JPH0122105B2 - - Google Patents

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JPH0122105B2
JPH0122105B2 JP58216841A JP21684183A JPH0122105B2 JP H0122105 B2 JPH0122105 B2 JP H0122105B2 JP 58216841 A JP58216841 A JP 58216841A JP 21684183 A JP21684183 A JP 21684183A JP H0122105 B2 JPH0122105 B2 JP H0122105B2
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JP
Japan
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tool
escape
movement
command
axis
Prior art date
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JP58216841A
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JPS60108248A (ja
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Nobuyuki Kitani
Motoaki Yoshino
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Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/37Measurements
    • G05B2219/37245Breakage tool, failure
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/50Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
    • G05B2219/50112Retract tool to a point

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  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
  • Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)
  • Machine Tool Units (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、数値制御工作機械においてワーク加
工中に工具を逃がす工具逃げ制御装置に関し、特
に工具移動方向の法線方向に工具を逃がすことの
できる工具逃げ制御装置に関する。
(従来技術) ワークを自動加工するため、工作機械の数値制
御化が盛んに行なわれている。この数値制御化の
ため、数値制御装置(以下NC装置と称す)が用
いられ、所望のNC加工プログラムに従つてNC
装置が工作機械の工具、テーブル等を移動制御す
ることにより、工作機械の工具がテーブルに搭載
されたワークに対し所望の加工を行なうようにし
ている。係る工具がワークを切削等の加工中に何
等かの異常(例えば工具破損等)が生じた時に
は、工具をワークから逃がし、ワークに誤つた加
工が行なわれないようにまた機械に不要な力が付
与されないように機械及びワークを保護してい
る。
従来、工具をワークから逃がすため、予め逃げ
る方向と、逃げの量と、逃げの速度とをプログラ
ムしておき、異常発生時このプログラムを実行し
工具をワークから逃がすようにしている。一方、
工具移動方向に対し法線方向に工具をワークから
逃がすと、指令逃げ量において工具をワークから
最大距離離すことができ、しかも瞬時にワークか
ら工具を離すことができ、係る緊急時の逃げ方法
として最適である。
(従来技術の問題点) しかし、工具をワークから逃がすためのプログ
ラムによる従来の工具逃げ技術では逃げ方向が一
定に設定されていたため、直線移動時においては
法線方向に逃げ方向を設定することができるが、
円弧移動やオフセツト移動の最中に異常が発生し
た場合には、その時点での工具移動方向に対して
法線方向に工具を逃がすことができない。また、
工具を逃がす距離も、ワークの加工形状により最
適値が設定される必要があり、その速度もワーク
にカツタマークを付けないようにするには、適度
な速度が設定される必要があつた。
(発明の目的) 本発明の目的は、設定された工具の逃げ量、逃
げ速度にかかわらず、常にそれまでの工具移動方
向と垂直方向に工具を逃がすことのできる工具逃
げ制御装置を提供するにある。
(発明の概要) 本発明では、工具とワークを相対移動させる2
次元駆動機構を数値制御部が周期的に移動指令を
与えて工具をワークに対し指定された通路に沿つ
て移動せしめて加工を行なう加工システムにおい
て、数値制御部に該2次元駆動のための第1及び
