JP2837927B2 - 回転軸の軌跡表示機能を備えた数値制御装置 - Google Patents

回転軸の軌跡表示機能を備えた数値制御装置

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JP2837927B2 JP16387390A JP16387390A JP2837927B2 JP 2837927 B2 JP2837927 B2 JP 2837927B2 JP 16387390 A JP16387390 A JP 16387390A JP 16387390 A JP16387390 A JP 16387390A JP 2837927 B2 JP2837927 B2 JP 2837927B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は軌跡表示機能を備えた数値制御装置に関し、
特に、回転軸の軌跡表示機能を備えた数値制御装置に関
するものである。
[従来の技術] 近年、プログラミングされた情報に基づき工作機械等
を自動制御する装置の開発は、産業上重要な分野として
確立されてきている。そこで、従来の軌跡表示機能を備
えた数値制御装置の動作について以下に説明する。
第7図は、従来の軌跡表示装置の一実施例をブロック
図である。
装置は、パートプログラム1とパートプログラム読込
解析部2と、軸指令制御部3と、関数発生部7と、グラ
フィック描画制御部9と、座標系設定部4と、CRT表示
部10と、で構成されている。
パートプログラム読込解析部2はパートプログラム1
を読込み解析し、パートプログラム1の中から軸制御に
必要な指令を軸指令制御部3へ出力する。軸指令制御部
3は該指令から、各軸の軸移動に必要な軸指令を関数発
生部7へ出力する。関数発生部7は、前記軸指令制御部
3から渡される軸指令に従って単位時間ごとの直線軸の
位置指令値Dxを演算する。一方、座標系設定部4は、軌
跡表示を行う座標系(以下グラフィック座標系と称す
る)の水平軸と垂直軸に直線軸を設定し(例えば、水平
軸にX軸、垂直軸にY軸を設定する)グラフィック描画
制御部9は、該グラフィック座標系上に関数発生部7で
演算された直線軸の位置指令値Dxに従って軌跡描画す
る。CRT表示部10は該軌跡描画を実際にCRTに表示する。
第5図に、回転軸(A軸)を用いた円筒側面加工(A
軸の回転移動後、X−A軸平面上で円弧補間動作を行う
加工)の一例を示す。第6図は、該加工の従来技術での
軌跡表示の一例を示しており、このように、直線軸をグ
ラフィック座標系に取った場合、回転軸成分が表せない
ため、円筒側面の軌跡を表示することができない。
[発明が解決しようとする課題] 上述した数値制御装置では、回転軸を使用した円筒側
面の加工をプログラムした場合、該プログラムによる加
工を軌跡表示した場合、回転軸の動作をグラフィック座
標系に表示できないため、オペレーターは工作機械を実
際に動作させて該プログラムのテストを行わなければな
らなかった。そのためプログラムのテストに時間がかか
るという欠点があった。また、加工プログラムに不良が
あると、加工物の不良を発生させる要因となっていた。
本発明は上述のような事情からなされたものであり、
本発明の目的は、数値制御装置の回転軸と該回転軸の中
心軸に平行な直線軸の2軸により構成される円筒側面を
平面に展開した座標系を軌跡表示の座標系とすることを
特徴とする回転軸の軌跡表示機能を備えた数値制御装置
を提供することにある。
[課題を解決するための手段] 回転軸を軌跡表示の座標系の水平軸又は垂直軸のいず
れに振り当てるかを示すパラメータを設定するパラメー
タ設定手段と、該回転軸の中心軸から加工面までの距離
を基に算出した換算係数にしたがって該回転軸を直線軸
に換算し、円筒側面を該パラメータから決定される座標
軸振り当てに従って平面に展開した座標系を軌跡表示の
座標系に設定する座標系設定手段と、該設定された軌跡
表示の座標系上で工具の軌跡表示を行う軌跡表示手段を
提供することにより達成される。
[作用] 本発明で示す回転軸の軌跡表示方法は、数値制御装置
の回転軸と該回転軸の中心軸と平行に運動する直線軸の
