JP6725469B2 - 数値制御装置 - Google Patents

Description

本発明は数値制御装置に関し、特にずれ量の反映先を自動的に決定することが可能な数値制御装置に関する。

加工後のワークの実測値（一般的には測定プログラムによる測定結果）と、理論値（測定プログラムに予め設定された理論上の寸法。一般的にはワークの設計値）との間に差分（以下、ずれ量と称する）が生じる場合がある。すなわち、加工後のワークが設計者の意図しない形状である場合がある。この場合、ずれ量の発生位置を加工していた際のオフセット番号を特定し、当該オフセット番号に対応付けられたオフセット値にずれ量を反映させ、追加工を行うことで、意図したワーク形状を実現することができる。
特許文献１及び２には、ワークの設計値と実測値との差分である補正量（上記ずれ量に相当）を、オペレータが補正番号（上記オフセット番号に相当）に対応付けて入力することで、補正されたオフセット値を用いて加工を行うことができる数値制御装置が記載されている。

特開２０１６−１６２２６５号公報 特開２０１０−２７７４２５号公報

しかしながら、特許文献１及び２記載の発明においては、オペレータがオフセット番号とずれ量との関係を手作業で入力する必要があった。そのためには、オペレータはある箇所を加工している際に有効となっているオフセット値を自ら把握する必要があるが、これは非常に煩雑な作業であった。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであって、ずれ量の反映先となるオフセット番号を自動的に決定することが可能な数値制御装置を提供することを目的とする。

本発明の一実施の形態にかかる数値制御装置は、ワークの理論値と実測値との差分であるずれ量を補正する数値制御装置であって、前記ワークの加工の際に、前記ワークの加工パスと、前記加工パスの加工時に有効であったオフセット番号と、を対応付けて保存する加工部と、前記加工の後に、前記ワークにかかるずれ量と、前記ずれ量を検出した測定点と、を対応付けて保存し、該測定点近傍の加工パスを特定する測定部と、前記加工部が保存した加工パスとオフセット番号の対応に基づいて、前記測定点近傍の前記加工パスに対応する前記オフセット番号を特定し、特定した前記オフセット番号に対して、前記ずれ量を反映させる補正部と、を有する。
本発明の一実施の形態にかかる数値制御装置は、前記加工部は、前記ワークの加工パスと、前記加工パスの加工時に有効であったワーク座標系と、を対応付けて保存し、前記補正部は、前記測定点近傍の前記加工パスに対応する前記ワーク座標系に対して、前記ずれ量を反映させる。

本発明によれば、ずれ量の反映先を自動的に決定することが可能な数値制御装置を提供することができる。

数値制御装置１００の機能構成を示すブロック図である。 数値制御装置１００の一実施例を説明する図である。 数値制御装置１００の一実施例を説明する図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の一実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態にかかる数値制御装置１００の機能的な構成を示すブロック図である。数値制御装置１００は、ワークの加工を行う加工部１１０、加工後のワークを測定する測定部１２０、ずれ量に基づく補正を自動的に行う補正部１３０を有する。

典型的な数値制御装置１００は、中央処理装置（ＣＰＵ）、記憶装置及び入出力装置等を有し、記憶装置に格納されたプログラムをＣＰＵが実行することにより、加工部１１０、測定部１２０、補正部１３０を論理的に実現する。

加工部１１０は、加工プログラムに従ってワークの加工を行う。又は加工部１１０は、加工プログラムに従ってワークの加工シミュレーションを行う。加工部１１０はオフセット番号とオフセット値とを対応付けて保持しており、あるオフセット番号が有効化されている場合に、当該オフセット番号に対応するオフセット値に基づいて、加工プログラムから特定される加工点の座標を補正する。例えば加工部１１０はオフセットテーブルを有し、１以上のオフセット番号と、それらに対応するオフセット値及び有効又は無効の別を示すフラグを格納する。

また加工部１１０は、加工又は加工シミュレーションの際、工具のパスとオフセット番号との関係を逐次記録する。例えば加工部１１０はパス−オフセット番号対応テーブルを有し、加工プログラムで指定された１以上のパスと、当該パスの加工実行時に有効化されていたオフセット番号とを対応付けてパス−オフセット番号対応テーブルに記録してゆく。加工実行時に有効化されていたオフセット番号は、オフセットテーブルを参照することで取得できる。

