JPH0973308A

JPH0973308A - 複数の主軸を複数の系統で制御する数値制御装置

Info

Publication number: JPH0973308A
Application number: JP22887195A
Authority: JP
Inventors: Tomoharu Haranaga; 智晴原永
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1995-09-06
Filing date: 1995-09-06
Publication date: 1997-03-18

Abstract

(57)【要約】【課題】主軸を制御する制御系統を固定とせず、複数
の制御系統から選択、指令できる数値制御装置を得る。【解決手段】この発明の数値制御装置は、全系統共通
の主軸割付を行う主軸割付手段２と、主軸割付手段２で
割付られた全系統共通の主軸割付データを格納する全系
統共通の主軸割付記憶部３と、主軸を制御する制御系統
を選択する主軸選択手段８と、主軸選択手段８で選択さ
れた制御系統番号データを格納する制御系統番号記憶部
９と、を備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、数値制御装置に
関し、特に、複数の主軸を複数の系統で制御する数値制
御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１０は従来の４主軸を含む２系統で構
成される多軸システムの構成図である。図において、１
００は数値制御装置、１０１は紙テープ等に記録された
第１系統の加工プログラム、１０２は紙テープ等に記録
された第２系統の加工プログラム、１０３は第１系統の
加工プログラム１０１を解析して演算を行う第１系統の
解析演算部、１０４は第１系統の解析演算部１０３の演
算結果を後述の主軸制御部及びサーボ制御部へ出力する
第１系統の指令部、１０５は第２系統の加工プログラム
１０２を解析して演算を行う第２系統の解析演算部、１
０６は第２系統の解析演算部１０５の演算結果を後述の
主軸制御部及びサーボ制御部へ出力する第２系統の指令
部、１０７はＰＬＣ（ＰｒｏｇｒａｍａｂｌｅＬｏｇ
ｉｃＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）装置、１０８〜１１１は
主軸制御部、１１２〜１１５は主軸アンプ、１１６〜１
１９は主軸モータ、１２０、１２１はサーボ制御部、１
１２、１２３はサーボアンプ、１２４、１２５はサーボ
モータである。

【０００３】１３１は主軸制御部１０８、主軸アンプ１
１２及びモータ１１６、主軸制御部１０９、主軸アンプ
１１３及びモータ１１７で構成される第１系統に属する
主軸群、１３２は主軸制御部１１０、主軸アンプ１１４
及びモータ１１８、主軸制御部１１１軸アンプ１１５及
びモータ１１９で構成される第２系統に属する主軸群で
ある。

【０００４】また、１４１は第１系統内の主軸割付記憶
部、１４２、１４３は第１系統主軸群１３１に対する第
１系統内の主軸割付データであり、主軸割付データ１４
２の「１−１」は第１系統の第１主軸を意味し、主軸割
付データ１４３の「１−２」は第１系統の第２主軸であ
ることを意味する。また、１４４は第２系統内の主軸割
付記憶部、１４５、１４６は第２系統主軸群１３２に対
する第２系統内の主軸割付データであり、主軸割付デー
タ１４５の「２−１」は第２系統の第１主軸を意味し、
主軸割付データ１４６の「２−２」は第２系統の第２主
軸であることを意味する。

【０００５】上述の系統内の主軸割付データについて
は、予め割付が定められたインターフェイス（図示せ
ず）に主軸制御部１０８〜１１１を接続することによっ
て系統が決定し、主軸アンプ１１２〜１１５に設けられ
たロータリスイッチ等（図示せず）の設定により系統内
割付が決定する。

【０００６】数値制御装置１００で制御する駆動軸の
内、サーボ軸に関するアドレスとしては、各軸に対応し
てＸ，Ｙ，Ｚ，Ａ，Ｂ，Ｃ等の座標語が割り当てられ、
当該系統を構成するサーボ軸は前記軸に対応する座標語
で任意に制御できる。しかし、主軸に関するアドレスと
しては、主軸回転数の指定をするＳ指令１つしかなく、
アドレスにより制御する主軸を指定することができない
ため、図１０に示す複数の主軸を有するシステムにおい
て、制御する主軸を切り換える場合には、加工プログラ
ムに制御主軸切り換えコード（ＧコードやＭコードを使
用）を指示し、その制御主軸切り換えコード続くＳ指令
の出力先を選択する方法が取られている。

