数值控制装置和控制方法与流程

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数值控制装置和控制方法与流程

本发明涉及一种数值控制装置和控制方法。



背景技术:

数值控制装置基于nc(numericalcontrol:数值控制)程序来控制机床的动作。机床具备刀具更换装置。刀具更换装置进行机床的主轴的刀具更换。刀具更换装置由刀库电动机来驱动。数值控制装置在解释了nc程序中的刀具更换指令时,驱动刀库电动机来执行刀具更换。在机床对被切削件进行加工的期间,刀具更换装置不进行动作。日本专利公开2010年176503号公报所公开的数值控制装置使刀具更换装置(机器人)在机床对被切削件进行加工的期间停止,由此抑制刀具更换装置的电力消耗。在nc程序中,在必要位置预先登记停止指令。停止指令是用于通知处于被切削件加工前的状态的指令。数值控制装置在执行nc程序的过程中分析出停止指令时,判断为处于被切削件加工前,切断刀具更换装置的电源。

若考虑从接通刀具更换装置的电源到启动刀具更换装置为止所需的时间,则需要根据到下一次刀具更换为止的间隔的长短来决定停止刀具更换装置的时机。使用者需要决定停止刀具更换装置的时机,在nc程序的必要位置预先登记停止指令,因此耗费工时。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种能够根据到下一次刀具更换为止的时间来自动切断对刀具更换装置进行驱动的电动机的电源的数值控制装置和控制方法。

技术方案1的数值控制装置基于具备多个具有控制指令的块的nc程序来对机械的动作和刀具更换装置的动作进行控制,该机械通过使刀具与被切削件相对移动来进行所述被切削件的切削加工,该刀具更换装置进行安装于所述机械的主轴的所述刀具的刀具更换,所述数值控制装置的特征在于,所述nc程序包括具有刀具更换指令的刀具更换块,该刀具更换指令是指示所述刀具更换的所述控制指令,所述数值控制装置具备:判定部,其在所述nc程序被读入时,判定每个所述块的处理时间以及每个所述块的所述控制指令的种类;存储部,其存储块信息,该块信息是所述判定部判定出的每个所述块的所述处理时间和所述种类的信息;搜索部,其在所述nc程序的执行开始后,基于所述存储部存储的所述块信息来搜索处于执行块以后且最接近执行块的所述刀具更换块,该执行块是当前开始执行的块;累计部,其对从开始执行所述执行块到开始执行所述搜索部搜索出的所述刀具更换块为止的期间内的各所述块的所述处理时间进行累计;以及切断部,其在所述累计部累计出的所述处理时间为规定时间以上时,切断对所述刀具更换装置进行驱动的电动机的电源。因此,在到下一次刀具更换为止的间隔长时,数值控制装置能够切断电动机的电源,节约电动机的消耗电力。

技术方案2的数值控制装置可以还具备接通部,该接通部在所述切断部切断所述电动机的电源之后,在比开始执行所述刀具更换块至少提前启动所述电动机所需的启动时间时接通所述电动机的电源。数值控制装置在切断电动机的电源之后,在比开始执行刀具更换块至少提前规定时间时接通电动机的电源,因此能够在可靠地启动电动机后执行由刀具更换装置进行的刀具更换。

技术方案3的数值控制装置的所述接通部可以在比开始执行所述刀具更换块提前所述启动时间的块的执行开始前接通所述电源。数值控制装置以块为单位来控制电动机的电源的切断和接通的时机,因此控制容易。

技术方案4的数值控制装置的所述规定时间可以是至少启动所述电动机所需的启动时间或者比该启动时间长的时间,在所述累计部累计出的所述处理时间小于所述规定时间时,所述切断部不切断所述电动机的电源。数值控制装置在切断电动机的电源后也能够在刀具更换前可靠地启动电动机,因此能够迅速地执行刀具更换。

技术方案5所涉及的控制方法是数值控制装置的控制方法,所述数值控制装置基于具备多个具有控制指令的块的nc程序来对机械的动作和刀具更换装置的动作进行控制,该机械通过使刀具与被切削件相对移动来进行所述被切削件的切削加工,该刀具更换装置进行安装于所述机械的主轴的所述刀具的刀具更换,所述控制方法的特征在于,所述nc程序包括具有刀具更换指令的刀具更换块,该刀具更换指令是指示所述刀具更换的所述控制指令,所述控制方法具备:判定步骤,在所述nc程序被读入时,判定每个所述块的处理时间以及每个所述块的所述控制指令的种类;存储步骤,存储块信息,该块信息是通过所述判定步骤判定出的每个所述块的所述处理时间和所述种类的信息;搜索步骤,在所述nc程序的执行开始后,基于通过所述存储步骤存储的所述块信息来搜索处于执行块以后且最接近执行块的所述刀具更换块,该执行块是当前开始执行的块;累计步骤,对从开始执行所述执行块到开始执行通过所述搜索步骤搜索出的所述刀具更换块为止的期间内的各所述块的所述处理时间进行累计;以及切断步骤,在通过所述累计步骤累计出的所述处理时间为规定时间以上时,切断对所述刀具更换装置进行驱动的电动机的电源。数值控制装置能够通过进行上述方法来得到技术方案1所记载的效果。

