数值控制装置的制作方法

本发明涉及一种数值控制装置，尤其涉及一种进行用于将切屑切碎的刻痕加工(nicking)的固定循环动作控制的数值控制装置。

背景技术：

以往，在镗削加工(boring machining)中，如图11所示，存在如下技术：为了不产生长切屑，预先通过直径比镗削孔径小的杆状刀具(bar cutter)在镗削的一部分余量中沿轴向进行开槽加工(例如，日本特开平4-360704号公报)。

日本特开平4-360704号公报中公开的技术为局限于镗削加工的技术，对于其他加工方法例如车削加工没有任何提及。在对车削加工应用日本特开平4-360704号公报中公开的技术时，例如考虑加工图12所示的轴向沟槽的方法。为了对进行车削加工的工件加工图12所示的轴向沟槽，需要暂时停止工件的旋转，通过钻孔工具在另一工序进行加工。然而，由于该加工不是车削加工，因此存在加工顺序变得繁琐的问题。另外，虽然可以在进行车削加工的加工机之外准备加工中心等机械来进行加工，但是存在需要准备两个机械，成本增加的问题。

技术实现要素：

因此本发明的目的在于，提供一种数值控制装置，其能够通过车削加工对工件进行用于切碎切屑的刻痕加工。

在本发明中，在进行正式的车削加工之前，如图1中的左图那样插入加工刻痕的循环，由此预先在工件上形成刻痕。在如图1中的右图那样形成刻痕后，通过进行正式的车削加工，在刻痕部分将切屑切碎。刻痕的导程l、直到正式的车削加工的切深d为止的切削裕度等加工条件可以通过加工程序来指定。

并且，本发明的数值控制装置基于程序来控制对工件进行车削加工的机械，其特征在于，具备：车削加工条件指定部，其指定车削加工的加工条件；刻痕加工条件指定部，其指定刻痕加工的加工条件；固定循环指令解析部，其基于所述车削加工的加工条件，生成车削加工的循环动作的指令串；以及刻痕加工动作指令生成部，其基于所述车削加工的加工条件和所述刻痕加工的加工条件，生成刻痕加工的循环动作的指令串，在执行所述车削加工的循环动作的指令串之前，执行所述刻痕加工的循环动作的指令串。

在所述数值控制装置中，其特征在于，所述车削加工条件指定部根据程序中包含的指令来指定所述车削加工的加工条件。

在所述数值控制装置中，其特征在于，所述车削加工条件指定部根据参数指定所述车削加工的加工条件。

在所述数值控制装置中，其特征在于，所述车削加工条件指定部根据程序中包含的指令来指定所述刻痕加工的加工条件。

在所述数值控制装置中，其特征在于，所述车削加工条件指定部根据参数指定所述刻痕加工的加工条件。

在本发明中，通过在进行正式的车削加工之前加工刻痕，能够在正式的车削加工时将切屑切碎。另外，在本发明中，不需要通过加工中心等其他机械进行的加工，仅通过车床就能够加工刻痕。另外，在本发明中，由于切屑被切碎，因此不会损伤工具、工件以及作业者。另外，为了去除积存的切屑而停止运转将机械的门打开的次数减少，因此作业者负担减轻，并且机械的空闲时间也减少。

附图说明

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和特征变得明确。在这些附图中：

图1对本发明的通过车削加工进行的刻痕加工进行说明。

图2表示车削加工的固定循环指令的例子。

图3表示通过本发明导入的刻痕加工的固定循环指令的例子。

图4是本发明一实施方式的数值控制装置的概要方框图。

图5A对本发明的通过单刃切削进行的刻痕加工的循环动作进行说明。

图5B对本发明的锯齿形切削的刻痕加工的循环动作进行说明。

图6是对在图4的数值控制装置1上执行的车削加工的处理进行说明的流程图。

图7表示通过本发明的数值控制装置进行锥度加工的例子。

图8表示通过本发明的数值控制装置进行基于复合固定循环的加工的例子。

图9表示在通过本发明的数值控制装置进行基于复合固定循环的加工时插入刻痕加工的循环动作的位置。

图10表示通过本发明的数值控制装置使用不管移动方向如何都能够进行加工的工具来缩短循环时间的例子。

图11对现有技术的开槽加工进行说明。

图12表示对车削加工应用现有技术的开槽加工的例子。

具体实施方式

下面，与附图一起来说明本发明的实施方式。

在本发明一实施方式的数值控制装置中，作为固定循环指令之一，通过导入刻痕加工的固定循环指令来实现刻痕加工动作。本实施方式的刻痕加工的固定循环指令被用作对车削加工的固定循环指令进行辅助的指令。

图2表示将车削加工的固定循环指令定义为G代码的例子。在通过程序指令了图2例示的G代码的情况下，按照基于指令的车削加工的加工条件，数值控制装置执行基于循环动作的车削加工控制，该循环动作使安装有工件的主轴以主轴转速st旋转，使工具tt以进给速度f向终点坐标(x，z)快进，并进行切削进给。

