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KR102004116B1 - 수치 제어 장치 - Google Patents

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KR102004116B1
KR102004116B1 KR1020187038027A KR20187038027A KR102004116B1 KR 102004116 B1 KR102004116 B1 KR 102004116B1 KR 1020187038027 A KR1020187038027 A KR 1020187038027A KR 20187038027 A KR20187038027 A KR 20187038027A KR 102004116 B1 KR102004116 B1 KR 102004116B1
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motor
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무네히로 무라타
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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

수치 제어 장치(1)는 공작 기계(2)에 장착된 공구가 워크를 절삭할 때의 가공 조건과, 공구가 워크를 절삭할 때 공작 기계(2)가 가지는 X축(21) 및 주축(24)을 운동시키기 위한 X축 모터(25) 및 주축 모터(28)의 각각에 인가되는 전류의 값을 기초로, 공구가 워크를 절삭할 때의 부스러기의 퇴적량을 추정하는 추정부(15)를 가진다. 수치 제어 장치(1)는 추정부(15)에 의해 추정된 부스러기의 퇴적량을, 공구가 워크를 절삭할 때의 부스러기의 형상을 특정하는 가공 모드를 기초로 보정하는 보정부(16)를 추가로 가진다.

Description

수치 제어 장치
본 발명은 공작 기계를 제어하는 수치 제어 장치에 관한 것이다.
공작 기계는 수치 제어 장치에 의한 제어에 따라서, 가공 대상인 워크를 절삭한다. 구체적으로는, 공구가 공작 기계에 장착되어, 공작 기계 속의 공구를 이동시키는 기구가 수치 제어 장치에 의한 제어에 따라서 동작함으로써 공구의 위치가 이동하여, 워크의 절삭 가공이 행해진다. 예를 들면, 공작 기계는 선반 또는 머시닝 센터이다. 예를 들면, 워크는 금속에 의해서 형성되어 있다.
워크의 절삭 가공이 행해질 때, 부스러기(swarf)가 발생한다. 부스러기가 공구 및 워크의 한쪽 또는 양쪽으로 휘감기면, 절삭 가공의 정밀도의 저하, 공구의 파손, 또는, 가공 부하가 상승하는 것에 의한 경고(alert)의 발생을 일으키는 요인이 되므로, 공작 기계가 가지는 용기에 모아진 부스러기를 정기적으로 제거할 필요가 있다.
종래, 부스러기의 배출측의 위치가 부스러기의 수납측의 위치보다 낮은 칩 컨베이어를 가지는 부스러기 배출 장치가 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 종래, 가공 프로그램을 기초로 부스러기의 퇴적량을 추정하고, 추정된 부스러기의 퇴적량이 미리 결정된 양에 도달하면 로봇에 의해 부스러기를 회수하는 가공기 시스템도 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 2 참조).
특허 문헌 1: 일본 특개 2016－221662호 공보 특허 문헌 2: 일본 특개 2016－168661호 공보
그렇지만, 상기의 부스러기 배출 장치는 칩 컨베이어를 가지므로, 규모가 비교적 크다고 하는 문제를 가진다. 상기의 가공기 시스템도, 로봇을 필요로 하므로 로봇을 설치하기 위한 공간이 필요하여, 규모가 비교적 크다고 하는 문제를 가진다. 공작 기계를 설치할 수 있는 영역이 한정되어 있는 경우, 칩 컨베이어 또는 로봇을 이용하는 것은 곤란하다.
칩 컨베이어 또는 로봇을 이용할 수 없는 경우, 작업자가 부스러기의 퇴적량을 확인할 필요가 있다. 공작 기계가 가지는 용기에 모아진 부스러기의 퇴적량이 비교적 적어 용기로부터 부스러기를 제거할 필요가 없는 경우, 작업자에 의한 부스러기의 퇴적량의 확인은 쓸데없는 작업이다. 작업자가 부스러기의 퇴적량을 확인하는 것을 게을리하면, 부스러기가 용기로부터 흘러넘쳐, 상술한 대로, 절삭 가공의 정밀도의 저하, 공구의 파손, 또는 경고의 발생을 일으킬 가능성이 있다. 연결되어 있는 부스러기에 대해서는 공극이 생기기 쉬워지므로, 연결되어 있는 부스러기의 체적은 복수의 칩으로 분단된 부스러기의 체적보다 커지는 경향이 있다. 즉, 부스러기의 퇴적량은 부스러기의 형상에 의존한다. 부스러기를 제거하기 위한 장치를 공작 기계에 추가하는 일 없이, 작업자가 적절한 타이밍으로 부스러기를 제거하는 것을 지원하는 장치가 제공되는 것이 요구되고 있다.
