机床的控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种使用了机床的切削加工中的加工路径的控制，特别涉及能够通过简单的操作自动地生成被称为辊压(roll in)的切入时的加工路径而置换为加工程序内的切入部分的加工路径的机床的控制装置。
【背景技术】
[0002]在使用机床进行铣刀加工、槽加工等在与主轴正交的方向进行切削加工(铣加工，参照图8)的情况下，存在切削开始后的振动大而降低工具寿命的问题。
[0003]如图8所示，铣加工用的切削工具2通常由多个刃3形成，但如果针对其中一个刃观察其切削动作，则由于主轴的旋转运动(主轴旋转方向M)和向与主轴的正交的轴的方向的移动Q，刃3对着工件4生成切肩。
[0004]切削工具2的刃3在对着工件4后，由于主轴的旋转运动而向工件4的外侧脱出，但同时也进行与主轴正交的轴的移动Q，因此铣加工成立。在切削工具2直线地切入工件4时，到切入到该切削工具2的半径量(工具直径D的一半)的距离为止，切削工具2从工件4脱出时的切肩的厚度变厚。切削工具2，在开始向工件4切入后从工件4脱出时的切削的厚度厚，因此从工件4脱出时的振动变大，存在工具寿命降低的问题。
[0005]为了解决该问题，一般已知使用图9所示那样被称为辊压的切入时的加工路径的方法。辊压是指以下的工具路径，即在铣加工时切削工具2切入工件4时，在到切入该切削工具2的半径量的距离(工具直径D的一半的距离)为止的期间，一边描绘圆弧8一边进入工件4，使得切肩排出位置7成为与工件4的端面6和加工槽宽度线5相交的地方接近的位置。根据该工具路径，切削工具2能够保持从工件4脱出时的切肩厚度薄地切入到工件4中，因此可以说是对赋予切削工具2的负荷少的机械有利的加工路径。
[0006]但是，在已经输入到控制机床的控制装置上的加工程序、或生成加工程序时，计算用于进行辊压的加工开始位置并将描绘圆弧的切入开始路径反映到上述生成时的加工程序非常麻烦，因此在市场上几乎没有普及使用被称为辊压的切入部分的加工路径的加工方法自身。
[0007]另一方面，例如在日本特开2004-252839号公报中公开了在机床中防止工具的破损的技术。该技术用于检测对使工具旋转的主轴、工具进给轴施加的负荷，根据该检测负荷的大小来防止工具的破损。
【发明内容】
[0008]因此，本发明的目的在于:提供一种机床的控制装置，其能够通过简单的操作自动地生成被称为辊压的切入时的加工路径，并置换为加工程序内的切入部分的加工路径。
[0009]本发明的机床的控制装置控制机床，该机床具备主轴、使工件在与上述主轴正交的方向上相对移动的至少2个进给轴，依照加工程序，使安装在上述主轴上的工具旋转并切削上述工件。
[0010]本发明的机床控制装置的第一形式具备:位置方向确定单元，其在执行上述加工程序，在上述工具切入上述工件时，确定上述工具最初与上述工件接触的位置、上述工具切入上述工件时的加工方向；移动路径修正单元，其向上述加工程序插入辊压路径指令，该辊压路径指令将通过上述位置方向确定单元确定的上述工具最初与上述工件接触的位置为终点。
[0011]本发明的机床的控制装置的第二形式具备:切削负荷值存储单元，其在执行上述加工程序的切削指令的过程中，在每个预定时间存储切削负荷值；加工信息存储单元，其在每个预定时间存储包含各轴的坐标值的切削中的加工信息。；切削结束位置存储单元，其除了存储预先确定的工具直径以外，还存储通过上述切削负荷值存储单元存储的切削负荷值超过预先确定的阈值时的各轴的坐标值作为切削结束位置；移动路径修正单元，其在上述加工程序的切削开始的切削指令程序块之前插入将上述切削结束位置设为终点的预先设定的曲率半径的圆弧插值指令，并且插入连接从该切削指令程序块的起点到上述圆弧插值指令的起点的线性插值指令。
[0012]上述机床的控制装置还可以具备:中断单元，其在通过上述切削结束位置存储单元存储了切削结束位置时，中断上述加工程序的执行。
[0013]根据本发明，能够提供一种机床的控制装置，其能够通过简单的操作自动地生成被称为辊压的切入时的加工路径，并置换为加工程序内的切入部分的加工路径。
【附图说明】
[0014]根据参照附图的以下实施例的说明能够了解本发明的上述和其他目的和特征。
[0015]图1是本发明的机床的控制装置的一个实施方式(数值控制装置)的主要部分框图。
[0016]图2是表示确定切削开始位置(工具与工件接触的位置)和加工方向的处理的步骤的流程图。
[0017]图3是表示置换切削开始部分的G代码的处理的步骤的流程图。
[0018]图4是表示变更前加工程序的切削开始部分的加工路径的图。
[0019]图5是表示本发明的方法的变换后的加工程序的切削开始部分的加工路径的图。
[0020]图6是表示在图5中XY平面的变更后的切削开始部分的加工路径的图。
[0021]图7是表示加工槽的宽度比切削工具的工具直径大的情况下的辊压加工的方法的图。
[0022]图8是说明铣加工的图。