測定部１２０は、測定プログラムに従って加工後のワークの形状を測定する。測定プログラムにはワークの理論値（一般的にはワークの設計値）が予め設定されており、ワークの実測値と理論値との間に差分がある場合、測定部１２０は当該差分をずれ量として検出する。この際、測定部１２０は、ずれ量を検出した測定点の座標と、ずれ量との関係を逐次記録する。例えば測定部１２０は測定点−ずれ量対応テーブルを有し、ずれ量を検出した測定点の座標と、ずれ量とを対応付けて測定点−ずれ量対応テーブルに記録してゆく。

補正部１３０は、ずれ量が検出された測定点付近を加工していた際のオフセット番号を特定する。例えば補正部１３０は、測定点−ずれ量対応テーブルを参照し、ずれ量が検出された測定点の座標を取得する。次いでパス−オフセット番号対応テーブルを参照し、格納されている１以上のパスを取得する。補正部１３０は、ずれ量が検出された測定点の座標と、取得したパスとの距離を順次計算し、最も近距離にあるパスを特定する。補正部１３０はパス−オフセット番号対応テーブルを参照し、ずれ量が検出された測定点に最も近いパスに対応付けられたオフセット番号を取得する。

また補正部１３０は、ずれ量が検出された測定点付近を加工していた際のオフセット番号に対応するオフセット値を補正する。例えば補正部１３０は、オフセットテーブルを参照し、ずれ量が検出された測定点に最も近いパスに対応付けられたオフセット番号を有するレコードを特定する。そして当該レコードのオフセット値を、ずれ量に基づいて補正し、補正後のオフセット値でレコードの内容を更新する。

このように、本実施の形態の数値制御装置１００は、ずれ量を検出した測定点の座標と工具のパスとの関係、工具のパスとオフセット番号との関係に基づいて、ずれ量の反映先となるべきオフセット番号を自動的に決定することができる。これにより、従来オペレータがプログラムを解析するなどして行っていた、ずれ量の反映先となるオフセット番号の特定作業を自動化することができる。

＜実施例１＞
図２及び図３を用いて、本発明の一実施例について説明する。図２は、加工後のワークの実際の形状（実線）と、設計値に基づく理想的な形状（破線）とを示したものである。黒点は測定点を示す。

加工部１１０は、加工プログラムに基づきワークを加工する。加工プログラムで定義されているワーク形状は、座標（１００，１００）を中心とした、半径１０の円であるものとする。加工部１１０は、図３に破線で示すように、３つのパスに沿って順次切削を行って、最終的なワーク形状まで加工を行う。加工の際、加工プログラムで指令された加工パスと、その際に使用していたオフセット番号とをパス−オフセット番号対応テーブルに記録する。

測定部１２０は、測定プログラムに基づき加工後のワークを測定する。測定プログラムは、座標（１００，１００）を中心に、半径１０の円を４点の測定点で測定するよう設定されているものとする。測定部１２０による測定結果は、（８９．９，１００．０），（１００．０，１１０．１），（１１０．１，１００．０），（１００．０，８９．９）であった。この測定結果は、加工後のワーク形状が中心（１００，１００）、半径１０．１の円であることを示している。すなわち、中心のずれ量は０、半径のずれ量は０．１である。測定部１２０は、ずれ量０．１と、４つの測定点の座標とを測定点−ずれ量対応テーブルに記録する。

このずれ量を補正するためには、この測定点付近を加工していた際に使用されていたオフセット値にずれ量０．１を反映させる必要がある。そこで補正部１３０が、ずれ量を反映させるべきオフセット番号を特定する。測定部１２０は、パス−オフセット番号対応テーブルに格納されているパスのうち、４点の測定点それぞれに最も近いパスを特定する。本実施例では、図３に示すように、４つの測定点（黒点）のいずれからも、３つの加工パスのうち最も内側に位置するパスが最も近い。したがって、このパスの加工時のオフセット値にずれ量を反映させれば良い。補正部１３０はパス−オフセット番号対応テーブルを参照し、当該パスに対応するオフセット番号を取得する。そしてオフセットテーブルを参照し、当該オフセット番号に対応するオフセット値を、ずれ量に基づいて補正する。

一般に、オフセット番号及びオフセット値は工具毎に設定される。通常、オフセット値には工具の刃の大きさや長さに応じた値が設定されるが、本実施例ではこのオフセット値にずれ量０．１を反映させる。図３に示すように、切削工具が円形のパスを描いてワークを外側から切削する場合には、オフセット値からずれ量０．１を減じることで、工具の切込量を増加させることができる。

＜実施例２＞
実施例１では中心座標にずれがない場合を例として説明したが、仮に中心座標にずれがある場合は、そのずれ量の反映先はワーク座標系となる。実施例２では、ワーク座標系にずれ量を反映させる手法について説明する。

