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CN112445178A - 数值控制装置 - Google Patents

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CN112445178A
CN112445178A CN202010738965.6A CN202010738965A CN112445178A CN 112445178 A CN112445178 A CN 112445178A CN 202010738965 A CN202010738965 A CN 202010738965A CN 112445178 A CN112445178 A CN 112445178A
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machining
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藤本浩之
相泽诚彰
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Abstract

本发明提供一种数值控制装置，能够容易且准确地进行使工具不对工件产生干扰的试运行。本公开的一个方式所涉及的数值控制装置按照加工程序来控制通过工具对工件进行加工的机床，该数值控制装置具备：偏移设定部，其针对每个所述工具决定以所述工具的朝向为基准的偏移方向和偏移量；试运行路径计算部，其计算从通过所述加工程序指定的所述工具的加工用移动路径向所述偏移方向偏移所述偏移量所得到的所述工具的试运行用移动路径；以及运行模式选择部，其选择使所述工具沿所述加工用移动路径移动的加工运行模式与使所述工具沿所述试运行用移动路径移动的试运行模式中的任一方。

Description

数值控制装置
技术领域
本发明涉及一种数值控制装置。
背景技术
具备对工件进行加工的机床和按照加工程序对机床进行控制的数值控制装置的加工系统正被广泛利用。在这样的加工系统中，在实际对工件进行加工前，有时以使工具在不对工件起作用(不与工件接触)的位置移动的方式试验性地使机床运转，以确认加工程序是否适当。
一般来说，通过暂时变更工具的长度的设定值(卡盘与刃尖的距离)，能够使工具以经过从根据加工程序的位置起后退的位置的方式移动且不对工件产生干扰。然而，根据工具的种类，工具的切入方向同将卡盘与刃尖连结的方向不同，因此有时即使变更工具的长度的设定值也无法避免工具对工件的干扰。另外，在变更工具的长度的设定值并进行试运行后，需要将工具的长度的设定值恢复成适当的值，但是由于忘记该作业、或者将工具的长度的设定值设定为错误的值而有可能无法进行适当的加工。
为了容易地进行机床的试运行，提出了一种数值控制装置，其具备移动量计算单元，该移动量计算单元关于根据加工程序的切削指示进行的一个切削动作或多个切削动作的各个切削动作，计算移动开始位置与移动结束位置之差即移动量，并且该数值控制装置具备偏移量决定单元，该偏移量决定单元将通过移动量计算单元计算出的移动量中的最大移动量决定为偏移量(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利4867876号公报
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1所记载的方法中，将Z轴的移动量中的最长的距离设为工具的偏移量(从按照加工程序的位置起的后退量)。然而，在这种方法中，例如在如5轴加工机那样的进行复杂的动作的机床中，有可能无法适当地避免工具对工件的干扰。因此，期望一种能够容易且可靠地进行使工具不对工件产生干扰的试运行的数值控制装置。
用于解决问题的方案
本公开的一个方式所涉及的数值控制装置按照加工程序来控制通过工具对工件进行加工的机床，该数值控制装置具备：偏移设定部，其针对每个所述工具决定以所述工具的朝向为基准的偏移方向和偏移量；试运行路径计算部，其计算从通过所述加工程序指定的所述工具的加工用移动路径向所述偏移方向偏移所述偏移量所得到的所述工具的试运行用移动路径；以及运行模式选择部，其选择使所述工具沿所述加工用移动路径移动的加工运行模式和使所述工具沿所述试运行用移动路径移动的试运行模式中的任一方。
发明的效果
根据本公开所涉及的数值控制装置，能够容易且准确地进行使工具不对工件产生干扰的试运行。
附图说明
