专利名称：数控装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种数控装置。详细而言，本发明涉及当加工在中断之后重新开始时 可将工具从工件中拔出的机床的数控装置。
背景技术：
在机床(数控装置)中，有的具有所谓的“丝锥返回功能”。“丝锥返回功能”是在 攻丝加工中加工因停电或错误等而中断时，在机床重新开始加工时将丝锥从工件中拔出的 功能。例如，在日本特许公告1991年25293号公报所揭示的数控机床中，以攻丝加工时的 主轴转速使主轴反转，以与所存储的进给速度反向的同一进给速度使丝锥移动。因此，机床 将丝锥从工件中拔出一定距离。之后，该机床通过快速进给使丝锥返回特定位置。
在上述文献所记载的数控机床执行“丝锥返回功能”时，操作者从手动数据输入装 置输入重新开始启动信号。手动数据输入装置包括移动键。移动键是为使工作台、主轴朝 期望的位置移动而由操作者进行操作的键。在操作者按下该移动键的期间，工作台、主轴移 动。因此，在该数控机床执行“丝锥返回功能”时，有时操作者会错误地按下移动键。这种 情况下，在丝锥咬住工件的状态下，工作台移动。其结果是，产生丝锥和工件受损的问题。
在该数控机床中，在利用钻头进行的开孔加工在中断之后重新开始时，有时操作 者会将从工件中拔出钻头的操作搞错而按下移动键。这种情况下，与丝锥时一样，在钻头咬 住工件的状态下，工作台移动。其结果是，产生钻头和工件受损的问题。发明内容
本发明的目的在于提供一种在机床对工件的加工在中断之后重新开始时可防止 工具和工件的损伤的数控装置。
技术方案1所述的数控装置是一种进行机床数控的数控装置，上述机床可在至少 两种模式下运作，这至少两种模式包括根据预先存储于存储部的加工程序的加工指令而 用安装于主轴的工具对工件进行加工的自动运转模式、使得利用移动指示部作出的使上述 工具和上述工件中的至少一方移动的指示为有效的手动运转模式，在上述自动运转模式下 上述加工中断时，上述机床在上述手动运转模式下进行从上述工件拔出上述工具的工具拔 出动作，上述数控装置包括模式设定部，在上述加工中断后，上述模式设定部将上述机床 从上述自动运转模式变更为上述手动运转模式；移动无效部，在上述模式设定部变更为上 述手动运转模式时，上述移动无效部使得利用上述移动指示部作出的使上述工具和上述工 件中的至少一方朝与上述工具的转轴正交的方向移动的指示变为无效。
在技术方案1所述的数控装置中，在工件的加工中加工中断时，在操作者将利用 移动指示部作出的拔出工具的指示搞错而使工具咬住工件的状态下，可防止工具和工件中 的至少一方朝着与工具的转轴正交的方向移动。数控装置可防止工具和工件中的至少一方 朝与工具的转轴正交的方向移动，因此，可防止工具和工件受损。
在技术方案2所述的数控装置中，还包括加工指令存储处理部，当上述机床在上4述自动运转模式下根据上述加工指令进行上述加工时，上述加工指令存储处理部生成与上 述加工指令相关的信息并将其存储于加工指令存储部，在上述加工指令存储部存储有与上 述加工指令相关的信息时，上述模式设定部变更为上述手动运转模式。在技术方案2所述 的数控装置中，在加工指令存储部存储有与加工指令相关的信息时，可使利用移动指示部 作出的使工具和工件中的至少一方移动的指示变为无效。
在技术方案3所述的数控装置中，上述工具是丝锥，上述加工是在上述工件上形 成螺纹的攻丝动作，数控装置还包括移动指令生成部，作为上述工具拔出动作的指令，上 述移动指令生成部生成移动指令，该移动指令通过使上述主轴与上述加工中断前的旋转反 向地旋转而使上述主轴从上述加工中断的中断位置移动到上述丝锥从上述工件离开的复 位位置；微动动作执行部，在上述移动指令生成部生成上述移动指令时，上述微动动作执行 部执行微动动作，该微动动作中，使上述主轴移动的单位动作的移动量或使上述主轴反转 的单位动作的旋转量比使上述丝锥从上述中断位置移动到上述复位位置所需的上述主轴 的移动量或上述主轴的旋转量小。在技术方案3所述的数控装置中，通过微动动作，不像以 往那样使主轴从中断位置一下子上升到复位位置，可使主轴在到达复位位置之前停止。因 此，操作者可一边确认工具的拔出状态一边逐渐地拔出工具。
在技术方案4所述的数控装置中，当上述机床在上述自动运转模式下进行上述攻 丝动作时，作为与上述加工指令相关的信息，上述加工指令存储处理部生成与上述工具拔 出动作相关的工具拔出信息并将其存储于上述加工指令存储部，上述微动动作执行部根据 上述加工指令存储部所存储的上述工具拔出信息执行上述微动动作。在技术方案4所述的 数控装置中，在攻丝动作中断时，根据作为与攻丝动作的加工指令相关的信息而生成的工 具拔出信息执行微动动作。因此，数控装置能可靠地执行与攻丝动作对应的工具拔出动作。
