DE112017003357T5

DE112017003357T5 - Auswahlvorrichtung, Auswahlverfahren und Programm

Info

Publication number: DE112017003357T5
Application number: DE112017003357.8T
Authority: DE
Inventors: Masakazu Sagasaki
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-01-27
Filing date: 2017-01-27
Publication date: 2019-03-21
Also published as: CN109562499B; WO2018138871A1; US20190202017A1; CN109562499A; JP6391861B1; JPWO2018138871A1

Abstract

Eine Auswahlvorrichtung bewirkt, dass eine Werkzeugmaschine, die ein Werkstück aus einem Stangenmaterial maschinell herstellt, ein anderes Werkstück auswählt, das die Werkzeugmaschine aus einem Reststück maschinell herstellen kann, bei dem es sich um den verbleibenden Teil des bearbeiteten Stangenmaterials handelt, wenn ein maschinell herzustellendes Werkstück aus dem Reststück nicht mehr hergestellt werden kann. Die Auswahlvorrichtung weist auf: eine Auswahleinheit (60), die beim Auswählen eines mit der Werkzeugmaschine aus dem Reststück herzustellenden anderen Werkstücks auf Aufspannwerkzeugdaten (57) Bezug nimmt, die ein Werkzeug angeben, das an einer Aufspannposition der Werkzeugmaschine aufgespannt werden kann, und die die Werkzeugmaschine zur Auswahl eines anderen Werkstücks veranlasst, das mit dem an der Werkzeugmaschine aufspannbaren Werkzeug hergestellt werden kann.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Auswahlvorrichtung, die ein aus einem Stangenmaterial maschinell herzustellendes Werkstück auswählt, ein Auswahlverfahren hierfür und ein Programm hierfür.
Hintergrund
Es waren Drehautomaten in Gebrauch, die aus einem Stangenmaterial mehrere Werkstücke maschinell herstellen, indem sie das Stangenmaterial bei gleichzeitigem Verfahren des Stangenmaterials in Längsrichtung spanend bearbeiten. Normalerweise ist bei Drehautomaten die Vornahme einer spanenden Bearbeitung bis ganz zum Ende eines Stangenmaterials schwierig, sodass sich am Ende einer spanenden Bearbeitung ein Reststück ergibt. Da sich Reststücke nicht mit Drehautomaten spanend bearbeiten lassen, werden diese entsorgt.
Ein in dem Patentdokument 1 beschriebener Drehautomat weist daher eine Detektionseinheit auf, die eine Restlänge eines Stangenmaterials erfasst. Bei einer maschinellen Herstellung von mehreren Werkstücken unterschiedlicher Länge fabriziert der in dem Patentdokument 1 beschriebene Drehautomat ein kürzeres Reststück, indem er ein maschinell herzustellendes Werkstück abhängig vom Erfassungsergebnis der Erfassungseinheit, d. h. abhängig von der Länge des Reststückes, auswählt.
Liste der Zitate
Patentliteratur
Patentdokument 1: Japanisches Gebrauchsmuster mit der Registrierungsnummer 2578596
Kurzbeschreibung
Technische Problemstellung
Bei dem in dem Patentdokument 1 beschriebenen Drehautomat erfolgen Auswahl und maschinelle Herstellung eines Werkstück jedoch ausschließlich in Abhängigkeit von der Länge eines Reststücks, wobei die Auswahl eines Bearbeitungsprogramms ohne Berücksichtigung der an der Werkzeugmaschine aufgespannten Werkzeuge vorgenommen wird, was zu Problemen dahingehend führt, dass die maschinelle Herstellung von Werkstücken nicht in Abhängigkeit von der Priorität der Werkstücke erfolgt und Reststücke nicht effektiv genutzt werden können.
Die vorliegende Erfindung entstand angesichts des oben Ausgeführten, wobei eine Aufgabe der Erfindung in der Angabe einer Auswahlvorrichtung besteht, die sich zur effektiven Nutzung von Reststücken eignet.
Lösung der Problemstellung
Zur Lösung des oben beschriebenen Problems und um die Aufgabe zu erfüllen, bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Auswahlvorrichtung, die eine Werkzeugmaschine, die ein Werkstück aus einem Stangenmaterial maschinell herstellt, dazu veranlasst ein anderes Werkstück auszuwählen, das die Werkzeugmaschine aus einem Reststück maschinell herstellen kann, bei dem es sich um den verbliebenen Teil eines der Bearbeitung unterliegenden Stangenmaterials handelt, wenn ein maschinell herzustellendes Werkstück aus dem Reststück nicht mehr hergestellt werden kann, wobei die Auswahlvorrichtung aufweist: eine Auswahleinheit, um beim Auswählen eines mit der Werkzeugmaschine aus dem Reststück herzustellenden anderen Werkstücks auf Aufspannwerkzeugdaten Bezug zu nehmen, wobei die Daten ein Werkzeug bezeichnen, das an einer Aufspannposition der Werkzeugmaschine aufgespannt werden kann, und um die Werkzeugmaschine zur Auswahl eines anderen Werkstücks zu veranlassen, das mit dem auf der Werkzeugmaschine aufspannbaren Werkzeug hergestellt werden kann.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Die vorteilhafte Wirkung einer Auswahlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung besteht in einer effektiven Nutzung von Reststücken.
Figurenliste

1 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung einer Konfiguration einer Fertigungsanlage, die eine numerische Steuerung aufweist, die eine Auswahlvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform bildet.
2 zeigt ein Funktionsblockschaltbild zur Veranschaulichung einer Konfiguration der numerischen Steuerung, die die Auswahlvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform bildet.
3 zeigt eine Seitenansicht zur Veranschaulichung einer Konfiguration eines Drehautomaten der in 1 dargestellten Fertigungsanlage.
4 zeigt eine Werkzeughalterung des in 3 dargestellten Drehautomaten in einer Vorderansicht.
5 zeigt eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung eines Beispiels für ein mit dem in 3 dargestellten Drehautomaten herzustellendes Werkstück.
6 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung eines Teils eines Bearbeitungsprogramms zur Herstellung eines vierten Werkstücks, das in einer Speichereinheit der numerischen Steuerung gespeichert ist, die die Auswahlvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform bildet.
7 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung eines Teils eines Bearbeitungsprogramms zur Herstellung eines fünften Werkstücks, das in der Speichereinheit der numerischen Steuerung gespeichert ist, die die Auswahlvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform bildet.
8 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung eines Teils eines Bearbeitungsprogramms zur Herstellung eines sechsten Werkstücks, das in der Speichereinheit der numerischen Steuerung gespeichert ist, die die Auswahlvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform bildet.
9 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Beispiel für Aufspannwerkzeugdaten, die in der Speichereinheit der in 2 dargestellten numerischen Steuerung gespeichert sind.
10 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens, anhand dessen eine Auswahleinheit der die Auswahlvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform bildenden numerischen Steuerung ein anderes Werkstück auswählt.
11 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung einer Konfiguration einer Fertigungsanlage mit einer numerischen Steuerung, die eine Auswahlvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform bildet.
12 zeigt ein Funktionsblockschaltbild zur Veranschaulichung einer Konfiguration eines Produktionssteuerungscomputers, der eine Auswahlvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform bildet.
13 zeigt ein Funktionsblockschaltbild zur Veranschaulichung einer Konfiguration der numerischen Steuerung gemäß der zweiten Ausführungsform.
14 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens, mit dem eine Auswahleinheit des Produktionssteuerungscomputers, der die Auswahlvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform bildet, ein anderes Werkstück auswählt.
15 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung einer Hardwarekonfiguration der numerischen Steuerung, die die Auswahlvorrichtung gemäß der ersten und der zweiten Ausführungsform bildet.
16 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung einer Hardwarekonfiguration des Produktionssteuerungscomputers, der die Auswahlvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform bildet.

Beschreibung von Ausführungsformen
Im Folgenden werden eine Auswahlvorrichtung und ein Programm gemäß bestimmter Ausführungsformen ausführlich unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsformen beschränkt ist.
Erste Ausführungsform
Die Darstellung von 1 veranschaulicht eine Konfiguration einer Fertigungsanlage mit einer numerischen Steuerung, die eine Auswahlvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform bildet. Das Funktionsblockschaltbild von 2 veranschaulicht eine Konfiguration der numerischen Steuerung, die die Auswahlvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform bildet. 3 zeigt eine Seitenansicht zur Veranschaulichung einer Konfiguration eines Drehautomaten der in 1 dargestellten Fertigungsanlage. 4 zeigt eine Werkzeughalterung des in 3 dargestellten Drehautomaten in einer Vorderansicht. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung eines Beispiels für ein mit dem in 3 dargestellten Drehautomaten herzustellendes Werkstück. Eine Komponente, auf der ein Werkzeug aufgespannt ist, ist nicht auf die in 3 dargestellte Werkzeughalterung 202 beschränkt, sondern kann alternativ ein Revolverkopf sein.
