JPH01281844A - マシニングセンタにおける工具選択制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）、産業上の利用分野 本発明は、マシニングセンタにおける工具選択制御方法
に関する。

（ｂ）、従来の技術 従来、マシニングセンタに所定の加工作業を行なわせる
場合には、加工形状に適合した使用工具をプログラムに
よって逐一、装置画に指示してやる必要があった。

（Ｃ）０発明が解決すべき問題点 従って、マシニングセンタの加工プログラムの作成はプ
ログラマが図面に示された最終加工形状から使用すべき
工具及びその使用順序等を決定することによって行なわ
れていたが、こうした作業は多くの手間と時間を要する
ばかりか、装置を稼動させるためには、オペレータの他
に専門知識の豊富なプログラマが必要となり、マシニン
グセンタ普及上の障害となっていた。

また、マシニングセンタは、ボール盤やフライス盤等の
ような単一の加工機能しか有さない工作機械と異なり、
加工態様の相違する各種の工具を駆使して多様で複雑な
加工機能を有することから、加工プログラムの作成の自
動化が困難であり、特に加工における使用工具及びその
使用順序の決定は、熟練したプログラマといえども困難
であった。

（ｄ）１問題点を解決するための手段 本発明は上記した事情に鑑み、各種の工具が交換自在に
装；ａさ九、そ、ｔシ等工具を用いて各種の加工を被加
工物に対して行なうマシニングセンタにおいて、前記マ
シニングセンタにおける加工作業を、被加工物の最終加
工形状を基準に、線状に被加工物を加工することを目的
とした線加工モード及び面状に被加工物を加工すること
を目的とした面加工モードに選択可能な形に分類し、更
にそれ等各加工モードを、前記加工モードよりもより最
終加工形状に近い加工形態として工具及びその工具経路
に応じて複数の加工ユニットに選択可能に介意しておき
、前記各加工ユニットの加工に使用する工具の名称及び
その使用順序を示した工具列をメモリ手段に格納してお
き、加工に際して。

表示手段上に前記加工モードを選択可能な形で表示する
と共に、前記加工モードに対応した加工ユニットを前記
表示手段上に選択可能な形で表示し。

被加工物の最終加工形状に対応して入力された加工モー
ド及び該加工モードに対応する加工ユニットから前記メ
モリ手段中の対応する工具列を読み出し、該読み出され
た工具列に示された工具及び該工具の使用順序に基づい
て前記人力された加工モード及び加工ユニットに対応す
る加工プログラムを作成し、該作成された加工プログラ
ムに基づいてマシニングセンタにおける加工作業を実行
するように制御して構成したマシニングセンタにおける
工具選択制御方法を提供することを目的とするものであ
る。

（ｅ）０作用 上記した構成により１本発明は、入力された加工モード
及び加工ユニットにより、該加工モード及び加工ユニッ
トに対応した工具列が読み出され、該読み出された工具
列に基づいて加工プログラムが作成されるように作用す
る。

（ｆ）、実施例 以下１図面に示す実施例に基づき、本発明を具体的に説
明する。

第１図は本発明が適用されたマシニングセンタの一例を
示す正面図。

第２図は第１図の側面図、 第３図は第１図のマシニングセンタの制御ブロック図。

第４図は各加工モード別の加工ユニットを示す図。

第５図は魚加工モードを構成する各加工ユニットの加工
形状を示す正面図。

第６図は線加モードを構成する各加工ユニットの加工形
状を示す図で（、）は平面図、（ｂ）は正面図。

茅７図は面加工モードを構成する各加工ユニットの加工
形状を示す図で（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図。

第８図は組み合わせ工具メモリの内容を示す模式図であ
る。

マシニングセンタ１は、第１図及び第２図に示すように
、本体２に対して水平の直角２方向に移動自在なＸ−Ｙ
テーブル３を有しており、Ｘ−Ｙテーブル３上には被加
工物を搭載することができる。本体２には円盤状のマガ
ジン５が回転駆動自在に設けられており、マガジン５に
は多数の工具６が円周上に配列搭載されている。Ｘ−Ｙ
テーブル３上方の本体２には主軸７が回転駆動自在に設
けられており、主軸７の第１図左方には工具交換装置９
が設けられ、交換装置９はマガジン５から次工程におい
て必要な工具６を取り出して主軸７に装着すると共に、
主軸７にそれまで装着されていた工具６をマガジン５に
戻すことができる。

