具备螺纹切削循环功能的数值控制装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种具备螺纹切削循环功能的数值控制装置，根据指定了螺纹形状的加工程序将刀具定位在切削开始位置，通过重复进行使刀具对于工件在工件轴方向上相对移动的动作来进行螺纹切削。计算各个循环的切削开始位置，使得根据加工程序的螺纹切削指令在与刀具对于工件的移动方向相反的方向上按顺序进刀。对于每一个循环将刀具定位在计算出的切削开始位置，执行螺纹切削。
【专利说明】具备螺纹切削循环功能的数值控制装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具备螺纹切削循环功能的数值控制装置。
【背景技术】
[0002]螺纹切削循环中的螺纹形状的进刀方法一般已知有以下两种，即如图7所示那样从螺纹形状的前方进刀的单刃切削方法和如图8所示那样从螺纹形状的中心在前后方向之字形进刀的锯齿切削方法。并且，特开平3-178722号公报公开了一种进刀方法，即在单刃切削中当最后一次螺纹切削时，如图9 (a)?(c)所示那样，使进刀位置在刀具针对工件的切削方向上相对地移动任意的距离从而完成螺纹牙面。该进刀方法的最后一次螺纹切削动作是通过将最终进刀量α和移动系数β组成的值预先设定为参数而实现的。
[0003]在现有的进刀方法中，刀具在工件的轴向上移动从螺纹形状的前方切入工件。因此，由于切削所产生的切屑相对于刀具的移动方向而被排出到前方。因此，由于机械的结构和加工工件的形状切屑会对刀具的进刀产生不良影响，从而成为加工精度降低的原因。
[0004]目前由于刀具相对于工件的进刀方法而产生的切屑妨碍该刀具的进刀的现象在如图10所示的有底(没有贯通)的圆筒形的孔(螺纹形状)的内部实施螺纹切削循环的情况下更为显著。这时，切屑堵塞螺纹形状的底部而无法排出到外部，从而妨碍刀具的进刀。并且，在单刃切削的最后一次的螺纹切削时，使进刀位置在刀具对于工件的切削方向上相对地移动任意的距离从而完成螺纹牙面的进刀方法无法解决切屑阻塞螺纹形状的底部的问题，也没有意识到怎样处理切屑的问题。
[0005]对于图10所示的工件,在通过图7、图8、图9 (a)?(C)所示的现有方法中的任意一种方法进行进刀时，都会如图11那样，由切削而产生的切屑的大半会被排出到工件的有底(没有贯通)的圆筒状孔的底侧造成切屑堵塞，因此有时切屑的排出工作需要花费时间，或者妨碍以后的刀具的进刀成为加工精度降低，对加工工件的质量造成不良影响的原因。
[0006]另外，不使用螺纹切削循环而用螺纹切削指令的重复指令来实现刀具从工件的圆筒状底面(螺纹形状的内部)进行进刀的动作时，需要计算每次螺纹切削指令的开始点，这会在程序的生成上花费时间。
【发明内容】
[0007]因此本发明的目的在于提供一种具备螺纹切削循环功能的数值控制装置，将刀具对工件的进刀而产生的切屑相对于刀具的移动方向排出到前方(移动方向上靠前一侧)，并且不需要计算指令从螺纹形状(不是入口侧)的内侧进刀的动作时的每次螺纹切削指令的开始点。
[0008]本发明是一种具备分析指令了螺纹形状的加工程序，分割为多次循环来执行螺纹形状的加工的螺纹切削循环功能的数值控制装置，其根据程序指令或者参数或者信号等的设定来选择从螺纹形状的内侧(从圆筒形孔的底部侧)进刀的方法，将由于该刀具的进刀而产生的切屑相对于刀具的移动方向排出到前方(圆筒形孔的入口侧)。[0009]本发明的数值控制装置具备螺纹切削循环功能，即根据指定了螺纹形状的加工程序将刀具定位在切削开始位置，通过与主轴的旋转同步地重复进行使所述刀具对于工件在工件轴方向上相对移动的动作来进行螺纹切削。该数值控制装置具有切削开始位置计算单元，其计算各个循环的切削开始位置，使得根据所述加工程序的螺纹切削指令在与所述工件对于刀具的移动方向相反的方向上按顺序进刀；螺纹切削执行单元，其对于所述每一个循环将所述刀具定位在所述计算出的切削开始位置，执行螺纹切削。
