CN110618657A - 数值控制装置和错误输入检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的数值控制装置具备：加工程序输入部，其输入(i)加工程序、(ii)与该加工程序对应的加工方法、加工形状、以及使用工具中的至少2个有关的信息；以及加工内容验证部，其根据规定的判定基准，针对上述加工方法、上述加工形状、以及上述使用工具中的至少2个的组合来检测不匹配。

Description

数值控制装置和错误输入检测方法
技术领域
本发明涉及错误输入检测技术，具体涉及能够检测出错误输入的数值控制装置和错误输入检测方法。
背景技术
在使用机床等工业机械的加工现场，为了应对在加工现场产生的需求，有时在数值控制装置的操作设备上修正加工程序。这时，如果有数值、工具编号等的错误输入，则成为加工不良、机械破损等的原因。
例如在日本特开2005-128851号公报中，已知有用于检测错误输入的方法。在日本特开2005-128851号公报中，记载了预先定义适当地将加工条件、工具的移动方式等与每个加工形状组合所得的加工模式，组合这些多个加工模式而制作加工程序，由此避免在加工程序内产生不匹配。
但是，根据日本特开2005-128851号公报记载的技术，虽然能够避免在制作程序时产生不匹配，但在加工现场等事后修正所制作的加工程序那样的情况下，无法检测是否产生了不匹配。这是因为，在用G代码等制作的现有的加工程序中只包含与加工方法有关的信息，对于检测所发生的不匹配来说，信息不足。
发明内容
本发明用于解决这样的问题，其目的在于：提供能够检测错误输入的数值控制装置和错误输入检测方法。
本发明的一个实施例的数值控制装置能够处理加工方法、加工形状、以及使用工具中的至少2个信息，该数值控制装置具备：加工程序输入部，其输入(i)加工程序、(ii)与上述加工程序对应的上述加工方法、上述加工形状、以及上述使用工具中的至少2个有关的信息；以及加工内容验证部，其根据规定的判定基准，针对上述加工方法、上述加工形状、以及上述使用工具中的至少2个的组合来检测不匹配。
上述加工内容验证部也可以构成为，在检测出上述不匹配的情况下，执行警告的输出、修正候选的提示、自动修正中的任意一个。
本发明的另一个实施例的错误输入检测方法使用加工方法、加工形状、以及使用工具中的至少2个信息来检测加工程序内的错误输入，该方法包括如下步骤：加工程序输入部输入(i)上述加工程序、(ii)与上述加工程序对应的上述加工方法、上述加工形状、以及上述使用工具中的至少2个有关的信息；以及加工内容验证部根据规定的判定基准，针对上述加工方法、上述加工形状、以及上述使用工具中的至少2个的组合来检测不匹配。
上述加工内容验证部也可以在检测出上述不匹配的情况下，执行警告的输出、修正候选的提示、自动修正中的任意一个。
根据本发明，能够提供能够检测错误输入的数值控制装置和错误输入检测方法。
附图说明
图1是说明本发明的一个实施方式的数值控制装置实施的处理的概要的图。
图2是表示图1的数值控制装置的硬件结构的图。
图3是表示图2的数值控制装置的功能结构的图。
图4是表示图3的数值控制装置的动作的流程的流程图。
图5是表示加工内容的匹配性验证处理的一个例子的图。
图6是表示加工内容的匹配性验证处理的一个例子的图。
图7是表示加工内容的匹配性验证处理的一个例子的图。
图8是表示与读取的尺寸的匹配性的判定基准的例子的图。
图9是表示加工内容的匹配性验证处理的一个例子的图。
具体实施方式
已知有包含加工形状、加工方法、以及使用工具等信息的加工程序、能够处理这样的加工程序的数值控制装置。将这样的数值控制装置特别称为整合CNC系统。
本发明的实施方式的数值控制装置1是处理包含加工形状、加工方法、以及使用工具等信息的加工程序的整合CNC系统。在本实施方式中说明加工程序的情况下，如果没有具体标注，则是指包含加工形状、加工方法、以及使用工具等信息的加工程序。
在本实施方式中处理的加工程序中，在加工程序内记载表示加工形状、加工方法、以及使用工具的信息。因此，数值控制装置1在选择了不适合于生成目标加工形状的加工方法、使用工具的情况下，能够指出错误输入的可能性。
使用图1的示意图，说明数值控制装置1实施的处理的概要。
数值控制装置1读入并解读记载了与加工形状、加工方法、以及使用工具有关的信息的加工程序，并且根据加工程序生成工具路径。在此在由操作者编辑了加工程序的情况下，作为后处理，数值控制装置1对加工程序的匹配性(加工形状、加工方法、以及使用工具的相互关系不矛盾等)进行验证。最后，与现有的数值控制装置同样地进行轴控制并执行加工。
