, C und V werden in einem Kommentar befohlen (in dem Bearbeitungsprogramm ist eine Zeichenkette des Kommentars üblicherweise in Klammern eingeschlossen, die als der Kommentar zu behandeln sind). Folglich können eine an die Befehle angepasste Numerische-Steuerung-Vorrichtung und eine nicht an die Befehle angepasste Numerische-Steuerung-Vorrichtung dasselbe Bearbeitungsprogramm verwenden. Und zwar interpretiert die Numerische-Steuerung-Vorrichtung mit einer Funktion einer Fähigkeit zum Ändern der Beschleunigung, der Verlangsamung, des Überlagerungsausmaßes und der Verlangsamungsgeschwindigkeit bei dem Blockende von dem Bearbeitungsprogramm eine Beschleunigung, Verlangsamung und Beschleunigung, Verlangsamung, ein Überlagerungsausmaß und eine Verlangsamungsgeschwindigkeit bei einem Blockende, befohlen in dem Kommentar, und führt eine Steuerung (Befehlwerterzeugung) gemäß den Befehlen durch. Andererseits werden in der Numerische-Steuerung-Vorrichtung, die nicht an die Befehle angepasst ist, weil die Befehle in dem Kommentar vorhanden sind, die Befehle nicht ausgeführt, und dieselbe Operation wie die konventionelle Operation wird durchgeführt. Ob der Kommentar ein normaler Kommentar oder ein Kommentar mit Befehlen einer Beschleunigung, Verlangsamung und Beschleunigung, Verlangsamung, eines Überlagerungsausmaßes und einer Verlangsamungsgeschwindigkeit bei einem Blockende ist, kann gemäß davon bestimmt werden, ob ein spezifischer Identifizierer in dem Kommentar enthalten ist.
Wie oben erläutert, erzeugt gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Bearbeitungsprogramm-Erschaffungsvorrichtung 2 einen Bewegungsbefehl für jeden der Blöcke, erzeugt auf Grundlage von mechanischen Dynamikeigenschaften Beschleunigung-Verlangsamung-Befehle entsprechend Bewegungsbefehlen, und befiehlt die Beschleunigung-Verlangsamung-Befehle an Blöcke, die dieselben sind wie die Blöcke der Bewegungsbefehle, mit Verwendung numerischer Werte. Die Numerische-Steuerung-Vorrichtung 3 bestimmt tatsächlich betriebsfähige Beschleunigung-Verlangsamung-Daten auf Grundlage der Bewegungsbefehle, der Beschleunigung-Verlangsamung-Befehle und tatsächlicher mechanischer Dynamikeigenschaften und führt eine Beschleunigung-Verlangsamung und Interpolation auf Grundlage der Bewegungsbefehle und der Beschleunigung-Verlangsamung-Daten durch, um dadurch einen Positionsbefehl zu erzeugen. Deshalb gibt es eine Wirkung, dass es möglich ist, von dem Bearbeitungsprogramm eine flexible Bewegung der Maschine entsprechend der Feinbearbeitung zu befehlen, eine Bestimmung einer Ausführbarkeit nicht strikt durchgeführt werden muss zu dem Zeitpunkt einer Programmerschaffung, und eine Bearbeitungszeit reduziert werden kann.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform können als ein Befehl hinsichtlich einer Beschleunigung, eine oder mehrere einer Beschleunigung, Verlangsamung und Verlangsamungsgeschwindigkeit bei dem Ende einer Befehlroute in einer Tangentialrichtung der Blöcke befohlen sein. Deshalb gibt es eine Wirkung, dass es möglich ist, einen Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl mit einem hohen Freiheitsgrad durchzuführen und eine Feineinstellung einer Bearbeitungszeit und Genauigkeit durchzuführen.
