专利名称：进行丝锥加工的机床的控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及控制通过安装有丝锥的旋转的主轴、送出该主轴的轴进行丝锥加工的机床的控制装置。
背景技术：
历来，在数值控制机床中，使在机床中具有的驱动进给轴以及主轴的电动机的加减速度或者最高速度增大，由此缩短加工时间来提高生产率。当进行这样的控制时，通过由电动机以及放大器组成的各轴的驱动装置流过大的电流，另外每单位时间的电动机的加减速次数增多，其结果，驱动装置发热。在现有技术中，当通过发热而驱动装置的温度上升到规定的温度时，发出警报使机床停止，由此防止驱动装置通过热而损伤。
但是，当在加工中机床停止时加工效率降低，有时发生加工不良。进而，在无人运转机床的情况下，因为需要操作者使机床复原，所以也有机床长时间停止的可能性。为避免这样的不适当的情况，历来，在规定的每单位时间的最大加减速次数的范围内设定具有余裕的加速度，由此避免驱动装置过热。但是，驱动装置的温度上升，因为也通过工件的重量或者材质、加工负荷、周围温度等而不同，所以即使在最大加减速次数内也有驱动装置过热的可能性。另外，即使在超过最大加减速次数进行加工的情况下，也同样有成为过热的可能性。因此，在日本特开2003-5836号公报以及日本特开平9-179623号公报中，公开了能够防止驱动装置的过热继续运转的装置或者方法。在日本特开2003-5836号公报中，公开了当驱动部的温度成为规定的温度以上时，限制加速度，抑制驱动部的输出。在日本特开平9-179623号公报中，公开了根据驱动单元的温度或者加减速次数，控制进给轴的加减速时间常数成为不成为过热的适当值的方法。在日本特开2003-5836号公报以及日本特开平9-179623号公报中，不变更驱动装置的指令进给速度而变更加速度。因此，在日本特开2003-5836号公报以及日本特开平9-179623号公报中，能够不使加工时间增大而进行加工，但是因为与驱动部的温度或者加减速次数对应地变更加速度，所以加速度与加工内容无关变化。另外，在加工中心，一般加减速时的发热，主轴一方比进给轴大。例如，在丝锥加工中，因为重复主轴的加速以及减速，所以加工次数多的主轴的发热增大。另外，在丝锥加工中因为使主轴和进给轴同步,所以在加工动作的大部分中需要加减速。因此,当增大主轴的加速度时，不仅发热变大，对于进给轴的同步误差也变大，有加工精度降低的可能性。进而，在小直径的丝锥加工中，有加工工具折断的可能性。另外，当结合与要求加工精度的丝锥加工或者小直径丝锥加工而设定小的加工速度时，加工时间增大，也有加工效率降低的可能性
发明内容
本发明鉴于这样的情况而做出，其目的在于提供一种机床的控制装置，通过控制为与丝锥的尺寸对应的适当的加速度，能够防止过热、实现最适当的加工精度，防止工具折断。为实现上述目的，根据第一种方式，提供一种机床的控制装置，用于控制通过安装有丝锥的旋转的主轴和送出该主轴的进给轴进行丝锥加工的机床，在该控制装置中，具有识别部(12)，其识别上述丝锥的尺寸的指标；温度检测部(19b)，其检测驱动上述主轴的电动机(19a)的温度；加速度存储部(21)，其存储与上述丝锥的尺寸的指标对应的上述主轴的加速度；比例存储部(22)，其存储根据上述电动机(19a)的温度来变更上述主轴的加速度的比例；和加速度计算部(16)，其对于如下的加速度，乘以根据通过上述温度检测部(19b)检测出的上述温度和上述比例存储部(22)来决定的比例，计算上述主轴的新的加速度，其中，上述加速度根据通过上述识别部(12)识别的上述丝锥的尺寸的指标和上述加速度存储部(21)来决定。根据第二种方式，在第一种方式中，上述丝锥的尺寸的指标是上述丝锥的螺距，上述识别部，根据上述机床的加工程序中的主轴旋转指令以及进给轴进给速度指令计算螺距，识别丝锥的尺寸的指标。
