JP2007188170A - 数値制御工作機械の加工中断・再開方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動運転中の非常停止操作で加工が中断されたとき、工作物にキズをつけることなく工具を退避させ、加工再開において、煩雑な操作を不要として誤操作の防止、工作物の品質確保、工具・機械の保護、作業者の安全を確保できるようにする。
【解決手段】加工プログラム、工具情報および工具退避距離に関する情報を保存できる記憶手段１と、工具の実行プログラム形式に変換する実行プログラム変換手段２と、変換された実行プログラムに基づいてその逆方向に工具退避のための逆方向運動プログラムを計算によって求める逆方向運動変換手段３と、実行プログラムを一時保存し、機械各軸のパルス量に変換する実行ブロックバッファ４と、その各軸のパルス量を保存する軸移動量保存レジスタ９と、工具退避距離および各軸のパルス量に基づいて工具退避経路を演算する退避経路演算手段８とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、数値制御プログラムに従って工作物の切削加工等を行なう数値制御工作機械の加工中断・再開方法および装置に関する。

数値制御工作機械は、数値制御プログラム（ＮＣ（Numerical Control）プログラム）に従って工具の回転や工具の移動などを制御して工作物を加工する工作機械であり、最近ではコンピュータを搭載したＣＮＣ（Computer Controlled Numerical Control）型の数値制御工作機械が主流になっている。

このようなＮＣプログラムによる自動運転中に、例えば工具破損のような異常が発生すると、加工を中断するために非常停止を操作する。この非常停止は、機械の動力を即座に遮断するため、工具は工作物に接触したままの状態で停止し、さらに機械とプログラムの同期も失ってしまう。このため、非常停止を解除するリセット操作は、プログラム全体に有効な指令であるＮＣモーダル値（動作を指令する指示値）までもクリアする。

このため、例えば工具交換の復旧作業を行うため、手動操作で工具を退避させなければならない。このとき手動操作による退避方向を間違えると、工作物に修理不可能な損傷を与えてしまう。

また加工の再開にあたって、（１）再開ブロック（ＮＣプログラムの単位）までＮＣプログラムの頭出しを行い、（２）再開に適切な座標まで手動で工具を移動し、（３）ＮＣモーダル値を再設定してから自動運転を再開している。

しかし、このような作業は、工具退避方向の決定やＮＣモーダル値の再設定が煩雑であるため、作業者の経験に依っていた。
特開平１０−２７７８７９号公報 特開平８−２８６７２０号公報 特開平８−３０５４２８号公報

このような従来技術に対し、近年では種々の開発がなされ、加工中断位置からの自動的な運転再開を可能として、中断事由の発生時に中断個所を記憶し、原点復帰して加工を自動的にやり直す手段等についての提案が開示されている（例えば特開平１０−２７７８７９号公報（特許文献１）、特開平８−２８６７２０号公報（特許文献２）、特開平８−３０５４２８号公報（特許文献３）等）。

しかしながら、上述した従来の技術においては、工作機械の加工中断時における具体的な工具の退避方向の退避距離、退避位置等については必ずしも開示されていない。また、各種方向に動作する工具に対応する制御要素について、いかなる要素に基づいて工具退避方向を設定するか等についても必ずしも具体的に開示されず、実用性の面からなお課題が残っている。

発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、非常停止後に工具を自動で退避させ、さらに加工再開点に自動復帰させることにより、工作物の品質を保証させることができる数値制御工作機械の加工中断・再開方法および装置を提供することを目的としている。また、ＮＣプログラムの頭出し操作やＮＣモーダル値の復帰など、加工再開の煩雑な操作を容易にすることを目的としている。

