数控装置的制作方法

本发明涉及对工作机械进行控制的数控装置。

背景技术：

工作机械按照由数控装置实现的控制，对作为加工对象的工件进行切削。具体地说，刀具安装于工作机械，使工作机械中的刀具移动的机构按照由数控装置实现的控制进行动作，由此刀具的位置移动，进行工件的切削加工。例如，工作机械是车床或加工中心。例如，工件由金属形成。

在进行工件的切削加工时产生切屑。如果切屑缠绕于刀具及工件中的一方或双方，则切削加工的精度降低、刀具的损坏或加工负载上升成为引起警报的发生的要因，因此需要将在工作机械所具有的容器中存留的切屑定期地去除。

以往，提出了一种具有切屑输送机的切屑排出装置，该切屑输送机的切屑的排出侧的位置低于切屑的接收侧的位置(例如，参照专利文献1)。以往，还提出了一种加工机系统，其基于加工程序对切屑的堆积量进行推定，如果推定出的切屑的堆积量达到预先决定的量，则通过机器人对切屑进行回收(例如，参照专利文献2)。

专利文献1：日本特开2016－221662号公报

专利文献2：日本特开2016－168661号公报

技术实现要素：

但是，上述的切屑排出装置具有切屑输送机，因此具有规模比较大这样的问题。上述的加工机系统也需要机器人，因此需要用于对机器人进行设置的空间，具有规模比较大这样的问题。在能够对工作机械进行设置的区域有限的情况下，难以利用切屑输送机或机器人。

在无法利用切屑输送机或机器人的情况下，作业者需要对切屑的堆积量进行确认。在工作机械具有的容器中所存留的切屑的堆积量比较少，无需从容器将切屑去除的情况下，由作业者进行的切屑的堆积量的确认是多余的作业。如果作业者懈怠对切屑的堆积量进行确认，则切屑会从容器溢出，如上述所示，可能引起切削加工的精度降低、刀具的损坏或警报的发生。关于相连的切屑，变得容易产生空隙，因此存在下述倾向，即，相连的切屑的体积变得比断开为多个切片(chip)的切屑的体积大。即，切屑的堆积量依赖于切屑的形状。要求提供一种无需将用于去除切屑的装置追加于工作机械，辅助作业者在适当的定时去除切屑的装置。

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，得到一种辅助作业者在适当的定时去除切屑的数控装置。

为了解决上述的课题并达到目的，本发明是一种数控装置，其具有推定部，该推定部基于在工作机械安装的刀具切削工件时的加工条件、和在刀具切削工件时向用于使工作机械所具有的轴运动的电动机施加的电流的值，对刀具切削工件时的切屑的堆积量进行推定。本发明还具有校正部，该校正部基于对刀具切削工件时的切屑的形状进行确定的加工模式，对由推定部推定出的切屑的堆积量进行校正。

发明的效果

本发明所涉及的数控装置具有下述效果，即，能够辅助作业者在适当的定时去除切屑。

附图说明

图1是表示实施方式所涉及的数控装置的结构的图。

图2是将实施方式所涉及的工作机械的侧面模式化而表示的图。

图3是用于对实施方式所涉及的加工模式进行说明的图。

具体实施方式

下面，基于附图，对本发明的实施方式所涉及的数控装置详细地进行说明。此外，本发明并不受本实施方式限定。

实施方式.

图1是表示实施方式所涉及的数控装置1的结构的图。数控装置1是对工作机械2进行控制的装置。在图1中还示出工作机械2。在实施方式中，数控装置1对安装于工作机械2的刀具切削作为加工对象的工件时的工作机械2进行控制，并且对刀具切削工件时的切屑的堆积量进行推测。在图1中没有示出刀具及工件。关于刀具及工件，在后面使用图2进行说明。

在对数控装置1的结构进行说明前，对工作机械2的结构进行说明。工作机械2具有对刀具进行安装的刀架，并且具有用于使刀架移动的x轴21、y轴22及z轴23。x轴21、y轴22及z轴23各自没有对方向进行定义，是工作机械2的结构要素。x轴21、y轴22及z轴23各自与其他两个轴正交。在图1中没有示出刀架。关于刀架，在后面使用图2进行说明。

