JP2508627B2 - 数値制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば、ビデオテープレコーダのテープ
の読取りに使用されるシリンダヘツドの外周面に、テー
プを巻付けて案内する溝の加工（以下この明細書ではリ
ード加工と言う）に好適な数値制御装置に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

第４図はこの種のリード加工を行ない得る従来の数値
制御装置の構成を示すブロツク図であり、図中（１）は
加工プログラム、（２）はこの加工プログラムを１ブロ
ツク毎に解析する加工プログラム処理部、（３）は解析
された加工プログラムデータと外部からの運転指令とに
基いて機械制御指令を作成する機械制御部、（４）は外
部との信号の受渡しを行なう機械入出力インタフエー
ス、（５）は機械制御部（３）で作成された機械制御指
令のうち、軸移動指令に基いて回転および直線の各軸に
指令の分配、補間を行なう補間器、（６）は補間器
（５）の出力データを増幅し、各軸に対応して設けられ
たモータを駆動する駆動アンプ、（７）は旋盤でなる工
作機械である。

次に動作について説明する。リード加工は第５図に示
すように円筒状のワーク（11）をＣ軸（回転軸）で回転
させながら刃物（12）をＺ軸（直線軸）で往復運動さ
せ、且つ、ワーク（11）が１回転したときに刃物がちよ
うど１往復するように決まつたパターンのリードを繰返
し加工するものである。第４図に示した数値制御装置が
上記のリード加工を行う場合、第６図に示すプログラム
（１）を繰返して実行することになる。すなわち、加工
プログラム処理部（２）でプログラムブロツクNO.1を処
理し、機械制御部（３）に転送すると、機械制御部
（３）ではＣ軸、Ｚ軸の同時２軸指令として補間器
（５）にデータを渡す。補間器（５）は指定された送り
速度に基いてＣ軸、Ｚ軸にパルス分配を行つて駆動アン
プ（６）に出力指令を与える。加工プログラム処理部
（２）はプログラムブロツクNO.1を解析してブロツクデ
ータを機械制御部（３）に渡した後、プログラムブロツ
クNO.2の解析を行い、補間器（５）がパルス分配を完了
した直後に処理したブロツクデータを機械制御部（３）
に転送する。以下、同様にしてプログラムブロツクNO.
3,…,NO.nが順次処理されると共に、これらのプログラ
ムに従つた加工が行なわれる。

第７図はかかるリード加工パターンの一例を示したも
ので、ワーク（11）をＣ軸方向に１回転させる指令に対
して、Ｃ軸のある角度と補間して刃物（12）をＺ軸方向
に移動させるプログラムブロツク（ａ）と、Ｚ軸方向の
刃物の移動を停止し、ワーク（11）だけＣ軸方向にある
角度回転させるプログラムブロツク（ｂ）と、Ｃ軸のあ
る角度と補間して刃物（12）をＺ軸方向に戻すプログラ
ムブロツク（ｃ）とでプログラムが構成されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の数値制御装置は以上のように構成され、第７図
に示す加工パターンで切削する場合、３つのプログラム
ブロツクで指令するが、リード加工の必要条件としてワ
ーク（11）をＣ軸について一定速度で回転させなければ
ならないのに対して、各プログラムブロツクの送り速度
指令（Ｆ）はＺ軸とＣ軸との合成速度で指令しなければ
ならず、刃物（12）のＺ軸方向の移動量と、Ｃ軸と補間
する角度によつてワーク（11）の回転速度が一定になる
ような送り速度指令（Ｆ）を換算して求めなければなら
ないという煩わしさがあつた。

また、ワーク（11）をＣ軸方向に１回転させる指令に
対してプログラムが３つのプログラムブロツクに分割さ
れているため、各プログラムブロツクの切換わり点でＣ
軸についてのワーク（11）の回転速度が変動することが
あり、その分だけ切削精度の低下が免れなかつた。

さらにまた、この従来の数値制御装置では１つのプロ
グラムブロツクのデータ処理時間が比較的長いので、高
速切削が要求された場合でも100rpm程度が最高限度であ
つた。

