JPH06124107A - 数値制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 手動パルス発生器等を操作することにより指
定形状に沿ったワーク加工を行う場合、加工形状全体に
わたって連続した加工を行うことができるようにする。 【構成】 先ず、ステップＳ１で加工ガイダンスメニュ
ーを選択し、次に、ソフトキーメニュー欄の〔ティーチ
ング開始〕を選択することにより、ティーチングモード
に入り、ガイダンス画面に従って指定形状を入力する。
続いて、手動パルス発生器等を操作して工具を移動さ
せ、工具を指定形状の終点位置に設定し、ティーチング
釦をオンすると、そのオン信号に応じて、工具位置及び
加工経路としての形状種類が記憶される。そして、ティ
ーチング終了か否かを判別し、終了であれば、ソフトキ
ーメニュー欄の〔ティーチング終了〕を選択する。これ
により最終の加工形状がＮＣ指令文として記憶される。
オペレータが手動パルス発生器等を操作すると、工具は
その最終の加工形状に沿って連続してワーク加工を行
う。

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、加工プログラム作成
も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、ガイダンス情報に従って入力した情報に基づいて指
定形状を生成し、加工時には、手動パルス発生器等を操
作して工具をその指定形状に沿って送るようにしてい
る。ところが、この指定形状は、例えば直線部分やコー
ナ部分のように、加工形状全体の一部分でしかない。こ
のため、加工形状全体にわたって加工を行おうとする
と、その部分部分での加工しか行うことができず、加工
形状全体にわたって連続した加工は行うことができなか
った。

【００１０】また、複数個のワークを同一形状に加工し
ようとする場合、その加工形状全体を認識しているわけ
ではないので、結局一個ずつの加工しか行うことができ
なかった。

【００１１】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、手動パルス発生器等を操作することにより指
定形状に沿ったワーク加工を行う場合、加工形状全体に
わたって連続した加工を行うことができる数値制御方式
を提供することを目的とする。

【００１２】

【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
る数値制御方式において、ガイダンス情報に従い対話的
に入力された情報に基づいて指定形状を生成し、前記指
定形状の終点位置に工具を移動してティーチング釦をオ
ンし、前記終点位置及び形状種類を記憶し、前記指定形
状の生成から前記終点位置及び形状種類の記憶までを加
工形状全体にわたって行うことにより最終の加工形状を
求めることを特徴とする数値制御方式が、提供される。

【００１３】

【作用】先ず、ガイダンス情報に従ってオペレータが対
話的に入力した情報に基づいて、指定形状が生成され
る。次に、その指定形状の終点位置に工具を移動してテ
ィーチング釦をオンすると、そのときの工具終点位置、
及び加工経路となる形状種類が記憶される。この指定形
状の生成から終点位置及び形状種類の記憶までを加工形
状全体にわたって繰り返し行うことにより最終の加工形
状が求められ、その最終の加工形状が加工経路として記
憶される。

【００１４】したがって、オペレータが手動パルス発生
器等を操作すれば、工具はその最終の加工形状に沿って
連続して送られる。すなわち、加工形状全体にわたって
連続した加工を行うことができる。

【００１５】また、その最終の加工形状が記憶されてい
るので、複数個のワークに同一形状を加工することがで
きるようになる。

【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。先ず、本発明の数値制御方式による加工形状生
成手順を図２及び図３を用いて説明する。

【００１７】図２は加工形状生成のためのガイダンス画
面である。オペレータが予め表示された加工ガイダンス
メニュー画面から、斜め直線加工を選択すると、このガ
イダンス画面１６０が表示される。なお、このガイダン
ス画面１６０は、数値制御装置に設けられた表示装置１
６（図４）に表示される。また、加工ガイダンスメニュ
ー画面には、この斜め直線加工の他に、円弧加工、全円
加工、コーナＲ加工、コーナＣ加工、平面加工、ポケッ
ト加工等が表示される。オペレータは、その加工ガイダ
ンスメニュー画面から、指定したい形状（ここでは斜め
直線形状）を示すメニューを選択する。

