数值控制装置和控制方法与流程

文档序号:14859765发布日期:2018-07-04 06:23阅读:253来源:国知局
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:

具备刀具更换装置的机床在使主轴马达停止并将安装于主轴的刀具更换为其它刀具之后,再次使主轴旋转来再开始进行设备加工。在日本专利公开1984年80172号公报所公开的主轴马达控制方式中,在进行刀具更换时,使主轴马达停止于目标位置,将停止的状态的主轴锁定于设备主体。在主轴马达控制方式中,在主轴锁定的期间内的一部分期间将主轴马达的励磁断开,使得即使主轴在锁定期间因外力被强制地发生变化也避免主轴马达发热。在主轴马达控制方式中,在将其它刀具安装于主轴之后,将主轴马达的励磁接通,以再次使主轴旋转。

从主轴马达的励磁为断开的状态起直到将励磁接通来能够进行旋转为止需要规定时间。因此,以往存在如下问题点:在伴随刀具更换进行的动作时,主轴的旋转开始延迟该规定时间。



技术实现要素:

本发明的目的在于,提供一种即使在执行当前的动作的过程中用于驱动主轴的马达的通电(励磁)为断开状态也能够在下一动作中迅速使主轴开始进行旋转的数值控制装置和控制方法。

技术方案1的数值控制装置具备控制部,该控制部对nc程序的控制指令进行解释来生成内部指令,按照所生成的该内部指令来控制设备的动作,在数值控制装置中,所述设备具有用于安装刀具的主轴,所述控制部具备:第一判断部,其判断是否为用于对所述主轴进行旋转驱动的马达的通电为断开状态且所述设备的当前的动作为轴移动;第二判断部,在所述第一判断部判断为所述马达的通电为断开状态且所述当前的动作为轴移动时,所述第二判断部判断在下一动作的所述内部指令中是否包含用于使所述主轴旋转的主轴旋转指令;以及通电控制部,在所述第二判断部判断为在所述下一动作的所述内部指令中包含所述主轴旋转指令时,所述通电控制部在轴移动完成之前,将所述马达的通电从断开状态切换为接通状态。在将用于驱动主轴的马达从断开状态切换为接通状态时,耗费时间。在当前的动作为轴移动且在下一动作的内部指令中包含主轴旋转指令时,在作为当前的动作的轴移动完成之前,数值控制装置将马达的通电从断开状态切换为接通状态。因此,数值控制装置能够在下一动作中缩短直至马达成为接通状态使主轴能够进行旋转为止的待机时间。在不使用用于对主轴进行旋转驱动的马达的期间,原则上将该马达的通电设为断开状态即可。因此,数值控制装置能够消耗设备所消耗的电力。

技术方案2的数值控制装置的所述控制部也可以还具备旋转执行部,在所述通电控制部将所述马达的通电设为接通状态之后,当轴移动完成后执行所述下一动作的所述内部指令时,所述旋转执行部执行所述主轴旋转指令。数值控制装置即使在轴移动完成之前将马达的通电设为接通状态,也在执行下一内部指令之前不使主轴旋转。假设在轴移动完成的时间点停止设备的动作时,主轴为停止状态。因此,数值控制装置防止主轴成为旋转状态,从而能够提高作业的安全性。

技术方案3、4的数值控制装置的所述控制部也可以是,在所述nc程序的所述控制指令为对被削件执行攻螺纹的攻螺纹指令时,所述控制部生成轴移动指令、切削进给指令以及退出指令来作为所述内部指令,所述轴移动指令用于在所述马达的通电为断开状态下从当前位置向基准点进行轴移动,所述基准点是在所述被削件中开始进行加工的位置,所述切削进给指令包含使所述主轴旋转的所述主轴旋转指令,用于根据所述主轴旋转指令使所述主轴旋转且从所述基准点向所述被削件的目标位置进行切削进给,所述退出指令用于在将所述切削进给进行到所述目标位置之后,使所述主轴向与所述切削进给时的旋转方向相反的方向旋转,且进行用于将所述主轴从形成于所述被削件的孔中退出的轴移动,在所述第一判断部判断为所述马达的通电为断开状态且所述当前的动作为与所述轴移动指令对应的轴移动,并且所述第二判断部判断为在作为所述下一动作的所述内部指令的所述切削进给指令中包含所述主轴旋转指令时,所述通电控制部在作为所述当前的动作的向所述基准点的轴移动完成之前,将所述马达的通电从断开状态切换为接通状态。控制部当对攻螺纹指令进行解释时,生成轴移动指令、切削进给指令、退出指令这三个内部指令。在执行从当前位置至基准点的轴移动指令的过程中马达的通电为断开状态时,下一动作的内部指令为包含主轴旋转指令的切削进给指令。因此,数值控制装置能够在至基准点的轴移动完成之前,将马达的通电从断开状态切换为接通状态。因此,数值控制装置在进行攻螺纹动作时,也能够缩短直至将马达设为接通状态来使主轴旋转为止的待机时间。

技术方案5~8的数值控制装置的所述控制部所控制的所述设备也可以是,具备:主轴头,其以所述主轴能够旋转的方式支承该主轴,且被设置为能够沿上下方向移动;以及刀库,在所述主轴头位于atc原点时,所述刀库旋转且支承刀具,所述atc原点是所述主轴头的上下方向的移动范围内的比设备原点靠上方的位置,所述设备能够执行刀具更换动作,该刀具更换动作包括以下动作:第一上升动作,使所述主轴头从当前位置向所述设备原点上升;第二上升动作,使所述主轴头从所述设备原点向所述atc原点上升,在此期间,将当前安装于所述主轴的当前刀具卸下后交接到所述刀库;旋转动作,在所述主轴头位于所述atc原点时,使所述刀库旋转来将接下来向所述主轴安装的下一刀具定位成与所述主轴相向;第一下降动作,使所述主轴头从所述atc原点向所述设备原点下降,在此期间,从所述刀库接收所述下一刀具后安装于所述主轴;以及第二下降动作,使所述主轴头从所述设备原点向目标位置下降,在此期间,使所述主轴旋转,在所述nc程序的所述控制指令为用于指示所述刀具更换动作的刀具更换指令时,所述生成部生成第一上升指令、第二上升指令、旋转指令、第一下降指令以及第二下降指令来作为所述内部指令,所述第一上升指令用于指示所述第一上升动作的轴移动,所述第二上升指令用于指示所述第二上升动作的轴移动,所述旋转指令用于指示所述旋转动作,所述第一下降指令用于指示所述第一下降动作的轴移动,所述第二下降指令用于指示所述第二下降动作的轴移动,并且包含使所述主轴旋转的所述主轴旋转指令,在所述第一判断部判断为所述马达的通电为断开状态且所述当前的动作为与所述第一下降指令对应的轴移动,并且所述第二判断部判断为在作为所述下一动作的所述内部指令的所述第二下降指令中包含所述主轴旋转指令时,所述通电控制部在所述第一下降动作中的向所述设备原点的轴移动完成之前,将所述马达的通电从断开状态切换为接通状态。控制部对刀具更换指令进行解释,生成第一上升指令、第二上升指令、旋转指令、第一下降指令以及第二下降指令来作为内部指令。第二下降指令是包含主轴旋转指令的指令。因此,数值控制装置在执行第一下降指令的过程中,在下一动作的内部指令为第二下降指令时,能够在第一下降动作中的向设备原点的轴移动完成之前,将马达的通电从断开状态切换为接通状态。因此,数值控制装置在进行刀具更换动作时,也能够缩短直至将马达设为接通状态来使主轴旋转为止的待机时间。