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明では、数値制御プログラムに従って動作する数値制御工作機械による自動加工の途中で工具破損等の障害要因が発生した場合に、前記加工を一旦中断し、当該中断要因を除去した後に前記加工を再開する数値制御工作機械の加工中断・再開方法であって、前記自動加工の進行に伴い、実行されるプログラムと逆方向の工具退避プログラムを常時計算して保存するとともに、制御信号のパルス量から工具の移動ベクトルを求めてこの移動ベクトルおよび工具情報から対ワーク非干渉となる工具退避方向を求め、加工中断時には、前記移動ベクトルに基づく工具退避方向に沿う一定距離の逃げ動作の後に、前記工具退避プログラムに基づいて工具を中断加工時における直前の基準位置まで退避する動作を自動的に行わせ、中断要因除去後の加工再開時には、前記基準位置から工具を前記中断位置まで自動的に移動させた後、中断した加工を再開させることを特徴とする数値制御工作機械の加工中断・再開方法を提供する。

請求項２に係る発明では、請求項１記載の数値制御工作機械の加工中断・再開方法において、対ワーク非干渉となる工具退避方向は、工具移動方向と直交する方向、工具の早送り開始点の属する方向、もしくは工具移動方向から後退する方向、またはこれらのいずれか２種以上の組合せにより設定することを特徴とする数値制御工作機械の加工中断・再開方法を提供する。

請求項３に係る発明では、請求項１または２記載の数値制御工作機械の加工中断・再開方法において、工具が中断加工時に退避する直前の基準位置は、前記工具の早送り開始点であることを特徴とする数値制御工作機械の加工中断・再開方法を提供する。

請求項４に係る発明では、数値制御プログラムとして加工プログラム、工具情報および工具退避距離に関する情報を保存できる記憶手段と、前記プログラムの１ブロックずつを読込んで前記工具の実行プログラム形式に変換する実行プログラム変換手段と、この実行プログラム変換手段によって変換された前記実行プログラムに基づいてその逆方向に工具退避のための逆方向運動プログラムを計算によって求める逆方向運動変換手段と、前記実行プログラムを一時保存し、機械各軸のパルス量に変換する実行ブロックバッファと、その各軸のパルス量を保存する軸移動量保存レジスタと、工具退避距離および各軸のパルス量に基づいて工具退避経路を演算する退避経路演算手段とを備えたことを特徴とする数値制御工作機械の加工中断・再開装置を提供する。

請求項５に係る発明では、請求項４記載の数値制御工作機械の加工中断・再開装置において、前記実行プログラム変換手段は、記憶装置手段からＮＣプログラムを１ブロックずつ読み込み、内容を解釈して、実行プログラム形式に変換するものであることを特徴とする数値制御工作機械の加工中断・再開装置を提供する。

請求項６に係る発明では、請求項４または５記載の数値制御工作機械の加工中断・再開装置において、前記実行プログラム変換手段は、ＮＣテープリーダまたはリモートバッファからＮＣプログラムを１ブロックずつ読み込み、内容を解釈して、実行プログラム形式に変換するものであることを特徴とする数値制御工作機械の加工中断・再開装置を提供する。

請求項７に係る発明では、請求項４から６までのいずれかに記載の数値制御工作機械の加工中断・再開装置において、前記軸移動量保存レジスタは、数値制御装置の補間周期に同期して、機械各軸のパルス量を保存するものであることを特徴とする数値制御工作機械の加工中断・再開装置を提供する。

請求項８に係る発明では、請求項４から７までのいずれかに記載の数値制御工作機械の加工中断・再開装置において、前記退避経路演算手段は、予め工具退避距離を数値制御装置の変数に登録し、その距離に応じた退避プログラムを計算するものであることを特徴とする数値制御工作機械の加工中断・再開装置を提供する。

請求項９に係る発明では、請求項４から８、までのいずれかに記載の数値制御工作機械の加工中断・再開装置において、前記退避経路演算手段は、機械の非常停止手段の信号が入力できるものであることを特徴とする数値制御工作機械の加工中断・再開装置を提供する。

請求項１０に係る発明では、請求項４から９までのいずれかに記載の数値制御工作機械の加工中断・再開装置において、前記実行ブロックバッファは、退避プログラムの優先度を実行プログラムよりも高めることにより、実行プログラムの動作途中であっても工具退避処理を適切に実行できるものであることを特徴とする数値制御工作機械の加工中断・再開装置を提供する。