この発明は上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、送り速度を直接指定し得、且つ、高速切削
によつても高い精度を維持し得る数値制御装置を得るこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る数値制御装置は、加工プログラムに含
ませた固定サイクルを判別する固定サイクル判別部と、
判別された固定サイクルのプログラムを処理して補間に
必要なデータ群を１パツクにして出力する固定サイクル
処理部と、この１パツクのデータに基いて補間処理を行
う固定サイクル専用の補間器とを備えたものである。

〔作用〕

この発明においては、固定サイクル判別部が加工プロ
グラムの固定サイクルを判別して固定サイクル処理部に
転送すると、固定サイクル処理部が補間に必要な１パツ
ケージのデータを出力すると共に、固定サイクル専用の
補間器が１パツケージのデータと、繰返し回数とに基づ
き、工具およびワークの単位時間当りの移動量に細分化
して順次各駆動部に出力パルスを与えるようにし、これ
によつて工具およびワークの送り速度を直接指定し得、
且つ、高速切削によつても高い精度を維持し得るように
する。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロツク図
であり、（１）〜（７）は上記従来装置と全く同一のも
のである。そして、これら以外の（８）は加工プログラ
ム処理部（２）においてリード加工専用固定サイクル＜
G111＞を判別すると、通常の加工プログラム処理を行わ
ずに、次に述べる固定サイクル処理部へ転送する固定サ
イクル判別部、（９）は固定サイクル判別部（８）から
転送されたリード加工固定サイクルのデータ処理を行う
固定サイクル処理部、（10）はリード加工の固定サイク
ル専用に設けられＺ軸とＣ軸とで高速の補間を行う補間
器である。

上記のように構成された本実施例の動作を、リード加
工における加工パターンと固定サイクルプログラム例を
示す第２図をも参照して以下に説明する。

先ず、加工プログラム処理部（２）が加工プログラム
（１）のうちの固定サイクルプログラムを読込んで、固
定サイクル判別部（８）が固定サイクル命令＜G111＞を
判読すると、加工プログラム処理部（２）は通常の加工
プログラムについて行う１ブロツク毎の処理を中断し、
固定サイクル判別部（８）が固定サイクルプログラムを
そつくり固定サイクル処理部（９）に転送する。固定サ
イクル処理部（９）は固定サイクルプログラムを基に、
次の（ａ）〜（ｄ）に示す順序で補間に必要なデータ群
に変換する。

（ａ）Ｃ軸の回転速度ｆ〔rpm〕から補間時間当りの指
令量すなわち、実行補間単位速度ΔＰを算出する。

この場合、指令回転速度ｆから単位時間当りの回転角
ΔＰ′（0.001゜単位）を次式によつて求める。

続いて、この回転角ΔＰ′を用いて指令回転速度にお
ける１回転当りの補間分割数ｈを次式によつて算出す
る。

また、単位時間当りの回転角ΔＰ′を整数化した実行
補間単位速度を次式によつて算出する。

このようにして算出された実行補間単位速度ΔＰは整
数パルス数（１パルス0.001゜単位）を持つもので、こ
れが１回転当りの補間回転数ｈで出力されるため、Ｃ軸
の指令は補間出力パルス数が常に一定となつて回転ムラ
を生じない。

（ｂ）次に、加工サイクルの加工パターンの各ブロツク
A,B,C,D毎に補間分割数ha,hb,hc,hdを算出する。なお、
haは によつて算出すると共に、端数処理をしてｈ＝ha＋hb＋
hc＋hdとなるように整理する。

（ｃ）第２図に示すようにＺ軸の指令があるブロツクＡ
およびＣについては、Ｚ軸の補間単位速度ΔPa,ΔPb
（補間単位当りの指令パルス数0.001mm/パルス）を算出
する。