技术方案9的数值控制装置也可以是,还具备设定部,该设定部能够设定如下范围的上限值,该范围是在所述第一下降动作中在比对所述主轴安装所述刀具的规定位置靠下方且比所述设备原点靠上方的范围内所述通电控制部能够将所述马达的通电从断开状态切换为接通状态的范围,在所述第一判断部判断为所述马达的通电为断开状态且所述当前的动作为与所述第一下降指令对应的轴移动,并且所述第二判断部判断为在作为所述下一动作的所述内部指令的所述第二下降指令中包含所述主轴旋转指令,且在所述第一下降动作中为所述设定部设定的所述上限值以下时,所述通电控制部在向所述设备原点的轴移动完成之前,将所述马达的通电从断开状态切换为接通状态。数值控制装置能够设定在第一下降动作中在比规定位置靠下方且比设备原点靠上方的范围内能够将马达的通电从断开状态切换为接通状态的范围的上限值。在到达了规定位置时,主轴的马达为断开状态,处于马达的转矩没有施加于主轴的状态。因此,数值控制装置防止在到达了规定位置时马达的转矩对设备产生影响。

在技术方案10的控制方法是一种数值控制装置的控制方法,包括控制步骤,在该控制步骤中,对nc程序的控制指令进行解释来生成内部指令,按照所生成的所述内部指令来对具有用于安装刀具的主轴的设备的动作进行控制,在所述控制方法中,所述控制步骤包括以下步骤:第一判断步骤,判断是否为用于对所述主轴进行旋转驱动的马达的通电为断开状态且在所述控制步骤中控制的所述设备的当前的动作为轴移动;第二判断步骤,在所述第一判断步骤中判断为所述马达的通电为断开状态且所述当前的动作为轴移动时,判断在下一动作的所述内部指令中是否包含用于使所述主轴旋转的主轴旋转指令;以及通电控制步骤,在所述第二判断步骤中判断为在所述下一动作的所述内部指令中包含所述主轴旋转指令时,在轴移动完成之前,将所述马达的通电从断开状态切换为接通状态。数值控制装置通过进行上述步骤,能够得到技术方案1~9所记载的效果。

本发明也可以将上述权利要求1~9的发明特定事项的一部分任意地组合。

附图说明

图1是机床1的立体图。

图2是主轴头7周围的局部剖视图。

图3是刀具更换动作的路径图。

图4是主轴头7的升降动作中的主轴头7周围的局部剖视图。

图5是主轴头7的升降动作中的主轴头7周围的局部剖视图。

图6是主轴头7的升降动作中的主轴头7周围的局部剖视图。

图7是主轴头7的升降动作中的主轴头7周围的局部剖视图。

图8是示出机床1和数值控制装置30的电结构的框图。

图9是对速度块b1施以加减速处理的图。

图10是示出基本动作模式中的主轴马达接通指令的输出时的时刻图。

图11是示出对象动作模式a~g的表。

图12是移动控制处理的流程图。

图13是示出图12的后续的流程图。

图14是模式a的时刻图。

图15是模式b的时刻图。

图16是攻螺纹动作的路径图。

图17是模式c的时刻图。

图18是模式d的时刻图。

图19是模式g的时刻图。

图20是钻孔动作的路径图。

具体实施方式

说明本发明的实施方式。在以下说明中,使用图1中用箭头表示的左右、前后、上下。机床1的左右方向、前后方向、上下方向分别为机床1的x轴方向、y轴方向、z轴方向。

参照图1来说明机床1的构造。机床1具备基台2、设备主体3、工作台10以及刀具更换装置20等。基台2是大致长方体状的铁制基台。设备主体3设置于基台2上部后方,用于对被保持于工作台10上表面的被削件(省略图示)进行切削。工作台10设置于基台2上部中央,能够通过x轴马达51、y轴马达52(参照图8)以及引导机构(省略图示)来沿x轴方向和y轴方向移动。刀具更换装置20被固定于设置于设备主体3上部的框架8,用于将设备主体3的主轴9上安装的刀具4更换为其它刀具(以下称为下一刀具)。

机床1具备操作板15(参照图8)。操作板15具备输入部24和显示部25。作业人员通过输入部24来输入nc程序、刀具的种类、刀具信息、各种参数等。当作业人员操作输入部24时,显示部25显示各种输入画面或操作画面等。

参照图1、图2来说明设备主体3的结构。设备主体3具备立柱5、主轴头7、主轴9以及控制箱6等。立柱5竖立设置于基台2上部后方。主轴头7能够沿着立柱5前表面沿z轴方向升降。在主轴9处安装有刀具保持件17(参照图2),主轴9通过主轴马达54的驱动来进行高速旋转。主轴马达54设置于主轴头7上部。刀具保持件17用于保持刀具4。控制箱6用于收纳数值控制装置30(参照图8)。数值控制装置30对机床1的动作进行控制。

主轴头7通过设置于立柱5前表面的z轴移动机构来沿z轴方向进行升降。z轴移动机构具备一对z轴引导机构(省略图示)、z轴滚珠丝杠26以及z轴马达53(参照图8)。z轴引导机构沿z轴方向延伸且沿z轴方向引导主轴头7。z轴滚珠丝杠26配置在一对z轴引导机构之间,设置为能够通过上侧轴承部27和下侧轴承部(省略图示)来进行旋转。主轴头7在背面具备螺母29。螺母29与z轴滚珠丝杠26螺纹结合。z轴马达53使z轴滚珠丝杠26向正反方向旋转。因此,主轴头7与螺母29一起沿z轴方向移动。主轴头7在前方下部的内侧以主轴9能够旋转的方式支承主轴9。主轴9具有沿上下方向延伸的旋转轴。主轴9经由连结部23来与主轴马达54的驱动轴连结。因此,主轴9通过主轴马达54的旋转驱动来进行旋转。主轴9具备锥形孔18、保持件夹持构件19以及牵引杆81。锥形孔18设置于主轴9顶端部(下端部)。保持件夹持构件19设置于锥形孔18上方。牵引杆81设置于主轴9内部。刀具保持件17在一端侧保持刀具4,在另一端侧具备锥形安装部17a和牵引螺栓(pullstud)17b。锥形安装部17a为大致圆锥状。牵引螺栓17b从锥形安装部17a的顶部沿轴向突出。锥形安装部17a安装于主轴9的锥形孔18。当将锥形安装部17a安装于锥形孔18时,保持件夹持构件19夹持牵引螺栓17b。当牵引杆81向下方按压保持件夹持构件19时,保持件夹持构件19将对牵引螺栓17b的夹持解除。主轴头7在后方上部内侧具备杆构件60。杆构件60为大致l字型,以支轴61为中心摆动自如。支轴61固定于主轴头7内。杆构件60具备纵向杆63和横向杆62。纵向杆63从支轴61起相对于立柱5侧向斜上方延伸后在中间部65向上方弯曲并进一步向上方延伸。横向杆62从支轴61起向主轴9侧大致水平地延伸。横向杆62前端部能够从与牵引杆81正交地突出设置的销58的上方与该销58卡合。纵向杆63在上端部背面具备板凸轮体66。板凸轮体66在立柱5侧具备凸轮面。板凸轮体66的凸轮面能够与固定于上侧轴承部27的凸轮从动件67接触和分离。凸轮从动件67在板凸轮体66的凸轮面滑动。拉伸盘簧(省略图示)以具有弹力的方式设置于纵向杆63与主轴头7之间。在从右侧面观察杆构件60时,拉伸盘簧始终沿顺时针方向对杆构件60施力。因此,杆构件60始终将由横向杆62对销58向下方向的按压解除。刀具更换装置20具备刀库21。刀库21具备圆盘状的刀库基部71和多个握持臂90。多个握持臂90沿着刀库基部71外周以能够沿前后方向摆动的方式设置。刀库支承台45固定于框架8一端。框架8另一端固定于立柱5。刀库支承台45以支轴75能够旋转的方式支承支轴75。支轴75相对于机床1的前方向斜下方延伸。支轴75以刀库基部71能够旋转的方式支承刀库基部71。刀库基部71以正面朝向机床1的前方的方式配置。