附图说明

图1是机床1的立体图。

图2是表示数值控制装置30和机床1的电气结构的框图。

图3是表示ram33的各种存储区域的概念图。

图4是nc程序p1的图。

图5是块信息3311的概念图。

图6是块信息制作处理的流程图。

图7是刀库电动机电源控制处理(第一实施方式)的流程图。

图8是刀具更换指令搜索处理的流程图。

图9是表示n01~n09的块处理时间以及刀库电动机的电源接通和切断的时机的时间图。

图10是表示ram133的各种存储区域的概念图。

图11是计时处理的流程图。

图12是刀库电动机电源控制处理(第二实施方式)的流程图。

图13是表示第二实施方式中的n01~n09的块处理时间以及刀库电动机的电源接通和切断的时机的时间图。

具体实施方式

参照图1~图9来说明本发明的第一实施方式。在下面的说明中使用图1中箭头所示的左右、前后、上下。机床1的左右方向、前后方向、上下方向分别是机床1的x轴方向、y轴方向、z轴方向。图1所示的机床1使安装于主轴9的刀具4旋转,对保持于工作台13上表面的被切削件3实施切削加工。数值控制装置30(参照图2)控制机床1的动作。

参照图1来说明机床1的构造。机床1具备基台2、立柱5、主轴头7、主轴9、工作台装置10、刀具更换装置20、控制盒6、控制面板15(参照图2)等。基台2是大致长方体状的金属制台基。立柱5设置于基台2上部后方。主轴头7能够沿着立柱5前表面沿z轴方向移动。主轴头7在内部将主轴9以能够旋转的方式支承。主轴9在主轴头7下部具有安装孔(省略图示)。主轴9将刀具4安装于该安装孔,通过主轴电动机52(参照图2)的驱动来进行旋转。主轴电动机52设置于主轴头7。主轴头7通过设置于立柱5前表面的z轴移动机构(省略图示)来沿z轴方向移动。数值控制装置30通过对z轴电动机51的驱动进行控制,来控制主轴头7沿z轴方向的移动。

工作台装置10具备y轴移动机构(省略图示)、y轴台12、x轴移动机构(省略图示)、工作台13等。y轴移动机构设置于基台2上表面前侧,通过y轴电动机54来将y轴台12以能够沿y轴方向移动的方式支承。

x轴移动机构设置于y轴台12上表面,通过x轴电动机53来将工作台13以能够沿x轴方向移动的方式支承。因此,通过y轴移动机构、y轴台12、x轴移动机构,工作台13能够在基台2上沿x轴方向和y轴方向移动。

刀具更换装置20设置于主轴头7的前侧,具备圆盘型的刀库21。刀库21在外周保持多个刀具(省略图示),通过刀库电动机55(参照图2)的驱动来将刀具更换指令所指示的刀具定位于刀具更换位置。刀具更换指令是nc程序中的指令。刀具更换位置是刀库21的最下部位置。刀具更换装置20将安装于主轴9的刀具4与处于刀具更换位置的刀具进行更换。

控制盒6保存数值控制装置30(参照图2)。数值控制装置30对设置于机床1的z轴电动机51、主轴电动机52、x轴电动机53、y轴电动机54进行控制,通过使保持于工作台13上的被切削件3与安装于主轴9的刀具4进行相对移动来对被切削件3实施各种加工。各种加工例如是使用钻头、丝锥等进行的开孔加工、使用端铣刀、铣削刀等进行的侧面加工等。

控制面板15例如设置于覆盖机床1的罩(省略图示)外壁。控制面板15具备输入部16和显示部17(参照图2)。输入部16受理各种信息、操作指示等的输入,输出到后述的数值控制装置30。显示部17基于来自后述的数值控制装置30的指令来显示各种画面。

