JP2001255914A - Nc工作機械における工具の位置補正方法 - Google Patents
Nc工作機械における工具の位置補正方法Info
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Abstract
て、1工具に対し異なる補正量を設定し、その位置補正
を行うことができる位置補正方法を提供する。 【解決手段】同一の加工工程に使用することができる複
数の工具をその補正番号と共にグループ化して登録する
とともに、各補正番号に対応した補正量を登録し、NC
加工プログラム中で指令された前記工具グループ番号に
係るコードを処理して、指令された工具グループの中か
ら非寿命の工具を選択して加工位置に移送するととも
に、選択工具の補正番号に対応した補正量に基づいて、
その移動位置を補正するように構成され、NC加工プロ
グラム中で補正番号シフト指令が指令されている場合に
は、これを処理し、選択工具に対応して登録された補正
番号に、指令されたシフト量だけ加算した補正番号を算
出し、算出された補正番号に対応した補正量に基づい
て、選択工具の移動位置を補正するように構成される。
Description
使用することができる複数の工具をグループ化して登録
し、工具の寿命管理を行うように構成されたNC工作機
械における工具の位置補正方法に関する。
例として、図3乃至図8に示したものが知られている。
尚、図3は、NC旋盤を制御する数値制御装置であっ
て、工具寿命管理部を備えた数値制御装置の概略構成な
どを示したブロック図である。
は、その主だった構成として、加工プログラム記憶部1
02,プログラム解析部103,分配指令生成部10
4,送り駆動制御部105,主軸駆動制御部106,工
具寿命管理部108,タレット駆動制御部107,補正
実行部111,補正量記憶部112などを備えている。
尚、図中、113はNC工作機械の送り駆動系、114
は主軸駆動系、115はタレットである。
成された加工プログラムを格納する機能部であり、プロ
グラム解析部103は加工プログラム記憶部102に格
納された加工プログラムを解析して加工プログラム中の
送り駆動系113の送り速度,移動位置や主軸駆動系1
14の回転、並びにタレット115の作動などに関する
指令を抽出して、送り駆動系113の送り速度や移動位
置に関する指令を分配指令生成部104に送信し、主軸
駆動系114の回転に関する指令を主軸駆動制御部10
6に送信し、タレット115の作動に関する指令を工具
寿命管理部108に送信する。
にしたがって生成した駆動電流を主軸駆動系114に出
力し、当該主軸駆動系114の作動を制御する。また、
分配指令生成部104は受信した信号を基に予め定めら
れた時定数を加味して送り駆動系113の時間あたりの
移動目標位置(動作指令信号)を生成し、これを送り駆
動制御部105に逐次送信する。送り駆動制御部105
は、まず、受信した移動目標位置と送り駆動系113か
らフィードバックされる現在位置信号との偏差に位置ル
ープゲインを乗じて速度指令信号を生成し、次いで生成
した速度指令信号と送り駆動系113からフィードバッ
クされる現在速度信号との偏差に速度ループゲインを乗
じて電流指令信号を生成した後、生成した電流指令信号
と送り駆動系113からフィードバックされる現在駆動
電流信号との偏差に電流ループゲインを乗じて得られる
駆動指令信号に応じた駆動電流を送り駆動系113に出
力し、当該送り駆動系113の作動を制御する。尚、図
3には、一つの送り駆動系について図示しているが、N
C旋盤などの工作機械は通常、複数の送り駆動系113
を備えており、それに応じた分配指令生成部104及び
送り駆動制御部105がそれぞれ設けられている。
工程に使用することができる複数の工具に関するデータ
をグループ化して格納し、各加工工程の実施によって進
行する工具摩耗を評価するために設定された摩耗評価指
数を工具グループ毎に格納し、各工具グループ毎に設定
された摩耗限界指数を格納するとともに、各加工工程の
繰り返しに応じて累計された累積摩耗評価指数を各工具
毎に格納した寿命管理情報記憶部110と、各加工工程
の繰り返しに応じて累計した累積摩耗評価指数を各工具
グループ毎に算出するとともに、各工具グループについ
て、摩耗限界指数と算出した累積摩耗評価指数とを比較
し、累積摩耗評価指数が摩耗限界指数に至ったとき、使
用工具が寿命に達したと判定して、次加工から該使用工