[0010]所述加工程序能够指定螺纹的进刀方法，所述数值控制装置还具备判断单元，其判断是否通过所述加工程序指令了在与刀具对于所述工件的移动方向相反的方向上按顺序进刀来进行加工的进刀方法，当通过所述判断单元判断为在所述加工程序中指令了在与刀具对于所述工件的移动方向相反的方向上按顺序进刀来进行加工的方法时，以在与刀具对于所述工件的移动方向相反的方向上按顺序进刀的方式执行螺纹切削。
[0011]所述数值控制装置还具有登录了多个螺纹的进刀方法的存储部，根据参数或者信号来选择在与刀具对所述工件的移动方向相反的方向上按顺序进刀来进行加工的进刀方法。
[0012]在本发明的具备通过连续的进刀来完成螺纹形状的螺纹切削循环功能的数值控制装置中，可以容易地选择从螺纹形状的内侧(从圆筒形孔的底部侧)进行进刀的方法，从而可以将由于刀具的进刀而产生的切屑相对于刀具的移动方向排出到前方侧(圆筒形孔的入口侧)，所以切屑不会对刀具的进刀产生不良影响，可以减少切屑排出工作的时间以及期待提高加工工件的质量的效果。并且，在指令从螺纹形状的内侧进刀的动作时，不需要计算每次的螺纹切削指令的开始点，可以降低程序生成所需要的工作时间。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]通过参照附图对以下的实施例进行说明，本发明的上述以及其他的目的、特征会变得明确。在这些附图中，
[0014]图1是说明代表性的螺纹切削循环例子的图。
[0015]图2是说明单刃切削的螺纹切削开始位置计算方法的图。
[0016]图3是说明本发明的螺纹形状的进刀的图。
[0017]图4是说明应用本发明时的切屑排出方向的图。
[0018]图5是说明实现本发明的螺纹切削循环的数值控制装置的框图。
[0019]图6A以及图6B是说明螺纹切削循环流程的流程图。
[0020]图7是说明现有技术的螺纹形状的进刀(单刃切削)的例子的图。
[0021]图8是说明现有技术的螺纹形状的进刀(锯齿切削)的例子的图。
[0022]图9 (a)?(C)是说明现有技术的螺纹形状的进刀方法的图。
[0023]图10是说明在工件的有底圆筒形的螺纹形状实施了螺纹切削循环的例子的图。
[0024]图11是说明应用现有的切削方法时的切屑排出方向的图。
【具体实施方式】
[0025]<实施方式1>
[0026]在螺纹切削循环中，仅指令螺纹牙的高度等的完成形状和第I次的进刀量等，而自动决定途中的刀具路径来进行螺纹加工。即，在螺纹切削循环中使进刀量一点点变化来重复切削加工，最终在工件上实施指令形状的螺纹，但是也可自动决定各次的切削加工工程的进刀量和刀具路径来加工指令形状的螺纹。
[0027]图1表示代表性的螺纹切削循环的例子。
[0028]在刀具10进行螺纹切削加工时，以预定的旋转速度围绕图1的两点划线旋转驱动工件9。将图1的D点的XZ坐标的位置设为(X，Z)。符号i是螺纹部的半径差，在直螺纹切削中i=0。符号k是螺纹牙的高度(指定X轴方向的距离)，Δ d是第1次的进刀量，r是螺纹的切削量。在该螺纹切削循环的第I工程中，刀具10沿着S — BI — D1’ 一 Dl — E — S进行移动。
[0029]螺纹形状的进刀方法通常有图7所示的单刃切削和图8所示的锯齿切削。并且，根据使切削量一定还是使进刀量一定，进刀方法不同。目前，为了判别螺纹形状的进刀方法，通过对各个进刀方法赋予固定的编号来进行判别。
[0030]具体地说，例如对各个进刀方法赋予以下的进刀方法判别编号。
[0031]判别编号〈1>:切削量一定的单刃切削
[0032]判别编号〈2>:切削量一定的锯齿切削
[0033]判别编号〈3>:进刀量一定的单刃切削
[0034]判别编号〈4>:进刀量一定的锯齿切削
[0035]判别编号<5>:切削量一定的单刃切削一从螺纹形状的内侧进刀