Der Drehautomat 200, bei dem es sich um eine Werkzeugmaschine handelt, die die Fertigungsanlage 100 bildet, wird von der numerischen Steuerung 1, die die Auswahlvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform bildet, wie in den 1 und 2 dargestellt gesteuert. Wie aus 1 ersichtlich umfasst die Fertigungsanlage 100 den Drehautomaten 200 sowie die numerische Steuerung 1, die jeweils einen Drehautomaten 200 steuert. Es gibt keine Beschränkung für die Anzahl der in einer Fertigungsanlage 100 enthaltenen Drehautomaten 200, sodass es sich um eine oder mehrere handeln kann.
Wie aus 3 ersichtlich weist der Drehautomat 200 auf: eine Basiseinheit 201, die am Boden einer Fabrik angebracht ist, die Werkzeughalterung 202, die verfahrbar an der Basiseinheit 201 montiert ist, eine Materialzufuhreinheit 203, die ein säulenförmiges oder prismenförmiges Stangenmaterial B in Richtung zur Werkzeughalterung 202 führt, einen Spindelstock 204, der das Stangenmaterial B um eine Zentralachse des Stangenmaterials B dreht, einen X-Richtungs-Vorschubmechanismus 205X, der die Werkzeughalterung 202 in X-Richtung relativ zur Basiseinheit 201 verfährt, und einen Y-Richtungs-Vorschubmechanismus 205Y, der die Werkzeughalterung 202 in Y-Richtung zur Basiseinheit 201 verfährt. Die Werkzeughalterung 202 ist an der Basiseinheit 201 mit Hilfe einer Linearführung so gelagert, dass die Werkzeughalterung 202 in Y-Richtung parallel zur horizontalen Richtung verfahrbar ist, und an der Basiseinheit 201 mit Hilfe einer Linearführung so gelagert, dass die Werkzeughalterung 202 in X-Richtung parallel zur vertikalen Richtung verfahrbar ist.
Wie in 4 dargestellt ist, sind an der Werkzeughalterung 202 ein Positionierungswerkzeug 206 für die Positionierung und Bearbeitungswerkzeuge 207 aufgespannt, die Werkzeuge zur Bearbeitung sind. An der Werkzeughalterung 202 sind ein Positionierungswerkzeug 206 und mehrere Bearbeitungswerkzeuge 207 aufgespannt. Bei der ersten Ausführungsform sind drei Bearbeitungswerkzeuge 207 an der Werkzeughalterung 202 aufgespannt. An der Werkzeughalterung 202 sind das Positionierungswerkzeug 206 und die Bearbeitungswerkzeuge 207 in Y-Richtung zueinander beabstandet angeordnet. Im Folgenden wird bei der ersten Ausführungsform die Position T an der Werkzeughalterung 202, an der das Positionierungswerkzeug 206 aufgespannt ist, als erste Aufspannposition T1 bezeichnet. Die Positionen T an der Werkzeughalterung 202, an denen die drei Bearbeitungswerkzeuge 207 aufgespannt sind, werden im Folgenden als zweite Aufspannposition T2, dritte Aufspannposition T3 und vierte Aufspannposition T4 bezeichnet.
Die Materialzufuhreinheit 203 führt der Werkzeughalterung 202 ein Stangenmaterial B entlang der zur horizontalen Richtung parallelen und zur Y-Richtung senkrechten Z-Richtung zu. Das Stangenmaterial B ist aus Metall in einer säulenförmigen Gestalt mit konstantem Außendurchmesser gefertigt. Bei der ersten Ausführungsform beschränkt sich das Stangenmaterial B nicht auf eine säulenförmige Gestalt, sondern kann eine prismatische Gestalt aufweisen. Die Materialzufuhreinheit 203 umfasst ein Führungsteil 208, das das Stangenmaterial B führt, und ein Zuführteil 209, das das mit einem Spannfutter 215 fixierte Stangenmaterial B verfährt. Das Führungsteil 208 weist auf: einen Führungskörper 210, der am Boden der Fabrik befestigt ist, sowie Führungsrollen 211, die auf dem Führungskörper 210 drehbar angeordnet sind, sodass die Führungsrollen 211 das Stangenmaterial B zwischen den Führungsrollen 211 und dem Führungskörper 210 halten und die Bewegungsrichtung des Stangenmaterials B führen. Das Führungsteil 208 besitzt eine Konstruktion, bei der das Stangenmaterial B mit einer Schubstange geschoben wird, die nicht dargestellt ist.
Wie in 3 dargestellt, umfasst das Zuführteil 209: einen Servomotor 902, der an der Basiseinheit 201 angebracht ist, eine Kugelgewindespindel 213, die an der Abtriebswelle 902a des Servomotors 902 über ein sich dazwischen befindendes Gelenk 212 angebracht ist, und eine Z-Achsen-Servosteuereinheit 92, die in 2 dargestellt ist und die den Servomotor 902 einer Z-Achsen-Verfahrstreckeanweisung entsprechend steuert, die von der numerischen Steuerung 1 eingegebenen wird. Die Kugelgewindespindel 213 ist parallel zur Z-Richtung angeordnet. Auf die Kugelgewindespindel 213 aufgeschraubt befindet sich eine Mutter 214, auf der der Spindelstock 204 befestigt ist. Bei der Z-Achsen-Servosteuereinheit 92 handelt es sich um einen Servoverstärker, der die Z-AchsenVerfahrstreckenanweisung für die Z-Achse in einen Dreiphasenwechselstrom umwandelt und den Dreiphasenwechselstrom an den Servomotor 902 ausgibt.
Der Spindelstock 204 ist ringförmig mit einer Innenbohrung 204a ausgebildet, durch die das Stangenmaterial B hindurchgeführt wird. Der Spindelstock 204 umfasst: das Spannfutter 215, mit dem das Stangenmaterial B gehalten wird; einen Spindelmotor 904, der ausgebildet ist, das Spannfutter 215, mit dem das Stangenmaterial B gehalten wird, um die Zentralachse des Stangenmaterials B zu drehen, und eine Spindelsteuerungseinheit 94, die in 2 dargestellt ist, und die den Spindelmotor 904 einer von der numerischen Steuerung 1 eingegebenen Drehanweisung entsprechend steuert. Bei der Spindelsteuerungseinheit 94 handelt es sich um einen Servoverstärker, der die Drehanweisung in einen Dreiphasenwechselstrom umwandelt und den Dreiphasenwechselstrom an den Spindelmotor 904 ausgibt. Es wird darauf hingewiesen, dass die Drehanweisung eine Verfahranweisung in Drehrichtung zum Drehen des Stangenmaterials B um die Zentralachse des Stangenmaterials B darstellt.
Die Materialzufuhreinheit 203 verfährt den Spindelstock 204 und das Stangenmaterial B in Z-Richtung, indem der Servomotor 902 die Kugelgewindespindel 213 bei im Spannfutter 215 des Spindelstocks 204 eingespanntem Stangenmaterial B dreht. Im Spindelstock 204 dreht der Spindelmotor 904 bei im Spannfutter 215 eingespanntem Stangenmaterial B das Stangenmaterial B um die Zentralachse.
Der X-Richtungs-Vorschubmechanismus 205X verfährt die Werkzeughalterung 202 in X-Richtung. Der X-Richtungs-Vorschubmechanismus 205X umfasst: einen wie in 2 dargestellten Servomotor 901, der die Werkzeughalterung 202 in X-Richtung verfährt, und eine wie in 2 dargestellte X-Achsen-Servosteuereinheit 91, die den Servomotor 901 einer von der numerischen Steuerung 1 eingegebenen X-Achsenverfahrstreckenanweisung entsprechend steuert. Bei der X-Achsen-Servosteuereinheit 91 handelt es sich um einen Servoverstärker, der die Verfahrstreckenanweisung für die X-Achse in einen Dreiphasenwechselstrom umwandelt und den Dreiphasenwechselstrom an den Servomotor 901 ausgibt. Der Y-Richtungs-Vorschubmechanismus 205Y verfährt die Werkzeughalterung 202 in Y-Richtung. Der Y-Richtungs-Vorschubmechanismus 205Y umfasst: einen wie in 2 dargestellten Servomotor 903, der die Werkzeughalterung 202 in Y-Richtung verfährt, und eine wie in 2 dargestellte Y-Achsen-Servosteuereinheit 93, die den Servomotor 903 einer von der numerischen Steuerung 1 eingegebenen Y-Achsenverfahrstreckenanweisung entsprechend steuert. Bei der Y-Achsen-Servosteuereinheit 93 handelt es sich um einen Servoverstärker, der die Verfahrstreckenanweisung für die Y-Achse in einen Dreiphasenwechselstrom umwandelt und den Dreiphasenwechselstrom an den Servomotor 903 ausgibt.
