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Technischer Bereich
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung und eine Werkzeugmaschine.
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Hintergrund
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Aus dem Stand der Technik ist eine Werkzeugmaschine bekannt, die eine Interferenzüberprüfungsfunktion hat, um zu verhindern, dass sich die jeweiligen Abschnitte eines Werkzeugs, eines Tisches, einer Halteeinrichtung, eines Werkstücks und dergleichen unbeabsichtigt gegenseitig stören (siehe z.B. Dokumente PTL 1 bis 3).
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Patentliteratur
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- PTL 1: JP 2010-231737
- PTL 2: JP 2009-116505
- PTL 3: JP 2003-305625
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Zusammenfassung
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Technisches Problem
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Für eine Interferenzüberprüfung ist es notwendig, Formen der jeweiligen Abschnitte der Werkzeugmaschine einzustellen. Bei einer Werkzeugmaschine, die eine Mehrzahl von Werkzeugen verwendet, sind Zeit und Aufwand erforderlich, um die Formen aller Werkzeuge einzustellen.
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Problemlösung
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Nach einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Steuervorrichtung einer Werkzeugmaschine vorgesehen, die einen Tisch, an dem ein Werkstück befestigt ist, und eine Spindel, die ein Werkzeug hält, umfasst, wobei die Steuervorrichtung umfasst: eine Speichereinheit, die ein Arbeitsprogramm und einen Werkzeuglängenkorrekturbetrag speichert; eine Steuereinheit, die bewirkt, dass sich der Tisch und die Spindel auf der Grundlage des Arbeitsprogramms und des Werkzeuglängenkorrekturbetrags relativ zueinander bewegen; eine Bereichseinstelleinheit, die einen Interferenzüberprüfungsbereich einschließlich des von der Spindel gehaltenen Werkzeugs einstellt; und eine Interferenzbestimmungseinheit, die bestimmt, ob der Interferenzüberprüfungsbereich mit Hindernissen in der Umgebung des Werkzeugs in einem Fall interferiert oder nicht, in dem das Werkzeug und der Tisch veranlasst werden, sich auf der Basis des Arbeitsprogramms und des Werkzeuglängenkorrekturbetrags relativ zu bewegen, wobei die Bereichseinstelleinheit den Interferenzüberprüfungsbereich auf der Basis des Werkzeuglängenkorrekturbetrags einstellt.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Frontansicht einer Werkzeugmaschine nach einer Ausführungsform.
- 2 ist ein Blockschaltbild der Werkzeugmaschine in 1.
- 3 ist eine Ansicht zur Erläuterung von Parametern bezogen auf das Werkzeug.
- 4 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für einen Interferenzüberprüfungsbereich zeigt, der auf der Grundlage eines Werkzeuglängenkorrekturbetrags eingestellt wurde.
- 5 ist eine Ansicht, die ein weiteres Beispiel für den Interferenzüberprüfungsbereich zeigt, der auf der Grundlage des Werkzeuglängenkorrekturbetrags eingestellt wurde.
- 6 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für einen Interferenzüberprüfungsbereich zeigt, der auf der Grundlage eines Korrekturbetrags für die Werkzeuglänge und eines Korrekturbetrags für den Werkzeugdurchmesser festgelegt wurde.
- 7 ist eine Ansicht, die ein weiteres Beispiel für den Interferenzüberprüfungsbereich zeigt, der auf der Grundlage des Korrekturbetrags für die Werkzeuglänge und des Korrekturbetrags für den Werkzeugdurchmesser festgelegt wurde.
- 8 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für einen Interferenzüberprüfungsbereich zeigt, der auf der Grundlage eines Korrekturbetrags für die Werkzeuglänge, eines Korrekturbetrags für den Werkzeugdurchmesser und eines vorstehenden Betrags für einen abgesetzten Werkzeugabschnitt festgelegt wurde.
- 9 ist eine Ansicht, die ein weiteres Beispiel für den Interferenzüberprüfungsbereich zeigt, der auf der Grundlage des Korrekturbetrags für die Werkzeuglänge, des Korrekturbetrags für den Werkzeugdurchmesser und des vorstehenden Betrags für den abgesetzten Werkzeugabschnitt festgelegt wurde.
- 10 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für einen Interferenzüberprüfungsbereich zeigt, der auf der Grundlage eines Korrekturbetrags für die Werkzeuglänge, eines Korrekturbetrags für den Werkzeugdurchmesser und der Formdaten eines Halterabschnitts festgelegt wurde.