第2の軸の移動指令を格納する記憶手段を設け、
工具逃げの必要時に該記憶手段に格納された第1
及び第2の移動指令から工具の相対移動方向と垂
直な方向に工具を移動させるための第1及び第2
の逃げ移動指令を算出し、これによつて2次元駆
動機構を駆動して工具を相対移動方向と垂直な方
向に移動させるようにしている。即ち、本発明で
は数値制御(NC)においては、指令通路を微小
線分に分割し、周期的に移動指令を与えて指令通
路に沿つて工具を相対移動させることから、この
移動指令は工具移動方向(ベクトル)を示し、こ
れを用いて工具移動方向と垂直な方向の移動指令
を得るようにしている。
(実施例) 以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
第1図は本発明の説明図である。第1図Aは直
線移動の例を示し、工具CTの指令通路PP1は微
小線分△vに分割して指令され、この移動指令△
vは周期的(例えば8ns)に駆動機構に与えられ、
工具CTは指令通路PP1上を相対移動する。第1
図Bは円弧移動の例を示し、工具CTの指令円弧
通路PP2は円弧補間によつて微小線分△vに分
割して指令され、この移動△vは周期的に駆動機
構に与えられ、工具CTは指令円弧通路PP2上を
相対移動する。第1図Cはオフセツトされた直線
移動する例を示し、プログラムされた通路PP3
に対しオフセツト量が順次増加するオフセツト指
令通路PP4に沿う工具CTの移動を示し、この場
合も同様に微小線分△vに分割して周期的に指令
される。このように移動指令△vが周期的に与え
られ、この移動指令がその時の工具移動指令方向
であることから、この周期的に指令される移動指
令を工具移動方向のベクトルとして記憶しておけ
ば、その時の工具移動方向が判明する。そして本
発明では、この記憶された瞬時瞬時の工具移動ベ
クトルから工具移動方向と垂直な方向の移動指令
を作成するようにしている。これを第2図により
説明する。前述の微小線分のベクトルを△vと
し、2次元移動の第1の軸方向(例えばX軸方
向)の成分をv1、第2の軸方向(例えばY軸方
向)の成分をv2とする。そして垂直な方向のベク
トルをqとし、その第1軸方向の成分をq1、第2
軸方向の成分をq2とする。
即ち、△v→=(v1、v2) q→=(q1、q2) (1) ここで、周知のベクトルの法則より、 △v→・q→=0 (2) ∴v1q1+v2q2=0 従つて q2/q1=−v1/v2 (3) ここで、q=√2 12 2であるから、(3)式を変形
して、 q2 2=(−v1/v22×q2 1 q2 2=(−v1/v22×(q2−q2 2) ∴q2=q※v1/√2 12 2 (4) 同様にして、 q1=q×(−v2)/√2 12 2 (5) となる。
従つて、(4)、(5)式よりベクトルqの長さ即ち逃
げの距離を与えれば、ベクトル△v(v1、v2)よ
り垂直方向の移動指令q1、q2を求めることができ
る。実際には、このqの長さ(逃げ量)、逃げの
速度Fをプログラムにより予め与えておき、逃げ
の必要な時、このプログラムを読出し、q1、q2
求める。
例えば、この命令としてGコードとして、G47
(G48)QqFfの形で与えればよい、尚、G47は進
行方向左側への逃げを命令し、G48は進行方向右
側への逃げを命令している。従つて割込時に上述
のプログラムを実行して、(4)、(5)式よりq1、q2
求め、更に逃げ速度fによつて、工具を移動方向
の法線方向(垂直方向)に速度fで距離qだけ逃
がすことができる。
第3図は本発明の一実施例ブロツク図であり、
図において、101は数値制御(NC)指令デー
タが穿孔されている紙テープであり、加工のため
の位置決め情報やM、S、T機能情報等のNC指
令データを蓄積したもの、102は数値制御
(NC)装置であり、紙テープ101から後述す
るテープリーダをしてNCデータを読取らせると
共に、読取られたNCデータを解読し、たとえば
M、S、T機能命令等であれば図示しない強電盤
を介して機械側へ送出し、又移動指令XC、YCで
あれば後段のパルス分配器に出力する。NC装置
102は、制御プログラムに従つて演算処理を実
行するプロセツサ102aと、所定の制御プログ
ラムを記憶するプログラムメモリ102bと、デ
ータを記憶するデータメモリ102cと、操作の
ための操作盤102dと、テープリーダ/パンチ
ヤ102eと、入出力ポート102f,102g
と、現在位置カウンタ102hと、表示装置10
2iと、これらを接続するアドレス・データバス
102jとで構成される。
プログラムメモリ102bは、リードオンリー
メモリ(ROM)又は不揮発性メモリで構成さ
れ、工作機械SCMを数値制御するための数値制
御プログラム及び工具逃げ制御プログラムが記憶
されている。一方、データメモリ102cは、不
揮発性メモリで構成され、紙テープ101のNC
データ(加工位置データ等)を記憶する他に移動
指令△X、△Yを格納する移動指令格納エリア
PMが設けられている。
103はパルス分配器であり、移動指令△Xに
基いて公知のパルス分配演算を実行して指令速度
に応じた周波数の分配パルスPsを発生するもの
である。104は分配パルス列Psのパルス速度
が該パルス列の発生時に直線的に加速し、又該パ