[0036]判别编号〈6>:进刀量一定的单刃切削一从螺纹形状的内侧进刀
[0037]接着，说明使用本发明的数值控制装置计算各个循环的切削开始位置，以便根据加工程序的螺纹切削指令在与工件对于刀具的移动方向相反的方向上按顺序进刀来进行加工。
[0038]参照图2说明在螺纹切削循环中，使用了单刃切削时的各个循环开始点的计算方法。
[0039]把进刀位置的基准点设为B，第η次的循环开始点设为Βη。当把从基准点B看到的X轴方向的移动量(进刀量)设为Dn，把刀尖的角度设为A时，通过以下的(I)式来求出Z轴方向的移动量Zn。
(A Λ
[0040]Zn = Dn.tan —......(I)
[0041 ] 此时，如果将通过所述(I)式求得的Z轴方向的移动量Zn的符号进行反转，可以决定相对于刀具的移动从螺纹形状的内侧进刀时的循环开始点(参照图3)。
[0042]图5是表示实现本发明的螺纹切削循环的数值控制装置的一实施方式的功能框图。
[0043]通过显示器/手动输入单元I在加工程序存储部2中登录的加工程序按照一个程序块的每个数据被读入到程序分析部3中。在程序分析部3，将实施程序指令的螺纹切削循环所需的数据(螺纹牙的高度、第1次的进刀量、螺纹的切削量等)登录在数据存储部4中。另外，实施螺纹切削循环所需的数据也可以通过参数和信号登录在数据存储部4中。关于螺纹形状的进刀方法也同样，可以通过程序指令、参数或者信号登录在数据存储部4中。例如，可以根据按下设定用的输入按钮而产生的信号等来登录在数据存储部4中。[0044]螺纹的进刀方法可以用加工程序进行指定，判断是否通过所述加工程序指令了在与刀具针对所述工件的移动方向相反的方向上按顺序进刀来进行加工的进刀方法，根据该判断结果来进行加工。另外，可以根据参数或者信号来选择螺纹的进刀方法。
[0045]使用在程序分析部3进行分析的信息和登录在数据存储部4中的数据，在螺纹切削循环运算部5计算螺纹切削循环中的刀具的移动。在脉冲分配部6，计算每单位时间的脉冲发生量，传送给电动机控制部7。在电动机控制部7驱动使刀具10移动的电动机8，执行图1所示那样的螺纹切削加工循环。
[0046]接着，使用图6A以及图6B的流程图来说明本发明的数值控制装置(程序分析部3、数据存储部4以及螺纹切削循环运算部5)所执行的螺纹切削循环处理。
[0047]开始螺纹切削循环处理后，首先分析加工程序将螺纹形状登录在存储区域中(步骤SA01)。接着，根据加工程序、参数设定以及信号设定来决定用于判别螺纹形状的进刀方法的螺纹形状的进刀方法判别编号，并登录在存储区域中(步骤SA02)。接着，根据加工程序以及参数设定来决定基准进刀量Dtl，登录在存储区域中(步骤SA03)。另外，将循环第I次的进刀开始位置(Xci, Z0)作为基准进刀开始位置登录在存储区域中(步骤SA04)。
[0048]接着，判定螺纹切削循环是否结束，即是否进行进刀直到沿着在之前的步骤SAOl中登录的螺纹形状执行了切削为止(步骤SA05)。并且，当判定螺纹切削循环结束(是)的情况下，结束该螺纹切削循环处理。另一方面，当判定螺纹切削循环还没有结束时(否)，进而判定在之前的步骤SA02中登录的进刀方法判别编号是否是表示切削量一定的进刀方法的编号(步骤SA06)。
[0049]在该步骤SA06判定是表示切削量一定的进刀方法的编号时(是)，根据在之前的步骤SA03中登录的基准进刀量Dtl和进刀次数η以及切削量一定用的进刀量计算式来计算这次的进刀量Dn (步骤SA07)后，转到步骤SA09。另一方面，在步骤SA06判定不是表示切削量一定的进刀方法的编号时(否)，根据在之前的步骤SA03中登录的基准进刀量Dtl和进刀次数η以及进刀量一定用的进刀量计算式来计算这次的进刀量Dn (步骤SA08)后，转到下一个步骤SA09。
