JPH08249028A - 数値制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 切削点一定制御を実行中に、一時的に、直交
座標系のみの移動制御による切削ができるようにする。 【構成】 加工プログラム４１は、各種加工指令ととも
に、直交座標系指令４１ｂ等を含んでいる。加工プログ
ラム解読手段４２は、加工プログラム４１を解読し各種
指令を出力する。分配手段４３は、加工プログラムから
の指令に応じて分配機能を切り換えることにより各移動
軸の移動量を計算し、各軸のサーボモータ４４，４５，
４６に対して分配パルスを出力する。切削点一定制御モ
ード分配４３ｂでは、切削点一定制御によるワーク形状
の切削を行うための、各軸の移動量を算出する。切削点
一定制御モード時に直交座標系指令４１ｃが出力される
と、直交座標分配４３ｃを行う。このとき指令された各
軸の値は指令座標系上の座標値（ＸＦ、ＹＦ）であると
認識される。そして、回転軸を停止し、その時の回転軸
の値から、指令座標系で指令されたワーク形状を切削す
るための分配座標系上での各直線軸の移動量（ΔＸ，Δ
Ｙ）を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は直交する２つの直線軸と
１つの回転軸とにより工具およびワークを移動制御する
数値制御装置に関し、特に分配座標系上での工具中心か
らみた切削点の位置を常に一定方向に保つための切削点
一定制御を行う数値制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】数値制御装置によって制御する工作機械
には、直交する２つの直線軸と１つの回転軸とを備えた
ものがある。このような工作機械で、インボリュート曲
線のような切削を行うと、工具中心からみた切削点の方
向が随時変化する。このことが、工具と加工物との間に
アライメントの狂いが生じた際の補正を困難にしてい
る。つまり、機械的あるいは熱的な要因により生じる工
具とワークとのアライメントの狂いに対する補正量は、
工具中心からみた切削点の方向により変化するため、全
ての方向に応じた補正量を求めなければならず、補正量
の計測が難しくなる。

【０００３】これを是正するために、従来の数値制御装
置では、工具径補正モード中に切削点一定制御が行われ
ている。切削点一定制御は、直交する２つの直線軸上の
機械位置を示す座標系において工具中心からみた切削点
の方向を常に一定方向に保つようにする制御方式であ
る。

【０００４】なお、以後の説明を分かりやすくするため
に、各種用語を次のように定義する。「切削点方向」と
は、切削工具の中心点から切削点（ワークと工具が接触
する点）への向きである。

【０００５】「接する」とは、前ブロックの終点での接
線方向と現ブロックの始点での接線方向が一致している
ことである。「軸アドレス」とは、特に断りのないかぎ
り、選択された座標系の平面の第１軸をＸ軸、第２軸を
Ｙ軸とする。また、切削点一定制御モード中の回転軸は
Ｃ軸である。

【０００６】「指令座標系」とは、切削点一定制御モー
ド開始時（Ｃ軸の値は「０」にする）のワークの位置を
基準にＸ軸とＹ軸を定めた座標系である。この座標系
は、ワークが回転した場合に、ワークとともに回転する
座標系であり、切削点一定制御モード中での座標値は、
この指令座標系での値として指令される。従って、切削
点一定制御によりＣ軸が回転しても、指令された座標値
は指令座標系での位置指令として認識されるため、プロ
グラム作成時に目的の形状を指令することが容易であ
る。

【０００７】「分配座標系」とは、指令座標系に対して
実際の各軸の機械位置を示す座標系である。切削点一定
制御モード以外の時の各軸の指令座標値は、この分配座
標系上での値として受け付けられる。

【０００８】図７は切削点一定制御によるワークの切削
状況を示す図である。この図の座標軸は分配座標系であ
り、横軸はＸ軸、縦軸はＹ軸である。この分配座標系の
原点がＣ軸の回転中心である。切削は、第１の直線部、
第１の円弧部、第２の円弧部、最後に第２の直線部の順
で切削が行われる。なお、切削点方向は、工具３内に矢
印で示す。

