JP2021056827A - Numeric control device and method for controlling numeric control device - Google Patents
Numeric control device and method for controlling numeric control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021056827A JP2021056827A JP2019179992A JP2019179992A JP2021056827A JP 2021056827 A JP2021056827 A JP 2021056827A JP 2019179992 A JP2019179992 A JP 2019179992A JP 2019179992 A JP2019179992 A JP 2019179992A JP 2021056827 A JP2021056827 A JP 2021056827A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- path
- axis
- tool
- atc
- time constant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/35—Nc in input of data, input till input file format
- G05B2219/35097—Generation of cutter path, offset curve
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Abstract
Description
本発明は、数値制御装置、及び数値制御装置の制御方法に関する。 The present invention relates to a numerical control device and a control method for the numerical control device.
特許文献1に記載の工作機械は工具交換装置を備える。工作機械は主軸ヘッドをATC位置に移動する。工具交換装置は、ATC位置に移動した主軸ヘッドの主軸が保持する工具と工具マガジンに収納する工具とを入れ替え交換する。工具交換位置はXYZ軸の各機械移動範囲の端部である原点の外側に設定する。指令位置からATC位置迄の主軸ヘッドの移動経路は途中で原点を経由する。故にXY平面において、主軸ヘッドの移動経路は、指令位置と原点を結ぶ直線経路と、原点とATC位置を結ぶ直線経路とに分かれる。
The machine tool described in
主軸ヘッドの移動経路は原点を経由するので、数値制御装置は経路の終端である原点付近でインポジションチェックを実施する必要がある。インポジションチェックを実施すると、原点付近で主軸ヘッドの移動速度が落ちるので、工具交換時間が伸びるという問題点があった。 Since the movement path of the spindle head passes through the origin, the numerical controller needs to perform an in-position check near the origin, which is the end of the path. When the in-position check is performed, the moving speed of the spindle head decreases near the origin, so that there is a problem that the tool change time is extended.
本発明の目的は、指令位置とATC位置の間を短時間で移動できる数値制御装置、及び数値制御装置の制御方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a numerical control device capable of moving between a command position and an ATC position in a short time, and a control method for the numerical control device.
請求項1の数値制御装置は、互いに直交するX、Y、Z軸方向に移動可能であり、工具を着脱可能に装着する主軸を備える主軸ヘッドを、指令位置から、工具交換装置による工具交換を行うATC位置まで移動する第一移動制御部と、前記第一移動制御部により前記主軸ヘッドが前記ATC位置に移動した場合、工具交換装置による前記主軸の工具交換を行う工具交換部と、前記工具交換部による前記工具交換完了後、前記主軸ヘッドを前記ATC位置から指令位置まで移動する第二移動制御部とを備えた数値制御装置において、前記第一移動制御部及び前記第二移動制御部は、前記X軸と前記Y軸で規定するXY平面において、前記指令位置と前記主軸ヘッドの移動範囲の原点を結ぶ直線経路を第一経路、前記原点と前記ATC位置を結ぶ直線経路を第二経路としたとき、前記第一経路と前記第二経路を切削モードで繋いだ経路で、前記主軸ヘッドを移動する経路制御部を備えたことを特徴とする。主軸ヘッドを指令位置からATC位置まで第一経路及び第二経路に沿って移動するとき、数値制御装置は、第一経路の終端でインポジションチェックが不要になる。故に数値制御装置は、より短い時間で指令位置からATC位置まで移動できる。数値制御装置は、第一経路と第二経路を切削モードで繋ぐので、指令位置から原点よりも内回りで移動しつつATC位置まで移動できる。主軸ヘッドは原点側に一旦移動するので、移動範囲内の他部材に干渉することなく、ATC位置まで安全に移動できる。ATC位置から指令位置までの移動も上記と同様である。
The numerical control device according to
請求項2の数値制御装置の前記経路制御部は、前記第一経路と前記第二経路を、前記切削モードで且つ互いに共通する時定数で繋いでもよい。故に数値制御装置は、第一経路と第二経路を滑らかに繋ぐことができる。 The path control unit of the numerical control device of claim 2 may connect the first path and the second path in the cutting mode and with a time constant common to each other. Therefore, the numerical control device can smoothly connect the first path and the second path.
請求項3の数値制御装置の前記第一経路と前記第二経路は直線補間で結んだ経路であって、前記経路制御部は、前記第一経路の前記時定数及び前記第二経路の前記時定数のうち、長い方の前記時定数で、前記第一経路と前記第二経路を繋いでもよい。故に数値制御装置は、第一経路と第二経路が直線補間のとき、第一経路と第二経路を安全且つ滑らかに繋ぐことができる。 The first path and the second path of the numerical control device of claim 3 are connected by linear interpolation, and the route control unit uses the time constant of the first path and the time of the second path. The first path and the second path may be connected by the longer time constant of the constants. Therefore, the numerical control device can safely and smoothly connect the first path and the second path when the first path and the second path are linearly interpolated.
請求項4の数値制御装置の前記第一経路と前記第二経路は非直線補間で結んだ経路であって、前記第一経路の前記時定数は、前記X軸方向の第一時定数と前記Y軸方向の第二時定数を備え、前記第二経路の前記時定数は、前記X軸方向の第三時定数と前記Y軸方向の第四時定数を備え、前記経路制御部は、前記X軸方向において、前記第一時定数と前記第三時定数のうち長い方の前記時定数、前記Y軸方向において、前記第二時定数と前記第四時定数のうち長い方の前記時定数で、前記第一経路と前記第二経路を繋いでもよい。故に数値制御装置は、第一経路と第二経路が非直線補間のとき、第一経路と第二経路を安全且つ滑らかに繋ぐことができる。 The first path and the second path of the numerical control device of claim 4 are connected by non-linear interpolation, and the time constant of the first path is the first temporary constant in the X-axis direction and the said. The second time constant in the Y-axis direction is provided, the time constant in the second path includes the third time constant in the X-axis direction and the fourth time constant in the Y-axis direction, and the path control unit is described. The longer of the first time constant and the third time constant in the X-axis direction, the longer time constant of the second time constant and the fourth time constant in the Y-axis direction. Then, the first route and the second route may be connected. Therefore, the numerical control device can safely and smoothly connect the first path and the second path when the first path and the second path are non-linear interpolation.