Ferner enthalten gemäß der vorliegenden Ausführungsform die mechanischen Dynamikeigenschaften: Vorgaben von irgendeiner oder mehreren von Geschwindigkeiten, Beschleunigungen, Drehmomenten und elektrischen Strömen der Welle der Maschine; und einen Beziehungsausdruck von irgendeinem einer oder mehrerer von Geschwindigkeit, Beschleunigung, Drehmoment und einem elektrischen Strom bezüglich eines Positionsbefehls. Die Bearbeitungsprogramm-Erschaffungsvorrichtung 2 berechnet aus den Vorgaben und dem Beziehungsausdruck einen Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl zum Minimieren einer Bearbeitungszeit. Deshalb nimmt es nicht so viel Arbeit und Zeit in Anspruch, ein Bearbeitungsprogramm zu erschaffen, und eine Bearbeitungszeit kann reduziert werden.
Darüber hinaus berechnet gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Bearbeitungsprogramm-Erschaffungsvorrichtung 2 aus einem Bewegungsbefehl und einem Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl ein Überlagerungsausmaß, um zu ermöglichen, dass eine Trajektoriegenauigkeit mit einer bezeichneten erforderlichen Genauigkeit übereinstimmt, wenn der Bewegungsbefehl und der dem Bewegungsbefehl folgende, nächste Bewegungsbefehl überlagert werden; und befiehlt das Überlagerungsausmaß an das Bearbeitungsprogramm als einen Überlagerungsbefehl. Die Numerische-Steuerung-Vorrichtung 3 startet gemäß dem Überlagerungsbefehl eine Positionsbefehlerzeugung für den nächsten Bewegungsbefehl, so dass der Bewegungsbefehl und der dem Bewegungsbefehl folgende, nächste Bewegungsbefehl durch eine Distanz überlagert werden, die dem an das Bearbeitungsprogramm befohlenen Überlagerungsbefehl entspricht. Deshalb gibt es eine Wirkung, dass es möglich ist, eine Trajektoriegenauigkeit weiter von dem Bearbeitungsprogramm zu befehlen und eine optimalere Bearbeitung durchzuführen.
Ferner enthalten die tatsächlichen mechanischen Dynamikeigenschaften: Vorgaben von irgendeiner oder mehreren von Geschwindigkeiten, Beschleunigungen, Drehmomenten und elektrischen Strömen der Wellen der Maschine; und einen Beziehungsausdruck von irgendeiner oder mehreren von Geschwindigkeit, Beschleunigung, Drehmoment und einem elektrischen Strom bezüglich eines Positionsbefehls. Die tatsächlichen mechanischen Dynamikeigenschaften sind ausgestaltet zum Reflektieren bzw. Wiedergeben einer Last der Maschine und eines Einstellungskoeffizienten, der in der Numerische-Steuerung-Vorrichtung 3 gesetzt ist. Die Numerische-Steuerung-Vorrichtung 3 führt eine Bestimmung einer Ausführbarkeit eines Beschleunigung-Verlangsamung-Befehls auf Grundlage des Bewegungsbefehls und der dem Bearbeitungsprogramm bezeichneten tatsächlichen mechanischen Dynamikeigenschaften durch. Wenn der Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl ausführbar ist, verwendet die Numerische-Steuerung-Vorrichtung 3 den befohlenen Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl als Beschleunigung-Verlangsamung-Daten. Wenn der Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl nicht-ausführbar ist, verwendet die Numerische-Steuerung-Vorrichtung 3 einen Wert, der im Voraus gesetzt worden ist, als Beschleunigung- und Verlangsamung-Daten. Die Numerische-Steuerung-Vorrichtung 3 führt eine Beschleunigung-Verlangsamung gemäß den Beschleunigung-Verlangsamung-Daten durch. Deshalb gibt es eine Wirkung, dass es möglich ist, eine Bearbeitungszeit mit weniger Arbeit und Zeit weiter zu reduzieren.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Programmerschaffungsvorrichtung ausgestaltet zum: Erzeugen eines Bewegungsbefehls für jeden von Blöcken; und Erzeugen, auf Grundlage mechanischer Dynamikeigenschaften, von Beschleunigung-Verlangsamung-Befehlen beim Bewegen der Wellen gemäß Bewegungsbefehlen. Deshalb gibt es eine Wirkung, dass es unnötig ist, manuell einen Befehl hinsichtlich einer Beschleunigung-Verlangsamung für jeden der Bewegungsbefehle zu befehlen, und es ist möglich, einfach ein Programm mit einer kurzen Bearbeitungszeit zu erschaffen.