【０００９】（Ａ）は切削開始位置を示す図である。工
具３は、切削面４の一端に接している。切削点方向はＸ
軸の正の方向である。この位置から、工具３がＹ軸の正
の方向に移動することにより、第１の直線部が切削され
る。（Ｂ）は第１の直線部切削後の位置を示す図であ
る。切削点方向はＸ軸の正の方向である。この位置から
工具３がＸ−Ｙ平面上を移動するのと同時にワークが反
時計方向に回転することにより、第１の円弧部が切削さ
れる。（Ｃ）は第１の円弧部切削後の位置を示す図であ
る。切削点方向はＸ軸の正の方向である。この位置から
工具３がＸ−Ｙ平面上を移動するのと同時にワークが反
時計方向に回転することにより、第２の円弧部が切削さ
れる。（Ｄ）は第２の円弧部切削後の位置を示す図であ
る。切削点方向はＸ軸の正の方向である。この位置か
ら、工具３がＹ軸の正の方向に移動することにより、第
２の直線部が切削される。（Ｅ）は第２の直線部切削後
の位置を示す図である。切削点方向はＸ軸の正の方向で
ある。

【００１０】このように、工具がＸ−Ｙ平面上を移動す
ると同時に、Ｃ軸の回転を同期させることにより、切削
点方向を常に一定方向に保つことができる。この結果、
アライメントのずれ等を簡単な計測で補正することがで
きる。上記の例では、Ｘ軸方向の補正量を計測するのみ
でよい。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
切削点一定制御を実行中に、ワークの回転中心から比較
的遠い位置で半径の小さな円弧を描こうとすると、描こ
うとする円弧の中心角と同じだけワークが回転し、それ
に応じて工具も移動しなければならず、切削径路に比べ
工具の移動距離が非常に大きくなるという問題点があっ
た。

【００１２】図８はワークの回転中心から遠い位置で半
径の小さな円弧を描く場合の切削点一定制御によるワー
クの切削状況の前半を示す図である。この図におけるＸ
軸とＹ軸は分配座標系の軸であり、ｘｆ軸とｙｆ軸は指
令座標系の軸である。この例では、スクロール状壁の先
端部の円弧４ａの切削を行う場合である。なお、切削点
方向は、工具３ａ内に矢印で示す。なお、この条件は図
９においても同じである。

【００１３】（Ａ）は切削開始位置を示す図である。工
具３ａは、切削するべき円弧４ａの一端に切削面の法線
方向に接している。このとき工具の座標値は（ｘ₁ ，ｙ
₁ ）である。また、この時点では分配座標系と指令座標
系とは一致している。この位置から、ワークを回転させ
ながら、工具３ａをＸ−Ｙ平面上を移動させることによ
り、円弧４ａの切削を開始する。（Ｂ）は切削中の第１
の位置を示す図である。この図は円弧を約４分の１切削
した状態である。このとき、指令座標系は、分配座標系
に対し反時計回りに約４５°回転している。工具の分配
座標系上の位置は（ｘ₂ ，ｙ₂ ）である。

【００１４】図９はワークの回転中心から遠い位置で半
径の小さな円弧を描く場合の切削点一定制御によるワー
クの切削状況の後半を示す図である。（Ｃ）は切削中の
第２の位置を示す図である。この図は円弧を約４分の３
切削した状態である。このとき、指令座標系は、分配座
標系に対し反時計回りに約１３５°回転している。工具
の分配座標系上の位置は（ｘ₃ ，ｙ₃ ）である。（Ｄ）
は切削終了時の位置を示す図である。このとき、指令座
標系は、分配座標系に対し反時計回りに１８０°回転し
ている。工具の分配座標系上の位置は（ｘ₄ ，ｙ₄ ）で
ある。

【００１５】図８、図９から分かるように、切削すべき
形状は極小さな円弧であるのに、Ｃ軸は１８０°回転
し、Ｘ軸とＹ軸は、Ｃ軸の回転中心からの距離に応じた
大きな移動を行わなければならない。この時の工具の分
配座標系での動きは、ワークの回転中心を中心点とする
円弧に近い動きになる。従って、ワークの回転中心から
の距離が離れているほど、工具のＸ軸とＹ軸の移動量も
大きくなる。従って。この切削を実行するための機械構
成は、Ｘ軸とＹ軸の双方に十分なストロークを確保しな
ければならない。また、工具の移動が大きくなると、切
削面の精度の低下を招くおそれもある。

