JP2011237885A - Numerical control apparatus with function of tip r correction or tool diameter correction in control by tabular data - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、工作機械や産業用機械を制御する数値制御装置に関し、特に、該数値制御装置で制御される機械の各軸が同期して動作するテーブル形式データ(パステーブル運転データ)を用いるパステーブル運転を行う数値制御装置に関する。 The present invention relates to a numerical control device for controlling machine tools and industrial machines, and in particular, a path using table format data (pass table operation data) in which each axis of a machine controlled by the numerical control device operates synchronously. The present invention relates to a numerical control device that performs table operation.
テーブル形式データによる運転では、例えば、プログラム経路の各点を通過する時刻をテーブル形式データ(パステーブル運転データ)により指定することによって、全ての軸が時間に同期して動作する。このように、時間、軸位置、あるいは主軸位置を基準にした軸(可動軸)の位置を設定したテーブル形式データをメモリに格納しておき、該テーブル形式データを順次読み出しながら各軸を駆動する機能(パステーブル運転機能)を備えた数値制御装置は、特許文献1や特許文献2に開示されるように公知の技術である。前記パステーブル運転機能によって、従来の加工プログラムに囚われない自由な工具の動作が可能になり、加工時間の短縮や加工の高精度化を実現できる。
In operation using table format data, for example, all the axes operate in synchronism with time by designating the time passing through each point of the program path using table format data (path table operation data). In this way, table format data in which the position of the axis (movable axis) based on time, axis position, or spindle position is stored in the memory, and each axis is driven while sequentially reading the table format data. A numerical control device having a function (pass table operation function) is a known technique as disclosed in
背景技術で説明したように、従来のテーブル形式データによる運転(パステーブル運転)では、プログラム経路の各点を通過する時刻をテーブル形式データ(パステーブル運転データ)により指定することにより、全ての軸が時間に同期して動作する。 As explained in the background art, in the conventional operation using the table format data (pass table operation), the time to pass through each point of the program route is specified by the table format data (path table operation data). Works in sync with time.
しかし、テーブル形式データによる運転(パステーブル運転)に対して、NCプログラムによる運転におけるバイト工具などの刃先が持っている丸みによる誤差分を補正する刃先R補正や、エンドミル工具等の工具の半径値を補正する工具径補正を行った場合、プログラム経路と刃先R中心経路や工具中心経路が異なるため、これらの補正を行った軸において指定された時刻との同期ずれが発生する。そのため、従来のテーブル形式データによる運転(パステーブル運転)では、バイト工具などの刃先やエンドミル工具などの径が変る度に、その誤差分(径の変化分)を考慮して、テーブル形式データを修正する必要があった。 However, for the operation by the table format data (pass table operation), the radius value of the tool such as the cutting edge R correction for correcting the error caused by the roundness of the cutting edge of the cutting tool or the like in the operation by the NC program, and the tool such as the end mill tool. When the tool radius correction for correcting the above is performed, the program path, the cutting edge R center path, and the tool center path are different, and therefore, a synchronization deviation from the designated time occurs in the axis on which these corrections are performed. For this reason, in the conventional table format data operation (pass table operation), every time the diameter of a cutting tool such as a bite tool or the diameter of an end mill tool changes, the error amount (change in diameter) is taken into account to change the table format data. There was a need to fix.
ここで図36および図37を用いて、従来のテーブル形式データによる運転(パステーブル運転)の例を説明する。図36は、工具交換前の従来技術に係るパステーブル運転の例を説明する図である。また、図37は、工具交換後の従来技術に係るパステーブル運転の例を説明する図である。 Here, an example of operation (pass table operation) using conventional table format data will be described with reference to FIGS. 36 and 37. FIG. 36 is a diagram for explaining an example of a pass table operation according to the prior art before tool replacement. Moreover, FIG. 37 is a figure explaining the example of the pass table driving | operation based on the prior art after tool replacement | exchange.
図36(b)に示されるテーブル形式データ(パステーブル運転データ)に従って、図36(a)に示されるように、工具2は前記パステーブルのプログラム経路に沿ってワーク4を加工し、加工形状6を生成する。この時に使用する工具2としてはバイト工具などであり、その半径を2.0mmとしている。
In accordance with the table format data (pass table operation data) shown in FIG. 36 (b), as shown in FIG. 36 (a), the
図37(a)は、図36に示される半径2.0mmの工具2を半径3.0mmの工具3に交換してワーク4を加工することを図示している。また、図36(a)と同様にワーク4に加工形状6を生成するために、図37(b)に示されるように、工具交換に伴ってテーブル形式データ(パステーブル運転データ)のプログラム経路を変更する必要がある。
FIG. 37A illustrates that the
上述したように、従来のテーブル形式データによる運転(パステーブル運転)では、バイト工具などの刃先が持っている丸みによる誤差分を補正する刃先R補正や、エンドミル工具等の工具の半径値を補正する工具径補正ができなかったため、バイト工具などの刃先やエンドミル工具等の径が変わる度に、その誤差分を考慮して、テーブル形式データ(パステーブル運転データ)を修正し直す必要があり、手間がかかり問題であった。 As described above, in the conventional table format data operation (pass table operation), the cutting edge R correction for correcting the error due to the roundness of the cutting edge of the cutting tool or the like, and the radius value of the tool such as the end mill tool are corrected. Since the tool radius correction could not be performed, it is necessary to correct the table format data (pass table operation data) in consideration of the error every time the cutting edge of a bite tool or the diameter of an end mill tool changes. It took time and was a problem.
そこで本発明の目的は、テーブル形式データ(パステーブル運転データ)による運転において、バイト工具等の刃先やエンドミル工具等の径が変わっても、刃先R補正量や工具径補正量を変更するだけで、テーブル形式データの修正を不要とすることが可能なテーブル形式データでの制御における刃先R補正または工具径補正の機能を備えた数値制御装置を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to change only the cutting edge R correction amount and the tool diameter correction amount even when the diameter of the cutting edge of a tool such as a bite tool or the diameter of an end mill tool changes in operation based on table format data (pass table operation data). Another object of the present invention is to provide a numerical control device having a function of correcting the cutting edge R or correcting the tool radius in the control with table format data that can eliminate the need for correction of the table format data.
本願の請求項1に係る発明は、時間、軸位置、あるいは主軸位置を基準とし、基準となる時間、軸あるいは主軸の位置と、前記基準となる軸あるいは主軸とは別の軸あるいは主軸の位置とを対応させたテーブル形式データをメモリに格納しておき、前記基準となる時間、軸あるいは主軸の位置と、前記基準となる軸あるいは主軸とは別の軸あるいは主軸の位置を順次読み出し、前記基準となる時間、軸あるいは主軸の位置に同期して、前記別の軸あるいは主軸の位置に同期して前記別の軸あるいは主軸の位置を制御する数値制御装置において、刃先R補正量または工具径補正量を記憶する記憶手段と、テーブル形式データへの刃先R補正または工具径補正の有効および無効を指令する指令手段と、前記テーブル形式データと前記刃先R補正量または工具径補正量から、工具の進行に伴って前記テーブル形式データのブロックに対して補正する前記別の軸あるいは主軸の位置の補正量を算出する補正量算出手段と、前記補正量算出手段により算出された補正量から前記別の軸あるいは主軸の位置を算出する算出手段と、刃先R補正または工具径補正を行うことにより生じる、前記基準となる時間、軸あるいは主軸の位置と、前記別の軸あるいは主軸の位置の同期ずれを補正した前記別の軸あるいは主軸の位置を出力する出力手段と、を有することを特徴とするテーブル形式データでの制御における刃先R補正または工具径補正の機能を備えた数値制御装置である。
The invention according to
請求項2に係る発明は、前記出力手段は、テーブル形式データを先読みし、工具の進行方向の変更点を取得する取得手段と、前記取得手段により取得した工具の進行方向の変更点から工具がワークの内側を回るか外側を回るかを判定する判定手段と、前記判定手段による判定の結果、工具がワークの内側を回る場合、補正後の工具の経路における工具方向の変更点で同期ずれが解消されるまで工具を停止し、工具がワークの外側を回る場合は、プログラム経路に無い移動を行う区間において、同期ずれが解消されるまでプログラムによる移動量に一定の移動パルスを加算する加算手段と、を有することを特徴とする請求項1に記載のテーブル形式データでの制御における刃先R補正または工具径補正の機能を備えた数値制御装置である。
請求項3に係る発明は、前記加算手段により求められた加算結果の値が、設定リミット値を超えるか否かを判断し、リミット値を超えた場合にアラームとするアラーム手段を有することを特徴とする請求項2に記載のテーブル形式データでの制御における刃先R補正または工具径補正の機能を備えた数値制御装置である。
The invention according to
The invention according to
本発明により、テーブル形式データ(パステーブル運転データ)による運転において、バイト工具等の刃先やエンドミル工具等の径が変わっても、刃先R補正量や工具径補正量を変更するだけで、テーブル形式データの修正を不要とすることが可能なテーブル形式データでの制御における刃先R補正または工具径補正の機能を備えた数値制御装置を提供できる。 According to the present invention, in operation based on table format data (pass table operation data), even if the diameter of a cutting edge such as a bite tool or an end mill tool changes, the table format is simply changed by changing the cutting edge R correction amount or the tool diameter correction amount. It is possible to provide a numerical control device having a function of correcting the cutting edge R or correcting the tool radius in the control based on table format data that can make correction of data unnecessary.
