車削加工控制裝置和車削加工支援程序的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及車削加工控制裝置和車削加工支援程序。
【背景技術(shù)】
[0002] 在將工件夾持于車床的主軸使其旋轉(zhuǎn)，并使刀具的刀刃以規(guī)定的進(jìn)刀量沿工件的 徑向（X軸方向）切入的狀態(tài)下，使刀具沿工件的長(zhǎng)邊方向（Z軸方向）進(jìn)給以進(jìn)行車削加工 的技術(shù)已被公眾所知。進(jìn)行車削加工時(shí)，刀具作用有主切削力、進(jìn)給抗力和吃刀抗力。吃刀 抗力是工件的切削阻力的徑向（X軸方向）的成分，為使工件沿其徑向（X軸方向）彎曲的 力。因此，加工縱橫尺寸比大的纖細(xì)的軸等情況下，吃刀抗力對(duì)加工精度的影響不能忽視。
[0003] 因此，以往例如專利文獻(xiàn)1所示，提出了設(shè)計(jì)能使吃刀抗力為零的刀具。具體而 言，基于與進(jìn)刀量對(duì)應(yīng)地確定一個(gè)使吃刀抗力為零的主偏角的發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)一種在處于某進(jìn) 刀量時(shí)具備使吃刀抗力為零的主偏角的刀具。
[0004] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利公開公報(bào)特開2009-113143號(hào)
[0005] 按照上述專利文獻(xiàn)1記載的技術(shù)，每次改變進(jìn)刀量時(shí)，都需要重新設(shè)計(jì)刀具，因此 存在刀具難以通用的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而完成的，主要目的是提供一種車削加工控制裝置和車削 加工支援程序，在較高地維持工件的車削加工精度的同時(shí)，使車削加工所采用的刀具具備 通用性。
[0007] 以下，說(shuō)明用于解決上述問(wèn)題的方式及其作用效果。
[0008] 技術(shù)構(gòu)思1 :一種車削加工控制裝置，使用車削加工裝置，所述車削加工裝置包 括：主軸，夾持工件并旋轉(zhuǎn)；刀具保持部，夾持對(duì)所述工件進(jìn)行車削加工的刀具；Z軸驅(qū)動(dòng) 部，在作為與所述主軸的旋轉(zhuǎn)軸線平行的方向的Z軸方向上，使所述主軸和所述刀具保持 部中的至少一方位移；X軸驅(qū)動(dòng)部，在垂直于所述Z軸的X軸方向上，使所述主軸和所述刀 具保持部中的至少一方位移；以及B軸驅(qū)動(dòng)部，使所述刀具保持部圍繞垂直于所述Z軸和所 述X軸雙方的Y軸旋轉(zhuǎn)，所述車削加工控制裝置使夾持于所述主軸的工件旋轉(zhuǎn)，并且使所述 刀具在相對(duì)于所述工件沿X軸方向以規(guī)定的進(jìn)刀量進(jìn)刀的狀態(tài)下，至少沿Z軸方向相對(duì)進(jìn) 給以進(jìn)行車削加工，其中，所述車削加工控制裝置包括：存儲(chǔ)部，存儲(chǔ)有規(guī)定所述車削加工 的加工程序和表示所述刀具的形狀的刀具形狀數(shù)據(jù)；加工程序處理部，解析所述加工程序， 計(jì)算并輸出針對(duì)所述z軸驅(qū)動(dòng)部、所述X軸驅(qū)動(dòng)部和所述B軸驅(qū)動(dòng)部的指令量；指令值設(shè)定 處理部，設(shè)定用于決定主偏角的主偏角指令值，所述主偏角是與進(jìn)行所述車削加工時(shí)所述 刀具相對(duì)于所述工件的相對(duì)進(jìn)給方向垂直的方向和所述刀具的刃部所呈的角度；主偏角設(shè) 定指令量計(jì)算部，基于所述刀具形狀數(shù)據(jù)計(jì)算B軸指令量作為主偏角設(shè)定指令量，所述B軸 指令量用于進(jìn)行控制以使所述主偏角成為所述主偏角指令值；以及指令處理部，將所述主 偏角設(shè)定指令量向所述B軸驅(qū)動(dòng)部輸出。