【００１６】なお、切削点一定制御中の指令は指令座標
系で与えられるため、切削点一定制御を途中で終了する
と、指令された座標値が分配座標系での値であると認識
されてしまい正しい切削を行うことができない。また、
加工プログラム作成時において、切削点一定制御中の分
配座標系上での座標値を知るには、複雑な計算をしなけ
ればならない。そのため、切削点一定制御を途中で終了
させて、目的の座標値を分配座標系で与えることは困難
である。

【００１７】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、切削点一定制御を実行中に、一時的に、直交
座標系のみの移動制御による切削を行うことができる数
値制御装置を提供することを目的とする。

【００１８】

【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、少なくとも直交する２つの直線軸と１つ
の回転軸とにより工具およびワークを移動制御し、分配
座標系上での工具の中心点から切削点への向きを常に一
定方向に保つための切削点一定制御を行う数値制御装置
において、切削点一定制御を一時的に解除するための直
交座標系指令を含んだ加工プログラムを解読し、解読し
た各種指令を出力する加工プログラム解読手段と、切削
点一定制御機能を実行中に前記直交座標系指令が出力さ
れると、前記回転軸の動作を停止し、前記直線軸の移動
のみにより目的のワーク形状を切削するように移動量を
分配する分配手段と、を有することを特徴とする数値制
御装置が提供される。

【００１９】

【作用】加工プログラム解読手段は、切削点一定制御を
一時的に解除するための直交座標系指令を含んだ加工プ
ログラムを解読し、解読した各種指令を出力する。分配
手段は、切削点一定制御機能を実行中に直交座標系指令
が出力されると、回転軸の動作を停止し、直線軸の移動
のみにより目的のワーク形状を切削するように移動量を
分配する。

【００２０】これにより、切削点一定制御を一時的に解
除し、直交座標系のみの移動制御による切削を行うこと
ができる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の概略構成を示すブロック図であ
る。加工プログラム４１は、各種加工指令とともに、切
削点一定制御開始指令４１ａ、直交座標系指令４１ｂ、
および切削点一定制御終了指令４１ｃを含んでいる。加
工プログラム解読手段４２は、加工プログラム４１を解
読し各種指令を出力する。

【００２２】分配手段４３は、加工プログラムからの指
令に応じて分配機能を切り換えることにより各移動軸の
移動量を計算し、各軸のサーボモータ４４，４５，４６
に対して分配パルス（Ｘ_P ，Ｙ_P ，Ｃ_P ）を出力する。

【００２３】切削点一定制御開始指令４１ａが出力され
る以前、および切削点一定制御終了指令４１ｃの出力後
は、通常モードであると判断し、通常モード分配４３ａ
をおこなう。通常モード分配４３ａでは、指令された各
軸の値は分配座標系上の座標値（Ｘ，Ｙ，Ｃ）であると
認識される。この指令された各軸の値から、各軸の移動
量（ΔＸ，ΔＹ，ΔＣ）を個別に算出する。

【００２４】また、切削点一定制御開始指令４１ａが出
力されてから切削点一定制御終了指令４１ｃが出力され
るまでの間は切削点一定制御モードであり、切削点一定
制御モード分配４３ｂを行う。このとき指令された各軸
の値は指令座標系上の座標値（ＸＦ、ＹＦ）であると認
識される。そして、切削点一定制御を行いながら指令座
標系上の座標値で指令されたワーク形状の切削を行うた
めの、各軸（ΔＸ，ΔＹ，ΔＣ）の移動量を算出する。

【００２５】この切削点一定制御モード時に直交座標系
指令４１ｃが出力されると、切削点一定制御モード中の
直交座標分配４３ｃを行う。この指令された各軸の値は
指令座標系上の座標値（ＸＦ、ＹＦ）であると認識され
る。直交座標分配４３ｃでは、回転軸を停止し、その時
の回転軸の値から、指令座標系で指令されたワーク形状
を切削するための分配座標系上での各直線軸の移動量
（ΔＸ，ΔＹ）を算出する。

【００２６】このようにして、切削点一定制御中におい
て一時的に、直線軸の移動のみによるワークの切削を行
うことができる。従って、回転軸の中心点から離れた位
置で小さな円弧を切削する場合のように、切削点一定制
御による弊害が大きくなってしまう場合には、一時的に
直線軸の移動のみによるワークの切削を行い、切削距離
に見合った小さな工具移動で切削を行うことが可能とな
る。