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。なお、従来技術の説明と同一の構成や類似の構成については同じ符号を用いて説明する。
図1は、本発明の実施形態が実行するテーブル形式データによる運転機能の概要図である。本発明の実施形態では、図1の概要図において、後述して説明する図28,図29,図30,図31を用いて説明するアルゴリズムの処理を実行する。
なお、以降では説明のために補正を行う平面をX−Y平面と仮定するが、X−Y平面以外の平面や、3次元空間にも本発明は同様に適用可能である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is demonstrated about the structure same as description of a prior art, or a similar structure.
FIG. 1 is a schematic diagram of an operation function based on table format data executed by the embodiment of the present invention. In the embodiment of the present invention, the algorithm processing described with reference to FIGS. 28, 29, 30, and 31 described later is executed in the schematic diagram of FIG.
In the following, for the sake of explanation, it is assumed that the plane to be corrected is an XY plane, but the present invention can be similarly applied to a plane other than the XY plane and a three-dimensional space.
X軸用パステーブルTx、Y軸用パステーブルTyを備えている。X軸用パステーブルTxは、基準位置に対して、X軸位置が記憶されている。また、Y軸用パステーブルTyは、基準位置に対して、Y軸位置が記憶されている。主軸に取り付けられたポジションコーダからのパルス(主軸位置)または軸に取り付けられたポジションコーダからのパルス(軸位置)または基準とする外部パルス発生部からの時間を基準とするパルスが、カウンタ101に入力され計数される。以降は簡略化のため、軸位置を省略して記述する。
An X-axis path table Tx and a Y-axis path table Ty are provided. The X-axis path table Tx stores the X-axis position with respect to the reference position. The Y-axis path table Ty stores the Y-axis position with respect to the reference position. A pulse from the position coder attached to the main shaft (main shaft position), a pulse from the position coder attached to the shaft (axis position), or a pulse based on the time from the external pulse generator as a reference is input to the
このカウンタ101の計数値にオーバライド手段に設定されているオーバライド値が乗算器102で乗じられ基準位置カウンタ103に格納される。この基準位置カウンタ103は、パステーブル運転機能が指令された時点でリセットされる。基準位置カウンタ103の値が基準位置としてX軸、Y軸パステーブル補間処理部104x,104zに入力される。基準位置カウンタ103の値が基準位置としてX軸,Y軸パステーブル補間処理部104x,104yでは、X軸パステーブルTx,Y軸パステーブルTyを参照して基準位置に対するX軸,Y軸の指令位置を求め、処理周期での移動量を求め該移動量を指令として加算器106x,106yに出力する。
The count value of the
基準位置カウンタ103の値がさらに、刃先R補正または工具径補間処理部107xt,107ytに入力される。刃先R補正または工具径補間処理部107xt,107ytは、処理周期毎、刃先R補正または工具径補正テーブルTtを参照し、刃先R補正または工具径補正に係る補正量を補間して補間補正量を加算器106x,106yにそれぞれ出力する。加算器106x,106yで加算された結果の値が各制御軸モータ105x,105yに出力されることにより、X,Y軸を基準位置に合わせて同期運転することができる。
The value of the
本発明は、テーブル形式データ(パステーブル運転データ)による運転において、バイト工具などの刃先やエンドミル工具等の径が変っても、刃先R補正量や工具径補正量を変更するだけで、テーブル形式データの修正を不要とするものである。従来技術における問題点を解決するため、本発明では、工具の外周と加工面が接する点を通る時刻が、テーブル形式データによってプログラムされた時刻と一致するように、工具の進行速度を制御する手段を備える。 According to the present invention, in operation based on table format data (pass table operation data), even if the diameter of a cutting edge such as a bite tool or an end mill tool changes, the table format is simply changed by changing the cutting edge R correction amount or the tool diameter correction amount. Data correction is unnecessary. In order to solve the problems in the prior art, in the present invention, means for controlling the traveling speed of the tool so that the time passing through the point where the outer periphery of the tool contacts the machining surface coincides with the time programmed by the table format data. Is provided.
図2は、本発明に係るパステーブル運転(工具交換前)の例を説明する図である。また、図3は、本発明に係るパステーブル運転(工具交換後)の例を説明する図である。図2(b)に示されるテーブル形式データ(パステーブル運転データ)に従って、図2(a)に示されるように、工具2は前記パステーブル運転データのプログラム経路に沿ってワーク4を加工し、加工形状6を生成する。この時に使用する工具2としてはバイト工具などであり、その半径を2.0mmとしている。図2(a)に示されるように、本発明においては、加工形状6とパステーブル運転データにより設定されたプログラム経路とは一致する。
FIG. 2 is a diagram for explaining an example of the pass table operation (before tool change) according to the present invention. FIG. 3 is a diagram for explaining an example of the pass table operation (after tool change) according to the present invention. In accordance with the table format data (pass table operation data) shown in FIG. 2B, as shown in FIG. 2A, the
図3(a)は、図2(a)に示される半径2.0mmの工具2を半径3.0mmの工具3に交換してワーク4を加工することを図示している。また、図3(b)は、図2(b)と同様にワーク4に加工形状6を生成するために用いられるテーブル形式データ(パステーブル運転データ)である。図2(b)に示されるテーブル形式データ(パステーブル運転データ)と図3(b)に示されるテーブル形式データ(パステーブル運転データ)とを対比すると理解できるが、本発明では、工具の半径を変更しても、テーブル形式データ(パステーブル運転データ)を変更することなく、ワーク4に対して同じ加工形状6を生成することができる。
なお、テーブル形式データとしては前述したX軸用パステーブルTx,Y軸用パステーブルTy、刃先R補正または工具径補正Ttの3種類のテーブルが個別に存在し、それぞれが平行して動作するが、以降は図2(b)や図3(b)のように1つのテーブルにまとめて表現する。
FIG. 3A illustrates that the
As table format data, there are three types of tables, the X-axis path table Tx, the Y-axis path table Ty, the blade edge R correction or the tool radius correction Tt, which are operated in parallel. In the following, they are collectively expressed in one table as shown in FIG. 2 (b) and FIG. 3 (b).
<スタートアップ処理>
次に、本発明に係るパステーブル運転において、刃先R補正または工具径補正の有効を指令した場合の処理であるスタートアップ処理について説明する。
本発明の実施形態において、刃先R補正または工具径補正では、一例として、以下の指令が可能である。
・G42指令:工具の進行方向の右側に補正を行う指令
・G41指令:工具の進行方向の左側に補正を行う指令
・G40指令:刃先R補正または工具径指令をキャンセルする指令
これらの指令は、工作機械を制御する数値制御装置が有する公知の指令である。
G42指令とG41指令とを切り換えた場合もスタートアップ処理を実行する。また、G42指令またはG41指令が有効な状態からG40指令を行った場合の動作については、<キャンセル処理>として後述する。
刃先R補正または工具径補正が無効の状態で、刃先R補正または工具径補正の有効を指令するブロックを実行した場合、その時点から次に工具の進行方向が変化する直前に刃先R補正または工具径補正が完了するように、等速で補正を行う。ここでブロックとは、一つの基準値から次の基準値までの区間を意味する。
<Startup process>
Next, start-up processing, which is processing when commanding the validity of cutting edge R correction or tool radius correction in the path table operation according to the present invention, will be described.
In the embodiment of the present invention, in the cutting edge R correction or the tool radius correction, the following commands can be given as an example.
・ G42 command: Command to correct to the right of the tool traveling direction
・ G41 command: Command to correct to the left in the direction of tool movement
・ G40 command: Command to cancel cutting edge R correction or tool radius command
These commands are known commands possessed by a numerical controller that controls the machine tool.
The startup process is also executed when the G42 command and the G41 command are switched. The operation when the G40 command is issued from the state in which the G42 command or the G41 command is valid will be described later as <Cancel processing>.
When the cutting edge R correction or the tool radius correction is invalid and the block for instructing the validity of the cutting edge R correction or the tool radius correction is executed, the cutting edge R correction or the tool is executed immediately before the next change of the tool traveling direction. Correction is performed at a constant speed so that the diameter correction is completed. Here, the block means a section from one reference value to the next reference value.