ルス列の終了時に直線的に減速してパルス列Piを
発生する公知の加減速回路、105はテーブル
TBをX軸方向に送るためのX軸モータ、106
はX軸モータが所定量回転する毎に1個のフイー
ドバツクパルスFPを発生するパルスコーダ、1
07は誤差演算記憶部であり、たとえば可逆カウ
ンタにより構成され、加減速回路104から発生
した入力パルスPiの数とフイードバツクパルス
FPの差Erを記憶する。尚、この誤差演算記憶部
は図示の毎くPiとFPの差Erを演算する演算回路
107aとErを記憶する誤差レジスタ107b
とで構成してもよい。即ち、誤差演算記憶部10
7はX軸モータ105が正方向に回転するように
指令され、それに従つて回転しているものとすれ
ば入力パルスPiが発生する毎に該パルスPiをカウ
ントアツプし、又はフイードバツクパルスFPが
発生する毎にその内容をカウントダウンし、入力
パルス数とフイードバツクパルス数の差Erを誤
差レジスタ107bに記憶する。108は誤差レ
ジスタ107bの内容に比例したアナログ電圧を
発生するデジタルアナログ(DA)変換器、10
9は速度制御回路である。尚、パルス分配器10
3、加減速回路104、パルスコーダ106、誤
差演算記憶部107、DA変換器108及び速度
制御回路109でX軸ドライブ回路XDVを構成
し、Y軸側にも同一構成のY軸ドライブ回路
YDVが設けられている。110はY軸モータで
あり、入出力ポート102fに接続されたY軸ド
ライブ回路YDVにより駆動されテーブルTBをY
軸方向に駆動するものであり、TBはテーブルで
あり、ワークを搭載し、X軸及びY軸モータ10
5,110によつてX軸及びY軸の2次元駆動さ
れるもの、CTは工具であり、カツタ等で構成さ
れ、Z軸方向に駆動されるものである。
次に、第3図実施例構成の動作について説明す
る。
先ず、加工に先立ち、紙テープ101のNCデ
ータをテープリーダパンチヤ102eが読取り、
バス102jを介しデータメモリ102cに紙テ
ープ101のNCデータを格納する。次に操作盤
102dの操作によりスタート指令がバス102
jを介しプロセツサ102aに入力されると、プ
ロセツサ102aはプログラムメモリ102bの
加工制御プログラムを順次読出し、実行する。即
ち、データメモリ102cのNCデータを読出す
とともに、必要なパラメータを読出し、工具CT
によつてテーブルTB上のワークを指定形状に加
工させるため、工具CTをテーブルTBに対し指
定通路に沿つて相対移動させるべく、X軸移動指
令△X、Y軸移動指令△Yを算出する。前述の如
く指定通路は直線補間、円弧補間によつて微小線
分△vに分割されて制御されるので、プロセツサ
102aはこの微小線分△vに応じた△X、△Y
を算出する。
この△X、△Yはバス102jを介しデータメ
モリ102cの格納エリアPMに格納される。一
方、△Xは入出力ポート102gへ、△Yは入出
力ポート102fへ与えられる。さて、入出力ポ
ート102gから移動指令がパルス分配器103
に与えられると、パルス分配器103は移動指令
△Xに基いてパルス分配演算を実行して分配パル
スPsを出力する。加減速回路104はこの分配
パルスPsを入力され、そのパルス速度を加減速
して指令パルス列Piを誤差演算記憶部107に入
力する。これにより誤差レジスタ107bの内容
は零でなくなるから、DA変換器108から電圧
が出力され、速度制御回路109によりモータ1
05は駆動され、テーブルTBはX軸方向に駆動
される。モータ105が所定量回転すればパルス
コーダ106からフイードバツクパルスFPが発
生し誤差演算記憶部107に記憶され、誤差レジ
スタ107bには指令パルスPiの数とフイードバ
ツクパルスFPの数との差Erが記憶されることに
なる。そして、以後誤差Erが零となるようにモ
ータ105がサーボ制御され、テーブルTBは微
小線分△vのX軸分移動される。同様に△Yは入
出力ポート102fよりY軸ドライブ回路YDV
に与えられて、Y軸モータ110を駆動してテー
ブルTBを微小線分△vのY軸分移動することに
なるから、テーブルTBは微小線分△vだけ移動
する。この△X、△Yは指令通路に従つて周期的
に与えられ、データメモリ102cの格納エリア
PMが書替えられるとともにX軸及びY軸ドライ
ブ回路XDV,YDVに与えられ、こうしてX軸、
Y軸モータ105,110が駆動され、従つて工
具CTはテーブルTBに対し指令通路上を相対移
動する。これによつてテーブルTB上の図示しな
いワークは工具CTによつて指令形状に加工され
る。
さて、ここで工具破損等の異常が生じ、工具逃
げ動作を要する必要がある場合には、NC装置1
02のプロセツサ102aはこれを検知し、アラ
ーム処理プログラムを実行する。即ち、プロセツ
サ102aは加工のための数値制御プログラムの
実行を中断し、工具逃げ制御プログラムを実行す
る。これにより、プロセツサ102aは、データ
メモリ102cの格納エリアPMの△X、△Yを
読出すとともに、パラメータとし与えられている
逃げ量q、逃げ速度fを読出し、前述の第(4)式、
第(5)式を実行し、工具逃げのための移動指令△
XE(=q1)、△YE(=q2)を演算し、バス102
jを介し、△XEを入出力ポート102gへ、△