請求項5の数値制御装置の制御方法は、互いに直交するX、Y、Z軸方向に移動可能であり、工具を着脱可能に装着する主軸を備える主軸ヘッドを、指令位置から、工具交換装置による工具交換を行うATC位置まで移動する第一移動制御工程と、前記第一移動制御工程により前記主軸ヘッドが前記ATC位置に移動した場合、工具交換装置による前記主軸の工具交換を行う工具交換工程と、前記工具交換工程による前記工具交換完了後、前記主軸ヘッドを前記ATC位置から指令位置まで移動する第二移動制御工程とを備えた数値制御装置の制御方法において、前記第一移動制御工程及び前記第二移動制御工程は、前記X軸と前記Y軸で規定するXY平面において、前記指令位置と前記主軸ヘッドの移動範囲の原点を結ぶ直線経路を第一経路、前記原点と前記ATC位置を結ぶ直線経路を第二経路としたとき、前記第一経路と前記第二経路を切削モードで繋いだ経路で、前記主軸ヘッドを移動する経路制御工程を備えたことを特徴とする。故に数値制御装置は請求項1に記載の効果を得ることができる。
The control method of the numerical control device according to
本発明の実施形態を説明する。以下説明は図中に矢印で示す左右、前後、上下を使用する。図1に示す工作機械1の左右方向、前後方向、上下方向は、夫々、工作機械1のX軸方向、Y軸方向、Z軸方向である。工作機械1は主軸7(図5参照)がZ軸方向に延びる縦型工作機械である。工作機械1は工具を装着した主軸7を回転する。被削材は回転台11に固定する。工作機械1は被削材と主軸ヘッド6がX、Y、Z軸方向に相対移動して被削材を加工する。数値制御装置50(図7参照)は工作機械1の動作を制御する。
An embodiment of the present invention will be described. In the following explanation, the left and right, front and back, and top and bottom indicated by arrows in the figure are used. The horizontal direction, the front-rear direction, and the vertical direction of the
図1〜図4を参照し、工作機械1の構造を説明する。工作機械1は基台部2、立柱5、主軸ヘッド6、主軸7、工作台装置10、工具交換装置40(以下、工具交換をATCと呼び、工具交換装置をATC装置40と呼ぶ)等を備える。
The structure of the
基台部2は上面後部側に台座部20(図4参照)を備える。台座部20は上面にX軸移動機構101を備える。X軸移動機構101は運搬体12(図1、図4参照)をX軸方向に移動可能に支持する。X軸移動機構101は一対のX軸軌道(図示略)、X軸ボールネジ(図示略)、X軸モータ21等を備える。一対のX軸軌道はX軸方向に延び、台座部20上面に設ける。X軸ボールネジはX軸方向に延び、一対のX軸軌道間に設ける。運搬体12はX軸軌道に沿って移動する。運搬体12は底部にナット(図示略)を備え、ナットはX軸ボールネジに螺合する。X軸モータ21はX軸ボールネジを回転し、運搬体12はナットと共にX軸方向に移動する。
The base portion 2 includes a pedestal portion 20 (see FIG. 4) on the rear side of the upper surface. The
運搬体12は上面にY軸移動機構(図示略)を備える。Y軸移動機構は立柱5をY軸方向に移動可能に支持する。Y軸移動機構は一対のY軸軌道、Y軸ボールネジ、Y軸モータ24(図8参照)等を備える。Y軸ボールネジはY軸方向に延び、一対のY軸軌道間に設ける。立柱5は一対のY軸軌道に沿って移動する。立柱5は下部にナット(図示略)を備え、ナットはY軸ボールネジに螺合する。Y軸モータ24はY軸ボールネジを回転し、立柱5はナットと共にY軸方向に移動する。立柱5は運搬体12を介してX軸方向に移動する。立柱5はX軸移動機構101、運搬体12、Y軸移動機構等に依りX軸方向とY軸方向に移動する。
The
立柱5は前面にZ軸移動機構103(図2、図3、図5参照)を備える。Z軸移動機構103は主軸ヘッド6をZ軸方向に移動可能に支持する。Z軸移動機構103は一対のZ軸軌道35、Z軸ボールネジ36(図5参照)、Z軸モータ19等を備える。Z軸軌道35はZ軸方向に延びる。Z軸ボールネジ36はZ軸方向に延び、Z軸軌道35間に配置する。主軸ヘッド6はZ軸軌道35に沿って移動可能である。主軸ヘッド6は背面にナット68(図5参照)を備え、ナット68はZ軸ボールネジ36に螺合する。Z軸モータ19は立柱5前面上部に支持する。Z軸モータ19はZ軸ボールネジ36を回転し、主軸ヘッド6はナット68と共にZ軸方向に移動する。
The
主軸ヘッド6の内部構造を説明する。図5に示す如く、主軸ヘッド6は内部に主軸7を回転可能に支持する。主軸7はZ軸方向に延びる。主軸ヘッド6は上部に主軸モータ8を固定する。主軸7と主軸モータ8の駆動軸81は連結器25で連結する。駆動軸81は下方に延びる。主軸7は装着穴(図示略)、クランプ機構部(図示略)、ドローバ70等を備える。装着穴は主軸7下端部に設ける。主軸7下端部は所定位置に凸状のキー(図示略)を有する。キーは、工具ホルダに設けたキー溝(図示略)と係合可能である。クランプ機構部は主軸7の中心を通る軸穴(図示略)内で且つ装着穴上方に設ける。ドローバ70は主軸7の軸孔内に同軸上に挿入する。ドローバ70はバネで上方に常時付勢する。工具を保持する工具ホルダは主軸7の装着穴に装着する。装着穴に工具ホルダを装着すると、後述する仕組みで、クランプ機構部は工具ホルダをクランプする。ドローバ70がクランプ機構部を下方に押圧すると、クランプ機構部は工具ホルダのクランプを解除する。本実施形態は説明の便宜上、「工具ホルダ」を「工具」と略して呼ぶ時がある。
The internal structure of the
主軸ヘッド6は後方上部内側に揺動腕部材60を備える。揺動腕部材60は略L字型で支軸61を中心に揺動自在である。支軸61は主軸ヘッド6内部を左右方向に延び、主軸ヘッド6の左右両側壁に固定する。揺動腕部材60は縦腕部63と横腕部62を備える。縦腕部63は支軸61から立柱5側に対して斜め上方に延びる。横腕部62は支軸61から前方に略水平に延びる。ピン71はドローバ70に直交して突設する。横腕部62の先端部62Aは二股状に形成し、ドローバ70を左右両側から挟み込むように配置する。先端部62Aは、ピン71に上方から係合可能である。揺動腕部材60を左側方から見た時、引張バネ(図示略)は揺動腕部材60を反時計回りに常時付勢する。故に揺動腕部材60は横腕部62によるピン71の下方向への押圧を常時解除する。
The
図5、図6に示す如く、主軸ヘッド6は該上部且つATC装置40側にロッド支持部91を備える。ロッド支持部91はプッシュロッド92を前後方向に移動可能に支持する。プッシュロッド92は前後方向に延びる。揺動腕部材60の縦腕部63は上端部(先端部)右側面に当接部63Aを備える。当接部63Aはプッシュロッド92前端部に当接し、引張バネで常時後方に付勢する。故にプッシュロッド92後端部は、ロッド支持部91から後方に向けて所定距離だけ常時突出する。プッシュロッド92後端部を前方に押圧すると、揺動腕部材60は支軸61を中心に時計回りに揺動し、バネ力に抗してドローバ70を押し下げる。クランプ機構部は工具ホルダのクランプを解除(以下、アンクランプと呼ぶ)する。工具ホルダは主軸7の装着穴から取り外し可能となる。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
図1、図2に示す如く、工作台装置10は基台部2の台座部20前方に設ける。工作台装置10は上部に回転台11を備える。回転台11は回転台モータ(図示略)で、Z軸方向に平行な回転軸線を中心に回転可能に設ける。回転台11は上面にパレットP1、P2を備える。被削材はパレットP1、P2の一方又は両方に冶具(図示略)等を用いて固定する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ATC装置40の構造を説明する。図1、図4に示す如く、ATC装置40は一対の支柱31、32で主軸ヘッド6の右側方に支持する。支柱31、32は基台部2上面右側に設ける。支柱31、32は前後方向に互いに離間し、基台部2上面から上方に延びる。ATC装置40は数値制御装置50からの制御信号を受け、主軸7の装着穴に装着する工具を、NCプログラムで指定した他の工具と入れ替え交換する。ATC装置40は本体部401と工具マガジン41等を備える。
The structure of the