在技术方案5所述的数控装置中，还包括工具拔出信息标志存储部，该工具拔出 信息标志存储部存储表示有无上述工具拔出信息的工具拔出信息标志；工具拔出信息标志 处理部，当上述机床在上述自动运转模式下进行上述攻丝动作时，上述工具拔出信息标志 处理部将上述工具拔出信息标志开启，在上述攻丝动作结束时，上述工具拔出信息标志处 理部将上述工具拔出信息标志关闭；工具拔出动作设定部，在上述工具拔出动作标志为开 启时，上述工具拔出动作设定部可将上述工具拔出动作设定为有效或无效。在技术方案5 所述的数控装置中，即使在可执行工具拔出动作的状态下，也可设定为不进行工具拔出动 作。
在技术方案6所述的数控装置中，还包括旋转量设定部，该旋转量设定部设定上 述微动动作时上述单位动作的上述旋转量；移动量计算部，该移动量计算部根据上述旋转 量设定部所设定的上述旋转量、上述丝锥的螺距来计算上述微动动作时上述单位动作的移 动量。在技术方案6所述的数控装置中，可根据丝锥的种类、工件的材质等来调整微动动作 时单位动作的移动量，因此，可执行与状况相应的工具拔出动作。
在技术方案7所述的数控装置中，上述工具拔出信息包括上述丝锥的螺距的信 息即螺距信息、上述主轴的转速的信息即转速信息、表示上述丝锥是右螺纹还是左螺纹的 信息即螺纹信息。在技术方案7所述的数控装置中，由于知晓攻丝开始位置，因此可将主轴 的复位位置设定为攻丝开始位置。在数控装置中，由于知晓丝锥的螺距和主轴的转速，因此 知晓丝锥旋转一周所移动的距离。在数控装置中，由于知晓丝锥是右螺纹还是左螺纹，因此可具体确定工具拔出动作时的旋转方向。
图1是机床1的主视图。
图2是省略保护挡板的机床1的立体图。
图3是表示用安装于主轴9的工具13来加工工件30的状态的图。
图4是表示加工程序的一例的图。
图5是攻丝动作的说明图。
图6是丝锥返回动作的说明图。
图7是表示数控装置50的电气构成的框图。
图8是RAM53的概念图。
图9是辅助RAM55的概念图。
图10是闪速存储器57的概念图。
图11是返回操作画面40的图。
图12是返回操作画面40的图(丝锥返回模式中)。
图13是主控制处理的流程图。
图14是电源恢复处理的流程图。
图15是丝锥返回处理的流程图。
图16是表示攻丝动作时主轴转速与Z轴下降量之间的对应关系的图表。
图17是移动禁止处理的流程图。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明一实施方式的数控装置50。图7所示的数控装置50 通过执行由控制指令的排列构成的加工程序(NC程序)来控制图1所示的机床1的动作。
参照图1和图2，对机床1的结构进行简单说明。机床1是通过使工件和工具相对 移动来对工件进行期望的切削加工的机械。如图1所示，机床1包括铁制的底座2、设于 该底座2上部的机床主体3 (参照图2)。箱状的保护挡板4固定于底座2上部。保护挡板 4覆盖机床主体3的周围。
保护挡板4在其正面具有开口(未图示)。滑动式的一对开闭门5、6设于该开口。 操作面板10设于该开口的右侧。操作面板10用于操作机床1。操作面板10在其上部具有 显示器11。显示器11显示各种设定画面等。操作面板10在其下部具有键盘12。键盘12 包括各种操作键。
如图2所示，机床主体3包括柱21、主轴箱7、主轴9、工具更换装置25、工具库 沈、工作台15。柱21从底座2后方上部朝上方延伸。主轴箱7设成可沿着该柱21前表面 进行升降。主轴箱7在其下部可旋转地支撑有主轴9。工具更换装置25设于主轴箱7的右 侧。工具更换装置25对安装于主轴9的工具13 (参照图幻进行自动更换。工具库沈设 于工具更换装置25右侧。工具库沈存储有多个工具。工作台15设置于底座2上部。底 座2对工作台15进行支撑，使其可沿XY轴方向移动。
控制箱22设于柱21背面。控制箱22在其内侧收纳有数控装置50(参照图7)。数控装置50对机床1的动作进行控制。
柱21在其前表面侧包括沿上下方向延伸的导轨(未图示)。柱21将主轴箱7支 撑成沿该导轨升降自如。柱21在其前表面可旋转地支撑有沿上下方向延伸的进给丝杠(未 图示)。Z轴马达73(参照图7)的驱动轴与该进给丝杠上端部连接。主轴箱7通过螺母 (未图示)与该进给丝杠连接。通过Z轴马达73的驱动，该进给丝杠正反向旋转，藉此，主 轴箱7升降。主轴箱7将主轴9支撑成旋转自如。主轴马达8设于主轴箱7上部。主轴马 达8驱动主轴9旋转。主轴9在其下端具有安装孔(未图示)。工具13 (参照图幻嵌入该 安装孔内。
如图2所示，工作台15设成可沿X轴方向(左右方向)和Y轴方向(前后方向) 移动。工作台15的移动机构包括支撑台16、X轴移动机构17、Y轴移动机构18。支撑台 16支撑工作台15。X轴移动机构17在X轴方向上移动支撑台16。Y轴移动机构18在Y轴 方向上移动支撑台16。X轴移动机构17具有X轴进给导向件(未图示)。该X轴进给导向 件在X轴方向上引导支撑台16。Y轴移动机构18具有Y轴进给导向件(未图示)。X轴马 达71(参照图7)和Y轴马达72(参照图7)控制支撑台16在X轴方向和Y轴方向上移动。 X轴马达71和Y轴马达72是伺服马达。