Um das Stangenmaterial B zu positionieren, bevor ein Werkstück W aus dem Stangenmaterial B maschinell hergestellt wird, bringt der Drehautomat 200 gemäß der ersten Ausführungsform eine Stirnseite BS des Stangenmaterials B in Kontakt mit dem Positionierwerkzeug 206. Zur Bearbeitung eines Werkstücks W steuert der Drehautomat 200 die Servomotoren 902, 903 und 901 entsprechend der Verfahrstreckenanweisung für die Z-Achse, der Verfahrstreckenanweisung für die Y-Achse und der Verfahrstreckenanweisung für die X-Achse, die von der numerischen Steuerung 1 bei einer Ausführung von in 2 dargestellten Bearbeitungsprogrammen 53 erzeugt werden. Ferner steuert der Drehautomat 200 den Spindelmotor 904 in Übereinstimmung mit der Drehanweisung und steuert das Spannfutter 215. Der Drehautomat 200 steuert die Servomotoren 901, 902 und 903, den Spindelmotor 904 und das Spannfutter 215 so, dass das Stangenmaterial B im Spannfutter 215 des Spindelstocks 204 eingespannt wird. Ferner wird das Stangenmaterial B vom Zuführteil 209 in Richtung zur Werkzeughalterung 202 geführt, während der Spindelmotor 904 das Stangenmaterial B dreht, und ein an der Werkzeughalterung 202 aufgespanntes Bearbeitungswerkzeug 207 bearbeitet das Stangenmaterial B spanend, um aus dem Stangenmaterial B ein Werkstück W maschinell herzustellen, für das in 5 ein Beispiel gezeigt ist.
Der Drehautomat 200 der ersten Ausführungsform ist ein sogenannter Schweizer Drehautomat, bei dem der Spindelstock 204 wie oben beschrieben in Z-Richtung verfahren wird, der Drehautomat 200 kann jedoch auch ein stationärer Drehautomat sein kann, bei dem der Spindelstock 204 fest angebracht ist. Üblicherweise weist ein Drehautomat 200 von der Art eines stationären Automaten anstelle der Werkzeughalterung 202 einen Revolverkopf auf. Außerdem ist die Form des mit dem Drehautomaten 200 hergestellten Werkstücks W nicht auf die in 5 dargestellte Form beschränkt, vielmehr werden mit dem Drehautomaten 200 Werkstücke W verschiedener Formen maschinell hergestellt. Es wird darauf hingewiesen, dass die Länge L des Werkstücks W in Z-Richtung einer Bearbeitungslänge L des Werkstücks W entspricht.
Bei der in 2 dargestellten, zu dem Drehautomaten 200 gehörenden numerischen Steuerung 1 handelt es sich um einen Computer, der die numerische Steuerung an dem zugehörigen Drehautomaten 200 vornimmt. Wie aus 2 ersichtlich weist die numerische Steuerung 1 eine Anzeigevorrichtung 10, eine Eingabevorrichtung 20 und eine Steuerungsberechnungseinheit 30 auf, bei der es sich um eine Steuereinheit handelt. Die Anzeigevorrichtung 10 weist einen Bildschirm 10a auf, auf dem Informationen anzeigt werden. Die Eingabevorrichtung 20 ist zur Eingabe von Informationen in die Steuerungsberechnungseinheit 30 ausgebildet.
Die numerische Steuerung 1 wählt abhängig von einer eingegeben Information unter mehreren Bearbeitungsprogrammen 53 ein Bearbeitungsprogramm 53 aus, das den Drehautomaten 200 zur maschinellen Herstellung eines Werkstücks W veranlasst, und startet dieses automatisch. Das Bearbeitungsprogramm 53 wird während des automatischen Startvorgangs von einer Analyseabwicklungseinheit 40 analysiert, wobei das Analyseergebnis über einen gemeinsam genutzten Bereich 55 an eine Interpolationsbearbeitungseinheit 70 übergeben wird. Auf Basis des Analyseergebnisses erzeugt die Interpolationsbearbeitungseinheit 70 die X-Achsenverfahrstreckenanweisung, die Y-Achsenverfahrstreckenanweisung, die Z-Achsenverfahrstreckenanweisung sowie die Drehanweisung, und gibt die erzeugten Anweisungen mit einer bei einer Beschleunigungs-/Verzögerungsverarbeitungseinheit 37 angehängten Beschleunigungs-/Verzögerungsanweisung über eine Achsdatenausgabeeinheit 39 an die Servosteuereinheiten 91, 92 und 93 und die Spindelsteuerungseinheit 94 aus. Die X-Achsen-Servosteuereinheit 91, die Y-Achsen-Servosteuereinheit 92, die Z-Achsen-Servosteuereinheit 93 und die Spindelsteuerungseinheit 94 steuern jeweils die Servomotoren 901, 902 und 903 bzw. den Spindelmotor 904 entsprechend der von der Steuerungsberechnungseinheit 30 eingegeben X-Achsenverfahrstreckenanweisung, Y-Achsenverfahrstreckenanweisung, Z-Achsenverfahrstreckenanweisung und Drehanweisung an.
Die Steuerungsberechnungseinheit 30 umfasst eine speicherprogrammierbare Einbausteuerung (SPS) 36, eine Maschinensteuerungssignalverarbeitungseinheit 34, eine Speichereinheit 50, die Analyseabwicklungseinheit 40, die Interpolationsbearbeitungseinheit 70, die Beschleunigungs-/Verzögerungsverarbeitungseinheit 37, die Achsdatenausgabeeinheit 39, eine Eingabensteuerungseinheit 32, eine Anzeigebildverarbeitungseinheit 31, eine Parametereinstellungseinheit 33 und eine Auswahleinheit 60.
Die Speichereinheit 50 ist eine Speichervorrichtung der numerischen Steuerung 1. Die Speichereinheit 50 speichert Parameter 51, mehrere Bearbeitungsprogramme 53 und Anzeigebilddaten 54 und umfasst den gemeinsam genutzten Bereich 55 als Arbeitsraum. In der Speichereinheit 50 sind die Bearbeitungsprogramme 53, die den mit dem Drehautomaten 200 herzustellenden Werkstücken W zugeordnet sind, ein Programm 56 für ein von der Auswahleinheit 60 zur Auswahl eines anderen Werkstücks W auszuführendes Auswahlverfahren, und Aufspannwerkzeugdaten 57 gespeichert, die Werkzeuge angeben, die an den jeweiligen Aufspannpositionen T des Drehautomaten 200 aufgespannt sind.
Als aufspannbares Werkzeug wird bei der vorliegenden Ausführungsform ein Werkzeug bezeichnet, das zur maschinellen Herstellung eines Werkstücks W verwendet werden kann, und wenn es sich bei der Werkzeugmaschine um einen Schweizer Drehautomaten oder einen stationären Drehautomaten handelt, wird mit aufspannbaren Werkzeug ein Werkzeug bezeichnet, das auf der in 3 dargestellten Werkzeughalterung 202 oder auf einem Revolverkopf aufgespannt ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird, wenn es sich bei der Werkzeugmaschine um einen Schweizer Drehautomaten oder einen stationären Drehautomaten handelt, mit Aufspannen eines Werkzeugs an der Werkzeugmaschine die Befestigung eines Werkzeugs an der Werkzeughalterung 202 oder an dem Revolverkopf der Werkzeugmaschine bezeichnet.
Bei der Werkzeugmaschine der vorliegenden Ausführungsform kann es sich um eine Universaldrehmaschine mit einem automatischen Werkzeugwechsler (ATC; Automatic Tool Changer) mit Stangenlader handeln. In diesem Fall entspricht ein aufspannbares Werkzeug einem im ATC aufgenommenen Werkzeug. Wenn es sich bei der Werkzeugmaschine um eine Universaldrehmaschine mit einem ATC mit Stangenlader handelt, wird als Aufspannen eines Werkzeugs an der Werkzeugmaschine die Befestigung eines Werkzeugs an einem Spindelkopf der Werkzeugmaschine bezeichnet.
Wenn es sich bei der Werkzeugmaschine um eine Universaldrehmaschine mit einem ATC mit einem Stangenlader handelt, weist die Werkzeugmaschine eine Bearbeitungseinheit auf, die den Spindelkopf, den Stangenlader und den ATC umfasst. Der Stangenlader führt der Bearbeitungseinheit ein Werkstück zu. Am Spindelkopf ist ein Werkzeug angebracht. Das vom Stangenlader zugeführte Werkstück W wird am Spindelkopf mit dem daran angebrachten Werkzeug bearbeitet. Am ATC sind mehrere Werkzeuge aufgenommen. Von den aufgenommenen Werkzeugen spannt der ATC an dem Spindelkopf ein bei der Bearbeitung des Werkstücks W zu verwendendes Werkzeug auf. Außerdem löst der ATC von dem Spindelkopf ein daran aufgespanntes Werkzeug und nimmt das abgelöste Werkzeug auf.
Die 6 bis 8 zeigen Darstellungen zur Erläuterung eines Teils von Bearbeitungsprogrammen zur maschinellen Herstellung von Werkstücken, wobei die Bearbeitungsprogramme in der Speichereinheit der numerischen Steuerung gespeichert sind, die die Auswahlvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform bildet. Die Darstellung von 9 zeigt ein Beispiel für die Aufspannwerkzeugdaten, die in der Speichereinheit der in 2 veranschaulichten numerischen Steuerung gespeichert sind.