図1〜図3に示す如く、本体部401は略直方体状金属製箱体であり、支柱31、32で支持する。図1〜図7に示す如く、本体部401は、操作部材47、旋回軸43、工具交換アーム44、ATCモータ45、ATC駆動軸(図示略)等を備える。図1、図2、図4〜図6に示す如く、操作部材47は本体部401内部に設け、Z軸方向に対して平行に延びる棒状部材である。操作部材47の上端部は、本体部401上面に設けた開口部(図示略)から上方に突出する。操作部材47下端部は揺動軸49(図4参照)を中心に揺動可能に軸支する。揺動軸49は本体部401内部を左右方向に延び、本体部401の左右両側壁に固定する。故に操作部材47上端部は揺動軸49を中心に前後方向に移動可能である。操作部材47がZ軸方向に平行に延びる姿勢は基本姿勢である。操作部材47は上端部左側面に当接部48(図2参照)を備える。当接部48は左側方に突出する略円筒形状である。工具交換を行う為、主軸ヘッド6が後述する工具交換位置K(図2参照、以下、ATC位置Kと呼ぶ)に移動した時、プッシュロッド92後端部は、操作部材47の当接部48前方に位置する。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
旋回軸43は本体部401下部から下方に突出する円筒状に形成し、軸線回りに回転可能に支持する。旋回軸43はZ軸方向に平行に延びる。旋回軸43は上下方向に移動可能に支持する。工具交換アーム44は、旋回軸43下端部に直交し且つ水平方向に延びる。工具交換アーム44は両端部に一対の把持部44A、44Bを備える。把持部44A、44Bは、例えば平面視C状であるフック状に形成し、工具ホルダに形成した溝部(図示略)に係合可能である。工具交換アーム44は、把持部44A、44Bに係合した工具ホルダを固定するロック機構(図示略)を備え、後述するATCモータ45の回転角度に応じて工具ホルダの固定及び固定の解除を行う。故に把持部44A、44Bは工具ホルダを着脱可能に把持する。
The
ATCモータ45は、本体部401上面における前後方向略中央部に支持する(図1、図2参照)。ATCモータ45は、本体部401内部に設けたATC駆動軸(図示略)を回転する。本体部401内部に設けた動力伝達機構(図示略)は、ATC駆動軸の回転角度に応じて、旋回軸43と工具交換アーム44の上下動と回転を行う。動力伝達機構は更にATC駆動軸の回転角度に応じて、操作部材47を基本姿勢の状態から前方に揺動駆動する。操作部材47がプッシュロッド92後端部を前方に押圧すると、工具ホルダは主軸7の装着穴から取り外し可能となる。動力伝達機構は、ATC駆動軸の回転角度に応じて、旋回軸43と工具交換アーム44を回転する。
The
図1、図4に示す如く、工具マガジン41は本体部401右側面に固定し、側面視Y軸方向に長い略楕円形状である。工具マガジン41は内側に略楕円形状の工具通路を有し、該工具通路内に沿って複数の工具ポット41Aを収納する。工具ポット41Aは工具ホルダを着脱可能に装着する。工具マガジン41は下部前側に工具交換部(図示略)を備える。工具交換部は下方へ開口する。工具交換部はシャッタ(図示略)を備える。シャッタは、シャッタシリンダ89(図8参照)を駆動源とし、工具交換部を開閉駆動する。マガジンモータ42は工具マガジン41上部前側に支持する。複数の工具ポット41Aはマガジンモータ42の駆動で工具通路内を移動する。数値制御装置50はマガジンモータ42を駆動し、次工具を支持する工具ポット41Aを工具交換部に搬送して位置決めする。本実施形態にて、現工具は主軸7に現在装着する工具を意味し、次工具は工具交換で次に主軸7に装着する工具を意味する。
As shown in FIGS. 1 and 4, the
図2、図3、図8を参照し、主軸ヘッド6の移動範囲、原点O、ATC位置Kの夫々の位置関係を説明する。主軸ヘッド6の座標位置は主軸ヘッド6下端部の中心の座標位置とする。工作機械1は、主軸ヘッド6の移動軸であるXYZ軸において、移動範囲を夫々設定する。移動範囲とは、被削材加工時に主軸ヘッド6が移動可能な範囲である。XYZ軸の各移動範囲によって囲まれた領域は、主軸ヘッド6の移動範囲である。X軸の移動範囲はX軸移動範囲、Y軸の移動範囲はY軸移動範囲、Z軸の移動範囲はZ軸移動範囲である。
With reference to FIGS. 2, 3 and 8, the positional relationship between the moving range of the
工作機械1は回転台11のパレットP1、P2のうち、主軸ヘッド6側のパレット(図2ではパレットP1)に固定する被削材を加工する。故にX軸移動範囲とY軸移動範囲は、回転台11の主軸ヘッド6側のパレットP1上面に位置するように設定するとよい。X軸移動範囲のATC装置40側である右端部の座標位置はX0、その反対側の左端部の座標位置はXmaxである。Y軸移動範囲の主軸ヘッド6側である後端部の座標位置はY0、その反対側である前端部の座標位置はYmaxである。
The
Z軸移動範囲は回転台11上に固定する被削材や冶具の高さを考慮して設定するとよい。Z軸移動範囲上端部は、例えばATC装置40の工具交換部の位置に設定するとよい。Z軸移動範囲下端部は回転台11上面の上方に設定するとよい。Z軸移動範囲上端部の座標位置はZ0、回転台11側である下端部の座標位置はZmaxである。XYZ軸の各移動範囲の原点Oは、XYZ軸の各移動範囲の端部のうちATC装置40側に位置する端部に設定し、原点O(x、y、z)=(0、0、0)である。
The Z-axis movement range may be set in consideration of the height of the work material and the jig fixed on the
図2、図8に示すように、ATC位置Kの座標位置について、Z軸は原点Oに設定し、X軸とY軸は各軸移動範囲の外側で且つ原点O近傍に設定する。例えば、ATC位置K(x、y、z)=(−0.1、−0.1、0)に設定する。なお、原点OとATC位置Kの離間距離は極めて短いので、図2、図8では、原点OとATC位置Kについて、夫々の位置が識別できる程度に離間して図示する。工具交換時、主軸ヘッド6がATC位置Kに移動すると、プッシュロッド92後端部は、操作部材47の当接部48前方に離間して位置する。工作機械1はATCモータ45の駆動で基本姿勢の操作部材47を前方に揺動することで、プッシュロッド92を前方に押し込むことができ、主軸7に装着する工具のクランプを解除できる。
As shown in FIGS. 2 and 8, regarding the coordinate position of the ATC position K, the Z axis is set to the origin O, and the X axis and the Y axis are set outside each axis movement range and near the origin O. For example, the ATC position K (x, y, z) = (-0.1, -0.1, 0) is set. Since the distance between the origin O and the ATC position K is extremely short, FIGS. 2 and 8 show the origin O and the ATC position K apart so that their respective positions can be identified. When the
図7を参照し、数値制御装置50と工作機械1の電気的構成を説明する。数値制御装置50は、CPU51、ROM52、RAM53、記憶装置54、入力インタフェイス55、出力インタフェイス56等を備える。CPU51は数値制御装置50を統括制御する。ROM52は、ATC動作プログラム等の各種プログラムを記憶する。ATC動作プログラムは、後述するATC動作処理(図13参照)を実行する為のプログラムである。RAM53は、各種処理実行中の各種データを記憶する。記憶装置54は不揮発性メモリであり、NCプログラムの他、各種データを記憶する。
The electrical configuration of the
工作機械1は、入力部82と原点センサ83を更に備える。ポット上昇センサ84、ポット下降センサ85、シャッタ開センサ86、シャッタ閉センサ87、エアシリンダ88、シャッタシリンダ89、識別センサ58はATC装置40に設ける。入力部82と表示部90は操作パネル(図示略)に設ける。入力部82は各種入力を受け付ける。表示部90は各種画面を表示する。原点センサ83は、主軸7のX軸、Y軸、Z軸方向の夫々の原点を夫々検出する。ポット上昇センサ84は、工具交換部に位置する工具ポット41Aの上昇を検出する。ポット下降センサ85は、工具交換部に位置する工具ポット41Aの下降を検出する。シャッタ開センサ86は、シャッタの開状態を検出する。シャッタ閉センサ87は、シャッタの閉状態を検出する。
The
エアシリンダ88は、工具交換位置の工具ポット41Aを昇降するポット昇降機構(図示略)の駆動源である。シャッタシリンダ89は、シャッタを開閉するシャッタ開閉機構(図示略)の駆動源である。入力部82、原点センサ83、ポット上昇センサ84、ポット下降センサ85、シャッタ開センサ86、シャッタ閉センサ87は、入力インタフェイス55に電気的に接続する。エアシリンダ88、シャッタシリンダ89、表示部90は出力インタフェイス56に電気的に接続する。
The
