DE112014000229B4

DE112014000229B4 - Numerische Steuervorrichtung

Info

Publication number: DE112014000229B4
Application number: DE112014000229.1T
Authority: DE
Inventors: Mitsuo Watanabe; Masakazu Sagasaki; Yuki Hirata
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-03-17
Filing date: 2014-03-17
Publication date: 2019-06-13
Anticipated expiration: 2034-03-18
Also published as: JP5606658B1; JPWO2015140905A1; DE112014000229T5; CN105122161B; WO2015140905A1; CN105122161A

Abstract

Eine numerische Steuervorrichtung, welche eine Bearbeitung eines Werkstücks steuert, während ein Werkzeug und das Werkstück relativ zueinander durch Mittel von zwei oder mehr Antriebswellen verschoben werden, welche an dem Werkzeug und/oder dem Werkstück vorgesehen sind, wobei die numerische Steuervorrichtung umfasst:eine Korrigierter-Pfad-Erzeugungseinheit (453), welche einen korrigierten Pfad erzeugt, welcher von einem Verschiebungspfad in einem Bearbeitungsprogramm um eine Korrekturstrecke korrigiert ist, sodass der Verschiebungspfad in dem Bearbeitungsprogramm in dem Werkstück ausgebildet wird;eine Verschiebungsbefehl-Erzeugungseinheit (454), welche einen Verschiebungsbefehl zum Verschieben einer Referenzposition des Werkzeugs relativ zu dem Werkstück auf dem korrigierten Pfad erzeugt;eine Vibrationsbefehl-Analyseeinheit (452), welche Vibrationsbedingungen zum Vibrieren des Werkzeugs an der Referenzposition relativ zu dem Werkstück entlang des korrigierten Pfads erhält;eine Befehl-Verschiebungsbetrag-Berechnungseinheit (481), welche einen Befehl-Verschiebungsbetrag berechnet, welcher ein Verschiebungsbetrag pro Zeiteinheit entsprechend dem Verschiebungsbefehl ist;eine Korrigierter-Pfad-Vibrationsverschiebungsbetrag-Berechnungseinheit (482), welche durch Verwenden der Vibrationsbedingungen einen Korrigierter-Pfad-Vibrationsverschiebungsbetrag berechnet, welcher ein Vibrationsverschiebungsbetrag pro Zeiteinheit zu einem Zeitpunkt korrespondierend zu dem Verschiebungsbefehl ist; undeine Verschiebungsbetrag-Kombiniereinheit (483),welche den Befehl-Verschiebungsbetrag mit dem Korrigierter-Pfad-Vibrationsverschiebungsbetrag so kombiniert, um einen kombinierten Verschiebungsbetrag zu berechnen, undwelche einen Verschiebungsbetrag innerhalb der Zeiteinheit erfasst, sodass eine Position, welche sich von einer Referenzposition zum Berechnen des kombinierten Verschiebungsbetrags um den kombinierten Verschiebungsbetrag verschoben hat, auf dem korrigierten Pfad positioniert ist.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine numerische Steuervorrichtung.
Hintergrund
Eine numerische Steuervorrichtung wurde für den konventionellen Bearbeitungsprozess zum Drehen vorgeschlagen. Die numerische Steuervorrichtung umfasst einen Schneidwerkzeug-Zuführungsmechanismus, welcher ein Schneidwerkzeug zu einem Werkstück in zumindest zwei Axialrichtungen zuführt; und einen Steuermechanismus, welcher den Schneidwerkzeug-Zuführungsantriebsmotor so steuert, dass das Schneidwerkzeug bei einer niedrigen Frequenz in zumindest zwei Axialrichtungen vibriert (siehe beispielsweise Patentliteratur 1 bis 3). In dieser numerischen Steuervorrichtung umfasst der Steuermechanismus eine Betriebseinheit, welche bei verschiedenen Einstellungen arbeitet; eine Vibrationsschneidinformationen-Speichereinheit, welche darin vorab zumindest den Betrag einer Vorwärtsverschiebung, den Betrag einer Rückwärtsverschiebung, die Geschwindigkeit einer Vorwärtsverschiebung und die Geschwindigkeit einer Rückwärtsverschiebung des Schneidwerkzeug-Zuführungsmechanismus entsprechend mechanischen Eigenschaften wie beispielsweise der Trägheit der Zuführungsachse oder Motoreigenschaften als eine Datentabelle, welche zum Synchronisieren und Zuführen des Schneidwerkzeugs in zumindest zwei Axialrichtungen verwendet wird, um bei einer niedrigen Frequenz von 25 Hz oder höher gemäß der Rotationsgeschwindigkeit des Werkstücks betreibbar zu sein, oder dem Zuführungsbetrag des Schneidwerkzeugs pro Umdrehung des Werkstücks, welche durch die Betriebseinheit eingestellt ist; und eine Motorsteuereinheit, welche den Schneidwerkzeug-Zuführungsantriebsmotor auf der Basis der in der Vibrationsschneidinformationen-Speichereinheit gespeicherten Daten steuert. Mit dieser Konfiguration werden eine Vorwärtsverschiebung und eine Rückwärtsverschiebung entlang eines Interpolationspfads wiederholt, wodurch niederfrequente Vibrationen erzeugt werden.
Zusammenfassung
Aufgabenstellung
In JP 5033929 B1 , JP 5139591 B1 und JP 5139592 B1 wird angenommen, dass Vibrationsbedingungen für einen in einem Programm bestimmten Pfad bestimmt werden und ein Schneidwerkzeug sich bewegt, während es entlang dieses Pfads vibriert. Daher kann die konventionelle Technik aus JP5033929 B1 , JP5139591 B1 und JP5139592 B1 ein niederfrequentes Vibrationsschneiden nicht handhaben, falls eine numerische Steuervorrichtung nicht den in dem Programm bestimmten Pfad verwendet, sondern den Pfad korrigiert oder einen Pfad erzeugt.
Aus DE 101 11 478 A1 , DE 11 2011 103 603 T5 , DE 11 2010 002 245 T5 , US 2002/0 002 420 A1 und DE 11 2011 103 603 T5 sind Verfahren zur Steuerung von Werkzeugmaschinen bekannt. Beispielsweise lässt sich mit der Offenbarung aus DE 11 2011 103 603 T5 ein Werkzeugweg bestimmen, der unabhängig von der Form des Bearbeitungsbereichseine hohe Bearbeitungseffizienz ermöglicht. Jedoch lehren keine der besagten Druckschriften ein Schneidewerkzeug entlang diesem Pfad zu vibrieren, weshalb sie die obigen technischen Probleme nie in Anbetracht ziehen uns somit keine Lösung für die obigen technischen Probleme offenbaren.
Die vorliegende Erfindung wurde erhalten um die obigen Probleme zu lösen und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine numerische Steuervorrichtung bereitzustellen, welche ein Bearbeiten, während ein Werkzeug mit einer vorbestimmten Frequenz relativ zu einem Werkstück vibriert, selbst auf einem tatsächlichen Werkzeugpfad ausführen kann, welcher korrigiert ist oder durch die numerische Steuervorrichtung auf der Basis eines in einem Programm bestimmten Pfads erzeugt wird.
Lösung der Aufgabe
Um die oben erwähnte Aufgabe zu lösen betrifft die vorliegende Erfindung eine numerische Steuervorrichtung, welche ein Bearbeiten eines Werkstücks steuert, während sich ein Werkzeug und das Werkstück relativ zueinander durch Mittel von zwei oder mehr Antriebswellen, welche an dem Werkzeug und/oder dem Werkstück vorgesehen sind, bewegen. Die numerische Steuervorrichtung umfasst eine Korrigierter-Pfad-Erzeugungseinheit, welche einen korrigierten Pfad erzeugt, welcher von einem Verschiebungspfad in einem Bearbeitungsprogramm um eine Korrekturstrecke korrigiert ist, sodass der Verschiebungspfad in dem Bearbeitungsprogramm in dem Werkstück ausgebildet wird; eine Verschiebungsbefehl-Erzeugungseinheit, welche einen Verschiebungsbefehl zum Verschieben einer Referenzposition des Werkzeugs relativ zu dem Werkstück auf dem korrigierten Pfad erzeugt; eine Vibrationsbefehl-Analyseeinheit, welche Vibrationsbedingungen zum Vibrieren des Werkzeugs an der Referenzposition relativ zu dem Werkstück entlang des korrigierten Pfads erhält; eine Befehl-Verschiebungsbetrag-Berechnungseinheit, welche einen Befehl-Verschiebungsbetrag berechnet, welcher ein Verschiebungsbetrag pro Zeiteinheit entsprechend dem Verschiebungsbefehl ist; eine Korrigierter-Pfad-Vibrationsverschiebungsbetrag-Berechnungseinheit, welche durch Verwenden der Vibrationsbedingungen einen Korrigierter-Pfad-Vibrationsverschiebungsbetrag berechnet, das ist ein Vibrationsverschiebungsbetrag pro Zeiteinheit zu einem Zeitpunkt entsprechend dem Verschiebungsbefehl; und eine Verschiebungsbetrag-Kombiniereinheit, welche den Befehl-Verschiebungsbetrag mit dem Korrigierter-Pfad-Vibrationsverschiebungsbetrag so kombiniert, um einen kombinierten Verschiebungsbetrag zu berechnen, und welche einen Verschiebungsbetrag innerhalb der Zeiteinheit erfasst, sodass eine Position, welche sich von einer Referenzposition zum Berechnen des kombinierten Verschiebungsbetrags um den kombinierten Verschiebungsbetrag verschoben hat, auf dem korrigierten Pfad positioniert ist.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Entsprechend der vorliegenden Erfindung werden Vibrationen entlang eines korrigierten Pfads angewendet, welcher von einem Verschiebungspfad in einem Programm um eine Korrekturstrecke korrigiert ist. Daher kann, selbst auf dem korrigierten Pfad, welcher nicht in dem Programm bestimmt ist, ein Bearbeiten weiterhin ausgeführt werden, während ein Werkzeug mit einer vorbestimmten Frequenz relativ zu einem Werkstück vibriert.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, welches eine Beispielkonfiguration einer numerischen Steuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt.
2 sind Diagramme, welche ein Beispiel eines korrigierten Pfads darstellen.
3 sind Diagramme, welche eine Konfiguration von Achsen der numerischen Steuervorrichtung, welche ein Drehen steuert und der ersten Ausführungsform entspricht, schematisch darstellen.
4 ist ein Diagramm, welches ein Bearbeitungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
5 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel eines Bearbeitungsprogramms gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
6 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel einer Interpolationsverarbeitung mit Vibrationen gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
7 sind Diagramme, welche eine X-Achsen-Befehlsposition und eine Z-Achsen-Befehlsposition für den Fall eines kreisförmigen korrigierten Pfads darstellen.
