JPH0272416A - プレイバック式ｎｃ工作機械 - 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】 【産業上の利用分野】

本発明はＮＣ工作機械の送り軸を所定経路に沿って手動
駆動し、その送り軸の位置を順次入力し、その位置デー
タから加工時のＮＣデータを作成し、そのＮＣデータに
基づいて自動加工を行うプレイバック式ＮＣ工作＆１　
Ｉｔに関する。

【従来技術】

従来、ＮＣ工作機械の送り軸を所定経路に沿って手動駆
動し、その送り軸の位置を順次入力して加工時のＮＣデ
ータを作成する教示機能を有したＮＣ工作機械がある。 この教示は、各送り軸を教示経路上の各所定位置まで手
動駆動して、その位置でスイッチ等を押下してその位置
データを入力して記憶したり、一定時間間隔で各送り軸
の位置をサンプリングすることにより行われていた。

【発明が解決しようとする問題点】

従って、係る数歌方法は、全ての教示点でＮＣデータが
作成されるため、データ数が膨大となるという問題があ
った。例えば、１軸のみ駆動される直線送りの場合には
、直線の両端位置でのＮＣデータさえあれば、実際の加
工時に１軸の直線送りを実行することが可能であるが、
直線上の全ての教示点でＮＣデータが作成されるため、
ＮＣデータが長くなると共に実際の加工時の実行速度が
低下するという開面が生じる。又、ＮＣデータが長くな
れば、ＮＣデータを記憶する記憶媒体の容量が多くなる
という問題も生じる。 本発明は、上記の問題点を解決するために戊されたもの
であり、その目的とするところは、ＮＣデータの作成を
効率的に行い作成されるＮＣデータをできるだけ短くす
ることである。

【問題点を解決するための手段】

上記問題点を解決するための発明の構成は、ＮＣ工作機
械の送り軸を所定経路に沿って手動駆動し、その送り軸
の位置を順次入力し、その送り軸の位置データから加工
時のＮＣデータを作成するようにしたプレイバック弐Ｎ
Ｃ工作機械において、手動により駆動される前記送り軸
の位置を入力する位置入力手段と、位置入力手段により
入力された各送り軸の現在位置と前回に入力された各送
り軸の位置とを比較する比較手段と、比較手段による比
較結果より、移動軸が前記送り軸のうち１軸のみである
と判定される場合には、その１軸のみの移動区間ではＮ
Ｃデータを出力することなく、その１軸のみの移動区間
の両端位置でのみ変化した送り軸のＮＣデータを出力す
るＮＣデータ作成手段とを備えたことを特徴とする。

【作用】

手動駆動により各送り軸が駆動され、スイッチの押下時
又は一定の時間間隔又は一定の距離間隔等によりその各
送り軸の現在位置が入力される。 そして、その各送り軸の現在位置は前回に入力された各
送り軸の位置と比較され、その比較結果により移動の態
様が１軸のみの移動か否かが判定される。１軸のみの移
動の場合には、その１軸のみ移動されている区間ではＮ
Ｃデータを出力することなく、その１軸のみの移動区間
の両端点でＮＣデータが出力される。従って、１軸の直
線移動で教示される場合には、その直線の両端点のＮＣ
データのみが出力されるため、ＮＣデータの作成が効率
良く行われる。

