JPH06119026A

JPH06119026A - 数値制御装置

Info

Publication number: JPH06119026A
Application number: JP4271326A
Authority: JP
Inventors: Maki Seki; 真樹関; Masako Sudo; 雅子須藤; Shuji Matsuura; 周二松浦
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】手動パルス発生器等を操作して加工時の工具
送りを行う場合、加工が完了すると同時に工具の送りを
停止させることができるようにする。【構成】数値制御装置の補間手段２は、手動パルス発
生器４１からのパルス信号ＨＰを補間し、工具が図形記
憶手段１に予め記憶されている指定形状に沿って並行に
移動するように補間パルス信号ＣＰを出力し、軸制御回
路１８に送る。軸制御回路１８はその補間パルス信号Ｃ
Ｐ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する駆動電流Ｉを出力し、工作
機械２０を制御する。負荷判別手段３は、サーボアンプ
１９の駆動電流Ｉを検出し、その検出した負荷電流Ｉが
所定割合だけ低下したか否かを判別する。駆動電流Ｉが
例えば５％だけ下がったときに、駆動停止信号Ｓを出力
する。補間手段２は、この駆動停止信号Ｓを受けて、補
間パルス信号ＣＰの出力を停止し、それに応じて工具の
送りが停止する。

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。

【０００５】一方、試作品あるいは型を作成するための
一部の加工では、ワークの着脱や工具の取り付け等の段
取りに要する時間が少なくてすみ、また加工プログラム
作成が不要となる汎用のフライス盤や汎用の旋盤等を使
用するようにしている。その場合の加工は、もっぱらオ
ペレータの判断によって行われている。

【０００６】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。

【０００７】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。

【０００８】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。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】この数値制御装置で
は、手動パルス発生器やジョグ送り釦を操作して加工時
の工具送りを行うようにしている。オペレータは、加工
過程を確認しながら加工を行い、加工が完了した時点で
手動パルス発生器やジョグ送り釦の操作を停止する。し
たがって、オペレータの停止操作が遅れると、工具は加
工が完了しても移動し続けることになり、その分無駄な
加工動作が行われることになる。また、オペレータの不
注意で工具が行き過ぎ、他の物体と衝突したりすると危
険でもある。

【００１０】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、手動パルス発生器やジョグ送り釦を操作して
加工時の工具送りを行う場合、加工が完了すると同時に
工具の送りを停止させることができる数値制御装置を提
供することを目的とする。

【００１１】

【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対話
的に入力され形成された指定形状を記憶する図形記憶手
段と、検出したサーボモータ負荷が所定割合だけ低下し
たか否かを判別し、前記所定割合だけ低下したときに駆
動停止信号を出力する負荷判別手段と、工具の移動を指
令するパルス信号を出力する移動指令手段と、前記工具
が前記指定形状に沿って並行に移動するように前記パル
ス信号を補間して補間パルス信号を出力すると共に、前
記駆動停止信号を受けて前記補間パルス信号の出力を停
止する補間手段と、を有することを特徴とする数値制御
装置が、提供される。

【００１２】

【作用】オペレータは表示装置に表示されたガイダンス
情報に従って直線及び円弧等の指定形状をキーボード等
から対話的に入力すると、図形記憶手段は入力された指
定形状を記憶する。

【００１３】負荷判別手段は、検出したサーボモータ負
荷、例えばサーボモータ駆動電流が所定割合だけ低下し
たか否かを判別し、所定割合だけ低下したときに駆動停
止信号を出力する。

【００１４】移動指令手段は、例えば手動パルス発生器
やジョグ送り釦であり、工具の移動を指令するパルス信
号を出力する。補間手段は、工具が指定形状に沿って並
行に移動するように、移動指令手段からのパルス信号を
補間し補間パルス信号を出力すると共に、負荷判別手段
からの駆動停止信号を受けて補間パルス信号の出力を停
止する。

