JP2560498B2

JP2560498B2 - Ｎｃ切削装置

Info

Publication number: JP2560498B2
Application number: JP1320218A
Authority: JP
Inventors: 哲生加藤
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1989-12-08
Filing date: 1989-12-08
Publication date: 1996-12-04
Anticipated expiration: 2011-12-04
Also published as: JPH03184741A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、NC切削装置に関し、特に、NC型彫機等に
好適に適用され、オーバライド機能を有する切削装置に
関する。

（従来の技術）例えば、自動車のドアパネルやフェンダパネル等の外
板はプレス加工され、このプレス加工には、形状変化に
富んだプレス金型が必要となる。プレス金形は、NC型彫
機を使用して鋳物型を荒加工し、曲面形状が付与された
後、型用モデルを基準に細部の仕上げがなされる。

NC型彫機による荒加工は、予め記憶されているNCデー
タに従い、スピンドルに取り付けたボールエンドミルを
ワークに対し相対的にX,Y,Z等の方向（多軸方向）に所
要の速度で所要量だけ順次移動させると共に、スピンド
ルの回転速度が制御されて所要の形状に成形される。そ
して、X,Y,Z方向の工具送り速度や、スピンドルの回転
速度は、工具折損や切削時間の短縮等を考慮して最適値
に設定される。

（発明が解決すべき課題）従来のNC型彫機による荒加工においては、鋳造時の製
造誤差に起因して、個々のワークの外形寸法を正確に把
握することが困難であり、ワークの外形寸法を正確に把
握できない場合に、数値制御（NC）データにより指定さ
れる切削条件で切削すると、予め設定された最適切込み
量や切込み幅から大きく逸脱して工具に大きな負荷が掛
かり、工具の折損事故が生じる等の問題があった。その
ため、荒加工における切削開始時や荒加工初期段階にお
いては、作業者が工具の送り量や送り速度を手操作によ
り調整する必要があり、マニアル操作盤（手動操作装
置）のキー操作によりデータを入力してオーバライド量
を生成し、このオーバライド量をNC演算装置に供給する
と、NC演算装置は、NCデータが指定する工具送り速度を
オーバライド量に応じて修正している。

この作業は、作業者に大きな負担となり、又、作業者
の経験や熟練を必要とする。更に、急激な形状変化によ
る工具負荷の急変を避けるために、工具の送り速度を大
きく設定することが出来ず、加工に時間が掛かるという
問題もあった。

このような問題を解決するために、切削工具の負荷を
常時検出し、検出した負荷に応じてオーバライド量を自
動生成する速度制御装置（オーバライド演算装置）を設
け、NC演算装置が、この速度制御装置から供給されるオ
ーバライド量によりNCデータが指定する工具送り速度を
修正するようにすれば、工具負荷の急変に対応すること
ができ、作業者の負担が軽減される。

しかしながら、このように、マニアル操作盤の手動操
作によりオーバライド量を生成させる外に、速度制御装
置を設けてオーバライド量を自動生成するようにする
と、NC演算装置は、これらの何れか一方から供給される
オーバライド量信号に応じて、工具送り速度を修正する
ことになるが、速度制御装置からマニアル操作盤のオー
バライド信号に、或はマニアル操作盤から速度制御装置
のオーバライド信号に切り換える際に、一時的に、何れ
の装置からもオーバライド信号が入力されない場合が生
じ得る。この場合、NC演算装置は、オーバライド信号が
入力しない状態、例えば、全ての信号レベルがグランド
レベルである状態から、工具送り速度を０に設定してNC
型彫機を緊急停止すべき状態として誤診してしまう虞が
ある。

NC型彫機を緊急停止する場合には、通常、すべての電
源を遮断してしまうので、NC演算装置への電源も遮断さ
れ、NC演算装置が記憶しているNCデータはすべて消失す
ることになる。NCデータが消失した後に、切削を再開す
るにはNCデータを再度読み込み、切削工具を切削開始位
置に戻し、その位置から工具の送りを再開しなければな
らない。

本発明は、このような不都合な事態を回避するために
なされたもので、オーバライド演算装置（速度制御装
置）から供給されるオーバライド信号、及び手動操作装
置（マニアル操作盤）から供給されるオーバライド信号
の何れか一方から他方に切り換える際に、信号が一時的
に途切れて切削装置が緊急停止しないように図ったNC切
削装置を提供することを目的とする。