【００２７】図２は、本発明の数値制御装置のハードウ
ェアの概略構成を示すブロック図である。数値制御装置
はプロセッサ１１を中心に構成されている。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。このＲＯＭ１２には
ＥＰＲＯＭあるいはＥＥＰＲＯＭが使用される。

【００２８】ＲＡＭ１３にはＳＲＡＭ等が使用され、一
時的な計算データ、表示データ、入出力信号等が格納さ
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、電
源切断後も保持すべきパラメータ、加工プログラム、工
具補正データ、ピッチ誤差補正データ等が記憶される。

【００２９】ＣＲＴ／ＭＤＩユニット２０は、数値制御
装置の前面あるいは機械操作盤と同じ位置に配置され、
データ及び図形の表示、データ入力、数値制御装置の運
転に使用される。グラフィック制御回路２１は数値デー
タ及び図形データ等のディジタル信号を表示用のラスタ
信号に変換し、表示装置２２に送り、表示装置２２はこ
れらの数値及び図形を表示する。表示装置２２にはＣＲ
Ｔあるいは液晶表示装置が使用される。

【００３０】キーボード２３は数値キー、シンボリック
キー、文字キー及び機能キーから構成され、加工プログ
ラムの作成、編集及び数値制御装置の運転に使用され
る。ソフトウェアキー２４は表示装置２２の下部に設け
られ、その機能は表示装置に表示される。表示装置の画
面が変化すれば、表示される機能に対応して、ソフトウ
ェアキーの機能も変化する。

【００３１】軸制御回路１５はプロセッサ１１からの軸
の移動指令を受けて、軸の移動指令をサーボアンプ１６
に出力する。サーボアンプ１６はこの移動指令を増幅
し、工作機械３０に結合されたサーボモータを駆動し、
工作機械３０の工具とワークの相対運動を制御する。な
お、軸制御回路１５及びサーボアンプ１６はサーボモー
タの軸数に対応した数だけ設けられる。

【００３２】ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コント
ローラ）１８はプロセッサ１１からバス１９経由でＭ
（補助）機能信号、Ｓ（スピンドル速度制御）機能信
号、Ｔ（工具選択）機能信号等を受け取る。そして、こ
れらの信号をシーケンス・プログラムで処理して、出力
信号を出力し、工作機械３０内の空圧機器、油圧機器、
電磁アクチュエイタ等を制御する。また、工作機械３０
内の機械操作盤のボタン信号、スイッチ信号及びリミッ
トスイッチ等の信号を受けて、シーケンス処理を行い、
バス１９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、図２ではスピンドルモータ制御回路
及びスピンドルモータ用アンプ等は省略してある。ま
た、上記の例ではプロセッサ１１は１個で説明したが、
複数のプロセッサを使用してマルチプロセッサ構成にす
ることもできる。

【００３４】図３は工作機械を示す図である。ワーク３
２は、Ｘ軸とＹ軸方向に移動し、Ｚ軸まわりの回転軸で
あるＣ軸により回転する。工具３１は、Ｚ軸の負の方向
を向いている。切削点一定制御中は、Ｘ軸の正の方向が
切削点方向３３となる。

【００３５】このようなハードウェア構成において、実
際に切削点一定制御実行中に一時的に切削点一定制御を
解除し直交座標系分配を行う場合の、加工プログラムの
例と、そのプログラムによる工具の動きを具体的に説明
する。

【００３６】図４は一時的に直交座標系分配を行う場合
の加工プログラムの例である。この例では、ワンショッ
トＧコードであるＧ１４を切削点一定制御モード中の直
交座標系指令とする。

【００３７】加工プログラムにおいて、先ず工具を原点
（Ｘ０ Ｙ０ Ｚ０ Ｃ０）にアブソリュート指令で
（Ｇ９０）で位置決め（Ｇ００）を行う。シーケンスナ
ンバーＮ０１で、工具系補正の方向を左に指令し（Ｇ４
１）、送り速度２００ｍｍ／ｍｉｎ（Ｆ２００）でＸ軸
の座標値１０ｍｍ（Ｘ１０．）まで直線補間（Ｇ０１）
を行う。同時に、工具径のデータが格納されたレジスタ
番号を指定する（Ｄ０１）。このレジスタＤ０１に格納
されている工具径は０．３ｍｍとする。

