JP2528191Y2 - 数値制御工作機械 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は、途中停止機能を備え、確認運転時にサイク
ルを途中停止させ、その位置からハンドル操作にて砥石
と工作物が接触する位置まで砥石を移動し、その位置デ
ータを位置記憶スイッチ手段により数値制御工作機械内
に記憶させ、エアカット開始位置を数値制御工作機械内
で自動修正する機能を追加した数値制御工作機械に関す
る。

「従来の技術及びその問題点」 数値制御円筒研削盤において、記憶媒体より入力され
たデータ又はプログラムが正しいか否かの確認は、あら
かじめ設定された一定量（10mm程度）を砥石と工作物の
間に間隔をおいて全サイクルを運転し、作業者は目視に
てデータ内容又はプログラム内容の確認をしていた。

円筒研削に際して、工作物素材の外形形状を正確に測
定することが困難な場合には、データ又はプログラムに
おいて研削取代があらかじめ大きめに設定されている。
例えば、第６図に示すように、テーパ部TPを有する工作
物Ｗにおいては、テーパ部TPの形状をＸ方向およびＺ方
向の双方について同時に測定することができないので、
テーパ部TPの研削取代ΔＧが仕上げ形状より大きめに設
定されており、エアカット量ACは安全を考慮して研削取
代ΔＧより充分大きめに設定されている。エアカット量
ACに対応する範囲では、砥石がトラバース研削を行なう
ように微小な切り込み量ごとに折り返し運転される。し
たがって、データ内容又はプログラム内容が正しくても
テーパ部研削の際に研削時のエアカット量が大きくなる
ことにより、加工時間が大幅にロスしてしまう。また、
テーパ部研削以外にも、第７図（ａ）〜（ｃ）に示すよ
うに工作物素材の外形形状を正確に測定することができ
ず研削取代が不明な工作物（以下ワークという）W₁、取
代の量がロットで異なるワーク、素材の振れが大きくて
素材外形が測定できない様なワークW₂、外周に切欠き71
があり正確な素材外形Ｒが測定できないワークW₃等を研
削する場合には、必要最小限のエアカット量を設定する
ことができず、加工時間が大幅にロスしてしまうという
問題点があった。

「考案が解決しようとする課題」 本考案は上記の問題点を解決するためなされたもので
あり、その目的とするところは、研削時のエアカット量
を削減することができるとともに工作物の加工時間を縮
小することができる数値制御工作機械を提供することに
ある。

「課題を解決するための手段」 上記の目的を達成するための具体的手段は、実施例図
面第１図に例示するように 砥石により工作物を加工する工作機械Ｈの可動軸を駆
動する駆動装置Ｆと、砥石の送り位置を決定するのに必
要なデータを記憶するデータ記憶装置Ｃと、記憶媒体Ｅ
に書き込まれた数値制御プログラムのデータブロックを
１ブロックづつバッファレジスタA1に先読みする入力制
御部Ｂと、前記バッファレジスタA1に入力されたデータ
ブロックをアクティブレジスタA2に転送し、このデータ
ブロックの命令語を解読してその命令語とデータ記憶装
置Ｃに設定されたデータに応じて前記駆動装置Ｆを制御
する制御部Ａと、から成る数値制御工作機械において、
数値制御工作機械の動作を停止させる停止命令コードの
機能を有効とする途中停止スイッチ手段Ｄ、およびエア
カット開始位置を設定するための位置記憶スイッチ手段
Ｐを有し、前記データ記憶装置Ｃは、エアカット開始位
置を設定する設定データを記憶する領域を有し、前記入
力制御部Ｂは、前記記憶媒体Ｅに書き込まれた数値制御
プログラムのデータブロックを１ブロックづつバッファ
レジスタA1に読み込む時に、前記停止命令コードの有無
と前記途中停止スイッチ手段Ｄの設定されている状態を
判定し、その結果、前記停止命令コードが存在し、前記
途中停止スイッチ手段Ｄの設定状態が前記停止命令コー
ドの機能を有効とする状態にあると判定した時は、次の
データブロックの先読みを禁止する先読み禁止制御部B1
を有し、前記制御部Ａは、前記アクティブレジスタA2の
命令語を解読した結果、その命令語が前記停止命令コー
ドであり、前記途中停止スイッチＤの設定状態が前記停
止命令コードの機能を有効とする状態にある時は、数値
制御工作機械の動作を停止させる停止制御部A3と、前記
停止制御部A3によって、動作が停止している間に、ハン
ドル操作の介入により砥石を工作物と接触する位置に移
動させ、かつ前記位置記憶スイッチ手段Ｐを設定位置に
した時、新しく設定したエアカット開始位置を前記デー
タ記憶装置Ｃに入力するエアカット開始位置入力部A5
と、 前記停止命令コードの次のデータブロックからデータの
読込を開始する指令信号S1を前記入力制御部Ｂに出力
し、前記データ記憶装置Ｃに入力されたエアカット開始
位置に基づいて、砥石のエアカット開始位置を補正し
て、工作機械の制御を再開する補正制御部A4とを有する
ことを特徴とする数値制御工作機械が提供される。