- 11 ist eine Ansicht, die ein weiteres Beispiel für den Interferenzüberprüfungsbereich zeigt, der auf der Grundlage des Korrekturbetrags für die Werkzeuglänge, des Korrekturbetrags für den Werkzeugdurchmesser und der Formdaten des Halterabschnitts festgelegt wurde.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Im Folgenden ist eine Werkzeugmaschine 1 nach einer Ausführungsform anhand der Zeichnungen beschrieben.
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Die Werkzeugmaschine 1 umfasst einen Tisch 2, auf dem ein Werkstück W befestigt ist, eine Spindel 3, die ein Werkzeug 20 aufnimmt, und ein Werkzeugmagazin 4, das eine Mehrzahl von Werkzeugen 20 aufnimmt, wie in 1 dargestellt ist.
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Die Werkzeugmaschine 1 umfasst weiterhin einen Spindelmotor 5, der die Spindel 3 um eine Längsachse der Spindel 3 in Drehung versetzt, eine Mehrzahl von Vorschubmotoren 6, die den Tisch 2 und die Spindel 3 relativ zueinander bewegen, und eine Steuervorrichtung 7, die den Spindelmotor 5 und die Vorschubmotoren 6 wie in 2 dargestellt steuert.
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Jedes Werkzeug 20 umfasst einen abgesetzten Werkzeugabschnitt 21, der mit dem Werkstück W in Kontakt kommt und das Werkstück W bearbeitet, und einen Halterabschnitt 22, der einen proximalen Endabschnitt des abgesetzten Werkzeugabschnitts 21 hält, wie in 3 dargestellt. Der abgesetzte Werkzeugabschnitt 21 hat je nach Typ verschiedene Formen und Abmessungen. Der Halterabschnitt 22 umfasst einen Flanschabschnitt 23, der in radialer Richtung nach außen vorsteht und typischerweise einen maximalen Durchmesser am Flanschabschnitt 23 hat. Die Form und die Abmessung des Flanschabschnitts 23 sind durch Normen festgelegt und bei der Mehrzahl der Werkzeuge 20 üblich. Der Halterabschnitt 22 wird von der Spindel 3 an einem Schaftabschnitt gehalten, der näher an der proximalen Endseite liegt als der Flanschabschnitt 23.
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Das Werkzeugmagazin 4 ist z.B. vom Typ eines Werkzeugrevolvers. Die Werkzeugmaschine 1 verfügt über eine automatische Werkzeugwechselfunktion, welche die Werkzeuge 20 zwischen dem Werkzeugmagazin 4 und der Spindel 3 automatisch austauscht. Das Werkzeugmagazin 4 verfügt über eine Mehrzahl von Werkzeughalteabschnitten 4a, die jeweils die Werkzeuge 20 halten können. Am Werkzeugmagazin 4 befindet sich eine Werkzeug-Identifikationseinheit wie z.B. ein RFID, die die Identifikationsinformationen der Werkzeuge 20 in den jeweiligen Werkzeughalteabschnitten 4a liest. Die Identifikationsinformationen der Werkzeuge 20 werden von der Werkzeug-Identifikationseinheit an die Steuervorrichtung 7 übertragen und dann den Positionen der Werkzeughalteabschnitte 4a zugeordnet und in einer Speichereinheit 11 gespeichert. Die Identifikationsinformationen der Werkzeuge 20 in den jeweiligen Werkzeughalteabschnitten 4a können von einem Bediener in die Steuervorrichtung 7 eingegeben werden.
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Der Spindelmotor 5 ist z.B. ein Spindelmotor und mit der Spindel 3 verbunden.
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Die Vorschubmotoren 6 sind z.B. Servomotoren und bewirken eine relative Bewegung des Tisches 2 und der Spindel 3 in Z-Richtung entlang einer Längsachse der Werkzeuge 20 und einer XY-Richtung, die die Längsachse des Werkzeugs 20 senkrecht schneidet. Im Beispiel in 1 ist die XY-Richtung eine horizontale Richtung, während die Z-Richtung eine vertikale Richtung ist, wobei die Vorschubmotoren 6 zwei erste Vorschubmotoren umfassen, die eine Bewegung des Tisches 2 in horizontaler Richtung bewirken, und einen zweiten Vorschubmotor, der eine Bewegung der Spindel 3 in Z-Richtung bewirkt. Die ersten Vorschubmotoren sind an einem Bett 8 vorgesehen, das den Tisch 2 trägt, und der zweite Vorschubmotor ist an einer Säule 9 vorgesehen, die die Spindel 3 trägt.