Ferner ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Programmerschaffungsvorrichtung wie oben erläutert ausgestaltet. Wenn eine maschinelle Bearbeitung auf Grundlage des Bearbeitungsprogramms durchgeführt wird, dem der Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl und der Überlagerungsbefehl befohlen sind, muss ein Operator deshalb nicht jedes Mal prüfen, ob der Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl und der Überlagerungsbefehl einen Dynamikbereich der Maschine überschreiten. Es gibt eine Wirkung, dass es möglich ist, eine Bearbeitungszeitreduzierung mit weniger Arbeit und Zeit zu realisieren.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Wie oben erläutert, ist das Bearbeitungssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform geeignet für ein Bearbeitungssystem, das ein Bearbeitungsprogramm mit Bewegungsbefehlen für Wellen einer Werkzeugmaschine erschafft und die Werkzeugmaschine veranlasst, auf Grundlage der dem Bearbeitungsprogramm befohlenen Bewegungsbefehlen zu arbeiten.
Bezugszeichenliste

1: Bearbeitungsprogramm
2: Bearbeitungsprogramm-Erschaffungsvorrichtung
3: Numerische-Steuerung-Vorrichtung
4: Bearbeitungsinformation
5: Bearbeitungsprogramm
6: Positionsbefehl
7: Antriebsvorrichtung
21: Bewegungsbefehl-Erzeugungseinheit
22: Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl-Erzeugungseinheit
23: Überlagerungsbefehleinheit
24: Mechanische Dynamikeigenschaften
25: Bewegungsbefehl
26: Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl
27: Überlagerungsbefehl
31: Beschleunigung-Verlangsamung-Bestimmungseinheit
32: Positionsbefehl-Erzeugungseinheit
33: Tatsächliche mechanische Dynamikeigenschaften
34: Beschleunigung-Verlangsamung-Daten
35: Einstellungskoeffizient
36: Last

Claims

Bearbeitungsprogramm-Erschaffungsvorrichtung für eine Werkzeugmaschine, die ein Bearbeitungsprogramm mit Bewegungsbefehlen für Wellen der Werkzeugmaschine erschafft, wobei die Bearbeitungsprogramm-Erschaffungsvorrichtung umfasst: eine Bewegungsbefehl-Erzeugungseinheit, die ausgestaltet ist zum Erzeugen des Bewegungsbefehls auf Grundlage einer Bearbeitungsinformation; und eine Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl-Erzeugungseinheit, die ausgestaltet ist zum Erzeugen, auf Grundlage im Voraus gesetzter mechanischer Dynamikeigenschaften, eines Beschleunigung-Verlangsamung-Befehls entsprechend jedem der Bewegungsbefehle und zum Befehlen des Beschleunigung-Verlangsamung-Befehls in einem Block, der derselbe ist wie ein Block des erzeugten Bewegungsbefehls, mit Verwendung eines numerischen Wertes.
Numerische-Steuerung-Vorrichtung, die ein Bearbeitungsprogramm liest und eine Werkzeugmaschine veranlasst zum Arbeiten auf Grundlage eines dem Bearbeitungsprogramm befohlenen Bewegungsbefehls, wobei die Numerische-Steuerung-Vorrichtung eine Positionsbefehl-Erzeugungseinheit umfasst, die ausgestaltet ist zum Speichern eines Bearbeitungsprogramms, hinzugefügt mit dem Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl, der in einem Block befohlen worden ist, der derselbe ist wie der Block des Bewegungsbefehl, durch einen numerischen Wert, Erzeugen eines Positionsbefehls auf Grundlage des Bewegungsbefehls und des Beschleunigung-Verlangsamung-Befehls, und Ausgeben des erzeugten Positionsbefehls an eine Antriebsvorrichtung der Werkzeugmaschine.