【実施例】

以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。第
１図において１０は数値制御装置であり、ＭＰＵ　（マ
イクロプロセッサユニット）１１と送り軸の位置を入力
するサンプリング周期を決定するタイマ設定値を記憶す
るタイマ設定値メモリ１２ａと送り軸の移動速度が変動
したか否かを記憶する速度フラグ１２ｂと１軸のみの送
り軸の移動が行われていることを記憶する直線フラグ１
２Ｃとを有し他のデータを一時記憶するＲＡＭ１２と制
御プログラムを記憶したＲＯＭ１３とインタフェース１
４とから構成されている。そして、インタフェース１４
には入力データや作成されたＮＣデータ等を表示するＣ
ＲＴ表示器１５と教示によって作成されるＮＣデータの
プログラム番号を入力したり、送り軸の位置を入力する
サンプリング周期を設定したり、その他のデータを入力
するキーボード１６と、作成されたＮＣデータを記憶す
るバブルメモリ１７とが接続されている。 また、この数値制御装置１０にはサーボモータ駆動回路
ＤＵＸ、ＤＵＹ、ＤＵＺが接続されていおり、その駆動
回路によりマシニングセンタ形の工作機械２０の送り軸
が制御される。工作機械２０はサーボモータ駆動回路Ｄ
ＵＸ、ＤＵＹ、ＤＵＺのそれぞれによって駆動されるサ
ーボモータ２１．２２．２３と、各サーボモータの回転
量を測定するパルスジェネレータ４１．４２．４３を有
している。そして、各サーボモータにより駆動される各
送り軸の移動量は各パルスジェネレータ４１．４２．４
３から出力されるパルス信号によって検出され、そのパ
ルス信号は各送り軸毎にカラタン４４で計数され、計数
値がＭＰＵＩＩによって読み込まれる。 また、工作機械２０は工作物Ｗを支持する工作物テーブ
ル２５と、主軸モータＳＭによって駆動される主軸２６
を軸架する主軸へラド２４とを有しており、各サーボモ
ータの回転により工作物テーブル２５と主軸へラド２４
の間の相対位置が３次元的に変更される。また、２７は
複数種類の工具を保持する工具マガジンであり、図略の
マガジン割出装置と工具交換装置２８とによって工具マ
ガジン２７内の工具が選択的に主軸２６に装着されて工
作物Ｗの加工が行われる。 一方、数値制御装置１０にはインタフェース４０を介し
てシーケンスコントローラ３０が接続されており、その
シーケンスコントローラ３０は、ＭＰＵ３１とシーケン
スプログラムを記憶するＲＡＭ３２と制御プログラムを
記憶したＲＯＭ３３と手動操作盤５０を接続するインタ
フェース３４とからも°り成されている。 そして、その手動操作盤５０は工作機械２０の各送り軸
（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の手動移動を指令するダイヤル５１．５
２，５３、各送り軸のジョグ運転を指令するジョグスイ
ッチ５４ａ、５４ｂ、５４ｃ１データ入力を行うキーボ
ード５５、操作状態を表示するランプ群５６、各送り軸
の位置データの入力を停止することを指示するデータ入
力停止スイッチ５７ａ、所定サンプリング時のＮＣデー
タにマークの出力を指示するマーク出力スイッチ５７ｂ
、ＮＣデータの記憶を終了させるメモライザ終了スイッ
チ５７ｃとを有する操作スイッチ群５７とから構成され
ている。 マタ、シーケンスコントローラ３０のＭＰＵ３１には主
軸モータ駆動回路４５が接続されており、その主軸モー
タ駆動回路４５によって、主軸モータＳＭが回転される
。 次に、作用を数値制御装置１１のＭＰＵＩＩの処理手順
を示したフローチャートに基づいて説明する。 ステップ１００で数値制御装置１０に接続されているキ
ーボード１６からＭ１００コードが入力されたと判定さ
れると、次のステップ１０１へ移行して速度フラグ１２
ｂと直線フラグ１２ｃが共にオフに初期設定される。そ
して、次のステップ１０２へ移行して、キーボード１６
から作成されるＮＣデータのプログラム番号と終了モー
ドを決定する終了Ｍコードが入力され、現在の送り軸の
位置が初期値として記′憶される。次にステップ１０４
で作成されたＮＣデータを書込むバブルメモリ１７がオ