以上のように、本発明によると、自動運転中の非常停止操作で加工が中断されたとき、工作物にキズをつけることなく工具を退避させ、また、加工再開において、ＮＣプログラムの頭出しを自動で行い、必要なモーダル値を自動で復帰させるので、加工再開の煩雑な操作が不要になり、煩雑な操作が不要になるため、誤操作の防止、工作物の品質確保、工具・機械の保護、作業者の安全を確保できる等の効果が奏される。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明が適用された数値制御工作機械の制御系統を示す機能ブロック図である。この図１に示すように、本実施形態のシステムは、加工プログラム、工具情報、工具退避距離などを記憶・保存する記憶手段１を有する。この記憶手段１に保存される初期データは、入力手段１ａから入力される。記憶手段１には実行プログラム変換手段２が接続されており、この実行プログラム変換手段２において、記憶手段１に保存された加工プログラムおよび工具情報が、実行プログラムに変換される。実行プログラム変換手段２には、逆方向運動変換手段３が接続されている。この逆方向運動変換手段３では、実行プログラム変換手段２から入力された実行プログラムと逆の方向に工具を移動させるプログラムの計算が行なわれ、この逆運動形式のプログラムが記憶手段１に記憶される。また、実行プログラムは実行ブロックバッファ４に入力され、ここで実行プログラム形式が一時保存されるとともに、機械各軸のパルス量に変換される。実行ブロックバッファ４には、機械の位置決め精度を向上させるためのサーボ回路５が接続され、このサーボ回路５からの指令によって工作機械６が運転される。工作機械６には非常停止手段７が接続されるとともに、この非常停止手段７に退避経路演算手段８が接続されており、非常停止手段７の非常停止ボタン７ａがオンとなった場合に、退避経路演算手段８によって工具の退避経路が計算され、その結果が実行ブロックバッファに出力される。さらに、実行ブロックバッファ４には軸移動量保存レジスタ９が接続され、数値制御装置の補間周期に同期して機械各軸のパルス量が保存され、このパルス量は記憶手段１および退避経路演算手段３に出力される。

本実施形態では、このようなシステム構成によって、概略的に、下記の方法が実施される。即ち、記憶手段１に記憶されたＮＣプログラムが実行プログラム変換手段２によって変換されて工作機械６による切削加工等が進行する。この際、実行されるプログラムと逆方向の工具退避プログラムが逆方向変換手段３によって常時計算されて記憶手段１に保存されるとともに、軸移動量保存レジスタ９の制御信号のパルス量から工具の移動ベクトルが求められ、この移動ベクトルおよび工具情報から退避経路演算手段８によって対ワーク非干渉となる工具退避方向が求められる。そして、非常停止手段７によって加工が中断されると、停止信号が退避経路演算手段８に入力され、実行ブロックバッファ４およびサーボ回路５を介して工作機械６に自動動作指令が出力される。これにより、工作機械６の工具が移動ベクトルに基づく工具退避方向に沿う一定距離の逃げ動作を行い、その後、工具退避プログラムに基づいて工具が中断加工時における直前の基準位置まで退避する動作が自動的に行なわれる。さらに、中断要因除去後の加工再開時には、基準位置から工具が中断位置まで自動的に移動した後、中断した加工を再開する。

次に、図２〜図９により、加工中断・再開方法を詳細に説明する。

図２は、記憶手段１に記憶されている加工プログラムのプログラム形式を例示した模式図である。この図２に示すように、加工プログラムは、ブロックと呼ばれる一定の加工工程を示すブロックｂ１，ｂ２，ｂ３，…と、これらのブロックが一群となって複雑な形状のある領域の一連の加工を実行するためのセクションｓ１，ｓ２，ｓ３…とにより構成されている。