【００１５】加工時にサーボモータ負荷が所定割合だけ
低下する時点は、加工が完了して工具がワークから離れ
ようとするときである。この時点を判別して工具の送り
を停止するので、加工が完了すると同時に工具の送りを
停止させることができる。したがって、工具の無駄な動
作を防止することができる。

【００１６】

【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。

【００１７】補間手段２は、手動パルス発生器４１から
のパルス信号ＨＰを補間し、工具が図形記憶手段１の指
定形状に沿って並行に移動するように補間パルス信号Ｃ
Ｐを出力し、軸制御回路１８に送る。軸制御回路１８は
実際には３軸分を有する。軸制御回路１８は補間手段２
から出力された補間パルス信号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
動する駆動電流Ｉを出力し、工作機械２０を制御する。

【００１８】一方、負荷判別手段３は、サーボアンプ１
９の駆動電流Ｉを、軸制御回路１８を経由して検出し、
その検出した駆動電流Ｉが所定割合だけ低下したか否か
を判別する。この判別は、実際のワーク加工時に、駆動
電流Ｉが定常的に安定したしたときの値Ｉ₀を基準にし
て行われる。その駆動電流Ｉ₀が所定割合だけ低下した
とき、例えば５％だけ下がったときに、負荷判別手段３
は、駆動停止信号Ｓを出力し、上記の補間手段２に送
る。

【００１９】補間手段２は、この駆動停止信号Ｓを受け
て、補間パルス信号ＣＰの出力を停止し、それに応じて
工具の送りが停止する。次に、この工具送り停止につい
て図２を用いて説明する。

【００２０】図２は負荷判別による工具送り停止の説明
図である。図において、工具１１０はワーク１００の斜
線で示した部分を削り取る。工具１１０は、オペレータ
による手動パルス発生器４１等の操作に応じて、Ａ点か
ら移動を開始する。なお、ワーク１００の削り取り面の
形状は、予め指定形状として上記の図形記憶手段１に記
憶されており、工具１１０は、その指定形状に沿って移
動する。Ｂ点で工具１１０に負荷が掛かり始め、切削加
工に入ると、上記の駆動電流Ｉは安定しＩ₀となる。切
削が終了し、工具１１０がＣ点に達すると、工具１１０
に掛かる負荷は低減し、駆動電流Ｉも低下する。その際
に、上記負荷判別手段３は、その低下を検出する。すな
わち、駆動電流Ｉが、安定した切削加工時での駆動電流
Ｉ₀に達した後、例えば５％だけ低下すると、上記負荷
判別手段３は、その最初の低下を検出し、駆動停止信号
Ｓを出力する。それに応じて工具１１０はＣ点で直ちに
停止する。

【００２１】図３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。プロセッサ１１はＲ
ＯＭ１２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、補間
手段２及び負荷判別手段３は、プロセッサ１１がＲＯＭ
１２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。ＲＡＭ１３にはＳＲ
ＡＭ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ＣＭＯＳ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。

【００２２】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からの補間パルス信号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１
９（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駆動電流Ｉを出力する。

【００２３】また、サーボアンプ１９の駆動電流Ｉは、
サーボモータに掛かる負荷として検出され、軸制御回路
１８を経由して随時ＲＡＭ１３に格納される。プロセッ
サ１１は、上述したように、この負荷電流Ｉの値を監視
している。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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、上記表
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。

【００２７】図４は工作機械に備えられた機械操作盤の
一例を示す図である。図に示す機械操作盤４０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、設定スイッチ４２ａ及び切換スイッチ４３が設
けられている。

【００２８】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判別のために
二相のパルスから成り、バス３０を介してプロセッサ１
１に送られ、工具を移動させる。選択スイッチ４１ｂ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。な
お、上記のワーク加工を手動パルス発生器４１を操作し
て行うときは、選択スイッチ４１ｂは、「Ｇ」に設定さ
れる。

【００２９】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。上記のワーク加工をこのジョグ送り釦４２を操作し
て行うときは、「＋ＧＪ」の送り釦が使用される。