（課題を解決する手段）上述の目的を達成するために本発明に依れば、外部デ
ータ読込装置からNC演算装置に読み込まれた数値制御デ
ータに基づき、切削工具を、被切削物に対して相対的
に、多軸方向の所要の位置に、所要の速度で順次移動さ
せ、被切削物を所要の形状に切削するNC切削装置におい
て、前記切削工具の負荷に応じて自動的に生成され、前
記数値制御データが指定する工具送り速度を修正するオ
ーバライド量を演算し、演算したオーバライド量に対応
する、コード化された複数のビットからなるパラレルデ
ータを備えたオーバライド信号を出力するオーバライド
演算装置と、手動操作によりデータを入力し、前記数値
制御データが指定する工具送り速度を修正するオーバラ
イド量を生成し、生成したオーバライド量に対応する、
前記オーバライド演算装置のオーバライド信号と同じ手
法によりコード化され、同じビット数のパラレルデータ
を備えるオーバライド信号を出力する手動操作装置と、
前記オーバライド演算装置及び手動操作装置からのオー
バライド信号の何れか一方を選択的に前記NC演算装置に
切換供給する切換装置とを備え、該切換装置は、前記オ
ーバライド演算装置及び手動操作装置の一方のオーバラ
イド信号から他方のオーバライド信号への切換時に、所
定の期間に亘って、これらの双方の制御信号の各ビット
の論理和を制御信号として前記NC演算装置に供給するこ
とを特徴とするNC切削装置が提供される。

（作用）切換装置が、オーバライド演算装置及び手動操作装置
の一方のオーバライド信号から他方のオーバライド信号
への切換時に、これらの双方のオーバライド信号の論理
和をNC演算装置に供給することにより、NC演算装置に入
力するオーバライド信号が途切れることがない。

（実施例）以下本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。尚、本発明は種々のNC切削装置に適用可能である
が、この実施例では、ボールエンドミルによりプレス金
型を荒加工するNC型彫機に適用したものを例に説明す
る。

先ず、第１図を参照してNC型彫機の概略構成を示す。
NC型彫機１のテーブル10は、ワークＷを載置固定し、Ｘ
軸モータ（サーボモータ）11によりＸ軸方向に移動可能
である。左右のコラム12には、クロスビーム14が架け渡
され、このクロスビーム14は、Ｚ軸モータ（サーボモー
タ）15により、Ｘ軸方向に直交する上下方向（Ｚ軸方
向）に移動可能である。クロスビーム14には主軸ヘッド
16が取り付けられ、この主軸ヘッド16は、Ｙ軸モータ
（サーボモータ）17によりクロスビーム14の長手方向、
即ち、Ｘ軸及びＺ軸に直行する方向（Ｙ軸方向）に沿っ
て移動可能である。

主軸ヘッド16には、主軸モータ18によって回転駆動さ
れる主軸（図示せず）がＺ軸方向に回転自在に軸支さ
れ、主軸にはカッタ（ボールエンドミル）20が取り付け
られている。そして、主軸ヘッド16の下端面のカッタ20
近傍には、カッタ20の切削時に発生する振動音を検出す
るAEセンサ40が取り付けられている。このAEセンサ40は
入力装置34を介して後述する速度制御装置32に電気的に
接続されて、検出信号をこの速度制御装置32に供給す
る。

型彫機１の作動制御は、NC制御装置30、前述した速度
制御装置32、入力装置34、NCデータ読取装置36、切換装
置38、マニアル操作盤39等によって行なわれる。

入力装置34の入力側には前述のAEセンサ40の他に、前
述した各モータの負荷（電流値）を検出するＸ軸モータ
負荷センサ41、Ｙ軸モータ負荷センサ42、Ｚ軸モータ負
荷センサ43、主軸モータ負荷センサ44がそれぞれ接続さ
れ、これらの負荷センサは検出した電流値を負荷検出信
号として入力装置34を介して速度制御装置32に供給す
る。入力装置34は、増幅回路、フィルタ回路、A/D変換
回路等により構成されている。

NCデータ読取装置36は、NCテープ等により外部からNC
データ（数値制御データ）を読み取り、これをNC制御装
置30のNC演算部30a及び速度制御装置32に供給する。速
度制御装置32の出力側はバスケーブル32aを介して切換
装置38の入力端に接続され、切換装置38の出力側はバス
ケーブル38aを介してNC制御装置30の演算部30aに接続さ
れている。切換装置38の入力側には、更にバスケーブル
39aを介してマニアル操作盤39が接続されている。ま
た、マニアル操作盤39の出力側は速度制御装置32にも接
続され、マニアル操作盤39から作業者によってイップッ
トされる作業指令信号を速度制御装置32にも供給できる
ようになっている。

速度制御装置32は、入力装置34を介して入力される各
軸モータ負荷センサ41〜44の負荷検出信号から、カッタ
20の切削負荷を演算し、これをNCデータから読み込んだ
基準切削負荷と比較し、工具送り速度を増速ないし減速
すべきオーバライド量を演算する。切削負荷が基準切削
負荷に等しい場合には、工具送り速度を増速も減速もす
る必要がなく、この場合にはオーバライド量を100％に
設定し、増速すべき場合にはこれより大きい値に、減速
すべき場合にはこれより小さい値にそれぞれ設定され
る。そして、最大許容値以上の切削負荷が検出された場
合には、オーバライド量は０％に設定される。この場
合、工具送り速度は０に修正されることになり、速度制
御装置32は、所定の過負荷処理を実行してNC型彫機の切
削加工を停止させる。速度制御装置32の過負荷処理の実
行によりNC型彫機が切削を停止する場合には、後述する
NC演算装置による過負荷緊急停止と異なり、NC演算装置
30への電力供給は保持され、NC演算装置30が読み込んだ
NCデータは消滅せずに保持されることになる。そして、
この過負荷処理は、NC演算装置による過負荷緊急停止の
実行前に実行される。