図4や図5は、出発点でG42指令(工具の進行方向の右側に補正)を行った時の工具
の刃先R中心点の刃先R中心経路とプログラム経路を表した図である。なお、工具の工具中心経路の場合も工具の刃先R中心経路の場合と同様であるので、これ以降、刃先R中心経路を例として説明する。
4 and 5 are diagrams showing the cutting edge R center path and the program path of the cutting edge R center point of the tool when the G42 command (correction to the right in the tool traveling direction) is performed at the starting point. Note that the tool center path of the tool is the same as that of the tool edge R center path, and therefore, the blade edge R center path will be described below as an example.
図4は、工具の進行方向が直線から直線に変更される場合である。刃先R補正を行わない場合、刃先R中心点8は実線矢印で示されるプログラム経路を通ってワーク4を加工する。この場合、加工誤差が生じてしまう。一方、G42指令によって本発明に係る刃先R補正を行った時、刃先R中心点8は破線矢印で示される刃先R中心経路を通ってワーク4を加工する。G42指令による刃先R補正は、刃先R中心点8が工具の進行方向が変化する点Sに到達する時に補正が完了する。
FIG. 4 shows a case where the traveling direction of the tool is changed from a straight line to a straight line. When the cutting edge R correction is not performed, the cutting edge
図5は、工具の進行方向が直線から円弧に変更される場合を図示している。刃先R補正を行わない場合、刃先R中心点8は実線矢印で示されるプログラム経路を通ってワーク4を加工する。一方、G42指令によって本発明に係る刃先R補正を行った時、刃先R中心点8は破線矢印で示される刃先R中心経路を通ってワーク4を加工する。G42指令による刃先R補正は、刃先R中心点8が工具の進行方向が変化する点Sに到達する時に補正が完了する。
FIG. 5 illustrates a case where the traveling direction of the tool is changed from a straight line to an arc. When the cutting edge R correction is not performed, the cutting edge
次に、図6、図7、および図8を用いて、刃先R補正量をrとした時の、プログラム経路と工具位置の関係を説明する。なお、工具径補正量をrとした時も同様に説明できる。 Next, the relationship between the program path and the tool position when the cutting edge R correction amount is r will be described with reference to FIGS. 6, 7, and 8. The same explanation can be made when the tool radius correction amount is r.
図6は、刃先R補正または工具径補正指令を含むテーブル形式データ(パステーブル運転データ)を説明する図である。
パステーブル番号1000には、時間(時刻)または主軸位置の各ブロック(L0,L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8)に対して、X軸のプログラム経路、Y軸のプログラム経路、および、刃先R補正または工具径補正指令が設定されている。L0におけるG42指令の後、次に進行方向が変化する時刻(主軸位置)は図6に示されるL5の点である。なお、図6において、(G42)の表記は、G42指令のブロックではないが、L1〜L8の各ブロックがモーダル情報としてG42指令を指令されていることを意味する。
FIG. 6 is a diagram for explaining table format data (pass table operation data) including a cutting edge R correction or a tool radius correction command.
The
図7は、図6のプログラム経路において、刃先R補正量をrとした時の工具の位置である刃先R中心点の刃先R中心経路を表す表である。ここでは、刃先R補正量を例として説明する。図8は、図6と図7に示される、刃先R補正量をrとした時の、プログラム経路と刃先R中心経路の関係を説明する図である。図6においてL0のブロックに刃先R指令であるG42指令が設定され、ブロックL1〜L8がG42の指令をモーダル情報として有していることから、刃先R補正量をrとした場合、各ブロックにおいて補正を行うと、工具のY軸の位置が補正される。工具の進行方向が変化する交点S(図8参照)は、この例では、L5が工具の進行方向の変化する点である。 FIG. 7 is a table showing the cutting edge R center path of the cutting edge R center point that is the position of the tool when the cutting edge R correction amount is r in the program path of FIG. Here, the cutting edge R correction amount will be described as an example. FIG. 8 is a diagram for explaining the relationship between the program path and the cutting edge R center path when r is the cutting edge R correction amount shown in FIGS. 6 and 7. In FIG. 6, since the G42 command which is the cutting edge R command is set in the block L0 and the blocks L1 to L8 have the G42 command as modal information, when the cutting edge R correction amount is r, in each block When correction is performed, the position of the Y axis of the tool is corrected. In this example, the intersection S (see FIG. 8) at which the traveling direction of the tool changes is a point at which L5 changes in the traveling direction of the tool.
<刃先R補正または工具径補正のメイン処理>
次に、本発明に係るパステーブル運転において、刃先R補正または工具径補正のメイン処理について説明する。刃先R補正または工具径補正中に工具の進行方向が変化する場合、工具が、ワークの内側を回る場合とワークの外側を回る場合の2つの場合がある。
以下、それぞれの場合について説明する。なお、図14〜図20は、工具がワークの内側を回る場合を説明する図である。また、図21〜図27は、工具がワークの外側を回る場合を説明する図である。
<Main processing for cutting edge R correction or tool radius correction>
Next, main processing of cutting edge R correction or tool radius correction in the path table operation according to the present invention will be described. There are two cases where the traveling direction of the tool changes during the cutting edge R correction or the tool diameter correction, when the tool rotates inside the workpiece and when the tool rotates outside the workpiece.
Hereinafter, each case will be described. 14-20 is a figure explaining the case where a tool turns the inner side of a workpiece | work. Moreover, FIGS. 21-27 is a figure explaining the case where a tool rotates the outer side of a workpiece | work.
(工具がワークの内側を回る場合)
プログラム経路の交点におけるワーク側の角度が180度を超える場合に該当する。この場合、プログラム経路よりも工具の移動経路の方が短くなることから、同期ずれを解消するために刃先R中心経路の交点(工具の進行方向が変化する点S)で工具は一旦停止する。前記基準となる時間、軸あるいは主軸の位置に対し、工具の位置の同期ずれが解消した瞬間から、工具は同期を開始する。それにより、前記基準となる時間、軸あるいは主軸の位置と、工具の外周とワークの接点位置を同期させることができる。
(When the tool turns inside the workpiece)
This corresponds to the case where the workpiece side angle at the intersection of the program paths exceeds 180 degrees. In this case, since the tool movement path is shorter than the program path, the tool temporarily stops at the intersection of the cutting edge R center path (the point S where the traveling direction of the tool changes) in order to eliminate the synchronization shift. The tool starts to synchronize at the moment when the synchronization deviation of the tool position is eliminated with respect to the reference time, the axis or the position of the spindle. This makes it possible to synchronize the reference time, the position of the shaft or the spindle, the outer periphery of the tool and the contact position of the workpiece.
図14は、刃先R補正中に工具の進行方向が変化しワークの内側を工具が回る場合であって、工具の進行方向が直線から直線に変更される場合を説明する図である。刃先R補正された工具の刃先R中心は図示されたように刃先R中心経路を通り移動しながらワーク4を加工する。プログラム経路よりも工具の移動経路である刃先R中心経路の方がプログラム経路の点線の区間だけ短くなることから、同期ずれを解消するために刃先R中心経路の交点Sで工具は一旦停止する。前記基準となる時間、軸あるいは主軸の位置に対し、工具の位置の同期ずれが解消した瞬間から、工具は同期を開始する。それにより、前記基準となる時間、軸あるいは主軸の位置と、工具の外周とワークの接点位置を同期させることができる。一旦停止する時間は、交点Sからプログラム経路に対して垂線を引き、該垂線とプログラム経路との交点と交点の間の区間である。この区間は数学的に計算して求めることができる。
FIG. 14 is a diagram for explaining a case where the advancing direction of the tool changes during the cutting edge R correction and the tool turns inside the workpiece, and the advancing direction of the tool is changed from a straight line to a straight line. The
図15は、刃先R補正中に工具の進行方向が変化しワークの内側を工具が回る場合であって、工具の進行方向が直線から円弧に変更される場合を説明する図である。刃先R補正された工具の刃先R中心は図示されたように刃先R中心経路を通り移動しながらワーク4を加工する。プログラム経路よりも工具の移動経路である刃先R中心経路の方がプログラム経路の点線の区間だけ短くなることから、同期ずれを解消するために刃先R中心経路の交点Sで工具は一旦停止する。前記基準となる時間、軸あるいは主軸の位置に対し、工具の位置の同期ずれが解消した瞬間から、工具は同期を開始する。それにより、前記基準となる時間、軸あるいは主軸の位置と、工具の外周とワークの接点位置を同期させることができる。
FIG. 15 is a diagram for explaining a case where the advancing direction of the tool changes during the cutting edge R correction and the tool turns inside the workpiece, and the advancing direction of the tool is changed from a straight line to an arc. The
図16は、刃先R補正中に工具の進行方向が変化しワークの内側を工具が回る場合であって、工具の進行方向が円弧から直線に変更される場合を説明する図である。
刃先R補正された工具の刃先R中心は図示されたように刃先R中心経路を通り移動しながらワーク4を加工する。プログラム経路よりも工具の移動経路である刃先R中心経路の方がプログラム経路の点線の区間だけ短くなることから、同期ずれを解消するために刃先R中心経路の交点Sで工具は一旦停止する。前記基準となる時間、軸あるいは主軸の位置に対し、工具の位置の同期ずれが解消した瞬間から、工具は同期を開始する。それにより、前記基準となる時間、軸あるいは主軸の位置と、工具の外周とワークの接点位置を同期させることができる。
FIG. 16 is a diagram illustrating a case where the traveling direction of the tool changes during the cutting edge R correction and the tool rotates inside the workpiece, and the traveling direction of the tool is changed from an arc to a straight line.