ープンされ、ステップ１０６でシーケンスコントローラ
３０によるジョグ運転又はハンドル操作による手動駆動
に動作モードが切り換えられる。次に、ステップ１０８
でデータの入力を一時停止する操作盤５０のデータ入力
停止スイッチ５７ａがオン状態か否かが判定され、オン
状態でない場合にはステップ１１０でキーボード１６に
よるタイマ設定値の変更があるか否がか判定され、変更
がある場合にはステップ１１２に移行してキーボード１
６によって設定されている値が読み込まれ、その値はタ
イマ設定値メモリ１２ａに記憶される。 次に、ステップ１１４ではタイマがタイマ設定値メモリ
１２ａに記憶されているタイマ設定値に設定され、次の
ステップ１１６でカウンタ４４がら各送り軸の現在位置
（Ｘｎ、Ｙｎ、Ｚｎ）が読み込まれる。そして、ステッ
プ１１８で前回に読み込まれた位置（Ｘ　ｎ−１，Ｙ　
ｎ−１，Ｚ　ｎ−１）に対する現在位置（Ｘｎ、Ｙｎ、
Ｚｎ）の変化量（ΔＸｎ、ΔＹｎ、ΔＺｎ）が演算され
、ステップ１２０で送り速度Ｖｎが演算される。次に、
ステップ１２２へ移行して現在の送り速度Ｖｎと前回の
送り速度Ｖ　ｎ−１とから送り速度の変化量ΔＶｎが演
算される。そして、ステップ１２４で送り速度の変化割
合１ΔＶｎ　／Ｖｎ−１ｌが２５％以内か否かが判定さ
れ、送り速度の変化割合が２５％以内である場合には送
り速度Ｖｎの変化がないと判定され、ステップ１２６へ
移行して速度フラグ１２ｂがオンに設定される。尚、送
り速度の変化量の大きさを判定する基準となる上記基準
値２５％は、パラメータにより変更できるように構成さ
れている。又、送り速度Ｖｎに変化が生じた場合には、
そのことを記憶するためにステップ１２５へ移行して速
度フラグ１２ｂがオフに設定される。 次に、ステップ１２８へ移行して後述するＮＣデータの
作成が行われる。 ＮＣデータの作成が完了すると、ステップ１３０へ移行
してステップ１１４でセットされたタイマがタイムアツ
プしたか否かが判定され、タイムアツプするまでその判
定が繰り返される。タイムアンプ、即ち設定した時間が
経過して次のサンプリング時刻に達した場合には、ステ
ップ１３２へ移行して、手動模作盤５０のマーク出力ス
イッチ５７ｂがオン状態か否かが判定され、そのスイッ
チ５７ｂがオン状態のときには、シーケンスＮαがＮＣ
デ夕として出力される。 また、ステップ１３２で手動役作盤５０のマーク出力ス
イッチ５７ｂがオン状態でない場合には、シーケンスＮ
αを出力することなくステップ１３６へ移行する。 ステップ１３６では手動操作盤５０のメモライザ終了ス
イッチ５７ｃがオン状態か否かが判定され、オン状態で
ない場合にはステップ１０８へ戻り、次のサンプリング
時刻における各送り軸の現在位置がカウンタ４４から入
力され、所定の処理の後、その現在位置データと送り速
度データとでＮＣデータが作成される。このような処理
が繰り返し実行されることにより、各送り軸の位置およ
び移動速度が時間の経過に伴ってザンブリングされ、第
５図に示す様に一連のＮＣデータがバブルメモリ１７に
作成される。 ステップ１３６で手動操作盤５０のメモライザ終了スイ
ッチ５７ｃがオン状態と判定された場合には、ステップ
１３８へ移行して終了ＭコードがＮＣデータとして出力
され、次のステップ１４０でバブルメモリ１７がクロー
ズされ、ステップ１４２で教示モードが終了され、ステ
ップ１４４でＭ１００コードによる処理ルーチンの終了
傑作が実行され、本プログラムは終了される。 次に、ステップ１２８で実行されるＮＣデータの作成手
順を第３図のフローチャートに基づいて説明する。 ステップ２００では直線フラグ１２ｃがオンか否かが判
定され、直線フラグ１２ｃがオンでない場合には、ステ
ップ２０２へ移行して現在位置の移動量から１軸のみが
駆動される１軸移動か否かが判定される。１軸移動でブ
エい場合にはステップ２０４へ移行してステップ１１６
で入力された送り軸の現在位置（Ｘｎ、Ｙｎ、Ｚｎ）が
ＮＣデータとして出力される。 又、ステップ２０２で１軸移動と判定された場合には現
在位置は１軸移動の直線の開始点の次の教示点に相当し
、１軸移動の開始を記憶するためステップ２０６で、直