图2是表示数值控制装置1的主要部分的概要硬件结构图。
数值控制装置1是进行加工机20的控制的装置。数值控制装置1具备CPU11、ROM12、RAM13、非易失性存储器14、接口18、总线10、以及轴控制电路16。数值控制装置1连接有伺服放大器40、伺服电动机50、以及输入输出装置60。
CPU11是整体地控制数值控制装置1的处理器，经由总线10读出存储在ROM12中的系统/程序，依照系统/程序来控制数值控制装置1整体。
ROM12预先存储有用于执行加工机20的各种控制等的系统/程序。RAM13暂时存储临时的计算数据、显示数据、操作者经由后述的输入输出装置60输入的数据、程序等。
非易失性存储器14例如由电池(未图示)支持，即使切断数值控制装置1的电源也保持存储状态。非易失性存储器14存储从输入输出装置60输入的数据、程序等。可以在执行时和利用时，将存储在非易失性存储器14中的程序、数据加载到RAM13中。
轴控制电路16控制加工机20的动作轴。轴控制电路16接受CPU11输出的轴的移动指令量，并将轴的移动指令输出到伺服放大器40。
伺服放大器40接受轴控制电路16输出的轴的移动指令而驱动伺服电动机50。伺服电动机50被伺服放大器40驱动而使加工机的动作轴移动。典型的是伺服电动机50内置位置/速度检测器。位置/速度检测器输出位置/速度反馈信号，该信号被反馈到轴控制电路16，由此进行位置/速度的反馈控制。
此外，在图2中，轴控制电路16、伺服放大器40、伺服电动机50虽然仅各示出一个，但实际上，准备了成与为控制对象的加工机20所具备的轴的个数相应的个数。例如，在控制具备3个轴的加工机20的情况下，合计准备3组的与各个轴对应的轴控制电路16、伺服放大器40、伺服电动机50。
输入输出装置60是具备显示器、硬件按键等的数据输入输出装置，典型的是操作盘。输入输出装置60将经由接口18从CPU11接受的信息显示到显示器。输入输出装置60经由接口18将从硬件按键等输入的指令、数据等传递到CPU11。通过输入输出装置60，例如能够将存储在非易失性存储器14中的程序显示到显示器，通过硬件按键进行编辑。
图3是表示能够检测错误输入的数值控制装置1的概要功能结构的框图。
数值控制装置1具备加工程序输入部101、加工程序解读部102、工具路径生成部103、加工内容验证部104、电动机驱动信号生成部105、信息显示器108、以及CNC操作器109。另外，数值控制装置1连接具备伺服放大器110和电动机111的加工机20的驱动部30。
加工程序输入部101从外部读入预先制作的加工程序，存储到RAM13、非易失性存储器14中，并且将操作者使用输入输出装置60等编辑后的加工程序存储到RAM13、非易失性存储器14中。将在后面说明在本实施方式中处理的加工程序的详细。
加工程序解读部102对加工程序输入部101所获取的加工程序进行解释。
工具路径生成部103根据加工程序解读部102解释加工程序的结果，生成工具路径。
加工内容验证部104验证加工程序输入部101所获取的加工程序是否没有不匹配。
电动机驱动信号生成部105生成用于依照工具路径生成部103生成的工具路径使工具移动的电动机驱动信号，相当于上述(图2所示)的轴控制电路16。
信息显示器108将加工程序输入部101读入的加工程序、加工内容验证部104输出的各种消息等显示到输入输出装置60的显示器。
CNC操作器109是提供用于加工程序的编辑、加工机20的手动操作等的接口的装置，例如可以采用与数值控制装置1一体的类型、悬架型、远程型等公知的装置。
伺服放大器110接受电动机驱动信号生成部105输出的电动机驱动信号而驱动电动机111，相当于上述(图2所示)的伺服放大器40。
电动机111被伺服放大器110驱动，使加工机20的动作轴移动，相当于上述(图2所示)的伺服电动机50。
说明数值控制装置1处理的加工程序。
理想的是，数值控制装置1的加工程序输入部101将关联地记载了与加工形状、加工方法、以及使用工具有关的信息的加工程序作为输入。在本实施方式中，主要采用该方法。但是，并不必须从一个文件输入与加工形状、加工方法、以及使用工具有关的全部信息。例如，也可以考虑以下的方法，即在加工程序中记载加工方法，作为CAD文件提供加工形状，预先将使用工具信息登记到数值控制装置1中，数值控制装置1使用CAD文件的特征ID、使用工具编号等使这些信息关联起来。另外，也可以没有收集全部的与加工形状、加工方法、以及使用工具有关的信息，收集到至少其中的2个信息即可。
表示作为一个文件即加工程序输入与加工形状、加工方法、以及使用工具有关的信息的情况下的适合的信息构造的例子。