参照图3~图7来说明刀具更换动作。在以下说明中,将z轴的设备原点称为z轴原点。设备原点是x轴、y轴的设备坐标为零的位置,是z轴的设备坐标成为能够对被削件进行加工的上限位置的位置。在本实施方式中,为了便于说明,将目标位置(加工位置)假定为z200,将当前位置假定为z300,将z轴原点假定为z400,将atc原点假定为z500(参照图3)。比z轴原点靠工作台10侧的区域为加工区域,比z轴原点靠与加工区域相反的一侧的区域为刀具更换区域。加工区域是用于进行被削件的加工动作的区域。刀具更换区域是用于由刀具更换装置20进行刀具更换的区域。各数字的单位为mm。刀具更换动作包括第一工序101~第五工序105。如图4所示,第一工序101是在将刀具保持件17的锥形安装部17a安装于主轴9的锥形孔18的状态下使主轴头7从当前位置(例如加工位置)朝向z轴原点上升来执行主轴9的定向(orient)动作的工序。定向动作是将主轴9的旋转角度位置停止于规定位置的动作。第二工序102是使主轴头7从z轴原点朝向atc原点上升并将主轴马达54的电源设为断开状态的工序。在z轴原点与atc原点之间的规定位置,设置于杆构件60的板凸轮体66与凸轮从动件67接触来进行滑动。如图5所示,握持臂90的把持部91把持刀具保持件17,凸轮从动件67沿着板凸轮体66的凸轮形状滑动。杆构件60在右侧面观察时以支轴61为中心沿逆时针方向旋转。横向杆62从销58的上方与销58卡合后向下方按压牵引杆81。牵引杆81向下方对保持件夹持构件19施力。保持件夹持构件19将对牵引螺栓17b的夹持解除。

如按图6、图7的顺序所示的那样,主轴头7进一步上升。刀具保持件17从主轴9的锥形孔18脱出。刀具保持件17从主轴9的锥形孔18的拆卸完成。如上述的那样,在第二工序102中,主轴马达54为断开状态。因此,机床1防止用于对主轴9装卸刀具保持件17的机械机构与主轴马达54的接通状态时的转矩相叠加而发生振荡,因此不对机械机构施加负荷。机械机构包含牵引杆81、杆构件60、拉伸盘簧等。主轴头7到达atc原点。第三工序103是使刀库21旋转的工序。刀具更换装置20将nc程序的控制指令所指定的下一刀具定位于刀具更换位置。刀具更换位置是刀库21的最下方位置且与主轴9接近并相向的位置。被定位于刀具更换位置的下一刀具位于移动到atc原点的主轴头7的下方。如按图7、图6的顺序所示的那样,第四工序104是主轴头7从atc原点朝向z轴原点下降来使刀具保持件17的锥形安装部17a进入到主轴9的锥形孔18的工序。在将刀具保持件17的锥形安装部17a插入到主轴9的锥形孔18的状态下,主轴头7进一步下降。设置于杆构件60的板凸轮体66向凸轮从动件67滑动。凸轮从动件67沿着板凸轮体66的凸轮形状滑动。如图5所示,杆构件60在右侧面观察时以支轴61为中心沿顺时针方向旋转。因此,横向杆62与销58分离,将对牵引杆81向下方的按压解除。牵引杆81将对保持件夹持构件19向下方的施力解除,保持件夹持构件19夹持牵引螺栓17b。主轴头7进一步下降来到达z轴原点。第五工序105是主轴头7从z轴原点朝向目标位置下降的工序。在刀具更换动作结束之后接着执行切削进给时,在主轴头7到达目标位置之前,数值控制装置30使主轴马达54开始旋转。主轴头7到达目标位置,刀具更换动作结束。在主轴头7到达目标位置之后,主轴转速达到目标值后,数值控制装置30执行切削进给。第一工序101和第二工序102为上升工序,第四工序104和第五工序105为下降工序。

参照图8来说明数值控制装置30和机床1的电结构。数值控制装置30具备cpu31、rom32、ram33、存储装置34、输入输出部50以及马达控制部35~39等。cpu31对数值控制装置30进行统一控制。rom32存储各种程序等。rom32存储用于cpu31执行后述的移动控制处理(参照图12、图13)的移动控制程序。cpu31作为通过将rom32中存储的移动控制程序在ram33上解压来执行移动控制部的处理装置的一例发挥功能。ram33暂时存储执行各种处理的过程中的各种数据。存储装置34例如是非易失性的快闪存储器,例如存储作业人员通过输入部24输入并登记的多个nc程序等。nc程序由包含各种控制指令的多个块构成,以块为单位对包括机床1的轴移动、刀具更换等在内的各种动作进行控制。轴移动是指使主轴的位置移动的动作。控制部对一个控制指令进行解释所生成的内部指令的数量根据控制指令的种类而不同。内部指令是指用于通过对nc程序的控制指令进行解释来具体地控制设备的动作的指令。在本实施方式中,将内部指令中的用于指示轴的移动的指令称为移动指令,例如快进指令、切削进给指令等移动指令符合。“在下一动作的所述内部指令中包含使所述主轴旋转的主轴旋转指令”例如是包括在内部指令的一部分中包含主轴旋转指令、内部指令本身为主轴旋转指令的情况等的概念。x轴马达51、y轴马达52、z轴马达53、主轴马达54、刀库马达55例如为伺服马达。马达控制部35与x轴马达51及编码器51b连接。马达控制部36与y轴马达52及编码器52b连接。马达控制部37与z轴马达53及编码器53b连接。马达控制部38与主轴马达54及编码器54b连接。马达控制部39与刀库马达55及编码器55b连接。马达控制部35~39从cpu31接收内部指令,向对应的马达51~55输出驱动电流。马达控制部35~39从编码器51b~55b接收反馈信号,来进行位置和速度的反馈控制。反馈信号是脉冲信号。在以下说明中,在对马达控制部35~39进行统称时,称为马达控制部40。马达控制部40各自具备后述的分配处理部401和滤波器处理部402。输入输出部50与输入部24及显示部25连接。使用者能够通过输入部24来从多个nc程序中选择一个nc程序。cpu31将选择出的nc程序显示于显示部25。cpu31基于显示部25中显示的nc程序来控制机床1的动作。