線フラグ１２ｃはオンに設定され、その１軸移動がｘ、
ｙ、ｚ軸の何れであるかが記憶される。そして、次のス
テップ２０８で速度フラグ１２ｂがオンか否かが判定さ
れ、速度フラグ１２ｂがオンの場合には、ステップ２１
２へ移行して前回位置のＮＣデータに速度データが出力
されてステップ２１０へ移行し現在位置が記憶されてそ
の出力が保留される。一方、速度フラグ１２ｂがオフの
場合にはステップ２１０で現在位置が記憶され、ＮＣデ
ータとして出力されることなく保留される。尚、初回の
実行サイクル時にはステップ２０２の判定が必ずＮＯと
なるので、教示開始点のＮＣデータはステップ２０４で
作成される。直線フラグが設定されない場合、即ち１軸
移動でない場合には、ステップ２０４が実行される毎に
現在位置が出力され、ＮＣデータが作成される。 次に、ステップ２００で直線フラグ１２Ｃがオンに設定
されている、換言すれば１軸移動状態と判定された場合
には、ステップ２１４へ移行して現在位置の移動量から
現在位置が１軸移動か否かが判定され、１　ｉ１’ｌｌ
ｌ移動である場合にはステップ２１６へ移行して前回の
測定時に得られた１軸移動の軸と同軸か否かが判定され
る。その移動軸が前回の１軸移動の軸と等しい場合には
、継続して同一軸の１軸移動が行われていることを意味
しており、次のステップ２０８へ移行する。ステップ２
０８では速度フラグ１２ｂがオンか否かが判定され、速
度フラグ１２ｂがオンの場合には、速度変動があったた
めステップ２１２へ移行して前回位置と速度が出力され
てＮＣデータが作成される。一方、速度フラグ１２ｂが
オフの場合には速度変動がないのでステップ２１０で現
在位置が記憶され、現在位置は出力されることなく保留
される。 このように、サンプリング毎に入力される現在位置が同
一軸のｌ軸移動による直線上に存在する場合には、現在
位置は出力されない。但し、現在位置が同一軸の１軸移
動による直線上にあっても速度変動があると、その位置
と速度が出力されてＮＣデータが作成される。 又、ステップ２１６で１軸移動が前回と同一軸でないと
判定された場合には、前回の測定位置Ｐｎ１で同一軸の
ｌ軸移動は終了したことになり、スｆ−／プ２１８で前
回の位置（Ｘ　ｎ−１，Ｙ　ｎ−１，Ｚ　ｎ−１）が１
軸移動の終端点のＮＣデータとして出力される。そして
、ステップ２１４で現在位置の移動は１軸移動と判定さ
れたのであるから、その現在位置は前回の１軸移動の軸
の異なる１軸移動による直線上にあることを意味してお
り、その現在位置は次の１軸移動の開始点の次の教示点
に相当するため、ステップ２０６へ移行して直線フラグ
１２ｃがオンに設定されると共に１軸移動の軸名が記憶
される。そして、上述したステップ２０８以下が実行さ
れる。 又、ステップ２１４で１軸移動でない、即ち、２軸以上
の同時移動と判定された場合には、現在位置は前回まで
の１軸移動の直線上から外れたことを意味しており、そ
の場合にはステップ２２０へ移行して出力が保留されて
いる最後の位置、即ち、前回の測定時の位＠　（Ｘ　ｎ
−１，Ｙ　ｎ−１，Ｚ　ｎ−１）が出力されて１軸移動
の終端点のＮＣデータが作成されると共に現在位置（Ｘ
ｎ、Ｙｎ、Ｚｎ）がＮＣデータとして出力される。そし
て、ステップ２２２へ移行して直線フラグ１２ｃがオフ
とされる。 尚、ステップ２０４、ステップ２１８、ステップ２２０
で位置を出力してＮＣデータを出力する時には、移動さ
れた軸の位置のデータのみが出力され移動していない軸
の位置のデータは出力されない。又、同ステップで速度
変動がない場合には速度のデータは出力されず、速度変
動があった場合にのみ位置データと共に速度のデータが
出力される。　次に、本装置の作用を第４図の教示経路
に沿って説明する。 第４図の教示経路は簡単のため、Ｘ軸とＹ軸が移動しＺ
軸は固定されている。教示点は１１点から開始されＰＩ
３点で終了している。そして、１１点からＰ２Ｏ点まで
等速で移動され、Ｐ２Ｏ点から２倍の移動速度に変化さ
れている。又、各点は一定周期でサンプリングされた教
示点を示す。 １１点から２３点の間は１軸移動でないため、直線フラ