Z軸モータ19、主軸モータ8、X軸モータ21、Y軸モータ24、マガジンモータ42、ATCモータ45は、出力インタフェイス56に電気的に接続する。Z軸モータ19はエンコーダ19Aを備える。エンコーダ19AはZ軸モータ19の回転角度を検出する。主軸モータ8はエンコーダ8Aを備える。エンコーダ8Aは主軸モータ8の回転角度を検出する。X軸モータ21はエンコーダ21Aを備える。エンコーダ21AはX軸モータ21の回転角度を検出する。Y軸モータ24はエンコーダ24Aを備える。エンコーダ24AはY軸モータ24の回転角度を検出する。マガジンモータ42はエンコーダ42Aを備える。エンコーダ42Aはマガジンモータ42の回転角度を検出する。ATCモータ45はエンコーダ45Aを備える。エンコーダ45AはATCモータ45の回転角度を検出する。エンコーダ19A、8A、21A、24A、42A、45Aは、入力インタフェイス55に電気的に接続する。
The Z-
識別センサ58は、ポット識別板57、投光素子58A、受光素子58Bを備える。ポット識別板57は工具ポット41Aに取り付け、該工具ポット41Aと一体的に移動する。ポット識別板57は、工具ポット41A毎に異なるパターンの光透過部(図示外)を備える。投光素子58Aと受光素子58Bは工具交換部に設け、工具交換部に搬送した工具ポット41Aのポット識別板57を挟んで対向して配置する。投光素子58Aは、出力インタフェイス56に電気的に接続する。受光素子58Bは入力インタフェイス55に電気的に接続する。投光素子58Aから出射した光はポット識別板57の光透過部を透過し、受光素子58Bに入力する。CPU51は受光素子58Bからの信号に基づき、工具マガジン41の工具交換部に何れの工具ポット41Aが搬送したかを検出する。次工具の工具ポット41Aが搬送したことを検出すると、CPU51はマガジンモータ42の駆動を停止し、次工具を工具交換部に位置決めする。
The
ATC動作の一例を説明する。図2、図9に示すように、CPU51は、主軸ヘッド6を指令位置から原点Oを経由し、ATC位置Kに移動する。CPU51はマガジンモータ42を駆動し、次工具を工具交換部に搬送して位置決めする。CPU51はシャッタを開き、次工具を装着する工具ポット41Aを水平状態から垂直下方に90°倒すことに依り、次工具を工具交換部の開口から下降する。工具ポット41Aは垂直状態となる。CPU51はATCモータ45を駆動し、ATC駆動軸を回転する。工具交換アーム44は待機位置から旋回軸43と一体して旋回し、操作部材47は前方に揺動する。操作部材47の当接部48はプッシュロッド92後端部に当接し前方に押圧する。プッシュロッド92は前方に移動し、揺動腕部材60の縦腕部63の当接部63Aを前方に付勢する。揺動腕部材60は引張バネの付勢力に抗して支軸61を中心に右側面視時計回りに回転を開始する。横腕部62はピン71に対して上方から係合し、主軸7内部に設けたバネの付勢力に抗してドローバ70を下方に押圧する。ドローバ70はクランプ機構部を下方に付勢する。
An example of ATC operation will be described. As shown in FIGS. 2 and 9, the
把持部44Aは主軸7に装着する現工具を把持し、把持部44Bは工具交換部に位置する次工具を把持する。クランプ機構部はクランプ状態からアンクランプ状態になる。主軸7内部のクランプ機構部から現工具が抜ける状態になる。工具交換アーム44は上死点から下降を開始する。現工具と次工具は、主軸7と工具ポット41Aから下方に抜脱する。
The
工具交換アーム44は下降しながら旋回する。工具交換アーム44は下死点に到達し、引き続き旋回を継続する。旋回軸43と工具交換アーム44は下死点から上昇を開始する。工具交換アーム44は旋回しながら上昇する。現工具と次工具の夫々の位置が互いに入れ替わる。工具交換アーム44の旋回は停止する。次工具は主軸7の下方に配置し、現工具は工具交換部の工具ポット41Aの下方に配置する。工具交換アーム44は上昇し続け、次工具は主軸7の装着穴に挿入し、現工具は工具ポット41Aに挿入する。工具交換アーム44は上死点に到達する。次工具は主軸7の装着穴に装着し、現工具は工具ポット41Aに装着する。旋回軸43と一体して工具交換アーム44は逆転して旋回する。工具交換アーム44は待機位置で旋回を停止する。一対の把持部44Aと44Bは、主軸7と工具交換部の間に配置する。CPU51は工具マガジン41の工具交換部に位置する工具ポット41Aを垂直姿勢から水平姿勢に戻して上昇する。CPU51はシャッタを閉じ、ATC動作を終了する。
The
図8を参照し、ATC動作時における主軸ヘッド6の移動経路を説明する。CPU51は原則、主軸ヘッド6を二つの経路に沿って移動する時、一番目の経路の終端位置でインポジションチェックを実行する。インポジションチェックは、主軸ヘッド6が終端位置に確実に移動したことをチェックする機能である。上記原則に基づくと、ATC動作時、CPU51は、主軸ヘッド6を指令位置Pから原点Oを経由してATC位置Kに移動し、ATC装置40によるATCを実行する。
With reference to FIG. 8, the movement path of the
ATC実行後、CPU51は主軸ヘッド6をATC位置Kから原点Oを経由して指令位置Pに移動する。指令位置Pから原点Oまでの経路はR1、原点OからATC位置Kまでの経路はR2である。仮に主軸ヘッド6が指令位置Pから原点を経由せずにATC位置Kに向けて直線的に移動してしまうと、指令位置Pの位置によっては、移動範囲内に位置する他の障害物に主軸ヘッド6が接触する可能性がある。主軸ヘッド6が原点Oを経由することで、移動範囲内に位置する他の障害物に主軸ヘッド6が接触するのを防止できる。
After executing the ATC, the
原点Oでインポジションチェックすると、主軸ヘッド6の移動速度は原点O付近で落ちるので、ATC時間は長くなる。CPU51は、ATC動作で経路R1とR2を移動する時、経路R1とR2を後述する切削モードで繋ぐことで、原点O側を通過しながら、インポジションチェックを実行せずに移動できる。経路R1とR2を切削モードで繋いだ経路はR3である。R3は、原点Oに対して内回りの経路である。
When the in-position check is performed at the origin O, the moving speed of the
図9を参照し、主軸ヘッド6が経路を移動するときの加減速処理を説明する。CPU51は、NCプログラムの補間指令に基づき、X軸、Y軸、Z軸の軸毎に、目標位置、移動距離、移動速度、移動時間等を夫々演算する。補間指令は、アドレスで指定した移動速度で軸を動かす時に使用する制御指令であり、例えば直線補間指令である。直線補間とは二点を直線で移動する方式である。CPU51は補間後加減速処理を行う。補間後加減速処理は、演算した軸毎の移動速度に、移動平均フィルタ(FIRフィルタ)を少なくとも二回以上通して速度変化を滑らかにする処理である。
The acceleration / deceleration process when the
図9は、X軸方向においてx1からx2に移動する移動速度を、移動平均フィルタで二回処理した結果を示す。移動平均フィルタの加減速時定数(以下、時定数と呼ぶ)は、移動平均フィルタが平均を行うサンプル数に相当する。例えば、サンプル時間が1msecで、移動平均フィルタの時定数が10msecの時、移動平均フィルタは今回の補間指令を含めて10個前までの指令の平均を今回の出力とする。一段目の移動平均フィルタ(FIR1)の時定数をt1、二段目の移動平均フィルタ(FIR2)の時定数をt2とする。 Figure 9 shows the results of the moving velocity for moving from x 1 to x 2 in the X-axis direction, and treated twice with moving average filter. The acceleration / deceleration time constant of the moving average filter (hereinafter referred to as the time constant) corresponds to the number of samples averaged by the moving average filter. For example, when the sample time is 1 msec and the time constant of the moving average filter is 10 msec, the moving average filter uses the average of up to 10 commands including the current interpolation command as the current output. Let t 1 be the time constant of the first-stage moving average filter (FIR1) and t 2 be the time constant of the second-stage moving average filter (FIR2).
