JPH06119019A

JPH06119019A - 数値制御装置

Info

Publication number: JPH06119019A
Application number: JP4271325A
Authority: JP
Inventors: Maki Seki; 真樹関; Masako Sudo; 雅子須藤
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1992-10-09
Filing date: 1992-10-09
Publication date: 1994-04-28

Abstract

(57)【要約】【目的】試作品等を加工するための工作機械を制御す
るための数値制御装置において、仕上げ形状をより良好
にできるようにする。【構成】オペレータが指定形状を入力し、また手動パ
ルス発生器４１等の移動指令手段によって工具の移動速
度の指令を行うと、補間手段２は、移動指令手段からの
パルス信号に応じ、図形記憶手段１に記憶された指定形
状に沿う工具経路に工具を接近させ、工具がオペレータ
により指定された加工開始点にくると工具経路上の切削
開始点まで円弧状にアプローチさせ、アプローチ後は工
具が工具経路上を移動するように補間パルスを出力す
る。これにより、工具のワークへのアプローチ時にカッ
タマークができるのが防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は工作機械を制御する数値
制御装置に関し、特に試作品等を加工するための工作機
械を制御するための数値制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】数値制御工作機械の技術的な進展は目覚
ましく、複雑な形状のワークを高速で、精度良く加工で
きる。また、現在では複雑な形状のワークは数値制御工
作機械なくしては加工できない。

【０００３】また、加工のための加工プログラムを作成
するために、数値制御装置に対話形プログラム作成機能
を付加した対話形数値制御装置や、複雑な加工プログラ
ムを簡単に作成するための、自動プログラミング装置等
が広く使用されている。

【０００４】勿論、これらの数値制御装置を使用するに
は、機械座標、機械原点、プログラム座標、加工原点等
を正確に定義して、厳密な加工プログラムを作成する必
要がある。そして、多数のワークを加工する場合はこれ
らの対話形数値制御装置、自動プログラミング装置を使
用できるが、試作品あるいは型を作成するための一部加
工では、ワークの着脱や工具の取り付け、加工プロセッ
サ作成等の段取りに要する時間が少ない汎用のフライス
盤や汎用の旋盤等が使用されている。

【０００５】ところが、これらの汎用の工作機械を使用
できるオペレータは、数が少なくなりつつある。また、
直線加工等は問題ないが、斜め直線加工、円弧加工等に
なるとこれらの汎用の工作機械では加工が困難である。

【０００６】逆に、一般の数値制御工作機械を使用する
と、機械座標、機械原点、プログラム座標、加工原点等
を正確に定義する必要があり、それは不可能ではない
が、１個だけのワークの一部を加工するにはあまりにも
プログラミングの手間が大きい。

【０００７】こうした問題を解決するために、本出願人
は汎用の工作機械を使用して、試作品等の簡単な加工を
行うことができる数値制御装置を特願平４−２３１８３
６号として出願している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような数
値制御装置では、切削開始点付近までは手動パルス発生
器やジョグ送り釦等を操作して工具をワークに近づける
ようにしているが、工具を無造作にワークと接触させる
とワークにカッタマークが付いてしまい、加工形状が悪
くなるという問題点があった。特に仕上げ加工の場合に
は大きな問題となっていた。

【０００９】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、汎用の工作機械を使用して、試作品等の簡単
な加工を容易に行うために、加工形状をよりよくするこ
とのできる数値制御装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、少なくとも２軸以上の工作機械を制御す
る数値制御装置において、ガイダンス情報に従ってオペ
レータより対話的に入力された直線および円弧等の指定
形状を記憶する図形記憶手段と、前記オペレータに指令
された工具の移動速度に応じてパルス信号を出力する移
動指令手段と、前記パルス信号に応じて前記指定形状に
沿う工具経路に前記工具を接近させ、前記工具が前記オ
ペレータにより指定された加工開始点にくると前記工具
経路上の切削開始点まで円弧状にアプローチさせ、前記
アプローチ後は前記工具が前記工具経路上を移動するよ
うに補間パルスを出力する補間手段と、を有することを
特徴とする数値制御装置が提供される。

【００１１】

【作用】オペレータが指定形状を入力し、また移動指令
手段によって工具の移動速度の指令を行うと、補間手段
は、移動指令手段からのパルス信号に応じて指定形状に
沿う工具経路に工具を接近させ、工具がオペレータによ
り指定された加工開始点にくると工具経路上の切削開始
点まで円弧状にアプローチさせ、アプローチ後は工具が
工具経路上を移動するように補間パルスを出力する。こ
れにより、工具のワークへのアプローチ時にカッタマー
クができるのが防止される。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明の数値制御装置の概要を示す図で
ある。図形記憶手段１はガイダンス情報をグラフィック
制御回路１５を介して表示装置１６に表示する。また、
図形記憶手段１は、オペレータがキーボード１７を操作
して、対話的に入力された直線及び円弧等の指定形状を
記憶する。なお、記憶された指定形状は必要に応じてグ
ラフィック制御回路１５を介して表示装置１６に表示さ
れる。