グ１２ｃはオフのままであり、従って、ステップ２０４
が実行される毎に、第５図に示す１１点から２３点まで
のＮＣデータが作成される。この時、Ｚ軸は移動しない
し等速移動であるので、Ｚ軸の位置と速度は１１点での
み出力される。 次に、２３点から２７点は等速のＸ軸の１軸移動である
から、１４点の位置がサンプリングされるとステップ２
００の判定がＮＯ、ステップ２０２の判定がＹＥＳとな
りステップ２０６で直線フラグ１２Ｃがオンに設定され
１軸移動のＸ軸が記憶され、ステップ２０８の判定がＮ
Ｏとなり、ステップ２１０で１４点の位置が記憶され保
留される。次に、２５点の位置がサンプリングされると
ステップ２００１ステツプ２１４、ステップ２１６の判
定が共にＹＥＳとなり、ステップ２０８以下が実行され
、等速移動であるので、その位置は出力されることなく
保留される。２６点、２７点についても同様である。 ２８点の位置がサンプリングされると、ステップ２００
、ステップ２１４の判定はＹＥＳとなるが、ステップ２
１６の判定がＮＯとなるので、ステップ２１８で前回の
サンプリング点の２７点の位置が出力されＮＣデータが
第５図に示すように作成される。即ち、１軸移動の直線
区間上の点Ｐ４．　Ｐ５．　Ｐ６ではＮＣデー夕は作成
されない。又、２８点は２７点からＹ軸の１軸移動の経
路上の点であるから、ステップ２０６で直線フラグ１２
ｃがオンに設定されると共に１軸移動の移動軸のＹ軸が
新たに記憶される。そして、ステップ２０８．２１０に
より２８点の位置は記憶され保留される。 次に、Ｐ９、ＰＩＯ、ｐＨ点はＹ軸の１軸移動による直
線上の点であるから、ステップ２００、ステップ２１４
、ステップ２１６の判定がＹＥＳとなるが、Ｐｌｌの位
置をサンプリングした時に、速度変動を生じているので
ステップ２０８の判定がＹＥＳとなり、第５図に示すよ
うに前回のＰＩＯの位置と速度が出力され、ステップ２
１０へ移行して現在位置ｐＨの位置は記ｔ０され保留さ
れる。 以下、最終のＰＩ３点まで速度変動がないが、１１１点
は１軸移動の直線の端点てあり、ＰＩ３点をサンプリン
グしたときに、ステップ２０００判定がＹＩＥＳ、ステ
ップ２１４の判定がＮＯとなりステップ２２０へ移行し
て、前回位置ｐＨの位置と現在位置Ｐ１２の位置のデー
タが出力され、次のステップ２２２で直線フラグがオフ
とされる。そして、ＰＩ３点をサンプリングしたときに
は、ステップ２００の判定がＮＯとなり、Ｐ］２．　　
ＰＩ３は１軸移動の直線上にないためステップ２０２の
判定はＮＯとなりステップ２０４へ移行して現在位置Ｐ
１３のデータが出力される。 結局、上記の処理によりＮＣデータは第５図に示すよう
に作成される。 本実施例では、各送り軸の位置を入力するサンプリング
周期はキーボード１６から入力されたタイマ設定値によ
って決定され、そのタイマ設定値は各送り軸の位置をサ
ンプリングして入力している間にも変更することが可能
である。従って、曲率の大きな複雑な曲線に沿って教示
する場合にはサンプリング周期を短く設定し、直線を含
む曲率の小さな単純な曲線に沿って教示する場合にはサ
ンプリング周期を長く設定することにより、不必要なＮ
Ｃデータの発生を防止することができ、ＮＣデータの作
成効率が向上すると共にＮＣデータの記憶容量を減少さ
せることが可能となる。 又、上記実施例では送り軸の位置を自動的にサンプリン
グするようにしているが、本発明はスイッチが押下され
た時に送り軸の位置を入力する教示方式にも応用できる
。 又、送り速度の変化量が一定範囲内に存在する場合には
、送り速度の変化がないとして送り速度に関するＮＣデ
ータを作成していない。このため、手動迂作のため送り
軸の送りが滑らかに行われない場合があるが、上記処理
により送り速度は平滑化されるためＮＣデータに基づく
実際の加工時には送りが滑らかに実行される。 又、所定のサンプリング位置で作成されるＮＣデータブ
ロックにシーケンスＮαを出力することができるため、
重要な位置でマークを実行することにより作成されたＮ
Ｃデータの編集やＮＣデータの実行時にマーク位置で送
りを停止させる等の操作に用いることが可能となる。

