KR0145347B1 - 수치 제어 장치 및 수치 제어 방법 - Google Patents

Abstract

범용의 공작 기계를 사용하여 시험 작품 등의 간단한 가공을 용이하게 행하기 위하여, 지정 형상에 대해 평행 또는 수직으로 이동가능하게 한 수치 제어 장치이다. 도형 기억 수단(1)은 가이던스 정보를 그래픽 제어 회로(15)를 통해 표시 장치(16)에 표시하고, 오퍼레이터가 키보드(17)을 조작하여 대화적으로 입력한 직선 및 원호 등의 지정 형상을 도형 기억 수단(1)이 기억한다. 보간 수단(2)는 수동 펄스 발생기(41)로부터의 펄스 신호 HP를 검지하면 전환 수단으로부터의 병행 이동 또는 수직 이동 중 어느 것을 지령하는 전환 신호 H/V를 판독한다. 그리고, 보간 수단(2)는 도형 기억 수단(1)에 기억된 지정 형상에 따라 상기 펄스 신호 HP 및 전환 신호 H/V에 따른보간 펄스 CP를 출력하여 축 제어 회로(18)에 전송한다.

Description

[발명의 명칭]

수치 제어 장치 및 수치 제어 방법

[발명의 상세한 설명]

[기술 분야]

본 발명은 공작 기계를 제어하는 수치 제어 장치 및 수치 제어 방법에 관한 것으로, 특히 시험 작품 등을 가공하기 위한 공작 기계를 제어하기 위한 수치 제어 장치 및 수치 제어 방법에 관한 것이다.

[배경 기술]

수치 제어 공작 기계의 기술적인 진전은 놀라워 복잡한 형상의 워크피스를 고속으로 정밀도가 양호하게 가공할 수 있다. 또, 현재에서는 복잡한 형상의 워크피스는 수치 제어 공작 기계없이는 가공할 수 없다.

또, 가공하기 위한 가공 프로그램을 작성하기 위하여, 수치 제어 장치에 대화형 프로그램 작성 기능을 부가한 대화형 수치 제어 장치나, 복잡한 가공 프로그램을 간단하게 작성하기 위한 자동 프로그래밍 장치 등이 널리 사용되고 있다.

물론, 이들 수치 제어 장치를 사용하는데 있어서는 기계좌표, 기계 원점, 프로그램 좌표, 가공 원점 등을 정확하게 정의해서 엄밀한 가공 프로그램을 작성할 필요가 있다. 그리고, 다수의 워크피스를 가공하는 경우는 이들 대화형 수치 제어 장치, 자동 프로그램 장치를 사용할 수 있지만, 시험 작품 또는 형을 작성하기 위한 일부 가공에서는 워크피스의 착탈, 공구의 부착 및 가공 프로그램의 작성 등의 순서에 필요한 시간이 적은 범용의 프라이스반, 범용의 선반 등이 사용되고 있다.

그런데, 이들 범용의 공작 기계를 사용할 수 있는 오퍼레이터는 수가 적어지고 있다. 또, 직선 가공 등은 문제가 없지만, 경사진 직선 가공 및 원호 가공 등이면, 이들 범용의 공작 기계로는 가공이 곤란하다.

역으로, 일반적인 수치 제어 공작 기계를 사용하면, 기계 좌표, 기계 원점, 프로그램 좌표, 가공 원점 등을 정확하게 정의할 필요가 있고, 그것은 불가능하지는 않지만, 1개만의 워크피스의 일부를 가공하는 것은 너무나도 프로그래밍의 소요 시간이 크다.

이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 본 출원인은 범용의 공작 기계를 사용하여 시험 작품 등의 간단한 가공을 행할 수 있는 수치 제어 장치를 특원 평 4-231836호로서 출원하고 있다.

그러나, 시험 작품 등의 간단한 가공을 행하는 경우, 일반적으로 수동 펄스 발생기나 죠그 이송 버튼(Jog Feed Buttons)을 조작하여 가공 과정을 차례로 확인하면서 가공을 행한다. 이 때문에, 수동 펄스 발생기나 죠그 이송 버튼을 조작하여 X축, Y축 또는 Z축 중 어느 것인가 1축과 평행한 방향에 대해 이동시키는 것은 가능하더라도, 경사진 직선이나 원호 등과 같이 동시에 2축 이상을 이동시키는 것은 곤란하였다.

또, 경사진 직선이나 원호 등의 지정 형상에 따라 동시에 2축 이상의 이동에 의해 가공 개시점으로 공구를 이동시키는 것은 곤란하였다.

더욱이, 시험 작품 등의 간단한 가공을 행하는 경우, 일반적으로 수동 펄스 발생기나 죠그 이송 버튼을 조작하여 가공 과정을 차례로 확인하면서 가공을 행할 때에 정의한 경사진 직선이나 원호 등의 지정 형상과 공구의 현재 위치와의 거리를 알 수 없었다. 이 때문에, 수동 펄스 발생기나 죠그 이송 버튼을 조작하여 지정 형상까지 공구를 접근시키는 것이 곤란하였다.

또한, 이와 같은 수치 제어 장치에서는 절삭 개시점 부근까지는 수동 펄스 발생기나 죠그 이송 버튼 등을 조작하여 공구를 워크피스에 가깝게 했지만, 공구를 무 조작으로 워크피스와 접촉시키면, 워크피스에 커터 마크(cutter mark)가 생겨 버리고, 가공 형상이 악화된다는 문제점이 있었다. 특히, 마무리 가공의 경우에는 큰 문제가 있었다.

[발명의 개시]

본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로, 범용의 공작 기계를 사용하여 시험 작품 등의 간단한 가공을 용이하게 행하기 위하여, 지정 형상에 대해 평행 또는 수직으로 이동시킬 수 있는 수치 제어 장치 및 수치 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또, 본 발명의 다른 목적은 범용의 공작 기계를 사용하여 시험 작품 등의 간단한 가공을 용이하게 행하기 위해 지정 형상에 따라 가공 개시점으로 공구를 이동시킬 수 있는 수치 제어 장치를 제공하는 것이다.

또, 본 발명의 다른 목적은 범용의 공작 기계를 사용하여 시험 작품 등의 간단한 가공을 용이하게 행하기 위해 지정 형상과 공구의 현재 위치와의 거리를 알 수 있는 수치 제어 장치를 제공하는 것이다.

또, 본 발명의 다른 목적은 범용의 공작 기계를 사용하여 시험 작품 등의 간단한 가공을 용이하게 행했을 때, 마무리 형상이 양호한 가공 형상 수치 제어 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에서는 상기 과제를 해결하기 위하여,

적어도 2축 이상의 공작 기계를 제어하는 수치 제어 장치에 있어서, 가이던스 정보에 의해 대화적으로 입력된 경사진 직선 및 원호 등의 지정 형상을 기억하는 도형 기억 수단과, 공구의 현재 위치와 상기 지정 형상과의 거리를 유지하면서 이동하는 평행 이동 또는 공구의 현재 위치로부터 상기 지정 형상으로의 법선 선분으로 표시되는 방향의 전후로 이동하는 수직 이동 중 어느 것을 지령하는 전환신호를 출력하는 전환 수단과, 공구의 이동을 지령하는 펄스 신호를 출력하는 이동 지령 수단과, 상기 전환 신호와 상기 펄스 신호를 수신하여 보간 펄스를 출력하는 보간 수단을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 수치 제어 장치가 제공된다.

또, 적어도 2축 이상의 공작 기계를 제어하는 수치 제어 방법에 있어서, 가이던스 정보에 의해 대화적으로 입력된 경사진 직선 및 원호 등의 지정 형상을 기억하고, 적어도 2축이상의 제어 축 중 어느 것을 지령하는 축 신호와 공구의 이동을 지령하는 펄스 신호를 수신한 경우는 상기 축 신호에 따라 보간 펄스를 출력하며, 공구의 현재 위치와 상기 지정 형상과의 거리를 유지하면서 이동하는 평행 이동 또는 공구의 현재 위치와 상기 지정 형상으로의 법선 선분으로 표시되는 방향의 전후로 이동하는 수직 이동 중 어느 것을 지령하는 전환 신호와, 공구의 이동을 지령하는 펄스 신호를 수신한 경우는 상기 전환 신호 및 상기 펄스 신호에 따라 보간 펄스를 출력하는 것을 특징으로 하는 수치 제어 방법이 제공된다.