「作用」 上記のように構成された数値制御工作機械では、初め
に作業者が工作物の研削形状を考慮して停止命令コード
を挿入した数値制御プログラムを作成する。この停止命
令コードは確認運転時のサイクルにおいて砥石の動作を
停止させたい箇所に挿入される。そして、プログラムを
数値制御装置にセットするとともに途中停止スイッチ手
段Ｄを停止命令コードを有効とする状態に設定する。

入力制御部Ｂは、通常、記憶媒体Ｅに書き込まれた数
値制御プログラムを１データブロックづつバッファレジ
スタA1に先行して読み込む。この時、先読禁止制御部B1
は、途中停止スイッチ手段Ｄの設定状態と読み込まれた
命令語内の停止命令コードの有無を判別する。その結
果、途中停止スイッチ手段Ｄの設定状態が停止命令コー
ドを有効とする状態にあり、停止命令コードの存在が判
別された時は、次のデータブロックの読込サイクル時
に、データブロックを先読することを禁止する。

停止制御部A3は、アクティブレジスタA2のデータを解
読した結果、停止命令コードであり、途中停止スイッチ
手段Ｄがその命令コードを有効とする状態に設定されて
いる時は、工作機械Ｈの動作を停止させる。

作業者は動作が停止している間に砥石をハンドル操作
により工作物と接触する位置に移動させる。さらに、こ
の位置を新しくエアカット開始位置として記憶する状態
に位置記憶スイッチ手段Ｐを設定する。

エアカット開始位置入力部A5は、砥石と工作物が接触
する位置に基づいて、加工時におけるエアカット開始位
置の自動修正に必要な新しく設定したエアカット開始位
置をデータ記憶装置Ｃに入力する。

その後、補正制御部A4が起動され、指令信号S1により
停止命令コードの次のデータブロックからデータの読み
込みを開始し、確認運転を再開する。

「実施例」 本考案の実施例について図面を参照し説明する。第２
図において10は研削盤、20は数値制御装置である。前記
研削盤10は砥石車Ｇを軸承する砥石台11とワークＷを載
置する工作物テーブル13とを備えている。砥石台11は、
サーボモータ12によって図中Ｘ方向に移動される。工作
物テーブル13は、サーボモータ14によってＺ方向に移動
される。サーボモータ12及び14は、駆動回路16及び17に
よってそれぞれ回転駆動される。駆動回路16,17は後述
のパルス発生回路23に接続されている。なお、15はワー
クＷの軸方向位置決めを行なうための端面定寸装置であ
る。

前記数値制御装置20は、中央処理装置21、記憶装置2
2、パルス発生回路23、インタフェース26,27,28によっ
て構成される。中央処理装置（以下単にCPUという）21
は、パルス発生回路23にパルス数信号並びにパルス分配
速度信号を送り、このパルス発生回路23に所定の時間間
隔でモータ駆動パルスを発生させる。このモータ駆動パ
ルスは駆動回路16,17に供給される。