【０００７】また、図１１はポリゴン加工を行う旋盤に
おける、駆動軸の構成を示す図である。図において、１
５１はワーク、１５２はワーク１５１を把持するチャッ
ク、１５３はチャック１５２に把持されたワーク１５１
の回転を制御する主軸、１５４は工具、１５５は工具１
５４の回転を制御するミル軸、１５６はミル軸１５５を
取り付けた刃物台である。ポリゴン加工は、円柱状のワ
ークを径方向の断面が多角形になるように加工するもの
で、主軸とミル軸の回転軸が平行である旋盤において主
軸とミル軸を整数比の回転数で同期して回転させること
により行われる加工である。

【０００８】図１２はポリゴン加工のプログラムの一例
を示す図である。図において、第１の指令Ｍ３Ｓ５０
０；は主軸を回転方向ＣＷ（ｃｌｏｃｋ−ｗｉｓｅ、右
回り）に回転数５００ｒｐｍで回転させる指令、第２の
指令Ｇ５１．２Ｐ１Ｑ２；はポリゴン加工を実行させる
ための指令で、Ｐの後の数字とＱの後の数字で、それぞ
れ主軸とミル軸の回転数比を指定する。この指令の場合
は、主軸がＳ指令により５００ｒｐｍで回転するのに同
期して、ミル軸は１０００ｒｐｍで回転することにな
る。第３の指令Ｇ１Ｚー１０００．；はミル軸１５５を
取り付けた刃物台をＺ軸ー方向に直線補間で移動させる
指令、第４の指令Ｇ５０．２；はポリゴン加工状態を解
除する指令、第５の指令Ｍ３０；はプログラムエンドの
指令である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述のような従来の数
値制御装置では、複数の主軸を系統毎に割り付け、制御
するようになっているので、同系統に属する複数の主軸
は制御できたが、異なる系統の主軸は制御できないとい
う問題点があった。

【００１０】また、上述のような１つの主軸と１つのミ
ル軸によるポリゴン加工は行われてきたが、複数の主軸
と複数のミル軸を必要とするポリゴン加工は、それぞれ
１つの主軸と１つのミル軸とを有する機械を複数使用し
なければないという問題点があった。

【００１１】この発明は、上述のような問題を解消する
ためになされたもので、第１の目的は主軸を制御する制
御系統を固定とせず、複数の制御系統から選択、指令で
きるようにしたものである。

【００１２】また、第２の目的は、加工プログラムに記
された主軸選択指令により、主軸を制御する制御系統を
選択するようにしたものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明に係る複数の主
軸を複数の系統で制御する数値制御装置において、主軸
割付手段は複数の主軸を割り付け、全系統共通の主軸割
付データとして全系統共通の主軸割付記憶部に格納する
ものであり、主軸選択手段は主軸を制御する制御系統を
選択し、制御系統番号データとして制御系統番号記憶部
に格納するものである。

【００１４】また、主軸選択手段は、各系統の加工プロ
グラムに記された主軸選択指令により、主軸を制御する
制御系統を選択するものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】

発明の実施の形態１．図１は、この発明の一実施形態で
ある４主軸を含む２系統で構成される多軸システム構成
図である。図において、１０１〜１４４は上述の従来装
置と同様のものであり、その説明を省略する。１は数値
制御装置、２は全系統共通の主軸割付を行う主軸割付手
段、３は全系統共通の主軸割付記憶部、４〜７は全系統
共通の主軸割付データ、８は主軸を制御する制御系統を
選択する主軸選択手段、９は制御系統番号記憶部、１０
〜１３は制御系統番号データである。

【００１６】全系統共通の主軸割付データ４〜７の
「１」は全系統共通の主軸割付で第１主軸を、「２」は
全系統共通の主軸割付で第２主軸を、「３」は全系統共
通の主軸割付で第３主軸を、「４」は全系統共通の主軸
割付で第４主軸を意味する。また、制御系統番号データ
１０〜１３の「１」は第１系統を、「２」は第２系統を
意味する。