图1是示出具备本公开的一个实施方式的数值控制装置的加工系统的结构的示意图。
图2是示出图1的加工系统中的工具为球头立铣刀的情况下的偏移的示意图。
图3是示出图1的加工系统中的工具为侧铣刀的情况下的偏移的示意图。
附图标记说明
1：数值控制装置；21：程序存储部；22：坐标系存储部；23：工具数据存储部；24：加工路径计算部；25：偏移设定部；26：试运行路径计算部；27：运行模式选择部；28：运行控制部；251：偏移方向决定部；252：偏移量决定部；100：加工系统；T：工具；W：工件。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本公开的实施方式。图1是示出具备机床1和本公开的一个实施方式的数值控制装置2的加工系统100的结构的示意图。
机床1是使通过主轴Am旋转的工具T作用于工件W来对工件W进行切削加工的装置。机床1例如能够设为通过被加工头H保持的工具T对被保持在工作台B上的工件W进行切削加工的装置，并且具有能够使工具T(加工头H)相对于工件W(工作台B)进行相对移动的多个驱动轴。关于机床1的具体的轴结构并无特别限定，但是作为例子，机床1能够设为具有正交的x方向、y方向及z方向的直动轴Ax、Ay、Az、与直动轴Ay平行的旋转轴Ab、以及与直动轴Az平行的旋转轴Ac来作为多个驱动轴的5轴加工机。
数值控制装置2按照加工程序来控制机床1的主轴Am以及驱动轴Ax、Ay、Az、Ab、Ac。该数值控制装置2例如能够通过使具有CPU、存储器、输入输出接口等的计算机装置执行适当的控制程序来实现。数值控制装置2也可以构成为与对多个加工系统100进行管理的管理服务器进行通信。
数值控制装置2具备程序存储部21、坐标系存储部22、工具数据存储部23、加工路径计算部24、偏移设定部25、试运行路径计算部26、运行模式选择部27以及运行控制部28。此外，这些构成要素可以在功能上存在区别，在物理结构和程序结构中无法明确地区分。
程序存储部21存储加工程序。程序存储部21可以构成为存储多个加工程序并从存储的多个加工程序中选择用户或者管理服务器所指示的加工程序。程序存储部21的结构能够设为与以往的数值控制装置中的程序存储部同样的结构。
坐标系存储部22存储工件W的坐标系。由此，数值控制装置2能够将机床1的坐标系与工件W的坐标系相互转换。坐标系存储部22的结构能够设为与以往的数值控制装置中的坐标系存储部同样的结构。
工具数据存储部23例如存储工具T的种类、刃长、适当的切削速度的范围等为了进行工件W的加工而所需的工具T信息。工具数据存储部23存储后述的偏移设定部25中直接采用的偏移方向和偏移量的数值。具体地说，工具数据存储部23能够构成为存储将多个工具T的编号或ID与进行加工所需的多个信息进行关联的表。
加工路径计算部24计算根据程序存储部21中存储的加工程序的、工具T的移动路径。具体地说，加工路径计算部24对加工程序进行分析来计算通过加工程序指定的、每个时间的工具T的位置和姿势，进而计算用于实现该位置和姿势的、每个时间的驱动轴Ax、Ay、Az、Ab、Ac的位置。
偏移设定部25具有：偏移方向决定部251，其针对每个工具T决定偏移方向Dd，该偏移方向Dd是在试运行时使工具T以工具T的朝向(在本实施方式中为与主轴Am一致的旋转轴的朝向)为基准从加工用移动路径退避的方向；以及偏移量决定部252，其决定偏移量Da，该偏移量Da是使工具T从加工用移动路径退避的距离。
偏移方向决定部251关于当前正在使用的工具T，将工具数据存储部23中存储的偏移方向设为该工具T的偏移方向。另外，在工具数据存储部23中未存储偏移方向的情况下，也可以构成为将偏移方向设为工具T的旋转轴方向(主轴Am的方向)。对于大多数工具T而言，沿旋转轴方向偏移是适当的，因此，通过设为在偏移方向为旋转轴方向的情况下能够省略该偏移方向的输入，能够提高用户便利性。
偏移方向决定部251也可以根据工具T的种类来决定工具T的偏移方向Dd。也就是说，偏移方向决定部251也可以构成为根据工具数据存储部23存储的工具T的种类来决定工具T的偏移方向Dd。因此，偏移方向决定部251也可以存储表示工具T的种类与偏移方向Dd之间的关系的表。
作为具体例，在如图2所示那样工具T为球头立铣刀的情况下，偏移方向决定部251优选将偏移方向Dd设为工具T的旋转轴(也就是主轴Am)的方向。特别地，在机床1为5轴加工机且工具T为球头立铣刀的情况下，如图中左侧所示，即便使工具T沿铅垂的直动轴Az向z方向偏移，工具T也可能对工件W产生干扰。因此，如图中右侧所示，使工具T沿工具T的旋转轴(Am)的方向偏移，由此能够防止工具T对工件W的干扰。