与此相对，图3表示了将刻痕加工的固定循环指令定义为G代码的例子。图3所例示的刻痕加工的固定循环指令由开启刻痕加工模式的指令G91.1、G92.1以及关闭刻痕加工模式的指令G90.1这3个指令构成。在通过程序指令了开启刻痕加工模式的指令G91.1或G92.1的情况下，分别将通过单刃切削或者锯齿形切削的刻痕加工模式设定为开启。并且，当在刻痕加工模式开启的期间指示了车削加工的固定循环指令时，在执行通过该车削加工的固定循环指令所指示的车削加工的循环动作之前，按照由所述刻痕加工的固定循环指令指示的刻痕加工的加工条件来执行刻痕加工。例如，在图3所示的程序例中，当执行N0002的车削加工的固定循环指令时，在开始进行通过该车削加工的固定循环指令指示的车削加工之前，以通过N0001的刻痕加工的固定循环指令指示的加工条件(使安装有工件的主轴以主轴转速ss旋转，使用工具ts将第1次的切深设为q，直至最终的切深d－切削裕度r为止)来进行刻痕加工。

下面，对执行上述刻痕加工的固定循环指令的数值控制装置的具体结构进行说明。

图4表示本发明一实施方式的数值控制装置的功能框图。本实施方式的数值控制装置1具备：指令解析部10、插补部11、伺服控制部12、主轴控制部13、固定循环指令解析部14、以及刻痕加工动作指令生成部15。另外，在本实施方式的数值控制装置1中，在未图示的存储器中存储了程序指令20，该程序指令20作为指定车削加工条件的车削加工条件指定部以及指定刻痕加工的加工条件的刻痕加工条件指定部来发挥作用。

指令解析部10从在未图示的存储器中存储的程序等中读取程序指令20。并且，在读取的指令为通常使用的进给指令等时，指令解析部10对读取的指令进行解析，基于解析结果生成指示各轴的移动的移动指令数据，并向插补部11输出，并且生成主轴的旋转指令数据，并向主轴控制部13输出。另外，在读取的指令为车削加工指令等固定循环指令的情况下，向固定循环指令解析部14进行指示，使其解析该固定循环指令，然后，依次解析固定循环指令解析部14输出的指令串，基于解析结果生成指示各轴的移动的移动指令数据，并向插补部11输出，并且生成主轴的旋转指令数据，并向主轴控制部13输出。

插补部11生成在插补周期，对通过从指令解析部取得的移动指令数据所指示的指令路径上的点进行插补计算而得到的插补数据。另外，对于插补数据进行插补后加减速处理，计算每个插补周期的各驱动轴的速度，向伺服控制部12输出结果数据。

伺服控制部12基于插补部11的输出来控制伺服电动机2，该伺服电动机2控制成为控制对象的各轴。另外，主轴控制部13基于来自指令解析部10的旋转指令数据来控制主轴电动机3。

固定循环指令解析部14基于来自指令解析部10的固定循环指令的解析指令来解析该固定循环指令，并基于解析结果生成通过该固定循环指令指示的循环动作的指令串，向指令解析部10输出生成的循环动作的指令串。固定循环指令解析部14生成的循环动作的指令串例如由图2所示的指令工具快进以及切削进给动作的一连串的快进指令和切削进给指令构成。关于根据通常的固定循环指令来生成循环动作的指令串的方法，例如在日本特开平07-253810号公报等中已公知，因此本说明书中省略其详细说明。

固定循环指令解析部14在被指令为由指令解析部10进行解析的固定循环指令是开启刻痕加工模式的刻痕加工的固定循环指令时，开启刻痕加工模式，将通过该刻痕加工的固定循环指令所指示的加工条件存储在未图示的存储器中。另一方面，固定循环指令解析部14在被指令为由指令解析部10进行解析的固定循环指令是关闭刻痕加工模式的刻痕加工的固定循环指令时，将刻痕加工模式切换为关闭。

固定循环指令解析部14在被指令为由指令解析部10进行解析的固定循环指令是车削加工的固定循环指令时，判定刻痕加工模式是否开启，在刻痕加工模式关闭的情况下解析该车削加工的固定循环指令，基于解析结果生成通过该车削加工的固定循环指令所指示的循环动作的指令串，并向指令解析部10输出生成的循环动作的指令串。另外，在刻痕加工模式开启的情况下，对于刻痕加工动作指令生成部15，指示根据在未图示的存储器中存储的加工条件以及通过所述车削加工的固定循环指令所指示的加工条件，生成痕加工动作的指令串。并且，向指令解析部10输出从刻痕加工动作指令生成部15输出的刻痕加工动作的指令串，然后解析所述车削加工的固定循环指令，基于解析结果生成通过该车削加工的固定循环指令所指示的循环动作的指令串，并向指令解析部10输出生成的循环动作的指令串。

刻痕加工动作指令生成部15基于来自固定循环指令解析部14的指令，生成刻痕加工动作的指令串。

在刻痕加工动作中，首先判定当前所使用的工具是否与通过刻痕加工的固定循环指令所指定的工具(用于刻痕加工的工具)不同，在不同的情况下，将工具更换为通过刻痕加工的固定循环指令所指示的工具。此外，在未通过刻痕加工的固定循环指令指示更换工具的情况下，不进行工具的更换。