8 ist ein Blockdiagramm, welches eine Beispielkonfiguration einer numerischen Steuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt.
9 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel einer Interpolationsverarbeitung, welches Vibrationen beinhaltet, gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
10 sind Diagramme, welche ein Bearbeitungsverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform schematisch darstellen.
11 ist ein Blockdiagramm, welches eine Beispielkonfiguration einer numerischen Steuervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform darstellt.
12 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel darstellt, bei welchem ein neuer Pfad eingefügt wird.
13 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel einer Interpolationsverarbeitung, welche Vibrationen beinhaltet, gemäß der dritten Ausführungsform darstellt.
14 sind Diagramme, welche ein Bearbeitungsverfahren gemäß der dritten Ausführungsform darstellen.

Beschreibung von Ausführungsformen
Beispielhafte Ausführungsformen einer numerischen Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend genau mit Bezug zu den beigefügten Figuren beschrieben werden. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt.
Erste Ausführungsform
1 ist ein Blockdiagramm, welches ein Konfigurationsbeispiel einer numerischen Steuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt. Eine numerische Steuervorrichtung 1 umfasst eine Antriebseinheit 10; eine Eingabebetriebseinheit 20; eine Anzeigeeinheit 30; und eine Steuerberechnungseinheit 40.
Die Antriebseinheit 10 ist eine Einrichtung, welche einen oder beide eines Werkstücks und eines Werkzeugs in zumindest zwei Axialrichtungen antreibt. Die Antriebseinheit 10 umfasst einen Stellmotor 11, welcher ein Werkstück und/oder ein Werkzeug in jeder der in der numerischen Steuervorrichtung 1 bestimmten Axialrichtungen verschiebt; ein Erkennungseinheit 12, welche die Position und Geschwindigkeit des Stellmotors 11 erkennt; eine Stellsteuereinheit 13 für jede der Axialrichtungen (eine X-Achsen-Stellsteuereinheit 13X, eine Z-Achsen-Stellsteuereinheit 13Z,... (Nachfolgend einfach als „Stellsteuereinheit 13“ wiedergegeben, wenn es nicht notwendig ist die Antriebswellenrichtungen voneinander zu unterscheiden)), wobei die Stellsteuereinheit 13 die Position und Geschwindigkeit eines Werkstücks und/oder eines Werkzeugs auf der Basis der von der Erkennungseinheit 12 übermittelten Position und Geschwindigkeit steuert. Die Antriebseinheit 10 umfasst weiter einen Hauptwellenmotor 14, welcher eine in einem Werkstück vorgesehene Hauptwelle rotiert; eine Erkennungseinheit 15, welche die Position und Rotationsgeschwindigkeit das Hauptwellenmotors 14 erkennt; und eine Hauptwellen-Steuereinheit 16, welche auf der Basis der von der Erkennungseinheit 15 übermittelten Position und Rotationsgeschwindigkeit die Rotation der für das Werkstück vorgesehene Hauptwelle steuert.
Die Eingabebetriebseinheit 20 umfasst eine Eingabeeinheit wie beispielsweise ein Keyboard, eine Taste oder eine Maus, über welche ein Benutzer einen Befehl oder Ähnliches für die numerische Steuervorrichtung 1 eingibt oder ein Bearbeitungsprogramm, einen Parameter oder Ähnliches eingibt. Die Anzeigeeinheit 30 umfasst eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung oder eine andere Anzeigeeinheit, auf welcher durch die Steuerberechnungseinheit 40 verarbeitete Informationen angezeigt werden.
Die Steuerberechnungseinheit 40 umfasst eine Eingabesteuereinheit 41, eine Dateneinstelleinheit 42, eine Speichereinheit 43, eine Bildschirmverarbeitungseinheit 44, eine Analyseverarbeitungseinheit 45, eine Mechanisches-Steuersignal-Verarbeitungseinheit 46, eine PLC (Programmable Logic Controller-speicherprogrammierbare Steuerung)-Schaltkreiseinheit 47, eine Interpolationsverarbeitungseinheit 48, eine Beschleunigung-Abbremsungen-Verarbeitungseinheit 49 und eine Axialdaten-Ausgabeeinheit 50.
Die Eingabesteuereinheit 41 empfängt Informationen, welche von der Eingabebetriebseinheit 20 eingegeben werden. Die Dateneinstelleinheit 42 speichert die durch die Eingabesteuereinheit 41 empfangenen Informationen in der Speichereinheit 43. Beispielsweise wird, wenn der Eingabeinhalt ein Editieren eines Bearbeitungsprogramms 432 betrifft, dass in der Speichereinheit 43 gespeicherte Bearbeitungsprogramm 432 durch den editierten Inhalt geändert. Wenn ein Parameter eingegeben wird, wird dieser Eingabeparameter in einem Speicherbereich eines Parameters 431 in der Speichereinheit 43 gespeichert.
Die Speichereinheit 43 speichert darin Informationen wie beispielsweise den in der Steuerberechnungseinheit 40 für eine Verarbeitung zu verwendenden Parameter 431; das auszuführende Bearbeitungsprogramm 432; und auf der Anzeigeeinheit 30 anzuzeigende Bildschirmanzeigedaten 433. Beispielsweise kann der Parameter 431 einen Durchmesser (einen Radius) eines jeden Werkzeugs; und eine Korrekturstrecke, was ein Betrag eines Offsets zwischen einem Verschiebungspfad in einem Bearbeitungsprogramm nachfolgend „Programmpfad“) und dem tatsächlichen Werkzeugverschiebungspfad zum Ausführen einer Bearbeitung ist, umfassen. Als Beispiele einer Korrektur können eine Werkzeuglängenkorrektur, eine Abnutzungskorrektur, eine Ansatz-R-Korrektur und andere Korrekturen wie beispielsweise eine Rotationsrichtung-Korrektur, eine dreidimensionale Korrektur und eine Bearbeitungsfehler-Korrektur genannt werden. Die Speichereinheit 43 umfasst einen gemeinsamen Bereich 434, welcher darauf andere zeitweise verwendete Daten als den Parameter 431 und das Bearbeitungsprogramm 432 speichert. Die Bildschirmverarbeitungseinheit 44 führt eine Steuerung so aus, um die Bildschirmanzeigendaten 433 auf der Speichereinheit 43 auf der Anzeigeeinheit 30 anzuzeigen.
Die Analyseverarbeitungseinheit 45 umfasst eine Verschiebungspfad-Erzeugungseinheit 451, welche ein einen oder mehrere Blöcke umfassendes Bearbeitungsprogramm ausliest, welches das ausgelesenen Bearbeitungsprogramm Block für Block analysiert und welches einen Verschiebungspfad in jedem Block erzeugt; eine Vibrationsbefehl-Analyseeinheit 452, welche analysiert, ob ein Vibrationsbefehl in dem Bearbeitungsprogramm umfasst ist und welches Vibrationsinformationen erzeugt, wenn der Vibrationsbefehl in dem Bearbeitungsprogramm umfasst ist, wie beispielsweise eine in dem Vibrationsbefehl umfasste Frequenz und Amplitude; eine Korrigierter-Pfad-Erzeugungseinheit 453, welche einen korrigierten Pfad erzeugt, was ein tatsächlicher Werkzeugpfad auf der Basis des durch die Verschiebungspfad-Erzeugungseinheit 451 erzeugten Verschiebungspfads in jedem Block ist; und eine Verschiebungsbefehl-Erzeugungseinheit 454, welche einen Verschiebungsbefehl auf der Basis des korrigierten Pfads in jedem Block erzeugt. In der Beschreibung ist es wünschenswert, dass die Amplitude eines in einem Bearbeitungsprogramm umfassten Vibrationsbefehls gleich oder größer als 1 ein Mikron und gleich oder weniger als 300 µm ist. Das liegt daran, da, wenn die Amplitude weniger als 1 µm ist, die Schneideffizienz verschlechtert wird und ein Stellsystem nicht auf Vibrationen reagieren kann. Wenn die Amplitude größer als 300 µm ist, führt dies zu mechanischen Vibrationen. Es ist ebenso wünschenswert, dass die Frequenz gleich oder höher als 10 Hz und gleich oder niedriger als 300 Hz ist. Dies liegt daran, da, wenn die Frequenz geringer als 100 Hz ist, es keinen Effekt aufgrund des Vibrationsschneidens gibt; und, wenn die Frequenz höher als 300 Hz ist, kann das Stellsystem nicht auf Vibrationen reagieren.
Ein durch die Verschiebungspfad-Erzeugungseinheit 451 erzeugter Verschiebungspfad stellt eine Ortslinie des Umrisses eines Werkstücks dar, nachdem dieses durch Ausführen eines Befehls des Verschiebungspfads bearbeitet wurde. Das Werkstück wird durch ein Werkzeug so beschnitten, um diesen Umriss wie oben beschrieben zu erhalten. Allerdings unterscheidet sich eine Ortslinie der Referenzposition eines Werkzeugs (beispielsweise die Mittelposition des Werkzeugs) während einer Verschiebung des Werkzeugs relativ zu dem Werkstück von dem obigen Verschiebungspfad. Dies liegt daran, da die Referenzposition des Werkstücks nicht mit der Position dessen Schneidkante korrespondiert. Daher wird während einem tatsächlichen Bearbeiten ein Verschiebungspfad in einem Bearbeitungsprogramm, welcher der Umriss eines Werkstücks wird, zu einem korrigierten Pfad korrigiert, das ist ein Verschiebungspfad der verwendeten Referenzposition eines Werkzeugs mit einer Korrekturstrecke, das ist ein Unterschied zwischen der Referenzposition des Werkzeugs und der Position dessen Schneidkante; und eine Steuerung wird unter Verwendung dieses korrigierten Pfads ausgeführt. Die Korrigierter-Pfad-Erzeugungseinheit 453 führt eine Verarbeitung zum Korrigieren dieses Verschiebungspfads zu einem korrigierten Pfad aus. Beispielsweise wird ein durch Verbinden von Punkten mit Ausnahme von deren korrespondierenden Punkten auf einem Verschiebungspfad in einer vertikalen Richtung durch eine Korrekturstrecke erhaltener Pfad als einen korrigierter Pfad definiert. Aufgrund dieses Prozesses erhält die Korrigierter-Pfad-Erzeugungseinheit 453 ein für eine Bearbeitung zu verwendendes Werkzeug von einem Bearbeitungsprogramm und erhält die Korrekturstrecke wie beispielsweise den Durchmesser des Werkzeugs aus dem Parameter 431 in der Speichereinheit 43, um einen korrigierten Pfad zu erzeugen.