記憶装置22には、加工データ記憶エリアMDA,NCプログ
ラムエリアNCPA及び制御データエリアCDAが設けられて
いる。加工データ記憶エリアMDAには、エアカット開始
位置等のデータを入力する。NCプログラムエリアNCPAに
は、工作物研削サイクル用のNCプログラムと確認運転サ
イクル用のNCプログラムとがデータ書込装置36を用いて
書込まれている。制御データエリアCDAには、エアカッ
ト開始位置設定処理で使用される制御データが記憶され
ている。また、レジスタ29として、第１のバッファレジ
スタBF1と第２のバッファレジスタBF2とアクティブレジ
スタARが設けられている。

一方、インタフェース26には、表示制御回路37が接続
され、それはCRT表示装置（以下単にCRTという）38を駆
動する。又インタフェース27には、砥石台11を移動させ
る手動パルス発生器33と、データを記憶装置22に入力設
定するためのデータ書込装置36と、数値制御プログラム
を記憶したバブルカセット入出力装置34および各種の操
作入力を行なうための操作スイッチを配設した制御盤35
が接続されている。

制御盤35には、停止命令コードを有効とする途中停止
スイッチ41,42と、エアカット開始位置を設定する位置
記憶スイッチ43が設けられている。また、数値制御装置
20を起動するための起動スイッチS1と一時停止後、数値
制御装置20をその位置から再起動をかけるための再起動
スイッチS2とが設けられている。

「作動」 上記の構成に基づき作動について第３図及び第４図に
示すフローチャート並びに第５図に示す説明図を参照し
説明する。

数値制御プログラムはコーティングされて、バブルカ
セットに記憶されている。本プログラムを実行した時は
確認運転時において、研削部の中央にて砥石車の送りが
停止され、エアカット開始位置を設定し得るようになっ
ている。

まず、第３図に示すフローチャートを参照して確認運
転時におけるエアカット開始位置設定について説明す
る。

ステップ101で作業者はデータ書込装置36を操作する
ことにより、研削状態をCRT38の画面上に出す。

ステップ102で確認運転モードをセレクトしてCRT38の
画面上に出す。画面上には砥石車ＧとワークＷの現在位
置及び残り移動量が表示される。但し、現在位置にはオ
フセット量が含まれていない。

ステップ103で作業者はワークＷの外形形状により確
認運転の途中停止の有無を判断し指定する。途中停止の
必要がある場合はステップ104へ進み、途中停止の必要
がない場合は、後述の第４図のフローチャートに進む。

ステップ104でCRT38の画面上に全工程に亘る途中停止
指示画面を表示する。そして、途中停止させる工程を指
定すると画面はその工程に切替わる。途中停止位置はあ
らかじめ設定されており、たとえば、第５図に示すよう
にトラバース研削では研削部の中央で停止するように設
定されている。

ステップ105では、第２図に示した起動スイッチS1が
押下されると、プログラムが実行され、砥石車Ｇの確認
運転起動処理が行われる。その処理内容については後記
する第３図。

ステップ106で作業者はCRT38の画面上において砥石車
Ｇの粗研開始位置への接近を確認する。第５図に示すよ
うに、砥石車Ｇの研削先端点GpがワークＷの研削部面Wa
より充分離れている場合は次のステップへ進む。

ステップ107で作業者が行うエアカット開始位置設定
について第５図を参照し説明する。

作業者は、まず、手動パルス発生器33を用いて砥石台
11を移動させ、砥石車Ｇの研削先端点Gpを研削部面Waに
接触させる（図中の破線矢印で示す）。次に、研削部面
Waに接触した時点で第２図に示した位置記憶スイッチ43
を押下すると、インタフェース27を介してCPU21に粗研
開始位置から一定量戻したエアカット開始位置が新しく
設定される。その位置は記憶装置22の制御データエリア
CDAに記憶される。

ステップ108では、ステップ107で新しく粗研開始位置
が設定された後と、ステップ106で研削先端点Gpが研削
部面Waへの接近を確認された時に作業者が直接粗研開始
位置の確認を目視にて行う。その結果、良ければステッ
プ109へ進み、粗研開始位置の修正が必要ならばステッ
プ110へ進む。

ステップ109で作業者は再起動スイッチS2を押下する
とプログラムの実行が再開され、停止位置から制御が開
始される。そして、全てのポイントでの制御が完了すれ
ば確認運転を終了する。再度確認運転が必要な場合はス
テップ105へ戻る。