移動速度を二段の移動平均フィルタ(FIR1、FIR2)で処理した結果、加速度の変化は一定以下となるので、工具はt1+t2(以下t3と呼ぶ)かけて緩やかに速度を上げて最高速度に達し、その後t3をかけて緩やかに速度を落として停止する。故に数値制御装置50は、各軸の移動速度を複数の移動平均フィルタで処理することで、移動速度の急激な変化を吸収できるので、工作機械1の振動と、動作に必要な最大トルクを抑制できる。
As a result of processing the moving speed with a two-stage moving average filter (FIR1, FIR2), the change in acceleration is below a certain level, so the tool gradually increases the speed by applying t 1 + t 2 (hereinafter referred to as t 3). It reaches the maximum speed, then slowly slows down over t 3 and stops. Therefore, the
図8〜図12を参照し、切削モードを説明する。切削モードは、二つ以上の経路をNCプログラムで設定した移動速度で軸を移動するモードである。図8に示す経路R1とR2は直線補間である。 The cutting mode will be described with reference to FIGS. 8 to 12. The cutting mode is a mode in which the shaft is moved at a moving speed set by the NC program in two or more paths. The paths R1 and R2 shown in FIG. 8 are linear interpolation.
図10は、XY平面おいてP0からP1に向けて直線補間で移動する経路の移動距離Lを示す。移動距離Lは、X軸移動距離LxとY軸移動距離Lyを合成した距離である。P0からP1迄設定した移動速度で且つ直線で移動する為、X軸移動距離Lxの移動時間とY軸移動距離Lyの移動時間とが同一となるように、CPU51は、X軸移動距離Lxを移動する際の移動速度と、Y軸移動距離Lyを移動する際の移動速度と、共通する時定数tを夫々計算する。
FIG. 10 shows the moving distance L of the path moved by linear interpolation from P0 to P1 on the XY plane. The moving distance L is a combined distance of the X-axis moving distance Lx and the Y-axis moving distance Ly. Since the movement is performed in a straight line at the set movement speed from P0 to P1, the
計算方法の一例を説明する。先ずCPU51はX軸とY軸の夫々において、移動距離(Lx、Ly)と移動速度を元に、加加速度が一定となるように時定数を計算する。CPU51はX軸とY軸の夫々において、移動距離(Lx、Ly)を移動速度で割ることにより、移動時間を計算する。CPU51は、計算したX軸とY軸の夫々の移動時間のうち、長い方の軸の移動速度を固定する。CPU51は、移動時間が短い方の軸の移動速度を、以下の式で計算される移動速度に設定する。
・移動時間が短い方の軸の移動速度=(移動時間が長い方の軸の移動速度)×(移動時間が短い方の軸の移動距離/移動時間が長い方の軸の移動距離)
故に移動時間が短い方の軸において移動時間と移動速度が変わるので、CPU51は上記と同様に加加速度が一定となるように時定数を再計算する。再計算した時定数を共通の時定数tとする。CPU51は、主軸ヘッド6を、X軸移動距離LxとY軸移動距離Lyを共通する時定数tの加減速制御で移動する。故に主軸ヘッド6はP0からP1迄直線的に移動する。
An example of the calculation method will be described. First, the
-Movement speed of the axis with the shorter movement time = (Movement speed of the axis with the longer movement time) x (Movement distance of the axis with the shorter movement time / Movement distance of the axis with the longer movement time)
Therefore, since the movement time and the movement speed change on the axis with the shorter movement time, the
図11は、X軸方向において、経路R1を移動する際の移動速度(速度1)と経路R2を移動する際の移動速度(速度2)を、二段の移動平均フィルタ(FIR1、2)で処理し、切削モードで繋いだときの速度変化を示した図である。速度1と2の最高速度は移動速度Vである。速度1と2の共通する時定数はt3である。速度1が最大速度から減速を開始する時、速度2は加速を開始する。速度1と速度2が重なる部分では、主軸ヘッド6は原点O付近を内回りに移動し、且つ速度Vを一定に維持する。経路R1とR2に対して内回りの経路はR3である(図8参照)。故にCPU51は、経路R1と経路R2を切削モードで繋いだ経路R3を設定速度Vで主軸ヘッド6を移動できる。なお、Y軸方向における移動速度の変化も、X軸方向における移動速度の変化と同じである。
In FIG. 11, in the X-axis direction, the moving speed (velocity 1) when moving the path R1 and the moving speed (velocity 2) when moving the path R2 are measured by a two-stage moving average filter (FIR1, 2). It is a figure which showed the speed change at the time of processing and connecting in a cutting mode. The maximum speed of
図12は、XY平面においてP0からP1に向けて非直線補間で移動する経路の移動距離Lを示す。例えば、Y軸移動距離Lyの移動がX軸移動距離Lxの移動よりも先に完了する場合、P0からP1までの経路はP2において屈折する。P0からP1迄設定した移動速度で移動する為、CPU51は、X軸移動距離Lxを移動する際の移動速度と、Y軸移動距離Lyを移動する際の移動速度と、各軸の時定数とを夫々計算する。X軸移動距離Lxにおける加減速制御の時定数はtxである。Y軸移動距離Lyにおける加減速制御の時定数はtyである。
FIG. 12 shows the movement distance L of the path that moves from P0 to P1 by non-linear interpolation in the XY plane. For example, if the movement of the Y-axis movement distance Ly is completed before the movement of the X-axis movement distance Lx, the path from P0 to P1 is refracted at P2. Since the
非直線補間の二つの経路を切削モードで繋ぐ場合、各経路の加減速制御にはX軸とY軸の二つの時定数txとtyが存在する。上記の通りCPU51は軸毎に二つの経路を跨いで移動する時の移動速度が一定となるように、各移動速度(速度1と2)の波形を重ね、t3部分(図11参照)を合成する必要がある。非直線補間では、軸が異なると時定数が変わるので、CPU51は、各経路のX軸とY軸の夫々において互いに共通する時定数txとtyを決定する必要がある。
When two paths of non-linear interpolation are connected in the cutting mode, there are two time constants tx and ty of the X-axis and the Y-axis in the acceleration / deceleration control of each path. As described above CPU51 movement speed when moving across the two paths to each axis is constant, superimposed waveforms of the moving speed (