2 sind Diagramme, welche ein Beispiel eines korrigierten Pfads darstellen. Wie in 2 (a) dargestellt, wird ein durch Verbinden von Punkten, welche vertikal von deren korrespondierenden Punkten auf einem Programmpfad P 11 um eine Korrekturstrecke „d“ verschoben werden, erhaltener Pfad einen korrigierter Pfad P 12. Dieser korrigierte Pfad P 12 ist ein tatsächlicher Werkzeugverschiebungspfad, und daher weist ein Werkstück den durch den Programmpfad P 11 dargestellten Umriss auf. Falls der Programmpfad P 11 eine gebogene Linie umfasst oder der Programmpfad P 11 eine Ecke umfasst, unterscheiden sich der Programmpfad P 11 und der korrigierte Pfad P 12 manchmal in der Länge. Wie in 2 (b) dargestellt, gibt es einen Fall, bei welchem der Programmpfad P 11 einfach um die Korrekturstrecke „d“ parallel versetzt wird, um mit dem korrigierten Pfad P 12 identisch zu werden. In diesem Fall weisen der Programmpfad P 11 und der korrigierte Pfad P 12 die gleiche Länge auf. In der ersten Ausführungsform wird ein korrigierter Pfad nicht erzeugt, wenn es einen Abstand zwischen der Referenzposition eines Werkzeugs und der Position dessen Schneidkante gibt; allerdings kann ein korrigierter Pfad ebenso erzeugt werden beispielsweise, wenn ein brandneues Werkzeug eine scharfe Schneidkante aufweist, welche sich allerdings mit der Anwendung abnutzt, und daher die Position der Schneidkante unterschiedlich ist, wenn dies mit dem brandneuen Werkzeug verglichen wird.
Wenn die Analyseverarbeitungseinheit 45 einen Hilfsbefehl als einen anderen Befehl zum Betreiben einer Maschine als einen Befehl zum Betreiben einer numerisch gesteuerten Welle (der Antriebswelle) ausliest, meldet die Mechanisches-Steuersignal-Verarbeitungseinheit 46 die Tatsache, dass der Hilfsbefehl an die PLC-Schaltkreiseinheit 47 ausgegeben wurde. Auf ein Empfangen der Meldung, dass der Hilfsbefehl von der Mechanisches-Steuersignal-Verarbeitungseinheit 46 ausgegeben wurde, führt die PLC-Schaltkreiseinheit 47 eine Verarbeitung entsprechend diesem Hilfsbefehl aus.
Die Interpolationsverarbeitungseinheit 48 umfasst eine Befehlsverschiebungsbetrag-Berechnungseinheit 481, welche einen durch die Analyseverarbeitungseinheit 45 analysierten korrigierten Pfad zum Berechnen eines Befehlsverschiebungsbetrags, das ist ein Verschiebungsbetrag pro Zeiteinheit (eines Interpolationszyklus), verwendet; eine Korrigierter-Pfad-Vibrationsverschiebungsbetrag-Berechnungseinheit 482, welche einen Korrigierter-Pfad-Vibrationsverschiebungsbetrag, das ist ein Verschiebungsbetrag pro Zeiteinheit für ein Vibrieren eines Werkzeugs oder eines Werkstücks auf einem korrigierten Pfad, und auf der Basis von Vibrationsinformationen von der Vibrationsbefehl-Analyseeinheit 452 berechnet; eine Verschiebungsbetrag-Kombiniereinheit 483, welche einen kombinierten Verschiebungsbetrag durch Kombinieren des Befehlsverschiebungsbetrags pro Zeiteinheit mit dem Korrigierter-Pfad-Vibrationsverschiebungsbetrags; und eine Kombinierter-Verschiebungsbetrag-Teileinheit 484, welche einen Verschiebungsbetrag für jede Antriebswelle aus dem kombinierten Verschiebungsbetrag pro Zeiteinheit für den Weg entlang des korrigierten Pfads berechnet.
Die Beschleunigung-Abbremsungen-Verarbeitungseinheit 49 wandelt den von der Interpolationsverarbeitungseinheit 48 ausgegebenen kombinierten Verschiebungsbetrag für jede Antriebswelle in einen Verschiebungsbefehl pro Zeiteinheit unter Berücksichtigung einer Beschleunigung und einer Abbremsung entsprechend einem vorab bestimmten Beschleunigung-Abbremsung-Muster um. Die Axialdaten-Ausgabeeinheit 50 gibt den durch die Beschleunigung-Abbremsungen-Verarbeitungseinheit 49 verarbeiteten Verschiebungsbefehl pro Zeiteinheit an die Stellsteuereinheiten 13 X, 13 Z,... aus, welche jeweils jede der Antriebswellen steuert.
Um eine Bearbeitung auszuführen, während ein Werkzeug oder ein Werkstück vibriert, ist es für das Werkzeug und das Werkstück ausreichend relativ zueinander verschoben zu werden, wenn eine Bearbeitung, wie oben beschrieben, ausgeführt wird. 3 sind Diagramme, welche eine Konfiguration der Achsen der numerischen Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform, und welche ein Drehen ausführt, darstellt. In 3 sind eine Z-Achse und eine X-Achse, welche senkrecht zueinander sind, in der Zeichenebene vorgesehen. 3 (a) ist ein Diagramm, welches einen Fall darstellt, bei welchem ein Werkstück 61 fixiert ist; und ein Werkzeug 62, das ist beispielsweise ein Drehwerkzeug, welches eine Drehung ausführt, wird nur in den Z-Achsen- und X-Achsenrichtungen verschoben. 3 (b) ist ein Diagramm, welches einen Fall darstellt, bei welchem das Werkstück 61 in der Z-Achsenrichtung verschoben wird; und das Werkzeug 62 wird in der X-Achsenrichtung verschoben. In jedem dieser Fälle ist es durch Bereitstellen eines mit dem Stellmotor 11 zu verschiebenden Objekts (das Werkstück 61 und/oder das Werkzeug 62) möglich die nachfolgend beschriebene Verarbeitung auszuführen.
4 ist ein Diagramm, welches ein Bearbeitungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform schematisch darstellt. 4 stellt einen Fall dar, bei welchem die Z-Achse und die X-Achse, welche senkrecht zueinander sind, in der Zeichenebene vorgesehen sind, und eine Bearbeitung ausgeführt wird, während das Werkzeug 62 und ein Werkstück relativ zueinander entlang eines Verschiebungspfad in dieser Z-X-Ebene verschoben werden.
Der Verschiebungspfad P 11 stellt einen Programmpfad dar. In dem Werkzeug 62 sind eine Mittelposition 62 a, das ist die Referenzposition, und eine Schneidkantenposition 62 b zum Drehen des Umrisses eines Werkstücks (eine Position, bei welcher das Werkzeug das Werkstück berührt) um die Korrekturstrecke „d“ voneinander beabstandet. Daher wird der korrigierte Pfad P 12 bei einer Position eingestellt, welche von dem Programmpfad P 11 in einer negativen Richtung der X-Achse um die Korrekturstrecke „d“ versetzt ist.
Wenn die Mittelposition 62 a des Werkzeugs 62 entlang des korrigierten Pfads P 12 relativ zu einem Werkstück verschoben wird, ist eingestellt, dass das Werkzeug 62 derart vibriert, um dem korrigierten Pfad P 12 nachzufolgen. Daher kann ein bearbeiten derart ausgeführt werden, dass die Positionen des Programmpfads P 11 der Umriss des Werkstücks wird. Die Beschreibung „das Werkzeug 62 vibriert“ bezeichnet Bewegungen des Werkzeugs 62 relativ zu dem Werkstück 61. In der Praxis kann entweder das Werkzeug 62 oder das Werkstück 61 verschoben werden, wie in 3 dargestellt. Dasselbe trifft auf die nachfolgenden Beschreibungen zu.
5 ist dein Diagramm, welches ein Beispiel eines Bearbeitungsprogramms entsprechend der ersten Ausführungsform darstellt. Das Bearbeitungsprogramm wird Zeile für Zeile (Block für Block) ausgelesen und dann ausgeführt. In diesem Bearbeitungsprogramm ist „G00 X20.0 Z0. 0;“ in einer Reihe 402 ein Positionierungsbefehl und „G01 X20.0 Z30.0;“ in einer Reihe 403 ist ein Linear-Interpolationsbefehl. Diese Befehle werden in üblichen numerischen Steuervorrichtungen verwendet.
Indessen sind „G200 F50 A0.03;“ in einer Reihe 401 und „G201;“ in einer Reihe 404 Vibrationsschneidbefehle in der ersten Ausführungsform. Diese Befehle werden zusätzlich bereitgestellt. In diesem Beispiel bedeutet der Befehl „G200“ den Start eines Vibrationsschneidens; und der Befehl „G201“ bedeutet das Ende eines Vibrationsschneidens. „F“ und der nachfolgende numerische Wert bedeuten die Vibrationsfrequenz (Herz) und „A“ und dessen nachfolgender numerischer Wert bedeuten die Vibrationsamplitude (beispielsweise Millimeter). Dies ist bloß ein Beispiel. Der Anfang und das Ende eines Vibrationsschneidens und die Vibrationsfrequenz und Amplitude können durch andere Symbole dargestellt werden. Die Frequenz- und Amplitudenbefehlswerte können beliebige numerische Werte sein. Allerdings ist es, um ein Werkzeug genauer auf einem gekrümmten Pfad zu vibrieren und um die durch das Schneiden in kleinere Stücke erzeugten Späne zu zerbrechen, üblich feine Schwingungen anzuweisen (mit der Amplitude von mehreren 100 µm oder weniger und der Frequenz von mehreren 100 Hz oder weniger). Während dieses Beispiel einen Fall darstellt, bei welchem die Vibrationsbedingungen in dem Bearbeitungsprogramm bestimmt sind, sind die Vibrationsbedingungen nicht notwendigerweise in dem Bearbeitungsprogramm bestimmt.