Zur maschinellen Herstellung verschiedener Werkstücke umfassen die im Speicher 50 gespeicherten Bearbeitungsprogramme 53 bei der ersten Ausführungsform die Bearbeitungsprogramme 534, 535 und 536. Ein mit dem Bearbeitungsprogramm 534 hergestelltes Werkstück W unterscheidet sich von den mit den Bearbeitungsprogrammen 535 und 536 hergestellten Werkstücken W in Größe und/oder Form. Ein mit dem Bearbeitungsprogramm 535 hergestelltes Werkstück W unterscheidet sich von einem mit dem Bearbeitungsprogramm 536 hergestellten Werkstück W in Größe und/oder Form. Die mit den Bearbeitungsprogrammen 534, 535 und 536 hergestellten Werkstücke W entsprechen verschiedenen aus einem Stangenmaterial B hergestellten Werkstücken.
Die Bearbeitungsprogramme 53 werden unter Verwendung von T-Codes 53A, S-Codes, M-Codes und G-Codes 53B geschrieben. Bei der ersten Ausführungsform gibt ein T-Code 53A die Auswahl eines zur Bearbeitung verwendeten Bearbeitungswerkzeugs 207 sowie eine Aufspannposition T an, an der ein zur Bearbeitung zu verwendendes Bearbeitungswerkzeug 207 aufgespannt ist. Ein S-Code stellt eine Drehanweisung für die Spindel dar, und bei einem M-Code handelt es sich um eine Anweisung zum Steuern einer Maschinenkomponente, wie beispielsweise zum Ein- und Ausschalten eines Kühlmittels. Diese werden von der Einbau-SPS 36 und der Maschinensteuerungssignalverarbeitungseinheit 34 verarbeitet.
Bei der ersten Ausführungsform beschreiben die Bearbeitungsprogramme 534 und 535 und das Bearbeitungsprogramm 536, die in den 6 bis 8 dargestellt sind, die T-Codes 53A unter Verwendung der Aufspannpositionen T1 und T2; die T-Codes 53A sind hierauf jedoch nicht beschränkt. Ein G-Code 53B gibt eine Art und Weise an, wie ein Bearbeitungswerkzeug 207 relativ zu einem Stangenmaterial B zu verfahren ist, um aus dem Stangenmaterial B mit Hilfe des Drehautomaten 200 ein Werkstück W herzustellen. Die Bearbeitungsprogramme 53 enthalten in vorgegebenen Blöcken zudem Informationen 53C, die die Bearbeitungslängen L der mit den Bearbeitungsprogrammen 53 herzustellenden Werkstücke W angeben. Konkret stellen die Informationen 53C, die eine Bearbeitungslänge L eines Werkstücks W angeben, einen Teil eines Bearbeitungsprogramms 53 für den Drehautomaten 200 zur Bearbeitung des Werkstücks W dar und sind in der Speichereinheit 50 gespeichert. Bei der ersten Ausführungsform wird das herzustellende Werkstück W mit Hilfe einer Simulationsfunktion der numerischen Steuerung 1 gezeichnet, wobei die Bearbeitungslänge L auf Basis eines Messwerts aus der Zeichnung berechnet werden kann.
In einem vorgegebenen Block des Bearbeitungsprogramms 534, des Bearbeitungsprogramms 535 und des Bearbeitungsprogramms 536 befinden sich Bearbeitungswerkzeugnameninformationen 53E, die den Namen eines zur Bearbeitung zu verwendenden Zerspanungswerkzeugs 207 angeben.
Die in 9 dargestellten Aufspannwerkzeugdaten 57 geben die Namen des Positionierungswerkzeugs 206 und der Bearbeitungswerkzeuge 207 an, die an den jeweiligen Aufspannpositionen T der Werkzeughalterung 202 des Drehautomaten 200 aufgespannt werden können. Bei der ersten Ausführungsform verknüpfen die Aufspannwerkzeugdaten 57 die Aufspannpositionen T1, T2 und T3 mit den Namen der Bearbeitungswerkzeuge 207.
Nach dem Empfang von Informationen von der Eingabevorrichtung 20, die ein mit dem Drehautomaten 200 herzustellendes Werkstück W angeben, wählt die Steuerungsberechnungseinheit 30 ein durch die von der Eingabevorrichtung 20 empfangenen Informationen spezifiziertes Bearbeitungsprogramm 53 zur Herstellung des Werkstücks W aus den in der Speichereinheit 50 gespeicherten Bearbeitungsprogrammen 53 aus, wobei das ausgewählte Bearbeitungsprogramm 53 automatisch gestartet wird. Ein Signal für den automatischen Start wird in die Maschinensteuerungssignalverarbeitungseinheit 34 über die Einbau-SPS 36 eingegeben. Die Maschinensteuerungssignalverarbeitungseinheit 34 weist die Analyseabwicklungseinheit 40 über die Speichereinheit 50 an, die Analyse des Bearbeitungsprogramms 53 zu starten.
Die Analyseabwicklungseinheit 40 liest das Bearbeitungsprogramm 53 aus der Speichereinheit 50 aus und führt an jedem Block (jeder Zeile) des Bearbeitungsprogramms 53 eine Analyseprozedur aus. Wenn ein analysierter Block (Zeile) einen T-Code 53A, einen S-Code oder einen M-Code enthält, die von G-Codes 53B verschieden sind, leitet die Analyseabwicklungseinheit 40 das Analyseergebnis über die Speichereinheit 50 und die Maschinensteuerungssignalverarbeitungseinheit 34 an die Einbau-SPS 36 weiter. Wenn sich in der analysierten Zeile ein G-Code 53B befindet, gibt die Analyseabwicklungseinheit 40 das Analyseergebnis an die Interpolationsbearbeitungseinheit 70 aus.
Wenn ein T-Code 53A oder ein M-Code eingegeben werden, führt die Einbau-SPS 36 eine Maschinensteuerung anhand eines Kontaktplanprogramms 36A aus. Anschließend gibt die Einbau-SPS 36 an die Maschinensteuerungssignalverarbeitungseinheit 34 ein Signal zum Ausführen eines als Nächstes folgenden Blocks des Bearbeitungsprogramms 53 aus.
Die Interpolationsbearbeitungseinheit 70 empfängt eine Positionsanweisung, bei der es sich um ein Analyseergebnis der Analyseabwicklungseinheit 40 handelt, führt eine durch die Positionsanweisung veranlasste Interpolationsprozedur aus und gibt an die Beschleunigungs-/Verzögerungsverarbeitungseinheit 37 eine Verfahrstrecke aus, bei der es sich um das Ergebnis der Interpolationsprozedur handelt. Die Interpolationsbearbeitungseinheit 70 umfasst eine X-Achsen-Interpolationsbearbeitungseinheit 71, die eine Interpolationsprozedur in X-Richtung durchführt, eine Y-Achsen-Interpolationsbearbeitungseinheit 73, die eine Interpolationsprozedur in Y-Richtung durchführt, und eine Z-Achsen-Interpolationsbearbeitungseinheit 72, die eine Interpolationsprozedur in Z-Richtung durchführt.
Die Beschleunigungs-/Verzögerungsverarbeitungseinheit 37 führt die Beschleunigungs-/Verzögerungsprozedur anhand des von der Interpolationsbearbeitungseinheit 70 ausgegebenen Ergebnisses der Interpolationsprozedur aus. Die Beschleunigungs-/Verzögerungsverarbeitungseinheit 37 gibt die Ergebnisse der Beschleunigungs-/Verzögerungsprozedur für die X-Achse, die Y-Achse und die Z-Achse an die Achsdatenausgabeeinheit 39 aus. Die Achsdatenausgabeeinheit 39 gibt die erhaltenen Ergebnisse der Beschleunigungs-/Verzögerungsprozedur über die Servosteuereinheiten 91, 92 und 93 an die Servomotoren 901, 902 und 903 aus. Eine Schrittanweisung an die Spindel erfolgt ohne Beschleunigungs-/Verzögerungsprozedur.
Wenn der Drehautomat 200 aus einem wie in 3 dargestellten Reststück BM des Stangenmaterials B kein als Nächstes herzustellendes Werkstück W herstellen kann, d. h., dass das Werkstück W nicht hergestellt werden kann, da die Länge des Reststücks BM zu gering ist, wählt die Auswahleinheit 60 der numerischen Steuerung 1 ein anderes Werkstück W aus, das der Drehautomat 200 aus dem Reststück BM des Stangenmaterials B herstellen kann. Bei den Reststücken BM handelt es sich um den nach der Herstellung von zumindest einem Werkstück W verbliebenen Teil des Stangenmaterials B.
Die Steuerungsberechnungseinheit 30 erfasst beispielsweise die Anfangslänge eines Stangenmaterials B oder registriert die Anfangslänge in der Speichereinheit 50 und subtrahiert bei jedem Herstellungsvorgang die Bearbeitungslänge L eines in der Bearbeitung befindlichen Werkstücks W, um die Länge des verbleibenden Reststücks BM zu berechnen. Wenn die Länge des Reststücks BM kürzer geworden ist als die Bearbeitungslänge L des herzustellenden Werkstücks W, erkennt die Steuerungsberechnungseinheit 30, dass die Länge des Reststücks BM nicht mehr ausreicht. Eine Reststücklängenberechnungseinheit 61 der Steuerungsberechnungseinheit 30 bildet eine Reststücklängenerfassungseinheit, die die Länge eines Reststücks BM erfasst.