工作机械2还具有对工件进行安装的主轴24。主轴24没有对方向进行定义，是工作机械2的结构要素。主轴24进行旋转。工作机械2还具有对x轴21进行驱动的x轴电动机25、对y轴22进行驱动的y轴电动机26、对z轴23进行驱动的z轴电动机27和对主轴24进行驱动的主轴电动机28。

工作机械2还具有对x轴电动机25施加电流的x轴放大器29、对y轴电动机26施加电流的y轴放大器30、对z轴电动机27施加电流的z轴放大器31和对主轴电动机28施加电流的主轴放大器32。x轴电动机25基于从x轴放大器29施加的电流进行动作，y轴电动机26基于从y轴放大器30施加的电流进行动作，z轴电动机27基于从z轴放大器31施加的电流进行动作，主轴电动机28基于从主轴放大器32施加的电流进行动作。

下面，对数控装置1的结构进行说明。数控装置1具有接收部11，该接收部11从数控装置1的外部接收第1信息和第2信息，该第1信息表示在工作机械2安装的刀具对工件进行切削时的加工条件，该第2信息表示对刀具切削工件时的切屑的形状进行确定的加工模式。例如，加工条件表示工件的形状、工件的材质、刀具的形状、刀具的材质、刀具对工件进行切削时的进刀量、刀具的进给速度、工作机械2所具有的x轴21、y轴22及z轴23各自的移动量、x轴21、y轴22及z轴23各自的移动速度和工作机械2所具有的主轴24的每单位时间的旋转数中的一部分或全部。关于加工模式，在后面使用图3进行说明。

数控装置1还具有存储部12，该存储部12对由接收部11接收到的第1信息及第2信息进行存储。存储部12的一个例子是闪存存储器。数控装置1还具有指令部13，该指令部13基于在存储部12中存储的第1信息所示的加工条件和在存储部12中存储的第2信息所示的加工模式，对用于控制工作机械2所具有的x轴21、y轴22、z轴23及主轴24各自的动作的指令值进行计算。

数控装置1还具有通信部14，该通信部14将表示由指令部13计算出的指令值的信息发送至x轴放大器29、y轴放大器30、z轴放大器31及主轴放大器32。具体地说，通信部14将表示由指令部13计算出的用于对x轴21的动作进行控制的x轴指令值的信息发送至x轴放大器29，将表示由指令部13计算出的用于对y轴22的动作进行控制的y轴指令值的信息发送至y轴放大器30。通信部14将表示由指令部13计算出的用于对z轴23的动作进行控制的z轴指令值的信息发送至z轴放大器31，将表示由指令部13计算出的用于对主轴24的动作进行控制的主轴指令值的信息发送至主轴放大器32。

x轴放大器29从通信部14对表示x轴指令值的信息进行接收，将与x轴指令值相对应的电流施加至x轴电动机25。y轴放大器30从通信部14对表示y轴指令值的信息进行接收，将与y轴指令值相对应的电流施加至y轴电动机26。z轴放大器31从通信部14对表示z轴指令值的信息进行接收，将与z轴指令值相对应的电流施加至z轴电动机27。主轴放大器32从通信部14对表示主轴指令值的信息进行接收，将与主轴指令值相对应的电流施加至主轴电动机28。

x轴电动机25将基于从x轴放大器29施加的电流的动力经由传递机构传递至x轴21，对x轴21进行驱动。在图1中没有示出传递机构。传递机构的一个例子是滚珠丝杠。同样地，y轴电动机26将基于从y轴放大器30施加的电流的动力经由传递机构传递至y轴22，对y轴22进行驱动。z轴电动机27将基于从z轴放大器31施加的电流的动力经由传递机构传递至z轴23，对z轴23进行驱动。主轴电动机28将基于从主轴放大器32施加的电流的动力传递至主轴24，对主轴24进行驱动。即，x轴电动机25使x轴21运动，y轴电动机26使y轴22运动，z轴电动机27使z轴23运动，主轴电动机28使主轴24运动。