参照图2来说明数值控制装置30和机床1的电气结构。数值控制装置30和机床1具备cpu31、rom32、ram33、存储装置34、输入输出部35、驱动电路51a~55a等。cpu31对数值控制装置30进行统一控制。rom32存储主程序、块信息制作程序、刀库电动机电源控制程序、刀具更换指令搜索程序等。主程序执行主处理。在主处理中,一块一块地读入nc程序,来执行各种动作。nc程序由包含各种控制指令的多个块构成,以块为单位来控制包括机床1的轴移动、刀具更换等的各种动作。块信息制作程序执行后述的块信息制作处理(参照图6)。刀库电动机电源控制程序执行后述的刀库电动机电源控制处理(参照图7)。刀具更换指令搜索程序是刀库电动机电源控制处理的子程序,执行后述的刀具更换指令搜索处理(参照图8)。ram33具有后述的各种存储区域(参照图3),暂时存储各种信息。存储装置34是非易失性的,存储nc程序等各种信息。cpu31能够将作业者利用控制面板15的输入部16输入的nc程序存储到存储装置34,除此以外还能够将通过外部输入来读入的nc程序等存储到存储装置34。

驱动电路51a与z轴电动机51及编码器51b连接。驱动电路52a与主轴电动机52及编码器52b连接。驱动电路53a与x轴电动机53及编码器53b连接。驱动电路54a与y轴电动机54及编码器54b连接。驱动电路55a与刀库电动机55及编码器55b连接。z轴电动机51、主轴电动机52、x轴电动机53、y轴电动机54、刀库电动机55均是伺服电动机。驱动电路51a~55a从cpu31接收指令,向对应的各电动机51~55分别输出驱动电流。驱动电路51a~55a从编码器51b~55b接收反馈信号,进行位置和速度的反馈控制。输入输出部35与控制面板15的输入部16及显示部17连接。

参照图3来说明ram33的各种存储区域。ram33具备块信息存储区域331、累计时间存储区域332等。块信息存储区域331存储基于nc程序来制作出的后述的块信息3311(参照图5)。累计时间存储区域332存储从开始执行nc程序中的执行块到开始执行刀具更换块为止的累计时间。执行块是指在nc程序中执行的块。刀具更换块是指包含刀具更换指令(g100)的块。累计时间是指对各块的块处理时间进行累计所得到的时间。

参照图4来说明nc程序p1。nc程序p1是一个例子,由n01块~nn块构成。表示刀具4或主轴9的位置的x、y、z坐标是工件坐标且表示绝对位置坐标,单位是mm。n01的g0x-100.y-100.;是快进到(x,y)=(-100,-100)的快进指令。n02的g4x1.0;是待机1.0秒的待机指令。n03的g100t1x-150.y-150.z200.;是更换为刀具t1的刀具更换指令以及定位到(x,y,z)=(-150,-150,200)的定位指令。n04的m140;是信号输出指令,例如是在向通信对象目的地(例如驱动电路51a~55a等)输出确认信号并从通信对象目的地接收到ok信号来进行了确认时进入下一个处理的指令。例如在输出确认信号后直到经过既定时间为止也未接收到ok信号或未能确认时,cpu31输出错误(error),停止机床1的动作。既定时间只要作为信号输出确认时间预先存储在rom32或存储装置34等中即可。

n05的g0x-120.;是快进到x=-120的快进指令。n06的g1x-200f10000;是以进给速度=10000mm/min切削到x=-200的切削移动指令。n07的g4x00.5;是待机0.5秒的待机指令。n08的g0y-100.;是快进到y=-100的快进指令。n09的g100t2x-200.y-200.z300.是更换为刀具t2的刀具更换指令以及定位到(x,y,z)=(-200,-200,300)的定位指令。n10的g01z250.f2000是以进给速度=2000mm/min切削到z=250的切削移动指令。nn的m30是结束指令。

参照图5来说明块信息3311。块信息3311是图4所示的nc程序p1的块信息,是将块编号(n)、块处理时间(秒)、块种类进行对应的信息。块处理时间是nc程序p1的各块的处理时间。块种类是nc程序p1的各块的种类。例如,n01的块处理时间是0.2秒,块种类是g0(快进指令)。n02的块处理时间是1秒,块种类是g4(待机指令)。n03的块处理时间是空栏(-),块种类是g100(刀具更换指令)。n04的块处理时间是0.5秒,块种类是m140(信号输出指令)。