본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 작업자가 적절한 타이밍으로 부스러기를 제거하는 것을 지원하는 수치 제어 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하여 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 공작 기계에 장착된 공구가 워크를 절삭할 때의 가공 조건과, 공구가 워크를 절삭할 때 공작 기계가 가지는 축을 운동시키기 위한 모터에 인가되는 전류의 값을 기초로, 공구가 워크를 절삭할 때의 부스러기의 퇴적량을 추정하는 추정부를 가진다. 본 발명은 추정부에 의해 추정된 부스러기의 퇴적량을, 공구가 워크를 절삭할 때의 부스러기의 형상을 특정하는 가공 모드를 기초로 보정하는 보정부를 추가로 가진다.
본 발명에 따른 수치 제어 장치는, 작업자가 적절한 타이밍으로 부스러기를 제거하는 것을 지원할 수 있다고 하는 효과를 달성한다.
도 1은 실시 형태에 따른 수치 제어 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 실시 형태에 따른 공작 기계의 측면을 모식화하여 나타내는 도면이다.
도 3은 실시 형태에 따른 가공 모드를 설명하기 위한 도면이다.
이하에, 본 발명의 실시 형태에 따른 수치 제어 장치를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시 형태에 의해 이 발명이 한정되는 것은 아니다.
실시 형태.
도 1은 실시 형태에 따른 수치 제어 장치(1)의 구성을 나타내는 도면이다. 수치 제어 장치(1)는 공작 기계(2)를 제어하는 장치이다. 도 1에는 공작 기계(2)도 도시되어 있다. 실시 형태에서는, 수치 제어 장치(1)는 공작 기계(2)에 장착된 공구가 가공 대상인 워크를 절삭할 때의 공작 기계(2)를 제어함과 아울러, 공구가 워크를 절삭할 때의 부스러기의 퇴적량을 추측한다. 도 1에는 공구 및 워크는 도시되어 있지 않다. 공구 및 워크에 대해서는, 후에 도 2를 이용하여 설명한다.
수치 제어 장치(1)의 구성을 설명하기 전에, 공작 기계(2)의 구성을 설명한다. 공작 기계(2)는 공구가 장착되는 공구대를 가짐과 아울러, 공구대를 이동시키기 위한 X축(21), Y축(22) 및 Z축(23)을 가진다. X축(21), Y축(22) 및 Z축(23)의 각각은, 방향을 정의하는 것이 아니며, 공작 기계(2)의 구성요소이다. X축(21), Y축(22) 및 Z축(23)의 각각은, 다른 두 개의 축과 직교한다. 공구대는, 도 1에는 도시되어 있지 않다. 공구대에 대해서는, 후에 도 2를 이용하여 설명한다.
공작 기계(2)는 워크가 장착되는 주축(24)을 추가로 가진다. 주축(24)은 방향을 정의하는 것이 아니고, 공작 기계(2)의 구성요소이다. 주축(24)은 회전한다. 공작 기계(2)는 X축(21)을 구동하는 X축 모터(25)와, Y축(22)을 구동하는 Y축 모터(26)와, Z축(23)을 구동하는 Z축 모터(27)와, 주축(24)을 구동하는 주축 모터(28)를 추가로 가진다.
공작 기계(2)는 X축 모터(25)에 전류를 인가하는 X축 앰프(29)와, Y축 모터(26)에 전류를 인가하는 Y축 앰프(30)와, Z축 모터(27)에 전류를 인가하는 Z축 앰프(31)와, 주축 모터(28)에 전류를 인가하는 주축 앰프(32)를 추가로 가진다. X축 모터(25)는 X축 앰프(29)로부터 인가된 전류를 기초로 동작하고, Y축 모터(26)는 Y축 앰프(30)로부터 인가된 전류를 기초로 동작하고, Z축 모터(27)는 Z축 앰프(31)로부터 인가된 전류를 기초로 동작하고, 주축 모터(28)는 주축 앰프(32)로부터 인가된 전류를 기초로 동작한다.
다음에, 수치 제어 장치(1)의 구성을 설명한다. 수치 제어 장치(1)는 공작 기계(2)에 장착된 공구가 워크를 절삭할 때의 가공 조건을 나타내는 제1 정보와, 공구가 워크를 절삭할 때의 부스러기의 형상을 특정하는 가공 모드를 나타내는 제2 정보를, 수치 제어 장치(1)의 외부로부터 접수하는 접수부(11)를 가진다. 예를 들면, 가공 조건은 워크의 형상과, 워크의 재질과, 공구의 형상과, 공구의 재질과, 공구가 워크를 절삭할 때의 절입량과, 공구의 이송 속도와, 공작 기계(2)가 가지는 X축(21), Y축(22) 및 Z축(23)의 각각의 이동량과, X축(21), Y축(22) 및 Z축(23)의 각각의 이동 속도와, 공작 기계(2)가 가지는 주축(24)의 단위 시간당 회전수의 일부 또는 전부를 나타낸다. 가공 모드에 대해서는, 후에 도 3을 이용하여 설명한다.