Wie in 2 dargestellt, weist die Auswahleinheit 60 die Reststücklängenberechnungseinheit 61 und eine Bearbeitungsprogrammauswahleinheit 63 auf. Die Reststücklängenberechnungseinheit 61 berechnet die Länge eines Reststücks BM. Bei der ersten Ausführungsform erfasst oder registriert die Reststücklängenberechnungseinheit 61 die Länge eines Stangenmaterials B und subtrahiert davon bei jeder Bearbeitung die Bearbeitungslänge L des in der Herstellung befindlichen Werkstücks W, um die Länge eines Reststücks BM zu berechnen.
Die Bearbeitungsprogrammauswahleinheit 63 bestimmt, ob aus dem Reststück BM ein herzustellendes Werkstück W gefertigt werden kann oder nicht, auf Grundlage der von der Reststücklängenberechnungseinheit 61 berechneten Länge des Reststücks BM und der Bearbeitungslänge L des im Bearbeitungsprogramm 53 als Nächstes herzustellend angegebenen Werkstücks W. Wenn die von der Reststücklängenberechnungseinheit 61 berechnete Länge des Reststücks BM der Bearbeitungslänge L des als Nächstes herzustellenden Werkstücks W entspricht oder größer ist, bestimmt die Bearbeitungsprogrammauswahleinheit 63, dass das als Nächstes herzustellende Werkstück W gefertigt werden kann. Nach der Bestimmung, dass das als Nächstes herzustellende Werkstück W aus dem Reststück BM gefertigt werden kann, sorgt die Bearbeitungsprogrammauswahleinheit 63 dafür, dass die Steuerungsberechnungseinheit 30 die Ausführung des Bearbeitungsprogramms 53 fortsetzt.
Wenn die von der Reststücklängenberechnungseinheit 61 berechnete Länge des Reststücks BM kürzer ist als die im Bearbeitungsprogramm 53 beschriebene Bearbeitungslänge L des als Nächstes herzustellenden Werkstücks W, bestimmt die Bearbeitungsprogrammauswahleinheit 63, dass das Werkstück W, das als Nächstes gefertigt werden soll, d. h. das als Nächstes herzustellende Werkstück W, nicht hergestellt werden kann. Für das als Nächstes herzustellende Werkstück W existieren keine besonderen Beschränkungen, es kann sich z. B. um ein in einem Produktionsplan SK definiertes Werkstück W handeln, der in der in 2 dargestellten Speichereinheit 50 gespeichert ist.
Wenn bestimmt wird, dass das als Nächstes herzustellende Werkstück W nicht aus dem Reststück BM gefertigt werden kann, erfasst die Bearbeitungsprogrammauswahleinheit 63 die in den Bearbeitungsprogrammen 53 angegebenen Bearbeitungslängen L für die Herstellung anderer Werkstücke W und wählt ein aus dem Reststück BM herstellbares anderes Werkstück W aus. Die Bearbeitungsprogrammauswahleinheit 63 wählt ein anderes Werkstück W, dessen Bearbeitungslänge L der Länge des Reststücks BM entspricht oder kürzer ist. Auf diese Weise wählt die Auswahleinheit 60 ein aus dem Reststück BM herstellbares anderes Werkstück W auf Basis der Information 53C, die die in der Speichereinheit 50 gespeicherten Bearbeitungslängen L anderer Werkstücke W angeben, sowie der Länge des Reststücks BM aus mehreren anderen Werkstücken W aus.
Wenn mehrere andere Werkstücke W ausgewählt werden können, wählt die Bearbeitungsprogrammauswahleinheit 63 ein Bearbeitungsprogramm 53 zur Herstellung eines von den anderen Werkstücken W aus. Die Bearbeitungsprogrammauswahleinheit 63 nimmt auf das ausgewählte Bearbeitungsprogramm 53 und die Aufspannwerkzeugdaten 57 Bezug und bestimmt, ob das ausgewählte Bearbeitungsprogramm 53 Bearbeitungswerkzeugnameninformationen 53E enthält, die mit einem Teil der Aufspannwerkzeugdaten 57 übereinstimmen, oder nicht. Wenn das ausgewählte Bearbeitungsprogramm 53 Bearbeitungswerkzeugnameninformationen 53E enthält, die mit einem Teil der Aufspannwerkzeugdaten 57 übereinstimmen, führt die Bearbeitungsprogrammauswahleinheit 63 das ausgewählte Bearbeitungsprogramm 53 aus, um die Herstellung des Werkstücks W anzuweisen. Die Bearbeitungsprogrammauswahleinheit 63 startet das ausgewählte Bearbeitungsprogramm 53 hierbei automatisch.
Als Nächstes wird ein Auswahlverfahren erläutert, bei dem die numerische Steuerung 1 gemäß der ersten Ausführungsform ein anderes Werkstück W auswählt, wenn ein herzustellendes Werkstück W, d. h. ein Werkstück W, das hergestellt werden soll, nicht mehr aus einem Reststück BM eines Stangenmaterials B gefertigt werden kann. Das Auswahlverfahren wird von der Auswahleinheit 60 der in 2 dargestellten numerischen Steuerung 1 durch Ausführen des in der Speichereinheit 50 gespeicherten Programms 56 implementiert.
Das Flussdiagramm von 10 veranschaulicht das Verfahren, mit dem die Auswahleinheit der numerischen Steuerung, die die Auswahlvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform bildet, ein anderes Werkstück wählt. Die Auswahleinheit 60 der numerischen Steuerung 1 gemäß der ersten Ausführungsform führt Schritt ST1 aus, um zu bestimmen, ob ein anderes Werkstück W existiert, das aus dem Reststück BM des Stangenmaterials B gefertigt werden kann oder nicht und das nicht als das als Nächstes herzustellende vorgegeben ist. Wenn ein anderes Werkstück W existiert, das aus dem Reststück BM des Stangenmaterials B gefertigt werden kann und das nicht als das als Nächstes herzustellende spezifiziert ist (Schritt ST1: Ja), wählt die Auswahleinheit 60 das Bearbeitungsprogramm 53 zur Bearbeitung dieses Werkstücks W aus (Schritt ST2).
Die Auswahleinheit 60 nimmt auf die Aufspannwerkzeugdaten 57 Bezug und bestimmt, ob an der Werkzeughalterung 202 ein Bearbeitungswerkzeug 207 aufgespannt ist oder nicht, mit dem das in Schritt ST2 ausgewählte Werkstück W hergestellt werden kann (Schritt ST2C). Die Auswahleinheit 60 nimmt auf das in Schritt ST2 ausgewählte Bearbeitungsprogramm 53 und die Aufspannwerkzeugdaten 57 Bezug und bestimmt, ob die Bearbeitungswerkzeugnameninformationen 53E, die mit einem Teil der Aufspannwerkzeugdaten 57 übereinstimmen, in dem in Schritt ST2 ausgewählten Bearbeitungsprogramm 53 enthalten sind oder nicht.
Wenn bestimmt wird, dass in dem in Schritt ST2 ausgewählten Bearbeitungsprogramm 53 keine Bearbeitungswerkzeugnameninformationen 53E enthalten sind, die vollständig mit einem Teil der Aufspannwerkzeugdaten 57 übereinstimmen, bestimmt die Auswahleinheit 60, dass an der Werkzeughalterung 202 kein zur Bearbeitung geeignetes Bearbeitungswerkzeug 207 aufgespannt ist (Schritt ST2C: Nein), und beendet das Auswahlverfahren.
Wenn bestimmt wird, dass das in Schritt ST2 ausgewählte Bearbeitungsprogramm 53 Bearbeitungswerkzeugnameninformationen 53E enthält, die vollständig mit einem Teil der Aufspannwerkzeugdaten 57 übereinstimmen, bestimmt die Auswahleinheit 60, dass an der Werkzeughalterung 202 ein zur Bearbeitung geeignetes Bearbeitungswerkzeug 207 aufgespannt ist (Schritt ST2C: Ja). Die Auswahleinheit 60 führt das in Schritt ST2 ausgewählte Bearbeitungsprogramm 53 aus, um die Herstellung des Werkstücks W anzuweisen (Schritt ST3), und kehrt zu Schritt ST1 zurück.
Die Auswahleinheit 60 wiederholt die Schritte ST1 bis ST3 solange, bis die Auswahleinheit 60 in Schritt ST1 bestimmt, dass kein Bearbeitungsprogramm 53 zur Herstellung eines Werkstücks W existiert, das aus dem Reststück BM des Stangenmaterials B gefertigt werden kann (Schritt ST1: Nein). Auf diese Weise nimmt die Auswahleinheit 60 der numerischen Steuerung 1 bei der Auswahl eines anderen Werkstücks W, das mit dem Drehautomaten 200 aus einem Reststück BM hergestellt werden kann, auf die Aufspannwerkzeugdaten 57 Bezug und wählt ein Werkstück W aus, das mit einem an dem Drehautomaten 200 aufgespannten Bearbeitungswerkzeug 207 gefertigt werden kann.
