JP2016139349A - 加工サイクルの部分修正が可能な数値制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加工サイクルにおいて加工部品に応じて工具経路を部分的に修正したい場合、ＩＳＯコードプログラムに展開して直接編集することなく修正部分を指定して修正することが可能な数値制御装置を提供すること。【解決手段】本発明の数値制御装置１、加工サイクルのブロックの中で修正するブロックを選択する修正ブロック選択手段と、修正ブロック選択手段で選択されたブロックに対して修正を行うブロック修正手段と、ブロック修正手段によりブロックに対して行われた修正に基づいてブロックの修正情報を生成し記憶する修正情報記憶手段とを備え、修正情報記憶手段に記憶されたブロックの修正情報に基づいて加工サイクルを生成し、加工サイクルを実行する。修正内容の指定は、描画チェック画面において座標値で入力する他、加工サイクル実行中に手動操作により入力する手法を採用することができる。【選択図】図５

Description

本発明は、数値制御装置に関し、特に加工サイクルにおいて加工部品に応じて工具経路（切削条件）を部分的に修正することが可能な数値制御装置に関する。

数値制御装置は、加工プログラムに含まれる加工サイクル生成指令に基づいて加工サイクルを生成して実行する機能を備えている。このような機能により生成された加工サイクルに従って、数値制御装置はサイクル動作するように工具の駆動軸を制御するが、工具のサイクル動作の一部において、加工精度の改善などを目的として部分的な修正を行う必要が生じる場合がある。

従来、このような加工サイクルの部分修正を加工プログラムに反映する場合、図９に示すように、加工サイクルをＩＳＯコードプログラムに変換した上で、変換したプログラムの修正したいブロックをサーチして、そのブロックを直接編集していた。

加工サイクルに係る従来技術として、特許文献１には、加工サイクルを実行中に切削条件（主軸回転数や送り速度、切込み量）を変更して記憶させ、次回以降の実行時にその切削条件に置き換えて加工サイクルを実行する数値制御装置が開示されている。

特開２０１３−１７５１２９号公報

一般的な数値制御装置が備えた加工サイクル機能は、加工サイクルが数値制御のシステムソフトウェアに組み込まれており、該加工サイクル機能により加工形状に基づいて加工サイクルが生成されて出力されることが原因で、オペレータが部分修正を加工サイクルに直接適用することができない。そのため、上述した従来手法では、加工サイクルの一部の工具経路を修正するときには、一旦、ＩＳＯコードプログラムに置きかえて、そのプログラムを直接編集していたが、置き換えられたＩＳＯコードプログラムから修正するブロックを特定しなければならず、オペレータの負担となると共に、誤修正などが発生しやすいという課題があった。

一方で、特許文献１の技術は、加工サイクルの実行中に切削条件を変更することができるため従来手法の問題はある程度軽減できるものの、この技術を用いて主軸回転数や送り速度を変更したとしても工具経路は変更されず、また、切込み量を変更することで工具経路の変更をしたとしても、特許文献１の技術では、変更箇所以降の工具経路を加工プログラムで指令される本来の工具経路から変更されてしまい、工具経路の一部のみにスポットで変更を加えることはできないという課題があった。

そこで本発明の目的は、加工サイクルにおいて加工部品に応じて工具経路を部分的に修正したい場合、ＩＳＯコードプログラムに展開して直接編集することなく修正部分を指定して修正することが可能な数値制御装置を提供することである。

本願の請求項１に係る発明は、加工プログラムの加工サイクル生成指令に従って複数のブロックから構成される加工サイクルを生成し、該加工サイクルを実行することにより工作機械を制御する数値制御装置において、前記加工サイクルの前記ブロックの中で修正するブロックを選択する修正ブロック選択手段と、前記修正ブロック選択手段で選択されたブロックに対して修正を行い、該修正に基づいて前記ブロックの修正情報を生成するブロック修正手段と、前記ブロックの修正情報を記憶する修正情報記憶手段と、を有し、前記修正情報記憶手段に記憶された前記ブロックの修正情報に基づいて、前記加工サイクルを生成し、前記加工サイクルを実行する、ことを特徴とする数値制御装置である。

本願の請求項２に係る発明は、前記修正ブロック選択手段は、前記加工サイクルに基づいた加工経路が描画された画面から前記修正するブロックを選択する、ことを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置である。

本願の請求項３に係る発明は、前記修正ブロック選択手段は、前記加工サイクルの実行中にシングルブロック停止した前記ブロックを前記修正するブロックとして選択する、ことを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置である。