The
図17は、刃先R補正中に工具の進行方向が変化しワークの内側を工具が回る場合であって、工具の進行方向が円弧から円弧に変更される場合を説明する図である。
刃先R補正された工具の刃先R中心は図示されたように刃先R中心経路を通り移動しながらワーク4を加工する。プログラム経路よりも工具の移動経路である刃先R中心経路の方がプログラム経路の点線の区間だけ短くなることから、同期ずれを解消するために刃先R中心経路の交点Sで工具は一旦停止する。前記基準となる時間、軸あるいは主軸の位置に対し、工具の位置の同期ずれが解消した瞬間から、工具は同期を開始する。それにより、前記基準となる時間、軸あるいは主軸の位置と、工具の外周とワークの接点位置を同期させることができる。
FIG. 17 is a diagram for explaining a case where the advancing direction of the tool changes during the cutting edge R correction and the tool turns inside the workpiece, and the advancing direction of the tool is changed from an arc to an arc.
The
図18は、工具がワークの内側を回る場合の、刃先R補正または工具径補正指令を含むテーブル形式データ(パステーブル運転データ)を説明する図である。パステーブル番号2000は、時間または主軸位置の各ブロック(L0,L1,L2,L3,L4,L5,L6)に対して、X軸のプログラム経路、Y軸のプログラム経路、および、刃先R補正または工具径補正指令が設定されている。L0〜L6のブロックにはモーダル情報としてG42指令が設定されている。ブロックL3が工具の進行方向の変更点である。
FIG. 18 is a diagram for explaining table format data (path table operation data) including a cutting edge R correction or a tool radius correction command when the tool turns inside the workpiece. The
図19は、図18に示されるテーブル番号2000において、刃先R補正量または工具径補正量をrとした時の工具位置の一例を表す表である。図20は、図18と図19に示される、刃先R補正量をrとした時のプログラム経路と工具位置を説明する図である。この場合、L2→L3→L4の区間だけプログラム経路よりも工具の移動経路(刃先R中心経路)の方が短くなることから、同期ずれを解消するために刃先R中心経路の交点(工具の進行方向が変化する点S)で工具は一旦停止する。
FIG. 19 is a table showing an example of the tool position when the cutting edge R correction amount or the tool radius correction amount is r in the
(工具がワークの外側を回る場合)
次に、工具がワークの外側を回る場合を説明する。
工具がワークの外側を回る場合は、プログラム経路の交点における、ワーク側の角度が180度以下の場合に該当する。図21〜図27は、プログラム経路の進行方向が変わる際に、刃先R中心がどのような経路を辿るかを説明する図である。
(When the tool turns outside the workpiece)
Next, a case where the tool turns outside the workpiece will be described.
The case where the tool turns outside the workpiece corresponds to the case where the angle on the workpiece side at the intersection of the program paths is 180 degrees or less. FIGS. 21 to 27 are diagrams for explaining what route the cutting edge R center follows when the traveling direction of the program route changes.
プログラム経路の進行方向が変わる際には、プログラムに指令のない移動を行う必要がある。この移動区間は、図21〜図24,図27に点線のみの区間として示されている。点線のみの区間では、一定値の移動パルスを制御周期毎に出力することにより、工具の移動が行われる。しかし、この間も前記基準となる時間、軸あるいは主軸の位置は進み続けるため、点線のみの区間の移動が終了した時、前記基準となる時間、軸あるいは主軸の位置に対し、工具の位置は同期ずれが発生している。この同期ずれを解消するため、点線のみの区間が終了した後、同期ずれが解消されるまで、プログラム指令による移動パルスに一定値の移動パルスを加算する。 When the traveling direction of the program path changes, it is necessary to move without command to the program. This moving section is shown as a section of only a dotted line in FIGS. In the section of only the dotted line, the tool is moved by outputting a movement pulse having a constant value for each control cycle. However, since the reference time, the position of the axis or the spindle continues to advance during this time, the tool position is synchronized with the reference time, the position of the axis or the spindle when the movement of only the dotted line is completed. Deviation has occurred. In order to eliminate this synchronization deviation, a movement pulse having a constant value is added to the movement pulse by the program command until the synchronization deviation is eliminated after the section of only the dotted line is completed.
一定値の移動パルスに関しては、パラメータで設定できる他、G41指令またはG42指令と同時に以下のようにプログラム指令を行うことよっても設定可能である。そして、一定値は任意の値を設定可能である。
L0G42P8:(数値制御装置の制御周期毎に最小設定単位8つずつ補正を行う)
The moving pulse having a constant value can be set by a parameter, and can also be set by executing a program command as follows simultaneously with the G41 command or the G42 command. The fixed value can be set to an arbitrary value.
L0G42P8: (Correction is performed by 8 at the minimum setting unit for each control cycle of the numerical controller)
図21は、工具がワークの外側を回る場合、プログラム経路の進行方向が直線から直線に変わる際に、刃先R中心がどのような経路を通るかを説明する図である。点線のみの点線区間では、工具は一定値の移動パルス出力により移動し、破線と点線の重なった重複区間では、補正による遅れを一定値の移動パルスを加算して遅れを取り戻し、同期ずれを解消する。 FIG. 21 is a diagram for explaining what path the center of the cutting edge R passes when the traveling direction of the program path changes from a straight line to a straight line when the tool rotates outside the workpiece. In the dotted line section with only a dotted line, the tool moves with the output of a fixed value movement pulse, and in the overlapping section where the broken line and dotted line overlap, the correction delay is added to the fixed value movement pulse to recover the delay and eliminate the synchronization error. To do.
図22は、プログラム経路の進行方向が直線から円弧に変わる際に、刃先R中心がどのような経路を通るかを説明する図である。点線のみの点線区間では、工具は一定値の移動パルス出力により移動し、破線と点線の重なった重複区間では、補正による遅れを一定値の移動パルスを加算して遅れを取り戻し、同期ずれを解消する。 FIG. 22 is a diagram for explaining what path the cutting edge R center passes when the traveling direction of the program path changes from a straight line to an arc. In the dotted line section with only a dotted line, the tool moves with the output of a fixed value movement pulse, and in the overlapping section where the broken line and dotted line overlap, the correction delay is added to the fixed value movement pulse to recover the delay and eliminate the synchronization error. To do.
図23は、プログラム経路の進行方向が円弧から直線に変わる際に、刃先R中心がどのような経路を通るかを説明する図である。点線のみの点線区間では、工具は一定値の移動パルス出力により移動し、破線と点線の重なった重複区間では、補正による遅れを一定値の移動パルスを加算して遅れを取り戻し、同期ずれを解消する。 FIG. 23 is a diagram for explaining what path the cutting edge R center passes when the traveling direction of the program path changes from an arc to a straight line. In the dotted line section with only a dotted line, the tool moves with the output of a fixed value movement pulse, and in the overlapping section where the broken line and dotted line overlap, the correction delay is added to the fixed value movement pulse to recover the delay and eliminate the synchronization error. To do.
図24は、プログラム経路の進行方向が円弧から円弧に変わる際に、刃先R中心がどのような経路を通るかを説明する図である。点線のみの点線区間では、工具は一定値の移動パルス出力により移動し、破線と点線の重なった重複区間では、補正による遅れを一定値の移動パルスを加算して遅れを取り戻し、同期ずれを解消する。 FIG. 24 is a diagram for explaining what path the cutting edge R center passes when the traveling direction of the program path changes from an arc to an arc. In the dotted line section with only a dotted line, the tool moves with the output of a fixed value movement pulse, and in the overlapping section where the broken line and dotted line overlap, the correction delay is added to the fixed value movement pulse to recover the delay and eliminate the synchronization error. To do.