また、図３は、軸移動量保存レジスタ９によって設定される３次元的工具の移動量を例示したものである。この図の上欄に示したＡ、Ｂ、Ｃは三次元座標に設定された回転軸心、すなわち、ＡはＸ軸周りの回転を、ＢはＹ軸周りの回転を、ＣはＺ軸周りの回転をそれぞれ表わしており、下欄に示した数字は工具の回転角度（degree）を示す。よって、この図３の例では、工具が例えば軸Ａ、Ｂ、Ｃ周り（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸周り）にそれぞれ１degree、２degrees、３degreesそれぞれ回転する場合を示している。また、上欄のＸ、Ｙ、Ｚは三次元座標を示し、下欄の数字は各軸方向への移動距離（ｍｍ）を示している。この図の例では、工具が座標Ｘ、Ｙ、Ｚ方向に１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍそれぞれ移動する場合を示している。これらの工具移動量が、各座標に対する制御信号のパルス量として保存される。

図４は工具退避動作を説明するための模式図であり、例えば工具としてエンドミルを用いて階段状の動作を行う場合の退避動作を示している。即ち、ワーク１０は例えば異なる方向を向いた複数の切削面１１，１２，１３を有し、切削面１１，１２間、および１２，１３間には、それぞれ凹曲面からなる隅角部１４，１５が存在している。工具１６は通常加工時においては、切削加工の出発点となる早送り開始点イから動作（加工開始）し始め、その後ロ，ハ，ニ，ホ，ヘ，トの経路に沿って移動する。本実施形態では、この工具１６の進行とともに、退避経路演算手段８によって工具の退避経路チ，リ，ヌ，ル，ヲ，ワが計算される。

例えば、最初の退避経路が退避経路チであるとすると、ここでは工具１６が所定の方向に所定の距離だけ退避する逃げ動作であり、以降リ〜ワは工具１６の加工動作であるロ〜ホの逆動作として設定してある。

図５は図４に示した退避動作を詳細に説明するための拡大図（図４の隅角部１５の部分）である。通常、数値制御工作機械は、上記図３に説明したようにＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各方向とこれらの軸の回転方向の６軸が制御可能となっており、図５のような曲線部分を加工する場合には、これらの軸の組合せで行なうこととなる。

すなわち、図５に示す加工ベクトルｕは各移動点における工具のみかけの移動方向（および移動量）を示したもので、これを分解すると、Ｘ軸方向の成分ｕｘ１とＹ軸方向の成分ｕｙ１（同様に、次の移動点では、Ｘ軸方向の成分ｕｘ２とＹ軸方向の成分ｕｙ２）になり、実際の工具はこの微小の移動量成分であるｕｘ１とｕｙ１に従って動作することになる。

この時に退避動作を採る場合には、工具の進行方向（加工ベクトル）左側にワークがあるために、右側に退避する場合があり、かつその距離をその時点の加工ベクトルのスカラ量（ベクトルの長さ）分だけ（図中Ｉ）としている。なお、退避距離は単に加工ベクトルｕを退避する側（この場合は、工具の進行方向右側）に９０度回転させて算出している。その後、工具は経路リ〜ワまで戻る。

図６は、別の例として旋盤などによるワーク側が回転する加工の例を示したものである。すなわち、ワーク１０は回転軸Ｌを中心に回転しており、工具（例えばバイト）が加工の出発点となる早送り開始点イからプログラムに従い、カ１、カ２、カ３…カｘまで加工が進められる。ここで、例えばカ１で示される線は工具であるバイトがカ１の線に沿って送られることを示しており、ワーク１０の最後まで送られた後は、加工をせずに元の位置（図中キ軸上）に戻り、切込量α（ワーク１０側への移動量）でカ２に沿って送られることになる。以降、同様の作業をワーク１０側（もしくは、回転軸Ｌ）に対して平行に順次繰り返す。

ここで、位置Ｐにて回避する場合、工具がワーク１０に対して平行に移動するため、工具に対するワーク１０の位置関係では、移動方向により退避方向ｓまたはｔと異なってくるため、その認識を行なうのが煩雑になる。そのため、このようなワーク１０に対して平行に加工動作する場合には、加工開始点となる早送り開始点イ側を回避方向としていれば、移動方向によらずに必ずワーク１０を回避できることになる。なお、回避方向は移動方向と直交する方向に設定されている。