수치 제어 장치(1)는 접수부(11)에 의해서 접수된 제1 정보 및 제2 정보를 기억하는 기억부(12)를 추가로 가진다. 기억부(12)의 일례는, 플래쉬 메모리이다. 수치 제어 장치(1)는 기억부(12)에 기억된 제1 정보가 나타내는 가공 조건과, 기억부(12)에 기억된 제2 정보가 나타내는 가공 모드를 기초로, 공작 기계(2)가 가지는 X축(21), Y축(22), Z축(23) 및 주축(24)의 각각의 동작을 제어하기 위한 지령치를 산출하는 지령부(13)를 추가로 가진다.
수치 제어 장치(1)는 지령부(13)에 의해서 산출된 지령치를 나타내는 정보를 X축 앰프(29), Y축 앰프(30), Z축 앰프(31) 및 주축 앰프(32)에 송신하는 통신부(14)를 추가로 가진다. 구체적으로는, 통신부(14)는 지령부(13)에 의해서 산출된 X축(21)의 동작을 제어하기 위한 X축 지령치를 나타내는 정보를 X축 앰프(29)에 송신하고, 지령부(13)에 의해서 산출된 Y축(22)의 동작을 제어하기 위한 Y축 지령치를 나타내는 정보를 Y축 앰프(30)에 송신한다. 통신부(14)는 지령부(13)에 의해서 산출된 Z축(23)의 동작을 제어하기 위한 Z축 지령치를 나타내는 정보를 Z축 앰프(31)에 송신하고, 지령부(13)에 의해서 산출된 주축(24)의 동작을 제어하기 위한 주축 지령치를 나타내는 정보를 주축 앰프(32)에 송신한다.
X축 앰프(29)는 통신부(14)로부터 X축 지령치를 나타내는 정보를 수신하고, X축 지령치에 대응하는 전류를 X축 모터(25)에 인가한다. Y축 앰프(30)는 통신부(14)로부터 Y축 지령치를 나타내는 정보를 수신하고, Y축 지령치에 대응하는 전류를 Y축 모터(26)에 인가한다. Z축 앰프(31)는 통신부(14)로부터 Z축 지령치를 나타내는 정보를 수신하고, Z축 지령치에 대응하는 전류를 Z축 모터(27)에 인가한다. 주축 앰프(32)는 통신부(14)로부터 주축 지령치를 나타내는 정보를 수신하고, 주축 지령치에 대응하는 전류를 주축 모터(28)에 인가한다.
X축 모터(25)는 X축 앰프(29)로부터 인가된 전류를 기초로 한 동력을, 전달 기구를 통해서 X축(21)에 전달하여, X축(21)을 구동한다. 전달 기구는, 도 1에는 도시되어 있지 않다. 전달 기구의 일례는, 볼 나사이다. 마찬가지로, Y축 모터(26)는 Y축 앰프(30)로부터 인가된 전류를 기초로 한 동력을, 전달 기구를 통해서 Y축(22)에 전달하여, Y축(22)을 구동한다. Z축 모터(27)는 Z축 앰프(31)로부터 인가된 전류를 기초로 한 동력을, 전달 기구를 통해서 Z축(23)에 전달하여, Z축(23)을 구동한다. 주축 모터(28)는 주축 앰프(32)로부터 인가된 전류를 기초로 한 동력을 주축(24)에 전달하여, 주축(24)을 구동한다. 즉, X축 모터(25)는 X축(21)을 운동시키고, Y축 모터(26)는 Y축(22)을 운동시키고, Z축 모터(27)는 Z축(23)을 운동시키고, 주축 모터(28)는 주축(24)을 운동시킨다.
즉, 수치 제어 장치(1)는 가공 조건과 가공 모드에 따라서 공작 기계(2)를 제어한다. 공작 기계(2)는 수치 제어 장치(1)에 의한 제어에 따라서 공구 및 워크를 구동한다. 공작 기계(2)에 장착된 공구는, 가공 조건과 가공 모드에 따라서 워크를 절삭한다.
X축 앰프(29)는 X축 모터(25)에 인가한 전류의 값을 나타내는 X축 전류 정보를 통신부(14)에 송신하고, Y축 앰프(30)는 Y축 모터(26)에 인가한 전류의 값을 나타내는 Y축 전류 정보를 통신부(14)에 송신한다. Z축 앰프(31)는 Z축 모터(27)에 인가한 전류의 값을 나타내는 Z축 전류 정보를 통신부(14)에 송신하고, 주축 앰프(32)는 주축 모터(28)에 인가한 전류의 값을 나타내는 주축 전류 정보를 통신부(14)에 송신한다.