【００３８】シーケンスナンバーＮ０２で、Ｘ軸の座標
値１０．０６９ｍｍ、Ｙ軸の座標値−４ｍｍ、Ｚ軸の座
標値−１０ｍｍ（Ｘ１０．０６９ Ｙ−４． Ｚ−１
０．）に直線補間を行う。

【００３９】シーケンスナンバーＮ０３で、Ｘ軸とＹ軸
の座標値（Ｘ７．０６９ Ｙ−１．）を指定して、その
点まで半径３ｍｍ（Ｒ３．）の時計方向の円弧補間（Ｇ
０２）を行う。

【００４０】ここで、Ｃ軸を回転軸（Ｃ０）とした切削
点一定制御モード（Ｇ１２．３）を開始する。シーケン
スナンバーＮ０４で、開始点からみた基礎円の中心位置
（Ｉ−７．０６９ Ｊ１．）と半径（Ｒ１．）を指定
し、送り速度５００ｍｍ／ｍｉｎ（Ｆ５００）で、終点
のＸ軸とＹ軸の座標値（Ｘ０．７０７ Ｙ−０．７０
７）まで反時計回りのインボリュート補間（Ｇ０３．
２）を行う。

【００４１】シーケンスナンバーＮ０５で、Ｘ軸とＹ軸
の座標値（Ｘ０．７０７ Ｙ−０．７０７）で終点を指
定し、始点からの中心位置（Ｉ−０．７０７ Ｊ−０．
７０７）を指定することにより、送り速度１００ｍｍ／
ｍｉｎ（Ｆ１００）で反時計方向の円弧補間（Ｇ０３）
を行う。

【００４２】シーケンスナンバーＮ０６で、開始点から
みた基礎円の中心位置（Ｉ０．７０７ Ｊ０．７０７）
と半径（Ｒ１．）を指定し、送り速度５００ｍｍ／ｍｉ
ｎ（Ｆ５００）で、終点のＸ軸とＹ軸の座標値（Ｘ５．
４９８ Ｙ−１．）まで時計回りのインボリュート補間
（Ｇ０２．２）を行う。

【００４３】シーケンスナンバーＮ０７で、切削点一定
制御モード中の直交座標系指令（Ｇ１４）として、Ｘ軸
とＹ軸の座標値（Ｘ７．０６９ Ｙ−１．）で終点を指
定し、始点からの中心位置（Ｉ０．７８５ Ｊ０）を指
定することにより、送り速度１００ｍｍ／ｍｉｎ（Ｆ１
００）で反時計方向の円弧補間（Ｇ０３）を行う。シー
ケンスナンバーＮ０８で、切削点一定制御モード中の直
交座標系指令（Ｇ１４）として、Ｘ軸とＹ軸の座標値
（Ｘ１０．０６９ Ｙ２．）で終点と半径（Ｒ３．）を
指定し、送り速度２００ｍｍ／ｍｉｎ（Ｆ２００）で時
計回りの円弧補間（Ｇ０２）を行う。

【００４４】シーケンスナンバーＮ０９で、切削点一定
制御モード中の直交座標系指令（Ｇ１４）として、指定
した位置（Ｘ１０．Ｙ０ Ｚ０）まで直線補間（Ｇ０
１）を行う。ここで、切削点一定制御モードを終了（Ｇ
１３．３）する。

【００４５】さらにＣ軸の角度（Ｃ１８０．）の位置に
早送り（Ｇ００）の指令をし、さらに工具径補正をキャ
ンセル（Ｇ４０）し、指定した座標値（Ｘ−１０．Ｙ
０）まで直線補間（Ｇ０１）を行う。

【００４６】シーケンスナンバーＮ１０で、Ｘ軸とＹ軸
の座標を原点（Ｘ０ Ｙ０）に戻して終了する。図５は
一時的に直交座標分配を行った場合の工具の動作を示す
図である。これは、図４に示す加工プログラムによる、
工具の指令座標系における動作であり、図中の座標軸は
指令座標系における座標軸（ＸＦ−ＹＦ）である。ま
た、切削点一定制御モード中は、工具の切削点方向は、
分配座標系におけるＸ軸の正の方向に保たれるものとす
る。図中の工具１ａ〜１ｋ内の矢印の示す方向が、分配
座標系のＸ軸である。なお、工具の切削点方向は常に切
削面と垂直になる。