수치 제어 장치에 있어서, 표시 장치에 표시된 가이던스 정보에 따라 경사진 직선 및 원호 등의 지정 형상을 키보드 등으로부터 대화적으로 입력하면, 도형 기억 수단은 이 지정 형상을 기억한다. 전환 수단은 공구의 현재 위치와 지정 형상과의 거리를 유지하면서 이동하는 평행 이동 또는 공구의 현재 위치로부터 상기 지정 형상으로의 법선 선분으로 표시되는 방향의 전후로 이동하는 직선 이동 중 어느 것을 지령하는 전환 신호를 출력한다. 또, 이동 지령 수단은 공구의 이동을 지령하는 펄스 신호를 출력한다. 보간 수단은 전환 수단으로부터의 전환 신호와 이동 지령 수단으로부터의 펄스 신호를 수신하여 보간 펄스를 출력한다.

수치 제어 방법에 있어서, 표시 장치에 표시된 가이던스 정보에 따라 대화적으로 키보드 등으로부터 입력된 경사진 직선 및 원호 등의 지정 형상을 기억한다. 그 후, 적어도 2축 이상의 제어 축 중 어느 것을 지령하는 축 신호와 공구의 이동을 지령하는 펄스 신호를 수신한 경우는 축 신호에 따라 보간 펄스를 출력한다. 한편, 공구의 현재 위치와 지정 형상과의 거리를 유지하면서 이동하는 평행 이동 또는 공구의 현재 위치로부터 지정 형상으로의 법선 선분으로 표시되는 방향의 전후로 이동하는 수직 이동 중 어느 것을 지령하는 전환 신호와, 공구의 이동을 지령하는 펄스 신호를 수신한 경우는 이동 지령 수단으로부터의 전환 신호 및 펄스 신호에 따라 보간 펄스를 출력한다.

이것에 의해, 시험 작품 등의 일부의 간단한 가공을 용이하게 행하기 위해, 지정 형상에 대해 평행 또는 수직으로 이동시키는 것이 가능하게 된다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명을 실시하기 위한 수치 제어 장치의 하드웨어의 구성을 도시하는 블록도이고,

제2도는 기계 조작반의 한 예를 도시하는 도면이며,

제3도는 공구의 이동 방향을 도시하는 도면이고,

제4도는 공구의 이동 방향을 도시하는 도면이며,

제5도는 실제로 오퍼레이터가 가공을 행하는 경우의 설명도이고,

제6도는 제1 실시예의 수치 제어 장치의 기능을 도시하는 블록도이며,

제7도는 제1 실시예의 처리 순서를 도시하는 도면이고,

제8도는 공구의 이동 방향을 도시하는 도면이며,

제9도는 제2 실시예의 수쳬 제어 장치의 기능을 도시하는 블럭도이고,

제10도는 제2 실시예의 처리순서를 도시하는 도면이며,

제11도는 공구와 지정 형상 사이의 거리를 도시하는 도면이고,

제12도는 법선 방향 거리를 표시하는 표시 화면의 한 예를 도시하는 도면이며,

제13도는 제3 실시예의 수치 제어 장치의 기능을 도시하는 블록도이고,

제14도는 본 발명의처리 순서를 도시하는도면이며,

제15도는 마무리 가공을 행하기 위한 가공 가이던스 화면을 도시하는 도면이고,

제16도는 코너 가공의 마무리 모드에 의한 공구의 이동 과정을 도시하는 도면이며,

제17도는 제4 실시예의 수치 제어 장치의 기능을 도시하는 블록도이다.

[발명을 실시하기 위한 최상의 형태]

이하, 본 발명의 한 실시예를 도면에 기초하여 설명한다.

제1도는 본 발명을 실시하기 위한 수치 제어 장치의 하드웨어의 구성을 도시하는 블록도이다.

프로세서(11)은 ROM(12)에 격납된 시스템 프로그램에 따라 수치 제어 장치 전체를 제어한다. 이 ROM(12)에는 EPROM, EEPROM이 사용된다. RAM(13)에는 SRAM 등이 사용되고, 입출력 신호 등의 일시적인 데이터가 격납된다. 불휘발성 메모리(14)에는 도시되지 않은 배터리에 의해 백업된 CMOS가 사용된다. 또, 불휘발성 메모리(14)에는 전원 절단 후에도 보유해야 할 파라메타, 가공 프로그램 등의 각종 데이터가 격납된다.

그래픽 제어 회로(15)는 가이던스 정보나 입력된 지정 형상 등을 표시용 가능한 신호로 변환하여 표시 장치(16)에 전송한다. 표시 장치(16)에는 CRT 또는 액정 표시 장치가 사용된다. 축 제어 회로(18)(3축분)은 프로세서(11)로부터의 보간 펄스 CP를 포함하는 축의 이동 지령을 수신하여 축의 이동 지령을 서보 앰프(19)(3축분)로 출력 제어한다. 서보 앰프(19)는 이 이동 지령을 수신하여 공작 기계(20)의 도시하지 않은 서보 모터를 구동한다. 또, 공작 기계(20)은 이 서보 모터이외에 이동 지령을 행하기 위해 조작하는 기계 조작반(40)을 구비하고 있다.

기계 조작반(40)에는 수동 펄스 발생기(41) 등이 포함된다. 그 상세한 설명은 후술한다. 이들 구성 요소는 버스(30)에 의해 서로 결합되어 있다.

PMC(Programmable machine Controller:프로그램가능 기계 제어기)(22)는 가공 프로그램의 실행시에 버스(30)을 경유하여 T 기능 신호(공구 선택 지령) 등을 수취한다. 그리고, 이 신호를 시퀀스·프로그램으로 처리하여 동작 지령으로서 신호를 출력하고, 공작 기계(20)을 제어한다. 또, 공작 기계(20)으로부터 형상 신호를 수신하여 시퀀스 처리를 행하고, 버스(30)을 경유하여 프로세서(11)에 필요한 입력 신호를 전송한다.

또, 버스(30)에는 더욱이 시스템 프로그램 등에 의해 기능이 변화하는 소프트웨어 키(23)이 접속되어 있다. 이 소프트웨어 키(23)은 상기 표시 장치(16), 키보드(17)과 함께 CRT/MDI 패널(25)에 설치된다.

제2도는 공작 기계(20)에 구비된 기계 조작반(40)의 한 예를 도시하는 도면이다. 도면에 도시하는 기계 조작반(40)에는 수동 펄스 발생기(41), 선택 스위치(41b), 죠그 이송 버튼(42), 설정 스위치(42a) 및 전환 스위치(43)이 설치되어 있다.

수동 펄스 발생기(41)은 핸들(41a)를 좌 또는 우로 회전시키면, 그 회전에 따라 펄스 신호를 발생시킨다. 이 펄스 신호는 회전 방향을 판별하기 위한 2상의 펄스로, 버스(30)을 통해 프로세서(11)로 전송되어 공구를 이동시킨다. 선택 스위치(41b)는 수동 펄스 발생기(41)에서 발생시키는 펄스 신호가 X축 방향(X), Y축 방향(Y), Z축 방향(Z) 및 지정 형상에 대응한 방향(G) 중 어느 방향의 펄스 신호를 선택하기 위한 스위치이다.

죠그 이송 버튼(42)에는 X, Y 및 Z의 각 축에 대해 플러스 및 마이너스 방향의 이송 버튼「+X」,「-X」,「+Y」,「-Y」,「+Z」,「-Z」와, 지정 형상에 대응하여 플러스 및 마이너스 방향의 이송 버튼「+GJ」,「-GJ」의 전부 8개의 버튼이 설치되어 있다.

설정 스위치(42a)는 죠그 이송 버튼(42)를 오퍼레이터가 누를 때에 발생하는 일정 시간 내의 펄스 수를 설정한다. 구체적으로, 설정 스위치(42a)는 도시되지 않은 액정 발진기로부터의 펄스를 분주한 펄스를 입력하여 오퍼레이터에 의해 설정된 눈금에 의한 분주비로 펄스를 출력한다. 즉, 죠그 이송의 이송 속도를 설정한다.

전환 스위치(43)은 공구의 현재 위치와 상기 지정 형상과의 거리를 유지하면서 이동하는 평행 이동(H), 또는 공구의 현재 위치로부터 상기 지정 형상으로의 법선 선분으로 표시되는 방향의 전후로 이동하는 수직 이동(V)를 전환하여 전환된 측에 따른 전환 신호 H/V를 출력한다.

따라서, 오퍼레이터는 수동 펄스 발생기(41)로 공구를 이동시키는 경우에는 먼저 선택 스위치(41b) 및 전환 스위치(43)을 원하는 이동 방향으로 되도록 설정 한 후, 핸들(41a)를 회전시킴으로써 행한다. 또, 죠그 이송에서 공구를 이동시키는 경우에는 설정 스위치(42a)로 이송 속도를 설정한 후, 죠그 이송 버튼(42) 중 원하는 이동 방향의 버튼을 누름으로써 행한다.

다음에, 상기 기계 조작반(40)에 있어서, 선택 스위치(41b)를 지정 형상에 대응한 방향 (G)로 설정하여 핸들(41a)를 회전시킨 경우, 또는 죠그 이송 버튼(42)중 지정 형상에 대응하여 플러스 및 마이너스 방향의 이송 버튼인「+GJ」,「-GJ」를 누른 경우의 공구의 이동 방향에 대해 설명한다. 이하, 핸들(41a)를 회전시킨 경우와 죠그 이송 버튼(42)를 누른 경우에서는 동일한 동작을 하기 때문에, 여기에서는 핸들(41a)를 회전시킨 경우에 대해 설명한다.

제3도는 공구의 이동 방향을 도시하는 도면으로, 지정 형상으로서 직선이 정의된 경우를 도시한다.

제3도에 있어서, XY 좌표 축 평면 상에서는 지정 형상으로서 직선(110)이 정의되어 있다. 이 직선(110)은 후술하는 도형 기억 수단(1:제6도)에 의해 판독되어 기억된 도형(지정 형상)이다. 또, 공구(111)은 그 중심이 위치 P1에 있고, 공구(113)은 그 중심이 위치 P3에 있다.

이 때, 제2도의 선택 스위치(41b)를 「G」 측에, 또 전환 스위치(43)을 「H(평행 이동)」 측에 설정하고, 핸들(41a)를 좌측으로 회전시키면, 공구는 그 회전각에 의해 직선(110)과 평행하게 방향(111a)로 이동한다. 역으로, 핸들(41a)를 우측으로 회전시키면, 공구는 그 회전각에 의해 직선(110)과 평행하게 방향(111b)로 이동한다.

또, 전환 스위치(43)을 「V(수직 이동)」측으로 설정하고, 핸들(41a)를 좌측으로 회전시키면 공구는 그 회전각에 의해 직선(110)에 대해 법선 방향(113a)로 이동한다. 역으로, 핸들(41a)를 우측으로 회전시키면, 공구는 그 회전각에 의해 직선(110)에 대해 법선 방향(113b)로 이동한다.

핸들(41a)의 우회전 또는 좌회전의 회전 방향에 따른 공구의 이동 방향은 오퍼레이터가 파라메타 또는 가이던스 정보에 따라 입력함으로써 어느 방향으로 지정할 수 있다. 예를 들면, 공구의 수직 방향에 있어서, 핸들(41a)를 우측으로 회전시킨 경우에, 방향(113a)로 이동하는지 또는 방향(113b)로 이동하는지를 파라메타 또는 가이던스 정보에 따라 지정할 수 있다.

또, 핸들(41a)를 사용한 공구의 이동은 소정의 좌표치로 후술하는 보간 수단(2:제6도)로부터의 보간 펄스의 출력을 정지하도록 구성할 수도 있다. 예를 들면, 소정의 좌표치를 X좌표의 「0」으로 설정하면, 핸들(41a)를 좌측으로 회전시켜도 공구(112)가 위치하는 위치 P2에서 정지하고, 더 이상 방향(111a)로 이동하지 않는다. 여기에서, 도면으로부터 명백해진 바와 같이, 공구(112)가 위치하는 위치 P2는 X 좌표가 「0」이 아니라 공구 직경(반경)만큼 X축 플러스 방향으로 보정된 위치이다.

마찬가지로, 소정의 좌표치를 Y 좌표의 「0」로 설정하면, 핸들(41A)를 우측으로 회전시켜도, 공구(114)가 위치하는 위치 P4에서 정지하고, 더 이상 방향(113b)로 이동하지 않는다. 또, 공구(114)가 위치하는 위치 P4도 Y좌표가 「0」이 아니라 공구 직경(반경)만큼 Y축 플러스 방향으로 보정된 위치이다.

이와같은 상기 소정의 좌표치로 표시되는 한계 좌표치를 설정함에 따라, 오퍼레이터가 기계 조작반(40)에서 적절하지 않은 조작을 행한 경우에도 공구를 부적절한 위치까지 이동시키는 것을 방지할 수 있다.

제4도는 공구의 이동 방향을 도시하는 도면으로, XY 좌표축 평면 상에는 지정 형상으로서 원호(120)이 정의 되어 있다. 이 원호(120)은 후술하는 도형 기억 수단(1:제6도)에 의해 판독되어 기억된 도형(지정 형상)이다. 또, 공구(121)은 그 중심이 위치 P5에 있고, 공구(122)는 그 중심이 위치 P6에 있다.

이 때, 제2도의 선택 스위치(41B0를 「G」측에 또, 전환 스위치(43)을 「H(평행 이동)」측에 설정하고, 핸들(41a)를 좌측으로 회전시키면, 공구는 그 회전각에 의해 원호(120)과 일정한 간격을 유지하여 방향(12a)로 이동한다. 역으로, 핸들(41a)를 우측으로 회전시키면, 공구는 그 회전각에 의해 원호(120)과 일정한 간격을 유지하여 방향(121b)로 이동한다. 또, 이 경우의 일정한 간격은 공구의 위치(121)과 원호(120) 사이의 법선 선분이다.

또, 전환 스위치(43)을 「V(수직 이동)」측에 설정하고, 핸들(41a)를 좌측으로 회전시키면, 공구는 그 회전각에 의해 원호(120)에 대해 법선 방향으로 방향(122a)로 이동한다. 역으로, 핸들(41a)를 우측으로 회전시키면, 공구는 그 회전각에 의해 원호(120)에 대해 법선 방향으로 방향(122b)로 이동한다.

그리고, 수동 펄스 발생기나 죠그 이송 버튼을 조작하여 경사진 직선이나 원호 등과 같이 동시에 2축 이상을 이동시킬 수 있다.

제5도는 실제로 오퍼레이터가 가공을 행하는 경우의 설명도이다. 제5도에 있어서, 워크피스(200)의 우측 하부를 가공하기 위하여, 지정 형상으로서 직선(130)이 정의 되어 있다. 이 직선(130)은 후술하는 도형 기억 수단(1:제6도)에 의해 판독되어 기억된 도형(지정 형상)이다. 또, 공구(131)은 처음에 그 중심이 위치 P7에 있다.

먼저, 오퍼레이터는 제2도의 선택 스위치(41b)를 「Y」측에 설정하고, 핸들(41a)를 우측으로 회전시켜 접근 동작을 행한다. 이 때, 공구(131)은 방향(132)로 이동한다. 다음에, 오퍼레이터는 선택 스위치(41b)를 「G」측에 설정하고, 핸들(41a)를 우측으로 회전시켜 공구(131)을 방향(133)으로 이동시켜 제1 가공을 행한다.

그리고, 다시 오퍼레이터는 선택 스위치(41b)를 「Y」측에 설정하고, 다음의 가공을 행하기 위해 핸들(41a)를 우측으로 회전시켜 공구(13)을 방향(134)로 이동시킨다. 그리고, 오퍼레이터는 선택 스위치(41b)를 「G」측에 설정하고, 핸들(41a)를 좌측으로 회전시켜 공구(131)을 방향(135)로 이동시켜, 제2 가공을 행한다. 그 후, 오퍼레이터는 선택 스위치(41b)를 「X」측에 설정하고, 다음 가공을 행하기 위해 핸들(41a)를 좌측으로 회전시켜 공구(131)을 방향(136)으로 이동시킨다.

이와 같은 조작을 반복함으로써, 최종적으로 공구(131)을 위치 P8까지 이동시켜 워크피스(200)의 우측 하부를 가공한다. 따라서, 세팅 동작(가공 축에 평행한 이동) 및 절삭 동작(지정 형상에 대해 평행 이동)을 반복함으로써 보다 복잡한 순서로 시험 작품 등의 가공을 행할 수 있다.

다음에, 오퍼레이터가 수동 펄스 발생기(41)을 조작하여 공구를 이동시키는 경우의 처리 순서에 대해 설명한다.

제6도는 제1 실시예의 수치 제어 장치의 기능을 도시하는 블록도이다.

도형 기억 수단(1)은 가이던스 정보를 그래픽 제어 회로(15)를 통해 표시 장치(16)에 표시한다. 또, 도형 기억 수단(1)은 오퍼레이터가 키보드(17)을 조작하여 대화적으로 입력한 경사진 직선 및 원호 등의 지정 형상을 기억한다. 또, 기억된 지정 형상은 필요에 의해 그래픽 제어 회로(15)를 통해 표시 장치(16)에 표시된다.

보간 수단(2)은 수동 펄스 발생기(41) 등의 이동 지령 수단으로부터의 펄스 신호 HP를 검지하면, 평행 이동 또는 수직 이동 중 어느 것을 지령하는 전환 신호 H/V를 판독한다. 그리고, 보간 수단(2)는 도형 기억 수단(1)에 기억된 지정 형상 및 전환 신호 H/V에 따라 보간 펄스 CP를 출력하고, 축 제어 회로(18)에 전송한다. 축 제어 회로(18)은 실제로는 3축분을 갖고 있다. 축 제어 회로(18)은 보간 수단(2)로부터 출력된 보간 펄스 CP를 수신하여 각 축의 속도 지령을 생성하여 서보 앰프(19)에 전송한다. 서보 앰프(19)는 공작 기계(20)에 설치된 서보 모터를 구동하고, 공작 기계(20)을 제어한다. 제6도의 도형 기억 수단(1) 및 보간 수단(2)는 프로세서(11)이 ROM(12)의 시스템 프로그램에 의해 실행하는 소프트웨어에 의한 기능이다.

제7도는 제1 실시예의 처리 순서를 도시하는 플로우챠트이다. 이 플로우챠트는 제6도에 도시하는 도형 기억 수단(1) 및 보간 수단(2)가 행하는 처리순서를 도시한다. 또, 스텝 S1을 도형 기억 수단(1)이 실행하고, 다른 스텝은 보간 수단(2)가 실행한다. 제7도에 있어서, S의 다음에 이어지는 숫자는 스텝 번호를 나타낸다.

[S1] 도형의 입력 처리를 행한다. 구체적으로, 오퍼레이터가 키보드(17)을 조작하여 대화적으로 입력된 경사진 직선 및 원호 등의 지정 형상을 기억한다.

[S2] 수동 펄스를 입력한다. 즉, 제2도의 수동 펄스 발생기(41)로부터의 펄스 신호 HP를 검지한다.

[S3] 전환 신호를 입력한다. 즉, 제2도의 기계 조작반(40)에 설치된 스위치 등으로부터의 전환 신호 H/V를 입력한다.

[S4] 스텝 S3에서 입력한 전환 신호 H/V가 평행 이동(H)인지를 판별한다. 만약, 평행 이동(YES)이면 스텝 S5로 진행하고, 수직 이동(NO)이면, 스텝 S6으로 진행한다.

[S5] 평행 이동(H)의 보간 처리를 행한다. 구체적으로, 스텝 S2에서 입력된 수동 펄스의 펄스 수와 회전 방향에 의해 스텝 S1에서 입력된 지정 형상과 평행한 위치를 보간하여 보간 펄스 CP로서 출력한다.

[S6] 수직 이동(V)의 보간 처리를 행한다. 구체적으로, 스텝 S2에서 입력된 수동 펄스의 펄스 수와 회전 방향에 의해 스텝 S1에서 입력된 지정 형상에 대해 법선 방향의 위치를 보간하여 보간 펄스 CP로서 출력한다.

[S7] 이동 처리가 종료했는지 여부를 판별한다. 구체적으로, 스텝 S2에서 수동 펄스의 입력이 있었는지 여부를 판별한다. 만약, 수동 펄스의 입력이 있으면, 이동 종료되지 않고(NO) 스텝 S2로 복귀하고, 수동 펄스의 입력이 없으면, 이동 종료되고(YES), 본 처리 순서를 종료한다.

또, 상기 설명에서는 이송 속도에 대해서는 설명을 생략했지만, 도형 기억 수단(1)에 의한 지정 형상의 입력시에 각 가공 가이던스 화면에 이송 속도 F의 항을 설치하여 지정하도록 할 수 있다. 또, 수치 제어 장치의 오버라이드 스위치를 사용하도록 할 수 있다.

또, 상기 설명에서는 한 개의 이동 지령 수단으로부터의 펄스 신호와, 전환 수단으로부터의 전환 신호를 보간 수단(2)가 수신하여 보간 펄스 CP를 출력하도록 구성했지만, 평행 이동을 지령하는 평행 이동 신호를 출력하는 제1 이동 지령 수단과, 수직 이동을 지령하는 수직 이동 신호를 출력하는제2 이동 지령 수단을 설치하고, 보간 수단(2)는 상기 평행 이동 신호 및 수직 이동 신호를 수신하여 합성하여 보간 펄스 CP를 출력하도록 구성해도 좋다. 이렇게함으로써, 제5도에 도시한 바와 같은 지정 형상에 대해 세팅 동작 및 절삭 동작을 반복하는 경우는 각 동작마다 전환 수단에 의해 전환 신호를 전환할 필요가 없고, 제1 이동 지령 수단과 제2 이동 지령 수단을 양손으로 동시에 조작할 수 있으므로, 가공 효율이 향상된다.

더우기, 상기 설명에서는 일부의 가공 가이던스 기능에 대해서만 설명했지만, 다른 가공 가이던스 기능에 대해서도 마찬가지로 실현할 수 있는 것은 용이하게 이해할 수 있다.

이와 같이 해서, 가이던스 화면에 의해 지정 형상을 입력하고, 오퍼레이터는 기계 조작반(40)을 조작하면, 경사진 직선이나 원호 등과 같이 동시에 2축 이상을 이동시켜 시험 작품의 일부의 가공 등을 간단하게 실현할 수 있다.

또, 상기 설명에서는 프라이스반을 상정하여 설명했지만, 선반 등에서도 마찬가지로 적용할 수 있다.

또, 이와 같은 가이던스 기능은 통상의 수치 제어 장치에 조립할 수 있고, 특별 염가인 수치 제어 장치로서 구성할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 제1 실시예에서는 도형 기억 수단이 오퍼레이터로부터 입력된 경사진 직선 및 원호 등의 지정 형상을 기억하고, 보간 수단이 전환 수단으로부터의 전환 신호와 이동 지령 수단으로부터의 펄스 신호를 수신하여 지정 형상에 따른 보간 펄스를 출력하도록 구성한 것이므로, 범용의 공작 기계를 사용하여 시험 작품 등의 간단한 가공을 용이하게 행할 때에 지정 형상에 대해 평행 또는 수직으로 이동시킬 수 있다.

또, 오퍼레이터가 입력한 경사진 직선 및 원호 등의 지정 형상을 기억하고, 축 신호와 이동 지령 수단으로부터의 펄스 신호를 수신한 경우는 축 신호에 대응하여 보간 펄스를 출력하며, 전환 신호와 이동 지령 수단으로부터의 펄스 신호를 수신한 경우는 지정 형상에 대해 평행 이동 또는 수직 이동하는 보간 펄스를 출력하므로, 보다 복잡한 순서로 시험 작품 등의 가공을 행할 수 있다.

제8도는 공구의 이동 방향을 도시하는 도면으로, 지정 형상으로서 직선(100a)가 정의된 경우를 도시한다. 제8도에서 직선(100a)는 후술하는 도형 기억수단(1a:제9도)에 의해 입력되어 기억된 도형(지정 형상)이다. 또, 공구(101)은 그 중심이 위치 P11에 있고, 공구(102)는 그 중심이 위치 P21에 있다.

이 때, 핸들(41a)를 좌측으로 회전시키면, 공구(101)은 위치 P11로부터 그 회전각에 의해 X축에 대해 평행하게 방향(101a)로 이동한다. 그 후, 그대로 핸들(41a)를 좌측으로 계속 회전시키면, 공구(101)이 직선(100a)와 접하는 위치 P12로 이동 방향을 변경하고, 직선(100a)를 따라 방향(101b)로 이동한다. 그리고, 최종적으로 가공 개시점인 위치 P13까지 핸들 (41a)를 좌측으로 계속 회전시켜 공구(101)을 이동시킨다.

다음에, 선택 스위치(41b)를 Y축(Y)에 설정하여 핸들(41a)를 우측으로 회전시킨 경우와, 또는 죠그 이송 버튼(42) 중 Y축에 대해 플러스 방향의 이송 버튼인 「+Y」를 누른 경우와의 공구의 이동 방향에 대해 설명한다. 제8도에 있어서, 핸들(41a)를 우측으로 회전시키면, 공구(102)는 위치 P21로부터 그 회전각에 의해 Y축에 대해 평행하게 방향(102a)로 이동한다. 그 후, 그대로 핸들(41a)를 우측으로 계속 회전시키면, 공구(102)가 직선(100a)와 접하는 위치 P22로 이동 방향을 변경하고, 직선(100a)를 따라 방향(102b)로 이동한다. 그리고 최종적으로 가공 개시점인 위치 P23까지 핸들(41a)를 좌측으로 계속 회전시켜 공구(102)를 이동시킨다.

이와 같이 공구(101 및 102)의 현재 위치가 지정 형상으로서의 직선(100a)와의 교점에 도달할 때까지는 선택 스위치(41b)로 선택된 가공 축과 평행하게 이동하고, 공구(101 및 102)의 현재 위치가 직선(100a)와의 교점에 도달한 후는 직선(100a)를 따라 이동하므로, 지정 형상에 따른 가공 개시점으로의 공구의 이동을 용이하게 행한다. 또, 직선(100a)를 따른 이동의 방향이 오퍼레이터의 의도와 다른 경우에는 핸들(41a)를 역방향으로 회전시킴으로써 역 방향으로 이동시킬 수 있다. 또, 이동 방향을 변하게 하는 것은 공구(101 및 102)가 직선(100a)와 접하는 위치 P12, P22이었지만, 공구(101 및 102)의 중심이 직선(100a) 상에 도달할 때까지 이동 방향을 변경하도록 할 수도 있다.

이 경우, 공구(101 및 102)의 현재 위치가 지정 형상으로서의 직선(100a)와의 교점에 도달한 후는 선택 스위치(41b)로 선택된 가공 축과 평행하게 이동시키는 방향의 단위 벡터와, 직선(100a)를 따라 이동하는 방향의 단위 벡터를 동일하게 했으므로, 가공 축으로부터 지정 형상으로의 이동이 선택 스위치(41b) 등의 스위치의 전환 조작을 행하지 않고 실현할 수 있다.

또, 핸들(41a)의 우 회전 또는 좌 회전의 회전 방향에 따른 공구의 이동 방향은 오퍼레이터가 파라메타 또는 가이던스 정보에 따라 입력함으로써 어느 방향으로 지정할 수 있다. 예를 들면, 공구(101)의 이동에 있어서, 핸들 (41a)를 좌측으로 회전시킨 경우에 방향(101a)로 이동하는지 또는 방향(101a)와는 역 방향으로 이동하는지를 파라메타 또는 가이던스 정보에 따라 지정할 수 있다. 이것에 따라, 조작성이 향상된다.

이렇게 해서, 수동 펄스 발생기(41)이나 죠그 이송 버튼(42)를 조작하여 가공 축과 평행한 이동 및 경사진 직선이나 원호 등의 지정 형상에 따라 동시에 2축 이상의 이동에 의해 가공 개시점으로 공구를 용이하게 이동시킬 수 있다.

제9도는 제2 실시예의 수치 제어 장치의 기능을 도시하는 블록도이다.

도형 기억 수단(1a)는 가이던스 정보를 그래픽 제어 회로(15)를 통해 표시 장치(16)에 표시한다. 또, 도형 기억 수단(1a)는 오퍼레이터가 키보드(17)을 조작하여 대화적으로 입력된 지정 형상을 기억한다. 이 지정 형상에는 직선, 경사진 직선, 원 및 원호 등의 단위 형상과, 이 단위 형상을 적어도 2개 조합시킨 합성 형상, 또는 스플라인(spline) 곡선 등의 곡선 형상이 있다. 또, 기억된 지정 형상은 필요에 따라 그래픽 제어 회로(15)를 통해 표시 장치(16)에 표시된다.

현재 위치 기억 수단(3a)는 이동 지령 수단으로부터 출력되는 펄스 신호 HP와 전환 수단으로부터 출력되는 전환 신호 SS를 수신하여, 공구(X축, Y축 및 Z축 등의 가공 축)의 현재 위치를 갱신하여 기억한다.

교점 판별 수단(2a)는 도형 기억 수단(1a)에 기억된 지정 형상과 현재 위치 기억 수단(3a)에 기억된 현재 위치와의 교점을 판별하여 판별 신호를 출력한다. 구체적으로, 상기 현재 위치가 지정 형상과의 교점에 도달할 때까지는 펄스 신호 HP를 판별 신호로서 출력하고, 현재 위치가 지정 형상과의 교점에 도달한 후는 지정 형상에 따른 위치 신호를 판별 신호로서 출력한다. 이 때, 현재 위치가 지정 형상과의 교점에 도달한 후, 펄스 신호의 단위 벡터와 위치 신호의 단위 벡터가 동일하게 되도록 위치 신호를 판별 신호로서 출력한다.

보간 수단(4a)는 교점 판별 수단(2a)로부터의 판별 신호를 수신하여 보간 펄스 CP를 출력하고, 축제어 회로(18)에 전송한다. 축 제어 회로(18)은 실제로는 3축분을 갖는다. 축 제어 회로(18)은 보간 수단(4a)로부터 출력된 보간 펄스 CP를 수신하여 각 축의 속도 지령을 생성하고, 서보 앰프(19)에 전송한다. 서보 앰프(19)는 공작 기계(20)에 설치된 서보 모터를 구동하고, 공작 기계(20)을 제어한다.

또, 상기 도형 기억 수단(1a), 교점 판별 수단(2a), 현재 위치 기억 수단(3a) 및 보간 수단(4a)는 소프트웨어에 의해 실행된다.

다음에, 오퍼레이터가 수동 펄스 발생기(41)을 조작하여 공구를 이동시키는 경우의 수치 제어 장치의 처리 순서에 대해 설명한다.

제10도는 제2 실시예의 처리 순서를 도시하는 플로우챠트이다. 이 플로우챠트는 제9도에 도시하는 도형 기억 수단(1a), 교점 판별 수단(2a), 현재 위치 기억 수단(3a) 및 보간 수단(4a)가 행하는 처리 순서를 도시한다. 또, 스텝 S11을 도형 기억 수단(1a)가 실행하고, 스텝 S12, S13을 현재 위치 기억 수단(3a)가 실행하며, 스텝 S14를 교점 판별 수단(2a)가 실행하고, 다른 스텝은 보간 수단(4a)가 실행한다. 제10도에 있어서, S다음에 이어진 숫자는 스텝 번호를 나타낸다.

[S11] 입력된 도형의 기억을 행한다. 구체적으로, 표시 장치(16)에 표시된 가이던스 정보에 따라 오퍼레이터가 키보드(17)을 조작하여 대화적으로 입력한 지정 형상을 기억한다. 이 지정 형상에는 직선, 경사진 직선, 원 및 원호 등의 단위 형상과 이 단위 형상을 적어도 2개 조합시킨 합성 형상 또는 스플라인 곡선 등의 곡선 형상이 있다.

[S12] 수동 펄스를 입력한다. 즉, 제9도의 수동 펄스 발생기(41)로부터의 펄스 신호 HP를 입력한다.

[S13] 전환 신호를 입력한다. 구체적으로, 제9도의 기계 조작반(40)에 설치된 스위치 등으로부터의 전환 신호 SS를 입력함과 동시에, 이 전환 신호 SS 및 스텝 S12에서 입력된 펄스 신호 HP에 따라 공구의 현재 위치를 갱신하여 기억한다.

[S14] 스텝 S11에서 기억된 지정 형상으로 스텝 S13에서 갱신된 공구의 현재 위치가 지정 형상과의 교점에 도달했는지 여부를 공구 직경을 보간하여 판별한다. 만약, 공구의 현재 위치가 지정 형상과의 교점에 도달하면(YES) 스텝 S16으로 진행하고, 도달하지 않으면(NO) 스텝 S15로 진행한다.

[S15] 가공 축 이동의 보간 처리를 행한다. 구체적으로, 스텝 S13에서 입력된 전환 신호 SS에 따라 또, 스텝 S12에서 입력된 펄스 신호 HP에 따라 보간 펄스 CP로서 출력한다.

[S16] 지정 형상 이동의 보간 처리를 행한다. 구체적으로, 스텝 S12에서 입력된 수동 펄스의 펄스 수와 회전 방향에 의해 스텝 S11에서 입력된 지정 형상에 따른 공구의 위치를 보간하여 보간 펄스 CP로서 출력한다. 이 경우, 펄스 신호 HP의 이동 방향의 단위 벡터와 지정 형상에 따른 이동 방향의 단위 벡터가 동일하게 되도록 이동 방향을 결정한다.

[S17] 이동 처리가 종료했는지 여부를 판별한다. 구체적으로, 스텝 S2에서 수동 펄스의 입력이 있는지 여부를 판별한다. 만약, 수동 펄스의 입력이 있었다면(YES) 스텝 S12로 복귀하고, 수동 펄스의 입력이 없으면(NO) 본 처리 순서를 종료한다.

또, 상기의 설명에서는 이송 속도에 대해 설명을 생략했지만, 도형 기억 수단(1a)에 의한 지정 형상의 입력시에 각 가공 가이던스 화면에 이송 속도 F의 항을 설치하여 지정하도록 할 수 있다. 또는, 수치 제어 장치의 오버라이드 스위치를 사용하도록 할 수도 있다.

또, 상기 설명에서는 교점 판별 수단(2a)는 이동 지령 수단으로부터 출력된 펄스 신호 HP의 이동 방향의 단위벡터와 지정 형상에 따른 이동 방향의 단위 벡터를 동일하게 하도록 구성했지만, 파라메타 또는 가이던스 정보에 따라 입력함으로써 어느 방향으로 지정할 수 있다. 이것에 의해, 오퍼레이터가 의도하는 방향으로 공구를 이동시킬 수 있어 조작성이 향상된다.

더우기, 상기 설명에서는 일부의 가공 가이던스 기능에 대해 설명했지만, 다른 가공 가이던스 기능에 대해서도 마찬가지로 실현할 수있다는 것은 용이하게 이해할 수 있다.

이와 같이 해서, 가이던스 화면에 의해 지정 형상을 입력하고, 오퍼레이터는 기계 조작반(40)을 조작하면, 경사진 직선이나 원호 등과 같이 동시에 2축 이상을 이동시켜 가공 개시점으로 공구를 이동시킬 수 있으므로, 시험 작품의 일부의 가공 등을 간단하게 실현할 수 있다.

또, 상기 설명에서는 프라이스반을 상정하여 설명했지만, 선반 등에서도 마찬가지로 적용할 수 있다.

또, 이와 같은 가이던스 기능을 통상의 수치 제어 장치에 세팅할 수 있고, 특별 염가인 수치 제어 장치로서 구성할 수도 있다.

이상 설명한 바와 같이 제2 실시예에서는 도형 기억 수단이 지정 형상을 기억하고, 현재 위치 기억 수단이 이동 지령 수단으로부터의 펄스 신호 및 전환 수단으로부터의 전환 신호를 수신하여 공구의 현재 위치를 갱신하여 기억하고, 교점 판별 수단이 상기 지정 형상과 공구의 현재 위치로부터 교점을 판별하여 판별 신호를 출력하며, 보간 수단이 판별 신호에 따른 보간 펄스를 출력하도록 구성한 것이므로, 범용의 공작 기계를 사용하여 시험 작품 등의 간단한 가공을 용이하게 행할 때에, 경사진 직선이나 원호 등과 같이 동시에 2축 이상을 이동시켜 가공 개시점으로 공구를 이동시킬 수 있다.

다음에, 제3 실시예에 대해 설명한다. 기계 조작반(40)에 있어서, 핸들(41a)를 회전시킨 경우와, 또는 죠그 이송 버튼(42) 중 지정 형상에 대응하여 플러스 및 마이너스 방향의 이송 버튼인 「+GJ」,「-GJ」를 누른 경우의 지정 형상과 공구의 현재 위치와의 거리에 대해 제11도 및 제12도를 이용하여 설명한다. 또, 핸들(41a)를 회전시킨 경우와 죠그 이송 버튼(42)를 누른 경우에서는 동일한 동작을 하므로, 여기에서는 핸들(41a)를 회전시킨 경우에 대해 설명한다.

제11도는 공구와 지정 형상 사이의 거리를 도시하는 도면이다. 또, 제12도는 법선 방향 거리를 표시하는 표시 화면의 한 예를 도시하는 도면이다.

제11도에 있어서, XY 좌표 축 평면 상에는 지정 형상으로서 경사진 직선(100b)가 정의 되어 있다. 이 경사진 직선(100b)는 후술하는 도형 기억 수단(1b;제13도)에 의해 입력되어 기억된 도형(지정 형상)이다. 또, 공구(110)은 현재 그 중심이 점 P31 즉, (X, Y) = (80, 25)에 있다. 먼저, 제2도의 선택 스위치(41b)를 지정 형상에 대응한 방향 G에 또, 전환 스위치(43)을 「V(수직 이동)」 측에 설정한다. 그리고, 핸들(41a)를 좌측으로 회전시키면, 공구는 그 회전각에 의해 경사진 법선(100b)에 대해 법선 방향에서 방향(110a)로 이동한다. 또, 선택 스위치(41b)를 X축 방향(X)에 설정하여 핸들(41a)를 좌측으로 회전시키면, 공구는 그 회전각에 따라 X축과 평행한 방향(110b)로 이동한다.

제12도에 있어서, 표시 화면(16b)는 제1도의 표시 장치(16)에 표시되는 화면이다. 이 표시화면(16b)는 제11도에 공구(110)이 점 P31에 있는 경우에 표시되는 호면으로, 공구의 현재 위치와 기억된 지정 형상이 표시되어 있다.

표시 화면(16b)의 화면 좌측 상부에는 공구의 현재 위치 즉, 점 P31의 공구의 중심 위치가 X축(X), Y축(Y) 및 Z축(Z)의 축마다의 위치가 표시된다. 마찬가지로, 화면 우측 상부에 공구와 지정 형상 사이의 거리 D 및 공구 직경Φ가 표시되어 있다. 이 화면 우측 상부에 공구와 지정 형상 사이의 거리 D에는 점 P31과 경사진 직선(100b) 사이의 거리인 거리 D1의 값이 표시된다.

또, 표시 화면(16b)의 화면 좌측 하부에는 제11도에 도시되는 경사진 직선(100b)의 정의(正義) 정보가 시점(X1, Y1), 종점(X2, Y2), 각도 A 및 공구 지름 Φ의 값이 표시된다. 마찬가지로, 화면 우측 하부에는 지정 형상을 시각적으로 판별하기 위해, 경사진 직선이 그래픽으로 정의 정보와 함께 묘화되어 있다.

여기에서, 제11도의 점 P31에 있는 공구(110)을 방향(110a)의 방향으로 이동시켜, 공구의 중심을 점 P32 즉, (X, Y) = (65, 45)까지 이동시키면, 점 P32와 경사진 직선(100b) 사이의 거리는 거리 D2로 된다. 이 때, 표시 화면(16b)의 화면 우측 상부에 표시되는 지정 형상 사이의 거리 D가 변화하여 「11.000」로 된다.

마찬가지로, 점 P31에 있는 공구(110)을 방향(110b)의 방향으로 이동시켜 공구의 중심을 P33 즉, (X, Y) = (45, 25)까지 이동시키면, 점 P33과 경사진 직선(100b) 사이의 거리는 거리 D3으로 된다. 이 때, 표시화면 (16a)의 화면 우측 상부에 표시되는 지정 형상 사이의 거리 D가 변화하여 「13.000」로 된다.

이와 같이, 오퍼레이터가 기계 조작반(40)을 조작하여 공구를 이동시키면, 그 공구의 이동에 의해 지정 형상 사이의 거리 D가 변화하면서 표시된다. 따라서, 시험 작품 등의 일부의 간단한 가공을 용이하게 행하기 위하여, 지정 형상과 공구의 현재 위치와의 거리를 알 수 있다.

다음에, 제3 실시예의 수치 제어 장치의 기능에 대해 설명한다.

제13도는 제3 실시예의 수치 제어 장치의 기능을 도시하는 블록도이다.

그래픽 제어 회로(15)를 통해 표시 장치(16)에 표시된 가이던스 정보에 따라 오퍼레이터가 키보드(17)을 조작하여 경사진 직선 및 원호 등의 지정 형상을 입력한다. 이와 같이 해서, 대화적으로 입력된 상기 지정 형상을 도형 기억 수단(1b)가 기억한다.

현재 위치 기억 수단(2b)는 오퍼레이터가 조작함으로서 이동 지령 수단으로부터의 펄스 신호 HP를 검지하면, 이 펄스 신호 HP에 의해 공구의 현재 위치를 갱신하여 기억한다. 또, 펄스 신호 HP는 축마다 입력된다. 또, 이동 지령 수단으로부터 축마다의 리셋 신호 RST를 검지한 경우에는 그 축의 공구의 현재 위치를 「0」으로 초기화한다.

거리 연산 수단(3b)는 도형 기억 수단(1b)에 기억된 지정 형상과, 현재 위치 기억 수단(2b)에 기억된 공구의 현재 위치와의 거리를 산출한다. 또, 산출된 결과는 그래픽 제어 회로(15)를 통해 표시 장치(16)에 표시된다.

또, 상기 도형 기억 수단(1b), 현재 위치 기억 수단(2b) 및 거리 연산 수단(3b)는 소프트웨어에 의해 실행된다.

다음에, 제3 실시예의 처리순서에 대해 설명한다.

제14도는 제3 실시예의 처리 순서를 도시하는 플로우챠트이다. 이 플로우챠트는 제3도에 도시하는 도형 기억 수단(1b), 현재 위치 기억 수단(2b) 및 거리 연산 수단(3b)가 행하는 처리 순서를 도시한다. 또, 스텝 S21을 도형 기억 수단(1b)가 실행하고, 스텝 S22는 현재 위치 기억 수단(2b)가 실행하며, 다른 스텝은 거리 연산 수단(3b)가 실행한다. 제14도에 있어서, S 다음에 이어지는 숫자는 스텝 번호를 나타낸다.

[S21] 입력 도형의 기억을 행한다. 구체적으로, 표시 장치(16)에 표시된 가이던스 정보에 따라 대화적으로 키보드(17)을 조작하여 오퍼레이터로부터 입력된 경사진 직선 및 원호 등의 지정 형상을 기억한다.

[S22] 펄스를 입력한다. 즉, 제2도의 수동 펄스 발생기(41) 등의 이동 지령 수단으로부터의 펄스 신호 HP 및 리셋 신호 RST를 검지한다. 또, 펄스 신호 HP 및 리셋 신호 RST에 의해 공구의 현재 위치를 갱신한다.

[S23] 거리의 연산을 행한다. 구체적으로, 스텝 S21에서 기억된 지정 형상과, 스텝 S22에서 갱신된(또는 「0」으로 초기화된) 공구의 현재 위치 사이의 거리를 산출한다. 산출 방법은 종래에서 수학적으로 구해지는 점과 직선 또는 원호의 거리를 산출하는 방법과 동일하므로 설명을 생략한다.

[S24] 거리의 표시를 행한다. 구체적으로, 가이던스 제어 회로(15)를 통해 표시 장치(16)에 제12도에 도시한 바와 같은 표시 화면(16b)에 표시한다.

[S26] 종료 지령이 입력되었는지 여부를 판별한다. 구체적으로, 상기 이동 지령 수단 및 키보드(17)로부터 종료 지령이 입력되었는지의 여부를 판별한다. 만약, 종료 지령이 입력되면(YES) 본 처리 순서를 종료하고, 종료 지령이 입력되지 않으면(NO) 스텝S22로 복귀한다.

이와 같이 해서, 오퍼레이터가 가이던스 정보에 의해 지정 형상을 입력한 후, 기계 조작반(40)을 조작하면, 지정 형상과 공구의 현재 위치와의 거리를 알 수 있기 때문에, 시험 작품 중 일부의 가공 등을 간단하게 실현할 수 있다.

또, 상기 설명에서는 프라이스반을 상정하여 설명했지만, 선반 등에서도 마찬가지로 적용할 수 있다.

또, 이와 같은 가이던스 기능은 통상의 수치 제어 장치에 세팅될 수 있고, 특별 염가인 수치 제어 장치로 구성할 수도 있다.

이상 설명한 바와 같이, 제3 실시예에서는 도형 기억 수단이 지정 형상을 기억하고, 현재 위치 기억 수단이 이동 지령 수단으로부터의 펄스 신호를 수신하여 공구의 현재 위치를 기억하며, 거리 연산 수단이 공구의 현재 위치와 지정 형상 사이의 거리를 계산하여 표시 장치에 표시하므로, 지정 형상과 공구의 현재 위치와의 거리를 알 수 있고, 시험 작품 등의 일부의 간단한 가공이 용이하게 된다.

다음에, 제4 실시예의 가이던스 기능 중 마무리 가공에 대해 설명한다.

제15도는 마무리 가공을 행하기 위한 가공 가이던스 화면을 도시하는 도면이다. 이 마무리 가공용의 가공 가이던스 화면은 표시 장치(16)의 표시 화면(16c)에 표시된다. 또, 여기에서는 코너 가공의 마무리를 행하기 위한 가공 가이던스 화면을 도시하고 있다.

표시 화면(16c)의 화면 좌측 상부에는 공구의 현재 위치를 표시하는 현재 위치 표시란(51)이 화면 우측 상부에는 공구의 현재의 상태 등을 표시하기 위한 공구 상태 표시란(52)가, 화면 하부에는 가공 데이터를 입력하기 위한 데이터 입력 화면(53)이 각각 표시되어 있다. 현재 위치 표시란(51)에는 공구의 현재 위치로서 X 좌표란(51a), Y 좌표란(51b) 및 Z 좌표란(51c)가 설치되어 있다. 또, 공구 상태 표시란(52)에는 공구와 지정 형상 사이의 거리 D를 표시하는 거리 표시란(52a), 공구 직경 Φ를 표시하는 공구 직경 표시란(52b) 및 후술하는 가공 종료점을 표시하는 가공 종료점 표시란(52c)가 설치되어 있다.

데이터 입력 화면(53)의 우측에는 코너 가공의 마무리 상태도(53h)가 표시되어 있다. 워크피스의 마무리 상태는 직선 L1의 시점(X1, Y1), 직선 L2의 종점(X3, Y3), 직선 L1과 직선 L2와의 교점(X2, Y2) 및 코너 R의 값에 의해 결정된다.

이 때문에, 데이터 입력 화면(53)의 좌측에는 코너 R 입력란(53a), 직선 L1의 시점 입력란(53b), 직선 L1과 직선 L2와의 교점 입력란(53C) 및 직선 L2의 종점 입력란(53d)가 설치되어 있다. 또, 이들 데이터이외에, 공구 직경 Φ 입력란(53e0, 메시지 표시란(53f0 및 소프트 키 메뉴란(53g)가 설치되어 있다. 소프트 키 메뉴란(53g)는 키보드(17) 상의 대응하는 평션 키를 누름으로써, 각각 메뉴가 선택되어 화면 내용이 전환된다. 이들 각 데이터 입력란(53a∼53g)에 데이터를 입력하는 경우에는 입력하고 싶은 부분에 커서(54)를 이동시켜 행한다.

이와 같은 마무리 가공용의 가공 가이던스 화면에서는 데이터 입력 화면(53)의 각 데이터 입력란에 데이터를 입력하고, 공구 직경 입력란(53e)로의 입력이 종료되므로, 소프트 키 메뉴란(53g)의 [마무리 가공]을 선택하면, 메시지 표시란(53f)에 [가공 종료점을 설정]이라는 메시지가 점멸 표시된다. 이것과 동시에, 커서(54)가 공구 상태 표시란(52)의 가공 종료점 표시란(52c)로 자동적으로 이동한다.

여기에서, 가공 종료점은 워크피스의 마무리 가공이 종료한 경우에 공구가 최종적으로 벗어나 정지하는 위치이다. 이 가공 종료점의 입력이 종료하면, 메시지 표시란(53f)에는 「가공 개시점으로 이동해서 [개시]를 누름」이라고 표시된다. 오퍼레이터는 이것에 따라, 수동 펄스 발생기(41) 또는 죠그 이송 버튼(42)를 조작하여 공구를 가공 개시점으로 이동시킨다. 그리고, [개시]를 선택함으로써, 가공 가이던스에 의한 코너 가공의 마무리 모드로 된다.

제16도는 코너 가공의 마무리 모드에 의한 공구의 이동 과정을 도시하는 도면이다. 여기에서는 도시하는 바와 같은 지정 형상(61)의 마무리 가공을 행하는 것이다. 먼저, 오퍼레이터는 수동 펄스 발생기(41) 또는 죠그 이송 버튼(42)를 조작하여 공구(62)를 가공 개시점(63)으로 이동시킨다. 이 가공 개시점(63)에서 [개시]를 선택하면, 공구(62)는 절삭 개시점(66)까지 원호 형상으로 접근하여 도달한다. 이 원호 형상의 반경 r1은 가공 개시점(63)으로부터 공구 직경 경로(64)로의 법선 길이로 하고, 점 P41을 중심으로 하여 원호 이동한다.

절삭 개시점(66)에 도달한 공구(62)는 수동 펄스 발생기(41) 또는 죠그 이송 버튼(42)로부터의 지령 속도에 따라 지정 형상(61)에 따른 공구 경로(64) 상을 이동해 간다. 그리고, 절삭 종료점(67)에 도달하면, 가공 종료점(65)까지 원호 형상으로 벗어나는 동작을 행하고, 모든 동작을 종료한다. 이 원호 형사의 반경 r2는 가공 종료점(65)로부터 공구 경로(64)로의 법선의 길이로 하고 점 P42를 중심으로 하여 원호 이동한다.

이와 같이, 본 실시예에서는 마무리 가공에서 공구(62)의 접근 동작 및 벗어나는 동작을 행하는 경우에, 각각 원호 형상의 궤도를 지키도록 했으므로, 절삭면에 커터 마크가 생기는 것이 방지되어 마무리 형상이 양호하게 된다.

또, 상기 설명에서는 코너 R의 내측 가공에 대한 예를 도시했지만, 외측 가공에서도 양호하고, 더욱이 코너 C 가공, 직선 가공, 원 가공 등의 다른 가공 모드에서도 본 발명을 적용할 수 있다.

또, 상기 설명에서는 프라이스반을 상정하여 설명했지만, 선반 등에서도 마찬가지로 적용할 수 있다.

더우기, 이와 같은 가이던스 기능은 통상의 수치 제어 장치에 포함 시킬 수 있고, 특히 염가인 수치 제어 장치로서 구성할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 제4 실시예에서는 지정 형상에 따라 공구 경로에 공구를 접근시켜, 공구가 오퍼레이터에 의해 지정된 가공 개시점에 도달하면, 공구경로 상의 절삭 개시점까지 원호 형상으로 접근시켜 접근 후에는 공구가 공구 경로 상을 이동하도록 한 것이므로, 공구의 워크피스의 접근시에 커터 마크가 생기는 것이 방지된다. 이 때문에, 마무리 형상이 양호하게 된다.