根据第三种方式，在第一种方式中，上述丝锥的尺寸的指标是丝锥的工具号码，上述识别部，读入上述机床的加工程序中的工具号码指令，识别丝锥的尺寸的指标。根据第四种方式，在第一种到第三种方式中的任何一种中，还具有加工时间存储部(23)，其存储进行一次加工处理所需要的加工时间；计数器(24)，其对当前的加工次数进行计数；和预定结束时间计算部(16)，其根据在上述加工时间存储部(23)中存储的上述加速度被变更前的加工时间以及上述加速度被变更后的加工时间、和从规定的总加工次数中减去在上述计数器(24)中计数的当前的加工次数而得的剩余加工次数，计算出结束剩余加工次数的加工处理所需要的时间。
从在附图中表示的本发明的典型的实施方式的详细的说明，能够更加明了本发明的这些目的、特征和优点以及其他的目的、特征和优点。图I是基于本发明的机床的控制装置的功能框图。图2是表示基于本发明的第一实施方式的控制装置的动作的流程图。图3a是表示丝锥的螺距和加速度之间的关系的图。图3b是表示电动机的温度和倍率值之间的关系的图。图4a是表示丝锥的螺距和加减速时间常数之间的关系的图。图4b是表示电动机的温度和倍率值之间的关系的图。图5是表示基于本发明的第二实施方式的控制装置的第二动作的流程图。图6a是表示丝锥的加工工具的工具号码和加速度之间的关系的图。图6b是表示丝锥的加工工具的工具号码和加减速时间常数之间的关系的和图4a同样的图。图7是表示基于本发明的其他实施方式的控制装置的动作的流程图。
具体实施方式
下面参照
本发明的实施方式。在以下的附图中，给同样的构件附以同样的参照符号。为容易理解，这些附图适当变更比例尺。图I是基于本发明的机床的控制装置的功能框图。图I表示的控制装置10控制进行丝锥加工的机床18。因此，在机床18的主轴上安装丝锥(未图示)。该丝锥通过驱动主轴的主轴电动机19a旋转，通过驱动进给轴的进给轴电动机(未图示)送出。在丝锥加工中，因为进给轴的动作与主轴的动作同步，所以假定通过控制主轴电动机19a自动地控制进给轴。如图I所示，在控制装置10中存储根据工件的加工内容决定的多个加工程序11。另外，控制装置10主要包含读取加工程序11并对其进行解释之后制作程序数据的程序读取解释部12 ;对程序数据进行插补运算而制作位置指令数据的插补、加减速控制部13 ;根据位置指令数据制作驱动机床18的主轴电动机19a的动作指令的电动机控制部14 ;以及放大动作指令供给机床18的主轴电动机19a的电动机驱动放大器15。此外，在主轴电动机19a中具有检测其温度的温度检测部1%。
进而，控制装置10包含进行各种计算处理的计算部16。计算部16例如根据丝锥的尺寸的指标以及主轴电动机19a的温度等来计算主轴电动机19a的新的加速度后通知插补、加减速控制部13。另外，计算部16，在主轴电动机19a的加速度被变更的情况下，也能够计算从规定的总加工次数中减去当前的加工次数的剩余加工次数的加工处理结束所需要的预定结束时间。进而控制装置10包含输出这样的预定结束时间以及各种数据的输出部17,例如液晶显示器或者打印机。进而，控制装置10的数据存储部20包含用映像的形式存储丝锥的螺距或者加工工具的工具号码、与加速度以及加减速时间常数之间的关系的加速度存储部21。另外，数据存储部20包含用映像形式存储通过温度检测部19b检出的主轴电动机19a的温度和倍率值(加速度变更比例)之间的关系的比例存储部22。进而数据存储部20包含存储进行一次工件(未图示)的加工处理需要的加工时间的加工时间存储部23、和计数当前的加工次数C的计数器24。图2是表示基于本发明的第一实施方式的控制装置的动作的流程图。下面参照图2说明基于第一实施方式的控制装置10的动作。此外，假定本发明的动作在机床18加工工件(未图示)时以规定的控制周期进行。