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Die Steuervorrichtung 7 umfasst eine Steuereinheit 10, die einen Prozessor aufweist, und die Speichereinheit 11, die ein RAM, ROM, einen anderen nichtflüchtigen Speicher und ähnliches aufweist. Die Speichereinheit 11 speichert ein Arbeitsprogramm 11a, ein Interferenzüberprüfungsprogramm 11b, Formdaten 11c und Werkzeugdaten 11d.
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Die Steuereinheit 10 überträgt gemäß dem Arbeitsprogramm 11a Steuerbefehle an den Spindelmotor 5 und die Vorschubmotoren 6. Der Spindelmotor 5 veranlasst die Spindel 3, sich entsprechend dem Steuerbefehl zu drehen, und die Vorschubmotoren 6 veranlassen den Tisch 2 und die Spindel 3, sich entsprechend dem Steuerbefehl relativ zu bewegen. Auf diese Weise führen der Spindelmotor 5 und die Vorschubmotoren 6 Operationen auf der Grundlage des Arbeitsprogramms 11a aus, wobei der abgesetzte Werkzeugabschnitt 21 des von der Spindel 3 gehaltenen Werkzeugs 20 das Werkstück W auf dem Tisch 2 bearbeitet.
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Die Formdaten 11c umfassen dreidimensionale Formdaten von Hindernissen, die sich in der Umgebung des von der Spindel 3 gehaltenen Werkzeugs 20 befinden und in einem Bewegungsbereich des Werkzeugs 20 vorhanden sind. Zu den Hindernissen gehören beispielsweise der Tisch 2, eine am Tisch 2 bereitgestellte Spannvorrichtung und das an der Spannvorrichtung platzierte Werkstück W.
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Die Werkzeugdaten 11d umfassen die maximalen Werkzeugdurchmesser und Werkzeuglängenversätze (Werkzeuglängenkorrekturbetrag).
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Die Werkzeughöchstdurchmesser sind Maximaldurchmesser der Werkzeuge 20, die an der Spindel 3 angebracht sein können, wobei es festgesetzte Werte sind, die nach einer Spezifikation, z.B. einem Durchmesser, der Spindel 3 bestimmt sind. Die Werkzeughöchstdurchmesser werden vom Bediener über ein an die Steuervorrichtung 7 angeschlossenes Eingabegerät in den Werkzeugdaten 11d oder vorab in den Werkzeugdaten 11d eingestellt.
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Die Werkzeuglängenversätze sind z.B. Abstände in Z-Richtung zwischen Tisch 2 und einem distalen Ende des von der Spindel 3 gehaltenen Werkzeugs 20, wenn Tisch 2 und Spindel 3 in einer Ursprungsposition angeordnet sind. Im Fall des Beispiels in 1 ist der Werkzeuglängenversatz ein Abstand in vertikaler Richtung von einer oberen Fläche des Tisches 2 zu einem unteren Ende des Werkzeugs 20. Zum Beispiel umfassen die Werkzeugdaten 11d eine Korrespondenztabelle, die eine Entsprechung zwischen Identifikationsinformationen und Werkzeuglängenversätzen der Werkzeuge 20 darstellt. Durch die Eingabe des Werkzeuglängenversatzes in die Korrespondenztabelle durch den Bediener mit Hilfe des Eingabegeräts wird ein Werkzeuglängenversatz eingestellt, bevor das Arbeitsprogramm 11a ausgeführt wird.
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Eine Werkzeuglänge L ist für jedes Werkzeug 20 unterschiedlich. Die Werkzeuglänge L ist eine Länge in Z-Richtung von einer Bezugsfläche der Spindel 3 bis zu einem distalen Ende des abgesetzten Werkzeugabschnitts 21, wie in 3 dargestellt. Die Bezugsfläche ist zum Beispiel eine Messfläche, die einen Durchmesser des kegeligen Schaftabschnitts des Halterabschnitts 22 als vorbestimmten Bezugsdurchmesser oder eine distale Endfläche der Spindel 3 hat. Auch die Werkzeuglänge L kann sich, selbst wenn es sich um das gleiche Werkzeug 20 handelt, aufgrund von Abrieb oder ähnlichem ändern. Die Werkzeuglängenversätze sind Parameter, die zur Korrektur von Abweichungen der Werkzeuglänge L bei der Lageregelung der Spindel 3 in Z-Richtung auf der Grundlage des Arbeitsprogramms 11a verwendet werden, und sind Parameter, die zur Ausführung des Arbeitsprogramms 11a erforderlich sind.