本願の請求項４に係る発明は、前記ブロック修正手段は、手動運転で教示された座標値に基づいて前記選択されたブロックの終点座標値を修正する、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の数値制御装置である。

本願の請求項５に係る発明は、前記ブロック修正手段は、前記加工サイクルに基づいた加工経路が描画された画面上で指定した座標値に基づいて前記選択されたブロックの終点座標値を修正する、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の数値制御装置である。

本願の請求項６に係る発明は、前記ブロック修正手段は、キー入力により取得した座標値に基づいて前記選択されたブロックの終点座標値を修正する、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の数値制御装置である。

本願の請求項７に係る発明は、前記ブロック修正手段は、キー入力により取得した切削条件の入力値に基づいて前記選択されたブロックの切削条件を修正する、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の数値制御装置である。

本願の請求項８に係る発明は、前記ブロックの修正情報は前記ブロックを識別するブロック識別情報を有し、前記加工サイクル生成指令の引数として前記ブロック識別情報に基づく前記ブロックの修正情報を直接指令する、ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の数値制御装置である。

本発明により、オペレータが手作業で加工サイクルをＩＳＯコードに変換する必要がなくなるため、オペレータが加工サイクルの複数ブロックから修正すべきブロックを簡単に指定・編集できるようになり、加工サイクルの経路に対する部分修正を容易に行えるようになる。

本発明による加工サイクルの部分修正処理（終点座標修正）の例を示す図である。 本発明による加工サイクルの部分修正処理（加工経路挿入）の例を示す図である。 本発明の加工サイクルの部分修正作業の操作イメージである。 本発明の一実施形態における数値制御装置の要部ブロック図である。 本発明の一実施形態における数値制御装置の機能ブロック図である。 本発明の一実施形態における加工サイクルの部分修正処理のフローチャートである。 本発明の一実施形態における修正情報に基づいた加工サイクルの生成／実行処理のフローチャートである。 本発明の他の実施形態における加工サイクルの手動操作による部分修正処理のフローチャートである。 従来技術における加工サイクルの部分修正方法を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。
本発明では、以下の手段を設けることにより、加工サイクルにおいて、加工部品に応じて工具経路（切削条件）を部分的に修正したい場合、ＩＳＯコードプログラムに展開して直接編集することなく、加工シミュレーション時（加工サイクル実行時）に修正部分を指定して修正することにより、加工サイクルの工具経路として反映できる数値制御装置を提供する。

●手段１：加工サイクルで生成される複数ブロックの中で修正するブロックを選択する修正ブロック選択手段
●手段２：修正ブロック選択手段により選択されたブロックに対して修正を行うブロック修正手段
●手段３：ブロック修正手段により修正されたブロックの修正情報を記憶する修正情報記憶手段
●手段４：修正情報記憶手段により記憶されたブロックの修正情報に基づいて加工サイクルを生成し実行する手段

このような手段を数値制御装置に導入することで、ワークに対して繰り返し切削加工を行う加工サイクルにおいて、図１の例に示すような、角部分の仕上げ加工の負荷を少なくするための終点座標修正による工具経路（切削条件）の部分修正や、図２の例に示すような、角部分の仕上げ精度を上げることを目的とした加工経路挿入による工具経路（切削条件）の部分修正など、さまざまな部分修正を加工サイクルに反映させることができるようになる。

本発明における、具体的な操作のイメージについて図３を用いて説明する。
＜操作例＞
●操作１：描画チェック画面で加工サイクルの描画を行う。
●操作２：シングルブロックで修正線分を指定してソフトキー［修正］を押下し、表示されたウィンドウの終点座標に修正する座標値を入力してソフトキー［反映］を押下する。
●操作３：修正箇所が加工サイクルに反映される。
●操作４：修正情報が追加された加工サイクル生成指令を実行したときに、修正ブロックが反映された加工サイクルが実行される。

図４は、本発明の一実施形態における数値制御装置の要部ブロック図である。
数値制御装置１は、数値制御装置１全体を制御するＣＰＵ１１を有し、該ＣＰＵ１１には、バスを介してフラッシュＲＯＭ１２、ＤＲＡＭ１３、ＳＲＡＭ１４、軸制御回路１５、ＰＭＣ１７、ＣＲＴ／ＭＤＩユニット１８が接続されている。

フラッシュＲＯＭ１２には、数値制御装置１全体を制御するためのシステムプログラムが記憶されており、ＤＲＡＭ１３には、数値制御装置１が工作機械３０を制御するために用いる加工プログラムなどが記憶されている。加工プログラムは、普段は不揮発性メモリであるＳＲＡＭ１４に記憶されており、実行時にＳＲＡＭ１４から読み出されてＤＲＡＭ１３へ記憶される。そして、ＣＰＵ１１はＤＲＡＭ１３から加工プログラムを読み出しながら順次実行して軸制御回路１５を制御し、サーボアンプ１６を介して工作機械３０を制御する。