在加工程序中，以规定的形式即数据模型，记载机床的控制所需要的信息。作为公知的数据模型的例子，有ISO14649、APT形式等。但是，只要是能够记载必要的信息的形式，则并不限于这些公知的数据模型，而可以任意地选择。
在本实施方式中，数据模型包括以下的信息。典型的是具有层次构造地记载这些信息，关联的信息之间关联起来。
(1)与加工方法有关的信息
在与加工方法有关的信息中例如包含以下的信息。但是，并不必须全部包含这些信息。
·加工方法的类型(例如表示钻孔加工、底铣加工、侧铣加工中的哪个的信息等)
·与加工的类型对应的更详细的加工策略(例如在底铣加工的情况下，轴方向和径向各自的切入量、表示平行路径还是螺旋路径的信息等)
·主轴转速
·进给速度、或每一刀的切削量
·工具路径
·其他用于确定加工方法所需要的信息(例如切削开始点、切削结束点等)
(2)与加工形状有关的信息
对于与加工形状有关的信息，例如可以列举以下的信息。但是，并不必须全部包含这些信息。
·加工形状的类型(例如表示圆形孔、平面、凹穴、自由曲面、螺孔中的哪个的信息等)
·为了确定形状所需要的各种尺寸(例如在圆形孔的情况下，中心坐标、孔的方向、直径、深度、底为碗状的情况下的角度、各尺寸的允许公差等)
(3)与使用工具有关的信息
对于与使用工具有关的信息，例如可以列举以下的信息。但是，并不必须全部包含这些信息。
·工具的类型(例如表示钻头、立铣刀、面铣刀、攻丝工具中的哪个的信息等)
·各种尺寸(例如在立铣刀的情况下，直径、有效刀长、角R等)
·工具的3D形状信息
·工具型号
使用图4的流程图，说明能够检测错误输入的数值控制装置1的动作。
该处理对从外部输入的加工程序、此后操作者使用输入输出装置60等手动地修正后的加工程序的内容进行验证，在对于在加工程序内使用的加工形状、加工方法、以及使用工具，存在通常不可能存在的组合的情况下，输出警告。
步骤S101：加工程序输入部101读入关联地记载了与加工形状、加工方法、以及使用工具有关的信息的加工程序。
步骤S102：加工程序解读部102对加工程序进行解读，将加工形状、加工方法、以及使用工具变换为在每个加工步骤中总结的加工内容信息。加工步骤是指构成根据加工程序执行的加工的一个以上的步骤。例如，在开螺孔的程序的情况下，包括以下的加工步骤：(1)开孔的平面的加工；(2)开孔；(3)孔的边缘的倒角；(4)攻丝。
步骤S103：信息显示器108向操作者显示加工内容信息。
步骤S104～步骤S105：操作者观察显示在信息显示器108中的加工内容信息，根据需要，使用CNC操作器109修正加工内容信息。
步骤S106：在加工程序不包括工具路径信息的情况、或由操作者对加工内容信息进行了需要变更工具路径的修正的情况下，工具路径生成部103根据加工内容信息，计算工具路径。另外，将所制作的工具路径与加工内容信息关联起来。
步骤S107：信息显示器108向操作者显示从加工程序读取、或工具路径生成部103制作的工具路径。
步骤S108～步骤S109：操作者观察显示在信息显示器108中的工具路径，根据需要，使用CNC操作器109修正工具路径。
步骤S110：加工内容验证部104对加工内容信息进行验证，验证加工形状、加工方法、以及使用工具中的至少2个信息的关系没有不匹配。将在后面说明验证的具体方法。
步骤S112：在发现了不匹配的情况下，加工内容验证部104向信息显示器108显示警告。
另外，加工内容验证部104在能够提示加工内容信息的修正候选的情况下，将修正候选显示到信息显示器108。如果操作者使用CNC操作器109从修正候选中选择了符合意图的候选，则加工内容验证部104将选择出的修正内容反映到加工内容信息中。在选择出的候选是需要变更工具路径的修正内容的情况下，工具路径生成部103再次生成工具路径。
步骤S113：电动机驱动信号生成部105根据确认了匹配性的加工内容信息，生成电动机驱动用信号，并将其向加工机20的驱动部发送。驱动部的伺服放大器110与电动机驱动信号对应地驱动电动机111。
使用图5～图9所示的例子，具体说明加工内容验证部104对加工内容信息的匹配性验证处理。
假设加工内容验证部104预先保存以下的信息。
·能够在各加工形状类型的加工中使用的加工方法类型的一览表
·能够在各加工形状类型的加工中使用的工具类型的一览表
·能够对各加工方法类型使用的工具类型的一览表