Als Nächstes wird ein durch die numerische Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform ausgeführtes Bearbeitungsverfahren beschrieben. 6 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel einer Interpolationsverarbeitung mit den Vibrationen gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
Zuerst erzeugt die Verschiebungspfad-Erzeugungseinheit 451 in der Analyseverarbeitungseinheit 45 einen die Position und Geschwindigkeit eines Werkzeugs und/oder eines Werkstücks umfassenden Programmpfad aus einem Bearbeitungsprogramm. Die Korrigierter-Pfad-Erzeugungseinheit 453 erzeugt einen korrigierten Pfad, welcher von dem Programmpfad entsprechend der tatsächlichen Referenzposition des Werkzeugs und durch Verwenden eines Parameters korrigiert ist. Die Verschiebungsbefehl-Erzeugungseinheit 454 erzeugt und gibt dann aus einen Verschiebungsbefehl mit dem korrigierten Pfad an die Interpolationsverarbeitungseinheit 48. Diese Korrektur wird beispielsweise auf der Basis einer Korrekturstrecke zwischen der Referenzposition eines Werkzeugs und der Position dessen Schneidkante oder auf der Basis einer Korrekturstrecke, welche den durch Abnutzen der Schneidkante verursachten Positionsversatzbetrag berücksichtigt, ausgeführt. Die Vibrationsbefehl-Analyseeinheit 452 gibt die Vibrationsbedingungen, welche die in dem Bearbeitungsprogramm umfasste Frequenz und Amplitude umfassen, an die Interpolationsverarbeitungseinheit 48 aus. Daher erhält die Interpolationsverarbeitungseinheit 48 den Verschiebungsbefehl und die Vibrationsbedingungen, welche beide von der Analyseverarbeitungseinheit 45 ausgegeben werden (Schritt S11).
Nachfolgend berechnet die Befehlsverschiebungsbetrag-Berechnungseinheit 481 in der Interpolationsverarbeitungseinheit 48 einen Befehlsverschiebungsbetrag pro Zeiteinheit (eines Interpolationszyklus) aus dem auf der Basis des korrigierten Pfads erzeugten Verschiebungsbefehl (einem Verschiebungsbetrag entsprechend dem Verschiebungsbefehl) (Schritt S12). Dies wird durch ein vorher bestimmtes Verfahren in Abhängigkeit von dem Typ einer Interpolation beispielsweise einer linearen Interpolation und einer kreisförmigen Interpolation erfasst.
Danach berechnet die Korrigierter-Pfad-Vibrationsverschiebungsbetrag-Berechnungseinheit 482 einen Korrigierter-Pfad-Vibrationsverschiebungsbetrag, das ist ein Vibrationsverschiebungsbetrag pro Zeiteinheit (Schritt S13). Mit Bezug zu dem Korrigierter-Pfad-Vibrationsverschiebungsbetrag wird angenommen, dass dieser eine Basisvibrationswellenform bei den erhaltenen Vibrationsbedingungen (Frequenz und Amplitude) ist; und dann die Position auf der Basisvibrationswellenform entsprechend der aktuellen Interpolationszeit so erfasst wird, um den Korrigierter-Pfad-Vibrationsverschiebungsbetrag entsprechend der aktuellen Interpolationszeit als einen Unterschied zwischen den Positionen zu der aktuellen Interpolationszeit und der letzten Interpolationszeit zu erfassen. Ein Beispiel der Basisvibrationswellenform kann durch eine Sinuswelle oder eine Rechteckwelle dargestellt werden.
Nachfolgend berechnet die Verschiebungsbetrag-Kombiniereinheit 483 einen kombinierten Verschiebungsbetrag durch Kombinieren des Befehlsverschiebungsbetrags mit dem Korrigierter-Pfad-Vibrationsverschiebungsbetrag (Schritt S14). Hierbei wird der Korrigierter-Pfad-Vibrationsverschiebungsbetrag zu dem Befehlsverschiebungsbetrag hinzugefügt.
Danach berechnet die Kombinierter-Verschiebungsbetrag-Teileinheit 484 einen Achsverschiebungsbetrag durch Teilen des kombinierten Verschiebungsbetrags pro Zeiteinheit in Komponenten der entsprechenden Antriebswellen, um den korrigierten Pfad weiterzuleiten (Schritt S15). Der berechnete Achsverschiebungsbetrag wird dann an die Stellsteuereinheit 13 an jeder Antriebswelle über die Axialdaten-Ausgabeeinheit 50 ausgegeben (Schritt S16).
Im Schritt S14 wird, falls sich die Endposition des kombinierten Verschiebungsbetrags auf der gegenüberliegenden Seite der Bearbeitungsstartposition in der Bearbeitungsrichtung befindet, oder falls die Endposition des kombinierten Verschiebungsbetrags über die Bearbeitungsendposition in der Bearbeitungsrichtung hinweggeht, ein unbeabsichtigter Bereich ebenso bearbeitet. Daher kann, falls die Endposition des kombinierten Verschiebungsbetrags auf der gegenüberliegenden Seite der Bearbeitungsstartposition in der Bearbeitungsrichtung liegt, der kombinierte Verschiebungsbetrag so korrigiert werden, dass die Endposition des kombinierten Verschiebungsbetrags bis zu dem Bearbeitungsstartpunkt begrenzt ist. Und, falls die Endposition des kombinierten Verschiebungsbetrags über die Bearbeitungsendposition in der Bearbeitungsrichtung hinweggeht, kann der kombinierte Verschiebungsbetrag so korrigiert werden, dass die Endposition des kombinierten Verschiebungsbetrags bis zu dem Bearbeitungsendpunkt begrenzt ist.
Danach bestimmt die Befehlsverschiebungsbetrag-Berechnungseinheit 481, ob der Gesamtwert der vorab angewiesenen Befehlsverschiebungsbeträge geringer als ein Zielverschiebungsbetrag ist (Schritt S17). Wenn der Gesamtwert der Befehlsverschiebungsbeträge geringer als der Zielverschiebungsbetrag ist (Ja im Schritt S17) kehrt die Verarbeitung zu Schritt S12 zurück und die obige Verarbeitung wird erneut ausgeführt. Im Gegensatz dazu endet die Verarbeitung, wenn der Gesamtwert der Befehlsverschiebungsbeträge den Zielverschiebungsbetrag erreicht (Nein im Schritt S17), da die Bearbeitung zu einer Zielposition vorangeschritten ist.
7 sind Diagramme, welche eine X-Achsen-Befehlsposition und eine Z-Achsen-Befehlsposition für einen Fall eines kreisförmigen korrigierten Pfads darstellen. Wie in 7 (a) dargestellt, sind die Z-Achse und die X-Achsen in der Zeichenebene definiert; und die Position des Werkzeugs 62 oder eines Werkstücks wird so verschoben, dass das Werkzeug 62 einen kreisförmigen korrigierten Pfad relativ zu dem Werkstück in der Z-X-Ebene zeichnet. Während dieser Bearbeitung werden Vibrationen derart angewendet, dass die Position von Vibrationen eine gegen die Zeit aufgezeichnete Sinuskurve zeichnet. Die Verschiebungsrichtung des Werkzeugs 62 relativ zu dem Werkstück bei einem Bearbeitungsstartpunkt P0 ist in der Z-Achsenrichtung. Die Verschiebungsrichtung des Werkzeugs 62 relativ zu dem Werkstück bei einem Bearbeitungsendpunkt P1 ist in der X-Achsenrichtung. Daher gibt es, wenn die Bearbeitung beginnt, nur eine Z-Achsenrichtung-Vibrationskomponente und es gibt keine X-Achsenrichtung-Vibrationskomponente. Wenn das Werkzeug 62 auf einem korrigierten Pfad voranschreitet ändern, sich die Vibrationskomponenten in den entsprechenden Antriebswellenrichtungen derart, dass die Z-Achsenrichtung-Vibrationskomponente graduell verringert wird, während sich die X-Achsenrichtung-Vibrationskomponente graduell erhöht. Am Ende einer Bearbeitung gibt es nur die X-Achsenrichtung-Vibrationskomponente und keine Z-Achsenrichtung-Vibrationskomponente. Wie oben beschrieben, stellen die 7 (b) und 7 (c) einen Zustand dar, bei welchem sich der Vibrationswinkel gemäß der Bewegungsrichtung des Werkzeugs 62 verändert.
In der ersten Ausführungsform wird ein Bearbeitungsprogramm mit einem Befehl zum Ausführen eines entlang eines Verschiebungspfad während einer Bearbeitung anzuwendenden Vibrationsschneidens bei einer bestimmten Frequenz und Amplitude von Vibrationen bereitgestellt. Aus einem Programmpfad wird auf der Basis eines Verschiebungsbefehls in dem Bearbeitungsprogramm ein korrigierter Pfad, das ist eine Ortslinie der Referenzposition des Werkzeugs 62 relativ zu einem Werkstück, basierend auf Korrekturinformationen erzeugt. Während der Bearbeitung auf diesem korrigierten Pfad werden entlang des korrigierten Pfads Vibrationen angewendet. Dies kann ein Schneiden bei einer Position außerhalb des korrigierten Pfads verhindern und verhindern, dass ein Werkstück übermäßig zugeschnitten wird. Hierbei werden die entlang des korrigierten Pfads angewendeten Vibrationen auf niederfrequente Vibrationen mit einer Amplitude von mehreren 100 Miktometern oder weniger und einer Frequenz von mehreren 100 Hertz oder weniger eingestellt. Daher können durch Schneiden erzeugte Späne in kleinere Stücke durch die Vibrationen zerbrochen werden.
Falls der kombinierte Verschiebungsbetrag auf der gegenüberliegenden Seite der Bearbeitungsstartposition in der Bearbeitungsrichtung positioniert ist, wird der kombinierte Verschiebungsbetrag so korrigiert, dass die Endposition des kombinierten Verschiebungsbetrags bis zu dem Bearbeitungsstartpunkt beschränkt ist; und, falls der kombinierte Verschiebungsbetrag die Bearbeitungsendposition in der Bearbeitungsrichtung überschreitet, wird der kombinierte Verschiebungsbetrag so korrigiert, dass die Endposition des kombinierten Verschiebungsbetrags bis zu dem Bearbeitungsendpunkt beschränkt ist. Mit dieser Konfiguration wird ein Bearbeiten nicht über die Bearbeitungsstart- und Endpositionen hinaus ausgeführt.
Weiter ist es, da ein Befehl zum Ausführen eines Vibrationsschneidens in einem Bearbeitungsprogramm beschrieben wird, nicht notwendig, dass die Steuerberechnungseinheit 40 eine Tabelle mit Bezug zu anzuwendenden Vibrationen hält, wenn bearbeitet wird. Ebenso kann die Zeit und der Aufwand zum Eingeben von Bearbeitungszuständen mit Bezug zu den Vibrationen in die Tabelle gespart werden. Weiter können, da Vibrationen angewendet werden, wenn die Interpolationsverarbeitung ausgeführt wird, höher-frequente Vibrationen zum Ausführen eines Bearbeiten erzeugt werden, im Vergleich zu während einer Verarbeitung (zum Beispiel einer Programmanalyseverarbeitung) angewendeten Vibrationen, welche in einem längeren Zyklus als die Interpolationsverarbeitung ausgeführt wird.