即，数控装置1按照加工条件和加工模式对工作机械2进行控制。工作机械2按照由数控装置1实现的控制对刀具及工件进行驱动。在工作机械2安装的刀具，按照加工条件和加工模式对工件进行切削。

x轴放大器29将表示施加至x轴电动机25的电流的值的x轴电流信息发送至通信部14，y轴放大器30将表示施加至y轴电动机26的电流的值的y轴电流信息发送至通信部14。z轴放大器31将表示施加至z轴电动机27的电流的值的z轴电流信息发送至通信部14，主轴放大器32将表示施加至主轴电动机28的电流的值的主轴电流信息发送至通信部14。

数控装置1还具有推定部15，该推定部15基于在存储部12中存储的第1信息所示的加工条件、x轴电流信息、y轴电流信息、z轴电流信息及主轴电流信息各自所示的电流的值，对刀具切削工件时的切屑的堆积量进行推定。即，推定部15基于加工条件、在刀具对工件进行切削时向用于使工作机械2所具有的轴运动的电动机施加的电流的值，对刀具切削工件时的切屑的堆积量进行推定。该轴的至少一个是主轴24。该轴可以包含主轴24、x轴21、y轴22及z轴23中的一部分或全部。该电动机的至少一个是主轴电动机28。该电动机可以包含主轴电动机28、x轴电动机25、y轴电动机26及z轴电动机27中的一部分或全部。

具体地说，通信部14从x轴放大器29接收x轴电流信息，从y轴放大器30接收y轴电流信息，从z轴放大器31接收z轴电流信息，从主轴放大器32接收主轴电流信息，将x轴电流信息、y轴电流信息、z轴电流信息及主轴电流信息发送至推定部15。推定部15从通信部14接收x轴电流信息、y轴电流信息、z轴电流信息及主轴电流信息。推定部15基于加工条件、从通信部14接收到的x轴电流信息、y轴电流信息、z轴电流信息及主轴电流信息各自所示的电流的值，对切屑的堆积量进行推定。

在进行工件的切削加工时，与切削相对应的负载施加于主轴24，因此主轴电动机28需要产生比较大的输出，因此主轴电流信息所示的电流的值变得比较大。换言之，正在进行工件的切削加工的情况下的主轴电流信息所示的电流的值，大于没有进行工件的切削加工的情况下的主轴电流信息所示的电流的值。下面，将与切削相对应的负载记载为“切削负载”。

正在进行工件的切削加工的情况下的主轴电流信息所示的电流的值假定为第1值，且没有进行工件的切削加工的情况下的主轴电流信息所示的电流的值假定为第2值。如上述所示，正在进行工件的切削加工的情况下的主轴电流信息所示的电流的值，大于没有进行工件的切削加工的情况下的主轴电流信息所示的电流的值。即，第1值大于第2值。

即，通过对主轴电流信息所示的电流的值是第1值还是第2值进行判断，从而能够对是否正在进行工件的切削加工进行判断。进一步说，通过对主轴电流信息所示的电流的值是第1值还是第2值进行判断，从而能够对是否正在产生切屑进行判断。即，切屑的堆积量与主轴电流信息所示的电流的值为第1值的时间具有相关性。换言之，在主轴电流信息所示的电流的值和切屑的堆积量具有相关性。如上述所示，在向刀具切削工件时的用于使工作机械2所具有的轴运动的电动机施加的电流的值和切屑的堆积量存在相关性。

例如，加工条件表示工件的材质。切屑的堆积量依赖于工件的材质。例如，加工条件表示刀具切削工件时的进刀量。如果进刀量相对地越多，则切屑的堆积量相对地越多，如果进刀量相对地越少，则切屑的堆积量相对地越少。如上述所示，在加工条件和切屑的堆积量存在相关性。