cpu31通过执行后述的块信息制作处理(参照图6)来制作块信息3311。块处理时间的计算方法在后面叙述。

参照图6来说明块信息制作处理。在从存储装置34读入nc程序时,cpu31从rom32读入块信息制作程序来执行本处理。本实施方式以读入图4所示的nc程序p1时为例来进行说明。cpu31读入一个块的nc程序p1(s1)。cpu31判断所读入的块是否为刀具更换指令(s2)。n01不是刀具更换指令(s2:“否”),因此cpu31判断所读入的块是否为轴移动指令(s3)。轴移动指令例如是快进指令、切削移动指令等。切削移动指令是例如丝锥、钻头等的开孔指令、铣削刀、端铣刀等的侧面加工指令、包括开孔指令或侧面加工指令的固定循环指令等。n01的快进指令是轴移动指令(s3:“是”),因此cpu31基于预先设定的进给速度来计算轴移动(快进)的起点到终点的移动时间(例如0.2秒),将计算出的移动时间登记为块信息3311中的n01的块处理时间(s9)。cpu31将g0登记为块信息3311中的n01的块种类(s13)。本实施方式将g代码、m代码等控制指令登记为块种类,但是也可以登记控制指令以外的信息,例如也可以登记能够识别块种类的识别符号。cpu31将要登记到块信息3311的块移动到下一个(s14)。cpu31选择下一个要读入的块(s15)。

cpu31返回到s1,读入下一个块n02。n02不是刀具更换指令、轴移动指令中的任一个(s2:“否”,s3:“否”),因此cpu31判断n02是否为待机指令(s4)。n02是待机指令(s4:“是”),因此cpu31将待机指令中设定的待机时间(例如1秒)登记为块信息3311中的n02的块处理时间(s10)。cpu31将g04登记为块信息3311中的n02的块种类(s13)。cpu31将要登记到块信息3311的块移动到下一个(s14)。cpu31选择下一个要读入的块(s15)。

cpu31返回到s1,读入下一个块n03。n03是刀具更换指令(s2:“是”)。本实施方式需要从开始执行执行块到最近的刀具更换块为止的期间内的各块的块处理时间,因此不需要刀具更换块的块处理时间。因此,cpu31不登记块信息3311中的n03的块处理时间(s8)。cpu31将要登记到块信息3311的块移动到下一个(s14)。cpu31选择下一个要读入的块(s15)。

cpu31返回到s1,读入下一个块n04。n04不是刀具更换指令、轴移动指令、待机指令中的任一个(s2:“否”,s3:“否”,s4:“否”),因此cpu31判断所读入的块是否为信号输出指令(s6)。n04是信号输出指令(s6:“是”),因此cpu31将rom32或存储装置34中预先设定的信号输出确认时间(例如0.25秒)登记为块信息3311中的n04的块处理时间(s12)。cpu31将m140登记为块信息3311中的n04的块种类(s13)。cpu31将要登记到块信息3311的块移动到下一个(s14)。cpu31选择下一个要读入的块(s15)。cpu31返回到s1,对n05以后也与上述同样地执行处理。

在s1的处理中读入的块不是刀具更换指令、轴移动指令、待机指令、信号输出指令中的任一个时(s2:“否”,s3:“否”,s4:“否”,s6:“否”),cpu31判断是否为结束指令(s7)。nn是结束指令(s7:“是”),因此cpu31结束本处理。块信息3311的制作完成。在所读入的块是上述的刀具更换指令、轴移动指令、待机指令、信号输出指令以外的控制指令时,cpu31可以将0登记为块处理时间。

参照图7~图9来说明刀库电动机电源控制处理。在执行从存储装置34读入的nc程序时,cpu31从rom32读入刀库电动机控制程序来执行本处理。本实施方式以执行图4所示的nc程序p1时为例来进行说明。在本处理执行开始时,ram33将图5所示的块信息3311存储到块信息存储区域331。cpu31在本处理执行开始时,将ram33的累计时间存储区域332(以下称为ram33)中存储的累计时间初始化为0。

如图7所示,cpu31读入一个块的nc程序p1(s21)。cpu31判断所读入的块是否为结束指令(s22)。n01是快进指令而不是结束指令(s22:“否”),因此cpu31判断所读入的块是否为刀具更换指令(s23)。n01不是刀具更换指令(s23:“否”),因此cpu31判断ram33中存储的累计时间是否为0(s24)。累计时间是0(s24:“是”),因此cpu31从ram33中存储的块信息3311获取n01的块处理时间即0.2秒(s25)。cpu31将获取到的块处理时间加到ram33中(s26)。累计时间变为0.2秒,为t0~t1的时间(参照图9)。cpu31从rom32读出刀具更换指令搜索程序,执行刀具更换指令搜索处理(s27)。

参照图8来说明刀具更换指令搜索处理。cpu31从ram33中存储的块信息3311读取下一个块的块信息(s41)。cpu31判断下一个块是否为结束指令(s42)。在是结束指令时(s42:“是”),cpu31结束本处理,使处理进入图7的s30。