最初，在步骤SlOl程序读取解释部12读入加工程序11，在步骤S102确认在加工程序11内是否存在关于丝锥加工的记载。然后在有关于丝锥加工的记载的情况下前进到步骤S103，在没有那样的记载的情况下返回步骤SlOl。在步骤S103，程序读取解释部12从制作好的程序数据取得主轴旋转指令S以及进给轴进给速度指令F,把这些提供给计算部16。接着，在步骤S104，计算部16计算丝锥的螺距P( = F/S)。接着在步骤S105，温度检测部19b检测主轴电动机19a的温度TM，提供给计算部16。此外，温度检测部19b也可以在主轴电动机19a内内置，或者也可以在主轴电动机19a附近设置。或者代替直接检测温度检测部1%，也可以从流过主轴电动机19a的电流值推定主轴电动机19a的温度TM。其后，在步骤S106，计算部16决定根据螺距决定的加速度Al和根据温度决定的倍率A2。图3a表示丝锥的螺距和加速度之间的关系。如图3a所示，预先通过实验等求出对于丝锥的螺距P适当的加速度Al，以映像形式在数据存储部20的加速度存储部21中存储。如从图3a所知，对于规定范围的每一螺距求出与丝锥的螺距P对应的加速度Al。在图3a中假定螺距P越大，加速度Al也越大。另外在步骤S106计算部16根据螺距P从加速度存储部21决定加速度Al。另外，图3b是表示电动机的温度和倍率值之间的关系的图。图3b和图3a同样通过实验制作，但是在图3b中，假定随主轴电动机19a的温度TM升高倍率值A2降低，另外图3b中的倍率值A2的上限值是100%。在步骤S106计算部16进而根据温度TM从比例存储部22中决定倍率值A2。其后，在步骤S107，计算部16根据加速度Al以及倍率值A2计算新的加速度AO (=A1XA2)。最后，把算出的新的加速度AO提供给插补、加减速控制部13，根据新的加速度AO 来驱动机床18的主轴电动机19a。但是在本发明中，代替加速度Al，也可以使用加减速时间常数决定新的加速度AO0图4a是表示丝锥的螺距和加减速时间常数之间的关系的图，在加速度存储部21中同样存储。在图4a中，假定丝锥的螺距P越大，加减速时间常数A3越小。另外，图4b是表示电动机的温度和倍率值之间的关系的图，同样在比例存储部22中存储。另外，在图4b中假定随主轴电动机19a的温度TM升高，倍率值A4增大，另外，图4b中的倍率值A4的下限值是100%。在这样的情况下，和参照图2说明的同样，计算部16从加速度存储部21中决定加减速时间常数A3，根据温度TM从比例存储部22中决定倍率值A4。另外，计算部16计算新的加减速时间常数A0’( = A3XA4)。其后，把新的加减速时间常数A0’提供给插补、加减速控制部13，根据新的加减速时间常数A0’驱动机床18的主轴电动机19a。这样在本发明中，能够根据丝锥的螺距最恰当地设定加速度或者加减速时间常数。换言之，能够在使用加工工具的折断容易发生的小直径的丝锥的情况下或者在要求高精度的加工的情况下设定比较小的加速度(比较大的加减速时间常数)，在加工工具的折断不容易发生的情况下或者在不要求高精度的加工的情况下设定比较大的加速度(比较小的加减速时间常数)。因此，本发明能够进行高效率的丝锥加工。进而，在本发明中，因为根据主轴电动机的温度决定变更加速度的比例(倍率值)，所以能够容易地防止机床的过热。另外，因为通过在加速度上乘以比例计算新的加速度，所以新的加速度不会变得比仅根据丝锥的螺距决定的加速度大。因此能够防止过热的发生，同时能够实现最佳的加工精度以及防止工具折断。但是，在参照图3以及图4说明的实施方式中作为丝锥的尺寸的指标使用丝锥的螺距。实际上，因为如果决定了使用的加工工具，则也就决定了丝锥的尺寸，所以在本发明的第二实施方式中可以把加工工具的工具号码作为丝锥的尺寸的指标使用。图5是表示本发明的第二实施方式中的控制装置的动作的流程图。下面参照图5说明基于第二实施方式的控制装置10的动作。首先，在步骤Slll程序读取解释部12读入加工程序11，在步骤SI 12确认在加工程序11内是否存在加工工具的更换指令。