参照图3 图5，对机床1的攻丝动作进行说明。攻丝动作是工件的加工动作的 一例。在图3所示的工件30上预先形成有孔。工具13是丝锥。攻丝动作是安装于主轴 9的工具13 —边旋转一边进入该孔内，从而形成螺纹的动作。机床1进行攻丝动作时，机 床1根据加工程序(参照图4)执行在工件30上形成螺纹的一连串工序。机床1为了形成 螺纹而进行开孔加工、攻丝加工。开孔加工是用钻头来开孔的加工。攻丝加工是在该孔的 内侧刻出螺纹的加工。加工程序中的“G81”是钻头指令。“G74”是丝锥指令。机床1首先 根据“G81”的钻头指令来进行开孔加工。在开孔加工之后，机床1根据“G74X-30. Y0. Z-8. R2. F5000 S5000”的指令，进行以下的攻丝加工。
如图5所示，在工序1中，机床1将工具13定位于XY坐标位置(-30，0)。在工序 2中，机床1根据指令“R2”，将工具13定位于攻丝动作开始位置。在工序3中，机床1从攻 丝动作开始位置到孔底为止执行朝向下方的攻丝动作。在工序4中，机床1从孔底到攻丝 动作开始位置为止执行朝向上方的攻丝动作。机床1例如用螺距=Imm的丝锥以进给速度 (F) = 5000mm/min、主轴转速(S) = 5000RPM来执行攻丝动作。机床1通过上述攻丝动作 在工件30上形成螺纹。螺距是将进给速度除以主轴转速而得到的值。
下面对机床1的丝锥返回动作进行说明。如图6所示，攻丝动作有时会在工序3 中因停电和紧急停止操作等某种原因而中断。若在电源恢复时机床1重新开始加工，则机 床1为了防止工具13和工件30的破损而执行丝锥返回动作(工具拔出动作)。机床1进 行丝锥返回动作时，在工序5中，机床1使主轴9与工序3的攻丝动作时反向地旋转，且使 主轴9移动到攻丝动作开始位置。机床1从攻丝动作的中断位置到攻丝动作开始位置为止 不仅能使工具13连续地移动，还能使工具13以规定量为单位间歇地微动。机床1在微动 动作中能一边使主轴9间歇地旋转一边将工具13从工件30拔出。因此，通过微动动作，操 作者能一边确认工件30和工具13的状态一边执行丝锥返回动作。微动动作的详细情况将 在后面说明。
如图6所示，在进行最初的丝锥返回动作(通常的丝锥返回动作或最初的微动动作)时，本实施方式的机床1在使主轴9沿Z轴方向下降规定量之后执行丝锥返回动作。若 在进行攻丝加工的过程中中断攻丝加工，则主轴9在Z轴方向上受到制动。主轴9在受到 制动之后也会因惯性而稍作旋转。其结果是，工具13有时会咬住工件30。主轴9的上述规 定量下降在丝锥咬住工件30时特别有效。这是因为，如图3所示，在丝锥发生咬住时，可能 会在主轴9与工具13之间产生间隙H。在产生该间隙H的状态下，若机床1进行以往的丝 锥返回动作，则有时工具13会从主轴9脱开，使主轴9或工具13损伤。通过主轴9下降， 间隙H消失。因此，在使主轴9下降后，能良好地进行丝锥返回动作。主轴9的Z轴下降动 作将在后面说明。
下面对丝锥返回信息进行说明。丝锥返回信息是指执行丝锥返回动作时所需的信 息。丝锥返回信息例如包括攻丝动作开始位置(x，y，z)、丝锥的螺距(mm)、主轴转速(RPM)、 螺纹种类(右螺纹/左螺纹)等。在攻丝动作中，机床1的参照图7)根据加工程 序的丝锥指令生成丝锥返回信息。CPU51将丝锥返回信息分别存储于辅助RAM55的各种存 储区域552 555(参照图9)。在执行丝锥返回动作时，CPU51读入丝锥返回信息，并根据 该丝锥返回信息执行丝锥返回动作。
下面对丝锥返回动作所需的参数进行说明。如上所述，本实施方式的机床1能进 行两种丝锥返回动作。第一种是从当前位置到攻丝动作开始位置为止使主轴9连续移动的 通常的丝锥返回动作。第二种是从当前位置到攻丝动作开始位置为止使主轴9以规定量为 单位间歇移动的基于微动动作的丝锥返回动作。根据微动动作，机床1使主轴9的位置以 规定量为单位返回，因此，需要设定一次微动动作的返回移动量。作为返回移动量，操作者 可设定主轴9的Z轴方向上升量和主轴9的返回旋转角度中的任一个。在操作者设定上升 量时，CPU51可根据丝锥返回信息的丝锥的螺距计算出一次微动动作中主轴9的返回旋转 角度。在操作者设定返回旋转角度时，CPU51可根据丝锥返回信息的丝锥的螺距计算出一 次微动动作中主轴9的上升量。CPTOl根据来自键盘12的输入来设定上升量或返回旋转角 度。
例如，在操作者将丝锥的螺距设定为Imm且将返回旋转角度设定为90度时，主轴 9通过一次返回动作上升0. 25mm(Imm/ (90度/360度))。这种情况下，在控制处理中，作为 单位动作的移动量，CPTOl将0. 25mm存储于RAM53的返回控制值存储区域532(参照图8)。 反之，在操作者将丝锥的螺距设定为Imm且将上升量设定为0. 25mm时，主轴9通过一次返 回动作旋转90度。这种情况下，在控制处理中，作为单位动作的旋转量，CPU51将90度存 储于返回控制值存储区域532。