【００４７】シーケンスナンバーＮ０１の指令により、
工具１ａはＸ軸の正の方向に直線補間し、同時に工具径
補正のスタートアップを行う。シーケンスナンバーＮ０
２の指令により、工具１ｂは直線２ａの移動を行い同時
に工具径補正のスタートアップを行う。シーケンスナン
バーＮ０３の指令により、工具１ｃは円弧２ｂの移動を
行う。

【００４８】ここまでの動作は切削点一定制御モードで
はないため、工具の切削点方向は分配座標系に対し一定
に保たれていない。具体的には、シーケンスナンバーＮ
０２のブロックを実行中の切削点方向は、分配座標系の
Ｘ軸の負の方向である。また、シーケンスナンバーＮ０
３のブロックを実行中の切削点方向は、分配座標系のＹ
軸の正の方向から次第にＸ軸の正の方向に向かって変化
している。つまり、シーケンスナンバーＮ０１〜Ｎ０３
のブロックでは、加工プログラムで指令された座標値が
そのまま分配座標系の座標値になる。

【００４９】シーケンスナンバーＮ０４のブロックによ
り、工具１ｄ，１ｅ，１ｆは円弧２ｂに接するインボリ
ュート曲線２ｃの切削を行う。このとき切削点一定制御
モードに切り換えられる。続けて、シーケンスナンバー
Ｎ０５のブロックにより、インボリュート曲線２ｃに接
する円弧２ｄの切削が行われ、シーケンスナンバーＮ０
６のブロックにより、円弧２ｄに接するインボリュート
曲線２ｅの切削が行われる。切削点一定制御モード中
の、工具１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈの切削点方向は
必ずワークの切削面の法線方向である。このとき、加工
プログラムで指令された座標値は指令座標系での座標値
として認識されており、この値に基づき切削点一定制御
を行うための各移動軸の分配量が計算され、分配座標系
における座標値が算出される。

【００５０】シーケンスナンバーＮ０７のブロックによ
り、切削点一定制御モードのままで直交座標分配に変換
され、インボリュート曲線２ｅに接する円弧２ｆの切削
が行われる。同様に、シーケンスナンバーＮ０８のブロ
ックにより、円弧２ｆに接する円弧２ｇの移動が行わ
れ、シーケンスナンバーＮ０９のブロックにより、直線
２ｈの移動が行われる。この間の工具１ｉ，１ｊは、工
具の切削点方向は分配座標系に対し一定に保たれていな
い。この時の各軸の分配量は、Ｃ軸の値を計算に入れた
うえで、指令座標系の値を分配座標系の値に変換するこ
とにより求められる。

【００５１】シーケンスナンバーＮ１０のブロックによ
り、工具１ｋが原点に直線補間で移動する。次に、切削
点方向がＸ軸の正の方向である場合の、切削点一定制御
時の各軸の分配量の算出方法について説明する。

【００５２】直線補間の場合、Ｙ軸のみで直線補間が行
われる。Ｘ軸とＣ軸とは不動である。円弧補間の場合、
Ｘ軸、Ｙ軸、Ｃ軸の同時３軸制御で円弧補間が行われ
る。分配のための計算式は以下の通りである。

【００５３】

【数１】 Ｘ＝（Ｒ＋ＩｃｏｓＣ＋ＪｓｉｎＣ） ・・・・（１）

【００５４】

【数２】 Ｙ＝Ｉ×ｓｉｎＣ＋Ｊ×ｃｏｓＣ ・・・・（２） 従って、Ｃ軸の座標値をパラメータとして変化させれ
ば、Ｘ，Ｙは定まる。

【００５５】ここで、Ｉ，Ｊは円弧中心座標であり、Ｒ
は円弧半径であり、ＣはＣ軸の座標値であり、Ｘ，Ｙは
分配座標系での直線軸の座標値である。このとき、送り
速度はＣ軸の座標値を以下のように変化させることによ
り、接線方向速度をＦとすることができる。

【００５６】

【数３】 Ｃ＝Ｃ±（１８０／π）×Ｆ／Ｒ ・・・・（３） インボリュート補間の場合、Ｘ軸とＣ軸とのインボリュ
ート補間の分配処理で行われる。分配のための計算式は
以下の通りである。