図25は、工具がワークの外側を回る場合の、刃先R補正または工具径補正指令を含むテーブル形式データ(パステーブル運転データ)を説明する図である。パステーブル番号3000は、時間または主軸位置の各ブロック(L0,L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7)に対して、X軸のプログラム経路、Y軸のプログラム経路、および、刃先R補正または工具径補正指令が設定されている。L0〜L7のブロックにはモーダル情報としてG42指令が設定されている。ブロックL3が工具の進行方向の変更点である。
FIG. 25 is a diagram for explaining table format data (path table operation data) including a cutting edge R correction or a tool radius correction command when the tool rotates outside the workpiece. The
図26は、図25に示されるテーブル番号3000において、刃先R補正量または工具径補正量をrとし、L5とL6の間で同期ずれが解消すると仮定した時の工具位置の一例を表す表である。ブロックL4のX1およびY1、ブロックL5のX2およびY2は、点線区間(点線のみの区間と、および、点線および破線の重複区間)を移動する際に設定される一定値の移動パルスの設定値によって変化する。
FIG. 26 is a table showing an example of the tool position when it is assumed that the cutting edge R correction amount or the tool radius correction amount is r in the
図27は、図25と図26に示される、刃先R補正量または工具径補正量をrとし、L5とL6の間で同期ずれが解消すると仮定した時のプログラム経路と工具位置の関係を説明する図である。 FIG. 27 illustrates the relationship between the program path and the tool position when it is assumed that the cutting edge R correction amount or the tool radius correction amount shown in FIGS. 25 and 26 is r, and that the synchronization deviation is eliminated between L5 and L6. It is a figure to do.
<キャンセル処理>
次に、パステーブル運転において、刃先R補正または工具径補正の無効を指令した場合の処理であるキャンセル処理について説明する。
刃先R補正または工具径補正が有効の状態で、刃先R補正または工具径補正の無効を指令するブロックを実行した場合、その時点から次に工具の進行方向が変化する直前に刃先R補正または工具径補正による補正量が0(ゼロ)となるように、等速で補正を行う。
<Cancel processing>
Next, a cancel process that is a process in the case of instructing the invalidity of the cutting edge R correction or the tool radius correction in the pass table operation will be described.
When a block for instructing invalidity of the cutting edge R correction or the tool radius correction is executed in a state where the cutting edge R correction or the tool diameter correction is valid, the cutting edge R correction or the tool is performed immediately before the next change of the tool traveling direction. Correction is performed at a constant speed so that the correction amount by the diameter correction becomes 0 (zero).
図9や図10は、G40指令を行った時の工具の刃先R中心経路とプログラム経路を表した図である。なお、工具の工具中心経路の場合も工具の刃先R中心経路の場合と同様であるので、これ以降、刃先R中心経路を例として説明する。 9 and 10 are diagrams showing the cutting edge R center path and the program path of the tool when the G40 command is issued. Note that the tool center path of the tool is the same as that of the tool edge R center path, and therefore, the blade edge R center path will be described below as an example.
図9は、工具の進行方向が直線から直線に変更される場合である。刃先R中心経路を通って移動する工具は、G40指令によって工具の進行方向が変化する点S1から刃先R補正の補正量が0(ゼロ)になるように等速で補正量のキャンセルがなされる。刃先R中心点8は破線矢印で示される刃先R中心経路を通って、G40指令の後、次に進行方向が変化する時刻(工具の進行方向が変化する点S2)に補正量が0になる動作が完了する。
FIG. 9 shows a case where the traveling direction of the tool is changed from a straight line to a straight line. The tool moving through the cutting edge R center path is canceled at a constant speed so that the correction amount of the cutting edge R correction becomes 0 (zero) from the point S1 where the traveling direction of the tool changes according to the G40 command. . The cutting edge
また、図10は、工具の進行方向が円弧から直線に変更される場合である。刃先R中心経路を通って移動する工具は、G40指令によって工具の進行方向が変化する点S1から刃先R補正の補正量が0(ゼロ)になるように等速で補正量のキャンセルがなされる。工具2は破線矢印で示される刃先R中心経路を通って、G40指令の後、次に進行方向が変化する時刻(工具の進行方向が変化する点S2)に補正量が0になる動作が完了する。
FIG. 10 shows a case where the traveling direction of the tool is changed from an arc to a straight line. The tool moving through the cutting edge R center path is canceled at a constant speed so that the correction amount of the cutting edge R correction becomes 0 (zero) from the point S1 where the traveling direction of the tool changes according to the G40 command. . The
次に、図11、図12、および図13を用いて、刃先R補正量をrとした時の、プログラム経路と工具位置の関係を説明する。なお、工具径補正量をrとした時も同様に説明できる。 Next, the relationship between the program path and the tool position when the cutting edge R correction amount is r will be described with reference to FIGS. 11, 12, and 13. The same explanation can be made when the tool radius correction amount is r.
図11は、刃先R補正または工具径補正指令を含むテーブル形式データ(パステーブル運転データ)を説明する図である。図11のパステーブル番号1000には、時間または主軸位置の各ブロック(L0,L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8)に対して、X軸のプログラム経路、Y軸のプログラム経路、および、刃先R補正または工具径補正指令が設定されている。L0〜L1はモーダル情報としてG41指令が指令されており、L2でG40指令がなされている。次に進行方向が変化する時刻(主軸位置)は図11に示されるL7の点である。なお、図11において、(G41)の表記は、G41指令のブロックではないが、L1〜L4の各ブロックがモーダル情報としてG41指令を指令されていることを意味する。また、(G40)の表記は、L3〜L8の各ブロックがモーダル情報としてG40指令を指令されていることを意味する。
FIG. 11 is a diagram for explaining table format data (path table operation data) including a cutting edge R correction or a tool radius correction command. The
図12は、図11のプログラム経路において、刃先R補正量または工具径補正量をrとした時の工具位置(刃先R中心経路)を表す表である。なお、工具の工具中心経路の場合も工具の刃先R中心経路の場合と同様であるので、これ以降、刃先R中心経路を例として説明する。図13は、図11と図12に示される、刃先R補正量をrとした時の、プログラム経路と工具位置の関係を説明する図である。図11においてL2のブロックに刃先R指令または工具径補正指令をキャンセルする指令であるG40指令が設定されていることから、刃先R補正量をrとした場合、各ブロックにおいて補正を行うと、図12に示されるように、工具2のY軸の位置が補正される。工具の進行方向が変化する点Sは、この例では、L7が工具の進行方向の変化する点である。
FIG. 12 is a table showing the tool position (cutting edge R center path) when the cutting edge R correction amount or the tool radius correction amount is r in the program path of FIG. Note that the tool center path of the tool is the same as that of the tool edge R center path, and therefore, the blade edge R center path will be described below as an example. FIG. 13 is a diagram for explaining the relationship between the program path and the tool position when the cutting edge R correction amount is r as shown in FIGS. 11 and 12. In FIG. 11, since the G40 command which is a command for canceling the cutting edge R command or the tool radius correction command is set in the block L2, when the cutting edge R correction amount is set to r, the correction is performed in each block. 12, the position of the Y axis of the
図28は、本発明に係る刃先R補正または工具径補正を行うアルゴリズムを説明するフローチャートである。以下、各ステップに従って説明する。なお、これ以降のフローチャートにおいて、用いられる工具が刃先R補正を行う工具の場合は刃先R補正を行い、工具径補正を行う工具の場合は工具径補正を行うことを意味する。
フローチャートの処理はG40指令またはG41指令またはG42指令が指令された場合にスタートする。
FIG. 28 is a flowchart for explaining an algorithm for performing cutting edge R correction or tool radius correction according to the present invention. Hereinafter, it demonstrates according to each step. In the following flowcharts, when the tool to be used is a tool that performs the cutting edge R correction, the cutting edge R correction is performed, and when the tool to be used is a tool that performs the tool diameter correction, the tool diameter correction is performed.
The process of the flowchart starts when a G40 command, a G41 command, or a G42 command is commanded.
●[ステップSA10]刃先R補正または工具径補正が指令されたか否かを判断し、指令された場合にはステップSA20へ移行し、指令されていない場合にはステップSA50へ移行する。
●[ステップSA20]刃先R補正または工具径補正のスタートアップ処理を実行する。
●[ステップSA30]刃先R補正または工具径補正のメイン処理を実行する。
●[ステップSA40]補正方向の変更またはキャンセルが行われたか否かを判断し、補正方向の変更またはキャンセルが行われた場合にはステップSA10へ戻り処理を継続し、補正方向の変更またはキャンセルが行われない場合にはステップSA30へ戻り処理を継続する。なお、補正の方向の変更とは、G41指令からG42指令への変更,または、G42指令からG41指令への変更を意味する。キャンセルはG40指令を意味する。
●[ステップSA50]刃先R補正または工具径補正のキャンセル処理を実行し、処理を終了する。
[Step SA10] It is determined whether cutting edge R correction or tool radius correction has been commanded. If so, the process proceeds to Step SA20, and if not, the process proceeds to Step SA50.
[Step SA20] Start-up processing for cutting edge R correction or tool radius correction is executed.
[Step SA30] The main processing of cutting edge R correction or tool radius correction is executed.
[Step SA40] It is determined whether or not the correction direction has been changed or canceled. If the correction direction has been changed or cancelled, the process returns to Step SA10 to continue the process, and the correction direction has been changed or canceled. If not, the process returns to step SA30 and continues. The change in the correction direction means a change from the G41 command to the G42 command, or a change from the G42 command to the G41 command. Cancel means G40 command.
