[发明专利]数值控制装置以及数值控制装置的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种数值控制装置以及数值控制装置的控制方法。

背景技术

数值控制装置在要进行自动换刀(自動工具交換)时，预先执行主轴定向动作。数值控制装置需要将主轴停止在能够进行换刀的旋转角度位置处。

数值控制装置在换刀时将向Z轴原点的上升动作以及主轴定向动作同时进行。Z轴原点是Z轴的机械原点。数值控制装置在主轴定向动作完成之后，开始减慢向Z轴原点的上升动作的速度。之后，数值控制装置开始进行向ATC(换刀)位置的上升动作。向ATC位置的上升动作只有在主轴定向动作完成时才可以开始。因此，在主轴转速较快时或者上升至Z轴原点的上升距离较小时，有时即使在向Z轴原点的上升动作已结束的状态下主轴定向动作也尚未完成。向ATC位置的上升动作等到主轴定向动作完成后才开始进行。因此换刀所需的时间变长。例如，日本专利公开2010年69545号公报公开了一种在比向Z轴原点的上升动作早的阶段开始进行主轴定向动作的机床。

主轴转速越快，主轴定向动作所需的时间越长。机床要等到主轴定向动作完成后才开始进行向ATC位置的上升动作。因此无法缩短换刀周期。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够可靠地缩短换刀所需的时间的数值控制装置以及数值控制装置的控制方法。

第一发明的数值控制装置具备主轴电动机、主轴头移动电动机以及控制部。主轴电动机对具有刀具的主轴进行旋转驱动。主轴头移动电动机对主轴头进行移动驱动。主轴头以主轴能够旋转的方式支承主轴。控制部根据加工程序来控制主轴电动机和主轴头移动电动机。控制部具备换刀指令判断部、主轴定向动作部以及主轴头移动控制部。换刀指令判断部根据加工程序判断接下来的指令是否为换刀指令。在换刀指令判断部判断为接下来的指令是换刀指令时，主轴定向动作部开始进行主轴定向动作。主轴定向动作是主轴电动机使主轴停止在规定的停止位置的动作。由主轴定向动作部进行的主轴定向动作在主轴头通过机床的机械原点之前完成。主轴头移动控制部对主轴头移动电动机进行控制，使得在主轴定向动作完成的时刻，主轴头以预先设定的速度通过机械原点。因此，数值控制装置能够可靠地缩短换刀时间。

在第二发明的数值控制装置中，主轴头移动控制部具备到达原点所需时间计算部、定向所需时间估计部、以及移动开始时刻决定部。到达原点所需时间计算部根据主轴头从当前的位置至机械原点的移动量、主轴头的移动速度达到上述预先设定的速度所需的时间以及上述预先设定的速度，来计算到达原点所需时间。到达原点所需时间是主轴头以上述预先设定的速度到达机械原点所需的时间。定向所需时间估计部根据主轴的转速来估计定向所需时间。定向所需时间是主轴定向动作部完成主轴定向动作所需的时间。移动开始时刻决定部根据到达原点所需时间和定向所需时间，来决定主轴头开始向机械原点移动的时刻。因此，主轴头在主轴定向动作完成的时刻能够以预先设定的速度通过原点。

第三发明是由数值控制装置进行的数值控制装置的控制方法。数值控制装置具备主轴电动机、主轴头移动电动机以及控制部。主轴电动机对具有刀具的主轴进行旋转驱动。主轴头移动电动机对主轴头进行移动驱动。主轴头以主轴能够旋转的方式支承主轴。控制部根据加工程序来控制主轴电动机和主轴头移动电动机。控制方法包括换刀指令判断步骤、主轴定向动作步骤以及主轴头移动控制步骤。换刀指令判断步骤根据加工程序判断接下来的指令是否为换刀指令。在换刀指令判断步骤判断为接下来的指令是换刀指令时，主轴定向动作步骤开始进行主轴定向动作。主轴定向动作是通过主轴电动机使主轴停止在规定的停止位置的动作。主轴定向动作步骤中的主轴定向动作在主轴头通过机床的机械原点之前完成。主轴头移动控制步骤对主轴头移动机构进行控制，使得在主轴定向动作完成的时刻，主轴头以预先设定的速度通过机械原点。因此，数值控制装置能够通过进行上述控制方法来可靠地缩短换刀时间。

附图说明

图1是机床1的立体图。

图2是表示机床1和数值控制装置30的电性结构的框图。

图3是具体的切削加工的切削动作和快速进给动作的说明图。

图4是图3的主轴转速和Z轴进给速度的时间图。

图5是主处理的流程图。

图6是换刀处理的流程图。

图7是Z轴上升处理的流程图。

图8是Z轴上升处理的变形例的流程图。

具体实施方式