参照图7，对数控装置50的电气构成进行说明。数控装置50包括微型计算机、 输入接口 54、输入输出接口 59。微型计算机包括CPTOl、R0M52、RAM53、辅助RAM55、闪速存 储器57。R0M52存储有加工程序。辅助RAM55与辅助电源56连接。操作面板10的键盘12 及设于主轴9的Z轴原点传感器77与输入接口 M电连接。Z轴原点传感器77是对主轴9 的Z轴原点进行检测的传感器。键盘12包括轴移动键。轴移动键包括用于使工作台15 朝X轴的+方向或-方向移动的键、用于使工作台15朝Y轴的+方向或-方向移动的键、 用于使主轴箱7朝Z轴的+方向或-方向移动的键。
X轴驱动回路61、Y轴驱动回路62、Z轴驱动回路63、主轴驱动回路64、显示器驱 动回路65分别与输入输出接口 59电连接。X轴驱动回路61驱动X轴马达71。Y轴驱动回路62驱动Y轴马达72。Z轴驱动回路63驱动Z轴马达73。主轴驱动回路64驱动主轴马 达8。显示器驱动回路65驱动操作面板10的显示器11。X轴马达71、Y轴马达72、Z轴马 达73、主轴马达8分别包括检测马达位置的编码器。各编码器与各轴驱动回路61、62、63、 64连接。各轴驱动回路61、62、63、64包括存储各马达71、72、73、8的旋转位置的RAM(未 图示)、马达每旋转一周便计数一次的计数器(未图示)。
参照图8，对RAM53的各种存储区域进行说明。RAM53至少包括Z轴下降量存储 区域531、返回控制值存储区域532。Z轴下降量存储区域531将在执行最初的丝锥返回动 作之前使主轴9临时下降的移动量(下面称为Z轴下降量)予以存储。返回控制值存储区 域532存储根据丝锥返回信息计算出的丝锥返回动作的各种控制值。
参照图9，对辅助RAM55的各种存储区域进行说明。辅助RAM55至少包括返回信 息标志存储区域551、攻丝动作开始位置存储区域552、螺距存储区域553、主轴转速存储区 域554、螺纹种类存储区域555。返回信息标志存储区域551存储返回信息标志。攻丝动作 开始位置存储区域552存储攻丝动作的开始位置。螺距存储区域553存储丝锥的螺距。主 轴转速存储区域5M存储攻丝动作时的主轴转速。螺纹种类存储区域555存储丝锥是右螺 纹还是左螺纹。
返回信息标志是表示辅助RAM55是否存储有丝锥返回信息的标志。在辅助RAM55 存储有丝锥返回信息时，返回信息标志为“1”。在辅助RAM55未存储丝锥返回信息时，返回 信息标志为“0”。辅助RAM55与辅助电源56连接。即使停电时通常的电源无法对辅助RAM55 供电，辅助电源56也可对辅助RAM55供电。因此，辅助RAM55可保持存储内容。
参照图10，对闪速存储器57的各种存储区域进行说明。闪速存储器57至少包括 参数存储区域571、当前位置存储区域572、判定表存储区域573。参数存储区域571存储丝 锥返回动作的参数。该参数例如是丝锥返回动作时主轴9的最大主轴转速、微动动作时主 轴9的返回旋转角度或主轴9的Z轴方向上升量等。当前位置存储区域572存储主轴9的 当前位置。判定表存储区域573存储后述的判定表。
判定表是用于判定在最初的丝锥返回动作之前主轴9沿Z轴方向下降的下降量的 表。判定表将主轴转速和Z轴下降量对应地存储。攻丝动作时的主轴转速越高，攻丝动作 中断时工具13因惰性而欲旋转的力就越强。因此，工具13与主轴9之间的间隙H变大。
像图16所示的图表那样，在本实施方式中，主轴转速与Z轴下降量之间的关系确 定。具体而言，在攻丝动作时的主轴转速不到规定值(例如不到50RPM)时，机床1不进行 在最初的丝锥返回动作之前进行的Z轴下降动作(使主轴9朝工件30移动的动作)。在攻 丝动作时的主轴转速为规定值以上时，机床1进行对应于主轴转速的Z轴下降动作。在攻 丝动作时的主轴转速为规定值以上时，机床1与主轴转速成比例地增大Z轴下降量。因此， 机床1可根据工具13与主轴9的间隙H的大小来下降主轴9。其结果是，机床1可防止工 具13的折损或主轴9的损伤。
参照图11和图12，对丝锥返回操作画面40进行说明。例如因发生停电而在攻丝 动作中加工中断时，一旦电源恢复，机床1便成为手动运转模式，操作面板10的显示器11 显示图11所示的丝锥返回操作画面40。在手动运转模式下，利用操作面板10 (键盘12等) 作出的指示变为有效。机床1根据该指示进行动作。丝锥返回操作画面40在其下部包括 消息显示栏41和按钮显示栏42。在辅助RAM55的返回信息标志存储区域551存储着返回信息标志“1”时，辅助RAM55的各存储区域552 555存储有丝锥返回信息。这种情况下， 按钮显示栏42在其右侧部分显示“使丝锥返回变为有效”按钮、“丝锥返回信息清除”按钮。