図７は、さらに別の切削例として、工具１６を突切り加工用のバイトとした場合を示している。この図７に示すように、工具１６は制御点ｄから一定距離移動した後、矢印ヨ方向に突っ切り動作する。この場合には図７より明らかな如く、前述した図４，５，６の例と異なり逃げ方向は移動方向ヨに対して垂直方向とはならず、ヨに対して戻り方向タとなる。この場合の工具退避位置となる基準位置は、制御点ｄとなる。

次に、以上の加工例を適用して加工中断、再開を行う具体的な方法について説明する。なお、従来では非常停止手段７が工作機械６の電源に接続され、非常停止操作によって、機械の動力を遮断するようになっていたのに対し、本実施形態の非常停止手段７は、退避経路演算手段８の処理が開始する信号線になっている。

通常、実行ブロックバッファ４は、実行プログラムを保持し機械各軸のパルス変換だけを行う。本実施形態における実行ブロックバッファ４は、常に退避経路演算手段８からの入力を監視し、実行プログラムよりも退避プログラムを優先的にパルス変換処理を行うようになっている。

上述した転削の側面加工（図４，５）や、旋削加工（図６，７）を例にとって、本実施形態を説明すると以下の通りである。なお、以下の説明では、工具１６を切削初期位置に早送りする早送り指令として「Ｇ００」の符号を使用する。また、工具を進行方向に体して左方向に送るための左送り指令として「Ｇ４１」の符号を使用する。さらに、工具を進行方向に対して右方向に送るための右送り指令として「Ｇ４２」の符号を使用する。また、工具を進行方向に沿って後退させるための後退指令として「Ｇ４０」の符号を使用する。

図８は、本実施形態における工具退避方法の処理手順を示すフローチャートである。

この図８に示すように、スタート後、まずコンピュータのＣＰＵにより記憶手段１に記憶されている加工プログラムの中から、ＮＣプログラムが１ブロック毎に（図２のｂ１，ｂ２，ｂ３…）順次に読み込まれ（１０１）、それぞれ早送り指令Ｇ００が指定されているか否か判断される（１０２）。即ち、本実施形態では、工具１６を中断時における直前の基準位置まで退避動作させるものであり、切削加工を伴わない工具の早送り開始点イへの工具移動指令である早送り指令Ｇ００が指定されていれば（１０２；ＹＥＳ）、逆方向運動プログラムを保存している記憶内容がクリアとなり（１０３）、新たに実行中のブロック番号とモーダル値とが保存される（１０４）。即ち、工具１６の中断時における直前の基準位置が変更される。

ステップ１０２がＮＯ、つまり早送り移動でないと判断された場合には工具１６による切削加工等が行なわれている状態であるから、ブロック情報および工具情報等に基づいて、ＮＣプログラムは実行プログラム変換手段２によって、数値制御装置が処理し易い実行形式プログラムに変換される（１０５）。通常、ＮＣプログラムは、絶対座標系で記述される。一方、実行プログラム形式は、工具径の補正や機械のピッチ補正を加味した工具の移動量で記述される。

次に、退避プログラムが計算により求められる。即ち、実行プログラム形式の移動ベクトル（図５のｕ参照）が１８０度回転された逆方向運動プログラムに変換され（１０６）、この内容が記憶手段１に保存されていく（１０７）。

そして、変換された信号は三次元の各軸（図３のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｘ，Ｙ，Ｚ参照）にパルス分配される（１０８）これにより退避プログラムにおけるベクトルが求められることになる。

このような状況で加工が進行する途中において、非常停止か否かの判断が行なわれる（１０９）。非常停止操作が行われない場合には（１０９；ＮＯ）、工具１６の移動が行なわれ（１１１）、目標とする座標まで到達したか否かの判断がなされる（１１２）。工具１６が目標座標まで到達していない場合には（１１２；ＮＯ）、ステップ１０８の工程が繰返され、到達すると当該１ブロックの加工が終了するので全てのブロックによる加工が終了したか否かの判定が行なわれ（１１３）、全て終了すると、当該セクションの加工は終了し、ストップとなる。