[Step SA50] A canceling process of the cutting edge R correction or the tool radius correction is executed, and the process ends.
図29は、本発明に係る刃先R補正または工具径補正を行うスタートアップ処理のアルゴリズムを説明するフローチャートである。以下、各ステップに従って説明する。
●[ステップSA200]刃先R補正または工具径補正の対象平面を構成する2軸の移動指令値から、合成速度を算出する。
●[ステップSA201]刃先R補正または工具径補正の補正量と補正方向から各軸の補正量をそれぞれ算出する。
●[ステップSA202]位置指令値に各軸の補正量を加算し、補正後の移動指令値を算出する。
●[ステップSA203]テーブル形式データを先読みし、工具の進行方向の変更点を取得する。
●[ステップSA204]工具の進行方向の変更点到達時に補正が完了するように補正量を補間して出力する。
●[ステップSA205]補正量の加算により各軸に速度超過が発生か否か判断し、超過した場合にはステップSA206へ移行し、超過しない場合には処理を終了する。
FIG. 29 is a flowchart for explaining an algorithm of start-up processing for performing cutting edge R correction or tool radius correction according to the present invention. Hereinafter, it demonstrates according to each step.
[Step SA200] The composite speed is calculated from the movement command values of the two axes that constitute the target plane of the cutting edge R correction or the tool radius correction.
[Step SA201] The correction amount of each axis is calculated from the correction amount and correction direction of the cutting edge R correction or tool radius correction.
[Step SA202] The correction amount of each axis is added to the position command value, and the corrected movement command value is calculated.
[Step SA203] The table format data is prefetched, and the change point of the tool traveling direction is acquired.
[Step SA204] The correction amount is interpolated and output so that the correction is completed when the change point in the traveling direction of the tool is reached.
[Step SA205] It is determined whether or not an excess of speed has occurred on each axis by adding the correction amount. If it exceeds, the process proceeds to Step SA206, and if not, the process ends.
図30は、本発明に係る刃先R補正または工具径補正を行うメイン処理のアルゴリズムを説明するフローチャートである。以下、各ステップに従って説明する。
●[ステップSA300]テーブル形式データを先読みし、工具の進行方向の変更点を取得する。
●[ステップSA301]ワークの内側を工具が回るか否かを判断し、内側を回る場合にはステップSA302へ移行し、内側を回らない場合にはステップSA304へ移行する。
●[ステップSA302]刃先R補正を行ったときの刃先R中心経路、または、工具径補正を行った時の工具中心経路の交点Sを算出する。
●[ステップSA303]同期ずれが解消されるまで交点Sで工具停止し、同期ずれが解消すると動作開始する。
●[ステップSA304]プログラム経路に無い移動を行う区間の始点と終点を算出する。
●[ステップSA305]プログラム経路に無い移動を行う区間の始点から終点まで、一定値の移動パルスを出力する。
●[ステップSA306]同期ずれが解消されるまで、プログラム(テーブル形式データ)による移動量に一定値の移動パルスを加算して出力する。
●[ステップSA307]ステップSA306におけるプログラムによる移動量に一定値の移動パルスを加算することにより速度超過が発生したか否かを判断し、速度超過が発生した場合にはステップSA308へ移行し、速度超過が発生しない場合には処理を終了する。
●[ステップSA308]速度超過アラームを発生し、処理を終了する。
FIG. 30 is a flowchart for explaining an algorithm of main processing for performing cutting edge R correction or tool radius correction according to the present invention. Hereinafter, it demonstrates according to each step.
[Step SA300] The table format data is prefetched, and the change in the tool traveling direction is acquired.
[Step SA301] It is determined whether or not the tool is turning inside the workpiece. If the tool is turned inside, the process proceeds to Step SA302. If the tool is not turned inside, the process proceeds to Step SA304.
[Step SA302] The intersection S of the cutting edge R center path when the cutting edge R correction is performed or the tool center path when the tool radius correction is performed is calculated.
[Step SA303] The tool is stopped at the intersection S until the synchronization deviation is eliminated, and the operation starts when the synchronization deviation is eliminated.
[Step SA304] The start point and end point of the section in which movement is not included in the program path are calculated.
[Step SA305] A movement pulse having a constant value is output from the start point to the end point of the section in which the movement is not included in the program path.
[Step SA306] A fixed value of the movement pulse is added to the movement amount by the program (table format data) and output until the synchronization error is eliminated.
[Step SA307] It is determined whether or not an overspeed has occurred by adding a constant value of the movement pulse to the amount of movement made in the program in Step SA306. If overspeed occurs, the process proceeds to Step SA308, where the speed is increased. If no excess occurs, the process ends.
[Step SA308] An overspeed alarm is generated and the process is terminated.
図31は、本発明に係る刃先R補正または工具径補正のキャンセル処理のアルゴリズムを説明するフローチャートである。以下、各ステップに従って説明する。
●[ステップSA500]テーブル形式データを先読みし、工具の進行方向の変更点を取得する。
●[ステップSA501]工具の進行方向の変更点到達時に補正量が0となるように補正量を補間して出力する。なお、補正量は、図29のステップSA201に示される各軸の補正量を意味する。
●[ステップSA502]補正量の加算により速度超過が発生したか否かを判断し、速度超過が発生した場合にはステップSA503へ移行し、速度超過が発生していない場合には処理を終了する。
●[ステップSA503]速度超過アラームを発生し、処理を終了する。
FIG. 31 is a flowchart for explaining an algorithm for canceling cutting edge R correction or tool radius correction according to the present invention. Hereinafter, it demonstrates according to each step.
[Step SA500] The table format data is prefetched, and the change point of the tool traveling direction is acquired.
[Step SA501] The correction amount is interpolated and output so that the correction amount becomes zero when the change point in the advancing direction of the tool is reached. The correction amount means the correction amount of each axis shown in step SA201 in FIG.
[Step SA502] It is determined whether or not an overspeed has occurred by adding the correction amount. If overspeed has occurred, the process proceeds to step SA503. If no overspeed has occurred, the process is terminated. .
[Step SA503] An overspeed alarm is generated and the process is terminated.
<各軸の補正量を算出する手段>
(図29のステップSA201を参照)
次に、図32を用いて、本発明に係る各軸の補正量を算出する手段を説明する。刃先R補正または工具径補正を行う場合、補正を行う平面を構成する2軸を選択する。さらに、補正を行う平面における工具の進行方向に対して、進行方向の左側に補正を行うか、進行方向の右側に行うかを選択する。以降では、補正を行う平面を構成する2軸としてX軸とY軸を、補正方向として進行方向の左側を選択したと仮定する。
<Means for calculating the correction amount of each axis>
(See step SA201 in FIG. 29)
Next, means for calculating the correction amount of each axis according to the present invention will be described with reference to FIG. When performing the cutting edge R correction or the tool radius correction, two axes constituting the plane to be corrected are selected. Further, it is selected whether correction is performed on the left side of the traveling direction or on the right side of the traveling direction with respect to the traveling direction of the tool on the plane to be corrected. In the following, it is assumed that the X axis and the Y axis are selected as the two axes constituting the correction plane, and the left side of the traveling direction is selected as the correction direction.
前記の設定を行った上で、選択した2軸の移動指令値から、補正を行う平面上での進行方向を算出する。これは、2軸の合成速度を計算した上で、合成速度のX成分とY成分を求めることで算出可能である。X軸が400mm/min、Y軸が300mm/minの速度で移動することを仮定すると、合成速度の大きさは図32に示すように500mm/minとなる。 After performing the above setting, the traveling direction on the plane to be corrected is calculated from the selected biaxial movement command value. This can be calculated by calculating the X-axis and Y-components of the synthesis speed after calculating the biaxial synthesis speed. Assuming that the X axis moves at a speed of 400 mm / min and the Y axis moves at a speed of 300 mm / min, the magnitude of the combined speed is 500 mm / min as shown in FIG.
補正方向は進行方向の左側であるため、刃先R補正または工具径補正の補正量をr[mm]とした場合、X軸方向およびY軸方向の補正量は次のようになる。
・X軸方向の補正量:-r*300/500[mm]
・Y軸方向の補正量: r*400/500[mm]
上記より、補正方向を進行方向の左側とした場合の補正量は、下記のように表される。
(X軸方向の補正量)=-r*(Y軸速度)/((X軸速度)2+(Y軸速度)2))1/2
(Y軸方向の補正量)= r*(X軸速度)/((X軸速度)2+(Y軸速度)2))1/2
同様に、補正方向を進行方向の右側とした場合の補正量は、下記のように表される。
(X軸方向の補正量)= r*(Y軸速度)/((X軸速度)2+(Y軸速度)2))1/2
(Y軸方向の補正量)=-r*(X軸速度)/((X軸速度)2+(Y軸速度)2))1/2
Since the correction direction is the left side of the traveling direction, when the correction amount of the cutting edge R correction or the tool radius correction is r [mm], the correction amounts in the X-axis direction and the Y-axis direction are as follows.