Da die Auswahleinheit 60 bei einer Auswahl eines aus einem Reststück BM herstellbaren Werkstücks W auf die Aufspannwerkzeugdaten 57 Bezug nimmt und aus mehreren anderen Werkstücken W ein Werkstück W auswählt, das mit einem an dem Drehautomaten 200 aufgespannten Bearbeitungswerkzeug 207 hergestellt werden kann, kann das ausgewählte Werkstück W zuverlässig aus dem Reststück BM gefertigt werden, womit eine effektive Nutzung des Reststücks BM möglich wird.
Während die Informationen 53C, die die Bearbeitungslängen angeben, und die Bearbeitungswerkzeugnameninformationen 53E in den Bearbeitungsprogrammen 534, 535 und 536 der ersten Ausführungsform enthalten sind, können die Informationen 53C, die die Bearbeitungslängen angeben, und die Bearbeitungswerkzeugnameninformationen 53E mit den jeweiligen Bearbeitungsprogrammen 53 verknüpft und in der Speichereinheit 50 der Speichereinheit 50 der numerischen Steuerung 1 gespeichert sein. Auch wenn bei der ersten Ausführungsform die Aufspannwerkzeugdaten 57 in der Speichereinheit 50 der numerischen Steuerung 1 abgelegt sind, können die Aufspannwerkzeugdaten 57 auch in der Speichereinheit 50 als Teil der Bearbeitungsprogramme 53 abgelegt sein, die in der Speichereinheit 50 der numerischen Steuerung 1, die den Drehautomaten 200 steuert, abgelegt sind.
Bei der ersten Ausführungsform nimmt die Auswahleinheit 60, wenn sie ein aus einem Reststück BM herzustellendes anderes Werkstück W aus mehreren anderen Werkstücken W auswählt, auf die Aufspannwerkzeugdaten 57 Bezug und wählt ein Werkstück W aus, das mit einem an dem Drehautomaten 200 aufgespannten Bearbeitungswerkzeug 207 hergestellt werden kann. Ferner kann die Auswahleinheit 60, wenn es mehrere andere Werkstücke W gibt, die aus einem Reststück BM hergestellt werden können, ein Werkstück W auf Basis einer Priorität auswählen. Die Priorität gibt eine Prioritätsstufe eines aus einem Reststück BM herstellbaren Werkstücks W an, die in einem vorgegebenen Block vorab festgelegt wird. Bei Informationen, die die Priorität angeben, handelt es sich um Prioritätsstufeninformationen. Die Prioritätsstufeninformationen befinden sich in den Bearbeitungsprogrammen 534, 535 und 536 für die Herstellung anderer Werkstücke W. Die Prioritätsstufeninformationen sind daher in den Bearbeitungsprogrammen 53 angegeben. Somit sind die Prioritätsstufeninformationen in der Speichereinheit 50 gespeichert. Bei der ersten Ausführungsform werden die Prioritätsstufeninformationen mittels einer Null oder einer natürlichen Zahl dargestellt. Eine Null als Prioritätsstufeninformation bezeichnet die höchste Priorität.
Beim Auswählen eines anderen aus einem Reststück BM herstellbaren Werkstücks W aus mehreren anderen Werkstücken W nimmt die Auswahleinheit 60 auf die Aufspannwerkzeugdaten 57 Bezug und wählt ein Werkstück W aus, das mit einem an dem Drehautomaten 200 aufgespannten Bearbeitungswerkzeug 207 hergestellt werden kann. Falls mehrere andere Werkstücke W ausgewählt wurden, liest die Auswahleinheit 60 aus dem Bearbeitungsprogramm 53 die mit den jeweiligen ausgewählten Werkstücken W verknüpften Prioritätsstufeninformationen und wählt bei der ersten Ausführungsform ein Werkstück W mit hoher Priorität oder ein Werkstück W mit der höchsten Priorität aus.
Während die Prioritätsstufeninformationen bei der ersten Ausführungsform in den Bearbeitungsprogrammen 53 enthalten und in der Speichereinheit 50 gespeichert sind, können die Prioritätsstufeninformationen, anstatt in den Bearbeitungsprogrammen 53 angegeben zu werden, in einer Speichereinheit eines zur numerischen Steuerung 1 externen Produktionssteuerungsrechners abgelegt werden. Während die Aufspannwerkzeugdaten 57 bei der ersten Ausführungsform in der Speichereinheit 50 der numerischen Steuerung 1 gespeichert sind, können die Aufspannwerkzeugdaten 57 in einem sich an einem Netzwerk befindenden Computer oder Server gespeichert sein. In diesem Fall erfasst die numerische Steuerung 1 die in dem sich an einem Netzwerk befindenden Computer oder Server gespeicherten Aufspannwerkzeugdaten 57 über die mit dem Netzwerk verbundene Eingabesteuerung 32.
Oben wurde die erste Ausführungsform beschrieben; die bei der ersten Ausführungsform beschriebenen Konfigurationen gelten, sofern es sachgerecht ist, auch im Folgenden.
Zweite Ausführungsform
Die der ersten Ausführungsform ähnliche zweite Ausführungsform unterscheidet sich von jener darin, dass ein Produktionssteuerungscomputer eine Auswahleinheit aufweist, die aus mehreren anderen Werkstücken W ein aus einem Reststück BM herstellbares anderes Werkstück W auswählt. Die zweite Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnahme auf Figuren beschrieben. Bei der folgenden Beschreibung werden mit Komponenten der ersten Ausführungsform identische Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und deren Beschreibung wird nicht wiederholt.
Die Darstellung von 11 veranschaulicht eine Konfiguration einer Fertigungsanlage mit einer numerischen Steuerung, die eine Auswahlvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform bildet. Das Funktionsblockschaltbild von 12 veranschaulicht eine Konfiguration eines Produktionssteuerungscomputers, der eine Auswahlvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt. Das Funktionsblockschaltbild von 13 veranschaulicht eine Konfiguration der numerischen Steuerung gemäß der zweiten Ausführungsform.
Bei der zweiten Ausführungsform weist die Fertigungsanlage 100-2 numerische Steuerungen 1-2 und einen Produktionssteuerungscomputer 300 auf, bei dem es sich um einen externen Computer handelt, der mit einem Computernetzwerk N verbunden ist. Das Computernetzwerk N ist ein Netzwerk, das den Produktionssteuerungscomputer 300 und die numerischen Steuerungen 1-2 so verbindet, dass der Produktionssteuerungscomputer 300 und die numerischen Steuerungen 1-2 miteinander kommunizieren können. Die Kommunikation zwischen den numerischen Steuerungen 1-2 und dem Produktionssteuerungscomputer 300 erfolgt über das Computernetzwerk N. Das Computernetzwerk N ist bei der zweiten Ausführungsform ein lokales Netzwerk (LAN), ist darauf aber nicht beschränkt. Während bei der zweiten Ausführungsform mehrere numerische Steuerungen 1-2 mit dem Computernetzwerk N verbunden sind, kann auch nur eine numerische Steuerung 1-2 mit dem Computernetzwerk N verbundenen sein. Die übrige Konfiguration der Fertigungsanlage 100-2 ähnelt der der Fertigungsanlage 100 der ersten Ausführungsform.
Der Produktionssteuerungscomputer 300 bildet die Auswahlvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform. Der Produktionssteuerungscomputer 300, bei dem es sich um einen externen Computer handelt, ist ein zu den numerischen Steuerungenl-2 externer Computer. Wie aus 12 ersichtlich sind die Aufspannwerkzeugdaten 57 in dem Produktionssteuerungscomputer 300, genauer gesagt, in einer Speichereinheit 350 gespeichert. Die Aufspannwerkzeugdaten 57 geben die Namen des Positionierwerkzeugs 206 und der Bearbeitungswerkzeuge 207 an, die an den jeweiligen Aufspannpositionen T der Werkzeughalterung 202 der jeweiligen Drehautomaten 200 aufgespannt sind. Die Bearbeitungswerkzeugnameninformationen 53E befinden sich bei jedem der in der Speichereinheit 350 gespeicherten Bearbeitungsprogramme 53 ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform in einem vorgegebenen Block. Wenn es sich bei dem als Nächstes mit dem Drehautomaten 200 herzustellenden Werkstück W um ein in einem Produktionsplan spezifiziertes Werkstück W handelt, ist der Produktionsplan in der Speichereinheit 350 abgelegt.
Wie aus 12 ersichtlich weist eine Auswahleinheit 360 des Produktionssteuerungscomputers 300 eine Reststücklängenberechnungseinheit 361, eine Bearbeitungsprogrammanalyseabwicklungseinheit 362 und eine Bearbeitungsprogrammauswahleinheit 363 auf. Die Funktionen der Reststücklängenberechnungseinheit 361 ähneln den Funktionen der Reststücklängenberechnungseinheit 61 der in 2 dargestellten numerischen Steuerung 1. Die Bearbeitungsprogrammanalyseabwicklungseinheit 362 simuliert die Bearbeitungslänge L eines Werkstücks W. Es ist nicht erforderlich, dass die Auswahleinheit 360 die Bearbeitungsprogrammanalyseabwicklungseinheit 362 aufweist, wenn die Analyseabwicklungseinheit 40 der numerischen Steuerung 1-2 die Bearbeitungslänge L eines Werkstücks W simuliert. Die Funktionen der Bearbeitungsprogrammauswahleinheit 363 ähneln den Funktionen der Bearbeitungsprogrammauswahleinheit 63 der in 2 dargestellten numerischen Steuerung 1.