Bearbeitungssystem, das ein Bearbeitungsprogramm mit Bewegungsbefehlen für Wellen einer Werkzeugmaschine erschafft und die Werkzeugmaschine veranlasst zum Arbeiten auf Grundlage des dem Bearbeitungsprogramm befohlenen Bewegungsbefehls, wobei das Bearbeitungssystem umfasst: eine Bearbeitungsprogramm-Erschaffungsvorrichtung mit: einer Bewegungsbefehl-Erzeugungseinheit, die ausgestaltet ist zum Erzeugen des Bewegungsbefehls auf Grundlage einer Bearbeitungsinformation; und einer Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl-Erzeugungseinheit, die ausgestaltet ist zum Erzeugen, auf Grundlage im Voraus gesetzter mechanischer Dynamikeigenschaften, eines Beschleunigung-Verlangsamung-Befehls entsprechend zu jedem der Bewegungsbefehle und zum Befehlen des erzeugten Beschleunigung-Verlangsamung-Befehls in einem Block, der derselbe ist wie ein Block des Bewegungsbefehls, mit Verwendung eines numerischen Wertes; und eine Numerische-Steuerung-Vorrichtung mit einer Positionsbefehl-Erzeugungseinheit, die ausgestaltet ist zum Speichern eines Bearbeitungsprogramms, hinzugefügt mit dem Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl, der in einem Block befohlen worden ist, der derselbe wie ein Block des Bewegungsbefehls ist, durch einen numerischen Wert, Erzeugen eines Positionsbefehls auf Grundlage des Bewegungsbefehls und des Beschleunigung-Verlangsamung-Befehls, und Ausgeben des erzeugten Bewegungsbefehls an eine Antriebsvorrichtung der Werkzeugmaschine.
Bearbeitungssystem gemäß Anspruch 3, wobei die Bewegungsbefehl-Erzeugungseinheit zusätzlich zu dem Bewegungsbefehl und dem Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl einen Positionsbefehl auf Grundlage tatsächlicher mechanischer Dynamikeigenschaften von jeder von Werkzeugmaschinen erzeugt.
Bearbeitungssystem gemäß Anspruch 3, wobei der Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl irgendeiner oder mehrere ist von einer Beschleunigung, Verlangsamung, und einem Ende einer Befehlroute in einer Tangentialrichtung entlang der Befehlroute des Bewegungsbefehls.
Bearbeitungssystem gemäß Anspruch 3, wobei die mechanischen Dynamikeigenschaften Vorgaben von einem oder mehreren von Geschwindigkeiten, Beschleunigungen, Drehmomenten und elektrischen Strömen der Welle der Maschine und einen Beziehungsausdruck enthalten, der aus einem oder mehreren besteht von einer Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Drehmoment und einem elektrischen Strom bezüglich des Positionsbefehls, und die Bearbeitungsprogramm-Erschaffungsvorrichtung den Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl zum Minimieren einer Bearbeitungszeit aus den Vorgaben und dem Beziehungsausdruck erzeugt.
Bearbeitungssystem gemäß Anspruch 3, wobei die Bearbeitungsprogramm-Erschaffungsvorrichtung ferner eine Überlagerungsbefehleinheit enthält, die ausgestaltet ist zum Berechnen, aus dem Bewegungsbefehl und dem Beschleunigungsbefehl, eines Überlagerungsausmaßes zum Ermöglichen, dass eine Genauigkeit einer Trajektorie mit einer erforderlichen Genauigkeit übereinstimmt, wenn ein erster Bewegungsbefehl und ein dem ersten Bewegungsbefehl folgender zweiter Bewegungsbefehl überlagert werden, und zum Befehlen des Überlagerungsausmaßes an das Bearbeitungsprogramm als einen Überlagerungsbefehl, und die Numerische-Steuerung-Vorrichtung einen Positionsbefehl des zweiten Bewegungsbefehls gemäß dem Überlagerungsbefehl erzeugt, so dass der erste Bewegungsbefehl und der zweite Bewegungsbefehl um eine Distanz überlagert werden, die dem an das Bearbeitungsprogramm befohlenen Überlagerungsbefehl entspricht.