[0009] 在上述裝置中，通過(guò)設(shè)定主偏角指令值，計(jì)算用于進(jìn)行控制以使加工時(shí)的主偏角 成為主偏角指令值的B軸指令量，并向B軸驅(qū)動(dòng)部輸出B軸指令量，可以適當(dāng)變更加工時(shí)的 主偏角。通過(guò)變更主偏角，可以改變刀具施加于工件的吃刀抗力，其結(jié)果，通過(guò)調(diào)整車削加 工時(shí)的主偏角，可以使吃刀抗力為零或是極小的值。因此，即使不采用特殊的刀具，通過(guò)將 通用的刀具設(shè)定成適當(dāng)?shù)闹髌侵噶钪刀褂茫部梢允管囅骷庸ぞ葮O高。
[0010] 技術(shù)構(gòu)思2 :在技術(shù)構(gòu)思1所述的車削加工控制裝置的基礎(chǔ)上，所述存儲(chǔ)部還存儲(chǔ) 有刀具數(shù)據(jù)，所述刀具數(shù)據(jù)表示所述刀具被夾持于所述刀具保持部時(shí)的所述刀具的刀尖位 置，所述車削加工控制裝置包括補(bǔ)償量計(jì)算處理部，所述補(bǔ)償量計(jì)算處理部基于所述刀具 數(shù)據(jù)計(jì)算主偏角補(bǔ)償量，所述主偏角補(bǔ)償量用于補(bǔ)償以所述主偏角設(shè)定指令量進(jìn)行B軸旋 轉(zhuǎn)定位時(shí)的刀尖位置從所述主偏角指令值設(shè)定前的刀尖位置在XZ平面上的位移，所述指 令處理部用主偏角補(bǔ)償量修正從所述加工程序處理部輸出的X軸指令量和Z軸指令量，并 向所述X軸驅(qū)動(dòng)部和所述Z軸驅(qū)動(dòng)部輸出。
[0011] 為了控制主偏角以使其成為主偏角指令值而對(duì)B軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)定位時(shí)，刀尖位置在 XZ平面上位移。通過(guò)計(jì)算并存儲(chǔ)能消除所述位移的主偏角補(bǔ)償量，從而僅僅用主偏角補(bǔ)償 量修正加工動(dòng)作時(shí)的X軸指令量和Z軸指令量，不必實(shí)施用于控制主偏角的新的復(fù)雜處理， 就可以進(jìn)行加工。
[0012] 技術(shù)構(gòu)思3 :在技術(shù)構(gòu)思1所述的車削加工控制裝置的基礎(chǔ)上，所述車削加工控制 裝置包括角度調(diào)整接受處理部，所述角度調(diào)整接受處理部在所述車削加工開始之后且結(jié)束 之前，接受用于變更由所述指令值設(shè)定處理部設(shè)定的所述主偏角指令值的指示，并基于該 接受的指示變更所述主偏角指令值，所述指令處理部向所述B軸驅(qū)動(dòng)部輸出由所述主偏角 設(shè)定指令量計(jì)算處理部計(jì)算出的與所述變更后的主偏角指令值對(duì)應(yīng)的所述主偏角設(shè)定指 令量。
[0013] 在上述裝置中，由于車削加工開始之后且結(jié)束之前可以變更車削加工時(shí)的主偏 角，所以在車削加工中檢測(cè)出振動(dòng)等時(shí)，當(dāng)場(chǎng)能夠通過(guò)變更主偏角指令值來(lái)抑制振動(dòng)，可以 容易地進(jìn)行提高車削加工精度的變更。
[0014] 技術(shù)構(gòu)思4 :在技術(shù)構(gòu)思3所述的車削加工控制裝置的基礎(chǔ)上，所述角度調(diào)整接 受處理部具有在車削加工中接受到變更主偏角指令值的指示時(shí)臨時(shí)停止所述車削加工的 功能，在由所述角度調(diào)整接受處理部使所述車削加工停止過(guò)程中，所述指令處理部向所述B 軸驅(qū)動(dòng)部輸出由所述主偏角設(shè)定指令量計(jì)算處理部計(jì)算出的與所述變更后的所述主偏角 指令值對(duì)應(yīng)的所述主偏角設(shè)定指令量。