Wenn das maschinell herzustellende Werkstück W nicht aus einem Stangenmaterial B gefertigt werden kann, wählt die Auswahleinheit 360 ein anderes Werkstück W aus. Die Auswahleinheit 360 des Produktionssteuerungscomputers 300 nimmt auf die Aufspannwerkzeugdaten 57 und das Bearbeitungsprogramm 53 für die Herstellung des ausgewählten Werkstücks W Bezug, um zu bestimmen, ob ein Bearbeitungswerkzeug 207 zur Herstellung des ausgewählten Werkstücks W aufgespannt ist oder nicht, und wiederholt die Auswahl eines Werkstücks W solange, bis festgestellt wird, dass ein entsprechendes Bearbeitungswerkzeug 207 aufgespannt ist.
Da die Auswahleinheit 360 des Produktionssteuerungscomputers 300 bei der Auswahl eines aus einem Reststück BM herstellbaren Werkstücks W aus mehreren anderen Werkstücken auf die Aufspannwerkzeugdaten 57 Bezug nimmt und ein Werkstück W auswählt, das mit einem an dem Drehautomaten 200 aufgespannten Bearbeitungswerkzeug 207 hergestellt werden kann, kann das ausgewählte Werkstück W zuverlässig aus dem Reststück BM hergestellt und das Reststück BM somit effektiv genutzt werden. Außerdem kann die Auswahleinheit 360 des Produktionssteuerungscomputers 300 bei der zweiten Ausführungsform ein Werkstück W, das mit einem an dem Drehautomaten 200 aufgespannten Bearbeitungswerkzeug 207 hergestellt werden kann, ferner ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform auf Basis einer Priorität auswählen.
Wie aus 13 ersichtlich ist die Auswahleinheit 60, die in der numerischen Steuerung 1 der in 2 dargestellten ersten Ausführungsform enthalten ist, bei der zweiten Ausführungsform nicht Teil der numerischen Steuerung 1-2. Die Steuerungsberechnungseinheit 30-2 der numerischen Steuerung 1-2 weist eine Kommunikationseinheit 80 auf. Die Kommunikationseinheit 80 ist mit dem Computernetzwerk N verbunden. Die Kommunikation zwischen der numerischen Steuerung 1-2 und dem Produktionssteuerungscomputer 300 erfolgt über die Kommunikationseinheit 80 und das Computernetzwerk N.
Als Nächstes wird ein Auswahlverfahren erläutert, bei dem der Produktionssteuerungscomputer 300 gemäß der zweiten Ausführungsform ein anderes Werkstück W auswählt, wenn ein zu fertigendes Werkstück W, d. h. ein herzustellendes Werkstück W, nicht aus einem Reststück BM eines Stangenmaterials B gefertigt werden kann. Die Implementierung des Auswahlverfahrens erfolgt durch die Auswahleinheit 360 des in 12 veranschaulichten Produktionssteuerungscomputers 300 durch Ausführen des in der Speichereinheit 350 gespeicherten Programms 56.
Das Flussdiagramm von 14 veranschaulicht ein Verfahren, bei dem die Auswahleinheit des Produktionssteuerungscomputers, bei der es sich um die Auswahlvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform handelt, ein anderes Werkstück auswählt. Da die Schritte ST11, ST12 und ST13 des Verfahrens, mit denen die Auswahleinheit 360 des Produktionssteuerungscomputers 300 ein anderes Werkstück W auswählt, den Schritten ST1, ST2 und ST3 des Verfahrens ähneln, mit denen die Auswahleinheit 60 der numerischen Steuerung 1, bei der es sich um die Auswahlvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform handelt, ein anderes Werkstück W auswählt, wird deren Beschreibung nicht wiederholt.
In Schritt ST12C nimmt die Auswahleinheit 360 auf die Aufspannwerkzeugdaten 57 im Produktionssteuerungscomputer 300 Bezug und bestimmt, ob ein Bearbeitungswerkzeug 207, das das in Schritt ST12 ausgewählte Werkstück W hergestellt kann, an der Werkzeughalterung 202 aufgespannt ist oder nicht. Die Auswahleinheit 360 nimmt auf das in Schritt ST12 ausgewählte Bearbeitungsprogramm 53 und die Aufspannwerkzeugdaten 57 Bezug und bestimmt, ob das in Schritt ST12 ausgewählte Bearbeitungsprogramm 53 Bearbeitungswerkzeugnameninformationen 53E enthält, die vollständig mit einem Teil der Aufspannwerkzeugdaten 57 übereinstimmen oder nicht.
Wenn bestimmt wird, dass das in Schritt ST12 ausgewählte Bearbeitungsprogramm 53 keine Bearbeitungswerkzeugnameninformationen 53E enthält, die vollständig mit einem Teil der Aufspannwerkzeugdaten 57 übereinstimmen, bestimmt die Auswahleinheit 360, dass an der Werkzeughalterung 202 kein für die Herstellung geeignetes Bearbeitungswerkzeug 207 aufgespannt ist (Schritt ST12C: Nein) und beendet das Verfahren zur Auswahl eines anderen Werkstücks W.
Wenn bestimmt wird, dass das in Schritt ST12 ausgewählte Bearbeitungsprogramm 53 Bearbeitungswerkzeugnameninformationen 53E enthält, die vollständig mit einem Teil der Aufspannwerkzeugdaten 57 übereinstimmen, bestimmt die Auswahleinheit 360, dass an der Werkzeughalterung 202 für die Herstellung geeignetes Bearbeitungswerkzeug 207 aufgespannt ist (Schritt ST12C: Ja). Die Auswahleinheit 360 führt das in Schritt ST12 ausgewählte Bearbeitungsprogramm 53 aus, um die Herstellung des Werkstücks W anzuweisen (Schritt ST13), und kehrt zu Schritt ST11 zurück. Falls es mehrere andere Werkstücke W gibt, die aus einem Reststück BM hergestellt werden können, kann die Auswahleinheit 360 ein Werkstück W ferner nach Priorität auswählen.
Da die Auswahleinheit 360 auf die Aufspannwerkzeugdaten 57 Bezug nimmt und aus mehreren anderen Werkstücken W ein aus einem Reststück BM herstellbares Werkstück W auswählt, das mit einem an dem Drehautomaten 200 aufgespannten Bearbeitungswerkzeug 207 hergestellt werden kann, kann das ausgewählte Werkstück W zuverlässig aus dem Reststück BM gefertigt werden, wodurch eine effektive Nutzung des Reststücks BM möglich ist.
Bei der zweiten Ausführungsform sind die Aufspannwerkzeugdaten 57 in der Speichereinheit 350 des Produktionssteuerungscomputers 300 gespeichert, die Aufspannwerkzeugdaten 57 können aber auch in einem Computer oder einem Server gespeichert sein, die sich in einem Netzwerk befinden. In diesem Fall bezieht die numerische Steuerung 1 die in dem Computer oder Server im Netzwerk gespeicherten Aufspannwerkzeugdaten 57 über das Netzwerk und eine Eingabeeinheit 380.
Die Darstellung von 15 veranschaulicht eine Hardwarekonfiguration einer numerischen Steuerung gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform. Bei der Beschreibung der numerischen Steuerungen 1, 1-2 gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform wird auf 15 Bezug genommen. Bei den numerischen Steuerungen 1, 1-2 dieser Ausführungsformen handelt es sich um einen Computer, der Computerprogramme auf einem Betriebssystem (OS) 2 ausführt und, wie aus 15 ersichtlich ist, die Anzeigevorrichtung 10, die Eingabevorrichtung 20, eine Speichervorrichtung 3, eine Zentraleinheit (CPU) 4, einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 5, einen Festwertspeicher (ROM) 6 und eine Kommunikationsschnittstelle (I/F) 7 aufweist. Die CPU 4, das RAM 5, das ROM 6, die Speichervorrichtung 3, die Anzeigevorrichtung 10, die Eingabevorrichtung 20 und die Kommunikationsschnittstelle 7 sind über einen Bus B miteinander verbunden.
Die Implementierung der Funktionen der Anzeigebildverarbeitungseinheit 31, der Eingabensteuerungseinheit 32, der Parametereinstellungseinheit 33, der Maschinensteuerungssignalverarbeitungseinheit 34, der Interpolationsbearbeitungseinheit 70, der Beschleunigungs-/Verzögerungsverarbeitungseinheit 37 und der Achsdatenausgabeeinheit 39 der Steuerungsberechnungseinheit 30 erfolgt, indem die CPU 4 die im ROM 6 und der Speichervorrichtung 3 gespeicherten Programme unter Verwendung des RAM 5 als Arbeitsbereich ausführt. Die Implementierung der Programme erfolgt mittels Software, Firmware oder einer Kombination aus Software und Firmware.