下一个块n02是g4的待机指令而不是结束指令(s42:“否”),因此cpu31判断n02是否为刀具更换指令(s43)。n02不是刀具更换指令(s43:“否”),因此cpu31将获取到的下一个块的块处理时间(1秒)加到ram33中存储的累计时间上(s44)。累计时间变为0.2+1=1.2秒,为t0~t2的时间(参照图9)。cpu31从块信息3311读取再下一个块n03的块信息(s45),返回到s42的处理。所读取的下一个块n03是刀具更换指令(s42:“否”,s43:“是”),因此cpu31结束本处理,使处理进入图7的s30。

返回到图7,cpu31判断ram33中存储的累计时间是否为规定时间以上(s30)。规定时间优选为刀库电动机55的启动时间或者比启动时间长的时间。本实施方式的规定时间是0.5秒。累计时间是t0~t2的1.2秒,为0.5秒以上(s30:“是”),因此cpu31判断下一个块是否为刀具更换指令(s31)。下一个块的种类是待机指令(s31:“否”),因此cpu31在t0切断刀库电动机55的电源(s32)。因此,数值控制装置30能够节约到下一次刀具更换为止的刀库电动机55的消耗电力。

cpu31读入n02(s21)。n02是待机指令(s22:“否”,s23:“否”),因此cpu31判断ram33中存储的累计时间是否为0(s24)。累计时间是1.2秒而不是0(s24:“否”),因此cpu31从累计时间减去上一个块n01的块处理时间(0.2秒)(s29)。因此,累计时间变为1.2-0.2=1.0秒,为t1~t2的时间(参照图9)。cpu31判断累计时间是否为规定时间以上(s30)。累计时间是t1~t2的1.0秒,为0.5秒以上(s30:“是”),因此cpu31判断下一个块是否为刀具更换指令(s31)。下一个块n03是刀具更换指令(s31:“是”),因此为了在n03中执行刀具更换,cpu31在t1接通刀库电动机55的电源(s33)。因此,cpu31能够在比开始执行刀具更换块提前启动时间的块的执行开始时接通刀库电动机55的电源。

cpu31读入n03(s21)。n03是刀具更换指令(s22:“否”,s23:“是”),因此cpu31将ram33中存储的累计时间初始化为0(s28)。cpu31判断累计时间是否为规定时间以上(s30)。累计时间是0(s30:“否”),因此cpu31保持使刀库电动机55的电源为接通的状态(s33)。在n03的上一个块n02中先接通刀库电动机55的电源,因此数值控制装置30能够在n03中迅速地执行刀具更换。

cpu31读入n04(s21)。n04是信号输出指令(s22:“否”,s23:“否”),因此cpu31判断ram33中存储的累计时间是否为0(s24)。累计时间是0(s24:“是”),因此cpu31从ram33中存储的块信息3311获取所读入的n04的块处理时间(0.5秒)(s25),加到累计时间存储区域332中(s26)。累计时间变为0.5秒,为t3~t4的时间(参照图9)。cpu31从rom32读出刀具更换指令搜索程序,与上述同样地执行刀具更换指令搜索处理(s27)。

如图8所示,cpu31从ram33中存储的块信息3311读取下一个块n05的块信息(s41)。所读取的n05是待机指令(s42:“否”,s43:“否”),因此cpu31将n05的块处理时间(0.15秒)加到ram33中存储的累计时间上(s44)。累计时间变为0.5+0.15=0.65秒,为t3~t5的时间(参照图9)。cpu31从块信息3311读取下一个块的块信息(s45),返回到s42来重复处理。

n05~n08不是结束指令、刀具更换指令(s42:“否”,s43:“否”),因此cpu31对n05~n08执行s44的处理,由此将各块处理时间加到ram33中存储的累计时间上。因此,累计时间变为0.65+1+0.5+0.25=2.4秒,为t3~t8的时间(参照图9)。n09是刀具更换指令(s42:“否”,s43:“是”),因此cpu31结束本处理,使处理进入图7的s30。

返回到图7,cpu31判断ram33中存储的累计时间是否为规定时间以上(s30)。累计时间是t3~t8的2.4秒,为0.5秒以上(s30:“是”),因此cpu31判断下一个块的种类是否为刀具更换指令(s31)。下一个块n05是信号输出指令而不是刀具更换指令(s31:“否”),因此cpu31切断刀库电动机55的电源(s32)。因此,数值控制装置30能够节约刀库电动机55的消耗电力。

cpu31读入n05(s21)。n05是信号输出指令(s22:“否”,s23:“否”),因此cpu31判断ram33中存储的累计时间是否为0(s24)。ram33中存储的累计时间是2.4秒而不是0(s24:“否”),因此cpu31从累计时间减去上一个块n04的块处理时间(0.5秒)(s29)。因此,累计时间变为2.4-0.5=1.9秒,为t4~t8的时间(参照图9)。累计时间是0.5秒以上(s30:“是”),下一个块n06的种类不是刀具更换指令(s31:“否”),因此cpu31保持切断刀库电动机55的电源(s32)。