ただし、ＷはＺ軸の移動量（0.001mm）である。

（ｄ）次に、上記各データに繰返し回数Ｈを加え、下
記の表で示すような１パツクのデータ群を作成する。

固定サイクル処理部（９）はこのデータ群を１パツク
にして補間器（10）に転送する。

次に補間器（10）はこれらのデータを基にして補間処
理を行うがその処理手順を第３図のフローチヤートに示
す。この場合、ステツプ（101）ではＣ軸の１回転当り
の補間回数ｈをセツトし、ステツプ（102），（109），
（111），（116）では補間回数によつて加工ブロツクＡ
か、Ｂか、Ｃか、Ｄかの判別を行う。そして例えば、ス
テツプ（102）で加工ブロツクＡと判別された場合には
ステツプ（103）〜（108）の処理を繰返すことによつて
Ｃ軸の指令量ΔＰとＺ軸の指令量ΔPaを毎補間単位で出
力してパルス分配を行う。なお、補間回数がブロツクＡ
の最終回である場合にはステツプ（105）でＺ軸指令量
を出力する代わりにステツプ（106）で端数分だけ出力
する。

また、ステツプ（109）で加工ブロツクＢと判別され
た場合にはステツプ（110）でＣ軸指令量ΔＰを出力す
ると共に、毎補間単位で出力する。

以下同様にしてステツプ（111）で加工ブロツクＣと
判別されればステツプ（112）〜（115）の処理によりＣ
軸指令量ΔＰおよびＺ軸指令量ΔPcを毎補間単位で出力
し、さらに、ステツプ（116）で加工ブロツクＤと判別
された場合にはステツプ（117）でＣ軸指令量ΔＰを出
力すると共に、毎補間単位で出力する。

このようにして補間回数が０になると１サイクルの加
工が終り、さらに、繰返し回数の指定がある場合には、
ステツプ（118）でその回数を数え、ステツプ（119）で
指定された回数まで加工したと判断した場合に固定サイ
クル処理を終了する。

しかして、固定サイクル処理が終了すると補間器（1
0）が完了指令を固定サイクル処理部（９）に与え、固
定サイクル処理部（９）は上述した固定サイクルデータ
群をクリアすると共に、機械制御部（３）に対して固定
サイクルプログラムの終了を伝え、次のプログラム処理
をスタートさせる。

以上に説明した固定サイクル専用の補間処理は補間単
位時間毎に処理するようにしており、指令が途中で途切
れることなく連続して指令パルスを分配できるため高速
のｃ軸、Ｚ軸の補間、繰返し加工が行なえる。

なお、上記実施例ではＣ軸とＺ軸の補間制御を、リー
ド加工する場合について説明したが、これを高速タツプ
加工にも適用することができる。

また、Ｃ軸、Ｚ軸に限らず他の軸への応用も可能であ
り、さらに、同一パターンの高速穴あけが必要なプリン
ト基板の穴あけサイクルに、上述した固定サイクル、高
速補間処理を適用することができる。

〔発明の効果〕 以上の説明によつて明らかなように、この発明によれ
ば、固定サイクル化したプログラムを判別すると共に、
判別されたプログラムを、固定サイクル処理部および固
定サイクル専用の補間器によつて独立に処理するので、
従来装置に比して高速の補間および高精度の加工ができ
る。

また、加工プログラムを固定サイクル化することによ
つて、プログラムの作成変更が容易になり、経験の少な
いオペレータでもリード加工等の操作を容易に行なうこ
とができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロツク図、
第２図は同実施例の動作を説明するために、リード加工
における加工パターンとこれに対応するプログラム例を
示した図、第３図は同実施例の作用を説明するためのフ
ローチヤート、第４図は従来の数値制御装置の構成を示
すブロツク図、第５図はこの数値制御装置によるリード
加工の概念図、第６図は同じくリード加工を行うための
プログラム例を示した図、第７図は同じくリード加工す
る場合の加工パターンを示した図である。 （２）：加工プログラム処理部 （３）：機械制御部、（５），（10）：補間器 （６）：駆動アンプ、（７）：工作機械 （８）：固定サイクル判別部 （９）：固定サイクル処理部 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加工プログラムを順次読込んでこれを解析
   しながら工作機械を制御する数値制御装置において、前
   記加工プログラムの内、回転軸と直線軸とのｚ軸制御の
   専用固定サイクルを判別する固定サイクル判別処理部
   と、この固定サイクル判別処理部によって判別された固
   定サイクルのプログラムを処理して回転軸と直線軸との
   補間に必要なデータ群を１パックにして出力する固定サ
   イクル処理部と、この固定サイクル処理部のデータに基
   いて、補間処理を行う固定サイクル専用の補間器とを具
   備したことを特徴とする数値制御装置。