Bearbeitungssystem gemäß Anspruch 4, wobei die mechanischen Dynamikeigenschaften Vorgaben enthalten von einem oder mehreren von Geschwindigkeiten, Beschleunigungen, Drehmomenten und elektrischen Strömen der Wellen der Maschine und einen Beziehungsausdruck, der aus einem oder mehreren besteht von einer Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Drehmoment und einem elektrischen Strom bezüglich des Positionsbefehls, die tatsächlichen mechanischen Dynamikeigenschaften ausgestaltet sind zum Wiedergeben einer Last der Maschine und eines in der Numerische-Steuerung-Vorrichtung gesetzten Einstellungskoeffizienten, und die Numerische-Steuerung-Vorrichtung eine Bestimmung einer Ausführbarkeit des Beschleunigung-Verlangsamung-Befehls durchführt auf Grundlage der tatsächlichen mechanischen Dynamikeigenschaften und, wenn der Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl ausführbar ist, den Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl ausführt, und, wenn der Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl nicht ausführbar ist, eine Beschleunigung-Verlangsamung mit Verwendung eines im Voraus gesetzten Wertes anstelle des Beschleunigung-Verlangsamung-Befehls durchführt.
Bearbeitungsprogramm-Erschaffungsverfahren für eine Werkzeugmaschine zum Erschaffen eines Bearbeitungsprogramms mit Bewegungsbefehlen für Wellen einer Werkzeugmaschine, wobei das Bearbeitungsprogramm-Erschaffungsverfahren umfasst: Erzeugen des Bewegungsbefehls auf Grundlage einer Bearbeitungsinformation; und Erzeugen, auf Grundlage im Voraus gesetzter mechanischer Dynamikeigenschaften, eines Beschleunigung-Verlangsamung-Befehls entsprechend zu jedem der Bewegungsbefehle und Befehlen des Beschleunigung-Verlangsamung-Befehls in einem Block, der derselbe ist wie ein Block des erzeugten Bewegungsbefehls, mit Verwendung eines numerischen Wertes.
Numerische-Steuerung-Verfahren zum Veranlassen einer Numerische-Steuerung-Vorrichtung, ein Bearbeitungsprogramm zu lesen, und zum Veranlassen einer Werkzeugmaschine, auf Grundlage eines an das gelesene Bearbeitungsprogramm befohlenen Bewegungsbefehls zu arbeiten, wobei das Numerische-Steuerung-Verfahren umfasst ein Veranlassen der Numerische-Steuerung-Vorrichtung, ein Bearbeitungsprogramm, hinzugefügt mit dem Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl, der in einem Block befohlen worden ist, der derselbe ist wie ein Block des Bewegungsbefehls, durch einen numerischen Wert, Veranlassen der Numerische-Steuerung-Vorrichtung, einen Positionsbefehl auf Grundlage des Bewegungsbefehls und des Beschleunigung-Verlangsamung-Befehls zu erzeugen, und Veranlassen der Numerische-Steuerung-Vorrichtung, den erzeugten Bewegungsbefehl an eine Antriebsvorrichtung der Werkzeugmaschine auszugeben, um die Werkzeugmaschine zum Arbeiten zu veranlassen.
Bearbeitungsprogramm für eine Werkzeugmaschine, an die Bewegungsbefehle für Wellen der Werkzeugmaschine befohlen sind, wobei das Bearbeitungsprogramm durch eine Numerische-Steuerung-Vorrichtung gelesen und durch die Numerische-Steuerung-Vorrichtung ausgeführt wird, um die Werkzeugmaschine zum Arbeiten zu veranlassen, wobei ein Beschleunigung-Verlangsamung-Befehl entsprechend zu jedem der Bewegungsbefehle in einem Block befohlen wird, der derselbe ist wie ein Block des Bewegungsbefehls, durch einen numerischen Wert.