【００３０】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。切換スイッチ４３は、上記の選択スイッ
チ４１ｂでＧを選択し手動パルス発生器４１を操作した
ときに、工具に指定形状に沿った並行移動をさせるか、
あるいは指定形状に対して垂直移動させるかのいずれか
の移動を選択し切り換えるためのスイッチである。この
切換スイッチ４３をＨ側にすると工具は並行移動を行
い、Ｖ側にすると垂直移動を行う。

【００３１】オペレータは、手動で工具を移動させる場
合には、まず選択スイッチ４１ｂ及び切換スイッチ４３
を所望の移動方向になるように設定した後、ハンドル４
１ａを回転させることによって行える。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。

【００３２】以上述べたように、手動パルス発生器４１
等を操作し工具を指定形状に沿って並行移動させて加工
を行う場合、サーボモータの駆動電流Ｉが例えば５％だ
け低下したとき、工具の送りを停止するようにした。加
工時に駆動電流Ｉが低下する時点は、加工が完了して工
具がワークから離れようとするときである。この時点を
判別して工具の送りを停止するので、加工が完了すると
同時に工具の送りを停止させることができる。したがっ
て、工具の無駄な動作を防止することができる。また、
工具の行き過ぎ等による危険も事前に避けることができ
る。

【００３３】上記の説明では、駆動電流が所定割合だけ
低下したときに工具の送りを停止するようにしたが、駆
動電流が予め設定された値以下になったときに停止する
ように構成することもできる。

【００３４】また、上記の説明では、負荷判別による工
具の送り停止機能を、汎用の工作機械に組み込んだ数値
制御装置に持たせるようにしたが、その機能を通常の数
値制御工作機械に持たせるように構成することできる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、手動パ
ルス発生器等の移動指令手段を操作し工具を指定形状に
沿って並行移動させて加工を行う場合、サーボモータ負
荷が所定割合だけ低下したときに工具の送りを停止する
ようにした。加工時にサーボモータ負荷が低下する時点
は、加工が完了して工具がワークから離れようとすると
きである。この時点を判別して工具の送りを停止するの
で、加工が完了すると同時に工具の送りを停止させるこ
とができる。したがって、工具の無駄な動作を防止する
ことができる。

【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】負荷判別による工具送り停止の説明図である。

【図３】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４】機械操作盤の一例を示す図である。

【符号の説明】

１図形記憶手段２補間手段３負荷判別手段１２ＲＯＭ１３ＲＡＭ１４不揮発性メモリ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４２ジョグ送り釦１００ワーク１１０工具

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０５Ｂ 19/405 Ｃ 9064−3Ｈ 19/415 Ｓ 9064−3Ｈ

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対話的に入力された指定形状を
記憶する図形記憶手段と、検出したサーボモータ負荷が所定割合だけ低下したか否
かを判別し、前記所定割合だけ低下したときに駆動停止
信号を出力する負荷判別手段と、工具の移動を指令するパルス信号を出力する移動指令手
段と、前記工具が前記指定形状に沿って並行に移動するように
前記パルス信号を補間して補間パルス信号を出力すると
共に、前記駆動停止信号を受けて前記補間パルス信号の
出力を停止する補間手段と、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
また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３】前記負荷判別手段は、前記サーボモータ
負荷が一旦加工時負荷となった後初めて前記所定割合だ
け低下したとき前記駆動停止信号を出力することを特徴
とする請求項１記載の数値制御装置。
【請求項４】加工プログラムに従って工作機械の各軸
を制御する数値制御装置において、検出したサーボモータ負荷が所定割合だけ低下したか否
かを判別し、前記所定割合だけ低下したときに駆動停止
信号を出力する負荷判別手段と、前記加工プログラムの指令に基づいて補間パルス信号を
生成し出力すると共に、前記駆動停止信号を受けて前記
補間パルス信号の出力を停止する補間手段と、を有することを特徴とする数値制御装置。