参照图9来说明移动速度的加减速处理。cpu31按每块来解释nc程序,按x轴、y轴、z轴生成内部指令。在生成了作为内部指令之一的移动指令时,马达控制部40从cpu31接收移动指令。马达控制部40基于接收到的移动指令,来按各轴运算目标位置、移动距离、移动速度、移动时间等。数值控制装置30进行加减速处理。加减速处理是针对所运算出的按各轴的移动速度通过移动平均滤波器(以下称为fir滤波器)使速度变化平滑的处理。fir滤波器的加减速时间常数(以下称为时间常数)相当于fir滤波器进行平均的采样数。例如,在采样时间为1msec,fir滤波器的时间常数为10msec时,fir滤波器将包括本次的移动指令在内的直至前10个指令为止的指令的平均设为本次的输出。fir滤波器的时间常数为t1。马达控制部40从t11起每1msec对移动速度进行分配并在fir滤波器中进行处理后输出到x轴马达51、y轴马达52、z轴马达53的各轴。刀具从t11起花费时间t1使速度平缓地上升后在t12达到最高速度。刀具以最高速度移动,在t13移动速度的分配完成的同时,刀具使速度从最高速度起花费时间t1平缓地下降,在t14停止。因此,数值控制装置30通过利用fir滤波器对移动速度进行处理,来吸收移动速度的急剧的变化,从而抑制机床1的振动。内部指令除了具有移动指令以外,还具有m03的主轴旋转指令等不伴随被削件或主轴头7的移动的指令。

参照图10来说明主轴马达54的接通指令先行的基本动作模式。主轴马达54的接通指令是指将主轴马达54的通电接通的指令。在从主轴马达54的通电断开状态起执行主轴旋转指令时,主轴9的旋转开始延迟从输出主轴马达54的接通指令起到成为通电接通状态为止所需要的时间。例如,在本实施方式中,假想如下的移动指令:主轴马达54为断开状态,且当前的动作(以下称为当前动作)为快进,下一动作包含主轴旋转指令。图10的上部的图表示出以往的基本动作模式。作为当前动作的快进指令的速度块b2从t20起开始按采样周期开始移动速度的分配,利用fir滤波器进行加减速的处理。因此,刀具从t20起平缓地进行加速,在t21达到最高速度。在t22移动速度的分配完成的同时,从最高速度起平缓地进行减速,在t23到达目标位置后停止。以往的数值控制装置在到达快进指令的目标位置的t23输出主轴马达54的接通指令。在主轴马达54成为接通状态的t24,主轴9能够开始进行旋转,在t26作为下一动作的移动完成。关于快进指令,代表性的为g00,是用于以存储装置34中存储的定位最高速度进行定位的指令。图10的下部的图表示出本实施方式的基本动作模式。本实施方式的数值控制装置30在快进指令的移动速度的分配完成的t22,输出主轴马达54的接通指令。在移动速度的分配完成的t22,数值控制装置30判定下一动作的内部指令是否为包含主轴旋转指令的移动指令。通过在t22执行主轴马达54的接通指令,在到达快进指令的目标位置的t23,已经将主轴马达54设为接通状态。因此,在t23主轴9能够立即进行旋转,因此与以往相比,数值控制装置30能够缩短加工周期。

参照图11来说明本实施方式的对象动作模式。对象动作模式a~g是基于对nc程序进行解释所生成的移动指令的动作模式,至少定义当前动作和下一动作。在将下一动作设为第n个动作时,当前动作为第n-1个动作。当前动作开始时的主轴马达54均为断开状态。数值控制装置30在不使主轴9旋转时,原则上通过将主轴马达54的通电设为断开状态,能够节约主轴马达54的驱动所耗费的电力。

模式a~f的第n-1个动作为快进。模式a的第n个动作为切削进给和主轴旋转。模式b的第n个动作为攻螺纹。模式c的第n个动作为快进和主轴旋转,第n+1个动作为切削进给。模式d的第n个动作为快进和主轴旋转,第n+1个动作为快进,第n+2个动作为切削进给。模式e的第n个动作为主轴旋转,第n+1个动作为切削进给。模式f的第n个动作为主轴旋转,第n+1个动作为快进,第n+2个动作为切削进给。模式g的第n-1个动作为刀具更换动作中的从atc原点起的下降动作,第n个动作为刀具更换动作中的从z轴原点起的下降动作和主轴旋转,第n+1个动作为切削进给。关于切削进给的指令(切削进给指令),通常,在程序中记载进给速度,但在本实施方式中,使用预先存储于存储装置34的切削进给最高速度。

参照图12、图13来说明移动控制处理。使用者在利用操作板15选择nc程序并输入了执行操作时,cpu31从rom32读入移动控制程序,执行本处理。

示出模式a的nc程序p1的一例。

如图12所示,cpu31读入一个块的nc程序p1(s1)。cpu31判断在所读入的一个块内是否存在m30的结束指令(s2)。在所读入的一个块内不存在m30(s2:否),因此cpu31对作为所读入的一个块内的控制指令的g00进行解释来生成内部指令(s3),将所生成的内部指令输出到马达控制部40(s4)。g00为快进指令,因此cpu31生成作为内部指令的快进的移动指令。cpu31判断主轴马达54是否为断开状态且x轴、y轴、z轴当前是否正在移动(s5)。主轴马达54为断开状态,但x轴、y轴、z轴当前没有进行移动(s5:否),因此cpu31判断所接收到的内部指令是否为最初的移动指令(s20)。最初的移动指令是指对nc程序进行解释所生成的最初的移动指令。所执行的内部指令为最初的移动指令(s20:是),因此马达控制部40的分配处理部401开始进行作为快进的移动指令的速度块b3(参照图14)的移动分配(s17)。

如图14所示,在t30,马达控制部40的分配处理部401开始按采样周期进行速度块b3的移动分配。马达控制部40的滤波器处理部402利用fir滤波器针对各轴进行移动速度的加减速处理,向各马达51~53输出驱动电流。因此,刀具4从t30起平缓地进行加速,在t31达到最高速度。cpu31判断速度块b3的移动分配是否已完成(s18)。在移动分配没有完成的期间(s18:否),cpu31返回到s18进行待机。当在t32速度块b3的移动分配完成时(s18:是),cpu31判断为一个块内的所有移动指令已完成(s19:是),读入nc程序p1的第二行(s1)。在所读入的第二行的一个块内不存在m30(s2:否),因此对所读入的第二行进行解释来生成内部指令(s3),将内部指令输出到马达控制部40(s4)。第二行的g01是包含主轴旋转指令的切削进给指令。当前的状态为主轴马达54为断开状态且正在移动(s5:是),因此cpu31判断内部指令是否包含主轴旋转指令(s6)。内部指令包含主轴旋转指令(s6:是),因此cpu31判断内部指令是否为刀具更换动作中的从z轴原点下降(s7)。内部指令不为从z轴原点下降(s7:否),因此在速度块b3的移动分配完成的t32,cpu31向主轴马达54输出接通指令(s10)。刀具从t32起平缓地进行减速。在刀具在t33停止于目标位置之前,主轴马达54成为接通状态。cpu31判断刀具的当前坐标是否到达了目标位置(s11)。在当前坐标没有到达目标位置的期间(s11:否),cpu31返回到s11进行待机。在t33当前坐标到达了目标位置时(s11:是),cpu31对主轴马达54指示旋转(s12)。主轴马达54开始进行旋转。在当前坐标没有到达目标位置的期间,主轴马达54不进行旋转,因此数值控制装置30通过不包含主轴旋转指令的当前动作来防止主轴9旋转。cpu31判断当前动作是否为刀具更换动作中的从z轴原点下降(s13)。当前动作不为从z轴原点下降(s13:否),因此cpu31判断下一动作是否为攻螺纹动作(s14)。下一动作为切削进给(s14:否),因此cpu31判断下一动作是否为快进(s15)。下一动作为切削进给(s15:否),因此cpu31判断主轴转速是否达到了目标值(s16)。目标值例如按相对于主轴转速(s指令值)的比例(p%)决定即可。例如在p=85(%)的情况下,相对于s指令值10000(rpm),在8500(rpm)视为主轴转速达到目标值。在主轴转速没有达到目标值时(s16:否),cpu31返回到s16进行待机。在t34主轴转速达到了目标值时(s16:是),马达控制部40开始进行切削进给指令的速度块b4的移动分配(s17),利用fir滤波器进行处理后输出到各马达51~53。因此,刀具从t34起速度平缓地上升,在t35达到最高速度。在t36速度块b4的移动分配完成时(s18:是),一个块内的所有移动指令已完成(s19:是),因此cpu31返回到图12的s1,重复进行处理。在所读入的一个块内存在m30时(s2:是),cpu31结束本处理。