2軸により構成される円筒側面を平面に展開した座標系
をグラフィック座標系とするため、加工曲面の軌跡表示
を容易に実現することができ、従って効率の良い加工プ
ログラムのテストが可能となる。
[実施例] 以下、本発明の一実施例について説明する。
第1図は、本発明による回転軸の軌跡表示機能を備え
た数値制御装置の一実施例を示すブロック図である。
装置は、パートプログラム1と、パートプログラム読
込解析部2と、軸指令制御部3と、関数発生部7と、軸
指令値変換部8と、グラフィック描画制御部9と、ター
ミナル12と、円形半径記憶部5と、座標軸換算係数演算
部6と、パラメータ記憶部11と、座標系設定部4と、CR
T表示部10と、で構成されている。
パートプログラム1はパートプログラム読込解析部2
によって読込み解析される。パートプログラム読込解析
部2はパートプログラムの中から軸制御に必要な指令を
軸指令制御部3へ出力する。軸指令制御部3は該指令か
ら、各軸の軸移動に必要な軸指令を関数発生部7へ出力
する。一方、軌跡表示の座標系を決定する要因となるパ
ラメータ(内容については後述)は、オペレータが操作
するターミナルより入力され、パラメータ記憶部11に記
憶される。座標系設定部4は該パラメータによってグラ
フィック座標系の水平軸と垂直軸を決定する。また、回
転軸の中心軸から加工面までの距離即ち円筒半径Rはオ
ペレータが操作するターミナル12より入力され、円筒半
径記憶部5に記憶される。
座標軸換算係数演算部6は、回転軸の座標値を直線軸
の座標値に換算するための座標軸換算係数を該円筒半径
Rより求める。座標軸換算係数aは(2)式のように求
められる。
関数発生部7は、前記軸指令制御部3から出力される
軸指令に従って単位時間ごとの回転軸の角度指令値θ又
は直線軸の位置指令値Dxを演算する。軸指令値変換部8
は、該回転軸の角度指令部θを、前記座標軸換算係数a
を基に(3)式に従って、直線軸の位置指令値Daに変換
する。
Da=a・θ …(3) グラフィック描画制御部9は、それらの位置指令値に
従って前記座標系設定部4で設定されたグラフィック座
標系上に軌跡描画する。CRT表示部10は該軌跡描画を実
際にCRTに表示する。
第2図に本発明の装置の動作の流れを示すフローチャ
ートの一例を示す。軸指令は回転軸指令判定S1(S1は軸
指令制御部3に相当する)で、回転軸指令と判定される
と、S2(S2は座標系設定部4に相当する)でグラフィッ
ク座標系の水平軸と垂直軸を決定する。S3(S3は座標軸
換算係数演算部6に相当する)では円筒半径Rより座標
軸換算係数aを求める。S4では、軸指令より各軸の関数
発生を行い、S5で回転軸と判定された軸に関してはその
都度S6で座標軸換算係数aを基に直線軸の位置指令値Da
に換算され(S5、S6は軸指令値変換部8に相当する)、
S8で全軸の関数発生の終了と判定されるまで(S4、S8)
は関数発生部7に相当する、S7(S7はグラフィック描画
制御部9に相当する)では各軸の位置指令値に従ってグ
ラフィック描画を行う。
第3図は、回転軸の回転方向がISOの正回転の場合と
逆回転の場合のグラフィック座標系の違いを示したもの
である。(図は回転軸をA軸に特定したが、他の回転軸
の場合においても全く同様に考えられるためここではA
軸についてのみ説明する。第4図においても同様であ
る。)図3−1のようなプログラム座標系上でそこに示
すようなパートプログラムを指令した場合、工作機械で
の実際の加工面の展開図は、回転軸の回転方向がISOの
正回転の場合は図3−2のように、逆回転の場合は図3
−3のようになる。従ってそれぞれの軌跡表示を実際の
加工形状に則して描画するためにはグラフィック座標系
をそれぞれ、図3−4、図3−5のように取らなければ
ならない。
第4図は、図4−3の展開平面を工具側から見た場合
のプログラム座標系と工具の反対側から見た場合のプロ
グラム座標系のどちらでプログラムを組むかの違いによ
るグラフィック座標系の違いを示したものである。図4
−3に示すように、回転軸の回転方向がISO正回転の場
合の工作機械での実際の加工面の展開図を考えると、図