また、ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コントローラ）１７は、数値制御装置１に内蔵されたシーケンスプログラムで工作機械側の補助装置等を制御する。
ＣＲＴ／ＭＤＩユニット１８は、数値制御装置１の状態情報や加工状況に係る情報を表示する表示器２１、操作者の操作を受け付けるキーボード２２を備える。
図４に示す構成を備えた数値制御装置１上に実装される本発明の加工サイクルにおける工具経路（切削条件）の部分的修正機能の実施形態について以下で詳述する。

図５は、本発明の一実施の形態における数値制御装置の機能ブロック図である。数値制御装置１は、数値制御装置運転部１００、数値制御装置操作部２００、およびプログラムメモリ３００を備えている。
数値制御装置運転部１００は、数値制御装置１の運転動作を制御する機能手段であり、加工サイクル指令解析部１１０、加工サイクル加工領域計算部１２０、加工サイクル工具経路作成部１３０、加工サイクル工具経路実行部１４０を備えている。

加工サイクル指令解析部１１０は、プログラムメモリ３００を参照して加工プログラムからブロックを読出し、該ブロックに含まれる指令を解析する。また、該指令に加工サイクル生成指令が含まれる場合には、加工サイクル加工領域計算部１２０に加工領域を計算するように指令する。
加工サイクル加工領域計算部１２０は、加工サイクル指令解析部１１０が読み出した加工サイクル生成指令の引数データに基づいて、加工サイクルにより形成する部品形状を計算し、計算した部品形状に基づいて加工領域を決定する。

加工サイクル工具経路作成部１３０は、加工サイクル加工領域計算部１２０が決定した加工領域に基づいて、工具経路を１ブロック毎に作成する。本機能手段により作成される一連のブロックは、図９に示したようなＩＳＯコードプログラムとして表現することができる。
また、加工サイクル工具経路作成部１３０は、副機能手段として工具経路修正部１３２を備える。工具経路修正部１３２は、加工サイクル指令解析部１１０が読み出した加工サイクル生成指令に、ブロック修正情報を含む場合、加工サイクル工具経路作成部１３０が工具経路のブロックを作成する際に、ブロック修正情報が指定するブロックにおける工具経路を修正する。

そして、加工サイクル工具経路実行部１４０は、加工サイクル工具経路作成部１３０が作成した工具経路に基づいて、工作機械３０を制御し、加工サイクルによる加工を実行する。

数値制御装置操作部２００は、加工サイクル生成指令に対する部分修正を行うための機能手段であり、工具経路表示部２１０、修正ブロック選択部２２０、ブロック修正部２３０、ブロック修正情報記憶部２４０を備える。

工具経路表示部２１０は、プログラムメモリ３００を参照して加工プログラムを読み出して、該加工プログラムにより制御される工具の工具経路を算出し、表示器２１に描画チェック画面として表示する。なお、工具経路の算出処理は、加工サイクル指令解析部１１０、加工サイクル加工領域計算部１２０、加工サイクル工具経路作成部１３０などが内部で実行する処理と同様のものである。

修正ブロック選択部２２０は、オペレータがキーボード２２などの入力装置を用いて工具経路表示部２１０が表示器２１に表示した工具経路から選択したブロックを、修正対象となるブロックとして選択する。入力装置としてはキーボード２２以外に、マウスなどのポインティングデバイスや、タッチパネルを用いるようにしてもよい。

ブロック修正部２３０は、修正ブロック選択部２２０が選択したブロックに対してオペレータが入力した修正を受け付け、該ブロックに対する修正情報を作成する。修正の入力は、図３に示したように指定したブロックの終点座標に対する修正ウィンドウを表示して入力を受け付けるようにしてもよいし、ポインティングデバイスなどを用いて画面上の経路を直接修正するようにしてもよい。また、複数の座標を連続して入力させることにより、例えば図２に示すような、修正対象のブロックの後ろに更に複数の工具経路を挿入できるようにしてもよい。

ブロック修正部２３０が作成する修正情報は、図３の「修正後の旋削荒加工サイクルのブロック」における下線部のように、修正対象のブロックのブロック番号と、１以上の座標値から構成される。座標値は、修正内容が該ブロックの終点座標の修正である場合は、（Ｘ１：○○，Ｚ１：××）といったように１組の座標値で表現され、修正内容が該ブロックの後ろに複数の工具経路を挿入することを含む修正である場合には、（Ｘ１：○○，Ｚ１：××，Ｘ２：△△，Ｚ２：□□，…）といったように、連続する複数組の座標値で表現される。