Zweite Ausführungsform
3 ist ein Blockdiagramm, welches eine Beispielkonfiguration einer numerischen Steuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt. In dieser numerischen Steuervorrichtung 1 sind die Analyseverarbeitungseinheit 45 und die Interpolationsverarbeitungseinheit 48 unterschiedlich zu denen in der ersten Ausführungsform ausgebildet.
Die Analyseverarbeitungseinheit 45 umfasst die in der ersten Ausführungsform beschriebene Verschiebungspfad-Erzeugungseinheit 451 und Korrigierter-Pfad-Erzeugungseinheit 453 nicht. Allerdings umfasst die Analyseverarbeitungseinheit 45 weiter eine Zusatzbefehl-Erzeugungseinheit 455, welche analysiert, ob eine Anweisung zum automatischen Erzeugen eines Pfads in der numerischen Steuervorrichtung 1 (nachfolgend „Pfaderzeugungsanweisung“) in einem einzelnen Block, welcher ausgelesen wird, umfasst ist; und welche einen zusätzlichen Befehl erzeugt, wenn die Pfaderzeugungsanweisung in dem Block umfasst ist, gemäß der Pfaderzeugungsanweisung. Die Verschiebungsbefehl-Erzeugungseinheit 454 liest ein einen oder mehrere Blöcke umfassendes Bearbeitungsprogramm aus, analysiert das ausgelesene Bearbeitungsprogramm Block für Block und erzeugt einen Verschiebungsbefehl für eine Verschiebung in jedem Block.
Die Interpolationsverarbeitungseinheit 48 umfasst die die in der ersten Ausführungsform beschriebene Korrigierter-Pfad-Vibrationsverschiebungsbetrag-Berechnungseinheit 482 nicht. Allerdings umfasst die Interpolationsverarbeitungseinheit 48 weiter eine Normalpfad-Vibrationsverschiebungsbetrag-Berechnungseinheit 485, welche einen Normalpfad-Vibrationsverschiebungsbetrag berechnet, das ist ein Verschiebungsbetrag pro Zeiteinheit für ein Vibrieren eines Werkzeugs oder eines Werkstücks auf einem durch die Verschiebungsbefehl-Erzeugungseinheit 454 bestimmten Programmpfad, basierend auf Vibrationsinformationen von der Vibrationsbefehl-Analyseeinheit 452; und eine Zusatzpfad-Vibrationsverschiebungsbetrag-Berechnungseinheit 486, welche einen Zusatzpfad-Vibrationsverschiebungsbetrag berechnet, das ist ein Verschiebungsbetrag pro Zeiteinheit für ein Vibrieren eines Werkzeugs oder eines Werkstücks auf einem durch die Zusatzbefehl-Erzeugungseinheit 455 bestimmten zusätzlichen Pfad, auf der Basis von Vibrationsinformationen von der Vibrationsbefehl-Analyseeinheit 452.
Die Verschiebungsbetrag-Kombiniereinheit 483 berechnet einen kombinierten Verschiebungsbetrag durch Verwenden eines durch die Befehlsverschiebungsbetrag-Berechnungseinheit 481 berechneten Befehlsverschiebungsbetrags; einen durch die Normalpfad-Vibrationsverschiebungsbetrag-Berechnungseinheit 485 Normalpfad-Vibrationsverschiebungsbetrag; und einen durch die Zusatzpfad-Vibrationsverschiebungsbetrag-Berechnungseinheit 486 berechneten Zusatzpfad-Vibrationsverschiebungsbetrag. Insbesondere wird ein Befehlsverschiebungsbetrag entsprechend einem durch die Verschiebungsbefehl-Erzeugungseinheit 454 bestimmten Programmpfad mit dem Normalpfad-Vibrationsverschiebungsbetrag kombiniert. Ebenso wird ein Befehlsverschiebungsbetrag entsprechend einem durch die Zusatzbefehl-Erzeugungseinheit 455 bestimmten zusätzlichen Pfad mit dem Zusatzpfad-Vibrationsverschiebungsbetrag kombiniert. Merkmale identisch zu denen in der ersten Ausführungsform werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und redundante Beschreibungen davon werden ausgelassen werden.
Als Nächstes wird ein durch die numerische Steuervorrichtung entsprechend der zweiten Ausführungsform ausgeführtes Bearbeitungsverfahren beschrieben. 9 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel einer Interpolationsverarbeitung darstellt, welches Vibrationen entsprechend der zweiten Ausführungsform beinhaltet.
Als Erstes gibt die Verschiebungsbefehl-Erzeugungseinheit 454 in der Analyseverarbeitungseinheit 45 von einem Bearbeitungsprogramm an die Interpolationsverarbeitungseinheit 48a einen Verschiebungsbefehl aus, welcher einen die Position und Geschwindigkeit des Werkzeugs und/oder des Werkstücks umfassenden Programmpfad aufweist. Die Zusatzbefehl-Erzeugungseinheit 455 gibt an die Interpolationsverarbeitungseinheit 48 einen zusätzlichen Befehl aus, welcher einen die Position und Geschwindigkeit des Werkzeugs und/oder des Werkstücks umfassenden zusätzlichen Pfad aufweist. Wenn es in einem Bearbeitungsprogramm einen eine Pfaderzeugungsanweisung umfassenden Block gibt, wird ein zusätzlicher Befehl in einem Format ausgegeben, bei welchem die Zusatzbefehl-Erzeugungseinheit 455 die Pfaderzeugungsanweisung an die Interpolationsverarbeitungseinheit 48 ausgibt. Die Vibrationsbefehl-Analyseeinheit 452 gibt Vibrationsbedingungen an die Interpolationsverarbeitungseinheit 48 aus, welche die in dem Bearbeitungsprogramm umfasste Frequenz und Amplitude umfassen. Daher erhält die Interpolationsverarbeitungseinheit 48 den Verschiebungsbefehl und die Vibrationsbedingungen, welche beide von der Analyseverarbeitungseinheit 45 ausgegeben werden (Schritt S51).
Nachfolgend berechnet die Befehlsverschiebungsbetrag-Berechnungseinheit 481 in der Interpolationsverarbeitungseinheit 48 einen Befehlsverschiebungsbetrag pro Zeiteinheit (eines Interpolationszyklus) aus dem Verschiebungsbefehl und dem zusätzlichen Befehl (ein Verschiebungsbetrag gemäß dem Verschiebungsbefehl und dem zusätzlichen Befehl) (Schritt S52). Dies wird durch eine voreingestellte Technik in Abhängigkeit von dem Typ einer Interpolation beispielsweise einer linearen Interpolation und einer kreisförmigen Interpolation erfasst.
Danach berechnet die Normalpfad-Vibrationsverschiebungsbetrag-Berechnungseinheit 485 einen Normalpfad-Vibrationsverschiebungsbetrag, das ist ein Vibrationsverschiebungsbetrag pro Zeiteinheit für einen von dem Verschiebungsbefehl erhaltenen Programmpfad. Die Zusatzpfad-Vibrationsverschiebungsbetrag-Berechnungseinheit 486 berechnet einen Zusatzpfad-Vibrationsverschiebungsbetrag, das ist ein Vibrationsverschiebungsbetrag pro Zeiteinheit für einen aus dem zusätzlichen Befehl erhaltenen zusätzlichen Pfad (Schritt S53). Mit Bezug zu dem Normalpfad-Vibrationsverschiebungsbetrag und dem Zusatzpfad-Vibrationsverschiebungsbetrag wird angenommen, dass es bei den erhaltenen Vibrationsbedingungen (Frequenz und Amplitude) eine rechteckige Wellenform gibt; und dann wird die Position der rechteckigen Wellenform entsprechend der aktuellen Interpolationszeit erfasst, um diese Vibrationsverschiebungsbeträge entsprechend der aktuellen Interpolationszeit als einen Unterschied zwischen den Positionen zu der aktuellen Interpolationszeit und der letzten Interpolationszeit zu erfassen.
Nachfolgend berechnet die Verschiebungsbetrag-Kombiniereinheit 483 einen kombinierten Verschiebungsbetrag durch Kombinieren des Befehlsverschiebungsbetrags mit dem Normalpfad-Vibrationsverschiebungsbetrag und dem Zusatzpfad-Vibrationsverschiebungsbetrag (Schritt S54). In diesem Beispiel wird der Normalpfad-Vibrationsverschiebungsbetrag zu dem Befehlsverschiebungsbetrag auf einem in einem Verschiebungsbefehl umfassten Programmpfad hinzugefügt. Ebenso wird der Zusatzpfad-Vibrationsverschiebungsbetrag zu dem Befehlsverschiebungsbetrag auf einem in dem zusätzlichen Befehl umfassten zusätzlichen Pfad hinzugefügt.
Danach berechnet die Kombinierter-Verschiebungsbetrag-Teileinheit 484 einen Achsverschiebungsbetrag durch Teilen des kombinierten Verschiebungsbetrags pro Zeiteinheit in Komponenten der entsprechenden Antriebswellen, um somit entlang eines den Programmpfad und den zusätzlichen Pfad verbindenden Verschiebungspfad zu fahren (Schritt S55). Der berechnete Achsverschiebungsbetrag wird dann an die Stellsteuereinheit 13 an jeder der Antriebswellen über die Axialdaten-Ausgabeeinheit 50 ausgegeben (Schritt S56).
Im Schritt S54 wird, falls die Endpositionen des kombinierten Verschiebungsbetrags auf der gegenüberliegenden Seite der Bearbeitungsstartposition in der Bearbeitungsrichtung positioniert ist, oder falls die Endposition des kombinierten Verschiebungsbetrags die Bearbeitungsendposition in der Bearbeitungsrichtung überschreitet, wird ebenso ein unbeabsichtigter Bereich bearbeitet. Daher kann, falls die Endposition des kombinierten Verschiebungsbetrags auf der gegenüberliegenden Seite der Bearbeitungsstartposition in der Bearbeitungsrichtung liegt, der kombinierte Verschiebungsbetrag so korrigiert werden, dass die Endposition des kombinierten Verschiebungsbetrags bis zu dem Bearbeitungsstartpunkt beschränkt ist, oder, falls die Endposition des kombinierten Verschiebungsbetrags die Bearbeitungsendposition in der Bearbeitungsrichtung überschreitet, kann der kombinierte Verschiebungsbetrag so korrigiert werden, dass die Endposition des kombinierten Verschiebungsbetrags bis zu dem Bearbeitungsendpunkt beschränkt ist.