具と同じグループ内の他の工具を使用すべく指令を出力
するように構成された寿命管理実行部109とを備えて
なる。
番号に代わって工具グループ番号が指令され、前記プロ
グラム解析部103によって工具グループ番号が抽出さ
れると、このグループに属する非寿命の工具が工具寿命
管理部108によって選択され、選択された工具データ
が工具寿命管理部108からタレット駆動制御部107
に送信され、このタレット駆動制御部107によってタ
レット115が駆動され、当該工具が加工位置に割り出
される。
的には、図4及び図5に示した寿命管理情報が格納され
ている。図4に示したデータテーブルは工具グループに
関するデータテーブルであり、グループ番号と、各グル
ープに属する工具の工具番号と、グループ内の各工具番
号に付されたインデックス番号としての工具選択番号
と、各工具グループにおいて現在選択されている工具を
表す現在工具選択番号と、各工具について上記累積摩耗
評価指数に相当するデータとして設定された管理カウン
タとから構成される。尚、工具番号の数字上2桁はタレ
ット番号を表し、下2桁は補正番号を表すように設定さ
れており、例えば、T0101はタレット番号が01番
で補正番号が01番であることを意味している。また、
図5に示したデータテーブルは工具寿命管理に関するデ
ータテーブルであり、上記各工具グループについて、切
削回数や切削時間など上記摩耗評価指数に相当するデー
タとしての管理タイプと、上記摩耗限界指数に相当する
設定値とから構成される。
処理を実行し、工具寿命管理を行う。即ち、前記プログ
ラム解析部103から工具寿命管理の開始指令(例え
ば、NC加工プログラムにおいてMコードで指定される
指令)を受信して処理を開始し、更に前記プログラム解
析部103から工具グループに関する指令を受信した後
(ステップS11)、前記寿命管理情報記憶部110に
格納された当該工具グループに関する現在工具選択番号
(当該工具グループについて現在選択されている工具番
号)を読み込む(ステップS12)。
を確認し、0でなければ次ステップS14に進み、0で
あればアラーム表示などの後、処理を終了する(ステッ
プS13)。尚、現在工具選択番号とは、当該グループ
に属する工具の内、加工に使用するべきものとして現在
選択されている非寿命工具の工具選択番号を意味するも
のであり、グループ内の工具全てが寿命に至っている場
合には、0に設定される。
対応した工具番号の割出指令(工具割出指令)をタレッ
ト駆動制御部107に出力して、タレット115を駆動
し当該工具選択番号に対応した工具を加工位置に割り出
すとともに、当該工具番号に含まれる補正番号を前記補
正実行部111に出力する。この後、NC加工プログラ
ムが順次実行されて加工が行われ、次いで、プログラム
解析部103によって管理カウンタの更新指令が抽出さ
れると(ステップS15)、図4に示した管理カウンタ
を更新する処理を実行する(ステップS16)。即ち、
図5に示す管理タイプが切削回数である工具グループに
ついては、現在の管理カウンタに1を加える処理を行
い、管理タイプが切削時間である場合には、現在の管理
カウンタに当該加工時間を加算する処理を行う。尚、加
工時間については、加工プログラムから演算するように
しても、実際の切削送り時間を検出するようにしてもい
ずれでも良い。
す設定値以上になったかどうかを判断し(ステップS1
7)、管理カウンタが設定値に満たない場合には、プロ
グラム解析部103から工具寿命管理の終了指令(例え
ば、NC加工プログラムにおいて前記工具寿命管理開始
指令と対をなすMコードで指定される指令)を受信した
かどうかを判断し(ステップS19)、終了指令を受信
していない場合にはステップS11以降の処理を繰り返
し、終了指令を受信した場合には当該処理を終了する。
ンタが設定値以上になったと判断された場合には、工具
選択番号の更新処理を行う(ステップS18)。即ち、
図4に示した管理カウンタが設定値に満たない次の工具
選択番号を検索し、当該工具選択番号を次の加工に使用
する工具として設定する。言い換えれば、図4に示した
現在工具選択番号が検索された工具選択番号に置き換え
られる。尚、工具グループ内の全ての工具が寿命に達し
ているときには、工具選択番号は0に設定される。そし
て、かかる処理を行った後、次ステップS19に進み、
上記処理が実行される。即ち、工具寿命管理の終了指令
を受信していない場合には、更新された非寿命の工具が
割り出され当該工具によって加工が行われる。