cpu31读入n06(s21)。n06是切削移动指令(s22:“否”,s23:“否”),因此cpu31判断ram33中存储的累计时间是否为0(s24)。ram33中存储的累计时间是1.9秒而不是0(s24:“否”),因此cpu31从累计时间减去上一个块n05的块处理时间(0.15秒)(s29)。因此,累计时间变为1.9-0.15=1.75秒,为t5~t8的时间(参照图9)。累计时间是0.5秒以上(s30:“是”),下一个块n07的种类不是刀具更换指令(s31:“否”),因此cpu31保持切断刀库电动机55的电源(s32)。

cpu31读入n07(s21)。n07是待机指令(s22:“否”,s23:“否”),因此cpu31判断ram33中存储的累计时间是否为0(s24)。ram33中存储的累计时间是1.75秒而不是0(s24:“否”),因此cpu31从累计时间减去上一个块n06的块处理时间(1秒)(s29)。因此,累计时间变为1.75-1=0.75秒,为t6~t8的时间(参照图9)。累计时间是0.5秒以上(s30:“是”),下一个块n08的种类不是刀具更换指令(s31:“否”),因此cpu31保持切断刀库电动机55的电源(s32)。

cpu31读入n08(s21)。n08是快进指令(s22:“否”,s23:“否”),因此cpu31判断ram33中存储的累计时间是否为0(s24)。ram33中存储的累计时间是0.75秒而不是0(s24:“否”),因此cpu31从累计时间减去上一个块n07的块处理时间(0.5秒)(s29)。因此,累计时间变为1.75-0.5=0.25秒,为t7~t8的时间(参照图9)。累计时间小于0.5秒(s30:“否”),因此cpu31接通刀库电动机55的电源(s32)。不是在开始执行刀具更换块n09时,而是在开始执行其上一个块n08时接通刀库电动机55的电源,因此数值控制装置30能够在n09中迅速地执行刀具更换。cpu31返回到s21,对下一个块以后也重复上述处理。

cpu31读入nn(s21)。nn是结束指令(s22:“是”),因此cpu31结束本处理。

在以上的说明中,执行图6的s2~s6的处理的cpu31是本发明的判定部的一例。执行s8~s12的处理的cpu31是本发明的存储部的一例。执行图8的s43的处理的cpu31是本发明的搜索部的一例。执行s44的处理的cpu31是本发明的累计部的一例。执行图7的s30、s32的处理的cpu31是本发明的切断部的一例。执行s30、s33的处理的cpu31是本发明的接通部的一例。图6的cpu31所执行的s2~s6的处理步骤是本发明的判定步骤的一例。cpu31所执行的s8~s12的处理步骤是本发明的存储步骤的一例。图8的cpu31所执行的s43的处理是本发明的搜索步骤的一例。cpu31所执行的s44的处理是本发明的累计步骤的一例。图7的cpu31所执行的s30、s32的处理是本发明的切断步骤的一例。

如以上所说明的那样,第一实施方式的数值控制装置30基于nc程序来控制机床1和刀具更换装置20各自的动作。刀具更换装置20具备刀库21和刀库电动机55。刀库21在刀库电动机55的驱动下进行动作。数值控制装置30的cpu31在读入nc程序时执行块信息制作处理。在该处理中,cpu31判定构成nc程序的多个块各自的块处理时间和块种类,作为块信息3311存储到ram33。在开始执行nc程序后,cpu31执行刀库电动机电源控制处理。在该处理中,cpu31一块一块地读入nc程序,基于块信息3311来搜索处于执行块以后且最接近执行块的刀具更换块。cpu31对从开始执行执行块到开始执行刀具更换块为止的期间内的各块的块处理时间。在该累计时间为规定时间以上时,cpu31切断刀库电动机55的电源。数值控制装置30在到下一次刀具更换为止的间隔长时切断刀库电动机55的电源,因此能够节约刀库电动机55的消耗电力。

cpu31在切断刀库电动机55的电源之后,在到下一个刀具更换块为止的累计时间小于规定时间时,接通刀库电动机55的电源。因此,数值控制装置30能够在比开始执行刀具更换块提前启动时间时接通电源。数值控制装置30以块为单位来控制刀库电动机55的电源的切断和接通的时机,因此控制容易。