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Die Steuervorrichtung 7 umfasst eine Bereichseinstelleinheit 12, die einen Interferenzüberprüfungsbereich A einschließlich des von der Spindel 3 gehaltenen Werkzeugs 20 einstellt, und eine Interferenzbestimmungseinheit 13, die bestimmt, ob der Interferenzüberprüfungsbereich A mit den Hindernissen interferiert oder nicht. Die Bereichseinstelleinheit 12 und die Interferenzbestimmungseinheit 13 umfassen jeweils Prozessoren und führen die folgende Verarbeitung in Übereinstimmung mit dem Interferenzüberprüfungsprogramm 11 b aus. Das Interferenzüberprüfungsprogramm 11b wird in Synchronisation mit dem Arbeitsprogramm 11a ausgeführt.
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Die Bereichseinstelleinheit 12 erfasst die Identifikationsinformationen des Werkzeugs 20, das gegenwärtig von der Spindel 3 gehalten wird, von der Steuereinheit 10 und liest die Werkzeugdaten 11d aus der Speichereinheit 11. Als nächstes setzt die Bereichseinstelleinheit 12 den Interferenzüberprüfungsbereich A einschließlich eines ganzen, an der Außenseite der Spindel 3 angeordneten Abschnitts im Werkzeug 20 auf der Grundlage der Werkzeugdaten 11d des Werkzeugs 20, das gegenwärtig von der Spindel 3 gehalten wird. Die 4 und 5 veranschaulichen Beispiele für den Interferenzüberprüfungsbereich A. Der Interferenzüberprüfungsbereich A ist ein einzelner Bereich mit zylindrischer Form, der durch Vereinfachung der Form des Werkzeugs 20 erhalten wird und eine Höhe Ha in Z-Richtung und einen Durchmesser Da in XY-Richtung aufweist. Die Bereichseinstelleinheit 12 stellt die Höhe Ha auf der Grundlage der Werkzeuglängenverschiebung ein und stellt den Durchmesser Da auf der Grundlage des maximalen Werkzeugdurchmessers ein. Zum Beispiel ist der Durchmesser Da ein Wert, der durch Hinzufügen einer vorbestimmten Toleranz zum maximalen Werkzeugdurchmesser erhalten wird, und die Höhe Ha ist ein Wert, der durch Hinzufügen einer vorbestimmten Toleranz zur Werkzeuglänge L erhalten wird, die aus dem Werkzeuglängenversatz berechnet wird.
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Die Bereichseinstelleinheit 12 erfasst die Formdaten 11c aus der Speichereinheit 11 und legt auf der Grundlage der Formdaten 11c einen Hindernisbereich mit Hindernissen fest.
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Die Interferenzbestimmungseinheit 13 bestimmt, ob der Interferenzüberprüfungsbereich A den Hindernisbereich in einem Fall interferiert bzw. schneidet oder nicht, in dem der Tisch 2 und die Spindel 3 in Übereinstimmung mit dem Arbeitsprogramm 11a relativ zueinander bewegt werden. Zum Beispiel berechnet die Interferenzbestimmungseinheit 13 die Positionen des Interferenzüberprüfungsbereichs A und des Hindernisbereichs zu jedem Zeitpunkt innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne ab der aktuellen Zeit und bestimmt zu jedem Zeitpunkt, ob der Interferenzüberprüfungsbereich A mit dem Hindernisbereich interferieren wird oder nicht. Hier bedeutet die Interferenz eine Interferenz zwischen dem Interferenzüberprüfungsbereich A und dem Hindernisbereich aufgrund eines unbeabsichtigten Kontakts zwischen dem Werkzeug 20 und einigen anderen Hindernissen als dem Kontakt zwischen dem abgesetzten Werkzeugabschnitt 21 und dem Werkstück W. Die Interferenzbestimmungseinheit 13 sendet ein Interferenzerkennungssignal an die Steuereinheit 10 in einem Fall, in dem festgestellt wird, dass eine Interferenz auftreten wird, wobei die Interferenzbestimmungseinheit 13 das Interferenzerkennungssignal nicht an die Steuereinheit 10 sendet in einem Fall, in dem festgestellt wird, dass keine Interferenz auftreten wird.