3−1と同様のパートプログラムを指令するならば、展
開平面の工具側から見た場合は図4−1の、工具の反対
側から見た場合は図4−2のように表される。この時、
軌跡表示を図4−1又は図4−2と同様なイメージで描
画するためにはグラフィック座標系をそれぞれ、図4−
4、図4−5のように取らなければならない。
このように、回転軸の回転方向やプログラムを組む時
の座標系の取り方によって、グラフィック座標系の座標
軸の取り方も変化するため、それらをパラメータ化し、
グラフィック座標系を設定する時に、回転軸を軌跡表示
の座標系の水平軸か垂直軸のどちらに振り当てるかを、
該パラメータを設定することにより、オペレータの意図
するイメージでの軌跡表示が可能となる手段を具備す
る。また、第1図のブロック図においては、オペレータ
がターミナル12より直接パラメータ記憶部11へ入力する
方法を示したが、該パラメータをパートプログラム1に
組み込みパートプログラム読込解析部2によって読込み
解析しパラメータ記憶部11に記憶することも可能であ
る。
[発明の効果] 円筒側面加工においても、それを平面に展開した形で
軌跡表示ができ、加工形状を視覚的に確認することがで
きるため、加工プロクラムの稼動テストが容易になり、
プログラムミス・切削ミス等の削減が計れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロック構成図、 第2図は本発明の装置の動作を説明するフローチャー
ト、 第3図は、回転軸の回転方向がISOの正回転の場合と逆
回転の場合のグラフィック座標系の違いを示したもの
で、図3−1はプログラム座標系、図3−2は回転軸が
ISO正回転の場合の工作機械の座標系、図3−3は逆回
転の場合の工作機械の座標系、図3−4、図3−5はそ
れぞれ図3−2、図3−3の場合のグラフィック座標
系、 第4図は、プログラムを組む時の座標系の取り方による
グラフィック座標系の違いを示したもので、図4−1は
図4−3の展開平面を工具側から見た場合のプログラム
座標系、図4−2は図4−3の展開平面を工具の反対側
から見た場合のプログラム座標系、図4−3は回転軸が
ISO正回転の場合の工作機械の座標系、図4−4、図4
−5はそれぞれ図4−1、図4−2の場合のグラフィッ
ク座標系、 第5図は、回転軸を用いた円筒側面加工の一例、 第6図は、第5図の円筒側面加工の従来技術による軌跡
描画の一例、 第7図は従来技術による軌跡表示装置の一実施例を示す
ブロック図である。 1……パートプログラム 2……パートプログラム読込解析部 3……軸指令制御部 4……座標系設定部 5……円筒半径記憶部 6……座標軸換算係数演算部 7……関数発生部 8……軸指令値変換部 9……グラフィック描画制御部 10……CRT表示部 11……パラメータ記憶部 12……ターミナル
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G05B 19/4061 - 19/4069 G05B 19/4093 G05B 19/4097

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】数値制御装置の回転軸と、該回転軸の中心
    軸と平行に運動する直線軸の2軸とで構成される円筒側
    面の軌跡表示機能を備えた数値制御装置において、 該回転軸を軌跡表示の座標系の水平軸又は垂直軸のいず
    れに振り当てるかを示すパラメータを設定するパラメー
    タ設定手段と、 該回転軸の中心軸から加工面までの距離を基に算出した
    換算係数にしたがって該回転軸を直線軸に換算し、該円
    筒側面を該パラメータから決定される座標軸振り当てに
    従って平面に展開した座標系を、軌跡表示の座標系に設
    定する座標系設定手段と、 該設定された軌跡表示の座標系上で工具の軌跡表示を行
    う軌跡表示手段と、 を備え、回転軸成分を含んだ軌跡表示を行うことを特徴
    とする回転軸の軌跡表示機能を備えた数値制御装置。
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