[0015] 為了變更車削加工時(shí)的主偏角而改變B軸位置時(shí)，根據(jù)刀具的刀尖位置和B軸旋 轉(zhuǎn)中心的距離，使刀具的刀尖位置在X軸方向和Z軸方向變化。因此，車削加工中變更主偏 角存在困難。在此，上述裝置中由于接受變更主偏角的指示時(shí)中斷車削加工，所以能夠在中 斷過(guò)程中用手動(dòng)操作使刀尖遠(yuǎn)離工件。由于刀具的刀尖遠(yuǎn)離工件，所以刀具的刀尖即使在X 軸方向、Z軸方向變化也不會(huì)與工件發(fā)生干擾，其結(jié)果，可以簡(jiǎn)單地進(jìn)行主偏角指令值的變 更。
[0016] 技術(shù)構(gòu)思5 :在技術(shù)構(gòu)思3所述的車削加工控制裝置的基礎(chǔ)上，所述加工程序包含 決定加工時(shí)的主偏角的主偏角數(shù)據(jù)，所述指令值設(shè)定處理部將所述加工程序的主偏角數(shù)據(jù) 設(shè)定為所述主偏角指令值，所述車削加工控制裝置包括主偏角指令值存儲(chǔ)處理部，所述主 偏角指令值存儲(chǔ)處理部接受將由所述角度調(diào)整接受處理部變更后的所述主偏角指令值登 錄于所述加工程序的指令，所述主偏角指令值存儲(chǔ)處理部接受到朝向加工程序的存儲(chǔ)指示 時(shí)，將變更后的所述主偏角指令值作為主偏角數(shù)據(jù)登錄于所述加工程序。
[0017] 在上述裝置中，通過(guò)具備主偏角指令值存儲(chǔ)處理部，當(dāng)由角度調(diào)整接受處理部接 受的主偏角指令值是適當(dāng)?shù)闹禃r(shí)，可以將其登錄于加工程序。
[0018] 技術(shù)構(gòu)思6:在技術(shù)構(gòu)思4所述的車削加工控制裝置的基礎(chǔ)上，所述存儲(chǔ)部還存儲(chǔ) 有刀具數(shù)據(jù)，所述刀具數(shù)據(jù)表示所述刀具被夾持于所述刀具保持部時(shí)的所述刀具的刀尖位 置，所述車削加工控制裝置包括補(bǔ)償量計(jì)算處理部，所述補(bǔ)償量計(jì)算處理部在所述角度調(diào) 整接受處理部變更主偏角指令值時(shí)基于所述刀具數(shù)據(jù)計(jì)算動(dòng)作補(bǔ)償量，所述動(dòng)作補(bǔ)償量用 于補(bǔ)償以所述主偏角設(shè)定指令量進(jìn)行B軸旋轉(zhuǎn)定位時(shí)的刀尖位置從剛才的B軸位置的刀尖 位置在XZ平面上的位移，所述指令處理部向B軸驅(qū)動(dòng)部、X軸驅(qū)動(dòng)部和Z軸驅(qū)動(dòng)部同時(shí)輸 出主偏角設(shè)定指令量和動(dòng)作補(bǔ)償量。
[0019] 為了變更主偏角指令值而將B軸旋轉(zhuǎn)定位時(shí)，因B軸旋轉(zhuǎn)中心和刀尖在XZ平面上 的位置關(guān)系，刀尖位置發(fā)生變化而使進(jìn)刀量變動(dòng)。因此，上述裝置中通過(guò)計(jì)算用于消除從剛 才的刀尖位置的位移的X軸動(dòng)作補(bǔ)償量和Z軸動(dòng)作補(bǔ)償量，并與主偏角設(shè)定指令量同時(shí)輸 出，即使在加工中斷過(guò)程中對(duì)主偏角指令值進(jìn)行各種變更，不改變刀尖位置就可以變更主 偏角。
[0020] 技術(shù)構(gòu)思7 :在技術(shù)構(gòu)思1所述的車削加工控制裝置的基礎(chǔ)上，所述加工程序包含 決定進(jìn)刀量的進(jìn)刀量數(shù)據(jù)和決定所述主偏角的主偏角數(shù)據(jù)，所述車削加工控制裝置包括主 偏角計(jì)算處理部，所述主偏角計(jì)算處理部計(jì)算使所述車削加工時(shí)由所述刀具施加于所述工 件的吃刀抗力的絕對(duì)值處于規(guī)定值以下的主偏角，所述主偏角計(jì)算處理部將計(jì)算出的主偏 角作為主偏角數(shù)據(jù)登錄于所述加工程序，所述指令值設(shè)定處理部將所述主偏角數(shù)據(jù)設(shè)定為 所述主偏角指令值。
[0021] 在上述裝置中，由于主偏角計(jì)算處理部計(jì)算使車削加工時(shí)產(chǎn)生的吃刀抗力處于規(guī) 定值以下的主偏角，所以即使是未掌握能降低吃刀抗力的主偏角的信息的操作人員，也可 以進(jìn)行能降低吃刀抗力的車削加工。