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Die Steuereinheit 10 reagiert auf das Interferenzerfassungssignal und führt eine Interferenzvermeidungssteuerung durch, um Interferenzen zwischen dem Werkzeug 20 und einigen Hindernissen zu vermeiden. Die Interferenzvermeidungssteuerung ist z.B. das Reduzieren einer Verfahrgeschwindigkeit, das Anhalten oder das Ändern der Trajektorien des Tisches 2 und der Spindel 3.
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Als nächstes wird ein Betrieb der Werkzeugmaschine 1 beschrieben.
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Die Steuereinheit 10 bewirkt die Rotation des Werkzeugs 20 und die Relativbewegung zwischen dem Werkstück W und dem Werkzeug 20, indem sie den Spindelmotor 5 und die Vorschubmotoren 6 entsprechend dem Arbeitsprogramm 11a steuert und dadurch die Bearbeitung des Werkstücks W mit dem Werkzeug 20 ausführt.
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Parallel zur Bearbeitung des Werkstücks W führen die Bereichseinstelleinheit 12 und die Interferenzbestimmungseinheit 13 die Interferenzüberprüfung zwischen dem Werkzeug 20 und den Hindernissen gemäß dem Interferenzüberprüfungsprogramm 11b durch. Insbesondere liest die Bereichseinstelleinheit 12 den maximalen Werkzeugdurchmesser und den Werkzeuglängenversatz des Werkzeugs 20, das gegenwärtig von der Spindel 3 gehalten wird, aus den in der Speichereinheit 11 gespeicherten Werkzeugdaten 11d und stellt den Interferenzüberprüfungsbereich A ein. Außerdem liest die Bereichseinstelleinheit 12 die Formdaten 11c der Hindernisse, die in der Speichereinheit 11 gespeichert sind, und stellt den Hindernisbereich ein. Die Bereichseinstelleinheit 12 stellt den Interferenzüberprüfungsbereich A bei jedem Austausch des von der Spindel 3 gehaltenen Werkzeugs 20 erneut ein.
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Die Interferenzbestimmungseinheit 13 bestimmt auf der Grundlage des Arbeitsprogramms 11a, ob der Interferenzüberprüfungsbereich A den Hindernisbereich in einem Fall, in dem sich Tisch 2 und Spindel 3 relativ bewegen, stört oder nicht. In einem Fall, in dem festgestellt wird, dass der Interferenzüberprüfungsbereich A den Hindernisbereich nicht stört, setzt die Steuereinheit 10 die Relativbewegung von Tisch 2 und Spindel 3 auf der Grundlage des Arbeitsprogramms 11a fort. Andererseits führt die Steuereinheit 10 in einem Fall, in dem festgestellt wird, dass der Interferenzüberprüfungsbereich A den Hindernisbereich stört, die Interferenzvermeidungssteuerung als Reaktion auf das Interferenzerkennungssignal von der Interferenzbestimmungseinheit 13 durch. Zum Beispiel reduziert die Steuereinheit 10 die Verfahrgeschwindigkeit des Tisches 2 und des Werkzeugs 20, stoppt den Tisch 2 und das Werkzeug 20 oder verbringt das Werkzeug 20 bis zu einer Position, an der das Werkzeug 20 nicht mit den Hindernissen in Berührung kommt, indem sie den Spindelmotor 5 und die Vorschubmotoren 6 steuert.
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Es ist möglich, einfache Formen der Werkzeuge 20 mit einem einzelnen Zylinder oder Kombinationen aus mehreren Zylindern darzustellen, mit Ausnahme von Spezialwerkzeugen wie z.B. einem Winkelwerkzeug. Im Allgemeinen ist es nicht erforderlich, dass der Interferenzüberprüfungsbereich A die äußeren Formen der Werkzeuge 20 genau darstellt, wobei der Interferenzüberprüfungsbereich A jeder Bereich sein kann, der größer als die Werkzeuge 20 ist und die Werkzeuge 20 einschließt. Ein solcher Interferenzüberprüfungsbereich A kann mit Hilfe des Durchmessers Da und der Höhe Ha eingestellt werden.