另外，在如图3所示那样工具T为平面铣刀的情况下，偏移方向决定部251优选将偏移方向Dd设为与工具T的旋转轴(Am)垂直的方向。在工具T为平面铣刀的情况下，如图中左侧所示，即便使工具T沿工具T的旋转轴(Am)的方向偏移，工具T也可能对工件产生干扰。因此，如图中右侧所示，使工具T沿与工具T的旋转轴(Am)垂直的方向偏移，由此能够防止工具T对工件W的干扰。
偏移量决定部252可以对加工程序进行分析来计算切入量，并且将工具T的偏移量Da设为切入量以上的值，但是也可以根据工具T的刃长来决定工具T的偏移量Da。具体地说，偏移量决定部252能够将偏移量Da设为工具T的刃长，或设为将刃长乘以规定系数(安全率)所得到的值。在如精加工那样切入次数为一次的加工中，工具T的切入量无法达到刃长以上，因此在加工程序中工具T的切入量被设定为工具T的刃长以下。因此，如果将偏移量设为工具T的刃长以上，则能够使工具T不对工件W产生干扰。
试运行路径计算部26计算从加工路径计算部24计算出的加工用移动路径向偏移设定部25决定出的偏移方向Dd偏移了偏移设定部25决定出的偏移量Da的、工具T的试运行用移动路径。试运行路径计算部26基于加工路径计算部24指定的、工具T的每个时刻的姿势，来决定加工用移动路径的每个时刻的偏移方向Dd。由此，根据工具T的姿势来选择最佳的偏移方向Dd，因此能够准确地防止试运行时的工具T对工件W的干扰。
运行模式选择部27选择加工运行模式和试运行模式中的任一方，所述加工运行模式是使工具T沿加工路径计算部24计算出的加工用移动路径移动来对工件W进行加工的模式，所述试运行模式是使工具T沿试运行路径计算部26计算出的试运行用移动路径以不与工件W接触的方式移动的模式。由此，不进行变更设定值等作业就能够容易地在使工具T以不与工件W接触的方式偏移并移动的试运行与通过工具T对工件W进行切削的加工运行之间进行切换。
运行控制部28生成针对机床1输入的指令信号，以使工具T沿加工路径计算部24计算出的加工用移动路径移动来对工件W进行加工，或者进行使工具T沿试运行路径计算部26计算出的试运行用移动路径以不与工件W接触的方式移动的试运行。运行控制部28的结构能够设为与以往的数值控制装置中的运行控制部同样的结构。
偏移设定部25针对每个工具T决定以工具T的朝向为基准的偏移方向Dd，因此数值控制装置2能够适当地防止工具T与工件W的干扰来进行试运行。另外，偏移设定部25根据工具T来决定偏移量Da，因此能够将工具T的偏移量Da设为所需的最小限度的大小，因此能够更容易地确认加工程序是否合适。
以上说明了本公开所涉及的数值控制装置的实施方式，但是本公开所涉及的数值控制装置不限于上述的实施方式。另外，上述的实施方式所记载的效果只不过列举了本公开所涉及的数值控制装置产生的最佳效果，本公开所涉及的数值控制装置的效果不限于上述的实施方式所记载的效果。
本公开所涉及的数值控制装置也可以构成为：加工路径计算部与试运行路径计算部串联连接，运行模式选择部使试运行路径计算部的功能有效或无效，由此能够选择是由试运行路径计算部输出使加工路径计算部计算出的加工用移动路径偏移所得到的试运行用移动路径，还是由试运行路径计算部直接输出加工路径计算部计算出的加工用移动路径。
本公开所涉及的数值控制装置例如也可以用于对进行车削等、铣削以外的其它加工的机床进行控制。

Claims (3)

1.一种数值控制装置，按照加工程序来控制通过工具对工件进行加工的机床，所述数值控制装置具备：
偏移设定部，其针对每个所述工具决定以所述工具的朝向为基准的偏移方向和偏移量；
试运行路径计算部，其计算从通过所述加工程序指定的所述工具的加工用移动路径向所述偏移方向偏移所述偏移量所得到的所述工具的试运行用移动路径；以及
运行模式选择部，其选择使所述工具沿所述加工用移动路径移动的加工运行模式与使所述工具沿所述试运行用移动路径移动的试运行模式中的任一方。
2.根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于，
所述偏移设定部根据所述工具的刃长来决定所述偏移量。
3.根据权利要求1或2所述的数值控制装置，其特征在于，
所述偏移设定部根据所述工具的种类来决定所述偏移方向。
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