[發明專利]數值控制裝置以及數值控制裝置的控制方法

有效

• 申請號: 201110420746.4
• 申請日: 2011-12-13
• 公開（公告）號: CN102554668A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 阿久澤智規
• 申請（專利權）人: 兄弟工業株式會社
• 主分類號: B23Q3/155
• 分類號: B23Q3/155;G05B19/18
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

技術領域

本發明涉及一種數值控制裝置以及數值控制裝置的控制方法。

背景技術

數值控制裝置在要進行自動換刀(自動工具交換)時，預先執行主軸定向動作。數值控制裝置需要將主軸停止在能夠進行換刀的旋轉角度位置處。

數值控制裝置在換刀時將向Z軸原點的上升動作以及主軸定向動作同時進行。Z軸原點是Z軸的機械原點。數值控制裝置在主軸定向動作完成之后，開始減慢向Z軸原點的上升動作的速度。之后，數值控制裝置開始進行向ATC(換刀)位置的上升動作。向ATC位置的上升動作只有在主軸定向動作完成時才可以開始。因此，在主軸轉速較快時或者上升至Z軸原點的上升距離較小時，有時即使在向Z軸原點的上升動作已結束的狀態下主軸定向動作也尚未完成。向ATC位置的上升動作等到主軸定向動作完成后才開始進行。因此換刀所需的時間變長。例如，日本專利公開2010年69545號公報公開了一種在比向Z軸原點的上升動作早的階段開始進行主軸定向動作的機床。

主軸轉速越快，主軸定向動作所需的時間越長。機床要等到主軸定向動作完成后才開始進行向ATC位置的上升動作。因此無法縮短換刀周期。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠可靠地縮短換刀所需的時間的數值控制裝置以及數值控制裝置的控制方法。

第一發明的數值控制裝置具備主軸電動機、主軸頭移動電動機以及控制部。主軸電動機對具有刀具的主軸進行旋轉驅動。主軸頭移動電動機對主軸頭進行移動驅動。主軸頭以主軸能夠旋轉的方式支承主軸。控制部根據加工程序來控制主軸電動機和主軸頭移動電動機。控制部具備換刀指令判斷部、主軸定向動作部以及主軸頭移動控制部。換刀指令判斷部根據加工程序判斷接下來的指令是否為換刀指令。在換刀指令判斷部判斷為接下來的指令是換刀指令時，主軸定向動作部開始進行主軸定向動作。主軸定向動作是主軸電動機使主軸停止在規定的停止位置的動作。由主軸定向動作部進行的主軸定向動作在主軸頭通過機床的機械原點之前完成。主軸頭移動控制部對主軸頭移動電動機進行控制，使得在主軸定向動作完成的時刻，主軸頭以預先設定的速度通過機械原點。因此，數值控制裝置能夠可靠地縮短換刀時間。

在第二發明的數值控制裝置中，主軸頭移動控制部具備到達原點所需時間計算部、定向所需時間估計部、以及移動開始時刻決定部。到達原點所需時間計算部根據主軸頭從當前的位置至機械原點的移動量、主軸頭的移動速度達到上述預先設定的速度所需的時間以及上述預先設定的速度，來計算到達原點所需時間。到達原點所需時間是主軸頭以上述預先設定的速度到達機械原點所需的時間。定向所需時間估計部根據主軸的轉速來估計定向所需時間。定向所需時間是主軸定向動作部完成主軸定向動作所需的時間。移動開始時刻決定部根據到達原點所需時間和定向所需時間，來決定主軸頭開始向機械原點移動的時刻。因此，主軸頭在主軸定向動作完成的時刻能夠以預先設定的速度通過原點。

第三發明是由數值控制裝置進行的數值控制裝置的控制方法。數值控制裝置具備主軸電動機、主軸頭移動電動機以及控制部。主軸電動機對具有刀具的主軸進行旋轉驅動。主軸頭移動電動機對主軸頭進行移動驅動。主軸頭以主軸能夠旋轉的方式支承主軸。控制部根據加工程序來控制主軸電動機和主軸頭移動電動機。控制方法包括換刀指令判斷步驟、主軸定向動作步驟以及主軸頭移動控制步驟。換刀指令判斷步驟根據加工程序判斷接下來的指令是否為換刀指令。在換刀指令判斷步驟判斷為接下來的指令是換刀指令時，主軸定向動作步驟開始進行主軸定向動作。主軸定向動作是通過主軸電動機使主軸停止在規定的停止位置的動作。主軸定向動作步驟中的主軸定向動作在主軸頭通過機床的機械原點之前完成。主軸頭移動控制步驟對主軸頭移動機構進行控制，使得在主軸定向動作完成的時刻，主軸頭以預先設定的速度通過機械原點。因此，數值控制裝置能夠通過進行上述控制方法來可靠地縮短換刀時間。

附圖說明

圖1是機床1的立體圖。

圖2是表示機床1和數值控制裝置30的電性結構的框圖。

圖3是具體的切削加工的切削動作和快速進給動作的說明圖。

圖4是圖3的主軸轉速和Z軸進給速度的時間圖。

圖5是主處理的流程圖。

圖6是換刀處理的流程圖。

圖7是Z軸上升處理的流程圖。

圖8是Z軸上升處理的變形例的流程圖。

具體實施方式