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Hier sind, je nach Ausführungsform, der Durchmesser Da und die Höhe Ha auf der Grundlage der maximalen Werkzeugdurchmesser und der in der Speichereinheit 11 gespeicherten Werkzeuglängenversätze eingestellt. Die Werkzeuglängenversätze sind Parameter, die für die Ausführung des Arbeitsprogramms 11a notwendig sind und sind in der Steuervorrichtung 7 eingestellt, unabhängig davon, ob die Interferenzüberprüfung durchgeführt werden soll oder nicht. Mit anderen Worten, es ist nicht notwendig, dass der Bediener Parameter bezüglich der Formen der einzelnen Werkzeuge 20 nur für die Interferenzüberprüfung einstellt. Daher ist es möglich, den Zeit- und Arbeitsaufwand für die Einstellung der Formen der Werkzeuge 20 zu reduzieren und den Interferenzüberprüfungsbereich A selbst beim Arbeiten mit mehreren Werkzeugen 20 einfach einzustellen.
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Obwohl die Bereichseinstelleinheit 12 den Durchmesser Da des Interferenzüberprüfungsbereichs A auf der Grundlage des maximalen Werkzeugdurchmessers in der oben erwähnten Ausführungsform einstellt, kann die Bereichseinstelleinheit 12 den Durchmesser Da des Interferenzüberprüfungsbereichs A stattdessen auf der Grundlage des Durchmessers der Spindel 3 einstellen.
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Der Werkzeuglängenversatz kann auch ein anderer Wert als der Abstand zwischen Tisch 2 und dem distalen Ende des Werkzeugs 20 sein, z.B. eine Länge in Z-Richtung von der Bezugsfläche der Spindel 3 bis zum distalen Ende des abgesetzten Werkzeugabschnitts 21 in der vorgenannten Ausführungsform.
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Obwohl die Bereichseinstelleinheit 12 den Interferenzüberprüfungsbereich A auf der Grundlage der Kombination aus dem Werkzeuglängenversatz und dem maximalen Werkzeugdurchmesser in der oben genannten Ausführungsform einstellt, kann der Interferenzüberprüfungsbereich A stattdessen auf der Grundlage einer Kombination aus dem Werkzeuglängenversatz und einem anderen Parameter eingestellt werden. Die 6 bis 11 zeigen weitere Beispiele für den Interferenzüberprüfungsbereich A.
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In den Beispielen in 6 und 7 ist der Interferenzüberprüfungsbereich A ein Bereich mit einer einzigen zylindrischen Form. Die Werkzeugdaten 11d umfassen Werkzeuglängenversätze, Werkzeugdurchmesserversätze (Werkzeugdurchmesser-Korrekturwerte) und einen Flanschdurchmesser Df.
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Die Werkzeugdurchmesserversätze sind z.B. Durchmesser oder Radien der abgesetzten Werkzeugabschnitte 21. Durch die Eingabe des Werkzeugdurchmesserversatzes in die Korrespondenztabelle mit Hilfe des Eingabegerätes durch den Bediener wird z.B. vor der Ausführung des Arbeitsprogramms 11a ein Werkzeugdurchmesserversatz eingestellt. Der Flanschdurchmesser Df ist ein Durchmesser des Flanschabschnitts 23 des Werkzeugs 20. Der Flanschdurchmesser Df ist ein fester Wert, der nach den Spezifikationen der Werkzeughalteabschnitte 4a des Werkzeugmagazins 4 bestimmt wird und allen Werkzeugen 20 gemeinsam ist. Der Flanschdurchmesser Df wird vom Bediener mit Hilfe des Eingabegerätes in den Werkzeugdaten 11d eingestellt oder im Voraus in den Werkzeugdaten 11d festgelegt.
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Die Bereichseinstelleinheit 12 stellt die Höhe Ha auf der Grundlage eines Werkzeuglängenversatzes ein. Außerdem berechnet die Bereichseinstelleinheit 12 einen Werkzeugdurchmesser Dt aus einem Werkzeugdurchmesserversatz und stellt den Durchmesser Da auf der Grundlage eines größeren Wertes aus dem Werkzeugdurchmesser Dt und dem Flanschdurchmesser Df ein. Der Werkzeugdurchmesser Dt ist ein Durchmesser des abgesetzten Werkzeugabschnitts 21, wie in 3 dargestellt. In einem Fall, in dem der Werkzeugdurchmesser Dt kleiner als der Flanschdurchmesser Df ist, wie z.B. in 6 dargestellt, ist der Durchmesser Da ein Wert, der durch Addition einer vorbestimmten Toleranz zum Flanschdurchmesser Df erhalten wird. In einem Fall hingegen, in dem der Werkzeugdurchmesser Dt größer als der Flanschdurchmesser Df ist, wie in 7 dargestellt, ist der Durchmesser Da ein Wert, der durch Hinzufügen einer vorbestimmten Toleranz zum Werkzeugdurchmesser Dt erhalten wird.