Danach bestimmt die Befehlsverschiebungsbetrag-Berechnungseinheit 481, ob der Gesamtwert der vorher angewiesenen Befehlsverschiebungsbeträge geringer als ein Zielverschiebungsbetrag ist (Schritt S57). Wenn der Gesamtbetrag der Befehlsverschiebungsbeträge geringer als der Zielverschiebungsbetrag ist (Ja im Schritt S57) kehrt die Verarbeitung zu Schritt S52 zurück, und die obige Verarbeitung wird erneut ausgeführt. Allerdings ist, wenn der Gesamtbetrag der Befehlsverschiebungsbeträge den Zielverschiebungsbetrag erreicht (Nein im Schritt S57), die Verarbeitung beendet, da ein Bearbeiten zu dessen Zielposition vorangeschritten ist.
10 sind Diagramme, welche ein Bearbeitungsverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform schematisch darstellen. 10 (a) ist ein Diagramm, welches ein Beispiel eines Bearbeitungsprogramms darstellt. 10 (b) ist ein Diagramm, welches einen Verschiebungspfad darstellt, wenn das Bearbeitungsprogramm aus 10 (a) ausgeführt wird. 10 (c) ist ein Diagramm, welches die Vibrationsbedingung auf jeder Achse darstellt, wenn das Bearbeitungsprogramm aus 10 (a) ausgeführt wird. Das in 10 (a) dargestellte Bearbeitungsprogramm gibt an, dass auf dem Verschiebungspfad von den X = xb und Z = 0 Koordinaten zu den X = xb und Z = zb Koordinaten zuschneiden ist, und dann von den X = xb und Z = zb Koordinaten zu den X = 0 und Z = zb Koordinaten zuschneiden ist, wobei ein Eckstück (in der Umgebung der X = xb und Z = zb Koordinaten) abgeschreckt wird. Ähnlich zu der ersten Ausführungsform bestimmt das Bearbeitungsprogramm, das über die Verschiebung während der Bearbeitung hinweg Vibrationen angewendet werden.
Der Verschiebungspfad in 10 (a) wird in 10 (b) dargestellt. Das Bearbeitungsprogramm in 10 (a) weist an, dass eine Abschrägungsbearbeitung um die X = xb und Z = zb Koordinaten auszuführen ist. Daher ist der Verschiebungspfad durch die Pfade Pa1, Pa2 und Pa3 dargestellt. Von diesen Pfaden sind die Pfade Pa1 und Pa3 normale Programmpfade, welche explizit in einem Befehl in dem Bearbeitungsprogramm in 10 (a) dargestellt sind. Im Gegensatz dazu ist der Pfad Pa2 ein zusätzlicher Pfad, welcher nicht in dem Bearbeitungsprogramm in 10 (a) dargestellt ist, sondern durch einen von der Zusatzbefehl-Erzeugungseinheit 455 auf der Basis einer Pfaderzeugungsanweisung „C“ erzeugten zusätzlichen Befehl erzeugt ist.
In der zweiten Ausführungsform wird eine Bearbeitung ausgeführt, während Vibrationen entlang der Programmpfade Pa1 und Pa3 angewendet werden; und ebenso wird eine Bearbeitung ausgeführt, während Vibrationen entlang des zusätzlichen Pfads Pa2 angewendet werden. Dieser Zustand ist in 10 (c) dargestellt. Auf dem Programmpfad Pa1 werden, da eine Bearbeitung entlang der Z-Achse ausgeführt wird, Vibrationen nur in der X-Achsenrichtung angewendet. Auf dem zusätzlichen Pfad Pa2 werden Vibrationen sowohl in der Z-Achsenrichtung als auch der X-Achsenrichtung angewendet. Auf dem Programmpfad Pa3 werden, da eine Bearbeitung entlang der X-Achse ausgeführt wird, Vibrationen nur entlang der Z-Achsenrichtung angewendet. Wie oben beschrieben ist es möglich Vibrationen ebenso auf einem zusätzlichen Pfad anzuwenden, welcher nicht explizit in einem Bearbeitungsprogramm dargestellt ist, aber auf der Basis eines durch die Zusatzbefehl-Erzeugungseinheit 455 erzeugten zusätzlichen Befehls erzeugt ist.
In der zweiten Ausführungsform werden, falls es eine Pfaderzeugungsanweisung in einem Bearbeitungsprogramm gibt, Vibrationen ebenso für einen gemäß dieser Pfaderzeugungsanweisung erzeugten zusätzlichen Pfad erzeugt. Mit dieser Konfiguration kann selbst, falls es einen Pfad gibt, welcher ein anderer als der bestimmte Pfad des Anwenders in einem Bearbeitungsprogramm ist, eine Bearbeitung mit Vibrationen weiterhin effektiv ausgeführt werden.
Dritte Ausführungsform
In der ersten Ausführungsform wurde ein Fall beschrieben, bei welchem ein in einem Bearbeitungsprogramm bestimmter Verschiebungspfad, ein korrigierter Pfad, das ist eine Ortslinie der Referenzposition eines Werkzeugs relativ zu einem Werkstück, unter Berücksichtigung einer Korrekturstrecke wie beispielsweise dem Werkzeugdurchmesser erzeugt wird; und Vibrationen auf diesem korrigierten Pfad angewendet werden. In der zweiten Ausführungsform wurde ein Fall beschrieben, bei welchem, wenn eine Pfaderzeugungsanweisung in einem Bearbeitungsprogramm umfasst ist, ein zusätzlicher Befehl auf der Basis der Pfaderzeugungsanweisung erzeugt wird; und Vibrationen auf einen entsprechend diesem zusätzlichen Befehl erzeugten zusätzlichen Pfad angewendet werden. Im Gegensatz dazu muss bei einer tatsächlichen Bearbeitung, wenn es einen Fall gibt, bei welchem korrigierte Pfade aus einem durch einen Verschiebungsbefehl bestimmten Programmpfad erzeugt werden, ein neuer Pfad zwischen die korrigierten Pfade eingefügt werden. In einer dritten Ausführungsform wird eine numerische Steuervorrichtung beschrieben, welche eine Bearbeitung mit Vibrationen auf korrigierten Pfaden, welche von einem durch einen Verschiebungsbefehl oder einem zusätzlichen Befehl bestimmten Pfad korrigiert sind, und auf einem eingefügten Pfad, welcher zwischen diesen korrigierten Pfaden eingefügt ist, ausführen kann.
11 ist ein Blockdiagramm, welches eine Beispielkonfiguration einer numerischen Steuervorrichtung entsprechend der dritten Ausführungsform darstellt. In dieser numerischen Steuervorrichtung sind die Analyseverarbeitungseinheit 45 und die Interpolationsverarbeitungseinheit 48 unterschiedlich zu denen in der ersten Ausführungsform ausgebildet.
Die Analyseverarbeitungseinheit 45 umfasst weiter zusätzlich zu der Konfiguration in der ersten Ausführungsform eine Zusatzbefehl-Erzeugungseinheit 455, welche analysiert, ob eine Pfaderzeugungsanweisung in einem aus einem Bearbeitungsprogramm ausgelesenen einzelnen Block umfasst ist, und welche einen zusätzlichen Befehl erzeugt, wenn die Pfaderzeugungsanweisung in dem Block umfasst ist, entsprechend dieser Pfaderzeugungsanweisung; und eine Zusatzpfad-Erzeugungseinheit 456, welche einen zusätzlichen Pfad erzeugt, welcher einen Verschiebungspfad entsprechend des zusätzlichen Befehls ist.
Die Korrigierter-Pfad-Erzeugungseinheit 453 erzeugt einen korrigierten Pfad unter Verwendung der Korrekturstrecke „d“ auf der Basis des Programmpfads und des zusätzlichen Pfads. Weiter analysiert die Korrigierter-Pfad-Erzeugungseinheit 453, ob ein Modus zum Einfügen eines Pfads, welcher nicht in einem Bearbeitungsprogramm bestimmt ist, wie beispielsweise eine Ansatz-R-Korrektur (nachfolgend „Pfadeinfügemodus“) in dem Bearbeitungsprogramm umfasst ist. Wenn der Pfadeinfügemodus in dem Bearbeitungsprogramm umfasst ist, erzeugt die Korrigierter-Pfad-Erzeugungseinheit 453 einen neu eingefügten Pfad, welcher nicht in dem Bearbeitungsprogramm bestimmt ist, auf der Basis des Pfadeinfügemodus und führt eine Verarbeitung zum Erzeugen eines korrigierten Pfads aus.
12 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel darstellt, bei welchem ein neuer Pfad eingefügt wird. Dieses Beispiel stellt einen Fall dar, bei welchem eine Ansatz-R Korrektur an dem Punkt ausgeführt wird, bei welchem die Pfadrichtung des Programmpfads P 11 geändert wird. Insbesondere wird der Programmpfad P 11 um die Korrekturstrecke „d“ zum Erzeugen von Pfaden Pa1, Pa3 und Pa5 korrigiert. Allerdings sind der Pfad Pa1 und der Pfad Pa3 nur durch Mittel dieser Verarbeitung zum Erzeugen der korrigierten Pfade nicht zwischen deren entsprechenden Enden A1 und A2 verbunden; und der Pfad Pa3 und der Pfad Pa5 sind nicht zwischen deren entsprechenden Enden A3 und A4 verbunden. In diesem Beispiel wird durch eine Ansatz-R-Korrektur ein Pfadea2 zwischen dem Ende A1 und dem Ende A2 eingefügt und ein Pfad Pa4 wird zwischen dem Ende A3 und dem Ende A4 eingefügt. Im Ergebnis wird der durch die Pfade Pa1 bis Pa5 gebildete korrigierte Pfad P 12 erzeugt.
Die Interpolationsverarbeitungseinheit 48 umfasst weiter eine Zusatzpfad-Vibrationsverschiebungsbetrag-Berechnungseinheit 486, welche einen Zusatzpfad-Vibrationsverschiebungsbetrag berechnet, welcher ein Verschiebungsbetrag pro Zeiteinheit für ein Vibrieren des Werkzeugs oder des Werkstücks auf einem korrigierten Pfad entsprechend einem durch einen zusätzlichen Befehl bestimmten zusätzlichen Pfad basierend auf Vibrationsinformationen von der eine Vibrationsbefehl-Analyseeinheit 452 ist.
Die Korrigierter-Pfad-Vibrationsverschiebungsbetrag-Berechnungseinheit 482 berechnet einen Zusatzpfad-Vibrationsverschiebungsbetrag, welcher ein Verschiebungsbetrag pro Zeiteinheit für ein vibrieren des Werkzeugs oder des Werkstücks auf einer Sektion eines korrigierten Pfads ist, welcher nicht zu dem zusätzlichen Pfad korrespondiert, und dort ist, wo der korrigierte Pfad durch die Korrigierter-Pfad-Erzeugungseinheit 453 erzeugt wird, auf der Basis von Vibration Informationen von der Vibrationsbefehl-Analyseeinheit 452. Die Sektion des korrigierten Pfads, welche nicht zu dem zusätzlichen Pfad korrespondiert, umfasst einen um eine Korrekturstrecke von einem Programmpfad korrigierten Pfad; und einen auf der Basis des Pfadeinfügemodus erzeugten Einfügepfad.