操作面板10在其显示器11的下侧包括FO F7的键。“丝锥返回信息清除”按钮 位于F6键的上方。“使丝锥返回变为有效”按钮位于F7键的上方。在将丝锥返回信息从辅 助RAM55中清除时，操作者按下F6键。在设定丝锥返回模式时，操作者按下F7键。在返回 信息标志存储区域551存储着返回信息标志“0”时，按钮显示栏42不显示“使丝锥返回变 为有效”按钮、“丝锥返回信息清除”按钮。
如图12所示，在操作者按下F7键而设定丝锥返回模式时，消息显示栏41通过显 示消息来通知丝锥返回动作的准备已完成。该消息是“请进行丝锥返回(操作方法请参照 帮助)。”等。消息显示栏41在消息的旁边显示[帮助]。丝锥返回操作画面40在消息显 示栏41的右侧上方显示“丝锥返回模式中”的消息。该消息通知目前为丝锥返回模式这一 信息。按钮显示栏42的“使丝锥返回变为有效”按钮、“丝锥返回信息清除”按钮均消失。 按钮显示栏42在F7键的上方显示“使丝锥返回变为无效”按钮。在解除丝锥返回模式时， 操作者按下F7键。
在显示“丝锥返回模式中”消息的状态下操作者同时按下键盘12的解除键(未图 示)和“F”键(未图示)时，机床1执行通常的丝锥返回动作。操作者同时按下解除键和 “H”键(未图示)时，机床1执行微动动作。
参照图13的流程图，对由CPU51进行的主控制处理进行说明。CPU51根据加工程 序的控制指令(加工指令)对机床1进行控制。在主控制处理中，机床1为自动运转模式。 在操作者用操作面板10选择加工程序时，CPU51读出该加工程序，解释一块程序块(Sll)。 CPU51判断所解释的一块程序块是否是丝锥指令“G74”(SU)。在所解释的一块程序块不是 丝锥指令时(S12 否)，CPU51根据所解释的一块程序块的指令执行指定的动作(S14)。
在所解释的一块程序块为丝锥指令时(S12 是)，CPTOl根据该丝锥指令生成丝锥 返回信息。CPU51将生成的丝锥返回信息的各值存储于辅助RAM55的各种存储区域552 555 (S13)。CPTOl在辅助RAM55的返回信息标志存储区域551内存储返回信息标志“1”。 CPU51根据丝锥指令驱动轴驱动回路61、62、63、64，藉此对工件30执行攻丝动作(S14)。通 过攻丝动作，工具13在先前形成于工件30的孔中形成螺纹。在工具13正常地形成了螺纹 时，CPTOl清除辅助RAM55存储的丝锥返回信息，使返回信息标志存储区域551的返回信息 标志成为“0”。
CPU51朝下面的程序块转移。CPTOl对该程序块是否是表示程序结束的“M30”进 行判断(S15)。在该程序块为程序结束时(S15 是)，CPU51结束处理。在该程序块不是程 序结束时(S15 否)，CPU51返回到步骤Sl 1，接着解释下一块程序块。CPU51如上所述地反 复进行步骤Sll以后的处理。
参照图14的流程图，对由CPTOl进行的电源恢复处理进行说明。例如因发生停电 而在攻丝动作中加工中断时，即，在返回信息标志为“1”时，CPU51在电源恢复时将机床1 从自动运转模式变更为手动运转模式，在显示器11上显示图11所示的丝锥返回操作画面 40(S20)。在操作者对操作面板10的键盘12进行操作时，CPTOl接收键输入(指示)(S21)。 CPU51对接收到的键输入是否是丝锥返回模式的设定(图11的F7键)进行判断(S22)。 在接收到的键输入不是丝锥返回模式的设定时(S22 否)，CPU51执行与各种键对应的处理(S23)，结束处理。
在操作者按下F7键时，即，在键输入是丝锥返回模式的设定时(S22:是)，CPTOl 在显示器11上显示图12所示的丝锥返回操作画面40。CPTOl对操作者是否按下轴移动键 (未图示)进行判断(SM)。轴移动键是用于指示主轴9 (主轴箱7)的轴移动或工作台15 的移动的键。在工具13咬住工件的状态下主轴9或工作台15移动时，工具13和工件可能 会损伤。因此，操作者在丝锥返回模式中按下轴移动键时(SM:是)，CPU51使通过按下轴 移动键而发出的轴移动指令和工作台15的移动指令变为无效。CPU51将主轴9的移动、工 作台15沿XY轴方向的移动均禁止(S30)，结束处理。
在设定丝锥返回模式的状态下(S22 是)操作者按下丝锥返回键(未图示)时 (SM:否，S25 是)，即，在操作者同时按下解除键和“F”键或解除键和“H”键时，CPU51执 行丝锥返回处理(S^)。
参照图15的流程图，对丝锥返回处理进行说明。CPTOl对通过键输入而作出的指 示是否是微动动作的指示进行判断(S41)。在操作者同时按下解除键和“F”键时，CPU51接 收到的指示是通常的丝锥返回动作的指示(S41 否)。这种情况下，CPTOl将因攻丝动作中 断而停止的主轴9的当前位置存储于闪速存储器57的当前位置存储区域572(参照图10) (S44)。
CPU51从辅助RAM55的各种存储区域552 555读出丝锥返回信息(S45)。CPTOl 从闪速存储器57的参数存储区域571读出丝锥返回动作所需的各种参数(S46)。在通常的 丝锥返回动作时，CPU51读出最大主轴转速。参数存储区域571预先存储有最大主轴转速。 在从主轴转速存储区域5M读出的主轴转速超过最大主轴转速时，CPU51将最大主轴转速 存储于主轴转速存储区域554。