수치 제어 장치(1)는 기억부(12)에 기억된 제1 정보가 나타내는 가공 조건과, X축 전류 정보, Y축 전류 정보, Z축 전류 정보 및 주축 전류 정보의 각각이 나타내는 전류의 값을 기초로, 공구가 워크를 절삭할 때의 부스러기의 퇴적량을 추정하는 추정부(15)를 추가로 가진다. 즉, 추정부(15)는 가공 조건과, 공구가 워크를 절삭할 때 공작 기계(2)가 가지는 축을 운동시키기 위한 모터에 인가되는 전류의 값을 기초로, 공구가 워크를 절삭할 때의 부스러기의 퇴적량을 추정한다. 당해 축의 적어도 하나는, 주축(24)이다. 당해 축은 주축(24)과, X축(21), Y축(22) 및 Z축(23)의 일부 또는 전부를 포함해도 된다. 당해 모터의 적어도 하나는, 주축 모터(28)이다. 당해 모터는 주축 모터(28)와, X축 모터(25), Y축 모터(26) 및 Z축 모터(27)의 일부 또는 전부를 포함해도 된다.
구체적으로는, 통신부(14)는 X축 전류 정보를 X축 앰프(29)로부터 수신하고, Y축 전류 정보를 Y축 앰프(30)로부터 수신하고, Z축 전류 정보를 Z축 앰프(31)로부터 수신하고, 주축 전류 정보를 주축 앰프(32)로부터 수신하고, X축 전류 정보, Y축 전류 정보, Z축 전류 정보 및 주축 전류 정보를 추정부(15)에 송신한다. 추정부(15)는 X축 전류 정보, Y축 전류 정보, Z축 전류 정보 및 주축 전류 정보를 통신부(14)로부터 수신한다. 추정부(15)는 가공 조건과, 통신부(14)로부터 수신한 X축 전류 정보, Y축 전류 정보, Z축 전류 정보 및 주축 전류 정보의 각각이 나타내는 전류의 값을 기초로, 부스러기의 퇴적량을 추정한다.
워크의 절삭 가공이 행해질 때, 절삭에 대응하는 부하가 주축(24)에 걸리기 때문에, 주축 모터(28)는 비교적 큰 출력을 발생시킬 필요가 있으므로, 주축 전류 정보가 나타내는 전류의 값은 비교적 커진다. 바꾸어 말하면, 워크의 절삭 가공이 행해지고 있는 경우의 주축 전류 정보가 나타내는 전류의 값은, 워크의 절삭 가공이 행해지고 있지 않은 경우의 주축 전류 정보가 나타내는 전류의 값보다 크다. 이하에서는, 절삭에 대응하는 부하를 「절삭 부하」라고 기재한다.
워크의 절삭 가공이 행해지고 있는 경우의 주축 전류 정보가 나타내는 전류의 값이 제1 값이고, 워크의 절삭 가공이 행해지고 있지 않은 경우의 주축 전류 정보가 나타내는 전류의 값이 제2 값이라고 가정한다. 상술한 대로, 워크의 절삭 가공이 행해지고 있는 경우의 주축 전류 정보가 나타내는 전류의 값은 워크의 절삭 가공이 행해지고 있지 않은 경우의 주축 전류 정보가 나타내는 전류의 값보다 크다. 즉, 제1 값은 제2 값보다 크다.
즉, 주축 전류 정보가 나타내는 전류의 값이 제1 값인지 제2 값인지를 판단함으로써, 워크의 절삭 가공이 행해지고 있는지 여부를 판단할 수 있다. 추가로 말하면, 주축 전류 정보가 나타내는 전류의 값이 제1 값인지 제2 값인지를 판단함으로써, 부스러기가 발생하고 있는지 여부를 판단할 수 있다. 즉, 부스러기의 퇴적량은, 주축 전류 정보가 나타내는 전류의 값이 제1 값인 시간과 상관이 있다. 바꾸어 말하면, 주축 전류 정보가 나타내는 전류의 값과 부스러기의 퇴적량에는 상관이 있다. 이와 같이, 공구가 워크를 절삭할 때의 공작 기계(2)가 가지는 축을 운동시키기 위한 모터에 인가되는 전류의 값과 부스러기의 퇴적량에는 상관이 있다.
예를 들면, 가공 조건은 워크의 재질을 나타낸다. 부스러기의 퇴적량은, 워크의 재질에 의존한다. 예를 들면, 가공 조건은 공구가 워크를 절삭할 때의 절입량을 나타낸다. 절입량이 상대적으로 많으면 부스러기의 퇴적량은 상대적으로 많고, 절입량이 상대적으로 적으면 부스러기의 퇴적량은 상대적으로 적다. 이와 같이, 가공 조건과 부스러기의 퇴적량에는 상관이 있다.
상술한 대로, 공구가 워크를 절삭할 때의 공작 기계(2)가 가지는 축을 운동시키기 위한 모터에 인가되는 전류의 값과 부스러기의 퇴적량에는 상관이 있고, 또한 가공 조건과 부스러기의 퇴적량에는 상관이 있다. 추정부(15)는 가공 조건과, 공구가 워크를 절삭할 때 공작 기계(2)가 가지는 축을 운동시키기 위한 모터에 인가되는 전류의 값을 기초로, 공구가 워크를 절삭할 때의 부스러기의 퇴적량을 추정한다. 상술한 대로, 당해 축의 적어도 하나는, 주축(24)이다. 당해 축은 주축(24)과, X축(21), Y축(22) 및 Z축(23)의 일부 또는 전부를 포함해도 된다. 당해 모터의 적어도 하나는, 주축 모터(28)이다. 당해 모터는 주축 모터(28)와, X축 모터(25), Y축 모터(26) 및 Z축 모터(27)의 일부 또는 전부를 포함해도 된다.