また、本体２には後述のキーボードやデイスプレィ等が
設けられた操作盤１０が設けら九ており、キーボード１
１及びデイスプレィ１２は、第３図に示すように、主制
御部１３に接続している。主制御部１３には材料メモリ
１５、加工モードメモリ１６、加工ユニットメモリ１７
、切削条件演算部１９．加工プログラムメモリ２０、プ
ログラム変換部２１、加工形状制御部２２が接続してお
り、更に魚加工演算部２６、線加工演算部２７１面加工
演算部２９が組み合わせ工具メモリ３０に接続された形
で設けられている１点加工演算部２６は工具メモリ３０
に接続されたセンタ穴加工演算部３１、中間加工演算部
３２及び２主制御部１３に接続された面取り加工演算部
３３が直列に接続された形で設けられており、また主制
御部１３には実行プロ、グラムバッファメモリ３５が接
続されている。バッファメモリ３５には補助制御部３６
、主軸制御部３７、軸制御部３９が接続されており、補
助制御部３６はマガジン５や工具交換装置ｉ！９の駆動
制御、切削水の０Ｎ−ＯＦＦ等の補助的制御を行ない、
主軸制御部３７及び軸制御部３９は主軸駆動モータ４０
及び複数の軸駆動モータ４１にそれぞれ接続され、各軸
の駆動制御を行なう。

マシニングセンタ１は５以上のような構成を有するので
、マシニングセンタ１によって被加工物を加工する場合
には、主制御部１３は材料メモリ１５から材料−覧表を
読み出してデイスプレィ１２上に表示し、オペレータに
キーボード１１を介して、被加工物の材料を入力させる
。次に、加工モードメモリ１６から、加工す入き加工モ
ードを読み出して、オペレータに表示するが、加工モー
ドは、加工形状を表現する上で最小限必要とされる基礎
形状として、被加工物の最終加工形状を基準に、穴を加
工することを目的とした魚加工モード、線状に被加工物
を加工することを目的とした１線加工モード、面状に被
加工物を加工することを目的としだ面加工モードの３種
の加工モードに分類されている。オペレータは製作図面
に示された最終加工形状を検討して、第１に行なうべき
加工がドリル等の工具を用いた魚加工モードに凪するか
、エンドミル等の工具を用いた線加工モードに属するか
、フェイスミル等の工具を用いた面加工モードに凪する
かを判断して、キーボード１１から入力する。すると、
主制御部１３は加工ユニットメモリ１７から、指定され
た加工モードに対応する加工ユニットをデイスプレィ１
２上に表示し、オペレータに図面に表示された加工形状
がどの加工ユニットに属するものであるかを選択し入力
させる。加工ユニットは、加工モードをより最終加工形
状に近い加工形態として工具及びその工具経路に応じて
分類されている。即ち、加工ユニノトメモリ１７には、
第４図に示すように、各加工モードについて、複数の加
工ユニットＩＡ〜ＩＨ１２Ａ〜２１．３Ａ〜３Ｇが記録
されており（各加工ユニットの加工形状については、魚
加工モードの各ユニットＩＡ〜ＩＨについては第５図に
、線加工モードの各ユニット２Ａ〜２工については第６
図に１面加工モードの各ユニット３Ａ〜３Ｇについては
第７図にそれぞれ示す６図中６は工具を表わし、Ｗは被
加工物、Ｋは工具中心軌跡を示す、）、マシニングセン
タ１における加工の殆どのパターンが網羅されているの
で、オペレータは図面に表示されている最終加工形状と
、各加工ユニットの加工形状を参照することにより、直
ちに必要な加工ユニットを選択し入力することができる
。加工ユニットが入力されると、主制御部１３は組み合
わせ工具メモリ３０から、選択された加工ユニットに対
応した工具列ＴＣＬを読み出し、既に選択されている加
工モードに対応する加工演算部２６．２７．２９に選択
的に出力させる。

即ち１組み合わせ加工メモリ３０中には、第８図に示す
ように、各アドレスＡＤＳに、各加工ユニットの加工に
使用する工具の名称が図中左方から使用順に工具列ＴＣ
Ｌとして配列されており、加工ユニットが指定されると
、直ちに当該ユニットに対応した工具列ＴＣＬが対応す
る演算部２６．２７．２９に一括して出力される。今、
仮に１点加工モードのドリル穴加工ユニットがオペレー
タから入力されたとすると、メモリ３０からはアドレス
ＡＤＳの００１から、ドリル穴加工ユニットに対応した
、スポットドリル／ドリル／面取りカッタという工具列
ＴＣＬが一括して魚加工演算部２６に出力される。演算
部２６のセンタ穴加工演算部３１では、オペレータがキ
ーボードから引き続き入力する穴径等の加工データから
、最初に使用するスポットドリルの径を演算し、当該ス
ポットドリルによるセンタ穴明けに際して、面取り加工
も同時に行なえるか否かを、加工穴径とスポットドリル
径を比較することにより行ない（即ち、スポットドリル
径〉ドリル穴径の場合には、スポットドリルによって、
第５図における面取り部４２の加工がセンタ穴加工と同
時に行なえる。）。