【００１７】図２は、この発明の一実施形態である加工
プログラムに記されるアドレスＰ、Ｑ、Ｒを使用した主
軸選択指令を示した図である。主軸選択指令はＧ１５０
及びアドレスＰ、Ｑ、Ｒを使用して、アドレスＰはメイ
ン主軸、Ｑはミル軸、Ｒはサブ主軸を表し、アドレスに
続く数字は主軸割付番号を示す。図において、２１は第
１系統の加工プログラムに記された主軸選択指令で、Ｇ
１５０Ｐ１Ｑ２Ｒ３；は第１系統のメイン主軸に第１主
軸を、ミル軸に第２主軸を、サブ主軸に第３主軸を選択
する指令であり、２２、２３は第２系統の加工プログラ
ムに記された主軸選択指令で、Ｇ１５０Ｐ４；は第２系
統のメイン主軸に第４主軸を選択する指令であり、Ｇ１
５０Ｐ１；は第２系統のメイン主軸に第１主軸を選択す
る指令である。

【００１８】図３は、この発明の一実施形態である主軸
割付及び主軸選択の動作手順を示すフローチャート図で
ある。主軸割付手段２は、ステップＳ１で第１系統内の
主軸割付記憶部１４１の内容を順に読み込み、ステップ
Ｓ２で全系統共通の主軸割付記憶部３に順次、共通主軸
割付番号を設定し、第１系統内の主軸の設定が終了する
と、ステップＳ３、ステップＳ４で第２系統内の主軸に
ついても同様に共通主軸割付番号を設定する。

【００１９】ここで、全系統共通の主軸割付記憶部３の
主軸割付データと、第１系統内の主軸割付記憶部１４
１、第２系統内の主軸割付記憶部１４４における系統内
の主軸割付データとの関係は、全系統共通の主軸割付データ「１」：系統内の主軸割付データ「１ー１」全系統共通の主軸割付データ「２」：系統内の主軸割付データ「１ー２」全系統共通の主軸割付データ「３」：系統内の主軸割付データ「２ー１」全系統共通の主軸割付データ「４」：系統内の主軸割付データ「２ー２」となる。

【００２０】次にステップＳ５で、主軸選択手段８は、
実行する加工プログラムに主軸選択指令が含まれている
場合、制御系統番号記憶部９に各々の主軸の制御系統の
番号を格納し、主軸選択指令した系統から主軸選択要求
を受け要求のあった系統に対し指定した主軸の制御を許
可する。

【００２１】ここで、図１と図２とにより主軸選択手段
８の処理を説明すると、第１系統の主軸選択指令２１
（Ｇ１５０Ｐ１Ｑ２Ｒ３；）により、第１主軸をメイン
主軸、第２主軸をミル軸、第３主軸をサブ主軸として、
第１系統の主軸として選択し、続いて第２系統の主軸選
択指令２２（Ｇ１５０Ｐ４；）で第４主軸をメイン主軸
として、第２系統の主軸として選択する。この状態が図
１のとして記載したもので、制御系統番号データ１０〜
１３は第１主軸：第１系統の主軸として選択、第２主軸：第１系統の主軸として選択、第３主軸：第１系統の主軸として選択、第４主軸：第２系統の主軸として選択、となっている。

【００２２】さらに、第２系統の主軸選択指令２３（Ｇ
１５０Ｐ１；）が指令された場合、第１主軸の制御系統
番号データ１０には「１」が格納されており、第１主軸
は既に第１系統にて選択されているため、主軸選択手段
８は第２系統の第１主軸選択を禁止し、所定のアラーム
やメッセージをＣＲＴ等（図示せず）に表示する。

【００２３】この実施形態では、既にある系統に選択さ
れている主軸に対し、他の系統からの同一の主軸選択が
あった場合、後者の主軸選択指令を禁止したが、前者の
主軸に対する指令が突然遮断されるのを防止できればよ
く、前者の主軸選択指令が解除するまで待つようにして
もよい。