ブロック修正情報記憶部２４０は、ブロック修正部２３０により作成された修正情報を、修正対象の加工サイクル生成指令に対して挿入し、該修正した加工サイクル生成指令をプログラムメモリ３００へと記憶する。修正情報を挿入する際には、図３に示すように、修正情報の座標値の部分をコメントの形式で挿入すればよい。なお、修正情報全体をコメントの形で挿入するようにしてもよい。

図６は、描画チェック画面における修正ブロック選択部２２０とブロック修正部２３０，ブロック修正情報記憶部２４０が実行する処理のフローチャートである。本フローチャートは、修正対象となるブロックの終点座標を修正する場合の処理を示している。
●［ステップＳＡ０１］ＣＲＴ／ＭＤＩユニット１８を介して、オペレータによるブロックの指定入力を受け付ける。
●［ステップＳＡ０２］オペレータが、＜修正＞ソフトキーを押下したか否かを判定する。＜修正＞ソフトキーが押下された場合には、ステップＳＡ０１で指定されたブロックを修正ブロックとして選択してステップＳＡ０３へ進み、押下されない場合にはステップＳＡ０１へ戻る。

●［ステップＳＡ０３］ステップＳＡ０２で選択された修正ブロックの終点座標を表示器２１上のウィンドウに表示し、オペレータからの座標入力を受け付ける。
●［ステップＳＡ０４］オペレータが、＜反映＞ソフトキーを押下したか否かを判定する。＜反映＞ソフトキーが押下された場合にはステップＳＡ０５へ進み、押下されない場合にはステップＳＡ０３へ戻る。

●［ステップＳＡ０５］ウィンドウに入力されている座標値を取得し、修正ブロックの内部修正データを作成する。
●［ステップＳＡ０６］加工サイクルの引数に修正ブロックの実行ブロック番号を挿入する。
●［ステップＳＡ０７］修正ブロックの内部修正データをコメントとして挿入してプログラムメモリ３００へと記憶し、ステップＳＡ０１へ戻る。

図７は、数値制御装置運転部１００で実行される修正情報に基づいた加工サイクルの生成／実行処理のフローチャートである。
●［ステップＳＢ０１］加工サイクル指令解析部１１０は、加工サイクル生成指令を解析し、引数データを取得する。
●［ステップＳＢ０２］加工サイクル加工領域計算部１２０は、ステップＳＢ０１で取得した加工サイクル生成指令の引数データに基づいて、加工サイクルによる部品形状を計算し、計算した部品形状に基づいて加工領域を決定する。

●［ステップＳＢ０３］加工サイクル工具経路作成部１３０は、ステップＳＢ０２で決定された加工領域に基づいて、工具経路を１ブロック毎に作成する。
●［ステップＳＢ０４］ステップＳＢ０３で作成されたブロックの実行ブロック番号と、ステップＳＢ０１で解析した加工サイクル生成指令に挿入されている修正情報のブロック番号が一致しているかを判定する。一致している場合には、ステップＳＢ０５へ進み、一致していない場合にはステップＳＢ０７へ進む。

●［ステップＳＢ０５］ステップＳＢ０１で解析した加工サイクル生成指令に挿入されている修正情報から内部修正データを取得し、該内部修正データに基づいて修正ブロックを作成する。
●［ステップＳＢ０６］修正した工具経路のブロックを出力し、ステップＳＢ０８へ進む。

●［ステップＳＢ０７］ステップＳＢ０３で作成したブロックを実行ブロックとして出力し、ステップＳＢ０８へ進む。
●［ステップＳＢ０８］加工サイクルが終了したか否かを判定する。終了していない場合には、ステップＳＢ０３へ戻り、終了している場合には加工サイクルを終了する。

上述した実施形態では、加工シミュレーション時に描画チェック画面において修正部分を指定して修正する実施形態を説明したが、本発明の数値制御装置は、実際に加工サイクルを実行している最中に修正部分を指定して修正するように構成することも可能である。以下では、他の実施形態として加工サイクル実行時の部分修正の例を示す。

図８は、加工プログラム実行画面における修正ブロック選択部２２０と（手動運転による）ブロック修正部２３０、ブロック修正情報記憶部２４０が実行する処理のフローチャートである。本フローチャートは、修正対象となるブロックの終点座標を修正する場合の処理を示している。