Die Verschiebungsbetrag-Kombiniereinheit 483 berechnet einen kombinierten Verschiebungsbetrag durch Verwenden eines durch die Befehlsverschiebungsbetrag-Berechnungseinheit 481 berechneten Befehlsverschiebungsbetrags; eines durch die Korrigierter-Pfad-Vibrationsverschiebungsbetrag-Berechnungseinheit 482 berechneten Korrigierter-Pfad-Vibrationsverschiebungsbetrag; und eines durch die Zusatzpfad-Vibrationsverschiebungsbetrag-Berechnungseinheit 486 berechneten Zusatzpfad-Vibrationsverschiebungsbetrags. Insbesondere wird ein Befehlsverschiebungsbetrag auf einer Sektion des korrigierten Pfads, welcher nicht zu dem zusätzlichen Pfad korrespondiert, mit dem Korrigierter-Pfad-Vibrationsverschiebungsbetrag kombiniert. Ebenso wird ein Befehlsverschiebungsbetrag auf einer Sektion des korrigierten Pfads, welcher zu dem zusätzlichen Pfad korrespondiert, mit dem Zusatzpfad-Vibrationsverschiebungsbetrag kombiniert. Merkmale identisch zu denen in der ersten Ausführungsform werden durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet und redundante Beschreibungen davon werden ausgelassen werden.
Als Nächstes wird ein durch die numerische Steuervorrichtung entsprechend der dritten Ausführungsform ausgeführtes Bearbeitungsverfahren beschrieben. 13 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel einer Vibrationen beinhaltenden Interpolationsverarbeitung entsprechend der dritten Ausführungsform darstellt.
Als Erstes erzeugt die Verschiebungspfad-Erzeugungseinheit 451 in der Analyseverarbeitungseinheit 45 einen die Position und Geschwindigkeit des Werkzeugs und/oder des Werkstücks umfassenden Programmpfad aus einem Bearbeitungsprogramm. Die Zusatzbefehl-Erzeugungseinheit 455 erzeugt einen zusätzlichen Befehl, welcher die Position und Geschwindigkeit des Werkzeugs und/oder des Werkstücks umfasst, zum Erzeugen eines zusätzlichen Pfads, welcher ein Verschiebungspfad in dem Programm ist, auf der Basis des zusätzlichen Befehls. Weiter erzeugt die Korrigierter-Pfad-Erzeugungseinheit 453 korrigierte Pfade, welche von dem Programmpfad korrigiert sind, und den zusätzlichen Pfad entsprechend der tatsächlichen Referenzposition des Werkzeugs unter Verwendung eines Parameters. Zu diesem Zeitpunkt wird, falls es einen Pfadeinfügemodus in dem Bearbeitungsprogramm gibt, ein neu eingefügter Pfad zwischen die korrigierten Pfade eingefügt. Die Verschiebungsbefehl-Erzeugungseinheit 454 erzeugt und gibt dann aus einen Verschiebungsbefehl mit Bezug zu den korrigierten Pfaden an die Interpolationsverarbeitungseinheit 48. Die Vibrationsbefehl-Analyseeinheit 452 gibt Vibrationsbedingungen, welche die in dem Bearbeitungsprogramm umfasste Frequenz und Amplitude umfassen, an die Interpolationsverarbeitungseinheit 48 aus. Daher erhält die Interpolationsverarbeitungseinheit 48 den Verschiebungsbefehl und die Vibrationsbedingungen, welche beide von der Analyseverarbeitungseinheit 45 ausgegeben werden (Schritt S71).
Nachfolgend berechnet die Befehlsverschiebungsbetrag-Berechnungseinheit 481 in der Interpolationsverarbeitungseinheit 48 einen Befehlsverschiebungsbetrag pro Zeiteinheit (einen Interpolationszyklus) aus dem auf der Basis des korrigierten Pfads erzeugten Verschiebungsbefehls (einen Verschiebungsbetrag entsprechend des Verschiebungsbefehls) (Schritt S72). Dies wird durch eine voreingestellte Technik in Abhängigkeit von dem Typ einer Interpolation wie beispielsweise einer linearen Interpolation oder einer kreisförmigen Interpolation erfasst.
Danach berechnet die Korrigierter-Pfad-Vibrationsverschiebungsbetrag-Berechnungseinheit 482 einen Korrigierter-Pfad-Vibrationsverschiebungsbetrag, welcher ein Vibrationsverschiebungsbetrag pro Zeiteinheit ist, für eine Sektion des korrigierten Pfads, welcher nicht zu dem zusätzlichen Pfad korrespondiert. Die Zusatzpfad-Vibrationsverschiebungsbetrag-Berechnungseinheit 486 berechnet einen Zusatzpfad-Vibrationsverschiebungsbetrag, welcher ein Vibrationsverschiebungsbetrag pro Zeiteinheit ist, für eine Sektion des korrigierten Pfads, welcher zu dem zusätzlichen Pfad korrespondiert (Schritt S73). Es wird angenommen, dass der Korrigierter-Pfad-Vibrationsverschiebungsbetrag und der Zusatzpfad-Vibrationsverschiebungsbetrag eine Rechteck-Wellenform unter den erhaltenen Vibrationsbedingungen (Frequenz und Amplitude) sind; und dann wird die Position auf der Rechteck-Wellenform entsprechend der aktuellen Interpolationszeit erfasst, um somit diese Vibrationsverschiebungsbeträge entsprechend der aktuellen Interpolationszeit als einen Unterschied zwischen den Positionen zu der aktuellen Interpolationszeit und der letzten Interpolationszeit zu erfassen.
Nachfolgend berechnet die Verschiebungsbetrag-Kombiniereinheit 483 einen kombinierten Verschiebungsbetrag durch Kombinieren des Befehlsverschiebungsbetrags mit dem Korrigierter-Pfad-Vibrationsverschiebungsbetrag und dem Zusatzpfad-Vibrationsverschiebungsbetrag (Schritt S74). In diesem Beispiel wird der Korrigierter-Pfad-Vibrationsverschiebungsbetrag zu dem Befehlsverschiebungsbetrag auf einer Sektion des korrigierten Pfads, welcher nicht zu dem zusätzlichen Pfad korrespondiert, hinzugefügt. Ebenso wird der Zusatzpfad-Vibrationsverschiebungsbetrag zu dem Befehlsverschiebungsbetrag auf einer Sektion des korrigierten Pfads, welcher zu dem zusätzlichen Pfad korrespondiert, hinzugefügt.
Danach berechnet die Kombinierter-Verschiebungsbetrag-Teileinheit 484 einen Achsverschiebungsbetrag durch Teilen des kombinierten Verschiebungsbetrags pro Zeiteinheit in Komponenten der entsprechenden Antriebswellen für den Weg entlang des korrigierten Pfads (Schritt S75). Der berechnete Achsverschiebungsbetrag wird dann an die Stellsteuereinheit 13 an jeder der Antriebswellen über die Axialdaten-Ausgabeeinheit 50 ausgegeben (Schritt S76).
Im Schritt S74 wird, falls die Endposition des kombinierten Verschiebungsbetrags auf der gegenüberliegenden Seite der Bearbeitungsstartposition in der Bearbeitungsrichtung liegt oder falls die Endposition des kombinierten Verschiebungsbetrags die Bearbeitungsendposition in der Bearbeitungsrichtung überschreitet, ein unbeabsichtigter Bereich ebenso bearbeitet. Daher kann, falls die Endposition des kombinierten Verschiebungsbetrags auf der gegenüberliegenden Seite der Bearbeitungsstartposition in der Bearbeitungsrichtung liegt, der kombinierte Verschiebungsbetrag so korrigiert werden, dass die Endposition des kombinierten Verschiebungsbetrags bis zu dem Bearbeitungsstartpunkt beschränkt ist, oder falls die Endposition des kombinierten Verschiebungsbetrags die Bearbeitungsendposition in der Bearbeitungsrichtung überschreitet, kann der kombinierte Verschiebungsbetrag so korrigiert werden, dass die Endposition des kombinierten Verschiebungsbetrags bis zu dem Bearbeitungsendpunkt beschränkt ist.
Danach bestimmt die Befehlsverschiebungsbetrag-Berechnungseinheit 481, ob der Gesamtbetrag der vorher angewiesenen Befehlsverschiebungsbeträge geringer als ein Zielverschiebungsbetrag ist (Schritt S77). Wenn der Gesamtbetrag der Befehlsverschiebungsbeträge geringer als der Zielverschiebungsbetrag ist (Ja im Schritt S77), kehrt die Verarbeitung zu Schritt S72 zurück; und die obige Verarbeitung wird erneut ausgeführt. Im Gegensatz dazu wird, wenn der Gesamtbetrag der Befehlsverschiebungsbeträge den Zielverschiebungsbetrag erreicht (Nein im Schritt S77), die Verarbeitung beendet, da eine Bearbeitung zu der Zielposition vorangeschritten ist.
14 sind Diagramme, welche ein Bearbeitungsverfahren entsprechend der dritten Ausführungsform darstellen. 14 (a) ist ein Diagramm, welches ein Beispiel eines Bearbeitungsprogramms darstellt. 14 (b) ist ein Diagramm, welches den Verschiebungspfad darstellt, wenn das Bearbeitungsprogramm in 14 (a) ausgeführt wird. Das in 14 (a) dargestellte Bearbeitungsprogramm gibt an, dass ein Verschiebungspfad zur Schneidbearbeitung von den X = xa und Z = 0 Koordinaten bis zu den X = xa und Z = za Koordinaten, und dann ein Schneiden von dem X = xa und Z = za Koordinaten bis zu den X = xb und Z = za Koordinaten, eines Eckteils (um die X = xa und Z = za Koordinaten) abgeschrägt wird; und weiter eine Ansatz-R-Korrektur um beide Enden des abgeschrägten Teils ausgeführt wird. Ähnlich zu der ersten Ausführungsform bestimmt das Bearbeitungsprogramm, das Vibrationen über die Verschiebung während einer Bearbeitung angewendet werden.