接着，为了加工图1所示的刻痕，需要通过比正式车削加工的进给速度更高的速度来进给，但是当通过与车削加工的切深相同的切深来加工刻痕时，切削负荷大，将引起工具的损坏，因此可将切入划分为多次来加工刻痕，直至成为由程序所指示的切深为止。因此，在刻痕加工中，与螺纹切削同样地，在检测出主轴每旋转1次输出的信号即1旋转信号之后开始Z轴的进给。首次的刻痕加工的切深q如图3所示，通过刻痕加工的固定循环指令来指示。若将刻痕加工的切入次数设为n，则使第n次的切深为其中，切深的最小值k如图3所示，通过刻痕加工的固定循环指令来指示。

另外，通过刻痕加工的固定循环指令来指示在刻痕加工中使用的工具的刃尖角度a，由此计算图5A、图5B所示的单刃切削或锯齿状切削中的各循环动作的切入位置。直至剩余切削裕度r为止重复进行刻痕加工的循环动作。

并且，如果刻痕加工的循环动作完成，则将工具更换为通过车削加工的固定循环指令所指示的工具。

刻痕加工动作指令生成部15生成上述动作的指令串并向固定循环指令解析部14输出。

通过图6的流程图来说明在本实施方式的数值控制装置1中读取了车削加工的固定循环指令时的动作的概要。

[步骤SA01]指令解析部10从程序读取车削加工的固定循环指令。在车削加工的固定循环指令中，指示了车削加工的循环动作的加工条件。指令解析部10向固定循环指令解析部14指示解析车削加工的固定循环指令。

[步骤SA02]固定循环指令解析部14判定刻痕加工模式是否为开启。在刻痕加工模式为开启的情况下前进至步骤SA03，在刻痕加工模式为关闭的情况下前进至步骤SA04。

[步骤SA03]刻痕加工动作指令生成部15基于来自固定循环指令解析部14的指令，并根据通过车削加工的固定循环指令所指示的车削加工的加工条件以及在刻痕加工模式下设定的刻痕加工的加工条件，生成刻痕加工的循环动作的指令串，并向固定循环指令解析部14输出。

[步骤SA04]固定循环指令解析部14基于通过车削加工的固定循环指令指示的车削加工的加工条件，生成车削加工的循环动作的指令串，并将生成的车削加工的循环动作的指令串与在步骤SA03中由刻痕加工动作指令生成部15生成的刻痕加工的循环动作的指令串一起向指令解析部10输出。

[步骤SA05]指令解析部10解析从固定循环指令解析部14接收到的指令串，生成移动指令数据并向插补部11输出，并且生成主轴的旋转指令数据并向主轴控制部13进行输出来进行加工。

在上述的数值控制装置1中，通过在图2、3所示的车削加工的固定循环指令所指示的加工条件中加入锥度量i，还可用于图7所示的锥度加工。在用于锥度加工时，对指令串添加在刻痕加工的循环动作中使工具沿锥度加工的斜面移动的切削进给指令，由此得以实现。

另外，在数值控制装置1中具有复合固定循环(例如，日本特开2015-011669号公报)，该复合固定循环通过加工程序指示精加工形状，由此自动决定过程中的粗切削的工具路径，如图8所示进行加工。在复合固定循环中，通过在车削加工之前插入刻痕加工的循环，将切屑切碎。例如，能够如图9所示那样分解图8所示的复合固定循环的加工的加工路径，但是在图9的加工路径中，只要在进行加工路径(1)、加工路径(2)、加工路径(3)、加工路径(4)的加工的紧前，插入上述刻痕加工的循环动作即可。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明并不仅限于上述实施方式的例子，也可以通过施加适当的变更以各种方式实施。

例如，在上述实施方式中，表示了作为指示车削加工的加工条件的车削加工条件指定部、指示刻痕加工的加工条件的刻痕加工条件指定部而使用程序指令的例子，但是也可以构成为将这些加工条件作为参数来保存，当在程序中省略了加工条件的指示时，这些参数作为指示车削加工的加工条件的车削加工条件指定部、指示刻痕加工的加工条件的刻痕加工条件指定部来发挥作用，读取该参数中保存的加工条件来使用。

另外，还可以构成为取代刻痕加工的固定循环指令，可通过信号指示刻痕加工模式。在该情况下，当在指示刻痕加工模式的信号为开启的期间执行了车削加工的固定循环指令时，在车削加工的循环动作之前插入刻痕加工的循环动作。此外，关于此时的刻痕加工的加工条件，可以使用在上述参数中保存的加工条件。

并且，当在进行刻痕加工时使用不管Z轴的移动方向如何都能够进行加工的工具，并且在刻痕加工和车削加工中不需要更换工具的情况下，例如如图10所示，在沿Z－(负)方向进给时进行刻痕加工，在沿Z+(正)方向返回时进行车削加工，由此能够缩短循环时间。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明并不局于上述实施方式的例子，通过施加适当的变更能够以其他方式来实施。