Die Implementierung der Funktionen der in der numerischen Steuerung 1 enthaltenen Auswahleinheit 60 erfolgt, indem das im ROM 6 und der Speichervorrichtung 3 gespeicherte Programm 56 von der CPU 4 unter Verwendung des RAM 5 als Arbeitsbereich ausgeführt wird. Die Implementierung des Programms 56 erfolgt mittels Software, Firmware oder einer Kombination aus Software und Firmware. Bei den Ausführungsformen wird die Speichervorrichtung 3 von einem Solid State Drive (SSD) oder einer Festplatte (HDD) gebildet, die Speichervorrichtung 3 ist jedoch nicht auf einen SSD oder eine HDD beschränkt. Die Implementierung der Funktionen der Speichereinheit 50 erfolgt mit Hilfe des ROM 6 und der Speichervorrichtung 3.
An der Anzeigevorrichtung 10 werden Texte und Bilder angezeigt. Eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung stellt ein Beispiel für eine Anzeigevorrichtung 10 der Ausführungsformen dar. Die Kommunikationsschnittstelle 7 implementiert die Funktionen der Kommunikationseinheit 80. Die Eingabevorrichtung 20 erhält betriebsbezogene Eingaben von Benutzern. Die Eingabevorrichtung 20 besteht aus einem Touchpanel, einer Tastatur, einer Maus, einem Trackball oder deren Kombinationen.
Die Darstellung von 16 veranschaulicht eine Hardwarekonfiguration des Produktionssteuerungscomputers gemäß der zweiten Ausführungsform. Bei der Beschreibung des Produktionssteuerungscomputers 300 gemäß der zweiten Ausführungsform wird auf 16 Bezug genommen. Bei dem Produktionssteuerungscomputer 300 handelt es sich um einen Computer, der Computerprogramme auf einem OS 301 ausführt und, wie aus 16 ersichtlich ist, eine Anzeigevorrichtung 310, eine Eingabevorrichtung 320, eine Speichervorrichtung 303, eine CPU 304, ein RAM 305, ein ROM 306 und eine Kommunikationsschnittstelle (I/F) 307 umfasst. Die CPU 304, das RAM 305, das ROM 306, die Speichervorrichtung 303, die Anzeigevorrichtung 310, die Eingabevorrichtung 320 und die Kommunikationsschnittstelle 307 sind über einen Bus B300 miteinander verbunden.
Die Implementierung der Funktionen der Auswahleinheit 360 erfolgt, indem die CPU 304 das im ROM 306 und der Speichervorrichtung 303 gespeicherte Programm 56 unter Verwendung des RAM 305 als Arbeitsbereich ausführt. Die Implementierung des Programms 56 erfolgt mittels Software, Firmware oder einer Kombination aus Software und Firmware. Bei der Ausführungsform wird die Speichervorrichtung 303 von einem SSD oder einer HDD gebildet, die Speichervorrichtung 303 ist jedoch nicht auf einen SSD oder eine HDD beschränkt. Die Implementierung der Funktionen der Speichereinheit 350 erfolgen mit Hilfe des ROM 306 und der Speichervorrichtung 303.
An der Anzeigevorrichtung 310 werden Texte und Bilder angezeigt. Eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung stellt ein Beispiel für eine Anzeigevorrichtung 310 der Ausführungsform dar. Die Kommunikationsschnittstelle 307 implementiert die Funktionen der Kommunikationseinheit 370. Die Eingabevorrichtung 320 implementiert die Funktionen der Eingabeeinheit 380. Die Eingabevorrichtung 320 erhält betriebsbezogene Eingaben von Benutzern. Die Eingabevorrichtung 320 besteht aus einem Touchpanel, einer Tastatur, einer Maus, einem Trackball oder deren Kombinationen.
Die bei den oben beschriebenen Ausführungsformen vorgestellten Konfigurationen stellen Beispiele für die vorliegende Erfindung dar und können mit anderen bekannten Technologien kombiniert oder teilweise weggelassen oder abgeändert werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Bezugszeichenliste

1, 1-2: Numerische Steuerung;
30: Steuerungsberechnungseinheit (Steuereinheit);
50, 350: Speichereinheit;
53, 534, 535, 536: Bearbeitungsprogramm;
53C: Informationen, die die Bearbeitungslänge angeben;
56: Programm;
57: Aufspannwerkzeugdaten;
60,360: Auswahleinheit;
200: Drehautomat (Werkzeugmaschine);
207: Bearbeitungswerkzeug (Werkzeug);
300: Produktionssteuerungscomputer;
B: Stangenmaterial;
BM: Reststück;
SK: Produktionsplan;
L: Bearbeitungslänge;
T, T1, T2, T3, T4: Aufspannposition.

Claims

Auswahlvorrichtung, die eine Werkzeugmaschine, die ein Werkstück aus einem Stangenmaterial maschinell herstellt, zur Auswahl eines anderen Werkstücks veranlasst, das die Werkzeugmaschine aus einem Reststück maschinell herstellen kann, bei dem es sich um den verbleibenden Teil eines der Bearbeitung unterliegenden Stangenmaterials handelt, wenn ein maschinell herzustellendes Werkstück aus dem Reststück nicht mehr hergestellt werden kann, wobei die Auswahlvorrichtung aufweist: eine Auswahleinheit, um beim Auswählen eines mit der Werkzeugmaschine aus dem Reststück herzustellenden anderen Werkstücks auf Aufspannwerkzeugdaten Bezug zu nehmen, die ein Werkzeug angeben, das an einer Aufspannposition der Werkzeugmaschine aufgespannt werden kann, und um die Werkzeugmaschine zur Auswahl eines anderen Werkstücks zu veranlassen, das mit dem an der Werkzeugmaschine aufspannbaren Werkzeug hergestellt werden kann.
Auswahlvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Aufspannwerkzeugdaten als Daten aufspannbarer Werkzeuge in einer Speichervorrichtung einer numerischen Steuerung gespeichert sind, die die Werkzeugmaschine steuert, und die Auswahleinheit bei einer Auswahl eines anderen mit Hilfe der Werkzeugmaschine aus dem Reststück herzustellenden Werkstücks auf die Aufspannwerkzeugdaten Bezug nimmt und die Auswahl des herstellbaren Werkstücks veranlasst.
Auswahlvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Aufspannwerkzeugdaten als Teil eines Bearbeitungsprogramms in einer Speichervorrichtung einer numerischen Steuerung gespeichert sind, die die Werkzeugmaschine steuert, und die Auswahleinheit bei einer Auswahl eines mit der Werkzeugmaschine aus dem Reststück herzustellenden Werkstücks auf die Aufspannwerkzeugdaten Bezug nimmt und die Auswahl des herstellbaren Werkstücks veranlasst.
Auswahlvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Aufspannwerkzeugdaten auf einem externen Computer gespeichert sind und die Auswahleinheit bei einer Auswahl eines mit der Werkzeugmaschine aus dem Reststück herzustellenden Werkstücks auf die Aufspannwerkzeugdaten in dem externen Computer Bezug nimmt und die Auswahl des herstellbaren Werkstücks veranlasst.
Auswahlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Auswahleinheit die Auswahl des herstellbaren Werkstücks auf Basis einer Priorität veranlasst, wenn es mehrere anderer Werkstücke gibt, die aus dem Reststück hergestellt werden können.
Auswahlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Speichereinheit Informationen speichert, die Bearbeitungslängen von mehreren anderen Werkstücken angeben, und die Auswahleinheit die Auswahl des aus dem Reststück herstellbaren Werkstücks auf Basis der Informationen, die die in der Speichereinheit gespeicherten Bearbeitungslängen der Werkstücke angeben, und der Länge des Reststücks veranlasst.
Auswahlverfahren, das umfasst: einen Schritt, um auf Basis einer Länge eines Reststücks des Stangenmaterials zu bestimmen, ob ein mit einer Werkzeugmaschine herzustellendes Werkstück hergestellt werden kann oder nicht, und wenn bestimmt wird, dass das herzustellende Werkstück nicht hergestellt werden kann, einen Schritt, um die Werkzeugmaschine dazu zu veranlassen, aus mehreren Werkstücken ein aus dem Reststück herstellbares Werkstück auf Basis von Aufspannwerkzeugdaten auszuwählen, die ein Werkzeug angeben, das an einer Aufspannposition der Werkzeugmaschine aufgespannt werden kann.
Programm, das einen Computer veranlasst Folgendes auszuführen: einen Schritt, um auf Basis einer Länge eines Reststücks des Stangenmaterials zu bestimmen, ob ein mit einer Werkzeugmaschine herzustellendes Werkstück hergestellt werden kann oder nicht, und wenn bestimmt wird, dass das zu herzustellende Werkstück nicht hergestellt werden kann, einen Schritt, um die Werkzeugmaschine dazu zu veranlassen, aus mehreren Werkstücken ein aus dem Reststück herstellbares Werkstück auf Basis von Aufspannwerkzeugdaten auszuwählen, die ein Werkzeug angeben, das an einer Aufspannposition der Werkzeugmaschine aufgespannt werden kann.