【００１３】補間手段２は、手動パルス発生器４１等の
移動指令手段から、パルス信号ＨＰと移動方向信号ＧＳ
を受け取ると、図形記憶手段１に記憶された指定形状に
沿う工具経路に工具を近づけ、さらに、工具が予め設定
された加工開始点にくると工具経路上の切削開始点まで
円弧状にアプローチさせ、アプローチ後は工具が工具経
路上を移動するように、補間パルスＣＰを軸制御回路１
８に送る。軸制御回路１８は実際には３軸分を有してお
り、補間手段２から出力された補間パルスＣＰを受けて
各軸の速度指令を生成し、サーボアンプ１９に送る。サ
ーボアンプ１９は工作機械２０に取りつけられたサーボ
モータを駆動し、工作機械２０を制御する。

【００１４】なお、上記図形記憶手段１及び補間手段２
は、後述するようにソフトウェアによって実行される。
図２は本発明の数値制御装置のハードウェアの構成を示
すブロック図である。

【００１５】プロセッサ１１はＲＯＭ１２に格納された
システムプログラムに従って数値制御装置全体を制御す
る。図１の図形記憶手段１及び補間手段２は、プロセッ
サ１１がＲＯＭ１２のシステムプログラムによって実行
するソフトウェアによる機能である。このＲＯＭ１２に
はＥＰＲＯＭあるいはＥＥＰＲＯＭが使用される。ＲＡ
Ｍ１３にはＳＲＡＭ等が使用され、入出力信号等の一時
的なデータが格納される。不揮発性メモリ１４には図示
されていないバッテリによってバックアップされたＣＭ
ＯＳが使用される。また、不揮発性メモリ１４には電源
切断後も保持すべきパラメータ、加工プログラム等の各
種データ等が格納される。

【００１６】グラフィック制御回路１５はガイダンス情
報や入力された指定形状等を表示用可能な信号に変換
し、表示装置１６に与える。表示装置１６にはＣＲＴあ
るいは液晶表示装置が使用される。軸制御回路１８（３
軸分）はプロセッサ１１からの補間パルスＣＰを含む軸
の移動指令を受けて、軸の移動指令をサーボアンプ１９
（３軸分）に出力制御する。サーボアンプ１９はこの移
動指令を受けて、工作機械２０の図示されていないサー
ボモータを駆動する。なお、工作機械２０はこのサーボ
モータの他に、移動指令を行うために操作する機械操作
盤４０を備えており、これは後述する。これらの構成要
素はバス３０によって互いに結合されている。

【００１７】ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コント
ローラ）２２は加工プログラムの実行時に、バス３０経
由でＴ機能信号（工具選択指令）等を受け取る。そし
て、この信号をシーケンス・プログラムで処理して、動
作指令として信号を出力し、工作機械２０を制御する。
また、対話形数値制御装置では工作機械２０から状態信
号を受けて、シーケンス処理を行い、バス３０を経由し
てプロセッサ１１に必要な入力信号を転送する。

【００１８】なお、バス３０には更に、システムプログ
ラム等によって機能が変化するソフトウェアキー２３が
接続されている。このソフトウェアキー２３は、表示装
置１６、キーボード１７とともに、ＣＲＴ／ＭＤＩパネ
ル２５に設けられる。

【００１９】図３は、工作機械２０に備えられた機械操
作盤４０の一例を示す図である。図に示す機械操作盤４
０には、手動パルス発生器４１、選択スイッチ４１ｂ、
ジョグ送り釦４２、ジョグ送り速度の設定スイッチ４２
ａ及び切替スイッチ４３が設けられている。

【００２０】手動パルス発生器４１はハンドル４１ａを
左又は右に回転させると、その回転に応じてパルス信号
を発生させる。このパルス信号は回転方向の判別するた
めの二相のパルスであって、バス３０を介してプロセッ
サ１１に送られ、工具を移動させる。選択スイッチ４１
ｂは、手動パルス発生器４１において発生させるパルス
信号が、Ｘ軸方向（Ｘ）、Ｙ軸方向（Ｙ）、Ｚ軸方向
（Ｚ）及び指定形状に対応した方向（Ｇ）のうち、いず
れの方向のパルス信号かを選択するためのスイッチであ
る。