Der Programmpfad in 14 (a) und der korrigierte Pfad werden in 14 (b) dargestellt. Zuerst wird der Programmpfad P 11 berechnet. Insbesondere werden Pfade Pa01 und Pa03 aus dem Bearbeitungsprogramm erzeugt. Da das Bearbeitungsprogramm eine Abschrägungsanweisung umfasst, erzeugt die Zusatzbefehl-Erzeugungseinheit 455 einen zusätzlichen Abschrägungsbefehl. Die Zusatzpfad-Erzeugungseinheit 456 erzeugt dann einen zusätzlichen Pfad Pa02 entsprechend dem zusätzlichen Abschrägungsbefehl. Daher wird der Programmpfad P 11 durch die Pfade Pa1, Pa2 und Pa3 gebildet.
Als Nächstes wird der korrigierte Pfad P 12 aus dem Programmpfad P 11 erzeugt. Insbesondere wird der Programmpfad P 11 um die Korrekturstrecke „d“ so korrigiert, um die Pfade Pa1, Pa3 und Pa5 entsprechend den Pfaden Pa01, Pa02 und Pa03 entsprechend zu erzeugen. In diesem Zustand gibt es keinen Pfad zwischen dem Ende A1 des Pfads Pa1 und dem Ende A2 des Pfads Pa3 oder zwischen dem Ende A3 des Pfads Pa3 und dem Ende A4 des Pfads Pa5. Danach wird durch eine Ansatz-R-Korrektur ein Pfad Pa2 zwischen dem Ende A3 und dem Ende A4 eingefügt. Im Ergebnis wird der durch die Pfade Pa1 bis Pa5 gebildete korrigierte Pfad P 12 erzeugt.
Die Korrigierter-Pfad-Vibrationsverschiebungsbetrag-Berechnungseinheit 482 berechnet dann einen Korrigierter-Pfad-Vibrationsverschiebungsbetrag für die Pfade Pa1, Pa2, Pa4 und Pa5, welche nicht zu dem zusätzlichen Pfad Pa02 korrespondieren. Die Zusatzpfad-Vibrationsverschiebungsbetrag-Berechnungseinheit 486 berechnet einen Zusatzpfad-Vibrationsverschiebungsbetrag für den Pfad Pa3, welcher zu dem zusätzlichen Pfad Pa02 korrespondiert. Diese Verschiebungsbeträge werden dann mit einem Befehlsverschiebungsbetrag kombiniert.
In der dritten Ausführungsform wird, falls ein Pfadeinfügemodus in einem Bearbeitungsprogramm umfasst ist, ein Einfügepfad, welcher die Enden von korrigierten Pfaden verbindet, erzeugt; und der Einfügepfad wird zwischen die korrigierten Pfade zum Erzeugen eines korrigierten Pfads so eingefügt, dass Vibrationen ebenso für diesen korrigierten Pfad erzeugt werden. Falls eine Pfaderzeugungsanweisung weiter in dem Bearbeitungsprogramm umfasst ist, werden ebenso für einen entsprechend dieser Pfaderzeugungsanweisung erzeugten zusätzlichen Pfad Vibrationen erzeugt. Daher kann selbst, falls es einen anderen Pfad auf einem korrigierten Pfad als den von einem Anwender in einem Bearbeitungsprogramm bestimmten Pfad gibt, eine Bearbeitung mit Vibrationen über den korrigierten Pfad hinweg weiterhin ausgeführt werden.
Die oben beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsformen können ebenso auf einen Bearbeitungsprozess zum Bohren angewendet werden.
Industrielle Anwendbarkeit
Wie oben beschrieben ist die numerische Steuervorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung für eine numerische Steuerung eines Bearbeitungswerkzeugs mittels eines Bearbeitungsprogramms geeignet.
Bezugszeichenliste
1 numerische Steuervorrichtung, 10 Antriebseinheit, 11 Stellmotoren, 12 Detektor, 13 Stellsteuereinheit, 13X X-Achsstellsteuereinheit, 13Z Z-Achsstellsteuereinheit , 14 Hauptwellenmotor, 15 Detektor, 16 Hauptquellensteuereinheit, 20 Eingabebetriebseinheit, 30 Anzeigeeinheit, 40 Steuerberechnungseinheit, 41 Eingabesteuereinheit, 42 Dateneinstelleinheit, 43 Speichereinheit, 44 Bildschirmverarbeitungseinheit, 45 Analyseverarbeitungseinheit, 46 Mechanisches-Steuersignal-Verarbeitungseinheit, 47 PLC-Schaltkreiseinheit, 48 Interpolationsverarbeitungseinheit, 49 Beschleunigung-Abbremsungen-Verarbeitungseinheit, 50 Axialdaten-Ausgabeeinheit, 61 Werkstück, 62 Werkzeug, 62a Mittelposition, 62b Schneidkantenposition, 431 Parameter, 432 Bearbeitungsprogramm, 433 Bildschirmanzeigedaten, 434 gemeinsamer Bereich, 451 Verschiebungspfad-Erzeugungseinheit, 452 Vibrationsbefehl-Analyseeinheit, 453 Korrigierter-Pfad-Erzeugungseinheit, 454 Verschiebungsbefehl-Erzeugungseinheit, 455 Zusatzbefehl-Erzeugungseinheit, 456 Zusatzpfad-Erzeugungseinheit, 481 Befehlsverschiebungsbetrag-Berechnungseinheit, 482 Korrigierter-Pfad-Vibrationsverschiebungsbetrag-Berechnungseinheit, 483 Verschiebungsbetrag-Kombiniereinheit, 484 Kombinierter-Verschiebungsbetrag-Teileinheit, 485 Normalpfad-Vibrationsverschiebungsbetrag-Berechnungseinheit, 486 Zusatzpfad-Vibrationsverschiebungsbetrag-Berechnungseinheit 486.

Claims

Eine numerische Steuervorrichtung, welche eine Bearbeitung eines Werkstücks steuert, während ein Werkzeug und das Werkstück relativ zueinander durch Mittel von zwei oder mehr Antriebswellen verschoben werden, welche an dem Werkzeug und/oder dem Werkstück vorgesehen sind, wobei die numerische Steuervorrichtung umfasst: eine Korrigierter-Pfad-Erzeugungseinheit (453), welche einen korrigierten Pfad erzeugt, welcher von einem Verschiebungspfad in einem Bearbeitungsprogramm um eine Korrekturstrecke korrigiert ist, sodass der Verschiebungspfad in dem Bearbeitungsprogramm in dem Werkstück ausgebildet wird; eine Verschiebungsbefehl-Erzeugungseinheit (454), welche einen Verschiebungsbefehl zum Verschieben einer Referenzposition des Werkzeugs relativ zu dem Werkstück auf dem korrigierten Pfad erzeugt; eine Vibrationsbefehl-Analyseeinheit (452), welche Vibrationsbedingungen zum Vibrieren des Werkzeugs an der Referenzposition relativ zu dem Werkstück entlang des korrigierten Pfads erhält; eine Befehl-Verschiebungsbetrag-Berechnungseinheit (481), welche einen Befehl-Verschiebungsbetrag berechnet, welcher ein Verschiebungsbetrag pro Zeiteinheit entsprechend dem Verschiebungsbefehl ist; eine Korrigierter-Pfad-Vibrationsverschiebungsbetrag-Berechnungseinheit (482), welche durch Verwenden der Vibrationsbedingungen einen Korrigierter-Pfad-Vibrationsverschiebungsbetrag berechnet, welcher ein Vibrationsverschiebungsbetrag pro Zeiteinheit zu einem Zeitpunkt korrespondierend zu dem Verschiebungsbefehl ist; und eine Verschiebungsbetrag-Kombiniereinheit (483), welche den Befehl-Verschiebungsbetrag mit dem Korrigierter-Pfad-Vibrationsverschiebungsbetrag so kombiniert, um einen kombinierten Verschiebungsbetrag zu berechnen, und welche einen Verschiebungsbetrag innerhalb der Zeiteinheit erfasst, sodass eine Position, welche sich von einer Referenzposition zum Berechnen des kombinierten Verschiebungsbetrags um den kombinierten Verschiebungsbetrag verschoben hat, auf dem korrigierten Pfad positioniert ist.
Die numerische Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1 weiter umfassend: eine Zusatzbefehl-Erzeugungseinheit (455), welche einen zusätzlichen Befehl erzeugt, wenn eine Pfaderzeugungsanweisung zum Erzeugen eines zusätzlichen Pfads in dem Bearbeitungsprogramm umfasst ist, auf der Basis der Pfaderzeugungsanweisung; und eine Zusatzpfad-Vibrationsverschiebungsbetrag-Berechnungseinheit (486), welche einen Zusatzpfad-Vibrationsverschiebungsbetrag, welcher ein Vibrationsverschiebungsbetrag pro Zeiteinheit zu einem Zeitpunkt korrespondierend zu dem zusätzlichen Befehl ist, durch Verwenden der Vibrationsbedingungen berechnet.
Die numerische Steuervorrichtung gemäß Anspruch 2 weiter umfassend eine Zusatzpfad-Erzeugungseinheit, welche den zusätzlichen Pfad aus dem zusätzlichen Befehl erzeugt, wobei die Korrigierter-Pfad-Erzeugungseinheit (453) weiter eine Funktion zum Korrigieren des zusätzlichen Pfads um die Korrekturstrecke umfasst, wenn die Zusatzpfad-Erzeugungseinheit den zusätzlichen Pfad erzeugt, und die Verschiebungsbetrag-Kombiniereinheit (483) den kombinierten Verschiebungsbetrag berechnet durch Kombinieren des Befehl-Verschiebungsbetrags mit dem Zusatzpfad auf einem Pfad korrespondierend zu dem korrigierten zusätzlichen Pfad, und durch Kombinieren des Befehl-Verschiebungsbetrag mit dem Korrigierter-Pfad-Vibrationsverschiebungsbetrag auf einem anderen Pfad als dem korrigierten zusätzlichen Pfad.
Die numerische Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Korrigierter-Pfad-Erzeugungseinheit (453) analysiert, ob ein Pfadeinfügungsmodus zum Einfügen eines Pfads, welcher in dem Bearbeitungsprogramm nicht bestimmt ist, umfasst ist oder nicht, und einen Einfügepfad erzeugt, wenn der korrigierte Pfad erzeugt wird, wenn der Pfadeinfügungsmodus umfasst ist, die Korrigierter-Pfad-Vibrationsverschiebungsbetrag-Berechnungseinheit (482) den Korrigierter-Pfad-Vibrationsverschiebungsbetrag für den Verschiebungsbefehl für den den Einfügepfad umfassenden korrigierten Pfad berechnet, und die Verschiebungsbetrag-Kombiniereinheit (483) den Befehl-Verschiebungsbetrag mit dem Korrigierter-Pfad-Vibrationsverschiebungsbetrag auf dem den Einfügepfad umfassenden korrigierten Pfad kombiniert.