次いで中間加工演算部３２においてスポットドリルに次
いで使用すべきドリルの径及び、１回当たりの切込み量
、トータル切込み量等の使用パターンを演算−して決定
し、更に面取り加工演算部３３では、スポットドリルに
よって面取りを行なう穴以外の六に対する面取り部４２
の加工用面取りカッタの径を演算する。これ等の結果は
、主制御部１３を介して切削条件演算部１９に出力され
、演算部１９は各工具についでの切削条件、即ち送り及
び周速等を演算決定して１点加工演算部２６から出力さ
れた。工具径等の詳細が決定された工具列ＴＣＬと共に
加工プログラムメモリ２０中に加工プログラムＰＲＯＬ
として格納する。その後。

加工形状制御部２２を介してデイスプレィ１２にこの加
工ユニットの位置情報の入力要求が表示されるのでオペ
レータはキーボード１１により所定データを入力する。

この値は、加工プログラムＰＲＯＩ中に位置情報として
格納される。こうして。

オペレータは各加工モード毎に加工ユニットを指示入力
し、その度に工具メモリ３０からは指示されたユニット
に対応した工具列ＴＣＬが読み出され、工具列ＴＣＬに
よって示された工具及びその使用順序に基づき工具径及
び切削条件が決定され、位置情報と共にプログラムメモ
リ２０中に蓄積されてゆく、なお、中間加工演算部３２
は、他の加工ユニットにおいては、センタ穴及び面取り
加工以外の加工について、工具列ＴＣＬにおいて示され
たエンドミル、ポーリング、タップ、リーマ等の工具の
径及び使用パターンを決定し１ＭＡ及び面加工演算部２
７．２９は工具メモリ３０から読み出された工具列ＴＣ
Ｌ　（工具列ＴＣＬは、工具が１個だけの場合も存在す
る。）から、オペレータがキーボード１１を介して指示
する仕上程度に応じた工具刃数及び形状等を決定し、更
に面加工演算部２９は加工方向等をも考慮して各工具の
詳細を決定し、それに基づいて切削条件演算部１９も切
削条件を演算し、加工プログラムＰＲ○１としてメモリ
２０中に格納してゆく。こうして、一つの被加工物に対
する一連の加工ユニットの入力が終了すると、主制御部
１３はメモリ２０中に蓄積された加工プログラムＰＲＯ
Ｌを読み出し、プログラム変換部２１によって加工プロ
グラムＰＲＯ１を機械語による実行プログラムＰＲ○２
に変換させ、実行プログラムバッファメモリ３５中に格
納する。実行プログラムＰＲ０２がメモリ３５中に格納
たれると、オペレータはＸ−Ｙテーブル３上に被加工物
Ｗを設置し゛た後、作業開始を操作盤１０を介して主制
御部１３に指令し、主制御部１３は補助制御部３６、主
軸制御部３７．軸制御部３９を駆動して、所定の加工作
業を実行プログラムＰＲＯ２に従って行なってゆく。加
工は当然。

加工プログラムＰＲ○１に基づいた形で行なわれ、従っ
て各加工ユニットの加工に際しては１組み合わせ工具メ
モリ３０から読み出された工具列ＴＣＬに示された工具
の配列順序に従って、工具６がマガジン５から取り出さ
れて主軸７に工具交換袋Ｎ９によって装着され１作業が
行なわれてゆく。

一方、被加工物Ｗの加工中は、オペレータは１次に加工
すべき被加工物Ｗの図面を引き出して、キーボード１１
から前述と同様の手順で新たな加工プログラムＰＲＯＬ
の作成に入る。加工プログラムメモリ２０のメモリ容量
は１通常の被加工物Ｗの加工作業であｉば、複数種類収
納することが可能な程度に設定されているので、一つの
被加工物Ｗに対する加工中においても、別の加工物Ｗに
ついての加工プログラムＰＲＯＬの入力ができ、オペレ
ータによるプログラム作成作業を効率良く行なうことが
できる。

（ｇ）１発明の詳細 な説明したように本発明によれば、マシニングセンタに
おける加工作業を、被加工物の最終加工形状を基準に、
線状に被加工物を加工することを目的としだ線加工モー
ド及び面状に被加工物を加工することを目的とした面加
工モー　ドに選択可能な形に分類し、更にそれ等各加工
モードを。