수치 제어 장치(1)는 추정부(15)에 의해 추정된 부스러기의 퇴적량을, 기억부(12)에 기억된 제2 정보가 나타내는 가공 모드를 기초로 보정하는 보정부(16)를 추가로 가진다. 상술한 대로, 가공 모드는 공구가 워크를 절삭할 때의 부스러기의 형상을 특정한다. 보정부(16)의 기능의 상세한 것에 대하여는, 가공 모드의 예와 함께, 후에 도 3을 이용하여 설명한다.
수치 제어 장치(1)는 보정부(16)에 의해서 보정이 행해진 후의 부스러기의 퇴적량이 미리 결정된 양 이상인지 여부를 판단하는 판단부(17)를 추가로 가진다. 판단부(17)는 기억부를 가진다. 기억부의 일례는, 플래쉬 메모리이다. 당해 기억부는 미리 결정된 양을 나타내는 정보를 미리 기억하고 있다. 판단부(17)는 당해 기억부에 기억되어 있는 정보를 기초로, 보정부(16)에 의해서 보정이 행해진 후의 부스러기의 퇴적량이 미리 결정된 양 이상인지 여부를 판단한다.
수치 제어 장치(1)는 보정부(16)에 의해서 보정이 행해진 후의 부스러기의 퇴적량이 미리 결정된 양 이상인 것을 나타내는 정보를, 수치 제어 장치(1)의 외부에 알리는 알림부(18)를 추가로 가진다. 알림부(18)는 보정부(16)에 의해서 보정이 행해진 후의 부스러기의 퇴적량이 미리 결정된 양 이상이라고 판단부(17)에 의해서 판단되었을 경우, 부스러기의 퇴적량이 미리 결정된 양 이상인 것을 나타내는 정보를 알린다.
예를 들면, 알림부(18)는 소리 또는 광을 이용하여, 보정부(16)에 의해서 보정이 행해진 후의 부스러기의 퇴적량이 미리 결정된 양 이상인 것을 나타내는 정보를 알린다. 알림부(18)는 스피커 또는 램프를 가지고, 스피커 또는 램프를 이용하여, 보정부(16)에 의해서 보정이 행해진 후의 부스러기의 퇴적량이 미리 결정된 양 이상인 것을 나타내는 정보를 알려도 된다.
다음에, 공작 기계(2), 공구(T) 및 워크(W)에 대해 설명한다. 도 2는 실시 형태에 따른 공작 기계(2)의 측면을 모식화하여 나타내는 도면이다. 상술한 대로, 공작 기계(2)는 X축(21), Y축(22), Z축(23), 주축(24), X축 모터(25), Y축 모터(26), Z축 모터(27), 주축 모터(28), X축 앰프(29), Y축 앰프(30), Z축 앰프(31) 및 주축 앰프(32)를 가진다. 도 2에는 X축(21)과 평행한 하나의 방향이 「X」인 것이 도시되어 있고, Z축(23)과 평행한 하나의 방향이 「Z」인 것이 도시되어 있다.
공작 기계(2)는 공구(T)가 장착되는 공구대(33)와, 공구대(33)를 구동하는 전달 기구(34)를 추가로 가진다. 구체적으로는, 전달 기구(34)는 X축 모터(25)로부터의 동력을 X축(21)에 전달하여, 공구대(33)를 X축(21)과 평행한 방향으로 이동시킨다. 도 2에는 도시되어 있지 않지만, 공작 기계(2)는 공구대(33)를 Y축(22)과 평행한 방향으로 이동시키는 전달 기구와, 공구대(33)를 Z축(23)과 평행한 방향으로 이동시키는 전달 기구를 추가로 가진다. 도 2에는, 주축(24)도 도시되어 있다. 주축(24)은 회전축 C를 중심으로 원호(圓弧)의 화살표 A의 방향으로 회전한다. 회전축 C는 주축(24)의 중심축을 포함한다. 도 2는 워크(W)가 주축(24)에 장착되어 있는 상황을 나타내고 있다. 도 2는 공구(T)가 공구대(33)에 장착되어 있는 상황도 나타내고 있다. 공구(T)는 워크(W)를 절삭하기 위한 절삭 공구이다.
공작 기계(2)는 수치 제어 장치(1)에 의한 제어에 따라서 동작하여, 워크(W)가 장착된 주축(24)이 회전축 C를 중심으로 원호의 화살표 A의 방향으로 회전하여, 공구(T)가 주축(24)의 회전에 따라서 회전하는 워크(W)에 접촉함으로써, 공구(T)가 워크(W)를 절삭한다.