如以上所述,在模式a中,数值控制装置30在当前动作完成的t33之前,输出主轴马达54的接通指令。因此,能够将时间缩短主轴马达54的通电接通所耗费的时间,因此能够缩短t33~t34的等待时间w1。

示出模式b的nc程序p2。

如图12所示,cpu31读入一个块的nc程序p2(s1)。nc程序p2的第一行与模式a的nc程序p1的第一行相同,因此简化或省略对同一部分的说明。如图15所示,在t40,马达控制部40的分配处理部401开始按采样周期进行快进指令的速度块b5的移动分配(s17)。马达控制部40的滤波器处理部402利用fir滤波器针对各轴进行移动速度的加减速处理,向各马达51~53输出驱动电流。因此,刀具4从t40起平缓地进行加速并达到最高速度。当在t41速度块b5的移动分配完成时(s18:是),一个块内的所有移动指令已完成(s19:是),因此cpu31读入nc程序p2的第二行(s1)。第二行为g77的攻螺纹指令,不为m30(s2:否),因此cpu31对所读入的第二行的g77进行解释来生成四个内部指令(s3)。如图16所示,攻螺纹动作例如具备快进动作151、攻螺纹动作152、攻螺纹动作153以及快进动作154这四个动作。快进动作151例如是使主轴9不进行旋转地从z100以快进的方式移动至z40的基准点(r点)的动作。攻螺纹动作152是通过使主轴9从r点起向一个方向旋转且向z20的孔底移动来实施攻螺纹加工的动作。攻螺纹动作153是使主轴9向反方向旋转且从孔底向r点退回地进行移动的动作,是攻螺纹退回动作。快进动作154是使主轴9不进行旋转地从r点到退回至z100为止以快进方式移动的动作。因此,cpu31根据一个块内的g77生成与快进动作151、攻螺纹动作152、攻螺纹动作153、快进动作154对应的四个移动指令(两个快进指令和两个攻螺纹指令)。与攻螺纹动作152、153对应的移动指令均需要使主轴9旋转,因此包含主轴旋转指令。与快进动作154对应的快进指令包含主轴停止指令。处于g77的攻螺纹指令中的i2表示攻螺纹节距为2。cpu31生成快进指令来作为与快进动作151对应的内部指令后输出到马达控制部40(s4)。在t41,主轴马达54为断开状态且正在移动(s5:是)。快进指令不包含主轴旋转指令(s6:否),也不是最初的移动指令(s20:否)。cpu31判断当前正在移动的刀具的当前坐标是否到达了目标位置(z100)(s21)。在当前坐标没有到达目标位置的期间(s21:否),cpu31返回到s21进行待机。在t42当前坐标到达了目标位置时(s21:是),cpu31判断下一动作是否为攻螺纹退回动作(s22)。下一动作不是攻螺纹退回动作(s22:否),因此cpu31判断主轴9是否正在进行旋转(s23)。主轴9没有进行旋转(s23:否),因此马达控制部40开始进行攻螺纹指令的速度块b6的移动分配(s17),利用fir滤波器进行移动速度的加减速处理,向z轴马达53输出驱动电流。因此,刀具4从t42起平缓地进行加速并达到最高速度后进行快进动作151。当在t43速度块b6的移动分配完成时(s18:是),cpu31判断一个块内的所有内部指令是否已完成(s19)。还剩下对g77进行解释所生成的四个内部指令中的三个内部指令(s19:否),因此cpu31将与攻螺纹动作152对应的攻螺纹指令输出到马达控制部40(s4)。在t43,主轴马达54为断开状态且正在进行移动(s5:是)。攻螺纹指令包含主轴旋转指令(s6:是),但是攻螺纹指令不为从z轴原点下降(s7:否),因此cpu31在速度块b6的移动分配完成的t43输出主轴马达54的接通指令(s10)。刀具4从t43起平缓地进行减速。在刀具4在t44停止于作为目标位置的r点之前,主轴马达54成为接通状态。cpu31判断刀具的当前坐标是否到达了r点(s11)。在t44当前坐标到达了r点时(s11:是),cpu31向主轴马达54输出旋转指令(s12)。主轴马达54开始旋转。cpu31判断当前动作是否为刀具更换动作中的从z轴原点下降(s13)。当前动作不为从z轴原点下降(s13:否),因此cpu31判断下一动作是否为攻螺纹动作(s14)。下一动作为攻螺纹动作(s14:是),因此马达控制部40开始进行攻螺纹指令的速度块b7的移动分配(s17)。马达控制部40利用fir滤波器进行移动速度的加减速处理,向z轴马达53输出驱动电流。因此,刀具4从t44起进行旋转且平缓地加速来进行攻螺纹动作。当在t45速度块b7的移动分配完成时(s18:是),cpu31判断一个块内的所有内部指令是否已完成(s19)。还剩下对g77进行解释所生成的四个内部指令中的两个内部指令(s19:否),因此cpu31将与攻螺纹动作153对应的内部指令输出到马达控制部40(s4)。在t45,主轴马达54为接通状态(s5:否),内部指令不为最初的移动指令(s20:否),因此cpu31判断刀具4的当前坐标是否到达了z20(s21)。z20为攻螺纹动作152的目标位置。在t46当前坐标到达了目标位置时(s21:是),cpu31判断下一动作是否为攻螺纹退回动作(s22)。作为下一动作的攻螺纹动作153为攻螺纹退回动作(s22:是),因此cpu31使主轴马达54在保持接通状态下暂时停止后反向旋转,且开始进行与攻螺纹动作153对应的攻螺纹指令的速度块的移动分配(s17)。马达控制部40利用fir滤波器进行移动速度的加减速处理,向z轴马达53输出驱动电流。因此,刀具4从t46起反向旋转且一边平缓地进行加速一边向上方移动,从进行攻螺纹所得到的孔中向上方逐渐退出。当攻螺纹动作153的速度块的移动分配完成时(s18:是),cpu31判断一个块内的所有内部指令是否已完成(s19)。还剩下对g77进行解释所生成的四个移动指令中的一个移动指令(s19:否),因此cpu31将与快进动作154对应的快进指令输出到马达控制部40(s4)。主轴马达54为接通状态(s5:否),因此cpu31判断快进指令是否为最初的移动指令(s20)。快进指令不为最初的移动指令(s20:否),因此cpu31判断是否到达了r点(z40)(s21)。r点为攻螺纹动作153的目标位置。刀具4当到达了r点时(s21:是),从进行攻螺纹加工所得到的孔中向上方退出。下一动作不为攻螺纹退回动作(s22:否),因此cpu31判断主轴9是否正在进行旋转(s23)。主轴9正在进行旋转(s23:是),因此cpu31判断在所接收到的快进指令中是否包含主轴停止指令(s24)。与快进动作154对应的快进指令包含主轴停止指令(s24:是),因此cpu31输出主轴马达54的断开指令(s25)。因此,主轴9的旋转停止。马达控制部40开始进行快进指令的速度块的移动分配(s17)。马达控制部40利用fir滤波器进行移动速度的加减速处理,向z轴马达53输出驱动电流。因此,刀具4从r点起一边平缓地提高速度一边向上方移动。当快进动作154的速度块的移动分配完成时(s18:是),一个块内的所有移动指令已完成(s19:是),因此cpu31读入下一个块(s1)。当快进动作154完成时,刀具4返回到z100的位置。在所读入的一个块内存在m30时(s2:是),cpu31结束本处理。