示すように、補正番号に関連づけられた補正量が格納さ
れており、上述のようにして補正番号を受信した前記補
正実行部111は、図8に示す処理を実行して、補正番
号に対応した補正量を前記送り駆動制御部105に出力
する。即ち、補正実行部111はプログラム解析部10
3からの処理開始指令を受けて処理を開始し、前記寿命
管理実行部109から指令される補正番号の入力を待っ
て(ステップS21)、受信した補正番号を基に前記補
正量記憶部112に格納されたデータを検索し、当該補
正番号に対応した補正量を取得してこれを前記送り駆動
制御部105に出力する(ステップS22)。そして、
プログラム解析部103から処理を終了する信号を受信
するまでステップS21及びステップS22の処理を繰
り返す(ステップS23)。
から所定の補正量を受信した送り駆動制御部105は、
受信した補正量だけその移動位置を補正してタレット1
15を移動させる。
ば、同一の加工工程に使用することができる複数の工具
をグループ化して登録し、各加工工程の実施によって進
行する工具摩耗を評価するための摩耗評価指数たる管理
タイプを前記工具グループ毎に設定し、前記各加工工程
の繰り返しに応じて累計した累積摩耗評価指数たる管理
カウンタを前記各工具毎に算出し、前記各工具グループ
について、予め設定された摩耗限界指数たる設定値と前
記管理カウンタとを比較し、管理カウンタが設定値に至
ったとき、使用工具が寿命に達したと判定して、次加工
から当該使用工具と同じグループ内の他の工具を使用す
るようにしているので、摩耗限界を過ぎた工具を使用す
ることによって当該工具が破損したり、或いはワークが
不良品となったりするのを防止することができるととも
に、長時間にわたって無人運転を行うことができるとい
う効果が得られる。
数値制御装置101によれば、NC加工プログラムにお
いて、工具番号に代わって工具グループ番号が指令さ
れ、前記プログラム解析部103によって工具グループ
番号が抽出されると、このグループに属する非寿命の工
具が工具寿命管理部108によって選択され、選択され
た工具データが工具寿命管理部108からタレット駆動
制御部107に送信されるとともに、当該工具の補正番
号が工具寿命管理部108から補正実行部111に送信
され、タレット駆動制御部107によって当該工具が加
工位置に割り出された後、送り駆動制御部105によっ
て上記補正番号に対応した補正量だけ補正した位置に当
該工具が移動せしめられる。そして、上記補正番号はタ
レット番号と組み合わされた工具番号として寿命管理情
報記憶部110に格納されるようになっているので、1
つの工具については1つの補正番号しか設定できないも
のとなっている。
場合には、一般的に加工溝Gの幅寸法Gwよりその幅寸
法Twの狭い工具Tが用いられ、その位置を溝幅方向に
ずらしながら数回加工することにより、所定幅Gwの溝
を形成する。このような工具Tを使用した溝加工におい
て、その溝寸法Gwについて高精度な加工が求められる
場合、ごく一般的には、加工溝Gの一方の側面を加工す
る工具Tの一方コーナ部Taを制御するための補正量
と、加工溝Gの他方の側面を加工する工具Tの他方コー
ナ部Tbを制御するための補正量の2つを設定し、前記
一方コーナ部Taを用いて加工溝Gの一方側面を加工す
る場合には、当該一方コーナ部Taに対応した補正量を
使用し、前記他方コーナ部Tbを用いて加工溝Gの他方
側面を加工する場合には、他方コーナ部Tbに対応した
補正量を使用するといったことが行われている。各補正
量は異なる補正番号(例えば、補正番号01と補正番号
11)に関連づけられて数値制御装置内に格納され、加
工プログラムにおいては上2桁のタレット番号と下2桁
の補正番号を組み合わせた工具番号、例えばT010
1,T0111といったコードで指令される。
数値制御装置101によると、上述したように、1つの
工具について1つの補正番号、言い換えれば1つの補正
量しか設定することができないので、図9に示した溝加
工を行う場合には、上記のような2つの補正量を用いた
加工を行うことができず、その結果、溝寸法Gwについ
て高精度な加工を行うことができないといった問題があ
った。この場合において、例えば前記一方コーナ部Ta
に対応した補正量を使用して加工するとした場合、前記
加工溝Gの他方側面を加工するプロセスでは工具Tの幅
寸法Twを考慮した位置指令を加工プログラム上で行う
ことによって、それなりの精度の溝加工を行うことが可