YEを入出力ポート102fへ与える。これによ
りx軸ドライブ回路XDV及びY軸ドライブ回路
YDVが各々X軸モータ105、Y軸モータ11
0を駆動し、テーブルTBを駆動して、結果とし
て工具CTを加工中の相対移動方向と垂直(法線
方向)に相対移動させ、工具CTをワークから逃
がす。その後は、工具CTをそのまま又は原点に
復帰させ、アラームを発し、オペレータの指示を
待つ。
以上、本発明を一実施例により説明したが、本
発明は上述の実施例に限らず、本発明の主旨の範
囲内において種々の変形が可能であり、本発明の
範囲からこれらを排除するものではない。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、2次元
駆動機構を駆動する第1及び第2のドライバ回路
にそれぞれ軸移動指令を周期的に出力し、工具を
ワークとの間で相対移動させて行なう加工中に自
動的に工具を逃がす工具逃げ制御装置において、
前記工具の逃げ量、逃げ速度を指令する指令手段
と、前記第1及び第2のドライバ回路の軸移動指
令を格納する記憶手段と、工具逃げの必要時に前
記指令手段から指令する逃げ量、逃げ速度と前記
記憶手段の移動指令とから相対移動方向に垂直な
逃げ移動指令を算出する演算手段と、前記軸移動
指令に代えて該逃げ移動指令をそれぞれ第1、第
2のドライバ回路に出力する出力手段とを具備
し、工具を工具逃げ時にそれまでの相対移動方向
と垂直方向に移動させるように2次元駆動機構を
駆動しているので、工具の相対移動が移動ベクト
ルの一定なもののみならず、円弧、オフセツト可
変の直線等の相対移動であつても、法線方向に工
具を逃がすことができるという効果を奏し、従つ
て工具を最速で最大距離ワークから離すことがで
きる。
また、ワークの加工形状により設定された逃げ
量や、その速度にかかわらず、常にそれまでの工
具移動方向と垂直方向に工具を逃がすことがで
き、ワークにカツタマークを付けないようにする
など、ワークに対する不要な加工を防止し、機械
側にも不要な力が付与されることを防止しうる。
しかも、現在加工中の移動指令を用いているの
で、正確にかつ自動的に工具を逃がすことができ
るという効果を奏する他に、容易にしかも簡単に
工具を逃がすことができるという効果も奏し、従
来の数値制御装置に対して特別の装置を付与する
ことなく、工具逃げ制御装置としての機能を与え
ることができるという実用上優れた効果も奏す
る。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図は本発明の原理説明図、第3図
は本発明による一実施例ブロツク図である。 図中、102……数値制御装置、102C……
データメモリ、XDV,YDV……ドライブ回路、
105……X軸モータ、110……Y軸モータ、
TB……テーブル、CT……工具。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 2次元駆動機構を駆動する第1及び第2のド
    ライバ回路にそれぞれ軸移動指令を周期的に出力
    し、工具をワークとの間で相対移動させて行なう
    加工中に自動的に工具を逃がす工具逃げ制御装置
    において、前記工具の逃げ量、逃げ速度を指令す
    る指令手段と、前記第1及び第2のドライバ回路
    の軸移動指令を格納する記憶手段と、工具逃げの
    必要時に前記指令手段から指令する逃げ量、逃げ
    速度と前記記憶手段の移動指令とから相対移動方
    向に垂直な逃げ移動指令を算出する演算手段と、
    前記軸移動指令に代えて該逃げ移動指令をそれぞ
    れ第1、第2のドライバ回路に出力する出力手段
    とを具備し、前記工具を工具逃げ時にそれまでの
    相対移動方向と垂直方向に移動させることを特徴
    とする工具逃げ制御装置。
JP21684183A 1983-11-17 1983-11-17 工具逃げ制御装置 Granted JPS60108248A (ja)

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JP21684183A JPS60108248A (ja) 1983-11-17 1983-11-17 工具逃げ制御装置

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JPS60108248A JPS60108248A (ja) 1985-06-13
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JPS6435606A (en) * 1987-07-30 1989-02-06 Fanuc Ltd Nc data preparing system for grooving
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JPS5316179A (en) * 1976-07-29 1978-02-14 Oki Electric Ind Co Ltd Numerical control system
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