【００１８】このガイダンス画面１６０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、画面下部には指定形状を入力するた
めのデータ入力画面５０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、Ｙ座標欄、およびＺ座標欄が設けられている。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、工具径（φ）を表示
する工具径表示欄（φ）が設けられている。

【００１９】データ入力画面５０の右側には、指定形状
である斜め直線図５３が表示されている。斜め直線は、
始点（Ｘ１，Ｙ１）、終点（Ｘ２，Ｙ２）、及び角度Ａ
の値によって決定される。

【００２０】このため、データ入力画面５０の左側に
は、始点入力欄５５、終点入力欄５６、角度入力欄５７
が設けられている。これらのデータの他に、工具径
（φ）入力欄５８、及びソフトキーメニュー欄５９が設
けられている。ソフトキーメニュー欄５９は、キーボー
ド１７（図４）上の対応するファンクションキーを押す
ことにより、それぞれのメニューモードに入り、画面内
容が切り換えられる。

【００２１】このガイダンス画面１６０が表示される
と、オペレータは、先ず、ソフトキーメニュー欄５９の
〔ＴＣ開始〕のモードを選択し、加工形状生成のための
ティーチングモードに入る。このとき、データ入力画面
５０の最上段の行には、「斜め直線加工」の表示と共
に、「ティーチング」の表示がなされる。また、ソフト
キーメニュー欄５９の〔ＴＣ開始〕が〔ＴＣ終了〕の表
示に切り換わる。

【００２２】このようなガイダンス画面１６０におい
て、オペレータが各データ入力欄にデータを入力するこ
とにより、斜め直線の指定形状が生成される。次に、そ
の指定形状の終点位置に手動パルス発生器４１等を操作
して工具を移動する。この工具の移動は指定形状に沿っ
て行われる。工具がその終点位置に達したときに、機械
操作盤４０に設けたティーチング釦４７（図４）をオン
すると、そのときの工具終点位置、及び加工経路となる
形状種類が記憶される。

【００２３】次に、加工形状全体の中でこの斜め直線に
続いている形状が例えばコーナＲ形状であれば、加工ガ
イダンスメニュー画面からそのコーナＲ形状のメニュー
を選択し、同様の手順でコーナＲの指定形状を生成する
と共に、ティーチングにより終点位置及び形状種類を登
録する。その場合、前回の指定形状の終点が新たな指定
形状の始点となるため、部分部分の指定形状が結合さ
れ、連続した加工経路が生成されていく。

【００２４】このティーチング動作を加工形状全体にわ
たって行い、オペレータが最後にソフトキーメニュー欄
５９の〔ＴＣ終了〕のモードを選択することにより、最
終の加工形状が生成され、その情報がＮＣ指令文として
記憶される。なお、最終の加工形状生成までの間に、そ
の時点での加工形状を確認したいときは、ソフトキーメ
ニュー欄５９に設けられる〔確認〕のモードを選択すれ
ばよい。この〔確認〕のモードによって、それまでに生
成された加工形状が画面表示される。

【００２５】次に、最終の加工形状に沿って加工する際
のプレイバック機能について説明する。図３は最終の加
工形状に沿って加工する際のプレイバック機能の説明図
である。ここで、プレイバック機能とは、上記ティーチ
ング機能によって生成された最終の加工形状に沿って加
工を行う機能をいう。

【００２６】オペレータが、機械操作盤４０に設けられ
たプレイバック釦４６（図５）を押すと、プレイバック
画面１６０ａが表示される。このプレイバック画面１６
０ａの中央には、上記ティーチング機能によって生成さ
れた最終の加工形状５３ａが表示される。オペレータ
が、手動パルス発生器４１またはジョグ送り釦４２（図
４）を押すと、工具はその最終の加工形状５３ａに沿っ
てガイダンス加工を実行する。