如上述所示，在向刀具切削工件时的用于使工作机械2所具有的轴运动的电动机施加的电流的值和切屑的堆积量存在相关性，且在加工条件和切屑的堆积量存在相关性。推定部15基于加工条件、在刀具切削工件时向用于使工作机械2所具有的轴运动的电动机施加的电流的值，对刀具切削工件时的切屑的堆积量进行推定。如上述所示，该轴的至少一个是主轴24。该轴可以包含主轴24、x轴21、y轴22及z轴23中的一部分或全部。该电动机的至少一个是主轴电动机28。该电动机可以包含主轴电动机28、x轴电动机25、y轴电动机26及z轴电动机27中的一部分或全部。

数控装置1还具有校正部16，该校正部16基于在存储部12中存储的第2信息所示的加工模式，对由推定部15推定出的切屑的堆积量进行校正。如上述所示，加工模式对刀具切削工件时的切屑的形状进行确定。关于校正部16的功能的详细内容，与加工模式的例子一起，在后面使用图3进行说明。

数控装置1还具有判断部17，该判断部17对由校正部16进行了校正后的切屑的堆积量是否大于或等于预先决定的量进行判断。判断部17具有存储部。存储部的一个例子是闪存存储器。该存储部预先存储有表示预先决定的量的信息。判断部17基于在该存储部中存储的信息，对由校正部16进行了校正后的切屑的堆积量是否大于或等于预先决定的量进行判断。

数控装置1还具有通知部18，该通知部18将表示由校正部16进行了校正后的切屑的堆积量大于或等于预先决定的量的信息通知给数控装置1的外部。通知部18在通过判断部17判断为由校正部16进行了校正后的切屑的堆积量大于或等于预先决定的量的情况下，对表示切屑的堆积量大于或等于预先决定的量的信息进行通知。

例如，通知部18使用声音或光，对表示由校正部16进行了校正后的切屑的堆积量大于或等于预先决定的量的信息进行通知。通知部18可以具有扬声器或灯，使用扬声器或灯，对表示由校正部16进行了校正后的切屑的堆积量大于或等于预先决定的量的信息进行通知。

下面，对工作机械2、刀具t及工件w进行说明。图2是将实施方式所涉及的工作机械2的侧面模式化而表示的图。如上述所示，工作机械2具有x轴21、y轴22、z轴23、主轴24、x轴电动机25、y轴电动机26、z轴电动机27、主轴电动机28、x轴放大器29、y轴放大器30、z轴放大器31及主轴放大器32。在图2中，将与x轴21平行的一个朝向表示为“x”，将与z轴23平行的一个朝向表示为“z”。

工作机械2还具有对刀具t进行安装的刀架33和对刀架33进行驱动的传递机构34。具体地说，传递机构34将来自x轴电动机25的动力传递至x轴21，使刀架33在与x轴21平行的方向移动。在图2中没有示出，但工作机械2还具有使刀架33在与y轴22平行的方向移动的传递机构和使刀架33在与z轴23平行的方向移动的传递机构。在图2中还示出了主轴24。主轴24以旋转轴c为中心沿圆弧的箭头a的朝向进行旋转。旋转轴c包含主轴24的中心轴。图2示出将工件w安装于主轴24的状况。图2还示出了将刀具t安装于刀架33的状况。刀具t是用于对工件w进行切削的切削刀具。

工作机械2按照由数控装置1实现的控制进行动作，安装有工件w的主轴24以旋转轴c为中心在圆弧的箭头a的朝向进行旋转，刀具t与伴随主轴24的旋转而旋转的工件w接触，由此刀具t对工件w进行切削。

下面，对加工模式进行说明。图3是用于对实施方式所涉及的加工模式进行说明的图。在实施方式中，对第1加工模式和第2加工模式进行定义。第1加工模式是下述模式，即，工件w为圆柱，且在圆柱的中心轴与主轴24的中心轴一致的状态下工件w安装于主轴24，刀具t对工件w进行切削。第2加工模式是下述模式，即，工件w是圆柱以外的柱，且与该柱的中心轴正交的剖面为椭圆，在该柱的中心轴与主轴24的中心轴一致的状态下工件w安装于主轴24，刀具t对工件w进行切削。