【００２４】また、この実施形態では主軸選択指令とし
てＧ１５０を使用した例を示したが、他のＧコードまた
はＭコード等により指定してもよい。

【００２５】発明の実施の形態２．図４はこの発明の一
実施形態に係る対向する２つの主軸を制御してポリゴン
加工を行う旋盤における、駆動軸の構成を示す図であ
る。図において、１６１はワーク、１６２、１６３はワ
ーク１６１を把持するチャック、１６４、１６５はチャ
ック１６２、１６３に把持されたワーク１６１の回転を
制御する主軸、１６６は工具、１６７は工具１６６の回
転を制御するミル軸、１６８はミル軸１６７を取り付け
た刃物台である。

【００２６】図５は、この発明の一実施形態に係る主軸
選択指令を使用した加工プログラムを示した図である。
図において、第１の指令Ｇ１５０Ｐ１Ｐ３Ｒ２；は第１
主軸及び第３主軸をメイン主軸、第２主軸をミル軸と選
択する主軸選択指令であり、この場合第１主軸及び第３
主軸をメイン主軸として同一のＳ指令により同期運転を
行わせるために、Ｐ１Ｐ３と同一アドレスを指定してい
る。アドレスＱ、Ｒについても同様である。

【００２７】第２の指令Ｍ３Ｓ５００；はメイン主軸
（第１主軸及び第３主軸）を回転方向ＣＷに回転数５０
０ｒｐｍで回転させる指令、第３の指令Ｇ５１．２Ｐ１
Ｑ２；はポリゴン加工を実行させるための指令で、この
場合は、メイン主軸がＳ指令により５００ｒｐｍで回転
するのに同期して、ミル軸は１０００ｒｐｍで回転する
ことになる。これにより、メイン主軸１、２によって回
転するワーク１をミル軸で加工でき、長いワークのポリ
ゴン加工が容易に実現できる。

【００２８】第４の指令Ｇ１Ｚー１０００．；はミル軸
１６７を取り付けた刃物台をＺ軸ー方向に直線補間で移
動させる指令、第５の指令Ｇ５０．２；はポリゴン加工
状態を解除する指令、第６の指令Ｇ１５０；は主軸選択
を解除する指令であり、上述の第１の指令Ｇ１５０Ｐ１
Ｐ３Ｒ２；で選択した第１主軸、第２主軸及び第３主軸
をこのプログラムを実行している系統から主軸選択を解
除することにより、制御系統番号データ１０〜１２の内
容はクリアされ、他のプログラム（他の系統）から第１
主軸、第２主軸及び第３主軸に対する主軸選択が可能と
なる。第７の指令Ｍ３０；はプログラムエンドの指令で
ある。

【００２９】図６は、この発明の一実施形態に係る加工
プログラムの主軸選択指令による主軸選択の例を示した
図である。図において、２４は図５の第１の指令Ｇ１５
０Ｐ１Ｐ３Ｒ２；を実行した状態で、第１主軸、第２主
軸及び第３主軸をこのプログラムを実行している系統で
主軸選択した例、２５は第６の指令Ｇ１５０；を実行し
た状態で、第１主軸、第２主軸及び第３主軸をこのプロ
グラムを実行している系統からの主軸選択を解除した例
である。

【００３０】発明の実施の形態３．図７は、この発明の
一実施形態に係るポリゴン加工を行う旋盤における、駆
動軸の構成を示す図である。図において、１７１はワー
ク、１７２はワーク１７１を把持するチャック、１７３
はチャック１７２に把持されたワーク１７１の回転を制
御する主軸、１７４はワーク、１７５はワーク１７４を
把持するチャック、１７６はチャック１７５に把持され
たワーク１７４の回転を制御する主軸、１７７、１７８
は工具、１７９は工具１７７、１７８の回転を制御する
ミル軸、１８０はミル軸１７９を取り付けた刃物台、１
８１はワーク付け外しアームである。

【００３１】図において、（ａ）は主軸１７３とミル軸
１７９（工具１７７）によりポリゴン加工を行う場合の
例、（ｂ）は主軸１７６とミル軸１７９（工具１７８）
によりポリゴン加工を行う場合の例である。