【００２７】このガイダンス加工を自動的に行うとき
は、プレイバック画面１６０ａの送り速度Ｆ入力欄６０
に予め送り速度を入力する。これにより、自動運転時の
送り速度が設定される。この状態でオペレータが機械操
作盤４０に設けられたサイクルスタート釦４５（図５）
を押すと、そのオン信号を受けて工具が最終の加工形状
５３ａに沿って自動的に移動し、ガイダンス加工が行わ
れる。

【００２８】このプレイバック機能は、オペレータがプ
レイバック釦４６を押す度に実行される。したがって、
複数のワークに同一形状を加工することが可能になる。
このように、本実施例では、ティーチング機能によって
部分毎の指定形状が結合されて最終の加工形状が生成さ
れ、プレイバック機能によってその最終の加工形状に沿
った加工が可能になる。すなわち、加工形状全体にわた
って連続した加工を行うことができるようになる。ま
た、その最終の加工形状が記憶されているので、複数個
のワークに同一形状を加工することができるようにな
る。

【００２９】図１は本発明の処理手順を示す図である。
図において、Ｓに続く数値はステップ番号を示す。 〔Ｓ１〕先ず、加工ガイダンスメニューを選択する。 〔Ｓ２〕ソフトキーメニュー欄の〔ティーチング開始〕
を選択することにより、ティーチングモードに入る。 〔Ｓ３〕ガイダンス画面に従って指定形状を入力する。 〔Ｓ４〕手動パルス発生器等を操作して工具を移動させ
る。 〔Ｓ５〕工具を指定形状の終点位置に設定して、ティー
チング釦をオンする。 〔Ｓ６〕ティーチング釦のオン信号に応じて、工具位置
及び加工経路としての形状種類を記憶する。 〔Ｓ７〕ティーチング終了か否かを判別する。終了であ
れば次のステップＳ８に進み、そうでなければステップ
Ｓ３に戻る。 〔Ｓ８〕ソフトキーメニュー欄の〔ティーチング終了〕
を選択することにより、最終の加工形状がＮＣ指令文と
して記憶される。

【００３０】図４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。本発明を処理実行するプログ
ラムも、このＲＯＭ１２に格納され、プロセッサ１１に
よって実行される。このＲＯＭ１２にはＥＰＲＯＭある
いはＥＥＰＲＯＭが使用される。ＲＡＭ１３にはＳＲＡ
Ｍ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。

【００３１】グラフィック制御回路１５はガイダンス情
報や入力された点群データ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
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、その詳細は後述する。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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】図５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、方向切換スイッチ４３、
操作切換スイッチ４４、サイクルスタート釦４５、プレ
イバック釦４６、及びティーチング釦４７が設けられて
いる。

【００３５】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。

【００３６】選択スイッチ４１ｂは手動パルス発生器４
１で発生したパルス信号が、Ｘ軸方向（Ｘ）、Ｙ軸方向
（Ｙ）、Ｚ軸方向（Ｚ）及び加工形状の経路に対応した
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、手動パルス発生器４
１を操作して上記の最終の加工形状に沿った工具移動を
行うときは、選択スイッチ４１ｂは、「Ｇ」に設定され
る。

【００３７】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」の点群データでの経路に対応してプラ
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。上記の最終の加工形状に沿った工具移動
をこのジョグ送り釦４２を操作して行うときは、「＋Ｇ
Ｊ」の送り釦が使用される。このジョグ送り釦４２を押
したときのオン信号は、ＰＭＣ２２及びバス３０を経由
してプロセッサ１１に送られる。

【００３８】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
数を設定し、その設定信号ＳＳは、ジョグ送り釦４２の
オン信号と同様に、ＰＭＣ２２、バス３０を経由してプ
ロセッサ１１に送られる。