换言之，在工件w为圆柱的情况下，进行通过第1加工模式实现的切削加工，在工件w为圆柱以外的柱、且与该柱的中心轴正交的剖面为椭圆的情况下，进行通过第2加工模式实现的切削加工。图3是关于通过第1加工模式实现的切削加工和通过第2加工模式实现的切削加工，各自示出电动机的旋转方向、电流的用途和切屑的形状。即，第1加工模式和第2加工模式各自对电动机的旋转方向和切屑的形状的关系进行确定，对在电动机中流动的电流的用途和切屑的形状的关系进行确定，且对电动机的旋转方向及在电动机中流动的电流的用途和切屑的形状的关系进行确定。

在通过第1加工模式实现的切削加工中，伴随工件w的旋转，刀具t在向图2的方向x的朝向移动之后在方向z的朝向移动，因此与x轴21相对应的x轴电动机25的旋转方向、与z轴23相对应的z轴电动机27的旋转方向都是单向。与主轴24相对应的主轴电动机28的旋转方向也是单向。x轴电动机25、z轴电动机27及主轴电动机28的旋转方向是单向，因此无需产生加速扭矩、减速扭矩。

即，在x轴电动机25、z轴电动机27及主轴电动机28中流动的电流，是由切削负载决定的电流。换言之，在通过第1加工模式实现的切削加工中，在x轴电动机25、z轴电动机27及主轴电动机28中流动的电流用于切削负载。在通过第1加工模式实现的切削加工中，由于刀具t与工件w持续接触，因此刀具t对工件w进行切削时的切屑的形状为螺旋状。即，切屑相连。

在通过第2加工模式实现的切削加工中，工件w的剖面为椭圆，因此在工件w旋转时，刀具t需要与工件w的旋转同步地在工件w的径向进行往复运动。具体地说，在工件w旋转1周时，刀具t需要在工件w的径向往复2次。即，在工件w旋转1周期间，刀架33需要在与x轴21平行的方向往复2次。进一步说，x轴21需要往复2次。即，在通过第2加工模式实现的切削加工中，与x轴21相对应的x轴电动机25的旋转方向为双向。与z轴23相对应的z轴电动机27的旋转方向和与主轴24相对应的主轴电动机28的旋转方向是单向。

在通过第2加工模式实现的切削加工中，与x轴21相对应的x轴电动机25的旋转方向为双向，因此传递机构34的惯量增加，需要产生加速扭矩及减速扭矩。因此，需要对x轴电动机25施加用于产生加速扭矩及减速扭矩的电流，且也需要使电流的大小周期性地变化。即，在通过第2加工模式实现的切削加工中，在x轴电动机25中流动的电流用于切削负载及加减速，在z轴电动机27及主轴电动机28中流动的电流用于切削负载。在通过第2加工模式实现的切削加工中，刀具t从工件w分离的状况周期性地发生，因此刀具t对工件w进行切削时的切屑的形状为切片状。即，切屑断开为多个切片。

在通过第2加工模式实现的切削加工中，如上述所示刀具t进行往复运动，因此在图3的对第2加工模式进行说明的部位记载有称为“振动车削”的用语。在图3的对第1加工模式进行说明的部位，为了与“振动车削”对比而记载有称为“通常车削”的用语。

在实施方式中，校正部16对在存储部12中存储的第2信息所示的加工模式是第1加工模式和第2加工模式中的哪一个进行确定。校正部16基于确定出的加工模式，对切屑相连还是断开为多个切片进行判别，基于判别的结果，对由推定部15推定出的切屑的堆积量进行校正。

如上述所示，实施方式所涉及的数控装置1，基于加工条件和在刀具t对工件w进行切削时的向工作机械2所包含的电动机施加的电流的值，对刀具t切削工件w时的切屑的堆积量进行推定，基于加工模式对推定出的切屑的堆积量进行校正。具体地说，数控装置1基于加工模式，对切屑相连还是断开为多个切片进行判别，基于判别的结果对切屑的堆积量进行校正。