如以上所述,在模式b中,数值控制装置30在作为当前动作的快进动作151完成的t44之前输出主轴马达54的接通指令。因此,数值控制装置30能够将时间缩短主轴马达54的通电接通所耗费的时间,因此能够在快进动作151完成的t44后迅速开始进行作为下一动作的攻螺纹动作。

示出模式c的nc程序p3的一例。

cpu31读入一个块的nc程序p3(s1)。nc程序p3的第一行与模式a的nc程序p1的第一行相同,为g00。如图17所示,在t50,马达控制部40开始按采样周期进行快进指令的速度块b8的移动分配(s17)。马达控制部40利用fir滤波器针对各轴进行移动速度的加减速处理,向各马达51~53输出驱动电流。因此,刀具从t50起平缓地进行加速并达到最高速度。当在t51移动分配完成时(s18:是),一个块内的所有移动指令已完成(s19:是),因此cpu31读入nc程序p2的第二行(s1)。第二行为g00的快进指令和m03的主轴旋转指令(s2:否)。因此,cpu31生成包含主轴旋转指令的快进指令来作为内部指令(s3)。cpu31将快进指令输出到马达控制部40(s4)。在t51,主轴马达54为断开状态且正在进行移动(s5:是)。所输出的快进指令包含主轴旋转指令(s6:是),但不为从z轴原点下降(s7:否),因此cpu31在速度块b8的移动分配完成的t51输出主轴马达54的接通指令(s10)。刀具4从t51起平缓地进行减速。在刀具4在t52停止于目标位置之前,主轴马达54成为接通状态。马达控制部40判断刀具4的当前坐标是否到达了目标位置(s11)。在t52刀具4的当前坐标到达了目标位置时(s11:是),cpu31指示主轴马达54的旋转(s12)。主轴马达54开始旋转。当前动作不为从z轴原点下降(s13:否),下一动作不为攻螺纹动作(s14:否),因此cpu31判断下一动作的移动指令是否为快进指令(s15)。下一动作的移动指令为快进指令(s15:是),因此在t52马达控制部40开始进行快进指令的速度块b9的移动分配(s17)。马达控制部40利用fir滤波器针对各轴进行移动速度的加减速处理,向各马达51~53输出驱动电流。因此,刀具4从t52起平缓地进行加速并达到最高速度。当在t53移动分配完成时(s18:是),一个块内的所有移动指令已完成(s19:是),因此cpu31读入nc程序p2的第三行(s1)。第三行为g01的切削进给指令(s2:否)。因此,cpu31生成切削进给指令来作为内部指令(s3)。cpu31将切削进给指令输出到马达控制部40(s4)。在t53,主轴马达54为接通状态且正在进行移动(s5:否)。cpu31判断快进指令是否为最初的移动指令(s20)。快进指令不为最初的移动指令(s20:否),因此cpu31判断刀具4是否到达了快进指令的目标位置(s21)。在t54当前坐标到达了目标位置时(s21:是),下一动作不为攻螺纹退回动作(s22:否),当前主轴9正在进行旋转(s23:是),因此cpu31判断在切削进给指令中是否包含主轴停止指令(s24)。切削进给指令不包含主轴停止指令(s24:否),因此cpu31判断下一动作是否为快进(s26)。下一动作为切削进给(s26:否),因此cpu31判断主轴转速是否达到了目标值(s27)。在t55主轴转速达到了目标值时(s27:是),马达控制部40开始进行切削进给指令的速度块b10的移动分配(s17)。马达控制部40利用fir滤波器针对各轴进行移动速度的加减速处理,向各马达51~53输出驱动电流。因此,刀具4从t55起平缓地进行加速并达到最高速度。当在t56速度块b10的移动分配完成时(s18:是),一个块内的所有内部指令已完成(s19:是),因此cpu31读入nc程序p3的下一个块(s1)。在t57刀具4到达切削进给的目标位置。在所读入的一个块内存在m30时(s2:是),cpu31结束本处理。

如以上所述,在模式c中,数值控制装置30在当前动作完成的t52之前,输出主轴马达54的接通指令。因此,数值控制装置30能够将时间缩短主轴马达54的接通所耗费的时间,因此能够在当前动作完成的t52后迅速使主轴9旋转。在下一动作的快进过程中,主轴转速上升。数值控制装置30在下一动作结束之后主轴转速达到目标值后进行切削进给,因此t54与t55之间为等待时间w2。模式c能够将等待时间w2缩短主轴马达54的接通所耗费的时间。

示出模式d的nc程序p4的一例。

模式d的第一行和第二行与模式c的第一行和第二行相同,因此在本实施方式中省略与模式c相同的部分的说明,使用图18以与模式c的不同之处为中心进行说明。速度块b11与第一行的g00的快进指令对应。刀具4在t60开始移动,在t62到达目标位置。速度块b12与第二行的g00的快进指令和m03的主轴旋转指令对应。刀具4在t62开始旋转且开始移动。当刀具在t63到达目标位置时(s21:是),cpu31判断下一动作是否为攻螺纹退回动作(s22)。速度块b13与第三行的g00的快进指令对应。下一动作为快进,主轴9当前正在进行旋转,下一动作不包含主轴停止指令(s22:否,s23:是,s24:否,s26:是),因此cpu31在t63使马达控制部40开始进行快进指令的速度块b13的移动分配(s17)。在t63,主轴转速没有达到目标值,但继续向目标值上升。刀具4在t64到达目标位置。速度块b14与第四行的g01的切削进给指令对应。在第三行的快进动作(第n+1个动作)结束的t64,主轴转速没有达到目标值。因此,在主轴转速没有达到目标值的期间,刀具4不开始进行速度块b14的移动。在t65,主轴转速达到目标值。因此,刀具4通过在t65开始进行旋转且开始进行移动来对被削件进行切削,在t66到达目标位置。在模式d中,t64与t65之间成为等待时间w3。速度块b11的移动分配在t60开始,在t61完成。下一动作为包含主轴旋转指令的快进。因此,cpu31在t61输出主轴马达54的接通指令。在通过当前动作的快进来使刀具到达目标位置的t62之前,主轴马达54成为接通状态。因此,数值控制装置30能够将时间缩短主轴马达54的接通所耗费的时间,因此能够在当前动作完成的t62后迅速使主轴9旋转。因此,数值控制装置30能够将等待时间w3缩短主轴马达54的接通所耗费的时间。