[0023]图9是说明辊压的加工方法的图。
【具体实施方式】
[0024]使用图1说明本发明的机床的控制装置的一个实施方式(数值控制装置)。
[0025]CPU 11是整体地控制数值控制装置10的处理器，经由总线19读出存储在R0M12中的系统程序，依照该读出的系统程序控制数值控制装置10的整体。在RAM13中存储暂时的计算数据、显示数据、操作者经由显示器/MDI单元70输入的各种数据。
[0026]SRAM存储器14构成为即使数值控制装置10的电源切断也保持存储状态的非易失性存储器。接口 15用于与输入加工程序等、各种数据的外部设备(未图示)进行连接。在SRAM存储器14内存储经由接口 15读入的加工程序、经由显示器/MDI单元70输入的加工程序等。另外，在ROM12中，预先写入有用于实施生成和编辑加工程序所需要的编辑模式的处理、用于自动运转的处理的各种系统程序。在ROM12中还存储有负荷监视程序。
[0027]PMC(可编程设备控制器)16根据内置于数值控制装置10中的时序程序，经由1/0单元17向机床的辅助装置(例如工具更换用的机器手这样的执行元件)输出信号，控制该辅助装置。另外，PMC16接收配备在机床的主体上的操作盘(未图示)的各种开关等的信号，在进行了必要的信号处理后，传送到CPU11。
[0028]各轴的轴控制电路30?32接收来自CPU11的各轴的移动指令，向伺服放大器40?42输出各轴的指令。伺服放大器40?42接收该指令，驱动各轴的伺服电动机50?52。各轴的伺服电动机50?52内置位置/速度检测器，向轴控制电路30?32反馈来自该位置/速度检测器的位置/速度反馈信号，进行位置/速度的反馈控制。可以根据该位置/速度反馈信号时刻(每个预定周期)取得各进给轴的位置信息。此外，在图1中，省略了位置/速度的反馈。伺服电动机50、51、52驱动机床的X、Y、Z轴。
[0029]主轴控制电路60接收主轴旋转指令，向主轴放大器61输出主轴速度信号。主轴放大器61接收主轴速度信号，使主轴电动机(SM)62依照所指示的转速旋转。通过速度检测器63检测的主轴电动机62的转速被反馈到主轴控制电路60，用于主轴电动机62的速度控制。
[0030]在控制主轴电动机62的主轴控制电路60中设置干扰推定观察器，通过该观察器检测对主轴电动机施加的负荷转矩(负荷值)，但也可以不设置观察器，而简单地根据流过主轴电动机62的驱动电流测定对主轴电动机62施加的负荷转矩。进而，也可以特别地追加转矩传感器而测定负荷转矩。
[0031]进而，在上述实施方式中，通过测定对主轴电动机(SM)施加的负荷转矩而求出切削负荷(主轴负荷值)，但也可以测定对工具进给轴的X、Y、Z轴的伺服电动机50、51、52施加的负荷转矩并测定切削负荷(进给轴负荷值)。在该情况下，在对工具进给轴的X、Υ、Ζ轴的伺服电动机50、51、52进行驱动控制的轴控制电路30、31、32中组装干扰推定观察器，通过该干扰推定观察器测定对各电动机施加的负荷转矩。
[0032]另外，也可以简单地测定各伺服电动机的驱动电流，根据该驱动电流来推定负荷转矩。进而，也可以附加转矩传感器，来测定对各轴的伺服电动机施加的负荷转矩。另外，在测定到对工具进给轴的X、Υ、Ζ轴的伺服电动机50、51、52施加的负荷转矩的情况下，也可以将对各伺服电动机施加的负荷转矩合成而求出合成负荷转矩，将其作为切削负荷转矩。
[0033]以上那样的数值控制装置10的结构与现有的数值控制装置的结构相比没有改变，通过该数值控制装置10驱动控制3轴加工机。另外，数值控制装置10的处理器(CPU) 100执行以下的软件，即通过简单的操作自动地生成后述的本发明的被称为辊压的切入时的加工路径，并置换为加工程序内的切入部分的加工路径。此外，如果具备使主轴和工件在与主轴正交的方向上相对移动的2个进给轴(例如X轴和Y轴)，则能够进行辊压的加工。
[0034]<1>关于切削开始位置(工具与工件接触的位置)和加工方向等的信息取得单元
[0035]图2是表示确定切削开始位置(工具与工件接触的位置)和加工方向的处理的步骤的流程图。
[0036]在自动地将现有的加工程序的切入部分的加工路径置换为辊压的加工路径时，首先需要取得必要的信息。以下依照各步骤说明取得信息的方法。
[0037][步骤SA01]启动加工程序(PR01)。
[0038][步骤SA02]同时将第一各轴位置(X1、Yl、Z1)以及切削指令代码(G)、主轴负荷值(P)、程序行数(L)、主轴旋转方向(M)存储在控制装置的存储器内。
[0039][步骤SA03]判断是否经过了预先确定的预定的时间(T)，在没有经过的情况下，到经过为止等待，在经过了的情况下前进到步骤SA03。
[0040][步骤SA04]判断所存储的主轴负荷值(P)是否大于预先确定的阈值(P0)，在主轴负荷值(P)不大于阈值(P0)的情况下返回到步骤SA02，但在主轴负荷值(P)大于阈值(P0)的情况下，判断为切削工具与工件接触，前进到步骤SA0