CPU51根据存储于RAM53 (参照图7)的丝锥返回标志来判断是否是最初的丝锥返 回(S47)。在丝锥返回标志未确立时(关闭时)，CPU51判断为是最初的丝锥返回。在通常 的丝锥返回动作时，丝锥返回标志不确立，因此，是最初的丝锥返回(S47:是)。CPU51参照 判定表存储区域573所存储的判定表，执行Z轴下降动作(S48)。CPU51使丝锥返回标志确 立(开启)。
像图16所示的图表那样，在Z轴下降动作中，在主轴转速存储区域5M所存储的 主轴转速为规定值(例如50RPM)以上时，CPTOl设定对应于主轴转速的Z轴下降量。在主轴 转速不到规定值时，CPU51不设定Z轴下降量。CPU51将所设定的Z轴下降量存储于RAM53 的Z轴下降量存储区域531。通过CPU51驱动Z轴驱动回路63，主轴9以所设定的Z轴下 降量沿Z轴方向朝工件30下降。
Z轴下降动作在主轴9以高转速进行攻丝动作时特别有效。这种情况下，可能会在 主轴9与工具13之间产生间隙H(参照图3)。通过主轴9下降，可消除该间隙H。因此，在 为进行丝锥返回而使主轴9旋转时，工具13不会从主轴9脱开。CPU51根据主轴转速存储 区域5M所存储的主轴转速来设定Z轴下降量。因此，主轴9可根据工具13与主轴9的间 隙的大小下降，可防止工具13的折损和主轴9的损伤。
CPU51根据丝锥返回信息、主轴9的当前位置(x，y，z)、Z轴下降量来确定使主轴 9从沿Z轴方向下降后的位置复位到攻丝动作开始位置所需的主轴9的Z轴方向上升量、主 轴转速、主轴旋转方向。闪速存储器57的当前位置存储区域572存储有主轴9的当前位置。RAM53的Z轴下降量存储区域531存储有Z轴下降量。CPTOl将分别表示所确定的上升量、 主轴转速、主轴旋转方向的值作为通常的丝锥返回动作的控制值存储于RAM53的返回控制 值存储区域532。CPU51根据该控制值生成丝锥返回指令(S49)。
CPU51根据所生成的丝锥返回指令执行通常的丝锥返回动作(S50)。在通常的丝 锥返回动作中，主轴9从沿Z轴方向下降后的位置到攻丝动作开始位置为止一边旋转一边 连续上升，藉此，从工件30中拔出工具13。CPU51朝图14的步骤S29的处理转移。
在工件为像铝那样的柔软的材质时，即使主轴9因例如停电而停止，工具13也会 因惰性而欲旋转。因此，有时工具13会咬住工件30。这种情况下，若进行通常的丝锥返回 动作，则工具13会在咬住工件30的状态下从主轴9脱开，有时会发生工具13折损或主轴 9内部的工具夹持机构(未图示)受损的情况。因此，在工件为柔软的材质时，操作者也可 选择微动动作。
在操作者同时压下解除键和“H”键、选择微动动作时(S41 是)，CPU51从辅助 RAM55的各种存储区域552 555读出丝锥返回信息(S4》。CPU51从闪速存储器57的参 数存储区域571读出微动动作所需的各种参数(S4!3)。CPTOl读出最大主轴转速。在从主轴 转速存储区域5M读出的主轴转速超过最大主轴转速时，CPU51将最大主轴转速存储于主 轴转速存储区域阳4。CPU51读出主轴9的返回旋转角度或主轴9的Z轴方向上升量。主 轴9的返回旋转角度或主轴9的Z轴方向上升量是作为微动动作中的一次返回移动量而由 操作者设定的。
CPU51根据丝锥返回信息、主轴9的返回旋转角度或主轴9的Z轴方向上升量计算 出一次返回动作中上升的主轴9的移动量或一次返回动作中旋转的主轴9的旋转量。CPTOl 将主轴9的返回旋转角度或主轴9的Z轴方向上升量、计算出的移动量或旋转量、主轴转 速、主轴旋转方向作为微动动作的控制值存储于RAM53的返回控制值存储区域532 (参照图 8)。
CPU51对是否是最初的丝锥返回进行判断(S47)。在丝锥返回标志未确立时(关 闭时)，是最初的丝锥返回(S47:是)。CPU51参照判定表存储区域573所存储的判定表，与 上述一样地执行Z轴下降动作(S48)。CPU51使丝锥返回标志确立(开启)。
CPU51根据返回控制值存储区域532所存储的控制值生成丝锥指令(S49)。CPTOl 根据丝锥指令执行微动动作(S50)。在微动动作中，主轴9并不一下子上升到攻丝动作开始 位置，而是上升规定量。因此，操作者可确认工具13和工件30的状况。通过主轴9上升规 定量，一次微动动作结束。CPU51朝图14的步骤S29的处理转移。在丝锥返回标志确立时 (开启时)，并不是最初的微动动作(S47 否)，因此，CPU51不执行Z轴下降动作。CPTOl根 据返回控制值存储区域532所存储的控制值生成丝锥返回指令(S49)。CPU51根据丝锥返 回指令执行微动动作(S50)。CPU51朝图14的步骤S29的处理转移。