[0050]在步骤SA09，判别在之前的步骤SA02中登录的进刀方法判别编号是否是表示单刃切削的进刀方法的编号。并且，当判定不是表示单刃切削的进刀方法的编号时(否)，根据在之前的步骤SA04中登录的基准进刀开始位置(Xtl, ZtlX在之前的步骤SA07或者SA08计算出的这次的进刀量Dn以及锯齿切削用的这次的进刀开始位置计算式来计算这次的切削开始位置(Xn，Zn)(步骤SA10)，转到步骤SA11。另一方面，当在步骤SA09判定是表示单刃切肖IJ的进刀方法的编号时(是)，根据在之前的步骤SA04中登录的基准进刀开始位置(Xtl, Ζ。)、在之前的步骤SA07或者SA08中计算出的这次的进刀量Dn以及单刃切削用的这次的进刀开始位置计算式来计算这次的切削开始位置(Xn，Zn)(步骤SA12)，转到步骤SA13。
[0051]在步骤SA13判定在之前的步骤SA02中登录的进刀方法判别编号是否是表示对于工件轴方向(工具移动方向)将刀具从螺纹形状的内侧进行进刀的方法的编号。当判定不是表示从螺纹形状的内侧进行进刀的方法的编号时(否)，转到步骤SA11。另一方面，当判定是从螺纹形状的内侧进行进刀的方法时(是)，将这次的切削开始位置(Zn)的符号反转(Ζη=_Zn)(步骤SA14)，转到步骤SA11。
[0052]在步骤SA11，将切削开始位置定为(Xn，Zn),与主轴的旋转同步地将刀具在工件轴方向上移动，对保持在主轴上的工件执行螺纹切削动作。之后，再次返回步骤SA05的判定。
[0053]根据本发明，在应用了相对于刀具的移动方向从螺纹形状的内侧进行进刀的方法(参照图3)的情况下，如图4那样相对于刀具的移动方向将切屑排出到前方，因此产生的切屑不会堵塞，可以防止由于切屑妨碍刀具的进刀而造成的加工精度的降低。
[0054]另外，在不使用螺纹切削循环而指令图3所示的从螺纹形状的内侧进行进刀的动作的情况下，目前每次螺纹切削开始点的计算和程序生成需要花费时间。但是，本发明不需要计算每次的螺纹切削开始点，减少程序生成所需的操作时间。
[0055]另外，与现有技术相同，在单刃切削的最后一次的螺纹切削时，可以使进刀位置相对地在切削方向上移动任意的值，来完成螺纹牙。
【权利要求】
1.一种具备了螺纹切削循环功能的数值控制装置，其根据指定了螺纹形状的加工程序来将刀具定位在切削开始位置，通过与主轴的旋转同步地重复进行使所述刀具对于工件在工件轴方向上相对移动的动作来进行螺纹切削，该具备了螺纹切削循环功能的数值控制装置的特征在于，具有: 切削开始位置计算单元，其根据所述加工程序的螺纹切削指令计算各个循环的切削开始位置，以便在与刀具对于所述工件的移动方向相反的方向上按顺序进刀； 螺纹切削执行单元，其对所述各个循环中的每一个循环将所述刀具定位在所述计算出的切削开始位置，执行螺纹切削。
2.根据权利要求1所述的具备了螺纹切削循环功能的数值控制装置，其特征在于， 所述加工程序能够指定螺纹的进刀方法， 所述数值控制装置还具备判断单元，其判断是否通过所述加工程序指令了在与刀具对于所述工件的移动方向相反的方向上按顺序进刀来进行加工的进刀方法， 当通过所述判断单元判断为在所述加工程序中指令了在与刀具对于所述工件的移动方向相反的方向上按顺序进刀来进行加工的方法时，以在与刀具对于所述工件的移动方向相反的方向上按顺序进刀的方式执行螺纹切削。
3.根据权利要求1所述的具备了螺纹切削循环功能的数值控制装置，其特征在于， 还具有登录了多个螺纹的进刀方法的存储部， 根据参数或者信号来选择在与刀具对所述工件的移动方向相反的方向上按顺序进刀来进行加工的进刀方法。
【文档编号】B23G1/02GK103785903SQ201310520178
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年10月29日 优先权日:2012年10月30日
【发明者】铃木真, 小川修二 申请人:发那科株式会社