【００２１】ジョグ送り釦４２には「＋Ｘ」，「−
Ｘ」，「＋Ｙ」，「−Ｙ」，「＋Ｚ」，「−Ｚ」の各軸
についてプラス及びマイナス方向の送り釦と、「＋Ｇ
Ｊ」，「−ＧＪ」の指定形状に対応してプラス及びマイ
ナス方向の送り釦との、全部で８つの釦が設けられてい
る。設定スイッチ４２ａは、ジョグ送り釦４２をオペレ
ータが押した際に発生する一定時間内のパルス数を設定
する。

【００２２】切替スイッチ４３は、上記並行移動（Ｈ）
又は垂直移動（Ｖ）を切り替え、切り替えた側に応じた
切替信号を出力する。ここで、「並行移動」とは、現在
位置から指定形状への法線距離を保持しつつ工具を移動
させることを意味する。また、「垂直移動」とは、現在
位置から指定形状への法線方向に工具を移動させること
を意味する。

【００２３】したがって、手動で工具を移動させる場合
には、まず選択スイッチ４１ｂ及び切替スイッチ４３を
所望の移動方向になるように設定した後、ハンドル４１
ａを回転させることによって行われる。また、ジョグ送
りで工具を移動させる場合には、設定スイッチ４２ａで
送り速度を設定した後、ジョグ送り釦４２のうち所望の
移動方向の釦を押すことによって行える。

【００２４】次に、このような構成を有する数値制御装
置におけるガイダンス機能の中の仕上げ加工について説
明する。図４は仕上げ加工を行うための加工ガイダンス
画面を示す図である。この仕上げ加工用の加工ガイダン
ス画面は、表示装置１６の表示画面１６ａに表示され
る。なお、ここでは、コーナ加工の仕上げを行うための
加工ガイダンス画面を示している。

【００２５】表示画面１６ａの画面左上部には工具の現
在位置を表示する現在位置表示欄５１が、画面右上部に
は工具の現在の状態等を表示するための工具状態表示欄
５２が、画面下部には加工データを入力するためのデー
タ入力画面５３がそれぞれ表示されている。現在位置表
示欄５１には、工具の現在位置としてＸ座標欄５１ａ、
Ｙ座標欄５１ｂ、およびＺ座標欄５１ｃが設けられてい
る。また、工具状態表示欄５２には、工具と指定形状と
の間の距離（Ｄ）を表示する距離表示欄５２ａ、工具径
（φ）を表示する工具径表示欄５２ｂ、および後述する
加工終了点を表示する加工終了点表示欄５２ｃが設けら
れている。

【００２６】データ入力画面５３の右側には、コーナ加
工の仕上げ状態図５３ｈが表示されている。ワークの仕
上げ状態は、直線Ｌ１の始点（Ｘ１，Ｙ１）、直線Ｌ２
の終点（Ｘ３，Ｙ３）、直線Ｌ１と直線Ｌ２との交点
（Ｘ２，Ｙ２）、およびコーナＲの値によって決定され
る。

【００２７】このため、データ入力画面５３の左側に
は、コーナＲ入力欄５３ａ、直線Ｌ１の始点入力欄５３
ｂ、直線Ｌ１と直線Ｌ２との交点入力欄５３ｃ、および
直線Ｌ２の終点入力欄５３ｄが設けられている。また、
これらのデータの他に、工具径（φ）入力欄５３ｅ、メ
ッセージ表示欄５３ｆ、およびソフトキーメニュー欄５
３ｇが設けられている。ソフトキーメニュー欄５３ｇ
は、キーボード１７上の対応するファンクションキーを
押すことにより、それぞれメニューが選択され、画面内
容が切り換えられる。これら各データ入力欄５３ａ〜５
３ｇにデータを入力する場合には、入力したい部分にカ
ーソル５４を移動させて行う。

【００２８】このような仕上げ加工用の加工ガイダンス
画面では、データ入力画面５３の各データ入力欄にデー
タを入力し、工具径入力欄５３ｅへの入力が終了したと
ころでソフトキーメニュー欄５３ｇの〔仕上げ加工〕を
選択すると、メッセージ表示欄５３ｆに「加工終了点を
設定」というメッセージが点滅表示される。これと同時
にカーソル５４が工具状態表示欄５２の加工終了点表示
欄５２ｃに自動的に移動する。