如图14所示，在丝锥返回处理(S28)之后，CPU51对主轴9是否复位到攻丝动作 开始位置进行判断(S^)。具体而言，CPU51对主轴9的当前位置是否到达攻丝动作开始位 置进行判断。辅助RAM55的攻丝动作开始位置存储区域552存储有攻丝动作开始位置。在 判断为主轴9复位到攻丝动作开始位置时(S^ 是)，CPTOl将辅助RAM55所存储的丝锥返 回信息和丝锥返回标志清除(S27)，结束处理。
在微动动作中，在判断为主轴9未复位到攻丝动作开始位置时(S^ 否)，CPTOl12结束处理。当操作者在处理结束后再次压下解除键和“H”键时，CPTOl执行上述键输入处 理(S21、S22、S24、S25、S28)。CPU51根据相同的丝锥生成指令执行微动动作(S41 S43、 S47、S49、S50)。通过操作者进行该操作，主轴9间歇地上升。因此，操作者可一边确认工 具13和工件30的状况一边进行丝锥返回动作。在主轴9复位到攻丝动作开始位置之前， CPU51不清除丝锥返回标志。因此，CPU51在不执行Z轴下降动作的情况下执行微动动作。 在主轴9复位到攻丝动作开始位置时(S^ 是)，CPU51将辅助RAM55所存储的丝锥返回信 息、RAM53所存储的丝锥返回标志清除(S27)，结束处理。
在丝锥返回模式中(S22 是)操作者按下用于使丝锥返回变为无效的键即F7(参 照图12)时(SM 否，S25 否，S26 是)，CPU51将显示器11的显示切换为图11的画面 (S27)，结束处理。在丝锥返回模式中(S22:是)操作者未按下轴移动键、丝锥返回键、取消 键中的任一个时，CPU51结束处理。
在以上的说明中，R0M52相当于本发明的“存储部”。包括轴移动键的键盘12相当 于本发明的“移动指示部”。辅助RAM55相当于本发明的“加工指令存储部”和“工具拔出信 息标志存储部”。执行图14所示步骤S20的处理的CPU51相当于本发明的“模式设定部”。 执行图14所示步骤S30的处理的CPU51相当于“移动无效部”。执行图13所示步骤S13的 处理的CPU51相当于本发明的“加工指令存储处理部”。执行图15所示步骤S49的处理的 CPU51相当于本发明的“移动指令生成部”。执行步骤S42、S43、S49、S50的处理的CPU51相 当于本发明的“微动动作执行部”。在图13所示的步骤S13和步骤S14之后使返回信息标 志开启或关闭的CPU51相当于本发明的“工具拔出信息标志处理部”。执行图14所示步骤 S22的处理的CPU51和图11所示的F6键、F7键相当于本发明的“工具拔出动作设定部”。 设定返回旋转角度的键盘12相当于本发明的“旋转量设定部”。经由图15所示步骤S42、 S43的处理来计算单位动作的移动量的CPU51相当于本发明的“移动量计算部”。
如上所述，在本实施方式的数控装置50中，CPU51在攻丝动作中将丝锥返回信息 存储于辅助RAM55。在攻丝动作因例如停电而中断后电源恢复时，在辅助RAM55存储有丝 锥返回信息时，CPU51执行主轴9 一边反转一边上升的丝锥返回动作。在执行丝锥返回动 作时，通过按下轴移动键(键盘1 而发出的移动指令变为无效。轴移动键是用于指示主 轴箱7(主轴9)的Z轴方向移动或工作台15的XY轴方向移动的键。因此，即使在操作者 搞错丝锥返回动作的操作而按下轴移动键(键盘12)时，主轴9或工作台15也不移动。因 此，数控装置50可防止因主轴9或工作台15的移动而引起工具13或工件30损伤。
在本实施方式的数控装置50中，在攻丝动作中断之后电源恢复时，CPU51在执行 丝锥返回动作时可进行使主轴9以规定量为单位间歇移动的微动动作。在微动动作中，主 轴9通过一次移动而停止在比攻丝动作开始位置低的位置。工作数控装置50通过间歇地 进行微动动作，可从工件30中拔出工具13。操作者可一边确认工件30和工具13的状态一 边执行丝锥返回动作。
本发明的数控装置不局限于上述实施方式，可进行各种变形。例如，在上述实施方 式中，在执行最初的丝锥返回时，有时主轴9会根据攻丝动作时的主轴转速而在临时下降 后上升。在变形例中，也可省略主轴9的下降动作。
在上述实施方式中，CPU51参照闪速存储器57所存储的判定表，根据攻丝动作时 的主轴转速来确定最初的微动动作中的Z轴下降量。Z轴下降量也可与攻丝动作时的主轴13转速无关而由操作者预先设定。
在上述实施方式中，在主轴9上安装有丝锥即工具13时，CPU51在丝锥返回动作 中使通过按下轴移动键而发出的主轴9的移动指令和工作台15的移动指令变为无效。除 了该例之外，也可在将进行开孔加工的钻头即工具安装于主轴9时，CPU51使通过按下轴移 动键而发出的主轴9的移动指令和工作台15的移动指令变为无效。
在上述实施方式的机床1中，主轴9只能沿Z轴方向移动，且工作台15沿XY轴方 向移动。本发明也可应用于工作台15的位置固定、主轴9沿CTZ轴方向移动的机床。在上 述机床中，在按下轴移动键时，只有主轴9 (主轴箱7)移动，而工件不移动。
上述实施方式的机床1是立式的加工中心。本发明也可应用于卧式的加工中心。