在刀库电动机55的电源切断的状态下,即使从执行块到下一个刀具更换块为止的累计时间为规定时间以上,在下一个块的种类是刀具更换块时,cpu31也接通刀库电动机55的电源。因此,数值控制装置30能够在刀具更换块中迅速地开始刀具更换。

在从开始执行执行块到刀具更换块为止的累计时间小于规定时间时,cpu31不切断刀库电动机55的电源。因此,数值控制装置30能够在刀具更换块中迅速地执行刀具更换。

参照图10~图13来说明本发明的第二实施方式。第二实施方式与第一实施方式同样地以块为单位来进行刀库电动机55的电源的切断,电源的接通则是控制为在开始执行刀具更换块的规定时间前进行。

第二实施方式的数值控制装置30具备与第一实施方式的数值控制装置30相同的电气结构,因此使用第一实施方式的相同标记来说明。第二实施方式的数值控制装置30具备ram133(参照图10)来代替第一实施方式的ram33。数值控制装置30的cpu31除了执行第一实施方式的块信息制作处理(参照图6)以外还执行计时处理(参照图11)、刀库电动机电源控制处理(参照图12)。计时处理用于控制刀库电动机55的电源的接通。刀库电动机电源控制处理用于控制刀库电动机55的电源的切断。以ram133、计时处理、刀库电动机电源控制处理为中心来说明第二实施方式。

参照图10来说明ram133的各种存储区域。ram133具备块信息存储区域331、累计时间存储区域332、总计处理时间存储区域333、计时值存储区域334、电源标志存储区域335等。块信息存储区域331及累计时间存储区域332与第一实施方式相同。总计处理时间存储区域333存储总计处理时间。在后面叙述的计时处理(参照图11)中设定总计处理时间,该总计处理时间是对从开始执行执行块到开始执行最近的刀具更换块为止的块处理时间进行总计所得到的时间。计时值存储区域334存储计时值。计时值是从执行块开始起的经过时间。cpu31基于来自未图示的计时器的输出值来测量计时值。电源标志存储区域335存储电源标志。cpu31在后述的计时处理中刀库电动机55的电源接通的状态下将电源标志设定为1,在除此以外的状态下将电源标志设定为0。

参照图11、图13来说明计时处理。本处理进行如下控制:在比开始执行刀具更换块提前规定时间时接通刀库电动机55的电源。刀库电动机电源控制处理(参照图12)用于控制刀库电动机55的电源的切断,但是电源切断的时机与第一实施方式的刀库电动机电源控制处理(参照图7)相同。因此,图13所示的切断刀库电动机55的电源的t0及t3的时机与图9的时机相同。cpu31定期地从rom32读出计时处理程序,执行该处理。第二实施方式也以执行nc程序p1时为例来进行说明。如图11所示,cpu31从计时器获取执行块的当前的计时值,并将该计时值设定到ram133的计时值存储区域334(s51)。cpu31从ram133中存储的块信息3311读取nc程序p1中的执行块的块信息(s52)。cpu31判断所读取的块信息的块种类是否为结束指令(s53)。在是结束指令时(s53:“是”),无需接通刀库电动机55的电源,因此cpu31将ram133的总计处理时间存储区域333(以下省略)中存储的总计处理时间初始化为0(s59),将ram133的电源标志存储区域335(以下省略)中存储的电源标志初始化为0(s60),结束本处理。

在所读取的块信息的块种类不是结束指令时(s53:“否”),cpu31判断所读取的块信息的块种类是否为刀具更换指令(s54)。在块种类是刀具更换指令时(s54:“是”),刀库电动机55的电源处于已接通的状态,因此cpu31将ram133中存储的总计处理时间初始化为0(s59),将ram133中存储的电源标志初始化为0(s60),结束本处理。

在所读取的块信息的块种类不是刀具更换指令时(s54:“否”),cpu31计算到最近的刀具更换块为止的总计处理时间,将计算出的总计处理时间设定到ram133(s55)。cpu31判断从ram33中存储的总计处理时间减去计时值所得到的值是否为规定时间以下。规定时间例如可以设定为启动刀库电动机55所需的时间(例如0.5秒)或者大于该时间。

如图13所示,例如在t10,执行块是n01,计时值是0.1秒。最近的刀具更换块是n03。总计处理时间是n01与n02各自的块处理时间的合计,因此是0.2+1=1.2秒。当从总计处理时间减去计时值时为1.2-0.1=1.1秒,大于规定时间(s56:“否”),因此cpu31无需接通刀库电动机55的电源。因此,cpu31将ram133中存储的电源标志初始化为0(s60),结束本处理。