一方、非常停止操作が行われた場合には（１０９；ＹＥＳ）、プログラムが実行中のブロックの開始位置まで戻るため（例えば図２のｂ３からｂ１へ戻るため）、工具退避のサブプログラムが呼び出され（１１０）、退避プログラムであるサブプログラムが実行される。

このサブプログラムは、図８の一部および図９に示した手順に従って行なわれる。図９は、工具退避サブプログラムの処理手順を示すフローチャートである。なお、図９の破線枠で囲んで示す部分と、図８に簡略的に示した破線で囲んだ部分とは一部共通する工程を含んでいる。

このサブプログラムにおいては、まず図９に示すように、工具退避開始（エンター）により、現在の工具座標が記憶手段（メモリ）１に保存される（２０１）。次に、軸移動量保存レジスタ９に保存された各軸のパルス量が読み込まれ（２０２）、工具移動ベクトルが計算される（２０３）。また、早送り開始点位置が記憶手段１から読み込まれ（２０４）、さらに、工具退避方向を求めるために工具径補正（オフセット）方向（Ｇ４１：工具径補正−左、Ｇ４２：工具径補正−右）が判断される。ただし、図６に示した旋削固定サイクルのように、工具径補正方向が設定されていない（Ｇ４０：工具径補正−キャンセル）場合には、予め記憶装置１に保存された早送り開始点位置がＧ４１方向かＧ４２方向かどうか判断され（２０５）、退避方向が求められる（２０６）。もし、Ｇ４１方向であれば移動ベクトルが−９０度回転され（２０７）、Ｇ４２方向であれば移動ベクトルが＋９０度回転される（２０８）。以上の処理により、常に工具移動ベクトルに対して、垂直な方向に工具が退避する。

次に、予め数値制御装置の変数に設定した工具退避距離が記憶手段１から読み込まれる（２０９）。このとき、例えば図７の突っ切り加工のように、工具を垂直方向に退避させたくない場合には、この変数に０を設定しておく。ＮＣプログラム中に変数代入文が記述できる数値制御装置は、プログラム実行中に工具退避距離の変更ができる。さらに、工具退避方向と工具退避距離から工具退避量を計算して（２１０）、例えば図５にベクトルＩで方向および距離を示したように、まず工具に所定の逃げ動作を行わせる（２１１）。なお、図１の説明で述べた、加工再開におけるＮＣプログラムと工具位置の矛盾の修正に、工具退避量を用いるため、計算された退避量は記憶手段（メモリ）１に保存される（２１０）。

工具が退避動作した後には、図８および図９の破線枠内に示した工程が実行される。ここで、非常停止はＮＣプログラムのブロック処理中に操作されるため、図５に示したように、実行プログラムの途中から当該ブロックの開始座標まで戻る処理が必要である。このため、当該実行形式プログラムのパルス変換処理（パルス分配）（２１２）と、記憶手段（メモリ）１に保存された工具座標の読取（２１４）による値とが一致するかどうか比較しながら（２１４）、このステップがＹＥＳ（目標座標と工具座標とが一致、即ち残ブロック数が明らか）となったところで当該ブロックの開始座標まで工具を逆方向に移動させる（２１５）。そして、工具座標に移動量を加算し（２１６）、工具座標に加算結果を上書きした後（２１７）、実行プログラムの開始位置になったかどうかを見る（２１８）。

即ち、本実施形態ではサブプログラムから実行が返ってきたら、記憶手段（メモリ）１に保存している逆方向運動プログラムを実行し、早送り移動のある座標まで工具を移動させる。そして、最後にサブプログラム中で動作した工具退避量を元に戻し、ＮＣプログラムと工具位置に矛盾が生じないようにする。ここで、作業者は工具交換など復旧処置を施す。その後、再起動を操作することにより、記憶装置に保存されているモーダル値とブロック行番号を読込む。さらに、該当するブロック番号までＮＣプログラムの頭出しを行ってから、モーダル値を復帰させ、自動運転を再開するものである。