【００５７】

【数４】 Ｃ＝Ｃ±（１８０／π）×Ｒ×（Ｃ−Ｃ₀ ）・・・・（４） ここで、Ｒは基礎円の半径であり、ＣはＣ軸の座標値で
あり、Ｃ₀ はインボリュート曲線が基礎円から始まると
きのＣ軸の座標値であり、Ｘ，Ｙは分配座標系での直線
軸の座標値である。

【００５８】このとき、送り速度はＣ軸の座標値を以下
のように変化させることにより、接線方向速度をＦとす
ることができる。

【００５９】

【数５】 Ｃ＝Ｃ±（１８０／π）×Ｆ／Ｘ ・・・・（５） 以上のようにして、切削点一定制御モード中の分配量を
算出することができる。さらに、このような切削点一定
制御中に直交座標系指令が出力された場合の分配量算出
方法を説明する。

【００６０】切削点一定制御モード中は、指令座標系の
座標値（ＸＦ，ＹＦ）と分配座標系（Ｘ，Ｙ，Ｃ）での
座標値とが逐次更新されている。切削点一定制御モード
中に直交座標系指令があると、指令座標系の座標値（Ｘ
Ｆ，ＹＦ）が更新された後に以下の処理を行う。

【００６１】まず、指令座標系で更新されたＸ軸、Ｙ軸
の座標値（ＸＦ，ＹＦ）を、その時のＣ軸の座標値
（Ｃ）に従って、分配座標系上の値に変換する。

【００６２】

【数６】 Ｒ＝（ＸＦ² ＋ＹＦ² ）^1/2 ・・・・（６）

【００６３】

【数７】 θ＝ａｒｃｔａｎ（ＸＦ／ＹＦ） ・・・・（７）

【００６４】

【数８】 Ｘ＝Ｒ×ｃｏｓ（θ−Ｃ） ・・・・（８）

【００６５】

【数９】 Ｙ＝Ｒ×ｓｉｎ（θ−Ｃ） ・・・・（９） このようにして得られた分配座標系上の座標値（Ｘ，
Ｙ）の、前回の分配座標系上の座標値（Ｘold ，Ｙold
）からの差を出力パルス（Ｘout ，Ｙout ）とする。

【００６６】

【数１０】 Ｘout ＝Ｘ−Ｘold ・・・・（１０）

【００６７】

【数１１】 Ｙout ＝Ｙ−Ｙold ・・・・（１１） これによって、各直交軸に出力すべき分配パルスを求め
ることができる。

【００６８】図６は切削点一定制御の処理手順を示すフ
ローチャートである。 〔Ｓ１〕プログラムを解析する。 〔Ｓ２〕補間演算処理用データを作成する。 〔Ｓ３〕インボリュート補間かどうかを判断し、インボ
リュート補間であればステップ７に進み、インボリュー
ト補間でなければステップ４に進む。 〔Ｓ４〕円弧補間かどうかを判断し、円弧補間であれば
ステップ６に進み、円弧補間でなければステップ５に進
む。 〔Ｓ５〕直線補間の指令座標値（ＸＦ，ＹＦ）を更新す
る。 〔Ｓ６〕円弧補間の指令座標値（ＸＦ，ＹＦ）を更新す
る。 〔Ｓ７〕インボリュート補間の指令座標値（ＸＦ，Ｙ
Ｆ）を更新する。 〔Ｓ８〕切削点一定制御モード（Ｇ１２．３）かどうか
を判断し、切削点一定制御モードであればステップ９に
進み、切削点一定制御モードでなければステップ１６に
進む。 〔Ｓ９〕直交座標系指令（Ｇ１４）かどうかを判断し、
直交座標系指令であればステップ１０に進み、直交座標
系指令でなければステップ１１に進む。 〔Ｓ１０〕切削点一定制御モード中の直交座標系分配に
より、指令座標系で与えられた座標値を、分配座標系に
変換する。 〔Ｓ１１〕インボリュート補間かどうかを判断し、イン
ボリュート補間であればステップ１５に進み、インボリ
ュート補間でなければステップ１２に進む。 〔Ｓ１２〕円弧補間かどうかを判断し、円弧補間であれ
ばステップ１４に進み、円弧補間でなければステップ１
３に進む。 〔Ｓ１３〕切削点一定制御モード（Ｇ１２．３）中の直
線補間の分配処理を行う。 〔Ｓ１４〕切削点一定制御モード（Ｇ１２．３）中の円
弧補間の分配処理を行う。 〔Ｓ１５〕切削点一定制御モード（Ｇ１２．３）中のイ
ンボリュート補間の分配処理を行う。 〔Ｓ１６〕各軸の分配量を分配パルスとして出力する。