前記加工モードよりもより最終加工形状に近い加工形態
として工具及びその工具経路に応じて複数の加工ユニッ
トに選択可能に分類しておき、前記各加工ユニットの加
工に使用する工具の名称及びその使用１１序を示した工
具列ＴＣＬを工具メモリ３０等のメモリ手段に格納して
おき、加工に際して、デイスプレィ１２等の表示手段上
に前記加工モードを一選択可能な形で表示すると共に、
前記加工モードに対応した加工ユニットを前記表示手段
上に選択可能な形で表示し、被加工物の最終加工形状に
対応して入力された加工モード及び該加工モードに対応
する加工ユニットから前記メモリ手段中の対応する工具
列を読み出し、該読み出された工具列に示された工具及
び該工具の使用順序に基づいて前記入力された加工モー
ド及び加工ユニットに対応する加工プログラムを作成し
、該作成された加工プログラムに基づいてマシニングセ
ンタにおける加工作業を実行するように制御して構成し
たので、オペレータは表示手段上に表示される加工モー
ド及び該加工モードに対応した加工ユニットを参照し、
選択することにより、自らがこれからマシニングセンタ
で行なうべき加工について、マシニングセンタの実行可
能な多様な加工の中から加工モード及び加工ユニットの
表示にガイドされる形で、ある特定の加工を自然に選択
することが可能となる。また、線加工モード及び面加工
モードが最終加工形状を基準として分類されているので
、「線Ｊ及び「面」というモードが、直ちにマシニング
センタにおける加工時の工具軌跡と対応し、しかも、そ
の工具軌跡は加工形状を表現する上での最小限基礎とな
る形状としての「線」と「面」という、極めて特徴的性
格を有するものなので、オペレータにとって理Ｍが至極
容易であり、マシニングセンタが行なうことの出来る各
種の加工内容について予め熟知していなくとも、容易に
加工プログラムの作成が可能となる。

また、加工モード及び加工ユニットを入力すると、直ち
に当該図面に示された内容の加工に必要な一連の工具及
びその使用Ｊ１１［序が決定されるので、ボール盤やフ
ライス盤等のような単純な工具経路しか有さない工作機
械に比して、極めて多様な加工機能を有するマシニング
センタ１のプログラム作成の自動化に大きく寄与するこ
とが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用されたマシニングセンタの一例を
示す正面図。 第２−図は第１図の側面図、 第３図は第１図のマシニングセンタの制御ブロック図、 第４図は各加工モード別の加工ユニットを示す図。 第５図は魚加工モードを構成する各加工ユニッ１−の加
工形状を示す正面図。 第６図は線加工モードを構成する各加工ユニットの加工
形状を示す図で（、）は平面図、（ｂ）は正面図。 第７図は面加工モードを構成する各加工ユニットの加工
形状を示す図で（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、 第８図は組み合わせ工具メモリの内容を示す模式図であ
る。 工・・・・・・マシニングセンタ ６・・・・・・工具 ３０・・・・・・組み合わせ工具メモリＴＣＬ・・・・
・・工具列 Ｗ・・・・・・被加工物 出顕人　ヤマザキマザック株式会社 代理人　　弁理士　　相１）　伸二 図面の浄書（内容に変更なし） 第１図。 第２図　□ 第４図 第５図 第６図（寸の１） 第　６　図（ｙｒの２） （Ｃ１）　　　　　　　　　　　（Ｑ）第７図（イの２
） ３Ｇ （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 各種の工具が交換自在に装着され、それ等工具を用いて
   各種の加工を被加工物に対して行なうマシニングセンタ
   において、 前記マシニングセンタにおける加工作業を、被加工物の
   最終加工形状を基準に、線状に被加工物を加工すること
   を目的とした線加工モード及び面状に被加工物を加工す
   ることを目的とした面加工モードに選択可能な形に分類
   し、 更にそれ等各加工モードを、前記加工モードよりもより
   最終加工形状に近い加工形態として工具及びその工具経
   路に応じて複数の加工ユニットに選択可能に分類してお
   き、 前記各加工ユニットの加工に使用する工具の名称及びそ
   の使用順序を示した工具列をメモリ手段に格納しておき
   、 加工に際して、表示手段上に前記加工モードを選択可能
   な形で表示すると共に、前記加工モードに対応した加工
   ユニットを前記表示手段上に選択可能な形で表示し、 被加工物の最終加工形状に対応して入力された加工モー
   ド及び該加工モードに対応する加工ユニットから前記メ
   モリ手段中の対応する工具列を読み出し、 該読み出された工具列に示された工具及び該工具の使用
   順序に基づいて前記入力された加工モード及び加工ユニ
   ットに対応する加工プログラムを作成し、 該作成された加工プログラムに基づいてマシニングセン
   タにおける加工作業を実行するように制御して構成した
   マシニングセンタにおける工具選択制御方法。