図13を参照し、ATC動作処理を説明する。NCプログラムを解釈してATC指令を受け付けた場合、CPU51はROM52からATC動作プログラムを読み出し、本処理を実行する。ATC指令の一例は「G100_T2_X10_Y10_Z400」である。図8に示すように、該指令は、現在の指令位置P(10、10、400)から原点Oを経由してATC位置Kに移動し、ATC装置40による工具T2へのATC完了後、原点Oを経由して元の指令位置P(10、10、400)へ移動する制御指令である。なお、ATC指令の受付時、経路R1は今回移動する経路(以下、今回経路と呼ぶ)であり、経路R2は次回移動する経路(以下、次回経路と呼ぶ)である。
The ATC operation process will be described with reference to FIG. When the NC program is interpreted and the ATC command is received, the
CPU51は指令位置Pと原点Oの各座標位置に基づき、今回経路である経路R1のX軸移動距離LxとY軸移動距離Lyを計算する(S11)。CPU51は、原点OとATC位置Kの各座標位置に基づき、次回経路である経路R2のX軸移動距離LxとY軸移動距離Lyを計算する(S12)。CPU51は経路の移動は直線補間か判断する(S13)。
The
<経路R1とR2が直線補間の場合>
直線補間と非直線補間の切替えは、使用者が操作パネルで設定する切替パラメータで行う。切替パラメータは記憶装置54に記憶する。CPU51は切替パラメータを参照し、切替パラメータが直線補間であるとき(S13:YES)、経路R1とR2は直線補間である。CPU51は今回経路R1のX軸移動距離LxとY軸移動距離Lyから、指令位置Pから原点Oまでの直線距離である今回の移動距離(以下、今回移動距離Lcと呼ぶ)を計算する(S15)。CPU51は次回経路R2のX軸移動距離LxとY軸移動距離Lyから、原点OからATC位置Kまでの直線距離である次回の移動距離(以下、次回移動距離Lnと呼ぶ)を計算する(S16)。
<When paths R1 and R2 are linear interpolation>
Switching between linear interpolation and non-linear interpolation is performed by the switching parameter set by the user on the operation panel. The switching parameter is stored in the
CPU51は今回移動距離Lcの時定数tcを計算する(S17)。上記の通り、時定数tcはX軸とY軸で互いに共通である。CPU51は次回移動距離Lnの時定数tnを計算する(S18)。時定数tnもX軸とY軸で互いに共通である。CPU51は時定数tcとtnのうち長い方の時定数を選択する(S19)。
The
CPU51はS19で選択した時定数で、今回経路R1のX軸移動距離LxとY軸移動距離Lyの夫々を同時に移動する(S27)。主軸ヘッド6は、指令位置Pから加速して最高速度Vに達し、経路R1に沿って原点Oに向けて移動する。CPU51は次回経路R2を今回経路に設定する(S28)。CPU51は経路R2のX軸移動距離LxとY軸移動距離Lyを計算する(S29)。CPU51はS12で計算した値を、経路R2のX軸移動距離LxとY軸移動距離Lyとしてもよい。CPU51は経路R2を次回経路から今回経路に変更したので、次回経路を削除する必要がある。故にCPU51は、次回経路のX軸移動距離LxとY軸移動距離Lyを0に設定する(S30)。
The
CPU51はS19で選択した長い方の時定数で、今回経路R2のX軸移動距離LxとY軸移動距離Lyの夫々を同時に移動する(S31)。CPU51は、経路R1の加減速制御で最高速度Vから減速を開始する時、経路R2の加減速制御で加速を開始する。主軸ヘッド6は経路R3に沿って原点O付近を内回りに移動し、且つ速度Vを一定に維持する。主軸ヘッド6はATC位置Kに向けて移動し、減速しながらATC位置Kで停止する。なお、Z軸については、X軸とY軸の夫々の加減速制御に関係なく、指令位置PからATC位置Kに向けて移動する。
The
CPU51はATCが完了したか判断する(S32)。主軸ヘッド6は指令位置PからATC位置Kに移動してATCを完了していないので(S32:NO)、CPU51はATC装置40によるATCを実行する(S33)。ATC完了後、CPU51はS11に戻り、ATC位置Kから指令位置Pまでの経路R2とR1について、上記S11〜13、S15〜S19、S27〜S31迄の処理を同様に実行する。故に主軸ヘッド6は、経路R3に沿って逆方向に且つ原点O付近を内回りに移動し、減速しながら指令位置Pで停止する。なお、Z軸については、上記と同様に、X軸とY軸の夫々の加減速制御に関係なく、ATC位置Kから指令位置Pに向けて移動する。ATCは既に完了しているので(S32:YES)、CPU51は本処理を終了する。なお、移動速度は移動距離に応じて変化する為、必ず最高速度Vになるものではない。
The
<経路R1とR2が非直線補間の場合>
経路R1とR2が直線補間でない場合(S13:NO)、CPU51はX軸とY軸で時定数を夫々設定する必要がある。CPU51は今回経路R1のX軸移動距離Lxから、X軸の時定数txcを計算する(S21)。CPU51は次回経路R2のX軸移動距離Lxから、X軸の時定数txnを計算する(S22)。CPU51は今回経路R1のY軸移動距離Lyから、Y軸の時定数tycを計算する(S23)。CPU51は次回経路R2のY軸移動距離Lyから、Y軸の時定数tynを計算する(S24)。CPU51は時定数txcとtxnのうち長い方を時定数txとし、時定数tycとtynのうち長い方を時定数tyとする(S25)。
<When paths R1 and R2 are non-linear interpolation>
When the paths R1 and R2 are not linear interpolation (S13: NO), the
CPU51は時定数txで、今回経路R1のX軸移動距離Lxを移動すると共に、時定数tyで、今回経路R1のY軸移動距離Lyを移動する(S27)。主軸ヘッド6のX軸とY軸は夫々、指令位置Pから加速して最高速度Vに達し、原点Oに向けて移動する。CPU51は次回経路であるR2を今回経路に設定する(S28)。CPU51は今回経路R2のX軸移動距離LxとY軸移動距離Lyを計算し(S29)、次回経路のX軸移動距離LxとY軸移動距離Lyを0に設定する(S30)。
The
CPU51は、時定数txで、今回経路R2のX軸移動距離Lxを移動すると共に、時定数tyで、今回経路R2のY軸移動距離Lyを移動する(S31)。CPU51は、X軸とY軸の夫々において、経路R1の加減速制御で最高速度Vから減速を開始する時、経路R2の加減速制御で加速を開始する。主軸ヘッド6は原点O付近を内回りに移動し、且つ速度Vを一定に維持する。主軸ヘッド6のX軸とY軸は夫々、ATC位置Kに向けて移動し、減速しながらATC位置Kで停止する。なお、Z軸については上記と同様に、X軸とY軸の夫々の加減速制御に関係なく、指令位置PからATC位置Kに向けて移動する。
The
ATC装置40によるATC完了後、CPU51はS11に戻り、ATC位置Kから指令位置Pまでの経路R2とR1について、上記S11〜13、S21〜S25、S27〜S31迄の処理を実行する。故に主軸ヘッド6は、経路R1、R2に対して原点O付近を内回りに移動し、減速しながら指令位置Pで停止する。なお、Z軸については上記と同様に、X軸とY軸の夫々の加減速制御に関係なく、ATC位置Kから指令位置Pに向けて移動する。ATCは既に完了しているので(S32:YES)、CPU51は本処理を終了する。
After the ATC is completed by the
以上説明の如く、本実施形態の数値制御装置50は、主軸ヘッド6を、指令位置Pから、ATC装置40によるATCを行うATC位置Kまで移動する。主軸ヘッド6は、互いに直交するX、Y、Z軸方向に移動可能であり、工具を着脱可能に装着する主軸7を備える。主軸ヘッド6がATC位置Kに移動した場合、ATC装置40による主軸7のATCを行う。ATC装置40によるATC完了後、主軸ヘッド6をATC位置Kから指令位置Pまで移動する。数値制御装置50は、X軸とY軸で規定するXY平面において、指令位置Pと主軸ヘッド6の移動範囲の原点Oを結ぶ直線経路を経路R1、原点OとATC位置Kを結ぶ直線経路を経路R2としたとき、経路R1と経路R2を切削モードで繋いだ経路R3で、主軸ヘッド6を移動する。故に数値制御装置50は、経路R1の終端(原点O)でインポジションチェックが不要になる。故に数値制御装置50は、より短い時間で指令位置PからATC位置K迄移動できる。数値制御装置50は、経路R1とR2を切削モードで繋ぐので、指令位置Pから原点Oよりも内回りで移動しつつATC位置K迄移動できる。主軸ヘッド6は原点O側に一旦移動するので、移動範囲内の他部材に干渉することなく、ATC位置K迄安全に移動できる。ATC位置Kから指令位置P迄の移動も上記と同様である。
As described above, the
数値制御装置50は、経路R1と経路R2を切削モードで且つ互いに共通する時定数で繋ぐので、経路R1と経路R2を滑らかに繋ぐことができる。
Since the
経路R1と経路R2が直線補間で結んだ経路であるとき、数値制御装置50は、経路R1の時定数tc及び経路R2の時定数tnのうち、長い方の時定数tで経路R1と経路R2を繋ぐ。故に数値制御装置50は、直線補間である経路R1と経路R2を安全且つ滑らかに繋ぐことができる。