-Correction amount in the X-axis direction: -r * 300/500 [mm]
-Correction amount in the Y-axis direction: r * 400/500 [mm]
From the above, the correction amount when the correction direction is the left side of the traveling direction is expressed as follows.
(Correction amount in the X-axis direction) =-r * (Y-axis speed) / ((X-axis speed) 2 + (Y-axis speed) 2 )) 1/2
(Correction amount in the Y-axis direction) = r * (X-axis speed) / ((X-axis speed) 2 + (Y-axis speed) 2 )) 1/2
Similarly, the correction amount when the correction direction is the right side of the traveling direction is expressed as follows.
(Correction amount in the X-axis direction) = r * (Y-axis speed) / ((X-axis speed) 2 + (Y-axis speed) 2 )) 1/2
(Correction amount in the Y-axis direction) = − r * (X-axis speed) / ((X-axis speed) 2 + (Y-axis speed) 2 )) 1/2
<工具の進行方向の変化を検知する手段>
(図29のステップSA203、図30のステップSA300、図31のステップSA500を参照)
次に、工具の進行方向の変化を検知する手段について説明する。補正を行う平面における工具の進行方向は、平面を構成する2軸の単位時間あたりの移動量により判断できる。
<Means for detecting a change in the direction of travel of the tool>
(See step SA203 in FIG. 29, step SA300 in FIG. 30, and step SA500 in FIG. 31)
Next, a means for detecting a change in the traveling direction of the tool will be described. The advancing direction of the tool on the plane to be corrected can be determined by the amount of movement per unit time of the two axes constituting the plane.
単位時間あたりの移動量が(X,Y)=(0.5,1.0)の場合と、(X,Y)=(1.0,2.0)の場合は、進行方向は同じと判断できる。一方、単位時間あたりの移動量が(X,Y)=(0.5,1.0)の場合と、(X,Y)=(2.0,1.0)の場合は、進行方向は異なると判断できる。 When the movement amount per unit time is (X, Y) = (0.5, 1.0) and (X, Y) = (1.0, 2.0), the traveling direction is the same. I can judge. On the other hand, when the movement amount per unit time is (X, Y) = (0.5, 1.0) and (X, Y) = (2.0, 1.0), the traveling direction is Can be judged different.
従って、工具の進行方向の変化を検出する手段は、以下の方法で実現できる。
(1)補正を行う平面を構成する2軸(X軸とY軸)について、テーブル形式データを先読みし、数値制御装置の制御周期毎の移動量を算出する。
(2)前制御周期のX軸とY軸の移動量をそれぞれX1,Y1とし、現制御周期のX軸とY軸の移動量をそれぞれX2,Y2とした時に、X1/Y1 NEQ X2/Y2となる点を工具の進行方向の変化する点とみなす。なお、NEQは不等号を意味する。
Therefore, the means for detecting the change in the traveling direction of the tool can be realized by the following method.
(1) The table format data is pre-read for the two axes (X axis and Y axis) constituting the plane to be corrected, and the movement amount for each control cycle of the numerical controller is calculated.
(2) X1 / Y1 NEQ X2 / Y2 when the movement amounts of the X axis and Y axis in the previous control cycle are X1 and Y1, respectively, and the movement amounts of the X axis and Y axis in the current control cycle are X2 and Y2, respectively. Are considered as points where the direction of travel of the tool changes. Note that NEQ means an inequality sign.
また、工具がワークの内側を回る場合と工具がワークの外側を回る場合を区別するために必要な、プログラム経路交点のワーク側角度については、工具の変更点の前後のプログラム経路のベクトルの内積の演算に基づき、ワーク側の角度を求めることができる。 In addition, the workpiece side angle at the program path intersection required to distinguish between when the tool turns inside the workpiece and when the tool turns outside the workpiece is the inner product of the program path vectors before and after the tool change point. Based on this calculation, the angle on the workpiece side can be obtained.
<刃先R補正または工具径補正の工具の中心経路の交点Sを算出する手段>
次に、図33を用いて、本発明に係る刃先R補正または工具径補正の中心経路の交点Sを算出する手段を説明する。図33に示されるようにワーク4の内側を工具2が回る場合を考える。
<Means for calculating the intersection S of the center path of the tool for cutting edge R correction or tool radius correction>
Next, means for calculating the intersection S of the center path of the cutting edge R correction or the tool radius correction according to the present invention will be described with reference to FIG. Consider the case where the
最初に、L0からL6までの座標値から、進行方向変更前の刃先R中心経路と、進行方向変更後の刃先R中心経路を、数式で表す。ここでは、進行方向変更前後の中心経路の数式を下記とする。
変更前の中心経路の数式:y=x+1.0
変更後の中心経路の数式:y=10.0
この時の交点Sの座標値は、進行方向変更前後の中心経路の連立方程式を解くことによって得られる。交点S=(9.0,10.0)
上記より、進行方向変更前後の中心経路の数式を
・変更前の中心経路の数式:y=a1+b1
・変更後の中心経路の数式:y=a2+b2
とした場合の交点Sの座標値は、以下のように表される。
交点S=((b2−b1)/(a1−a2),(a1b2−a2b1)/(a1−a2))
First, from the coordinate values from L0 to L6, the cutting edge R center path before changing the traveling direction and the cutting edge R center path after changing the traveling direction are expressed by mathematical expressions. Here, the mathematical formula of the central route before and after the change of the traveling direction is as follows.
Formula of central route before change: y = x + 1.0
Formula of central route after change: y = 10.0
The coordinate value of the intersection S at this time can be obtained by solving the simultaneous equations of the central path before and after the change of the traveling direction. Intersection S = (9.0, 10.0)
From the above, the mathematical formula of the central route before and after the change of the traveling direction is expressed as follows: The mathematical formula of the central route before the change: y = a 1 + b 1
Formula of the central route after change: y = a 2 + b 2
In this case, the coordinate value of the intersection S is expressed as follows.
Intersection S = ((b 2 −b 1 ) / (a 1 −a 2 ), (a 1 b 2 −a 2 b 1 ) / (a 1 −a 2 ))
<プログラム経路に無い移動を行う区間の始点と終点を算出する手段>
次に、図34を用いて、本発明に係るプログラム経路に無い移動を行う区間の始点と終点を算出する手段を説明する。
<Means for calculating the start and end points of a section that moves without being on the program path>
Next, means for calculating the start point and end point of a section in which movement is not included in the program route according to the present invention will be described with reference to FIG.
工具がワークの外側を回る場合を考える。図34に示されるように、プログラム経路に無い移動を行う区間の始点は、進行方向変更前のプログラム経路の終点L3に対し、刃先R補正または工具径補正を行った点であるL3sとなる。同様に終点は、進行方向変更後のプログラム経路の終点L3に対し、刃先R補正または工具径補正を行った点であるL3eとなる。
L3sおよびL3eの座標値は、前記各軸の補正量を算出する手段により算出可能である。L3sとL3eの間の移動経路に関しては、次の方法が考えられる。
・前記刃先R補正または工具径補正の中心経路の交点Sを算出する手段と同様に、進行方向変更前後の中心経路の式から交点Sを求め、交点Sを経由して移動を行う方法。
・L3を中心とし、始点と終点をそれぞれL3sとL3eとする、半径Rの円弧で移動する方法。
Consider the case where the tool turns outside the workpiece. As shown in FIG. 34, the start point of the section in which the movement that is not in the program path is performed is L3s that is the point where the cutting edge R correction or the tool radius correction is performed on the end point L3 of the program path before the traveling direction change. Similarly, the end point is L3e, which is the point at which cutting edge R correction or tool radius correction is performed on the end point L3 of the program path after changing the traveling direction.
The coordinate values of L3s and L3e can be calculated by means for calculating the correction amount of each axis. Regarding the movement path between L3s and L3e, the following method can be considered.
Similar to the means for calculating the intersection point S of the center path of the cutting edge R correction or the tool radius correction, a method of obtaining the intersection point S from the expression of the center path before and after the change of the traveling direction and moving through the intersection point S.
A method of moving in an arc of radius R, with L3 as the center and the start and end points as L3s and L3e, respectively.
次に、図35を用いて、本発明に係るテーブル形式データ(パステーブル運転データ)での制御における刃先R補正または工具径補正の機能を備えた数値制御装置を説明する。図35は、本発明の一実施形態の数値制御装置の要部ブロック図である。図35に示される数値制御装置によって、上述したフローチャートに基づくプログラムを実行することにより、刃先R補正または工具径補正を行うことが可能なパステーブル運転を実行できる。 Next, with reference to FIG. 35, a numerical control device having a function of correcting the cutting edge R or correcting the tool radius in the control based on the table format data (pass table operation data) according to the present invention will be described. FIG. 35 is a principal block diagram of a numerical controller according to an embodiment of the present invention. By executing the program based on the above-described flowchart by the numerical control device shown in FIG. 35, it is possible to execute a path table operation capable of performing blade edge R correction or tool radius correction.