ステップ110では修正が必要な粗研開始位置が修正さ
れ、ステップ105へ戻る。

上記ステップ105の確認運転起動処理について第３図
に示すフローチャートに従って説明する。

ステップ111では、バブルカセットに記憶された数値
制御プログラムの各データブロックの読み出しを制御す
る読み出しアドレスカウンタが初期値の１に設定され
る。

ステップ112では、先読み禁止フラッグがリセットさ
れ、バッファレジスタBF1へのデータの先読みが可能な
状態に設定される。

ステップ113でデータブロック入力プログラムは、バ
ブルカセット入出力装置34から数値制御プログラムを１
データブロックづつバッファレジスタBF1に入力する。

ステップ114では、読み込まれたデータに研削盤10の
制御を途中で停止させる停止命令コードが存在するかが
判定される。停止命令コードが存在するとステップ115
へ進む。

ステップ115では、停止命令後の指定する番号の途中
停止スイッチの41若しくは42の状態が判定される。その
途中停止スイッチ41若しくは42がオンの時は、ステップ
116へ進む。

ステップ116では、停止命令コードの機能を有効とす
るので先読み禁止フラッグがセットされ、データのバッ
ファレジスタBF1への入力処理が行なわれる。

ステップ117では、バッファレジスタBF1へのデータの
入力完了が判定され、入力が完了していない時はステッ
プ116へ戻る。入力が完了した時はステップ118へ進む。

ステップ119では、NCプログラムエリアNCPAに書き込
まれた確認運転サイクル用のNCプログラムの命令語の解
読と実行が行われる。すなわち命令語に応じたパルス分
配等の処理が行われ、砥石車Ｇの確認運転制御が行わ
れ、指定された途中停止スイッチ41若しくは42のオン状
態に基づいてあらかじめ設定された途中停止位置で制御
が停止される。

上記第３図に示したフローチャートにおいて、ステッ
プ114で停止命令コードが存在しない場合と、ステップ1
15で途中停止スイッチ41若しくは42がオフの時は第４図
に示すフローチャートのステップ201へ進む。

第４図に示すフローチャートは確認運転時の途中停止
をしない場合である。

ステップ201ではステップ105と同じプログラムが実行
される。バッファレジスタBF1に読み込まれたデータに
研削盤10の制御を途中で停止させる停止命令コードが存
在するかが判定される。停止命令コードが存在すると、
その命令語の指定する番号の途中停止スイッチ41若しく
は42の状態が判定される。その途中停止スイッチ41若し
くは42がオフの状態の時は、先読禁止フラッグをセット
することなくデータのバッファレジスタBF1への入力処
理が行われる。そしてバッファレジスタBF1にデータの
入力が完了した時は、確認運転サイクル用のNCプログラ
ムの命令語の解読と実行が行われ、途中停止することな
く確認運転制御が行われる。