다음에, 가공 모드에 대해 설명한다. 도 3은 실시 형태에 따른 가공 모드를 설명하기 위한 도면이다. 실시 형태에서는, 제1 가공 모드와 제2 가공 모드가 정의된다. 제1 가공 모드는 워크(W)가 원기둥으로서, 원기둥의 중심축이 주축(24)의 중심축과 일치한 상태로 워크(W)가 주축(24)에 장착되어 공구(T)가 워크(W)를 절삭하는 모드이다. 제2 가공 모드는 워크(W)가 원기둥 이외의 기둥으로서, 당해 기둥의 중심축과 직교하는 단면이 타원이고, 당해 기둥의 중심축이 주축(24)의 중심축과 일치한 상태로 워크(W)가 주축(24)에 장착되어 공구(T)가 워크(W)를 절삭하는 모드이다.
바꾸어 말하면, 워크(W)가 원기둥인 경우, 제1 가공 모드에 의한 절삭 가공이 행해지고, 워크(W)가 원기둥 이외의 기둥으로서 당해 기둥의 중심축과 직교하는 단면이 타원인 경우, 제2 가공 모드에 의한 절삭 가공이 행해진다. 도 3은 제1 가공 모드에 의한 절삭 가공과 제2 가공 모드에 의한 절삭 가공의 각각에 대해서, 모터의 회전 방향과, 전류의 용도와, 부스러기의 형상을 나타내고 있다. 즉, 제1 가공 모드와 제2 가공 모드의 각각은, 모터의 회전 방향과 부스러기의 형상의 관계를 특정하고, 모터에 흐르는 전류의 용도와 부스러기의 형상의 관계를 특정하고, 또한 모터의 회전 방향 및 모터에 흐르는 전류의 용도와 부스러기의 형상의 관계를 특정하고 있다.
제1 가공 모드에 의한 절삭 가공에서는, 워크(W)의 회전에 따라서 공구(T)는 도 2의 방향 X의 방향으로 이동한 후에 방향 Z의 방향으로 이동하므로, X축(21)에 대응하는 X축 모터(25)의 회전 방향도, Z축(23)에 대응하는 Z축 모터(27)의 회전 방향도, 한 방향이다. 주축(24)에 대응하는 주축 모터(28)의 회전 방향도, 한 방향이다. X축 모터(25), Z축 모터(27) 및 주축 모터(28)의 회전 방향이 한 방향이므로, 가속 토크도 감속 토크도 발생시킬 필요는 없다.
즉, X축 모터(25), Z축 모터(27) 및 주축 모터(28)에 흐르는 전류는, 절삭 부하에 의해서 정해지는 전류이다. 바꾸어 말하면, 제1 가공 모드에 의한 절삭 가공에서는, X축 모터(25), Z축 모터(27) 및 주축 모터(28)에 흐르는 전류는, 절삭 부하에 이용된다. 제1 가공 모드에 의한 절삭 가공에서는, 공구(T)가 워크(W)를 절삭할 때의 부스러기의 형상은, 공구(T)가 워크(W)에 계속 접촉하므로, 나선 모양이다. 즉, 부스러기는 연결된다.
제2 가공 모드에 의한 절삭 가공에서는, 워크(W)의 단면이 타원이므로, 워크(W)가 회전할 때, 공구(T)는 워크(W)의 회전에 동기하여 워크(W)의 지름 방향으로 왕복 운동할 필요가 있다. 구체적으로는, 워크(W)가 1회전할 때, 공구(T)는 워크(W)의 지름 방향으로 2 왕복할 필요가 있다. 즉, 워크(W)가 1회전하는 동안에, 공구대(33)는 X축(21)과 평행한 방향으로 2 왕복할 필요가 있다. 추가로 말하면, X축(21)은 2 왕복할 필요가 있다. 즉, 제2 가공 모드에 의한 절삭 가공에서는, X축(21)에 대응하는 X축 모터(25)의 회전 방향은, 쌍방향이다. Z축(23)에 대응하는 Z축 모터(27)의 회전 방향과, 주축(24)에 대응하는 주축 모터(28)의 회전 방향은, 한 방향이다.
제2 가공 모드에 의한 절삭 가공에서는, X축(21)에 대응하는 X축 모터(25)의 회전 방향이 쌍방향이므로, 전달 기구(34)의 관성이 증가하여, 가속 토크 및 감속 토크를 발생시킬 필요가 있다. 따라서, X축 모터(25)에는 가속 토크 및 감속 토크를 발생시키기 위한 전류를 인가할 필요가 있고, 또한 전류의 크기도 주기적으로 변화시킬 필요가 있다. 즉, 제2 가공 모드에 의한 절삭 가공에서는, X축 모터(25)에 흐르는 전류는 절삭 부하 및 가감속에 이용되고, Z축 모터(27) 및 주축 모터(28)에 흐르는 전류는, 절삭 부하에 이용된다. 제2 가공 모드에 의한 절삭 가공에서는, 공구(T)가 워크(W)를 절삭할 때의 부스러기의 형상은, 공구(T)가 워크(W)로부터 떨어지는 상황이 주기적으로 생기므로, 칩 모양이다. 즉, 부스러기는 복수의 칩으로 분단된다.