When the route R1 and the route R2 are connected by linear interpolation, the
経路R1と経路R2が非直線補間で結んだ経路であるとき、経路R1の時定数は、X軸方向の時定数txcとY軸方向の時定数tycを備え、経路R2の時定数は、X軸方向の時定数txnとY軸方向の時定数tynを備える。数値制御装置50は、X軸方向において、時定数txcと時定数txnのうち長い方の時定数tx、Y軸方向において、時定数tycと時定数tynのうち長い方の時定数tyで、経路R1と経路R2を繋ぐ。故に数値制御装置50は、非直線補間である経路R1と経路R2を安全且つ滑らかに繋ぐことができる。
When the path R1 and the path R2 are connected by non-linear interpolation, the time constant of the path R1 includes a time constant txc in the X-axis direction and a time constant tyc in the Y-axis direction, and the time constant of the path R2 is X. It has a time constant txn in the axial direction and a time constant tyn in the Y-axis direction. The
上記説明にて、図13のS11〜S31の処理を実行するCPU51は本発明の第一移動制御部、第二移動制御部、経路制御部の一例である。S33の処理を実行するCPU51は本発明の工具交換部の一例である。時定数txcは本発明の第一時定数の一例、時定数tycは本発明の第二時定数の一例、時定数txnは本発明の第三時定数の一例、時定数tynは本発明の第四時定数の一例である。
In the above description, the
本発明は上記実施形態に限らず各種変形が可能である。工作機械1は縦型工作機械であるが、主軸が水平方向に延びる横型工作機械でもよい。主軸ヘッド6はX、Y、Z軸の三軸に移動するものであるが、被削材に対して主軸ヘッドを三軸に相対的に移動するものであればよく、例えば、主軸ヘッドをZ軸方向に移動可能とし、被削材を固定する工作台をX軸とY軸の二軸に移動可能とするものであってもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment and can be modified in various ways. The
ATC装置40は、主軸ヘッド6をATC位置Kに移動し、主軸7と工具マガジン41の工具交換部との間で、旋回軸43と工具交換アーム44を旋回及び昇降することにより、主軸7のATCを行うものであるが、これ以外の方式でATCを行うものあってもよい。
The
上記実施形態のATC動作処理では、指令位置PからATC位置K迄移動し、ATC完了後、ATC位置Kから指令位置Pに戻る例を説明したが、ATC完了後、ATC位置Kから指令位置Pとは異なる別の位置に移動してもよい。 In the ATC operation process of the above embodiment, an example of moving from the command position P to the ATC position K and returning from the ATC position K to the command position P after the completion of the ATC has been described. You may move to another position different from.
6 主軸ヘッド
7 主軸
40 工具交換装置
50 数値制御装置
51 CPU
O 原点
P 指令位置
K 工具交換位置(ATC位置)
R1 経路
R2 経路
t 時定数
6
O Origin P Command position K Tool change position (ATC position)
R1 path R2 path t time constant
Claims (5)
前記第一移動制御部により前記主軸ヘッドが前記ATC位置に移動した場合、工具交換装置による前記主軸の工具交換を行う工具交換部と、
前記工具交換部による前記工具交換完了後、前記主軸ヘッドを前記ATC位置から指令位置まで移動する第二移動制御部と
を備えた数値制御装置において、
前記第一移動制御部及び前記第二移動制御部は、
前記X軸と前記Y軸で規定するXY平面において、前記指令位置と前記主軸ヘッドの移動範囲の原点を結ぶ直線経路を第一経路、前記原点と前記ATC位置を結ぶ直線経路を第二経路としたとき、前記第一経路と前記第二経路を切削モードで繋いだ経路で、前記主軸ヘッドを移動する経路制御部を備えたこと
を特徴とする数値制御装置。 First movement to move the spindle head, which is movable in the X, Y, and Z axis directions orthogonal to each other and has a spindle for attaching and detaching the tool, from the command position to the ATC position where the tool is exchanged by the tool exchange device. Control unit and
When the spindle head is moved to the ATC position by the first movement control unit, the tool exchange unit that exchanges the tool of the spindle by the tool exchange device and the tool exchange unit.
In a numerical control device including a second movement control unit that moves the spindle head from the ATC position to the command position after the tool exchange is completed by the tool exchange unit.
The first movement control unit and the second movement control unit
In the XY plane defined by the X-axis and the Y-axis, the linear path connecting the command position and the origin of the movement range of the spindle head is referred to as the first path, and the linear path connecting the origin and the ATC position is referred to as the second path. A numerical control device comprising a path control unit for moving the spindle head in a path connecting the first path and the second path in a cutting mode.
前記第一経路と前記第二経路を、前記切削モードで且つ互いに共通する時定数で繋ぐこと
を特徴とする請求項1に記載の数値制御装置。 The route control unit
The numerical control device according to claim 1, wherein the first path and the second path are connected in the cutting mode and with a time constant common to each other.
前記経路制御部は、
前記第一経路の前記時定数及び前記第二経路の前記時定数のうち、長い方の前記時定数で、前記第一経路と前記第二経路を繋ぐこと
を特徴とする請求項2に記載の数値制御装置。 The first path and the second path are paths connected by linear interpolation, and are
The route control unit
The second aspect of the present invention, wherein the first path and the second path are connected by the longer one of the time constant of the first path and the time constant of the second path. Numerical control device.