ステップ202ではステップ108と同様に作業者により目
視確認される。その結果、良ければ確認運転を終了す
る。悪ければステップ203へ進む。

ステップ203ではCRT38の画面上に確認運転モードが出
される。

ステップ204で作業者は粗研開始位置の修正を行ない
再びステップ201へ戻す。

この結果、ワークＷの形状に対応して最適なエアカッ
ト開始位置が新しく設定できる。

「考案の効果」 本考案は、上記の構成を有し、数値制御工作機械の動
作を停止させる停止命令コードの機能を有効とする途中
停止スイッチ手段、およびエアカット開始位置を設定す
るための位置記憶スイッチ手段を有し、前記データ記憶
装置は、エアカット開始位置を設定する設定データを記
憶する領域を有し、前記入力制御部は、前記記憶媒体に
書き込まれた数値制御プログラムのデータブロックを１
ブロックづつバッファレジスタに読み込む時に、前記停
止命令コードの有無と前記スイッチ手段の設定されてい
る状態を判定し、その結果、前記停止命令コードが存在
し、前記スイッチ手段の設定状態が前記停止命令コード
の機能を有効とする状態にあると判定した時は、次のデ
ータブロックの先読みを禁止する先読禁止制御部を有
し、前記制御部は、前記アクティブレジスタの命令語を
解読した結果、その命令語が前記停止命令コードであ
り、前記途中停止スイッチ手段の設定状態が前記停止命
令コートの機能を有効とする状態にある時は、数値制御
工作機械の動作を停止させる停止制御部と、前記停止制
御部によって、動作が停止している間に、ハンドル操作
の介入により砥石を工作物と接触する位置に移動させ、
かつ前記位置記憶スイッチ手段を設定位置にした時、新
しく設定したエアカット開始位置を前記データ記憶装置
に入力するエアカット開始位置入力部と、前記停止命令
コードの次のデータブロックからデータの読込を開始す
る指令信号を前記入力制御部に出力し、前記データ記憶
装置に入力されたエアカット開始位置に基づいて、砥石
のエアカット開始位置を補正して、工作機械の制御を再
開する補正制御部とを有するものであるから、確認運転
時において作業者があらかじめ指定した途中停止位置
で、新しくエアカット開始位置を設定することができる
ため、工作物の外径形状がテーパ部、あるいは正確に測
定することができない場合でも、研削加工時のエアカッ
ト量を削減することができ、加工時間が短縮できるとい
う優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の概念を示すブロック図、第２図は本考
案の実施例を示す構成図、第３図、第４図はそれぞれ数
値制御装置の処理手順を示すフロアチャート、第５図は
エアカット開始位置の設定を示す説明図、第６図は従来
の数値制御工作機械を示す説明図、第７図は外形形状を
正確に測定できない工作物を示す説明図である。 10……研削盤、11……砥石台、12、14……サーボモー
タ、13……工作物テーブル、16、17……駆動回路、20…
…数値制御装置、22……記憶装置、33……手動パルス発
生器、34……バブルカセット入出力装置、35……制御
盤、36……データ書込装置。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】砥石により工作物を加工する工作機械の可
   動軸を駆動する駆動装置と、 砥石の送り位置を決定するのに必要なデータを記憶する
   データ記憶装置と、 記憶媒体に書き込まれた数値制御プログラムのデータブ
   ロックを１ブロックづつバッファレジスタに先読みする
   入力制御部と、 前記バッファレジスタに入力されたデータブロックをア
   クティブレジスタに転送し、このデータブロックの命令
   語を解読してその命令語と前記データ記憶装置に設定さ
   れたデータに応じて前記駆動装置を制御する制御部と、 から成る数値制御工作機械において、 数値制御工作機械の動作を停止させる停止命令コードの
   機能を有効とする途中停止スイッチ手段、およびエアカ
   ット開始位置を設定するための位置記憶スイッチ手段を
   有し、 前記データ記憶装置は、エアカット開始位置を設定する
   設定データを記憶する領域を有し、 前記入力制御部は、前記記憶媒体に書き込まれた数値制
   御プログラムのデータブロックを１ブロックづつバッフ
   ァレジスタに読み込む時に、前記停止命令コードの有無
   と前記途中停止スイッチ手段の設定されている状態を判
   定し、その結果、前記停止命令コードが存在し、前記途
   中停止スイッチ手段の設定状態が前記停止命令コードの
   機能を有効とする状態にあると判定した時は、次のデー
   タブロックの先読みを禁止する先読禁止制御部を有し、 前記制御部は、 前記アクティブレジスタの命令語を解読した結果、その
   命令語が前記停止命令コードであり、前記途中停止スイ
   ッチ手段の設定状態が前記停止命令コードの機能を有効
   とする状態にある時は、数値制御工作機械の動作を停止
   させる停止制御部と、 前記停止制御部によって、動作が停止している間に、ハ
   ンドル操作の介入により砥石を工作物と接触する位置に
   移動させ、かつ前記位置記憶スイッチ手段を設定位置に
   した時、新しく設定したエアカット開始位置を前記デー
   タ記憶装置に入力するエアカット開始位置入力部と、 前記停止命令コードの次のデータブロックからデータの
   読込を開始する指令信号を前記入力制御部に出力し、前
   記データ記憶装置に入力されたエアカット開始位置に基
   づいて、砥石のエアカット開始位置を補正して、工作機
   械の制御を再開する補正制御部とを有することを特徴と
   する数値制御工作機械。