【発明の効果】

本発明は手動により駆動される前記送り軸の位置を入力
する位置入力手段と、位置入力手段により入力された各
送り軸の現在位置と前回に入力された各送り軸の位置と
を比較する比較手段と、比較手段による比較結果より、
移動軸が送り軸のうち１軸のみであると判定される場合
には、その１軸のみの移動区間ではＮＣデータを出力す
ることなく、その１軸のみの移動区間の両端位置でのみ
変化した送り軸のＮＣデータを出力するＮＣデータ出力
手段とを備えているので、１軸のみが移動されている場
合にはその１軸の移動による直線の両端点でのみＮＣデ
ータが作成され直線の中間区間ではＮＣデータが作成さ
れない。従って、ＮＣデータの作成が効率良く行われ、
ＮＣデータを短くすることができ、記憶容量の節約が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

ｍ１図は本発明の具体的な一実施例に係るプレイバック
式ＮＣ工作機械の構成を示したブロックダイヤグラム。 第２図、′ｆ、３図は同実施例で使用された数値制御装
置のＭＰＵの処理手順を示したフローチャート。′ｆＪ
４図は教示経路の具体例を示した説明図。′ｆ、５図は
第４図の経路に沿って教示した時に作成されるＮＣデー
タを示す説明図である。 １０　数値制御装置　１１　・ＭＰＵ　　１５　　表示
器　１７　バブルメモリ　２０−工作機械　２１．２２
．２３　　サーボモータ　２５　・・工作物テーブル　
ＳＭ　　主軸モータ　２６−・・・主軸　２７エ具マカ
シン　３０　°シーケンスコントローラ４４　カウンタ
　５０　手動丘作盤　５４ａ、５４ｂ、５４Ｃジョグス
イッチ　５５°パキーボード　５６　ランプ群５６．５
７ａ　　・データ入力停止スイッチ　５７　ｂ−マーク
出力スイッチ　５７Ｃメモライザ終了スイッチ 特許出願人　　豊田工機株式会社 同　　　　富士精工株式会社 代　理　人　　弁理士　藤谷　修

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＮＣ工作機械の送り軸を所定経路に沿って手動駆
   動し、その送り軸の位置を順次入力し、その送り軸の位
   置データから加工時のＮＣデータを作成するようにした
   プレイバック式ＮＣ工作機械において、 手動により駆動される前記送り軸の位置を入力する位置
   入力手段と、 前記位置入力手段により入力された各送り軸の現在位置
   と前回に入力された各送り軸の位置とを比較する比較手
   段と、 前記比較手段による比較結果より、移動軸が前記送り軸
   のうち１軸のみであると判定される場合には、その１軸
   のみの移動区間ではＮＣデータを出力することなく、そ
   の１軸のみの移動区間の両端位置でのみ変化した送り軸
   のＮＣデータを出力するＮＣデータ出力手段と を備えたことを特徴とするプレイバック式ＮＣ工作機械
   。
2. （２）前記位置入力手段により入力された各送り軸の現
   在位置と前回に入力された各送り軸の位置とから移動速
   度を演算する移動速度演算手段と、前記移動速度演算手
   段により演算された移動速度の変化量が所定割合内であ
   る場合には、移動速度の変化がないと判定する判定手段
   と、 前記判定手段により移動速度の変化がない場合には教示
   点での移動速度のＮＣデータを出力することなく、前記
   判定手段により移動速度が変化したと判定された時にの
   み、その教示点での移動速度のＮＣデータを出力する速
   度データ出力手段とを備えたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載のプレイバック式ＮＣ工作機械。