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Ein Maximalwert der Durchmesser der jeweiligen Werkzeuge 20 ist typischerweise entweder der Flanschdurchmesser Df oder der Werkzeugdurchmesser Dt. Daher ist es möglich, einen Interferenzüberprüfungsbereich A mit einer Form einzustellen, die einer tatsächlichen Form des Werkzeugs 20 ähnlicher ist, indem für die Einstellung des Durchmessers Da anstelle des maximalen Werkzeugdurchmessers ein größerer des Werkzeugdurchmessers Dt und des Flanschdurchmessers Df verwendet wird.
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Hier ist der Flanschdurchmesser Df durch Normen definiert und ist ein gemeinsamer Wert für alle Werkzeuge 20, die im Werkzeugmagazin 4 untergebracht sind. Die Werkzeugdurchmesserversätze sind Parameter, die zur Korrektur von Abweichungen des Werkzeugdurchmessers Dt bei der Lageregelung der Spindel 3 in XY-Richtung auf der Grundlage des Arbeitsprogramms 11a verwendet werden. Die Werkzeugdurchmesserversätze der Werkzeuge 20 für die Arbeit in XY-Richtung, z.B. eines Fräsers, sind in der Steuervorrichtung 7 eingestellt, unabhängig davon, ob eine Interferenzüberprüfung durchgeführt werden soll oder nicht. Mit anderen Worten, es ist nur eine geringe Anzahl von Parametern in Bezug auf die Formen der Werkzeuge 20 erforderlich, die vom Bediener lediglich für die Interferenzüberprüfung eingestellt werden müssen.
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In den Beispielen in 8 und 9 ist der Interferenzüberprüfungsbereich eine Kombination aus zwei Bereichen A1 und A2 mit zylindrischen Formen. Der erste Bereich A1 ist ein Bereich, der den abgesetzten Werkzeugabschnitt 21 umfasst, und der zweite Bereich A2 ist ein Bereich, der einen Teil des Halterabschnitts 22 umfasst, der außerhalb der Spindel 3 angeordnet ist. Die Werkzeugdaten 11d umfassen die Werkzeuglängenversätze, die Werkzeugdurchmesserversätze, den Flanschdurchmesser Df und die vorstehenden Werte Lt der abgesetzten Werkzeugabschnitte 21. Die vorstehenden Werte Lt sind die Länge in Z-Richtung des Abschnitts, der aus dem Halterabschnitt 22 des abgesetzten Werkzeugabschnitts 21 vorsteht. Durch die Eingabe der vorstehenden Werte Lt durch den Bediener mit Hilfe des Eingabegeräts in die Korrespondenztabelle sind die vorstehenden Werte Lt eingestellt, bevor z.B. das Arbeitsprogramm 11a ausgeführt wird.
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Die Bereichseinstelleinheit 12 stellt die Höhe bzw. den Durchmesser des ersten Bereichs A1 auf der Basis des vorstehenden Wertes Lt und des Werkzeugdurchmessers Dt ein. Die Bereichseinstelleinheit 12 stellt auch die Höhe des zweiten Bereichs A2 auf der Grundlage einer Differenz zwischen der Werkzeuglänge L und dem vorstehenden Wert Lt ein. Die Bereichseinstelleinheit 12 stellt weiterhin den Durchmesser des zweiten Bereichs A2 ähnlich wie den Durchmesser Da des Interferenzüberprüfungsbereichs A in 6 und 7 ein.
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Zur Berücksichtigung der Arbeitsbedingungen wird in einigen Fällen der vorstehende Wert Lt des abgesetzten Werkzeugabschnitts 21 gemessen. In solchen Fällen ermöglicht die Verwendung des vorstehenden Werts Lt die Einstellung der Interferenzüberprüfungsbereiche A1 und A2 mit Formen, die einer tatsächlichen Form des Werkzeugs 20 ähnlicher sind.