したがって、本実施形態によれば、数値制御装置の補間周期に同期して機械各軸のパルス量を軸移動量保存レジスタ９に保存し、このパルス量から工具の移動ベクトルを求め、この移動ベクトルに垂直な方向で、しかも、工具径補正方向か早送り座標から退避方向を求めて工具を退避するように制御し、さらに記憶装置１に保存した逆運動形式のプログラムを実行することにより、早送り地点まで工具を移動させるように制御する処理が、非常停止によって開始される。加工再開方法は、この早送り地点でのブロック番号とＮＣモーダル値を記憶装置１に保存しておくように制御することにより、非常停止によって、機械の動力を遮断することなく、速やかに工作物から工具を退避させ、さらに早送り座標まで工具を移動させることが可能となる。また、この早送り地点でのブロック番号とＮＣモーダル値が保存されているので、加工再開において、ＮＣプログラムの頭出しが容易となり、ＮＣモーダル値の再設定が容易になる。

即ち、本実施形態によれば、ＮＣプログラムによる自動運転中の非常停止操作によって、（１）早送り地点まで工具を自動で退避させることができ、また加工再開に際して、（２）この早送り地点の加工ブロックまで頭出しができ、（３）必要なモーダル値が自動で再設定できる。

また、記憶手段１からＮＣプログラムを１ブロックずつ読込み、内容を解釈して実行プログラム形式に変換できる構成にすることによって、メモリ運転中の加工中断に際し、工作物から工具を速やかに退避でき、工作物にキズをつけることがなくなる。また、加工再開に際して、ＮＣプログラムの頭出しやモーダル値の再設定など複雑な作業なしに加工を再開できる。

また、ＮＣテープリーダやリモートバッファからＮＣプログラムを１ブロックずつ読込み、内容を解釈して実行プログラム形式に変換できる構成にすることによって、テープ運転中やリモート運転中の加工中断に際し、工作物から工具を速やかに退避でき、工作物にキズをつけることがなくなる。また、加工再開に際して、ＮＣプログラムの頭出しやモーダル値の再設定など複雑な作業なしに加工を再開できる。

また、数値制御装置の補間周期に同期して、機械各軸のパルス量を保存するので、ＮＣプログラムのブロック途中で加工を中断しても、工作物から工具を速やかに退避でき、工作物にキズをつけることがなくなる。

また、予め工具退避距離を数値制御装置の変数に登録できることにより、例えば突切り加工のように、工具を垂直方向に退避させたくない場合は、この変数に０を設定して対応できる。また、ＮＣプログラム中に変数代入文が記述できる数値制御装置は、プログラム実行中に工具退避距離の変更ができる。

また、退避経路演算手段８が機械の非常停止の信号を処理することによって、非常停止が機械の駆動系と制御系の同期を狂わせることがなくなる。

また、退避プログラムの優先度を実行プログラムよりも高めることにより、実行プログラムの動作途中であっても工具退避処理を適切に実行できる。さらに実行プログラムと退避プログラムのパルス変換を１ヶ所で処理できるので、これら別々のパルス変換処理部を設けることなく、機械のピッチ誤差補正の調整などをここで行うことができる。

本発明の一実施形態を示す機能ブロック図。 本発明の一実施形態によるプログラムのブロック説明図。 本発明の一実施形態による座標表示を示す説明図。 本発明の一実施形態における工具退避の概念を示す説明図。 図４の部分拡大図。 本発明の一実施形態における旋削固定サイクルを示す説明図。 本発明の一実施形態における突っ切り加工を示す説明図。 本発明の一実施形態によるメイン処理を説明するためのフローチャート。 本発明の一実施形態によるサブ処理を説明するためのフローチャート。

符号の説明

１ 記憶手段
２ 実行プログラム変換手段
３ 逆方向運動変換手段
４ 実行ブロックバッファ
５ サーボ回路
６ 工作機械
７ 非常停止手段
８ 退避経路演算手段
９ 軸移動量保存手段

Claims (10)