前記第一経路の前記時定数は、前記X軸方向の第一時定数と前記Y軸方向の第二時定数を備え、
前記第二経路の前記時定数は、前記X軸方向の第三時定数と前記Y軸方向の第四時定数を備え、
前記経路制御部は、
前記X軸方向において、前記第一時定数と前記第三時定数のうち長い方の前記時定数、前記Y軸方向において、前記第二時定数と前記第四時定数のうち長い方の前記時定数で、前記第一経路と前記第二経路を繋ぐこと
を特徴とする請求項2に記載の数値制御装置。 The first path and the second path are paths connected by non-linear interpolation.
The time constant of the first path includes a first time constant in the X-axis direction and a second time constant in the Y-axis direction.
The time constant of the second path includes the third time constant in the X-axis direction and the fourth time constant in the Y-axis direction.
The route control unit
The longer of the first time constant and the third time constant in the X-axis direction is the time constant, and the longer of the second time constant and the fourth time constant in the Y-axis direction is the time. The numerical control device according to claim 2, wherein the first path and the second path are connected by a constant.
前記第一移動制御工程により前記主軸ヘッドが前記ATC位置に移動した場合、工具交換装置による前記主軸の工具交換を行う工具交換工程と、
前記工具交換工程による前記工具交換完了後、前記主軸ヘッドを前記ATC位置から指令位置まで移動する第二移動制御工程と
を備えた数値制御装置の制御方法において、
前記第一移動制御工程及び前記第二移動制御工程は、
前記X軸と前記Y軸で規定するXY平面において、前記指令位置と前記主軸ヘッドの移動範囲の原点を結ぶ直線経路を第一経路、前記原点と前記ATC位置を結ぶ直線経路を第二経路としたとき、前記第一経路と前記第二経路を切削モードで繋いだ経路で、前記主軸ヘッドを移動する経路制御工程を備えたこと
を特徴とする数値制御装置の制御方法。 First movement to move the spindle head, which is movable in the X, Y, and Z axis directions orthogonal to each other and has a spindle for attaching and detaching the tool, from the command position to the ATC position where the tool is exchanged by the tool exchange device. Control process and
When the spindle head is moved to the ATC position by the first movement control step, the tool changing step of changing the tool of the spindle by the tool changing device and the tool changing step.
In a control method of a numerical control device including a second movement control step of moving the spindle head from the ATC position to a command position after the tool change is completed by the tool change step.
The first movement control step and the second movement control step are
In the XY plane defined by the X-axis and the Y-axis, the linear path connecting the command position and the origin of the movement range of the spindle head is referred to as the first path, and the linear path connecting the origin and the ATC position is referred to as the second path. A method for controlling a numerical control device, which comprises a path control step for moving the spindle head in a path connecting the first path and the second path in a cutting mode.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019179992A JP7192735B2 (en) | 2019-09-30 | 2019-09-30 | Numerical controller and control method for numerical controller |
CN202010625949.6A CN112578731B (en) | 2019-09-30 | 2020-07-01 | Numerical controller and control method for numerical controller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019179992A JP7192735B2 (en) | 2019-09-30 | 2019-09-30 | Numerical controller and control method for numerical controller |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021056827A true JP2021056827A (en) | 2021-04-08 |
JP7192735B2 JP7192735B2 (en) | 2022-12-20 |
Family
ID=75119495
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019179992A Active JP7192735B2 (en) | 2019-09-30 | 2019-09-30 | Numerical controller and control method for numerical controller |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7192735B2 (en) |
CN (1) | CN112578731B (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023189525A1 (en) * | 2022-03-31 | 2023-10-05 | ブラザー工業株式会社 | Numerical control device, control method, and program |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11104934A (en) * | 1997-10-02 | 1999-04-20 | Hitachi Seiki Co Ltd | Method of and device for controlling main spindle head transfer at time of automatic tool changing operation |
JP2017102532A (en) * | 2015-11-30 | 2017-06-08 | ブラザー工業株式会社 | Numerical controller and method of controlling numerical controller |
JP2017129972A (en) * | 2016-01-19 | 2017-07-27 | ファナック株式会社 | Numerical control device |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1345129A (en) * | 1971-04-26 | 1974-01-30 | Bendix Corp | Tool size compensation for numerical control machine |
JP5573664B2 (en) * | 2010-12-27 | 2014-08-20 | ブラザー工業株式会社 | Numerical control apparatus, movement control method, movement control program, and storage medium |
JP6074891B2 (en) * | 2012-02-20 | 2017-02-08 | 株式会社ニイガタマシンテクノ | Machine tool and machine tool start control method |
JP5870796B2 (en) * | 2012-03-22 | 2016-03-01 | ブラザー工業株式会社 | Machine Tools |
JP5850996B1 (en) * | 2014-08-05 | 2016-02-03 | ファナック株式会社 | Numerical control device with corner path generation function considering acceleration / deceleration after interpolation |
US10437225B2 (en) * | 2014-09-30 | 2019-10-08 | Makino Milling Machine Co., Ltd. | Feed shaft control method and numerically controlled machine tool |
JP6693409B2 (en) * | 2016-12-26 | 2020-05-13 | ブラザー工業株式会社 | Numerical control device and control method |
CN108375957B (en) * | 2017-01-31 | 2021-03-26 | 兄弟工业株式会社 | Numerical controller and control method |
-
2019
- 2019-09-30 JP JP2019179992A patent/JP7192735B2/en active Active
-
2020
- 2020-07-01 CN CN202010625949.6A patent/CN112578731B/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11104934A (en) * | 1997-10-02 | 1999-04-20 | Hitachi Seiki Co Ltd | Method of and device for controlling main spindle head transfer at time of automatic tool changing operation |
JP2017102532A (en) * | 2015-11-30 | 2017-06-08 | ブラザー工業株式会社 | Numerical controller and method of controlling numerical controller |
JP2017129972A (en) * | 2016-01-19 | 2017-07-27 | ファナック株式会社 | Numerical control device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023189525A1 (en) * | 2022-03-31 | 2023-10-05 | ブラザー工業株式会社 | Numerical control device, control method, and program |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112578731B (en) | 2024-06-21 |
CN112578731A (en) | 2021-03-30 |
JP7192735B2 (en) | 2022-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1661657B1 (en) | Laser processing robot system with a scanning head and a rapid movable support mechanism ; Method for controlling the same | |
EP2030721B1 (en) | Machine tool with turnable movable section | |
US10391559B2 (en) | Machine tool | |
JP6051937B2 (en) | Numerical controller | |
CN106814691B (en) | Numerical control device and control method | |
JPH06210475A (en) | Height sensor device for laser robot | |
JPH05305553A (en) | Detecting method of tool breakage | |
JP2021056827A (en) | Numeric control device and method for controlling numeric control device | |
JP2015096280A (en) | Machine tool | |
KR20180043254A (en) | machine tool | |
JP2009034801A (en) | Arm type loader | |
JP7014115B2 (en) | Numerical control device and control method | |
JP2001277066A (en) | Working device using robot | |
JP7091979B2 (en) | Numerical control device and control method | |
JP2665232B2 (en) | Teaching device for 5-axis control machine | |
JP7031129B2 (en) | Transport system | |
JP2019059005A (en) | Machine tool | |
WO2023189525A1 (en) | Numerical control device, control method, and program | |
JP7070288B2 (en) | Numerical control device and control method | |
JP3081668B2 (en) | Control method of work support device | |
JP2817930B2 (en) | How to use welding machine | |
KR20010066499A (en) | Dual Rotary Table Control Unit and Method | |
JPH04159055A (en) | Work conveying device on machine tool | |
JPH01246031A (en) | Controlling method for work positioning device | |
JPH01302405A (en) | Off-line teaching machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211221 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220729 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220816 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221012 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20221108 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221121 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7192735 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |