JP2000135652A - 工作機械の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 対話型ＮＣ装置と呼ばれる工作機械の制御装
置において、対話型ＮＣ装置の長所を損なうことなく、
加工時間の短縮を可能にする。 【解決手段】 図６に示す工具情報テーブルは、工具毎
に、先端角、小径、小径長などのパラメータが格納され
たデータベースとなっている。これらパラメータの一つ
である周速オーバライドは、別のデータベースにおいて
同種の工具一般に対して登録されている周速の標準値に
対する、その工具で実際に稼働して良い最大周速の割合
を表している。このように工具毎に、周速などの値のオ
ーバライドが設定されているため、標準値よりも大きな
速度で稼働可能な工具については、オーバライドの値を
大きく設定することにより、加工時間の短縮が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加工プログラム内
で指定された加工に応じて、データベースを参照し、工
作機械に対する制御指令を自動的に生成する制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】こうした制御装置は、対話型ＮＣ装置と
呼ばれ、加工プログラムで、加工順、加工位置、最終形
状、等を記述しておくと、予めデータベースに登録され
ている工具情報、工具パターン情報、切削条件情報など
を参照しながら、工作機械を構成するＸＹＺ軸、主軸、
ＡＴＣ、クーラント等の制御指令を自動的に生成する。

【０００３】具体的には主軸の工具交換、および回転
数、ＸＹＺ軸移動に関する位置／速度の指令、クーラン
トバルブＯＮ／ＯＦＦ等の工作機械を構成する各部装置
の詳細な指令を、加工プログラムに記述された平易な加
工指定情報を元に順次自動生成する。これによって、加
工プログラムの記述内容を簡素化し、容易に作成できる
と共に、プログラム作成者の負担を軽減する効果があっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、対話型
ＮＣ装置では、前述のような効果の反面、工作機械を構
成する各部装置の指令内容が画一的になり、細かい指定
ができないという短所があった。

【０００５】例えば、ドリルによる穴加工において、ド
リルの形状及び外径が同じであってもその材質によって
は、従来のドリルに比べ、より高速な切削に対応可能な
ものがある。しかしながら、対話型ＮＣ装置では、「ド
リル」という分類からデータベースを参照し、主軸回転
数、Ｚ軸送り速度を一意に生成していた。その結果、本
来高速な加工が可能な工具を使用していながら、その工
具毎に主軸回転数、Ｚ軸送り速度を指定することができ
ないため、従来の工具による主軸回転数、Ｚ軸送り速度
で加工していた。この結果、加工時間の短縮ができなか
った。

【０００６】また、工具の中には高圧クーラントに対応
した工具と対応していない工具がある。高圧クーラント
とは、工具の内部にクーラント液を通すための穴が空い
た工具を主軸を付けた際に、クーラント液を流す方式で
ある。この工具を主軸から取り外す際には、クーラント
が通っていた穴に空気を通し、この穴内に残存するクー
ラント液を吹き飛ばす（これを水切りブローと言う）。
水切りブローに必要な時間は、工具によって異なるの
で、これが短くて済む工具については、ブロー時間を短
縮するのが加工能率上、適切である。しかしながら、従
来の水切りブローは一定時間、行なわれており、このブ
ロー時間は、長時間必要な工具に合わせられていた。

【０００７】本発明は上述した問題点を解決するために
なされたものであり、請求項１に記載の工作機械の制御
装置は、対話型ＮＣ装置の長所を損なうことなく、加工
時間の短縮を可能にすることを目的とする。また請求項
２に記載の本発明は、請求項１に係るデータベースに登
録するデータの一態様及びこれを有効に活用する方法を
提案するものである。

【０００８】また更に、請求項３に記載の本発明は、被
加工物の材質に応じて最適な速度で加工することを可能
にすることを目的としている。請求項４に記載の本発明
は、ある工具について運転しうる最適加工速度の標準加
工速度に対する割合（詳しくは後述）の設定作業を、短
時間で行なえるようにすることを目的としている。

【０００９】そして請求項５に記載の本発明は、現在主
軸についている工具による加工が終了した際に、その工
具が高圧クーラントに対応したものであれば、適切な時
間だけ水切りブローを行なうことにより、加工全体の所
要時間を短縮することを目的としている。

【００１０】請求項６に記載の本発明は、請求項５に記
載の制御装置の好適な態様を提案するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】かかる目
的を達成するためになされた本発明の請求項１に記載の
工作機械の制御装置は、加工プログラム中で指定された
工程名を、少なくとも複数の工程名と該各工程に使用す
る工具と該各工具の標準加工速度とが格納された第１デ
ータベース、から参照することにより、該工程に用いる
工具、及び該工具の標準加工速度を設定し、前記加工プ
ログラム中で指定された座標に対して加工を行なうため
のモーション指令を生成する工作機械の制御装置におい
て、複数の工具と、該各工具において、運転しうる最適
加工速度の前記標準加工速度に対する割合が格納された
工具情報テーブルと、該工具情報テーブルに格納された
前記割合を設定するための割合設定手段と、前記加工プ
ログラム中で指定された工程名に基づき、前記第１デー
タベースから工具および該工具の標準加工速度を設定し
た後、更に前記工具情報テーブルから前記工具に対応す
る前記割合を参照して最適加工速度を算出し、該工程に
用いる工具を最適加工速度で前記座標に対して加工を行
なうためのモーション指令を生成するモーション指令生
成手段と、を備えたことを特徴とする。

【００１２】この工作機械の制御装置（以下、単に制御
装置とも言う）においては、第１データベースと工具情
報テーブルとを参照することによりモーション指令を生
成して行く。第１データベースには、工程名と、その工
程に使用する工具と、その工具の標準加工速度とが格納
されている。例えば、工程名として「穴」を参照する
と、これに対応する工具名として「ドリル」が格納され
ており、更にこの「ドリル」の標準加工速度として「周
速１５ｍ／分」が格納されている。なお、一つの工程が
複数の副次的な工程（小工程という）から成る場合に
は、工程に含まれる小工程を格納し、かつ各小工程に対
して工具と標準加工速度とを格納するとよい。例えば、
「穴」に対する小工程として「センタ穴」と「狭義の
穴」が対応され、「センタ穴」に対しては「センタドリ
ル」が格納され、これに対して標準加工速度が「１１ｍ
／分」が格納されていても良い。

【００１３】一方、工具情報テーブルには、工具と、そ
の工具において運転しうる最適加工速度の、標準加工速
度に対する割合（以下「割合」と言えば、これを指すも
のとする）が格納されている。例えば、「ドリル」の標
準加工速度が「周速１１ｍ／分」、最適加工速度が「周
速１３．２ｍ／分」であれば、割合は１３．２÷１１＝
１．２であるから、工具情報テーブルには「ドリル」に
対応して１．２（もしくは１２０％）が格納される。一
般に、加工プログラムにおいて平易な指定が可能な対話
型ＮＣ装置とはいえ、その工程を施す座標は指定する必
要がある。また「穴」工程の場合には、穴の径、深さ等
の指定も必要である。特に重要なのは穴の径であり、従
って、「穴」工程の場合には、同じ「ドリル」でも呼び
径毎に「径３ｍｍのドリル」「径５ｍｍのドリル」等と
複数の工具が用意され、これらに対してそれぞれ割合が
設定されている。

【００１４】ここで加工プログラム中で工程として「径
３ｍｍの穴」が指定されていた場合（ただし「径３ｍ
ｍ」は、工程名としてではなく、座標などと共にこの工
程に必要なパラメータの一つとして与えられる場合が多
い）を想定すると、モーション指令生成手段は、次のよ
うにしてモーション指令を生成する。

【００１５】まず加工プログラム中の「径３ｍｍの穴」
という工程名に対応して、第１データベースを参照し、
「ドリル」および「周速１１ｍ／分」を得る。そして工
具情報テーブルを参照して「径３ｍｍのドリル」の周速
に関する最適加工速度の標準加工速度に対する割合
「１．２」を得る。この割合１．２と周速１１ｍ／分と
から、最適加工速度（ここでは最適な周速）を１１×
１．２＝１３．２［ｍ／分］のように算出する。そして
この工程「穴」に用いる工具「ドリル」を最適加工速度
「１３．２ｍ／分」で座標に対して加工を行なうための
モーション指令を生成する。

【００１６】なお、工具情報テーブルに格納される「割
合」は、割合設定手段を用いて変更することができる。
例えば、この例ではドリルの周速に関する割合は１．２
であったが、これを１．３に設定したり１．１に設定し
たりすることが可能である。つまりこの制御装置は、同
類の任意の工具（例えば、ドリル、タップ、…）におい
て問題なく加工を行なえる標準加工速度を第１データベ
ースに登録しておき、更に加工速度を大きくできる工具
については、そうでない工具よりも工具情報テーブルの
割合を高くすることにより、加工時間の短縮を図れるよ
うにされている。

【００１７】従って、請求項１に記載の工作機械の制御
装置によれば、工具毎に加工速度の設定が可能であるた
め、加工速度が標準加工速度に束縛されることがない。
従って、加工速度を大きく取れる工具については割合を
大きく設定しておくことにより、加工時間の短縮を行な
うことができる。

【００１８】しかも、割合設定手段により、割合を変更
することができるので、試行錯誤などにより割合を徐々
に大きくし、加工時間の更なる短縮を図ることも可能で
ある。なお、標準加工速度にて加工したいときには、割
合を１．０にするだけでよいため、その工具の標準加工
速度をいちいち覚えておく必要がない。また、強度が未
知の工具については、割合を０．８等と小さく設定して
試験的に加工をし、工具や被工作物の様子を見る、とい
ったことも可能である。

【００１９】そして従来の対話型ＮＣ装置と同様、加工
プログラム中の平易な記述に基づいてモーション指令が
生成されて行くので、加工プログラムの作成負担が少な
い、という、従来の利点も存続させることができる。な
お、第１データベース中で工程名、工具、標準加工速度
が一まとめに管理されているかのように説明したが、幾
つかの副テーブルに分離されていても良い。例えば、工
程名・工具間の対応関係が格納された副テーブルと、工
具・標準加工速度間の対応関係が格納された副テーブル
とから第１データベースを構成しても良い。また、標準
加工速度として、ドリルにおける周速を挙げたが、これ
以外の加工速度を設定しても良いし、同時に複数の加工
速度を設定しても良い。その例が請求項２である。

【００２０】すなわち、請求項２に記載の本発明は、請
求項１に記載の工作機械の制御装置において、前記第１
データベースが、前記工具に対応する前記標準加工速度
として、該工具の標準周速および標準送り速度が格納さ
れたものであり、前記工具情報テーブルが、前記工具の
前記最適加工速度として、前記標準周速に対する最適周
速の割合、及び前記標準送り速度に対する最適送り速度
の割合が格納されたものであり、前記割合設定手段が、
少なくとも、前記標準周速に対する最適周速の割合、及
び前記標準送り速度に対する最適送り速度の割合の双方
を独立して設定可能なものであることを特徴とする。

【００２１】つまり、工具の標準加工速度として、周速
と送り速度の２種類が第１データベースに登録されてお
り、更に割合が、これらについて互いに独立に工具情報
テーブルに格納されている。そして割合設定手段によ
り、これらの割合をそれぞれ独立に変更可能にされてい
る。

【００２２】従って、請求項２に記載の工作機械の制御
装置によれば、前記説明した周速に加え、送り速度につ
いても工具毎に最適な速度に設定することにより、向上
させることができる。なお、第１データベースの全ての
工具について、その標準加工速度として、周速と送り速
度の双方が登録されている必要はない。送り速度の必要
のない工具（タップなど）は、周速のみを登録しておけ
ばよい。

【００２３】請求項３に記載の本発明は、請求項１また
は２に記載の工作機械の制御装置において、前記第１デ
ータベースが、複数の工具とその標準加工速度とを、被
工作物の材質毎に格納したもの、であり、前記モーショ
ン指令生成手段が、前記加工プログラム中で指定された
工程名および被工作物の材質に基づき、前記第１データ
ベースから工具および該工具の標準加工速度を設定した
後、更に前記工具情報テーブルから最適加工速度を算出
し、該工程に用いる工具を最適加工速度で前記座標に対
して加工を行なうためのモーション指令を生成するも
の、であることを特徴とする。

【００２４】つまり、この制御装置は、加工プログラム
中にて、被工作物の材質を指定し、この材質に応じた加
工を行なうことができる工作機械に対応したものであ
る。そして前記のように第１データベースには被工作物
の材質（以下、単に材質と言う）毎に、工具と標準加工
速度とが格納されている（これは「少なくとも工具と標
準加工速度とについては…」という意味である。従って
更に、工程名も被工作物の材質毎に格納されていても構
わない）。

【００２５】この制御装置において、快削性に富んだ材
質については、高い標準加工速度を登録すれば、更に加
工に要する時間を縮めることができる。従って、請求項
３に記載の工作機械の制御装置によれば、工具の違いに
加え、材質の違いによっても、加工速度の適正化を行な
うことができる。

【００２６】なお、この記載には反するが、材質の違い
を第１データベースに反映させるのではなく、工具情報
テーブルに反映させるようにしても良い。すなわち、工
具情報テーブル内の、工具と割合とを、材質毎に格納す
るようにしてもよい。このようにしてもほぼ同等の効果
を奏することができる。

【００２７】請求項４に記載の本発明では、請求項１か
ら３にいずれか記載の工作機械の制御装置において、前
記割合設定手段が、前記割合を設定する際に、該割合の
具体的な数値が指定されなかった場合には、該割合とし
て１を前記工具情報テーブルに格納するものであること
を特徴とする。

【００２８】こうすると、割合のデフォルト値として１
（１００％でも同じ）が工具情報テーブルに格納される
ことになるので、標準加工速度で加工をして良い場合に
は、短時間で割合の設定を行なうことができる。請求項
５に記載の本発明は、前述の工作機械の制御装置を応用
し、高圧クーラントに対応した工具を主軸から外す際
に、自動的に水切りブローを行なうようにしたものであ
る。

【００２９】すなわち、請求項５に記載の本発明は、加
工プログラム中で指定された工程名を、少なくとも複数
の工程名と該各工程に使用する工具とが格納された第２
データベース、から参照することにより、該工程に用い
る工具を設定し、前記加工プログラム中で指定された座
標に対して加工を行なうためのモーション指令を生成す
る工作機械の制御装置において、複数の工具と該各工具
による加工が終了した際に、該工具に残存するクーラン
ト液を吹き飛ばすために行なうブローの時間とが格納さ
れたブロー情報テーブルと、前記加工プログラム中で指
定された工程名に基づき、前記第２データベースから工
具を設定して加工を行なうためのモーション指令を生成
し、更にブロー情報テーブルから前記工具に対応する前
記ブローの時間を参照して、前記工具の使用を終了する
際に該ブローの時間だけ工作機械の備えるブロー用バル
ブを開くモーション指令、を生成するブロー指令生成手
段と、を備えたことを特徴とする。

【００３０】この制御装置においては、水切りブローが
必要な工具については、その工具による加工を終了する
際（主に工具交換の際）に、ブロー情報テーブル内に、
その工具に対応して格納されているブローの時間だけブ
ロー用バルブを開く、モーション指令がブロー指令生成
手段によって生成される。

【００３１】従って、ブロー時間が短くて済む工具につ
いては、ブローの時間を小さくしておくことにより、加
工全体の所要時間が短縮される。なお、通常の加工に関
わるモーション指令は、加工プログラム中に指定された
工程名を第２データベースから参照して、この工程名に
対応して格納されている工具に基づき生成される。

【００３２】従って、請求項５に記載の制御装置によれ
ば、現在主軸についている工具による加工が終了した際
に、高圧クーラントに対応した工具については、適切な
時間だけ水切りブローを行なうので、加工全体の所要時
間を短縮することができる。なお、請求項５に記載の制
御装置は、請求項１から４に記載の制御装置を引用して
いないが、これらの請求項に記載の制御装置に、請求項
５の態様を適用しても、もちろん構わない。例えば、請
求項１に記載の第１データベースは、工程名と工具とが
格納されているので、第２データベースの要件を満たし
ている。そこで第１データベースを第２データベースと
して流用し、工具情報テーブルに格納されている工具に
対応させてブローの時間を格納することにより工具情報
テーブルをブロー情報テーブルとして流用し、ブロー指
令生成手段に相当する処理を行なえば、請求項１に記載
の発明の効果、および請求項５に記載の発明の効果の双
方を奏する制御装置となる（詳しくは後述の［発明の実
施の形態］を参照）。

【００３３】請求項６に記載の本発明は、請求項５に記
載の工作機械の制御装置において、前記第２データベー
スが、前記ブローが不要な工具については、前記ブロー
の時間として０が格納されたものであり、前記ブロー指
令生成手段が、前記ブロー情報テーブル中の工具の内、
前記ブローの時間が０になっている工具については、該
工具の使用を終了する際に前記ブロー用バルブを開くモ
ーション指令を生成しないものであることを特徴とす
る。

【００３４】この制御装置によれば、各工具について、
水切りブローが必要か不要かを示す情報を、第２データ
ベースなどに改めて格納する必要がないので、第２デー
タベースの内容や、工具交換時の処理をシンプルにする
ことができる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。まず、図１は本発明を適用
した工作機械１０の外観図である。工作機械１０は、切
削屑の飛散を防止するためのスプラッシュガード１２の
内側にワーク（図示しない）を載置するためのＸＹテー
ブル１４、ドリルやタップ等の工具を保持した工具マガ
ジン１６、工作機械本体２８等が配置されている。また
スプラッシュガード１２には、工作機械１０の運転状況
等を表示するためのディスプレイ２０、工作機械１０に
指令を与えるための種々のボタン類やフロッピーディス
ク（登録商標）ドライブ等を備えた操作盤２２、ワーク
の入出やメンテナンスのためのワーク交換口２４、メン
テナンス時等に用いられる点検ハッチ２６等が設けられ
ている。

【００３６】工作機械１０の内部構成の概略を図２に示
す。工作機械１０の内部は、ＣＰＵ３０と、ＣＰＵ３０
が解読・実行する基本的なプログラムが予め格納された
ＲＯＭ３２と、プログラムで使用するワークエリア等の
各種データストレージ機能を備えたＲＡＭ３４と、ＣＰ
Ｕ３０によって生成されたモーション指令を実行するＮ
Ｃ制御部３６と、大量データを記憶保持可能なデータス
トレージで加工プログラム、工具情報テーブル、工具パ
ターンテーブル、切削条件テーブル（いずれも詳しくは
後述）等を記憶保持するバッテリーバックアップＲＡＭ
３８とを、主要部として構成されている。

【００３７】ＣＰＵ３０は、ＲＯＭ３２、及びＲＡＭ３
に記憶されたプログラムを読み込んで実行し、加工プロ
グラムのデコード、モーション指令の生成、ディスプレ
イ２０、操作盤２２を経由したユーザインタフェース処
理などの工作機械全体の制御を行なう。

【００３８】ＮＣ制御部３６には、主軸サーボアンプ４
０、Ｘ軸サーボアンプ４２、Ｙ軸サーボアンプ４４、Ｚ
軸サーボアンプ４６等が接続されており、これら各サー
ボアンプにはそれぞれモータＭ及びエンコーダＥが接続
されている。サーボアンプ４０〜４６は、ＮＣ制御部３
６の位置指令と、エンコーダＥからフィードバックされ
る単位時間あたりの実際の回転数とから、対応するモー
タＭへ供給する電流値をコントロールする。

【００３９】そしてＮＣ制御部３６は、ＣＰＵ３０から
のモーション指令内容を各軸毎のより細かい位置指令に
分解し、サーボアンプ４０〜４６に出力する。また定期
的にエンコーダＥからのフィードバック情報を読み出
し、同情報に基づいてサーボアンプ４０〜４６への位置
指令を出力する。そして、サーボアンプ４０〜４６から
のモータ負荷を示す電流値情報を読み出して、ＣＰＵ３
０へ出力する。なお、本図においてはＮＣ制御部３６に
は、サーボアンプとして主軸、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸用のも
のが、示されているが、これ以外に、工具マガジン１６
の回転用のモータ等のサーボアンプなども接続されてい
る。

【００４０】高圧クーラントＳＷ５１は、ＣＰＵ３０に
よって制御されるスイッチで、これにより高圧クーラン
トのＯＮ／ＯＦＦを行なう。高圧クーラントとは、主軸
に装着された工具の内部を貫通した穴を経由して、クー
ラント液を切削中に工具先端から出力する方式のクーラ
ントである。高圧クーラントＳＷ５１がＯＮされている
間だけ、クーラント液が出力される。

【００４１】一方、水切りブローＳＷ５３は、水切りブ
ローのＯＮ／ＯＦＦを行なうスイッチで、これもＣＰＵ
３０により制御される。水切りブローとは、高圧クーラ
ントに対応した工具を主軸から取り外す際（主に工具交
換時）に、その工具の貫通穴内にエアを通してクーラン
ト液を吹き飛ばす操作を言う。水切りブローは、水切り
ブローＳＷ５３がＯＮされている間だけ行なわれる。

【００４２】バッテリーバックアップＲＡＭ３８に記憶
されている加工プログラムについて図３を用いて説明す
る。本図に示す様に、加工プログラムは、ワーク（被工
作物）の材質がＳ４５Ｃであって、工程１として穴工
程、工程１としてタップ工程、工程１として穴工程を行
なうことを示している。

【００４３】そして工程１では、ＸＹ座標＝（１０、１
０）の位置に、径３ｍｍ、深さ５ｍｍの穴加工を行なう
ことが指定している。また工程２では、ＸＹ座標＝
（５、５）の位置に、深さ５ｍｍ、Ｍ３×０．５のタッ
プ穴を形成することを指定している。これらを、対話型
ＮＣ装置ではない工作機械において行なう場合には、使
用する工具を指定し、主軸の回転速度、送り速度、等、
細かいパラメータを指定する必要がある。しかも１つの
工程には通常、複数の工具を用いるため、必要な工具数
にほぼ比例した個数のパラメータを入力する必要があ
る。これに対し工作機械１０は、対話型ＮＣ装置である
ため、図３に示したような平易な記載で、所望の工程を
行なわせることができる。

【００４４】次に、工具パターンテーブルについて図４
を用いて説明する。工具パターンテーブルは、本図に示
す様に工程種類と加工機能と工具種類とが対応づけて格
納されたデータベースとなっている。「工程種類」と
は、図３の加工プログラムにおいて各工程の冒頭、すな
わち「■ 工程１」等と記載されている箇所の右に記載
されている事項に対応するものである。この「工程種
類」にて行なう細かな工程名が「加工機能」に記載され
ている。例えば、本図では、穴加工の場合、加工機能と
してセンタ穴をあけ、次に穴を開ける機能を実施する。
その加工機能に割り当てる工具種類としてセンタ穴にセ
ンタドリルを、穴にドリルを指定している。

【００４５】また、タップ加工の場合、加工機能として
センタ穴、タップ下穴、タップ機能を実施し、その加工
機能に割当てる工具としてセンタ穴にセンタドリルを、
穴にドリルを、タップにタップ工具を指定している。次
に、切削条件テーブルについて図５を用いて説明する。
切削条件テーブルは、本図に示す様に、まず材質（詳し
くは、ワークの材質）毎に区分されており、更にそれぞ
れの中に、加工機能と工具種類と周速と送りとが対応づ
けて格納されたデータベースとなっている。ここで、周
速は、正確には周速の標準値であり（送りも同様）例え
ば、工具がセンタドリルであれば、どんなものであって
も、材質がＳ４５Ｃなら周速を１１．０ｍ／分にセット
し、送りを０．０６ｍｍ／回転に設定すれば、問題なく
（ただし所要時間を除く）加工が行なえることを意味し
ている。ここでＳタップ、Ｐタップの送りが「＊」とな
っているのは、タップのピッチによって送りが必然的に
定まるからである。なお、工具パターンテーブルと切削
条件テーブルとを合せたものが、本発明の第１データベ
ースに相当する。また、本発明の第２データベースにも
相当する。

【００４６】次に、工具情報テーブルについて図６を用
いて説明する。工具情報テーブルは、工具毎に、先端
角、小径、小径長などのパラメータが格納されたデータ
ベースとなっている。また、その工具にとって不必要な
パラメータについては、数値の代わりに「＊」が登録さ
れている。これらパラメータの一つである周速オーバラ
イドとは、切削条件テーブルに登録された周速に対す
る、その工具で実際に稼働して良い最大の周速の割合を
表している。つまりオーバライドは、本発明の「割合」
に相当する。

【００４７】例えば、工具番号０２のドリルは、周速オ
ーバライドが１２０％となっているから、図５に示され
ていた値１５ｍ／分（材質がＳ４５Ｃの場合）よりも更
に２０％高い１８ｍ／分で回転させても良いことを表し
ている。送りオーバライドは、送りに関する同様の値で
ある。すなわち、工具番号０２のドリルは、送りオーバ
ライドが１１０％となっているから、図５に示されてい
た値０．０７ｍｍ／回転（材質がＳ４５Ｃの場合）より
も更に１０％高い０．０７７ｍｍ／回転のペースで送っ
て良いことを表している。但し、後述するように、実際
には送りオーバライドは、送りそのものに関してではな
く、送りから算出されたＺ軸の送り速度に関するオーバ
ライドとして利用される。

【００４８】これらオーバライドの値は、操作盤２２か
らのキー操作により、変更可能にされている。こうした
操作を行なう状況における操作盤２２が、本発明の割合
設定手段に相当する。なお、オーバライドの値は、デフ
ォルト値としては１００％が入るようにされている。す
なわち、数字による具体的なオーバライドの値の入力が
省略された場合には、標準速度で加工するようにされて
いる。

【００４９】また、ブロー時間とは、その工具を主軸か
ら取り外す際に、その工具に形成されている貫通穴内に
残存しているクーラント液を吹き飛ばすためのエアを工
具に供給する時間を示している。図６によればセンタド
リルは、主軸から取り外す際に１０秒間、エアを供給す
ることになる。工具番号０２のドリルや工具番号０３の
ドリルのブロー時間がゼロになっているのは、ブローが
必要ないことを表している。

【００５０】以上、図４〜図６に示したデータに基づい
て、ＣＰＵ３０が行なう加工パラメータ算出処理を図７
に示す。本処理を実現するプログラムはＲＯＭ３２内に
格納されており、図３に示したような加工プログラムの
工程を解釈・実行するときに起動される。ここでは、図
３に示した加工プログラムの工程１を解釈した場合につ
いて説明する。

【００５１】本処理が起動されると、まずステップ（以
下、単にＳと記す）３１にて、解釈中の工程種類に応じ
て、工具パターンテーブルから工具種類を取得する。工
程１は「穴加工」であるから、図４の工具パターンテー
ブルを参照しその中から「■穴」に対応して登録されて
いる「センタドリル」と「ドリル」を取得する。

【００５２】こうして取得した工具に対応する周速と送
りを、切削条件テーブルから取得する（Ｓ３２）。ここ
で解釈している加工プログラムでは、ワークの材質はＳ
４５Ｃであったから、図５の切削条件テーブルを参照す
ると、センタドリルの周速は１１ｍ／分、送りは０．０
６ｍｍ／回転、ドリルの周速は１５ｍ／分、送りは０．
０７ｍｍ／回転となる（以下、ドリルにて代表させて説
明する）。また、送りが登録されていない工具について
は周速のみを取得する。

【００５３】次にＳ３３にて主軸の回転数を算出する。
工程１で用いるドリルの場合、図３を参照すると「●穴
径」は３ｍｍであるから、外周は０．００３（ｍ）×π
≒０．００９４２５（ｍ）となり、Ｓ３２で取得した周
速は１５ｍ／分であったから主軸の回転数は１５／０．
００９４２５≒１５９２（回転／分）となる。

【００５４】そしてＳ３４にてＺ軸の送り速度を算出す
る。この算出には、Ｓ３２で取得した送りと、Ｓ３３で
算出した回転数とを用いる。Ｓ３２で取得した送りは
０．０７ｍｍ／回転であったから、これとＳ３３で算出
した回転数１５９２（回転／分）とから、Ｚ軸の送り速
度は０．０７×１５９２＝１１１．４（ｍｍ／分）とな
る。

【００５５】次に、工具情報テーブルを参照して、使用
工具の周速オーバライドと送りオーバライドとを取得す
る（Ｓ３５）。ここで使用工具は３ｍｍのドリルである
から、図６において工具番号０２のドリルの中から周速
オーバライドとして「１２０％」、送りオーバライドと
して「１１０％」を取得する。なお、周速オーバライド
が１２０％になっていると言うことは、このドリルは、
標準的な周速よりも更に２０％大きな速度で回転させて
も構わないことを意味している。送りについてもほぼ同
様で、標準値よりも１０％大きくできることを意味して
いる。

【００５６】続くＳ３６では、周速オーバライドと、Ｓ
３３で求めた主軸の回転数とから主軸の回転数の最適値
を算出する。ここで「最適値」とは、加工時間を最短に
できる回転数という意味で用いている。周速オーバライ
ドが１２０％、Ｓ３３で求めた回転数が１５９２（回転
／分）であったから、最適値は１．２×１５９２≒１９
１０（回転／分）となる。

【００５７】そしてＳ３７では、送りオーバライドと、
Ｓ３４で求めたＺ軸の送り速度とからＺ軸の送り速度の
最適値を算出する。３ｍｍのドリルの送りオーバライド
は１１０％、Ｓ３４で求めたＺ軸の送り速度が１１１．
４（ｍ／分）であったから、最適値は１．１×１１１．
４＝１２２．５４（ｍ／分）となる。

【００５８】こうしてドリルやセンタドリルの主軸回転
数の最適値、およびＺ軸の送り速度の最適値が算出され
ると本処理を終了する。なお、この後は、工程に必要な
動作が追加され、更に詳細なモーション指令に分解され
て、ＮＣ制御部３６に出力される。

【００５９】このような加工パラメータ算出処理によれ
ば、工具毎に周速および送りの設定が可能であるため、
これらが切削条件テーブルに格納された標準値に束縛さ
れることがない。従って、周速や送りを大きく取れる工
具については、オーバライドの値を大きく設定しておく
ことにより、加工時間の短縮を行なうことができる。

【００６０】しかも、操作盤２２により、オーバライド
の値を変更することができるので、試行錯誤などにより
オーバライドを徐々に大きくし、加工時間の更なる短縮
を図ることも可能である。なお、標準値にて加工したい
ときには、オーバライドを１００％にするだけでよく、
その工具の標準値をいちいち覚えておく必要がない。ま
た、強度が未知の工具については、割合を８０％等と小
さく設定して試験的に加工をし、様子を見るといったこ
とも可能である。

【００６１】また、工具パターンテーブルが、ワークの
材質毎に管理されているため、ワークの材質が変った場
合には、それを加工プログラムに記載しておけば、自動
的にその材質・工具にあった回転数およびＺ軸の送り速
度で、加工が為される。このため、一層の加工時間短縮
や、材質が変更になった場合に不具合を防止することが
できる。

【００６２】そして従来の対話型ＮＣ装置と同様、加工
プログラム中の平易な記述に基づいてモーション指令が
生成されて行くので、加工プログラムの作成負担が少な
い、という、従来の利点も存続されている。次に、主軸
に取り付けられた工具を交換する場合にＣＰＵ３０によ
って実行される、水切りブロー処理について図８を用い
て説明する。なお、ここでは主軸に工具番号０１のセン
タドリルが取り付けられているものとする。

【００６３】まずＳ５１にて、Ｚ軸を工具交換高さまで
復帰させる指令を発する。Ｓ５２では、現在主軸につい
ている工具（本図では主軸工具と記載）の水切りブロー
時間設定値を工具情報テーブルから取得する。ここで
は、主軸工具は工具番号０１のセンタドリルであるか
ら、ブロー時間として「１０秒」（図６参照）が取得さ
れる。

【００６４】そしてＳ５３にてブロー時間がゼロか否か
を判定する。ゼロの場合は本処理を終了する。ここでは
ブロー時間は１０秒であるから、Ｓ５４に進んで、高圧
クーラントＳＷ５１をＯＦＦするモーション指令を生成
する。すると、加工中に行なわれていた高圧クーラント
が停止される。続くＳ５５で水切りブローＳＷ５３をＯ
Ｎするモーション指令を生成し、エアを工具の貫通穴に
供給する。そしてＳ５６に移行して、Ｓ５２で取得した
ブロー時間だけ待ち、Ｓ５７にて水切りブローＳＷ５３
をＯＦＦするモーション指令を生成する。

【００６５】この、Ｓ５５〜Ｓ５７の処理により、工具
情報テーブルに登録されているブロー時間だけ、水切り
ブローが行なわれる。こうして水切りブローが完了する
と、本処理を終了する。なお、本処理が終了した後は主
軸工具の取り外し、工具マガジン１６の回転等を行なう
モーション指令が生成される。

【００６６】このような水切りブロー処理によれば、主
軸工具が高圧クーラントに対応した工具であれば、その
工具を主軸から取り外す際に、自動的に適切な時間だけ
水切りブローが行なわれる。しかも、この水切りブロー
時間は工具毎に設定可能であるため、ブロー時間が短く
ても良い工具については、短い値を設定することによ
り、加工全体に要する時間を短縮することができる。ま
た、ブロー時間をゼロにしておくだけで、「水切りブロ
ー不要」を表現することが可能であり、工具情報テーブ
ルの構造を簡素にすることができる。

【００６７】なお、図示はしないが、工具情報テーブル
のブロー情報を用いて、その工具が高圧クーラントに対
応した工具か否かの判定も行なわれる。すなわち、任意
の工具を主軸に取り付けた際に、工具情報テーブルを参
照し、その工具のブロー時間がゼロか否かを判定する。
ゼロであれば、高圧クーラントは必要ないことになり、
ゼロでなければ、高圧クーラントＳＷ５１をＯＮし、ク
ーラント液が主軸工具の貫通穴に供給される。

【００６８】以上、本発明の一実施の形態として、工作
機械１０について説明してきたが、本発明はこうした実
施の形態に何等限定されるものではなく様々な態様で実
施しうる。例えば、本発明の第１データベースに相当す
るものとして、工作機械１０では工具パターンテーブル
と切削条件テーブルとを用いているが、これらを一つの
テーブルにまとめても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態である工作機械１０を示
す説明図である。

【図２】 工作機械１０の制御装置を示すブロック図で
ある。

【図３】 工作機械１０で実行される加工プログラムの
一例である。

【図４】 バッテリーバックアップＲＡＭ３８に格納さ
れている工具パターンテーブルを示す説明図である。

【図５】 バッテリーバックアップＲＡＭ３８に格納さ
れている切削条件テーブルを示す説明図である。

【図６】 バッテリーバックアップＲＡＭ３８に格納さ
れている工具情報テーブルを示す説明図である。

【図７】 ＣＰＵ３０にて実行される加工パラメータ算
出処理を示すフローチャートである。

【図８】 ＣＰＵ３０にて実行される水切りブロー処理
を示すフローチャートである。

【符号の説明】 １０…工作機械 １６…工具マガジン ２０…ディスプレイ ２２…操作盤 ２４…ワーク交換口 ３６…ＮＣ制御部 ３８…バッテリーバックアップＲＡＭ ４０…主軸サーボアンプ Ｅ…エンコーダ ４２…Ｘ軸サーボアンプ Ｍ…モータ ４４…Ｙ軸サーボアンプ ４６…Ｚ軸サーボアンプ ５１…高圧クーラントＳＷ ５３…水切りブローＳＷ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工プログラム中で指定された工程名
   を、少なくとも複数の工程名と該各工程に使用する工具
   と該各工具の標準加工速度とが格納された第１データベ
   ース、から参照することにより、該工程に用いる工具、
   及び該工具の標準加工速度を設定し、前記加工プログラ
   ム中で指定された座標に対して加工を行なうためのモー
   ション指令を生成する工作機械の制御装置において、 複数の工具と、該各工具において、運転しうる最適加工
   速度の前記標準加工速度に対する割合が格納された工具
   情報テーブルと、 該工具情報テーブルに格納された前記割合を設定するた
   めの割合設定手段と、 前記加工プログラム中で指定された工程名に基づき、前
   記第１データベースから工具および該工具の標準加工速
   度を設定した後、更に前記工具情報テーブルから前記工
   具に対応する前記割合を参照して最適加工速度を算出
   し、該工程に用いる工具を最適加工速度で前記座標に対
   して加工を行なうためのモーション指令を生成するモー
   ション指令生成手段と、 を備えたことを特徴とする工作機械の制御装置。
2. 【請求項２】 前記第１データベースが、 前記工具に対応する前記標準加工速度として、該工具の
   標準周速および標準送り速度が格納されたものであり、 前記工具情報テーブルが、 前記工具の前記最適加工速度として、前記標準周速に対
   する最適周速の割合、及び前記標準送り速度に対する最
   適送り速度の割合が格納されたものであり、 前記割合設定手段が、 少なくとも、前記標準周速に対する最適周速の割合、及
   び前記標準送り速度に対する最適送り速度の割合の双方
   を独立して設定可能なものであることを特徴とする請求
   項１に記載の工作機械の制御装置。
3. 【請求項３】 前記第１データベースが、 複数の工具とその標準加工速度とを、被工作物の材質毎
   に格納したもの、であり前記モーション指令生成手段
   が、 前記加工プログラム中で指定された工程名および被工作
   物の材質に基づき、前記第１データベースから工具およ
   び該工具の標準加工速度を設定した後、更に前記工具情
   報テーブルから最適加工速度を算出し、該工程に用いる
   工具を最適加工速度で前記座標に対して加工を行なうた
   めのモーション指令を生成するものであることを特徴と
   する請求項１または２に記載の工作機械の制御装置。
4. 【請求項４】 前記割合設定手段が、 前記割合を設定する際に、該割合の具体的な数値が指定
   されなかった場合には、該割合として１を前記工具情報
   テーブルに格納するものであることを特徴とする請求項
   １から３にいずれか記載の工作機械の制御装置。
5. 【請求項５】 加工プログラム中で指定された工程名
   を、少なくとも複数の工程名と該各工程に使用する工具
   とが格納された第２データベース、から参照することに
   より、該工程に用いる工具を設定し、前記加工プログラ
   ム中で指定された座標に対して加工を行なうためのモー
   ション指令を生成する工作機械の制御装置において、 複数の工具と、該各工具による加工が終了した際に、該
   工具に残存するクーラント液を吹き飛ばすために行なう
   ブローの時間が格納されたブロー情報テーブルと、 前記加工プログラム中で指定された工程名に基づき、前
   記第２データベースから工具を設定して加工を行なうた
   めのモーション指令を生成し、更にブロー情報テーブル
   から前記工具に対応する前記ブローの時間を参照して、
   前記工具の使用を終了する際に該ブローの時間だけ工作
   機械の備えるブロー用バルブを開くモーション指令、を
   生成するブロー指令生成手段と、 を備えたことを特徴とする工作機械の制御装置。
6. 【請求項６】 前記第２データベースが、 前記ブローが不要な工具については、前記ブローの時間
   として０が格納されたものであり、 前記ブロー指令生成手段が、 前記ブロー情報テーブル中の工具の内、前記ブローの時
   間が０になっている工具については、該工具の使用を終
   了する際に前記ブロー用バルブを開くモーション指令、
   を生成しないものであることを特徴とする請求項５に記
   載の工作機械の制御装置。