例如在t11,执行块是n02,计时值是0.5秒。最近的刀具更换块是n03。总计处理时间是n02的块处理时间的1秒。当从总计处理时间减去计时值时为1-0.5=0.5秒,为规定时间以下(s56:“是”),因此cpu31接通刀库电动机55的电源(s57)。cpu31能够在开始执行n03的刀具更换块之前接通刀库电动机55的电源,因此能够迅速执行由刀具更换装置20进行的刀具更换。cpu31将ram133中存储的电源标志设定为1(s58)。因此,cpu31能够通过参照电源标志来始终识别刀库电动机55的电源的状态。cpu31结束本处理。

例如在t12,执行块是n07,计时值是0.25秒。最近的刀具更换块是n09。总计处理时间是n07与n08各自的块处理时间的合计,因此是0.5+0.25=0.75秒。当从总计处理时间减去计时值时为0.75-0.25=0.5秒,为规定时间以下(s56:“是”),因此cpu31接通刀库电动机55的电源(s57)。因此,cpu31能够在开始执行n09的刀具更换块之前接通刀库电动机55的电源,因此能够迅速执行由刀具更换装置20进行的刀具更换。cpu31将ram133的电源标志存储区域335中存储的电源标志设定为1(s58),结束本处理。

参照图12来说明刀库电动机电源控制处理。第二实施方式的刀库电动机电源控制处理对第一实施方式的刀库电动机电源控制处理(参照图7)进行了变形,在s21之前追加了s101的判断处理,在s21与s22之间追加了s102的处理,省略了图7的s33的处理。因此,以与第一实施方式不同的部分为中心来说明第二实施方式。cpu31判断电源标志是否为1(s101)。在电源标志为1时(s101:“是”),为在上述的计时处理中当前处于开始执行下一个刀具更换块前的规定时间以内因此刀库电动机55的电源接通的状态。因此,cpu31返回到s101来进行待机。在电源标志为0时(s101:“否”),在计时处理中当前未处于开始执行下一个刀具更换块前的规定时间以内,因此到下一次刀具更换为止的间隔长,此时需要切断刀库电动机55的电源。因此,cpu31与第一实施方式同样地读入一个块(s21),执行s22以后的处理。在执行s22的处理之前,cpu31将ram133中存储的计时值初始化为0且将计时器初始化(s102)。因此,cpu31在上述的计时处理中能够准确地测量从开始执行各块起的经过时间。与第一实施方式同样地,如果到开始执行刀具更换块为止的累计时间为规定时间以上(s30:“是”),且下一个块的种类不是刀具更换指令(s31:“否”),则cpu31切断刀库电动机55的电源(s32)。在s30中到开始执行刀具更换块为止的累计时间小于规定时间时(s30:“否”),由于刀库电动机55的电源处于在图11的计时处理中已接通的状态,因此cpu31不做任何动作而返回到s101来重复处理。在刀库电动机55的电源切断的状态下,在到开始执行刀具更换块为止的累计时间为规定时间以上(s30:“是”),且下一个块的种类是刀具更换指令时(s31:“是”),通过计时处理来进行刀库电动机55的电源接通的控制,因此cpu31不做任何动作而返回到s101来重复处理。cpu31在读入了结束指令时(s22:“是”),结束本处理。在以上的说明中,执行图11的计时处理的cpu31是本发明的接通部的一例。

如以上所说明的那样,第二实施方式的数值控制装置30与第一实施方式同样地以块为单位来进行刀库电动机55的电源的切断,电源的接通则是控制为在开始执行刀具更换块的规定时间前进行。规定时间例如可以设为刀库电动机55的启动时间。因此,数值控制装置30在切断刀库电动机55的电源之后,能够在比开始执行刀具更换块至少提前启动刀库电动机55所需的启动时间时接通电源。因此,数值控制装置30在读入刀具更换块时,能够在可靠地启动了刀库电动机55的状态下执行由刀具更换装置20进行的刀具更换。

本发明不限于上述实施方式,能够进行各种变形。上述实施方式的机床1是能够进行切削加工的机械,但是例如也可以是能够进行切削加工和旋削加工的复合机。使刀具4与工作台13沿x轴、y轴、z轴方向相对移动的移动机构的结构不限定于上述实施方式的结构。例如,也可以是,沿x、y、z轴方向这三个轴驱动主轴9,工作台13固定或能够旋转。机床1是主轴9平行于z轴方向的立式的机床,但是也可以是主轴沿水平方向延伸的卧式机床。

图5所示的块信息3311的块处理时间是一个例子,能够自由变更。上述实施方式也可以根据移动距离、移动速度、加减速时间常数来运算求出快进指令、切削移动指令。

上述实施方式的驱动电路51a~55a设置于机床1,但是也可以设置于数值控制装置30。

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