【００３２】図８は、この発明の一実施形態に係るポリ
ゴン加工のプログラムの一例を示す図であり、図７に示
す駆動軸の構成の旋盤においてポリゴン加工（ａ）、
（ｂ）を続けて行わせるプログラムの一例である。図に
おいて、第１の指令Ｇ１５０Ｐ１Ｑ２；は第１主軸をメ
イン主軸、第２主軸をミル軸と選択する主軸選択指令で
あり、第２の指令Ｍ３Ｓ５００；はメイン主軸を回転方
向ＣＷに回転数５００ｒｐｍで回転させる指令、第３の
指令Ｇ５１．２Ｐ１Ｑ２；はポリゴン加工を実行させる
ための指令で、この場合は、メイン主軸がＳ指令により
５００ｒｐｍで回転するのに同期して、ミル軸は１００
０ｒｐｍで回転することになる。第４の指令Ｇ１Ｚー１
０００．；は刃物台をＺ軸方向に移動させる指令、であ
り、以上で図７（ａ）の主軸１７３とミル軸１７９（工
具１７７）によりポリゴン加工を行う。

【００３３】第５の指令Ｇ５０．２；でポリゴン加工状
態を解除し、続いて図７（ｂ）の主軸１７６とミル軸１
７９（工具１７８）によりポリゴン加工を行うために、
第６の指令Ｇ０Ｘ２００．；第７の指令Ｇ０Ｚ０．；第
８の指令Ｇ０Ｘ１００．；により刃物台を移動させる。

【００３４】第９の指令Ｇ１５０Ｐ３Ｑ２；は第３主軸
をメイン主軸、第２主軸をミル軸と選択する主軸選択指
令であり、第１０の指令Ｍ３Ｓ５００；はメイン主軸を
回転方向ＣＷに回転数５００ｒｐｍで回転させる指令、
第１１の指令Ｇ５１．２Ｐ１Ｑ２；はポリゴン加工を実
行させるための指令で、この場合は、メイン主軸がＳ指
令により５００ｒｐｍで回転するのに同期して、ミル軸
は１０００ｒｐｍで回転することになる。第１２の指令
Ｇ１Ｚ１０００．；は刃物台をＺ軸方向に移動させる指
令であり、以上で、図７（ｂ）の主軸１７６とミル軸１
７９（工具１７８）によりポリゴン加工を行う。

【００３５】図７の構成とし、図８のプログラムを使用
することにより、ワーク交換の時間に、他方のポリゴン
加工を行うことができ、作業時間を短縮する事ができ
る。

【００３６】発明の実施の形態４．図９は、この発明の
一実施形態に係る主軸選択手段８の主軸選択処理を示す
図である。図９は、第１系統の加工プログラム及び第２
系統の加工プログラムにおける主軸選択指令と主軸選択
手段８の主軸選択処理（○は主軸選択許可、×は主軸選
択禁止）との関係を説明したものである。まず、状態Ａ
では第１系統の加工プログラムで主軸選択指令Ｇ１５０
Ｐ１Ｐ２；が指令されたため、主軸選択手段８は、第１
系統の主軸選択要求を受け付け、第１系統に対し主軸１
と主軸２の選択を許可する。これと同時に第２系統に対
し主軸１と主軸２の主軸選択を禁止する。

【００３７】続いて、状態Ｂで第２系統の加工プログラ
ムで主軸選択指令Ｇ１５０Ｐ２；が指令され、主軸選択
手段８は、第２系統の主軸２に対する主軸選択要求を受
け付けるが、すでに主軸２は第１系統に選択を許可し、
第２系統に対しては禁止しているため、ここでも第２系
統に対して主軸２の選択を引き続き禁止する。但し、第
２系統からの主軸選択要求は残される。

【００３８】さらに、状態Ｃで第１系統加工プログラム
で主軸選択を解除する指令Ｇ１５０；が指令されたた
め、主軸選択手段８は、第１系統に対しての主軸１と主
軸２の選択許可を解除し、第２系統に対し主軸２の選択
を許可する。