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In den Beispielen in 10 und 11 sind die Interferenzüberprüfungsbereiche Kombinationen von drei Bereichen A1, A2 und A3 mit zylindrischen Formen. Der erste Bereich A1 ist ein Bereich, der den abgesetzten Werkzeugabschnitt 21 umfasst, der zweite Bereich A2 ist ein Bereich, der einen Spannzangenabschnitt 24 des Halterabschnitts 22 umfasst, und der dritte Bereich A3 ist ein Bereich, der den Flanschabschnitt 23 des Halterabschnitts 22 umfasst. Die Werkzeugdaten 11d umfassen die Werkzeuglängenversätze, die Werkzeugdurchmesserversätze und die Formdaten des Halterabschnitts 22.
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Die Bereichseinstelleinheit 12 stellt jeweils die Höhe und den Durchmesser des ersten Bereichs A1 auf der Basis des vorstehenden Wertes Lt und des Werkzeugdurchmessers Dt ein. Die Bereichseinstelleinheit 12 stellt auch die Höhe und den Durchmesser des zweiten Bereichs A2 und die Höhe und den Durchmesser des dritten Bereichs A3 auf der Grundlage der Formdaten des Halterabschnitts 22 ein.
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Die Formen der Halterabschnitte 22 der Mehrzahl von Werkzeugen 20 sind in einigen Fällen gleich. Weiterhin ändern sich die Formen der Halterabschnitte 22 nicht durch die Bearbeitung des Werkstücks W im Gegensatz zu den Formen der abgesetzten Werkzeugabschnitte 21. Die Verwendung der Formdaten der Halterabschnitte 22 ermöglicht die Einstellung der Interferenzüberprüfungsbereiche A1, A2 und A3 mit Formen, die den tatsächlichen Formen der Werkzeuge 20 ähnlicher sind.
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Obwohl der Interferenzüberprüfungsbereich aus einem einzelnen Bereich mit einer zylindrischen Form oder einer Kombination aus mehreren Bereichen mit zylindrischen Formen in der oben genannten Ausführung ausgebildet ist, kann der Interferenzüberprüfungsbereich stattdessen aus einem einzelnen Bereich mit einer polygonalen säulenförmigen Form oder einer Kombination aus mehreren Bereichen mit polygonalen säulenförmigen Formen ausgebildet sein.
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Zum Beispiel kann der Interferenzüberprüfungsbereich aus einem einzelnen Bereich mit einer quadratischen Säulenform oder aus einer Kombination von zwei oder drei Bereichen mit quadratischen Säulenformen bestehen. In diesem Fall legt die Bereichseinstelleinheit 12 die Länge einer Seite oder die Länge einer diagonalen Linie anstelle des Durchmessers Da auf der Grundlage des maximalen Werkzeugdurchmessers, des Werkzeugdurchmesserversatzes oder ähnlichem fest.
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Obwohl es sich bei der Steuervorrichtung 7 um ein Steuergerät für numerische Werte der Werkzeugmaschine 1 handelt, das eine Interferenzüberprüfung durchführt, wenn das Werkzeug 20 das Werkstück W in der oben genannten Ausführungsform bearbeitet, kann die Steuervorrichtung 7 ein Simulationsgerät sein, das stattdessen simuliert, ob das Werkzeug 20 Hindernisse stört oder nicht. Zum Beispiel kann die Steuervorrichtung 7 ein Computer für die Simulation sein. Die Werkzeugdaten 11d wie Werkzeuglängenversätze, Werkzeugdurchmesserversätze, ein Flanschdurchmesser Df und ein Werkzeugdurchmesser Dt werden auch in der Simulation benötigt, um Modelle der Werkzeuge 20 zu erstellen oder das Arbeitsprogramm 11a auszuführen. Durch die Verwendung solcher Parameter für die Einstellung des Interferenzüberprüfungsbereichs A ist es möglich, den Zeit- und Arbeitsaufwand für die Einstellung der Formen der Werkzeuge 20 zu reduzieren und den Interferenzüberprüfungsbereich A auf einfache Weise einzustellen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Werkzeugmaschine
- 2
- Tisch
- 3
- Spindel
- 5
- Spindelmotor
- 6
- Vorschubmotor
- 7
- Steuervorrichtung
- 10
- Steuereinheit
- 11
- Speichereinheit
- 11a
- Arbeitsprogramm
- 12
- Bereichseinstelleinheit
- 13
- Interferenzbestimmungseinheit
- 20
- Werkzeug
- 21
- Abgesetzter Werkzeugabschnitt
- 22
- Halter-Abschnitt
- 23
- Flanschabschnitt
- A, A1, A2, A3
- Interferenzüberprüfungsbereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2010231737 [0002]
- JP 2009116505 [0002]
- JP 2003305625 [0002]