【００６９】このようにして、切削点一定制御モード中
に、回転中心から離れた位置で半径の小さい円弧を切削
する場合には、直交座標での分配に変換して切削を行う
ことができる。このため、工具の動きを指令径路に見合
ったものとすることができる。さらに、機械構成とし
て、Ｙ軸のストロークは加工するワーク形状の大きさ程
度であれば十分となる。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、切削点
一定制御モード中の必要なときに、一時的に直交座標系
での分配に変換し、切削点一定制御を行わずに切削する
ことができる。その結果、回転中心から離れた位置で半
径の小さい円弧を切削する場合のように、切削点一定制
御では非常に大きな移動を行わなければならない場合
に、一時的に直交座標系での分配に変換し、工具の動き
を指令径路に見合ったものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概略構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の数値制御装置のハードウェアの概略構
成を示すブロック図である。

【図３】工作機械を示す図である。

【図４】一時的に直交座標系分配を行う場合の加工プロ
グラムの例である。

【図５】一時的に直交座標分配を行った場合の工具の動
作を示す図である。

【図６】切削点一定制御の処理手順を示すフローチャー
トである。

【図７】切削点一定制御によるワークの切削状況を示す
図である。（Ａ）は切削開始位置を示す図であり、
（Ｂ）は第１の直線部切削後の位置を示す図であり、
（Ｃ）は第１の円弧部切削後の位置を示す図であり、
（Ｄ）は第２の円弧部切削後の位置を示す図であり、
（Ｅ）は第２の直線部切削後の位置を示す図である。

【図８】ワークの回転中心から遠い位置で半径の小さな
円弧を描く場合の切削点一定制御によるワークの切削状
況の前半を示す図である。（Ａ）は切削開始位置を示す
図であり、（Ｂ）は切削中の第１の位置を示す図であ
る。

【図９】ワークの回転中心から遠い位置で半径の小さな
円弧を描く場合の切削点一定制御によるワークの切削状
況の後半を示す図である。（Ｃ）は切削中の第２の位置
を示す図であり、（Ｄ）は切削終了時の位置を示す図で
ある。

【符号の説明】

４１ 加工プログラム ４１ａ 切削点一定制御開始指令 ４１ｂ 直交座標系指令 ４１ｃ 切削点一定制御終了指令 ４２ 加工プログラム解読手段 ４３ 分配手段 ４３ａ 通常モード分配 ４３ｂ 切削点一定制御モード分配 ４３ｃ 直交座標系分配

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐野 雅文 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番 地 ファナック株式会社内 (72)発明者 國木 稔智 広島県広島市南区宇品東５丁目３番38号 トーヨーエイテック株式会社内 (72)発明者 房安 寿幸 広島県広島市南区宇品東５丁目３番38号 トーヨーエイテック株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも直交する２つの直線軸と１つ
   の回転軸とにより工具およびワークを移動制御し、分配
   座標系上での工具の中心点から切削点への向きを常に一
   定方向に保つための切削点一定制御を行う数値制御装置
   において、 切削点一定制御を一時的に解除するための直交座標系指
   令を含んだ加工プログラムを解読し、解読した各種指令
   を出力する加工プログラム解読手段と、 切削点一定制御機能を実行中に前記直交座標系指令が出
   力されると、前記回転軸の動作を停止し、前記直線軸の
   移動のみにより目的のワーク形状を切削するように移動
   量を分配する分配手段と、 を有することを特徴とする数値制御装置。
2. 【請求項２】 前記分配手段は、ワークの位置に対する
   相対的な位置が変化しない指令座標系上の値として指令
   された座標値と、前記回転軸が停止した際の回転軸の座
   標値とから、前記分配座標系での前記直線軸の移動量を
   算出することを特徴とする請求項１記載の数値制御装
   置。