제2 가공 모드에 의한 절삭 가공에서는, 상술한 대로 공구(T)가 왕복 운동하므로, 도 3의 제2 가공 모드를 설명하는 지점에는 「진동 선삭(旋削)」이라고 하는 용어가 기재되어 있다. 도 3의 제1 가공 모드를 설명하는 지점에는, 「진동 선삭」과 대비하기 위해서 「통상 선삭」이라고 하는 용어가 기재되어 있다.
실시 형태에서는, 보정부(16)는 기억부(12)에 기억된 제2 정보가 나타내는 가공 모드가 제1 가공 모드와 제2 가공 모드 중 어느 것인지를 특정한다. 보정부(16)는 특정한 가공 모드를 기초로 부스러기가 연결되는지 복수의 칩으로 분단되는지를 판별하고, 판별한 결과를 기초로, 추정부(15)에 의해 추정된 부스러기의 퇴적량을 보정한다.
상술한 대로, 실시 형태에 따른 수치 제어 장치(1)는, 가공 조건과 공구(T)가 워크(W)를 절삭할 때의 공작 기계(2)에 포함되는 모터에 인가되는 전류의 값을 기초로, 공구(T)가 워크(W)를 절삭할 때의 부스러기의 퇴적량을 추정하고, 추정한 부스러기의 퇴적량을, 가공 모드를 기초로 보정한다. 구체적으로는, 수치 제어 장치(1)는 가공 모드를 기초로 부스러기가 연결되는지 복수의 칩으로 분단되는지를 판별하고, 판별한 결과를 기초로 부스러기의 퇴적량을 보정한다.
부스러기의 질량이 같아도, 연결되어 있는 부스러기에 대해서는 공극이 생기기 쉬워지므로, 연결되어 있는 부스러기의 체적은, 복수의 칩으로 분단된 부스러기의 체적보다 커지는 경향이 있다. 상술한 대로, 수치 제어 장치(1)는 가공 모드를 기초로 부스러기가 연결되는지 복수의 칩으로 분단되는지를 판별하고, 판별한 결과를 기초로 부스러기의 퇴적량을 보정하므로, 보다 정확한 부스러기의 퇴적량을 추측할 수 있다. 그 때문에, 수치 제어 장치(1)는 부스러기를 제거하는 적절한 타이밍을 작업자에게 알릴 수 있다. 즉, 수치 제어 장치(1)는 작업자가 적절한 타이밍으로 부스러기를 제거하는 것을 지원할 수 있다고 하는 효과를 달성한다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 통신부(14)는 X축(21)의 동작을 제어하기 위한 X축 지령치를 나타내는 정보를 X축 앰프(29)에 송신하고, Y축(22)의 동작을 제어하기 위한 Y축 지령치를 나타내는 정보를 Y축 앰프(30)에 송신하고, Z축(23)의 동작을 제어하기 위한 Z축 지령치를 나타내는 정보를 Z축 앰프(31)에 송신하고, 주축(24)의 동작을 제어하기 위한 주축 지령치를 나타내는 정보를 주축 앰프(32)에 송신한다. 그렇지만, 통신부(14)는 X축 지령치를 나타내는 정보, Y축 지령치를 나타내는 정보, Z축 지령치를 나타내는 정보 및 주축 지령치를 나타내는 정보를, X축 앰프(29), Y축 앰프(30), Z축 앰프(31) 및 주축 앰프(32) 중 어느 하나에 송신해도 된다. 그 경우, X축 지령치를 나타내는 정보, Y축 지령치를 나타내는 정보, Z축 지령치를 나타내는 정보 및 주축 지령치를 나타내는 정보는, X축 앰프(29), Y축 앰프(30), Z축 앰프(31) 및 주축 앰프(32)의 사이에서 송수신된다.
마찬가지로, X축 전류 정보, Y축 전류 정보, Z축 전류 정보 및 주축 전류 정보가 X축 앰프(29), Y축 앰프(30), Z축 앰프(31) 및 주축 앰프(32)의 사이에서 송수신되고, X축 전류 정보, Y축 전류 정보, Z축 전류 정보 및 주축 전류 정보가 X축 앰프(29), Y축 앰프(30), Z축 앰프(31) 및 주축 앰프(32) 중 어느 하나로 모아져도 된다. 그 경우, 통신부(14)는 X축 앰프(29), Y축 앰프(30), Z축 앰프(31) 및 주축 앰프(32) 중 어느 하나로부터 X축 전류 정보, Y축 전류 정보, Z축 전류 정보 및 주축 전류 정보를 수신한다.