然后在有关于丝锥加工的记载的情况下前进到步骤S113，在没有那样的记载的情况下返回步骤S111。在步骤S113，程序读取解释部12取得工具更换指令，提供给计算部16。然后，计算部16根据工具号码决定加速度Al。图6a是表示丝锥的加工工具的工具号码和加速度之间的关系的图。如图6a所示，预先通过实验等求出与加工工具的工具号码对应的适当的加速度Al，以映像的形式在数据存储部20的加速度存储部21中存储。接着，在步骤S114，温度检测部19b检测主轴电动机19a的温度，提供给计算部16。然后，在步骤S115，根据和图3b表示的同样的比例存储部22的映像决定倍率值A2。最后，在步骤SI 16，计算部16计算新的加速度AO ( = Al X A2)，和上述同样地控制主轴电动机19a。另外，图6b是表示丝锥的加工工具的工具号码和加减速时间常数之间的关系的和图4a同样的图。计算部16从图6b表不的映像决定加减速时间常数A3,从和图4b表不 的同样的比例存储部22的映像决定倍率值A4。其后，也可以通过计算部16计算新的加减速时间长度AO’ ( = A3XA4)。同样驱动主轴电动机19a。在这样的情况下，可以根据丝锥的加工工具的工具号码设定加速度或者加减速时间常数。亦即，能够对于工具的折断容易发生的小直径的丝锥或者在要求加工精度的加工设定小的加速度(大的加减速时间常数)，对于工具的折断或者加工精度不成为问题那样的加工设定大的加速度(小的加减速时间常数)。因此可知，即使在图5以及图6所示的实施方式中也能够进行高效率的丝锥加工。进而，图7是表示基于本发明的其他实施方式的控制装置的动作的流程图。下面参照图7，说明基于本发明的其他实施方式的控制装置10的动作。最初，在步骤S121，判断对于工件(未图示)的一次的加工处理是否结束。然后，在加工处理结束的情况下前进到步骤S122，在计数器24的当前的加工次数C上加“I”。接着，在步骤S123，判定是否把加速度变更为新的加速度AO、A0’。在变更为新的加速度A0、A0’的情况下前进到步骤S124，在未变更为新的加速度A0、A0’的情况下前进到步骤S128。在步骤S124，从加工时间存储部中读出变更为新的加速度AO、A0’前的工件一次的加工时间和变更为新的加速度AO、A0’后的工件一次的加工时间。接着，计算部16计算这些加工时间的偏差At。进而，在步骤S125，计算部16从计数器24中取得当前的加工次数C，从规定的总加工次数CO中减去该加工次数。由此得到剩余加工次数Cr。接着，在步骤S126计算部16在偏差At上乘以剩余加工次数Cr，计算总加工时间增减量。进而计算部16在变更为新的加速度A0、A0’后的加工时间上乘以剩余加工次数Cr,计算预定结束时间。在步骤S127，向输出部17例如液晶显示器或者打印机输出这些总加工时间增减量以及预定结束时间。此外，在对于机床18设定有规定的停歇时间的情况下，假定计算部计算加上了这样的停歇时间的预定结束时间。最后，在加工时间存储部23中存储此次的加工处理所需要的时间，结束处理(步骤S128)。在参照图7说明的实施方式中，能够通过输出部17通知操作者总加工时间增减量以及预定结束时间。操作者能够可靠地掌握通过加速度变更对于时间产生的影响。其结果，能够容易地调整对于在全部加工结束后要进行的作业的日程，例如工件的检查作业以及为加工下一批的工件的安排作业的日程。在第一方式中，根据丝锥的尺寸的指标以及主轴电动机的温度决定比例，变更加速度。因此，能够在使用加工工具的折断容易发生的小直径的丝锥的情况下或者在要求高精度的加工的情况下设定比较小的加速度(比较大的加减速时间常数)。