【００２９】ここで、加工終了点とは、ワークの仕上げ
加工が終了した場合に工具が最終的に逃げ停止する位置
である。この加工終了点の入力が終了すると、メッセー
ジ表示欄５３ｆには「加工開始点へ移動して〔開始〕を
押す」という表示がされる。オペレータはこれに従っ
て、手動パルス発生器４１またはジョグ送り釦４２を操
作して工具を加工開始点へ移動させる。そして、〔開
始〕を選択することにより、加工ガイダンスによるコー
ナ加工の仕上げモードとなる。

【００３０】図５はコーナ加工の仕上げモードによる工
具の移動過程を示す図である。ここでは、図に示すよう
な指定形状６１の仕上げ加工を行うものとする。まず、
オペレータは、手動パルス発生器４１またはジョグ送り
釦４２を操作して工具６２を加工開始点６３へ移動させ
る。この加工開始点６３にて〔開始〕を選択すると、工
具６２は、切削開始点６６まで円弧状にアプローチして
到達する。この円弧状の半径ｒ１は、加工開始点６３か
ら工具経路６４への法線の長さとし、点Ｐ１を中心に円
弧移動する。

【００３１】切削開始点６６に達した工具６２は、手動
パルス発生器４１またはジョグ送り釦４２からの指令速
度に従って、指定形状６１に沿う工具経路６４上を移動
していく。そして、切削終了点６７に到達すると、加工
終了点６５まで円弧状に逃げ動作を行い、全ての動作を
終了する。この円弧状の半径ｒ２は、加工終了点６５か
ら工具経路６４への法線の長さとし、点Ｐ２を中心に円
弧移動する。

【００３２】このように、本実施例では、仕上げ加工に
おいて工具６２のアプローチおよび逃げ動作を行う場合
に、それぞれ円弧状の軌道を執るようにしたので、切削
面にカッタマークが付くことが防止され、仕上げ形状が
良好となる。

【００３３】なお、上記説明では、コーナＲの内側加工
についての例を示したが、外側加工でもよく、さらに、
コーナＣ加工、直線加工、円加工等の他の加工モードで
も本発明を適用することができる。

【００３４】また、上記の説明ではフライス盤を想定し
て説明したが、旋盤等でも同様に適用することができ
る。また、このようなガイダンス機能は、通常の数値制
御装置に組み込むことができるし、特別安価な数値制御
装置として構成することもできる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、指定形
状に沿う工具経路に工具を接近させ、工具がオペレータ
により指定された加工開始点にくると工具経路上の切削
開始点まで円弧状にアプローチさせ、アプローチ後は工
具が工具経路上を移動するようにしたので、工具のワー
クへのアプローチ時にカッタマークができるのが防止さ
れる。このため、仕上げ形状が良好となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の数値制御装置の概要を示す図である。

【図２】本発明の数値制御装置のハードウェアの構成を
示すブロック図である。

【図３】機械操作盤の一例を示す図である。

【図４】仕上げ加工を行うための加工ガイダンス画面を
示す図である。

【図５】コーナ加工の仕上げモードによる工具の移動過
程を示す図である。

【符号の説明】

１図形記憶手段２補間手段１５グラフィック制御回路１６表示装置１７キーボード１８軸制御回路１９サーボアンプ２０工作機械４０機械操作盤４１手動パルス発生器６１指定形状６２工具

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも２軸以上の工作機械を制御す
る数値制御装置において、ガイダンス情報に従ってオペレータにより対話的に入力
された直線および円弧等の指定形状を記憶する図形記憶
手段と、前記オペレータに指令された工具の移動速度に応じてパ
ルス信号を出力する移動指令手段と、前記パルス信号に応じて前記指定形状に沿う工具経路に
前記工具を接近させ、前記工具が前記オペレータにより
指定された加工開始点にくると前記工具経路上の切削開
始点まで円弧状にアプローチさせ、前記アプローチ後は
前記工具が前記工具経路上を移動するように補間パルス
を出力する補間手段と、を有することを特徴とする数値制御装置。
【請求項２】前記移動指令手段は、手動パルス発生器
であることを特徴とする請求項１記載の数値制御装置。
【請求項３】前記移動指令手段は、ジョグ送り釦であ
ることを特徴とする請求項１記載の数値制御装置。
【請求項４】前記円弧状にアプローチするための軌道
半径は、前記加工開始点と前記切削開始点との法線距離
であることを特徴とする請求項１記載の数値制御装置。
【請求項５】前記補間手段は、前記工具が前記工具経
路上の切削終了点までくると、予め設定された加工終了
点まで円弧状に逃げ動作するように補間パルスを出力す
るように構成されていることを特徴とする請求項１記載
の数値制御装置。
【請求項６】前記円弧状に逃げ動作するための軌道半
径は、前記加工終了点と前記切削終了点との法線距離で
あることを特徴とする請求項５記載の数値制御装置。