도 3에서는, 제1 가공 모드와 제2 가공 모드의 각각은, 모터의 회전 방향과 부스러기의 형상의 제1 관계를 특정하고, 모터에 흐르는 전류의 용도와 부스러기의 형상의 제2 관계를 특정하고, 또한 모터의 회전 방향 및 모터에 흐르는 전류의 용도와 부스러기의 형상의 제3 관계를 특정한다. 그렇지만, 가공 모드는 상기의 제1 관계와, 상기의 제2 관계와, 상기의 제3 관계 중 어느 하나를 특정하고 있으면 된다.
상술한 실시 형태에서는, 미리 결정된 양을 나타내는 정보가 판단부(17)의 기억부에 미리 기억되어 있고, 판단부(17)는 보정부(16)에 의해서 보정이 행해진 후의 부스러기의 퇴적량이 미리 결정된 양 이상인지 여부를 판단한다. 그렇지만, 접수부(11)가 수치 제어 장치(1)의 외부로부터 미리 결정된 양을 나타내는 정보를 접수하고, 접수부(11)에 의해서 접수된 미리 결정된 양을 나타내는 정보가 판단부(17)의 기억부에 기억되어도 된다. 그 경우, 작업자는 미리 결정된 양을 자유롭게 결정할 수 있으므로, 부스러기를 제거하는 타이밍을 변경할 수 있다.
접수부(11)는 부스러기의 퇴적량을 보정하기 위한 정보를 수치 제어 장치(1)의 외부로부터 접수해도 된다. 보정부(16)는 접수부(11)가 부스러기의 퇴적량을 보정하기 위한 정보를 접수한 경우, 가공 모드와 접수부(11)가 접수한 정보를 기초로 부스러기의 퇴적량을 보정한다. 그 경우, 작업자는 실제의 절삭 가공을 파악해서 부스러기의 퇴적량을 보정하기 위한 정보를 수치 제어 장치(1)에 입력함으로써, 보다 정확한 부스러기의 퇴적량을 수치 제어 장치(1)에 추측시킬 수 있다. 바꾸어 말하면, 수치 제어 장치(1)는 부스러기의 퇴적량을 보정하기 위한 정보를 기초로 보다 정확한 부스러기의 퇴적량을 추측할 수 있다.
수치 제어 장치(1)는 보정부(16)에 의해서 보정이 행해진 후의 부스러기의 퇴적량이 미리 결정된 양 이상이라고 판단부(17)에 의해서 판단되었을 경우, 공작 기계(2)의 동작을 정지시키는 기능을 가지고 있어도 된다.
이상의 실시 형태에 나타낸 구성은, 본 발명의 내용의 일례를 나타내는 것이며, 다른 공지의 기술과 조합하는 것도 가능하고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 구성의 일부를 생략 또는 변경하는 것도 가능하다.
1: 수치 제어 장치 2: 공작 기계
11: 접수부 12: 기억부
13: 지령부 14: 통신부
15: 추정부 16: 보정부
17: 판단부 18: 알림부
21: X축 22: Y축
23: Z축 24: 주축
25: X축 모터 26: Y축 모터
27: Z축 모터 28: 주축 모터
29: X축 앰프 30: Y축 앰프
31: Z축 앰프 32; 주축 앰프
33: 공구대 34: 전달 기구
A: 원호의 화살표 C: 회전축
T: 공구 W: 워크

Claims (4)

  1. 공작 기계에 장착된 공구가 워크를 절삭할 때의 가공 조건과, 상기 공구가 상기 워크를 절삭할 때 상기 공작 기계가 가지는 축을 운동시키기 위한 모터에 인가되는 전류의 값을 기초로, 상기 공구가 상기 워크를 절삭할 때의 부스러기의 퇴적량을 추정하는 추정부와,
    상기 추정부에 의해 추정된 상기 부스러기의 퇴적량을, 상기 공구가 상기 워크를 절삭할 때의 부스러기의 형상을 특정하는 가공 모드를 기초로 보정하는 보정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 수치 제어 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가공 조건은 상기 워크의 재질과, 절입량과, 상기 공구의 이송 속도의 일부 또는 전부를 나타내는 것을 특징으로 하는 수치 제어 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 가공 모드는 상기 모터의 회전 방향과 상기 부스러기의 형상의 관계와, 상기 모터에 흐르는 전류의 용도와 상기 부스러기의 형상의 관계와, 상기 모터의 회전 방향 및 상기 모터에 흐르는 전류의 용도와 상기 부스러기의 형상의 관계 중 어느 하나를 특정하고,
    상기 보정부는 상기 가공 모드를 기초로 상기 부스러기가 연결되는지 복수의 칩으로 분단되는지를 판별하고, 판별한 결과를 기초로 상기 부스러기의 퇴적량을 보정하는 것을 특징으로 하는 수치 제어 장치.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 부스러기의 퇴적량을 보정하기 위한 정보를 접수하는 접수부를 추가로 구비하고,
    상기 보정부는 상기 가공 모드와 상기 접수부가 접수한 정보를 기초로 상기 부스러기의 퇴적량을 보정하는 것을 특징으로 하는 수치 제어 장치.
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