CPU51は数値制御装置50を全体的に制御するプロセッサである。CPU51は、ROM52に格納されたシステムプログラムをバス59を介して読み出し、該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。RAM53には一時的な計算データや表示データ及び表示器/MDIユニット90を介してオペレータが入力した各種データが格納される。
The
SRAMメモリ54は図示しないバッテリでバックアップされ、数値制御装置50の電源がオフにされても記憶状態が保持される不揮発性メモリとして構成される。SRAMメモリ54中には、図示しないインタフェースを介して読み込まれた加工プログラムや表示器/MDIユニット90を介して入力された加工プログラム等が記憶される。
The
さらに、前述したテーブル形式データ(パステーブル)が予め格納されている。また、ROM52には、加工プログラムの作成及び編集のための処理を実施するための各種システムプログラムがあらかじめ書き込まれている。
Further, the above-described table format data (path table) is stored in advance. In the
PMC(プログラマブル・マシン・コントローラ)55は、数値制御装置50に内蔵されたシーケンスプログラムで工作機械の補助装置にI/Oユニット56を介して信号を出力し制御する。また、工作機械の本体に配備された操作盤の各種スイッチ等の信号を受け、必要な信号処理をした後、CPU51に渡す。
A PMC (programmable machine controller) 55 outputs a signal to an auxiliary device of the machine tool via an I /
表示器/MDIユニット90は、ディスプレイやキーボード等を備えた手動データ入力装置であり、インタフェース57は表示器/MDIユニット90のキーボードからの指令,データを受けてCPU51に渡す。インタフェース58は、操作盤91に接続され、操作盤91からの各種指令を受け取るようになっている。
The display /
各軸の軸制御回路60、70は、CPU51からの各軸の移動指令量を受けて、各軸の指令をサーボアンプ61、71に出力する。サーボアンプ61、71はこの指令を受けて、X軸,Y軸の各軸のサーボモータ105x,105yを駆動する。各軸のサーボモータ105x,105yは、位置・速度検出器を内蔵し、この位置・速度検出器からの位置、速度フィードバック信号を軸制御回路60、61にフィードバックし、位置・速度フィードバック制御を行う。なお、図35では、位置・速度フィードバックについて省略している。
The
また、スピンドル制御回路80は、主軸回転指令を受け、スピンドルアンプ81にスピンドル速度信号を出力する。スピンドルアンプ81はスピンドル速度信号を受けて、スピンドルモータ82を指令された回転速度で回転させる。位置・速度検出器83は、スピンドルモータ82の回転に同期して帰還パルス(基準パルス)及び1回転信号をスピンドル制御回路80にフィードバックし、速度制御を行う。この帰還パルス(基準パルス)及び1回転信号は、スピンドル制御回路80を介してCPU51によって読み取られ、帰還パルス(基準パルス)はRAM53に設けたカウンタ(図示せず)で計数される。
Further, the
本発明の実施形態では、主軸に取り付けた位置・速度検出器からの帰還パルスを基準パルスとし、主軸を基準軸、X軸(105x),Y軸(105y)を制御軸とする例を示している。制御軸としてはこれらに限定されるものではなく、さらに増加してもよい。増加する場合、増加する制御軸のテーブル形式データ(パステーブル)を不揮発性メモリであるSRAM54に格納し、軸制御回路、サーボアンプ、サーボモータを増加すればよいことになる。
In the embodiment of the present invention, an example is shown in which a feedback pulse from a position / velocity detector attached to a spindle is used as a reference pulse, the spindle is used as a reference axis, and the X axis (105x) and Y axis (105y) are used as control axes. Yes. The control axis is not limited to these and may be further increased. When increasing, the table format data (path table) of the increasing control axis is stored in the
また、主軸を基準軸とせず、時間や、外部に基準軸を設けて、該基準軸の移動等に伴ってパルスを発生させ、このパルスを基準パルスとする時には、この基準パルスを計数するカウンタを設ければよい。あるいは、制御軸を基準軸としてもよい。この実施形態では、不揮発性メモリであるSRAM54に、図6、図11、図18などに示されるテーブル形式データ(パステーブル運転データ)が格納されている。そして、SRAM54に記憶されているテーブル形式データで記述されている加工プログラムを実行する。
A counter that counts the reference pulse when the main axis is not used as a reference axis, and a pulse is generated when the reference axis is provided externally or when the reference axis is moved. May be provided. Alternatively, the control axis may be the reference axis. In this embodiment, the
2 工具
3 工具
4 ワーク
6 加工形状
8 刃先R中心点
50 数値制御装置
51 CPU
52 ROM
53 RAM
54 SRAM
55 プログラマブル・マシン・コントローラ
56 I/Oユニット
57,58 インタフェース
59 バス
60 軸制御回路
61 サーボアンプ
70 軸制御回路
71 サーボアンプ
80 スピンドル制御回路
81 スピンドルアンプ
82 スピンドルモータ
83 位置・速度検出器
90 表示器/MDIユニット
91 操作盤
101 カウンタ
102 乗算器
103 基準位置カウンタ
105x x軸サーボモータ
105y y軸サーボモータ
S 交点
2
52 ROM
53 RAM
54 SRAM
55 Programmable Machine Controller 56 I /
S intersection
Claims (3)
刃先R補正量または工具径補正量を記憶する記憶手段と、
テーブル形式データへの刃先R補正または工具径補正の有効および無効を指令する指令手段と、
前記テーブル形式データと前記刃先R補正量または工具径補正量から、工具の進行に伴って前記テーブル形式データのブロックに対して補正する前記別の軸あるいは主軸の位置の補正量を算出する補正量算出手段と、
前記補正量算出手段により算出された補正量から前記別の軸あるいは主軸の位置を算出する算出手段と、
刃先R補正または工具径補正を行うことにより生じる、前記基準となる時間、軸あるいは主軸の位置と、前記別の軸あるいは主軸の位置の同期ずれを補正した前記別の軸あるいは主軸の位置を出力する出力手段と、
を有することを特徴とするテーブル形式データでの制御における刃先R補正または工具径補正の機能を備えた数値制御装置。 Memory of table format data that associates time, axis or spindle position with reference time, axis position or spindle position, and axis or spindle position different from the reference axis or spindle And sequentially reading out the reference time, the position of the axis or spindle, and the position of the axis or spindle different from the reference axis or spindle, and the reference time, position of the axis or spindle In the numerical control device for controlling the position of the another axis or the main shaft in synchronization with the position of the other axis or the main shaft in synchronization with
Storage means for storing the cutting edge R correction amount or the tool radius correction amount;
Command means for commanding validity and invalidity of the cutting edge R correction or the tool radius correction to the table format data;
A correction amount for calculating a correction amount for the position of the other axis or spindle to be corrected with respect to the block of the table format data as the tool advances from the table format data and the cutting edge R correction amount or the tool radius correction amount. A calculation means;
Calculating means for calculating the position of the another axis or the main axis from the correction amount calculated by the correction amount calculating means;
Outputs the reference time, the position of the axis or spindle, and the position of the other axis or spindle corrected by correcting the synchronization deviation between the position of the other axis or spindle and the position of the axis or spindle generated by correcting the cutting edge R or the tool radius. Output means for
A numerical controller having a function of correcting the cutting edge R or correcting the tool radius in the control based on the table format data.
前記取得手段により取得した工具の進行方向の変更点から工具がワークの内側を回るか外側を回るかを判定する判定手段と、
前記判定手段による判定の結果、工具がワークの内側を回る場合、補正後の工具の経路における工具方向の変更点で同期ずれが解消されるまで工具を停止し、工具がワークの外側を回る場合は、プログラム経路に無い移動を行う区間において、同期ずれが解消されるまでプログラムによる移動量に一定の移動パルスを加算する加算手段と、
を有することを特徴とする請求項1に記載のテーブル形式データでの制御における刃先R補正または工具径補正の機能を備えた数値制御装置。 The output means prefetches the table format data and obtains a change point of the traveling direction of the tool;
Determination means for determining whether the tool turns inside or outside the workpiece from the change point of the traveling direction of the tool acquired by the acquisition means;
As a result of the determination by the determination means, when the tool turns inside the workpiece, the tool stops until the synchronization deviation is eliminated at the tool direction change point in the corrected tool path, and the tool turns outside the workpiece. Is an adding means for adding a constant movement pulse to the movement amount by the program until the synchronization deviation is eliminated in the section where the movement is not in the program path,
The numerical control device having a function of cutting edge R correction or tool radius correction in the control with the table format data according to claim 1.
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