进而能够在加工工具的折断不容易发生的情况下或者在不要求高精度的加工的情况下设定比较大的加速度(比较小的加减速时间常数)。尤其因为根据主轴电动机的温度来决定变更加速度的比例(倍率值)，所以能够容易地防止机床的过热。另外，因为通过在加速度上乘以比例变更加速度，所以新的加速度不会变得比仅根据丝锥的尺寸的指标决定的加速度大。因此能够实现最佳的加工精度和防止工具折断。在第二实施方式中，因为使用丝锥的螺距，所以能够正确地设定加速度。 在第三实施方式中，因为使用丝锥的工具号码，所以能够简易而且迅速地设定加速度。在第四实施方式中，求出通过设定新的加速度而变化的加工的预定结束时间。因为能够通过输出部向操作者通知该预定结束时间，所以能够容易地调整加工结束后要进行的检查作业等的日程。使用典型的实施方式说明了本发明，但只要是本领域的技术人员就可以理解在不脱离本发明的范围内能够进行上述变更以及各种其他的变更、省略、追加。
权利要求
1.一种机床的控制装置(10)，用于控制通过安装有丝锥的旋转的主轴和送出该主轴的进给轴来进行丝锥加工的机床(18)，其特征在于，具有 识别部(12)，其识别上述丝锥的尺寸的指标； 温度检测部(1%)，其检测驱动上述主轴的电动机(19a)的温度； 加速度存储部(21)，其存储与上述丝锥的尺寸的指标对应的上述主轴的加速度； 比例存储部(22)，其存储根据上述电动机(19a)的温度来变更上述主轴的加速度的比例；和 加速度计算部(16)，其对于如下的加速度，乘以根据通过上述温度检测部(19b)检测出的上述温度和上述比例存储部(22)来决定的比例，计算上述主轴的新的加速度，其中，上述加速度根据通过上述识别部(12)识别的上述丝锥的尺寸的指标和上述加速度存储部(21)来决定。
2.根据权利要求I所述的机床的控制装置，其特征在于， 上述丝锥的尺寸的指标是上述丝锥的螺距， 上述识别部(12)，根据上述机床(18)的加工程序中的主轴旋转指令以及进给轴进给速度指令计算螺距，识别丝锥的尺寸的指标。
3.根据权利要求I所述的机床的控制装置，其特征在于， 上述丝锥的尺寸的指标是丝锥的工具号码， 上述识别部(12)，读入上述机床(18)的加工程序中的工具号码指令，识别丝锥的尺寸的指标。
4.根据权利要求I到3中任何一项所述的机床的控制装置，其特征在于，还具有 加工时间存储部(23)，其存储进行一次加工处理所需要的加工时间； 计数器(24)，其对当前的加工次数进行计数；和 预定结束时间计算部(16)，其根据在上述加工时间存储部(23)中存储的上述加速度被变更前的加工时间以及上述加速度被变更后的加工时间、和从规定的总加工次数中减去在上述计数器(24)中计数的当前的加工次数而得的剩余加工次数，计算出结束剩余加工次数的加工处理所需要的时间。
全文摘要
本发明提供一种控制装置，用于控制通过安装有丝锥的旋转的主轴和送出主轴的进给轴进行丝锥加工的机床，具有识别部，其识别丝锥的尺寸的指标；温度检测部，其检测驱动主轴的电动机的温度；加速度存储部，其存储与丝锥的尺寸的指标对应的主轴的加速度；比例存储部，其存储根据电动机的温度来变更主轴的加速度的比例；和加速度计算部，其对于如下的加速度，乘以根据通过温度检测部检测出的温度和比例存储部来决定的比例，计算主轴的新的加速度，其中，加速度根据通过识别部识别的丝锥的尺寸的指标和加速度存储部来决定。由此防止过热，实现最佳的加工精度以及防止工具折断。丝锥的尺寸的指标可以是丝锥的螺距或者丝锥的工具号码。
文档编号B23Q15/12GK102785125SQ20121004203
公开日2012年11月21日 申请日期2012年2月22日 优先权日2011年5月18日
发明者前川进, 藤元明彦 申请人:发那科株式会社