[0022] 技術(shù)構(gòu)思8 :在技術(shù)構(gòu)思1所述的車削加工控制裝置的基礎(chǔ)上，所述車削加工控制 裝置包括：判斷處理部，根據(jù)由所述指令值設(shè)定處理部設(shè)定的主偏角指令值和所述刀具形 狀數(shù)據(jù)，判斷是否能進(jìn)行所述車削加工；以及通知處理部，當(dāng)由所述判斷處理部判斷不能進(jìn) 行所述車削加工時(shí)，通知該內(nèi)容。
[0023] 如果知道主偏角和刀具形狀，就可以知道刀具和工件是否發(fā)生干擾。因此在上述 裝置中，可以基于主偏角指令值和刀具形狀判斷出刀具和工件的干擾，判斷不能進(jìn)行車削 加工，并通知該內(nèi)容。
[0024] 技術(shù)構(gòu)思9:一種車削加工支援程序，使計(jì)算機(jī)執(zhí)行技術(shù)構(gòu)思1~8中任意一項(xiàng)所 述的車削加工控制裝置中的所述各處理部。
[0025] 技術(shù)構(gòu)思10: -種車削加工控制方法，使用車削加工裝置，所述車削加工裝置包 括：主軸，夾持工件并旋轉(zhuǎn)；刀具保持部，夾持對(duì)所述工件進(jìn)行車削加工的刀具；Z軸驅(qū)動(dòng) 部，在作為與所述主軸的旋轉(zhuǎn)軸線平行的方向的Z軸方向上，使所述主軸和所述刀具保持 部中的至少一方位移；X軸驅(qū)動(dòng)部，在垂直于所述Z軸的X軸方向上，使所述主軸和所述刀 具保持部中的至少一方位移；以及B軸驅(qū)動(dòng)部，使所述刀具保持部圍繞垂直于所述Z軸和所 述X軸雙方的Y軸旋轉(zhuǎn)定位，所述車削加工控制方法使夾持于所述主軸的工件旋轉(zhuǎn)，并且使 所述刀具在相對(duì)于所述工件沿X軸方向以規(guī)定的進(jìn)刀量進(jìn)刀的狀態(tài)下，至少沿Z軸方向相 對(duì)進(jìn)給以進(jìn)行車削加工，其中，所述車削加工控制方法包括：加工程序處理工序，解析用于 規(guī)定所述車削加工的加工程序，計(jì)算并輸出針對(duì)所述Z軸驅(qū)動(dòng)部、所述X軸驅(qū)動(dòng)部和所述B 軸驅(qū)動(dòng)部的指令量；指令值設(shè)定處理工序，設(shè)定用于決定主偏角的主偏角指令值，所述主偏 角是與進(jìn)行所述車削加工時(shí)所述刀具相對(duì)于所述工件的相對(duì)進(jìn)給方向垂直的方向和所述 刀具的刃部所呈的角度；主偏角設(shè)定指令量計(jì)算處理工序，基于表示所述刀具的形狀的刀 具形狀數(shù)據(jù)計(jì)算B軸指令量作為主偏角設(shè)定指令量，所述B軸指令量用于進(jìn)行控制以使所 述主偏角成為所述主偏角指令值；以及指令處理工序，將所述主偏角設(shè)定指令量向B軸驅(qū) 動(dòng)部輸出。
[0026] 按照上述方法，能發(fā)揮與技術(shù)構(gòu)思1記載的裝置同樣的作用效果。
【附圖說(shuō)明】
[0027] 圖1是一個(gè)實(shí)施方式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0028] 圖2是表示同一實(shí)施方式的車削加工裝置的局部結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0029] 圖3的（a)是表示同一實(shí)施方式的刀具形狀數(shù)據(jù)的圖，圖3的（b)是表示刀具形 狀數(shù)據(jù)的定義的圖，圖3的（c)是表示刀尖半徑的定義的圖。
[0030] 圖4是表不主偏角的圖。
[0031] 圖5的（a)和（b)是表示同一實(shí)施方式的吃刀抗力數(shù)據(jù)的圖。
[0032] 圖6是表示同一實(shí)施方式的刀具數(shù)據(jù)的圖，并且是表示伴隨主偏角設(shè)定指令量的 B軸旋轉(zhuǎn)定位而產(chǎn)生的刀尖位置的變化量的圖。
[0033] 圖7是表示上述實(shí)施方式的吃刀抗力