存储控制程序的存储介质除了 ROM、RAM等元件之外，也可以是⑶-ROM、软盘、可插 入插卡槽的程序盒式存储器、互联网上的文件服务器等。
在上述实施方式中，在图14所示的步骤S30的处理中，CPU51禁止主轴9的移动 和工作台15朝与主轴9的转轴正交的XY轴方向的移动。在操作者按下Z轴移动键(未图 示)时，CPU51也可只允许主轴9的Z轴方向移动。例如，像图17所示的移动禁止处理那 样，CPTOl对操作者是否按下操作面板10的Z轴移动键(未图示)进行判断(S310)。在操 作者未按下Z轴移动键时(S310 否)，CPU51禁止工作台15朝XY轴方向移动(S330)。在 操作者按下Z轴移动键时(S310 是)，CPU51只允许主轴9的Z轴方向移动(S320)。操作 者可根据工件和工具的状况使主轴9沿Z轴方向移动。
权利要求
1.一种数控装置，是进行机床数控的数控装置，所述机床能在至少两种模式下运作， 这至少两种模式包括根据预先存储于存储部的加工程序的加工指令而用安装于主轴的工 具对工件进行加工的自动运转模式、使得利用移动指示部作出的使所述工具和所述工件中 的至少一方移动的指示为有效的手动运转模式，在所述自动运转模式下所述加工中断时， 所述机床在所述手动运转模式下进行从所述工件拔出所述工具的工具拔出动作，其特征在 于，包括模式设定部，在所述加工中断后，所述模式设定部将所述机床从所述自动运转模式变 更为所述手动运转模式；以及移动无效部，在所述模式设定部变更为所述手动运转模式时，所述移动无效部使得利 用所述移动指示部作出的使所述工具和所述工件中的至少一方朝与所述工具的转轴正交 的方向移动的指示变为无效。
2.如权利要求1所述的数控装置，其特征在于，还包括加工指令存储处理部，当所述机 床在所述自动运转模式下根据所述加工指令进行所述加工时，所述加工指令存储处理部生 成与所述加工指令相关的信息并将其存储于加工指令存储部，在所述加工指令存储部存储有与所述加工指令相关的信息时，所述模式设定部变更为 所述手动运转模式。
3.如权利要求2所述的数控装置，其特征在于，所述工具是丝锥，所述加工是在所述工件上形成螺纹的攻丝动作，所述数控装置还包括移动指令生成部，作为所述工具拔出动作的指令，所述移动指令生成部生成移动指令， 该移动指令通过使所述主轴与所述加工中断前的旋转反向地旋转而使所述主轴从所述加 工中断的中断位置移动到所述丝锥从所述工件离开的复位位置；以及微动动作执行部，在所述移动指令生成部生成所述移动指令时，所述微动动作执行部 执行微动动作，该微动动作中，使所述主轴移动的单位动作的移动量或使所述主轴反转的 单位动作的旋转量比使所述丝锥从所述中断位置移动到所述复位位置所需的所述主轴的 移动量或所述主轴的旋转量小。
4.如权利要求3所述的数控装置，其特征在于，当所述机床在所述自动运转模式下进行所述攻丝动作时，作为与所述加工指令相关的 信息，所述加工指令存储处理部生成与所述工具拔出动作相关的工具拔出信息并将其存储 于所述加工指令存储部，所述微动动作执行部根据所述加工指令存储部所存储的所述工具拔出信息执行所述 微动动作。
5.如权利要求4所述的数控装置，其特征在于，还包括工具拔出信息标志存储部，该工具拔出信息标志存储部存储表示有无所述工具拔出信 息的工具拔出信息标志；工具拔出信息标志处理部，当所述机床在所述自动运转模式下进行所述攻丝动作时， 所述工具拔出信息标志处理部将所述工具拔出信息标志开启，在所述攻丝动作结束时，所 述工具拔出信息标志处理部将所述工具拔出信息标志关闭；以及工具拔出动作设定部，在所述工具拔出动作标志为开启时，所述工具拔出动作设定部 能将所述工具拔出动作设定为有效或无效。
6.如权利要求3至5中任一项所述的数控装置，其特征在于，还包括旋转量设定部，该旋转量设定部设定所述微动动作时所述单位动作的所述旋转量；以及移动量计算部，该移动量计算部根据所述旋转量设定部所设定的所述旋转量、所述丝 锥的螺距来计算所述微动动作时所述单位动作的移动量。
7.如权利要求4或5所述的数控装置，其特征在于， 所述工具拔出信息包括所述丝锥的螺距的信息即螺距信息、 所述主轴的转速的信息即转速信息、 表示所述丝锥是右螺纹还是左螺纹的信息即螺纹信息。
全文摘要
一种数控装置，其CPU在攻丝动作中将丝锥返回信息存储于辅助RAM。在攻丝动作因停电而中断后进行电源恢复时，CPU执行主轴一边反转一边上升的丝锥返回动作。在辅助RAM存储有丝锥返回信息时，CPU使通过按下轴移动键而发出的主轴的移动指令和工作台的移动指令变为无效(S30)。因此，数控装置可防止在工具咬住工件的状态下工具和工件中的至少一方移动，其结果是，可防止工件和工具受损。
文档编号B23G1/16GK102029446SQ20101050715
公开日2011年4月27日 申请日期2010年9月26日 优先权日2009年9月29日
发明者子安隆幸 申请人:兄弟工业株式会社