即使切屑的质量相同，关于相连的切屑也变得容易产生空隙，因此存在下述倾向，即，相连的切屑的体积变得比断开为多个切片的切屑的体积大。如上述所示，数控装置1基于加工模式对切屑相连还是断开为多个切片进行判别，基于判别的结果对切屑的堆积量进行校正，因此能够对更准确的切屑的堆积量进行推测。因此，数控装置1能够将去除切屑的适当的定时通知给作业者。即，数控装置1具有下述效果：能够辅助作业者在适当的定时去除切屑。

此外，在上述的实施方式中，通信部14将表示用于对x轴21的动作进行控制的x轴指令值的信息发送至x轴放大器29，将表示用于对y轴22的动作进行控制的y轴指令值的信息发送至y轴放大器30，将表示用于对z轴23的动作进行控制的z轴指令值的信息发送至z轴放大器31，将表示用于对主轴24的动作进行控制的主轴指令值的信息发送至主轴放大器32。但是，通信部14也可以将表示x轴指令值的信息、表示y轴指令值的信息、表示z轴指令值的信息及表示主轴指令值的信息发送至x轴放大器29、y轴放大器30、z轴放大器31及主轴放大器32中的任一个。在该情况下，表示x轴指令值的信息、表示y轴指令值的信息、表示z轴指令值的信息及表示主轴指令值的信息，在x轴放大器29、y轴放大器30、z轴放大器31及主轴放大器32间进行收发。

同样地，也可以是x轴电流信息、y轴电流信息、z轴电流信息及主轴电流信息在x轴放大器29、y轴放大器30、z轴放大器31及主轴放大器32间进行收发，x轴电流信息、y轴电流信息、z轴电流信息及主轴电流信息集中于x轴放大器29、y轴放大器30、z轴放大器31及主轴放大器32中的任一个。在该情况下，通信部14从x轴放大器29、y轴放大器30、z轴放大器31及主轴放大器32中的任一个对x轴电流信息、y轴电流信息、z轴电流信息及主轴电流信息进行接收。

在图3中，第1加工模式和第2加工模式各自对电动机的旋转方向和切屑的形状的第1关系进行确定，对在电动机中流动的电流的用途和切屑的形状的第2关系进行确定，且对电动机的旋转方向及在电动机中流动的电流的用途和切屑的形状的第3关系进行确定。但是，加工模式对上述的第1关系、上述的第2关系和上述的第3关系的任一个进行确定即可。

在上述的实施方式中，表示预先决定的量的信息预先存储于判断部17的存储部，判断部17对由校正部16校正后的切屑的堆积量是否大于或等于预先决定的量进行判断。但是，也可以是接收部11从数控装置1的外部接收表示预先决定的量的信息，将由接收部11接收到的表示预先决定的量的信息存储于判断部17的存储部。在该情况下，作业者能够自由地决定预先决定的量，因此能够对去除切屑的定时进行变更。

接收部11也可以从数控装置1的外部接收用于对切屑的堆积量进行校正的信息。校正部16在接收部11接收到用于对切屑的堆积量进行校正的信息的情况下，基于加工模式和由接收部11接收到的信息对切屑的堆积量进行校正。在该情况下，作业者掌握实际的切削加工而将用于对切屑的堆积量进行校正的信息输入至数控装置1，由此能够使数控装置1推测更准确的切屑的堆积量。换言之，数控装置1能够基于用于对切屑的堆积量进行校正的信息，对更准确的切屑的堆积量进行推测。

数控装置1也可以具有下述功能，即，在通过判断部17判断为由校正部16进行校正后的切屑的堆积量大于或等于预先决定的量的情况下，使工作机械2的动作停止。

以上的实施方式所示的结构，表示本发明的内容的一个例子，也能够与其他公知技术进行组合，在不脱离本发明的主旨的范围，也能够对结构的一部分进行省略或变更。

标号的说明

1数控装置，2工作机械，11接收部，12存储部，13指令部，14通信部，15推定部，16校正部，17判断部，18通知部，21x轴，22y轴，23z轴，24主轴，25x轴电动机，26y轴电动机，27z轴电动机，28主轴电动机，29x轴放大器，30y轴放大器，31z轴放大器，32主轴放大器，33刀架，34传递机构，a圆弧的箭头，c旋转轴，t刀具，w工件。