能ではあるが、工具摩耗に伴う寸法精度の悪化に対し、
その都度加工プログラムを修正しなければならないとい
う煩わしさがあり、現実的ではない。
であって、工具寿命管理機能を備えた数値制御装置にお
いて、工具の位置補正を行うに当たり、1つの工具に対
して異なる補正量を使用して工具の位置補正を行うこと
ができるようにした位置補正方法の提供を目的とする。
解決するための本発明の請求項1に記載した発明は、同
一の加工工程に使用することができる複数の工具をその
補正番号と共にグループ化して登録するとともに、各補
正番号に対応した補正量を登録し、NC加工プログラム
中で指令された前記工具グループ番号に係るコードを処
理して、指令された工具グループの中から非寿命の工具
を選択して該選択工具を加工位置に移送するとともに、
該選択工具の補正番号に対応した前記補正量に基づい
て、該選択工具の移動位置を補正するように構成された
NC工作機械における前記移動位置を補正する方法であ
って、NC加工プログラム中で指令された補正番号シフ
ト指令に係るコードを処理し、前記選択工具に対応して
登録された補正番号に、指令されたシフト量だけ加算し
た補正番号を算出し、算出された補正番号に対応した補
正量に基づいて、前記選択工具の移動位置を補正するこ
とを特徴とする。
に工具グループ番号に係るコードが指令され、加工プロ
グラムの実行によってこのコードが処理されると、指令
された工具グループの中から非寿命の工具が選択され、
当該選択工具が加工位置に移送されるとともに、当該選
択工具について登録された補正番号に対応した補正量に
基づいて、当該選択工具の移動位置が補正される。そし
て、NC加工プログラム中に補正番号シフト指令に係る
コードが指令されている場合には、前記選択工具につい
て登録された補正番号に、指令されたシフト量だけ加算
した補正番号が算出され、算出された補正番号に対応し
た補正量に基づいて、前記選択工具の移動位置が補正さ
れる。
具に対し異なる補正量(シフトさせない補正番号の補正
量と、シフトさせた補正番号の補正量)を使用し、その
位置補正を行うことができるので、例えば、上述したよ
うな溝加工を行う場合に、加工溝の一方の側面を加工す
る場合と、他方の側面を加工する場合とで、異なる補正
量を用いて工具の位置補正を行うことができ、当該加工
溝の幅寸法を高精度に仕上げることが可能となる。斯く
して、本発明方法によると、1つの工具に対し複数の補
正量を使用してその位置補正を行うことにより、多様な
加工を行うことが可能となる。
について添付図面に基づき説明する。図1は、本実施形
態に係るNC旋盤制御用の数値制御装置であって、工具
寿命管理部を備えた数値制御装置の概略構成などを示し
たブロック図である。この図に示されるように、本例の
数値制御装置1は、図3に示した従来の数値制御装置1
01と比較して、その機能が異なる補正実行部2を備え
た点で構成が異なっている。したがって、上記数値制御
装置101と同じ構成部分については、同一の符号を付
してその詳しい説明はこれを省略する。
行う。即ち、補正実行部2はプログラム解析部103か
らの処理開始指令を受けて処理を開始し、前記寿命管理
実行部109から指令される補正番号の入力を待ち(ス
テップS1)、補正番号が入力されると、NC加工プロ
グラム中に補正番号シフト指令に係るコードが指令され
ているかどうか、即ち、プログラム解析部103から補
正番号のシフト指令が入力されたかどうかを確認し(ス
テップS2)、シフト指令が入力されている場合には、
前記寿命管理実行部109から入力された補正番号に、
指令されたシフト量だけ加算した補正番号(シフト補正
番号)を算出し(ステップS3)、算出されたシフト補
正番号を基に前記補正量記憶部112に格納されたデー
タを検索し、当該シフト補正番号に対応した補正量を取
得してこれを前記送り駆動制御部105に出力する(ス
テップS4)。
号のシフト指令が入力されていない場合には、前記寿命
管理実行部109から入力された補正番号を基に前記補
正量記憶部112に格納されたデータを検索し、当該補
正番号に対応した補正量を取得してこれを前記送り駆動
制御部105に出力する(ステップS2,S4)。そし
て、プログラム解析部103から処理を終了する信号を
受信するまで上記ステップS1〜S3の処理を繰り返す
(ステップS5)。
ら所定の補正量を受信した送り駆動制御部105は、受
信した補正量だけその移動位置を補正してタレット11