示出模式e的nc程序p5的一例。

对nc程序p5的第一行进行解释所生成的移动指令为g00的快进指令,对第二行进行解释所生成的内部指令为m03的主轴旋转指令,对第三行进行解释所生成的移动指令为g01的切削进给指令。在模式e中,第一行的动作为当前动作。第二行仅为主轴旋转指令,第三行为切削进给指令,因此将第二行和第三行组合所得到的切削进给成为下一动作。因此,模式e成为与图14所示的模式a相同的行为。在模式e中,数值控制装置30也在作为当前动作的快进完成的t33之前输出主轴马达54的接通指令。因此,数值控制装置30能够将时间缩短主轴马达54的接通所耗费的时间,因此能够将直至开始进行下一动作为止的等待时间w1缩短主轴马达54的接通所耗费的时间。

示出模式f的nc程序p6的一例。

对nc程序p6的第一行进行解释所生成的移动指令为g00的快进指令,对第二行进行解释所生成的内部指令为m03的主轴旋转指令,对第三行进行解释所生成的移动指令为g00的快进指令,对第四行进行解释所生成的移动指令为g01的切削进给指令。在模式f中,第一行的动作也为当前动作。第二行仅为主轴旋转指令,第三行为快进指令,因此将第二行和第三行组合所得到的快进动作成为下一动作。因此,模式f成为与图15所示的模式c相同的行为。在模式f中,数值控制装置30也在作为当前动作的快进完成的t44之前输出主轴马达54的接通指令。因此,数值控制装置30能够将时间缩短主轴马达54的接通所耗费的时间,因此能够在当前动作完成的t44后迅速使主轴9旋转。

示出模式g的nc程序p7的一例,使用图19来进行说明。

nc程序p7的第一行的g100为刀具更换指令。刀具更换动作如上述的那样。如图3所示,在本实施方式中,通过第四工序104在z轴上设定指定位置ps。数值控制装置30在第五工序105中使主轴9旋转。数值控制装置30为了在第五工序105中迅速使主轴9旋转,在第四工序104中进行主轴马达54的接通指令的先行。在第四工序104中,刀具保持件17从主轴9的锥形孔18的下方安装于该锥形孔18。在对主轴9安装刀具保持件17之前,主轴马达54接通。有可能产生用于驱动主轴9的主轴马达54的转矩与上述的机械机构相叠加而发生振荡等影响。因此,优选的是,数值控制装置30在对主轴9安装刀具保持件17之后,输出主轴马达54的接通指令。第四工序104中设定的指定位置ps是可以将主轴马达54设为接通状态的位置。指定位置ps例如是能够利用操作板15自由设定的参数,例如也可以存储于存储装置34等。

如图12所示,cpu31读入一个块的nc程序p7(s1)。在所读入的一个块内不存在m30(s2:否),因此cpu31对所读入的一个块内的g100进行解释,来生成五个内部指令(s3)。五个内部指令为与第一工序101对应的第一快进指令、与第二工序102对应的第二快进指令和主轴停止指令、与第三工序103对应的刀库旋转指令、与第四工序104对应的第三快进指令以及与第五工序105对应的第四快进指令和主轴旋转指令。所生成的内部指令中的第一快进指令~第四快进指令为移动指令。所生成的内部指令存储于ram33。cpu31将第一快进指令输出到马达控制部40(s4)。主轴马达54为断开状态,但刀具4已停止(s5:否),因此cpu31判断第一快进指令是否为最初的移动指令(s20)。第一快进指令为最初的移动指令(s20:是),因此马达控制部40开始进行第一快进指令的速度块的移动分配(s17)。当移动分配完成时(s18:是),一个块内存在没有完成的移动指令(s19:否),因此cpu31将第二快进指令和主轴停止指令输出到马达控制部40(s4)。主轴马达54为断开状态且正在进行移动,第二快进指令不包含旋转指令(s5:是,s6:否),因此cpu31判断第二快进指令是否为最初的移动指令(s20)。第二快进指令不为最初的移动指令(s20:否),因此cpu31判断主轴头7是否到达了作为第一工序101的目标位置的z轴原点(s21)。在主轴头7到达了z轴原点时(s21:是),下一动作不为攻螺纹退回动作(s22:否),主轴9为断开状态(s22:否),因此马达控制部40开始进行第二快进指令的移动分配(s17)。主轴头7开始从z轴原点朝向atc原点移动。当移动分配完成时(s18:是),在一个块内存在没有完成的内部指令(s19:否),因此cpu31将第三快进指令输出到马达控制部40(s4)。当前的主轴马达54为断开状态且主轴头7正在进行移动(s5:是),但是第三快进指令不包含主轴旋转指令(s6:否),因此cpu31判断第三快进指令是否为最初的移动指令(s20)。第三快进指令不为最初的移动指令(s20:否),因此cpu31判断主轴头7是否到达了作为第二工序102的目标位置的atc原点(s21)。当主轴头7到达atc原点时(s21:是),下一动作不为攻螺纹退回动作(s22:否),主轴9没有进行旋转(s23:否)。因此,在作为第三工序103的刀库基部71的旋转动作完成之后,马达控制部40在t70开始进行第三快进指令的速度块b15的移动分配(s17)。主轴头7开始从atc原点朝向z轴原点下降。当在t71速度块b15的移动分配完成时(s18:是),在一个块内存在没有完成的内部指令(s19:否),因此cpu31将第四快进指令输出到马达控制部40(s4)。当前的主轴马达54为断开状态且主轴头7正在进行移动(s5:是),第四快进指令包含主轴旋转指令(s6:是),因此cpu31判断第四快进指令是否为从z轴原点下降(s7)。第四快进指令为从z轴原点下降(s7:是),因此马达控制部40开始进行第四快进指令的速度块b16的移动分配(s8)。速度块b16是使主轴头7在t72到达z轴原点之前低速移动并从z轴原点起高速移动的速度块。因此,在从t71起使速度块b15的速度平缓地进行减速但使速度块b16的速度平缓地进行加速的t71~t72之间,移动速度固定。

cpu31判断主轴头7的当前坐标是否为指定位置ps以下(s9)。在当前坐标比指定位置ps高时(s9:否),cpu31返回到s9进行待机。在t711当前坐标变为指定位置ps以下时(s9:是),刀具保持件17已经安装于主轴9,因此cpu31输出主轴马达54的接通指令(s10)。因此,数值控制装置30防止用于将刀具保持件17安装并固定于主轴9的上述机械机构与主轴马达54的接通状态时的转矩相叠加而发生振荡,因此不对机械机构施加负荷。