【００３９】状態Ｄはいずれの系統からも主軸選択指令
がが無いため、状態Ｃを維持する。このように主軸選択
手段８は、各主軸に対して複数系統からの選択要求を同
時に受けても加工に支障がないように主軸の管理を行
う。

【００４０】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。

【００４１】主軸割付手段は複数の主軸を割り付け、全
系統共通の主軸割付データとして全系統共通の主軸割付
記憶部に格納するようにし、また、主軸選択手段は主軸
を制御する制御系統を選択し、制御系統番号データとし
て制御系統番号記憶部に格納するようにしたので、主軸
を制御する制御系統を固定とせず、複数の制御系統から
選択、指令でき、効率の良い加工及び加工時間の短縮に
対応できる。

【００４２】また、主軸選択手段は、各系統の加工プロ
グラムに記された主軸選択指令により、主軸を制御する
制御系統を選択するようにしたので、主軸に対する制御
をフレキシブルにでき、加工の多様化に対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態である４主軸を含む２
系統で構成される多軸システム構成図である。

【図２】この発明の一実施形態である加工プログラム
に記されるアドレスＰ、Ｑ、Ｒを使用した主軸選択指令
を示した図である。

【図３】この発明の一実施形態である主軸割付及び主
軸選択の動作手順を示すフローチャート図である。

【図４】この発明の一実施形態に係る対向する２つの
主軸を制御してポリゴン加工を行う旋盤における、駆動
軸の構成を示す図である。

【図５】この発明の一実施形態に係る主軸選択指令を
使用した加工プログラムを示した図である。

【図６】この発明の一実施形態に係る加工プログラム
の主軸選択指令による主軸選択の例を示した図である。

【図７】この発明の一実施形態に係るポリゴン加工を
行う旋盤における、駆動軸の構成を示す図である。

【図８】この発明の一実施形態に係るポリゴン加工の
プログラムの一例を示す図である。

【図９】この発明の一実施形態に係る主軸選択手段８
の主軸選択処理を示す図である。

【図１０】従来の４主軸を含む２系統で構成される多
軸システムの構成図である。

【図１１】ポリゴン加工を行う旋盤における、駆動軸
の構成を示す図である。

【図１２】ポリゴン加工のプログラムの一例を示す図
である。

【符号の説明】

１数値制御装置、２全系統共通の主軸割付を行う
主軸割付手段、３全系統共通の主軸割付記憶部、４
〜７全系統共通の主軸割付データ、８主軸選択手
段、９制御系統番号記憶部、１０〜１３制御系
統番号データ、２１第１系統の加工プログラムに記
された主軸選択指令、２２、２３第２系統の加工プロ
グラムに記された主軸選択指令、１６１ワーク、
１６２、１６３ワーク１６１を把持するチャック、
１６４、１６５チャック１６２、１６３に把持された
ワーク１６１の回転を制御する主軸、１６６工具、
１６７工具１６６の回転を制御するミル軸、１６
８ミル軸１６７を取り付けた刃物台、１７１ワー
ク、１７２ワーク１７１を把持するチャック、１
７３チャック１７２に把持されたワーク１７１の回転
を制御する主軸、１７４ワーク、１７５ワーク
１７４を把持するチャック、１７６チャック１７５に
把持されたワーク１７４の回転を制御する主軸、１７
７、１７８工具、１７９工具１７７、１７８の回
転を制御するミル軸、１８０ミル軸１７９を取り付け
た刃物台、１８１ワーク付け外しアーム。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】全系統共通の主軸割付を行う主軸割付手
段と、この主軸割付手段で割付られた全系統共通の主軸
割付データを格納する全系統共通の主軸割付記憶部と、
主軸を制御する制御系統を選択する主軸選択手段と、こ
の主軸選択手段で選択された制御系統番号データを格納
する制御系統番号記憶部と、を備えた、複数の主軸を複
数の系統で制御する数値制御装置。
【請求項２】前記主軸選択手段は、各系統の加工プログ
ラムに記された主軸選択指令により、主軸を制御する制
御系統を選択することを特徴とする請求項１記載の複数
の主軸を複数の系統で制御する数値制御装置。