5を移動させる。
記補正番号のシフト指令コードは、例えば、処理内容を
表すアルファベットと、シフト量を表す数字とを組み合
わせたコードに設定することができ、その一例を例示す
ると、「H10」などとすることができる。例えば、加
工プログラムにおいて工具グループ番号1(指令コード
としては、例えば、「T01」)と、補正番号シフト指
令コードとしての「H10」とが同一ブロックに指令さ
れている場合、前記寿命管理実行部109において、
「T0101」の工具が選択される場合には、前記補正
実行部2において、寿命管理実行部109から入力され
た補正番号「01」にシフト量「10」が加算されてシ
フト補正番号として「11」が算出される。また、前記
寿命管理実行部109において、「T0404」の工具
が選択される場合には、前記補正実行部2において、寿
命管理実行部109から入力された補正番号「04」に
シフト量「10」が加算されてシフト補正番号として
「14」が算出される。
正番号を基に、補正実行部2は、上述したように、算出
したシフト補正番号を基に補正量記憶部112に格納さ
れたデータを検索し、当該シフト補正番号に対応した補
正量を取得してこれを送り駆動制御部105に出力し、
送り駆動制御部105は、受信した補正量だけ移動位置
を補正してタレット115を移動させる。
を行う場合に、加工溝Gの一方側面を加工するプロセス
においては、工具グループ番号コード、例えば「T0
1」のみを指令し、加工溝Gの他方側面を加工するプロ
セスにおいては、工具グループ番号コードと補正番号シ
フト指令コード、例えば「T01」と「H10」(或い
は補正番号シフト指令コードのみ)を指令することで、
仮に、図4に示す「T0101」の工具が選択されたと
すると、前記加工溝Gの一方側面を加工する場合には、
「01番」の補正番号に対応した補正量を使用した加工
が行われ、前記加工溝Gの他方側面を加工する場合に
は、「11番」の補正番号に対応した補正量を使用した
加工が行われる。斯くして、これらの補正量を適正に設
定することで、プログラムを変更することなく加工溝G
の溝幅Gwを極めて高精度に仕上げることが可能とな
る。
ば、同一の加工工程に使用することができる複数の工具
をその補正番号と共にグループ化して登録し、指令され
た工具グループの中から非寿命の工具を選択して使用す
る工具寿命管理機能を備えた数値制御装置において、従
来なしえなかった、1つの工具に対して異なる補正量を
設定してその位置補正を行うことが可能となり、これに
よって、より多様な加工を行うことが可能となる。
値制御装置であって、工具寿命管理部を備えた数値制御
装置の概略構成などを示したブロック図である。
を示したフローチャートである。
あって、工具寿命管理部を備えた数値制御装置の概略構
成などを示したブロック図である。
データを示したデータテーブルである。
データを示したデータテーブルである。
を示したフローチャートである。
を示したデータテーブルである。
したフローチャートである。
めの説明図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 同一の加工工程に使用することができる
複数の工具をその補正番号と共にグループ化して登録す
るとともに、各補正番号に対応した補正量を登録し、 NC加工プログラム中で指令された前記工具グループ番
号に係るコードを処理して、 指令された工具グループの中から非寿命の工具を選択し
て該選択工具を加工位置に移送するとともに、 前記選択工具の補正番号に対応した前記補正量に基づい
て、前記選択工具の移動位置を補正するように構成され
たNC工作機械における前記移動位置を補正する方法で
あって、 NC加工プログラム中で指令された補正番号シフト指令
に係るコードを処理し、 前記選択工具に対応して登録された補正番号に、指令さ
れたシフト量だけ加算した補正番号を算出し、算出され
た補正番号に対応した補正量に基づいて、前記選択工具
の移動位置を補正することを特徴とするNC工作機械に
おける工具の位置補正方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2000070384A JP4310018B2 (ja) | 2000-03-14 | 2000-03-14 | Nc工作機械における工具の位置補正方法 |
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