●［ステップＳＣ０１］加工サイクル実行中であるか否かを判定する。加工サイクル実行中である場合にはステップＳＣ０２へ進み、そうでない場合には本ステップの判定処理を繰り返す。
●［ステップＳＣ０２］オペレータによりシングルブロック停止の指令がされたか否かを判定する。シングルブロック停止指令がされた場合にはステップＳＣ０３へ進み、そうでない場合には本ステップの判定処理を繰り返す。

●［ステップＳＣ０３］オペレータからの手動運転操作を受け付け、工具を移動させる。
●［ステップＳＣ０４］オペレータによる手動運転操作の終了指令が入力されたか判定する。終了した場合にはステップＳＣ０５へ進み、そうでない場合にはステップＳＣ０３へ戻る。

●［ステップＳＣ０５］手動による工具の移動（座標値）を取得し、実行ブロック数（ステップＳＡ０２で停止したブロックのブロック番号）とリンクした内部修正データを作成する。
●［ステップＳＣ０６］自動運転の再開が指令されたか否かを判定する。再開が指令された場合には自動運転を再開しステップＳＣ０７へ進み、指令されていない場合には本判定を繰り返す。

●［ステップＳＣ０７］加工サイクルが終了したか否かを判定する。終了した場合にはステップＳＣ０８へ進み、そうでない場合にはステップＳＣ０１へ戻る。
●［ステップＳＣ０８］加工サイクル生成指令の引き数に、修正ブロックの実行ブロック番号すると共に、修正ブロックの内部修正データをコメントとして挿入してプログラムメモリ３００へと記憶し、ステップＳＣ０１へ戻る。

なお、本実施形態における数値制御装置運転部１００で実行される修正情報に基づいた加工サイクルの生成／実行処理のフローチャートは、図７と同様であるから省略する。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態の例に限定されることなく、適宜の変更を加えることにより、その他の態様で実施することができる。

１ 数値制御装置
１１ ＣＰＵ
１２ フラッシュＲＯＭ
１３ ＤＲＡＭ
１４ ＳＲＡＭ
１５ 軸制御回路
１６ サーボアンプ
１７ ＰＭＣ
１８ ＣＲＴ／ＭＤＩユニット
２１ 表示器
２２ キーボード
３０ 工作機械
１００ 数値制御装置運転部
１１０ 加工サイクル指令解析部
１２０ 加工サイクル加工領域計算部
１３０ 加工サイクル工具経路作成部
１３２ 工具経路修正部
１４０ 加工サイクル工具経路実行部
２００ 数値制御装置操作部
２１０ 工具経路表示部
２２０ 修正ブロック選択部
２３０ ブロック修正部
２４０ ブロック修正情報記憶部
３００ プログラムメモリ

Claims (8)

1. 加工プログラムの加工サイクル生成指令に従って複数のブロックから構成される加工サイクルを生成し、該加工サイクルを実行することにより工作機械を制御する数値制御装置において、
   前記加工サイクルの前記ブロックの中で修正するブロックを選択する修正ブロック選択手段と、
   前記修正ブロック選択手段で選択されたブロックに対して修正を行い、該修正に基づいて前記ブロックの修正情報を生成するブロック修正手段と、
   前記ブロックの修正情報を記憶する修正情報記憶手段と、を有し、
   前記修正情報記憶手段に記憶された前記ブロックの修正情報に基づいて、前記加工サイクルを生成し、前記加工サイクルを実行する、
   ことを特徴とする数値制御装置。
2. 前記修正ブロック選択手段は、
   前記加工サイクルに基づいた加工経路が描画された画面から前記修正するブロックを選択する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
3. 前記修正ブロック選択手段は、
   前記加工サイクルの実行中にシングルブロック停止した前記ブロックを前記修正するブロックとして選択する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
4. 前記ブロック修正手段は、
   手動運転で教示された座標値に基づいて前記選択されたブロックの終点座標値を修正する、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の数値制御装置。
5. 前記ブロック修正手段は、
   前記加工サイクルに基づいた加工経路が描画された画面上で指定した座標値に基づいて前記選択されたブロックの終点座標値を修正する、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の数値制御装置。
6. 前記ブロック修正手段は、
   キー入力により取得した座標値に基づいて前記選択されたブロックの終点座標値を修正する、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の数値制御装置。
7. 前記ブロック修正手段は、
   キー入力により取得した切削条件の入力値に基づいて前記選択されたブロックの切削条件を修正する、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の数値制御装置。
8. 前記ブロックの修正情報は前記ブロックを識別するブロック識別情報を有し、
   前記加工サイクル生成指令の引数として前記ブロック識別情報に基づく前記ブロックの修正情報を直接指令する、
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の数値制御装置。