加工部１１０は、加工プログラムに基づきワークを加工する。加工プログラムで定義されているワーク形状は、座標（１００，１００）を中心とした、半径１０の円であるものとする。実施例２では、加工部１１０は、加工又は加工シミュレーションの際、工具のパスとワーク座標系との関係を逐次記録する。例えば加工部１１０は、加工時に使用するワーク座標系を定義するためのワーク座標系テーブルを有し、１以上のワーク座標系を定義する情報と、有効又は無効の別を示すフラグを格納する。また加工部１１０はパス−ワーク座標系対応テーブルを有し、加工プログラムで指定された１以上のパスと、当該パスの加工実行時に有効化されていたワーク座標系とを対応付けてパス−ワーク座標系対応テーブルに記録してゆく。加工実行時に有効化されていたワーク座標系は、ワーク座標系テーブルを参照することで取得できる。

測定部１２０は、測定プログラムに基づき加工後のワークを測定する。測定プログラムは、座標（１００，１００）を中心に、半径１０の円を４点の測定点で測定するよう設定されているものとする。測定部１２０による測定結果は、中心のずれ量０．１、半径のずれ量０であった。測定部１２０は、中心のずれ量０．１と、４つの測定点の座標とを測定点−ずれ量対応テーブルに記録する。

このずれ量を補正するためには、この測定点付近を加工していた際に使用されていたワーク座標系に中心のずれ量０．１を反映させる必要がある。そこで補正部１３０が、ずれ量を反映させるべきワーク座標系を特定する。測定部１２０は、パス−ワーク座標系対応テーブルに格納されているパスのうち、４点の測定点それぞれに最も近いパスを特定する。本実施例では、図３に示すように、４つの測定点（黒点）のいずれからも、３つの加工パスのうち最も内側に位置するパスが最も近い。したがって、このパスの加工時のワーク座標系にずれ量を反映させれば良い。補正部１３０はパス−ワーク座標系対応テーブルを参照し、当該パスに対応するワーク座標系を取得する。そしてワーク座標系テーブルを参照し、当該ワーク座標系を、中心のずれ量に基づいて補正する。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態又は実施例のみに限定されることなく、適宜の変更を加えることにより様々な態様で実施することができる。

例えば、測定点の近傍において複数のパスが発見された場合（すなわちオフセット量の反映先として複数の候補が存在する場合）は、次のいずれかのような方法で、ずれ量を反映させるべきオフセット番号を決定することができる。候補となる複数のパスをオペレータに提示して、オペレータが選択した１つのパスを反映先として決定する。又は、候補となる複数のパスのうち最後に加工が実行されたパスを反映先として決定する。又は、加工が荒加工サイクル及び仕上げサイクルを含む場合、仕上げサイクルに属するパスを反映先として選択する。

また上述の実施の形態では、実施例１及び実施例２として、オフセット番号及びワーク座標系にずれ量を反映させる手法について説明したが、本発明はこれらに限定されるものでなく、例えばプログラム座標系などについても同様にして反映先を自動的に決定することが可能である。

更に、実施例１（ずれ量の反映先となるオフセット番号の自動決定）、実施例２（ずれ量の反映先となるワーク座標系の自動決定）、及びその他のずれ量の反映先の自動決定処理を、同時に又は順次実行しても良い。この場合、ずれ量の反映先は、例えば候補となる複数の反映先をオペレータに提示して、オペレータに１つの反映先を選択させるなどの方法で決定することができる。

１００ 数値制御装置
１１０ 加工部
１２０ 測定部
１３０ 補正部

Claims (2)

1. ワークの理論値と実測値との差分であるずれ量を補正する数値制御装置であって、
   前記ワークの加工の際に、前記ワークの加工パスと、前記加工パスの加工時に有効であったオフセット番号と、を対応付けて保存する加工部と、
   前記加工の後に、前記ワークにかかるずれ量と、前記ずれ量を検出した測定点と、を対応付けて保存し、該測定点近傍の加工パスを特定する測定部と、
   前記加工部が保存した加工パスとオフセット番号の対応に基づいて、前記測定点近傍の前記加工パスに対応する前記オフセット番号を特定し、特定した前記オフセット番号に対して、前記ずれ量を反映させる補正部と、を有する
   数値制御装置。
2. 前記加工部は、前記ワークの加工パスと、前記加工パスの加工時に有効であったワーク座標系と、を対応付けて保存し、
   前記補正部は、前記測定点近傍の前記加工パスに対応する前記ワーク座標系に対して、前記ずれ量を反映させる
   請求項１記載の数値制御装置。

Images