제17도는 제4 실시예의 수치 제어 장치의 기능을 도시하는 블럭도이다. 도형 기억 수단(1c)는 가이던스 정보를 그래픽 제어 회로(15)를 통해 표시 장치(16)에 표시한다. 또, 도형 기억 수단(1c)는 오퍼레이터가 키보드(17)을 조작하여 대화적으로 입력된 직선 및 원호 등의 지정 형상을 기억한다. 또, 기억된 지정 형상은 필요에 따라 그래픽 제어 회로(15)를 통해 표시 장치(16)에 표시된다.

보간 수단(2c)는 수동 펄스 발생기(41) 등의 이동 지정 수단으로부터 펄스 신호 HP와 이동 방향 신호 GS를 수취하면, 도형 기억 수단(1c)에 기억된 지정 형상에 따른 공구 경로에 공구를 접근시키고, 더우기 공구가 미리 설정된 가공 개시점에 도달하면, 공구 경로 상의 절삭 개시점까지 원호 형상으로 접근되고, 접근후에는 공구가 공구 경로 상을 이동하도록 보간 펄스 CP를 축 제어 회로(18)에 전송한다. 축 제어 회로(18)은 실제로는 3축분을 갖고 있고, 보간 수단(2c)로 부터 출력된 보간 펄스 CP를 수신하여 각 축의 속도 지령을 생성하고, 서보 앰프(19)에 전송한다. 서보 앰프(19)는 공작 기계(20)에 설치된 서보 모터를 구동하고, 공작 기계(20)을 제어한다.

또, 상기 도형 기억 수단(1c) 및 보간 수단(2c)는 소프트웨어에 의해 실행된다.

또, 상기 각 실시예의 각 기능을 모두 포함하는 수치 제어 장치를 구성해도 좋고, 일부의 기능을 선택하여 수치 제어 장치를 구성해도 좋다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위에서 여러 가지 변형, 변경이 가능하다.

Claims (17)

1. 적어도 2축 이상의 공작 기계를 제어하는 수치 제어 장치에 있어서, 가이던스 정보에 의해 대화적으로 입력된 경사진 직선 및 원호 등의 지정 형상을 기억하는 도형 기억 수단(1), 공구의 현재 위치와 상기 지정 형상과의 거리를 유지하면서 이동하는 평행 이동 또는 공구의 현재 위치로부터 상기 지정 형상으로의 법선 선분으로 표시되는 방향의 전후로 이동하는 수직 이동 중 어느 하나를 지령하는 전환 신호를 출력하는 전환 수단(43), 공구의 이동을 지령하는 펄스 신호를 출력하는 이동 지령 수단(41, 42), 및 상기 전환 신호와 상기 펄스 신호를 수신하여 보간 펄스를 출력하는 보간 수단(2)을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 수치 제어 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 이동 지령 수단은 수동 펄스 발생기(41)인 것을 특징으로 하는 수치 제어 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 이동 지령 수단은 죠그 이송 버튼(42)인 것을 특징으로 하는 수치 제어 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 보간 수단(2)은 소정의 좌표치에 도달할 때에 상기 보간 펄스의 출력을 정지하도록 구성한 것을 특징으로 하는 수치 제어 장치.
5. 적어도 2축 이상의 공작 기계를 제어하는 수치 제어 방법에 있어서, 가이던스 정보에 의해 대화적으로 입력된 경사진 직선 및 원호 등의 지정 형상을 기억하고, 적어도 2축 이상의 제어 축 중의 어느 것을 지령하는 축 신호와 공구의 이동을 지령하는 펄스 신호를 수신한 경우는 상기 축신호에 따라 보간 펄스를 출력하며, 공구의 현재 위치와 상기 지정 형상과의 거리를 유지하면서 이동하는 평행 이동 또는 공구의 현재 위치로부터 상기 지정 형상으로의 법선 선분으로 표시되는 방향의 전후로 이동하는 수직 이동 중 어느 것을 지령하는 전환 신호와, 공구의 이동을 지령하는 펄스 신호를 수신한 경우는 상기 전환 신호 및 상기 펄스 신호에 따라 보간 펄스를 출력하는 것을 특징으로 하는 수치 제어 방법.
6. 적어도 2축 이상의 공작 기계를 제어하는 수치 제어 장치에 있어서, 가이던스 정보에 의해 대화적으로 입력된 지정 형상을 기억하는 도형 기억 수단(1a), 공구의 이동을 지령하는 펄스 신호를 출력하는 이동 지령 수단(41, 42), 상기 펄스 신호가 공작 기계를 제어하는 어느 축의 이동을 지령하는 신호인가를 나타내는 전환 신호를 출력하는 전환 수단(43), 상기 펄스 신호와 상기 전환 신호를 수신하여 공구의 현재 위치를 갱신하여 기억하는 현재 위치 기억 수단(3a), 상기 지정 형상과 상기 현재 위치와의 교점을 판별하여 판별 신호를 출력하는 교점 판별 수단(2a), 및 상기 판별 신호를 수신하여 보간 펄스를 출력하는 보간 수단(4a)을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 수치 제어 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 지정 형상은 직선, 경사진 직선, 원 및 원호 등의 단위 형상과, 상기 단위 형상을 적어도 2개 조합시킨 합성 형상 또는 스플라인 곡선 등의 곡선 형상이도록 구성한 것을 특징으로 하는 수치 제어 장치.
8. 제6항에 있어서, 상기 교점 판별 수단(2a)은 상기 현재 위치가 상기 지정 형상과의 교점에 도달할 때까지는 상기 펄스 신호를 상기 판별 신호로서 출력하고, 상기 현재 위치가 상기 지정 형상과의 교점에 도달한 후에는 상기 지정 형상에 따른 위치 신호를 상기 판별 신호로서 출력하도록 구성한 것을 특징으로 하는 수치 제어 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 교점 판별 수단(2a)은 상기 현재 위치가 상기 지정 형상과의 교점에 도달한 후, 상기 펄스 신호의 단위 벡터와 상기 위치 신호의 단위 벡터를 동일하게 구성한 것을 특징으로 하는 수치 제어 장치.
10. 적어도 2축 이상의 공작 기계를 제어하는 수치 제어 장치에 있어서, 가이던스 정보에 의해 대화적으로 입력된 경사진 직선 및 원호 등의 지정 형상을 기억하는 도형 기억 수단(1b), 공구의 이동을 지령하는 펄스 신호를 출력하는 이동 지령 수단(41, 42), 상기 펄스 신호를 수신하여 공구의 현재 위치를 기억하는 현재 위치 기억 수단(2b), 및 상기 공구의 현재 위치와 상기 지정 형상 사이의 거리를 계산하여 표시 장치에 표시하는 거리 연산 수단(3b)을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 수치 제어 장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 거리 연산 수단(3b)은 상기 법선 방향 거리를 산출할 때에 공구 직경을 보정하는 공구 직경 보정 수단을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 수치 제어 장치.
12. 적어도 2축 이상의 공작 기계를 제어하는 수치 제어 장치에 있어서, 가이던스 정보에 따라 오퍼레이터에 의해 대화적으로 입력된 직선 및 원호 등의 지정 형상을 기억하는 도형 기억 수단(1c), 상기 오퍼레이터에 의해 지령된 공구의 이동 속도에 따라 펄스 신호를 출력하는 이동 지령 수단(41, 42), 및 상기 펄스 신호에 따라 상기 지정 형상에 따른 공구 경로에 상기 공구를 접근시켜 상기 공구가 상기 오퍼레이터에 의해 지정된 가공 개시점(63)에 도달하면, 상기 공구 경로 상의 절삭 개시점(66)까지 원호 형상으로 접근시키고, 상기 접근 후에는 상기 공구가 상기 공구 경로 상을 이동하도록 보간 펄스를 출력하는 보간 수단(2c)을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 수치 제어 장치.
13. 제12항에 있어서, 상기 이동 지령 수단은 수동 펄스 발생기(41)인 것을 특징으로 하는 수치 제어 장치.
14. 제12항에 있어서, 상기 이동 지령 수단은 죠그 이송 버튼(42)인 것을 특징으로 하는 수치 제어 장치.
15. 제12항에 있어서, 상기 원호 형상으로 접근하기 위한 궤도 반경(r1)은 상기 가공 개시점(63)과 상기 절삭 개시점(66)과의 법선 거리인 것을 특징으로 하는 수치 제어 장치.
16. 제12항에 있어서, 상기 보간 수단(2c)은 상기 공구가 상기 공구 경로상의 절삭 종료점(67)까지 도달하면, 미리 설정된 가공 종료점(65)까지 원호 형상을 따라 벗어나는 동작을 하도록 보간 펄스를 출력하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 수치 제어 장치.
17. 제16항에 있어서, 상기 원호 형상을 따라 벗어나는 동작을 하기 위한 궤도 반경(r2)은 상기 가공 종료점(65)과 상기 절삭 종료점(67)과의 법선 거리인 것을 특징으로 하는 수치 제어 장치.