首先，加工内容验证部104从加工内容信息读取加工形状类型、加工方法类型、以及使用工具类型，进行以下的判定。在针对加工形状类型、加工方法类型、以及使用工具类型中的至少一个判断为没有匹配性的情况下，加工内容验证部104判断为加工内容信息没有匹配性，向操作者进行该情况的警告(对应于图6～图9的例子)。在其他的情况下，看作是加工内容信息有匹配性，执行加工(对应于图5的例子)。
·对读取的能够对加工形状类型使用的加工方法类型的一览表和读取的加工方法类型进行比较，如果读取的加工方法类型不包含在一览表中，则判断为没有匹配性。
在显示修正候选的情况下，例如可以显示读取的能够对加工形状类型使用的加工方法类型的一览表，让操作者选择任意的加工方法类型。
·对读取的能够对加工形状类型使用的工具类型的一览表和读取的使用工具类型进行比较，如果读取的使用工具类型不包含在一览表中，则判断为没有匹配性。
这对应于图7所示的例子。如果工具类型“Drilling tool(钻头)”不包含在能够对加工形状类型“Round hole(圆孔)”使用的工具类型的一览表中，则判断为没有匹配性。
在显示修正候选的情况下，例如可以显示读取的能够对加工形状类型使用的使用工具类型的一览表，让操作者选择任意的使用工具类型。
·对读取的能够对加工方法类型使用的工具类型的一览表和读取的使用工具类型进行比较，如果读取的使用工具类型不包含在一览表中，则判断为没有匹配性。
这对应于图6所示的例子。如果工具类型“Drilling tool(钻头)”不包含在能够对加工方法类型“Side&bottom milling(侧&底铣)”使用的工具类型的一览表中，则判断为没有匹配性。
在显示修正候选的情况下，例如可以显示读取的能够对加工方法类型使用的使用工具类型的一览表，让操作者选择任意的使用工具类型。
·读取加工形状的尺寸和使用工具的尺寸，对两者进行比较，由此进行匹配性的验证。与读取的尺寸的匹配性的判定基准根据加工形状类型和使用工具类型而不同。在图8中表示与读取的尺寸的匹配性的判定基准的例子。
·读入加工形状的尺寸、工具的尺寸、以及工具路径，在根据工具尺寸和工具路径计算的切削范围相对于加工形状偏离的情况下，判断为没有匹配性。
这与图9的例子对应。在根据工具尺寸和工具路径计算的切削范围相对于加工形状偏离的情况下，判断为没有匹配性。
根据本实施方式，使用包含与加工形状、加工方法、以及使用工具有关的信息的加工程序的数值控制装置1依照独自的判定基准，验证这些信息的关系是否没有不匹配。由此，即使在后边的步骤中修正了加工程序时，也能够在数值控制装置1上进行检查而保证匹配性，能够对因错误的修正造成的加工不良、冲撞的情况防患于未然。
以上，说明了本发明的主要的实施方式，但本发明并不只限于上述实施方式，通过施加适当的变更，能够以各种形式实施。例如，上述实施方式的数值控制装置1在数值控制装置1上编辑了加工程序、工具路径的情况下进行匹配性检查，但本发明并不限于此，例如可以对从外部输入(没有编辑)的加工程序也进行匹配性检查。
另外，在上述实施方式中，主要将本发明应用于数值控制装置1，但本发明并不限于此，例如也可以在与数值控制装置1连接的信息处理装置等能够处理加工程序的任意的信息处理装置中，执行与上述实施方式同样的处理。

Claims (4)

1.一种数值控制装置，该数值控制装置能够处理加工方法、加工形状、以及使用工具中的至少2个信息，
其特征在于，
所述数值控制装置具备：
加工程序输入部，其输入(i)加工程序、(ii)与上述加工程序对应的上述加工方法、上述加工形状、以及上述使用工具中的至少2个有关的信息；以及
加工内容验证部，其根据规定的判定基准，针对上述加工方法、上述加工形状、以及上述使用工具中的至少2个的组合来检测不匹配。
2.根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于，
上述加工内容验证部构成为，在检测出上述不匹配的情况下，执行警告的输出、修正候选的提示、自动修正中的任意一个。
3.一种方法，该方法使用加工方法、加工形状、以及使用工具中的至少2个信息来检测加工程序内的错误输入，
其特征在于，
所述方法包括如下步骤：
加工程序输入部输入(i)上述加工程序、(ii)与上述加工程序对应的上述加工方法、上述加工形状、以及上述使用工具中的至少2个有关的信息；以及
加工内容验证部根据规定的判定基准，针对上述加工方法、上述加工形状、以及上述使用工具中的至少2个的组合来检测不匹配。
4.根据权利要求3所述的错误输入检测方法，其特征在于，
上述加工内容验证部在检测出上述不匹配的情况下，执行警告的输出、修正候选的提示、自动修正中的任意一个。
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