1. 数値制御プログラムに従って動作する数値制御工作機械による自動加工の途中で工具破損等の障害要因が発生した場合に、前記加工を一旦中断し、当該中断要因を除去した後に前記加工を再開する数値制御工作機械の加工中断・再開方法であって、前記自動加工の進行に伴い、実行されるプログラムと逆方向の工具退避プログラムを常時計算して保存するとともに、制御信号のパルス量から工具の移動ベクトルを求めてこの移動ベクトルおよび工具情報から対ワーク非干渉となる工具退避方向を求め、加工中断時には、前記移動ベクトルに基づく工具退避方向に沿う一定距離の逃げ動作の後に、前記工具退避プログラムに基づいて工具を中断加工時における直前の基準位置まで退避する動作を自動的に行わせ、中断要因除去後の加工再開時には、前記基準位置から工具を前記中断位置まで自動的に移動させた後、中断した加工を再開させることを特徴とする数値制御工作機械の加工中断・再開方法。
2. 請求項１記載の数値制御工作機械の加工中断・再開方法において、対ワーク非干渉となる工具退避方向は、工具移動方向と直交する方向、工具の早送り開始点の属する方向、もしくは工具移動方向から後退する方向、またはこれらのいずれか２種以上の組合せにより設定することを特徴とする数値制御工作機械の加工中断・再開方法。
3. 請求項１または２記載の数値制御工作機械の加工中断・再開方法において、工具が中断加工時に退避する直前の基準位置は、前記工具の早送り開始点であることを特徴とする数値制御工作機械の加工中断・再開方法。
4. 数値制御プログラムとして加工プログラム、工具情報および工具退避距離に関する情報を保存できる記憶手段と、前記プログラムの１ブロックずつを読込んで前記工具の実行プログラム形式に変換する実行プログラム変換手段と、この実行プログラム変換手段によって変換された前記実行プログラムに基づいてその逆方向に工具退避のための逆方向運動プログラムを計算によって求める逆方向運動変換手段と、前記実行プログラムを一時保存し、機械各軸のパルス量に変換する実行ブロックバッファと、その各軸のパルス量を保存する軸移動量保存レジスタと、工具退避距離および各軸のパルス量に基づいて工具退避経路を演算する退避経路演算手段とを備えたことを特徴とする数値制御工作機械の加工中断・再開装置。
5. 請求項４記載の数値制御工作機械の加工中断・再開装置において、前記実行プログラム変換手段は、記憶装置手段からＮＣプログラムを１ブロックずつ読み込み、内容を解釈して、実行プログラム形式に変換するものであることを特徴とする数値制御工作機械の加工中断・再開装置。
6. 請求項４または５記載の数値制御工作機械の加工中断・再開装置において、前記実行プログラム変換手段は、ＮＣテープリーダまたはリモートバッファからＮＣプログラムを１ブロックずつ読み込み、内容を解釈して、実行プログラム形式に変換するものであることを特徴とする数値制御工作機械の加工中断・再開装置。
7. 請求項４から６までのいずれかに記載の数値制御工作機械の加工中断・再開装置において、前記軸移動量保存レジスタは、数値制御装置の補間周期に同期して、機械各軸のパルス量を保存するものであることを特徴とする数値制御工作機械の加工中断・再開装置。
8. 請求項４から７までのいずれかに記載の数値制御工作機械の加工中断・再開装置において、前記退避経路演算手段は、予め工具退避距離を数値制御装置の変数に登録し、その距離に応じた退避プログラムを計算するものであることを特徴とする数値制御工作機械の加工中断・再開装置。
9. 請求項４から８までのいずれかに記載の数値制御工作機械の加工中断・再開装置において、前記退避経路演算手段は、機械の非常停止手段の信号が入力できるものであることを特徴とする数値制御工作機械の加工中断・再開装置。
10. 請求項４から９までのいずれかに記載の数値制御工作機械の加工中断・再開装置において、前記実行ブロックバッファは、退避プログラムの優先度を実行プログラムよりも高めることにより、実行プログラムの動作途中であっても工具退避処理を適切に実行できるものであることを特徴とする数値制御工作機械の加工中断・再開装置。

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