cpu31判断主轴头7是否到达了作为第四工序104的目标位置的z轴原点(s11)。在没有到达z轴原点的期间(s11:否),cpu31返回到s11进行待机。在t72到达了z轴原点时(s11:是),cpu31对主轴马达54指示旋转(s12)。正在执行的动作为第五工序105且为从z轴原点下降(s13:是),因此cpu31判断第四快进指令的速度块b16的移动分配是否已完成(s18)。在t73速度块b16的移动分配完成时(s18:是),一个块内的所有内部指令已完成(s19:是),因此cpu31返回到s1,读入nc程序p7的第二行的块。第二行为g01的切削进给指令,不为m30(s2:否),因此cpu31对所读入的第二行的g01进行解释,生成切削进给指令来作为内部指令(s3)。cpu31将切削进给指令输出到马达控制部40(s4)。主轴头7正在进行移动,但主轴马达54已经成为接通状态(s5:否),因此cpu31判断切削进给指令是否为最初的移动指令(s20)。切削进给指令不为最初的移动指令(s20:否),因此cpu31判断主轴头7是否到达了第五工序105的目标位置(z20)(s21)。在到达了目标位置时(s21:是),作为下一动作的切削进给不为攻螺纹退回动作(s22:否),主轴9正在进行旋转(s23:是),切削进给指令不包含主轴停止指令(s24:否),因此cpu31判断下一动作是否为快进(s26)。下一动作为切削进给动作(s26:否),因此cpu31判断主轴转速是否为目标值以上(s27)。在主轴转速小于目标值时(s27:否),cpu31返回到s27进行待机。因此,在主轴转速小于目标值的期间,主轴头7停止。在t75主轴转速变为目标值以上时(s27:是),马达控制部40开始进行切削进给指令的速度块b17的移动分配(s17)。在模式g中,t74与t75之间成为等待时间w4。主轴头7开始朝向目标位置移动,因此刀具4进行旋转来对被削件进行切削。当速度块b17的移动分配完成时(s18:是),nc程序p7的第二行的一个块内的所有移动指令已完成(s19:是),因此cpu31读入nc程序p7的下一个块(s1)。在所读入的下一个块为m30时(s2:是),数值控制装置30结束本处理。主轴头7在t76结束切削进给动作。

如以上所述,在模式g中,数值控制装置30在通过刀具更换动作的下降工序从atc原点朝向z轴原点下降的当前动作完成的t72之前,输出主轴马达54的接通指令。因此,数值控制装置30能够将时间缩短主轴马达54的接通所耗费的时间,因此能够在主轴头7到达z轴原点的t72之后迅速使主轴9旋转。t74~t75的等待时间w4为从主轴转速达到目标值所需要的时间减去主轴头7的移动时间(从z轴原点移动到目标位置所需要的时间)所得到的时间。因此,数值控制装置30能够将等待时间w4缩短主轴马达54的接通所耗费的时间。

在本实施方式中,作为对nc程序按块进行解释来生成多个移动指令的例子,说明了模式b的攻螺纹指令(g77)和模式g的刀具更换指令(g100),但例如在钻孔指令(s81)中也通过cpu31的解释来生成三个移动指令。在本实施方式中,以下示出使用了钻孔指令的钻孔动作的nc程序的一例。

如图20所示,钻孔动作例如具备快进动作201、切削进给动作202以及快进动作203这三个动作。快进动作201例如是使主轴9旋转并且从z100向z40的基准点(r点)以快进方式移动的动作。切削进给动作202例如是从r点向z20移动且使主轴9向一个方向旋转来对被削件开孔的动作。快进动作203是使主轴9不进行旋转地从孔底以快进方式向z100退回地进行移动的动作。因此,cpu31对钻孔指令进行解释,来生成与快进动作201、切削进给动作202以及快进动作203这三个动作分别对应的三个内部指令。

与快进动作201对应的内部指令需要使主轴9旋转,因此包含主轴旋转指令。因此,通过在快进动作201之前设定轴移动的动作(例如快进等),钻孔动作与模式a的动作对应。此时,数值控制装置30在开始进行快进动作201之前,能够使主轴马达54的接通指令先行,因此能够缩短直至开始进行作为下一动作的快进动作201为止的等待时间w1。

在以上说明中,数值控制装置30的cpu31是本发明的控制部的一例。机床1是本发明的设备的一例。执行s5的处理的cpu31是本发明的第一判断部的一例。执行s6的处理的cpu31是本发明的第二判断部的一例。执行s10的处理的cpu31是本发明的通电控制部的一例。执行s12的处理的cpu31是本发明的旋转执行部的一例。操作板15是本发明的设定部的一例。

在模式b中,快进动作151的快进指令是本发明的轴移动指令的一例。攻螺纹动作152的攻螺纹指令是本发明的切削进给指令的一例。攻螺纹动作153的攻螺纹指令是本发明的退出指令的一例。在模式g中,第一工序101是本发明的第一上升动作的一例。第二工序102是本发明的第二上升动作的一例。第三工序103是本发明的旋转动作的一例。第四工序104是本发明的第一下降动作的一例。第五工序105是本发明的第二下降动作的一例。z轴原点是本发明的设备原点的一例。指定位置ps是能够将马达的通电从断开状态切换为接通状态的范围的上限值的一例。

如以上所说明的那样,本实施方式的数值控制装置30的cpu31对nc程序的控制指令进行解释,来生成移动指令等内部指令,按照所生成的内部指令来控制机床1的动作。机床1具有用于安装支承刀具4的刀具保持件17的主轴9。cpu31判断主轴马达54的通电是否为断开状态且机床1的当前的动作是否为轴移动。在判断为通电为断开状态且机床1的当前的动作为轴移动时,cpu31判断在下一动作的移动指令中是否包含主轴旋转指令。在判断为在下一动作的移动指令中包含主轴旋转指令时,cpu31在轴移动完成之前,将主轴马达54的通电从断开状态切换为接通状态。因此,数值控制装置30能够缩短直至在下一动作中主轴马达54成为接通状态使主轴9旋转为止的待机时间。

本发明不限于上述实施方式,能够进行各种变形。上述实施方式的模式a~g是主轴马达54为断开状态且当前动作为轴移动且下一动作为包含主轴旋转指令的动作的对象动作模式的例示,也可以是这些模式以外的动作模式。nc程序p1~p7是用于执行模式a~g的动作模式的nc程序的一例,不限定于这些nc程序p1~p7。nc程序中的g指令、m指令等控制指令也是例示,也可以通过这些指令以外的控制指令来设定动作。

上述实施方式的数值控制装置30针对所运算出的各轴的移动速度,进行通过移动平均滤波器使速度变化平滑的加减速处理。在图9所示的加减速处理的例子中,为了便于说明,以利用一阶移动平均滤波器进行了处理的情况为例进行了说明,但也可以利用二阶以上的移动平均滤波器进行处理。因此,数值控制装置30能够进一步吸收刀具4的移动速度的急剧的变化,因此能够有效地抑制机床1的振动。

在上述实施方式中,在模式g中,在第四工序104中设定了可以将主轴马达54接通的指定位置ps,但也可以不设定指定位置ps。即,也可以省略图12的s9的判断处理。

在本实施方式中,也可以将微型计算机、asic(应用专用集成电路)、fpga(现场可编程门阵列)等用作处理装置,来代替cpu31。关于移动控制处理,也可以利用多个处理装置进行分散处理。用于存储程序的rom32例如也可以由hdd和/或存储装置34等快闪存储器等其它非暂时性的存储介质构成。非暂时性的存储介质只要是能够与存储信息的期间无关地保留住信息的存储介质即可。非暂时性的存储介质也可以不包含暂时性的存储介质(例如,所传输的信号)。移动控制程序例如也可以从与未图示的网络连接的服务器进行下载(即,作为传输信号发送)后存储到存储装置34等。在该情况下,将移动控制程序保存在设置于服务器中的hdd等非暂时性的存储介质中即可。

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