【００３９】方向切換スイッチ４３は、選択スイッチ４
１ｂで「Ｇ」を選択し手動パルス発生器４１を操作した
ときに、工具に予めガイダンス情報に従って作成された
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。この方向切換スイッ
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。

【００４０】操作切換スイッチ４４は、上記の最終の加
工形状に沿った工具移動を手動で行うか、自動で行うか
を選択し切り換えるためのスイッチである。この操作切
換スイッチ４４をＭ側にすると手動で工具が移動し、Ａ
ｕ側にすると送り速度指令Ｆに従って自動で工具が移動
する。

【００４１】サイクルスタート釦４５は、操作切換スイ
ッチ４４がＡｕ側に切り換えられているときに、その自
動送りの起動をかけるためのスイッチである。すなわ
ち、サイクルスタート釦４５を押すと、最終の加工形状
に沿った工具移動が、自動的に行われる。

【００４２】プレイバック釦４６は、本発明に係るプレ
イバック機能を実行するための釦である。プレイバック
釦４６を押すと、上述したように、最終の加工形状がプ
レイバック画面に表示される。

【００４３】ティーチング釦４７は、本発明に係るティ
ーチング機能を実行するための釦である。ティーチング
釦４７を押すと、上述したように、そのときの工具位置
が記憶され、指定形状が互いに結合される。

【００４４】以上述べたように、本実施例では、ティー
チング機能によって部分毎の指定形状を結合して最終の
加工形状を生成し、プレイバック機能によってその最終
の加工形状に沿った加工を行う。したがって、加工形状
全体にわたって連続した加工を行うことができるように
なる。また、その最終の加工形状が記憶されているの
で、複数個のワークに同一形状を加工することができる
ようになる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、先ず、
ガイダンス情報に従ってオペレータが対話的に入力した
情報に基づいて、指定形状を生成し、次に、ティーチン
グ機能によって部分部分の指定形状を結合して最終の加
工形状を生成し、プレイバック機能によってその最終の
加工形状に沿った加工を行うように構成した。

【００４６】したがって、オペレータが手動パルス発生
器等を操作すれば、工具はその最終の加工形状に沿って
連続して送られる。すなわち、加工形状全体にわたって
連続した加工を行うことができる。

【００４７】また、その最終の加工形状が記憶されてい
るので、複数個のワークに同一形状を加工することがで
きるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の処理手順を示す図である。

【図２】加工形状生成のためのガイダンス画面である。

【図３】最終の加工形状に沿って加工する際のプレイバ
ック機能の説明図である。

【図４】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５】機械操作盤の一例を示す図である。

【符号の説明】

１１ プロセッサ １２ ＲＯＭ １３ ＲＡＭ １４ 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 ４１ｂ 選択スイッチ ４２ ジョグ送り釦 ４２ａ 設定スイッチ ４３ 方向切換スイッチ ４４ 操作切換スイッチ ４５ サイクルスタート釦 ４６ プレイバック釦 ４７ ティーチング釦 ５０ データ入力画面 ５３ 指定形状（斜め直線図） ５３ａ 最終の加工形状 ５９ ソフトキーメニュー欄

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも２軸以上の工作機械を制御す
   る数値制御方式において、 ガイダンス情報に従い対話的に入力された情報に基づい
   て指定形状を生成し、 前記指定形状の終点位置に工具を移動してティーチング
   釦をオンし、 前記終点位置及び形状種類を記憶し、 前記指定形状の生成から前記終点位置及び形状種類の記
   憶までを加工形状全体にわたって行うことにより最終の
   加工形状を求めることを特徴とする数値制御方式。
2. 【請求項２】 前記最終の加工形状に沿って加工を行う
   際の工具の送りは、手動パルス発生器、ジョグ送り釦、
   または設定した送り速度指令によるパルス信号によって
   行われることを特徴とする請求項１記載の数値制御方
   式。