尚、速度制御装置32は、AEセンサ40が検出する音響信
号から工具折損の虞があると判断した場合にも、上述の
過負荷処理を実行してNC型彫機を停止させる。

速度制御装置32は、上述のように設定したオーバライ
ド量に対応するオーバライド信号を後述する切換装置38
を介してNC演算部30aに供給することになるが、オーバ
ライド信号は、この実施例では５ビットパラレルデータ
にコード化されてNC演算部30aに転送される。

マニアル操作盤39は、作業者がその盤面の操作キー
（図示せず）を手動操作することによりオーバライド量
を設定することができる。そして、マニアル操作盤39
は、このオーバライド量に対応するオーバライド信号
（コード化された５ビットパラレルデータ）を、マニア
ル操作盤39側に切り換えられた切換装置38を介してNC演
算部30aに供給する。切換装置38の切り換えは、通常、
マニアル操作盤39の切換スイッチ390により切り換えら
れる。この切換装置38の構成及びその作用についての詳
細は後述する。

NC演算部30aは、NCデータ読取装置36から、NCデータ
により指定されるカッタ20の移動位置、工具送り速度等
を読み込むと共に、切換装置38を介して速度制御装置32
あるいはマニアル操作盤39が出力するオーバライド信号
を読み込む。そして、NCデータにより指定される工具送
り速度をオーバライド量に応じて修正し、修正した工具
送り速度に基いて各軸モータ11,15,17,18の駆動量を演
算し、演算した駆動量に応じた制御信号をサーボモータ
駆動制御部30bに供給する。サーボモータ駆動制御部30b
は、制御信号に応じて各軸モータ11,15,17,18を駆動
し、ワークＷを所要の形状に切削していく。

尚、NC演算部30aは、コード化されたオーバライド信
号が特定の信号値、例えば、クランドレベルである値
（00000）を所定時間（例えば、0.1sec）に亘って継続
させたとき、緊急停止処理を実行してNC型彫機のすべて
の電源の供給を停止させるように構成されている。

速度制御装置32により自動生成されるオーバライド量
は、各軸モータの負荷センサ41〜44が検出する工具切削
負荷に応じて設定され、このオーバライド量に応じて、
NCデータにより指定される工具送り速度を修正するの
で、被削材の外形形状が充分に把握されていない場合で
あっても、切削開始時や切削中の工具切削負荷の急変に
自動的に対処して、工具送り速度を工具折損が生じる虞
のない値に自動的に調整することができ、工具折損事故
を、人手を掛けずに確実に防止できる。

第２図は、上述した切換装置38の内部構成の概略を示
し、ゲート回路381a〜381e,382a〜382e、フリップフロ
ップ回路（以下、FF回路という）383,384、遅延回路38
5,386等から構成される。５個のゲート回路381a〜381e
の各入力側には、バスケーブル32aの各路線がそれぞれ
接続され、各出力側は、バスケーブル38aの各路線がそ
れぞれ接続されている。バスケーブル38aの各路線は５
個のゲート回路382a〜382eの対応する入力側にも接続さ
れている。ゲート回路382a〜382eの各入力側は、バスケ
ーブル39aの各路線がそれぞれ接続されている。

各ゲート回路381a〜381e,382a〜382eは、その制御端
子にハイレベルが入力すると開成状態となり、その入力
端子に入力されるオーバライド信号をバスケーブル38a
側に伝送する。一方、制御端子にハイレベルが入力され
ない場合には閉成状態となり、その出力はローレベル
（グランドレベル）になる。

FF回路383のＳ端子は切換スイッチ390の端子390bに接
続され、Ｑ端子はゲート回路381a〜381eの各制御端子に
接続されと共に、遅延回路385の入力側に接続されてい
る。そして、FF回路383のＲ端子は遅延回路386の出力側
に接続されている。一方、FF回路384のＳ端子は切換ス
イッチ390の端子390cに接続され、Ｑ端子はゲート回路3
82a〜382eの各制御端子に接続されと共に、遅延回路386
の入力側に接続されている。そして、FF回路384のＲ端
子は遅延回路385の出力側に接続されている。

FF回路383及び384は、いずれも、そのＳ端子にハイレ
ベルが入力されると、Ｑ端子にハイレベルを出力し、Ｑ
端子のハイレベルはＲ端子にハイレベルが入力するま
で、即ち、Ｒ端子にリセット信号が入力するまで保持さ
れるように構成されている。

遅延回路385及び386は、それぞれ２つのAND回路と、
これらのAND回路の間に介挿されたRC回路とで構成さ
れ、入力側のAND回路の２つの入力端子にハイレベルが
供給されると、その出力端子に直ちにハイレベルが出現
するが、出力側のAND回路の出力端子には、RC回路の時
定数によって決まる所定期間（例えば、0.1sec）の経過
後に、ハイレベルが出力されることになる。

いま、マニアル操作盤39の切換スイッチ390が速度制
御装置32側に切り換えられ、可動接片390aが端子390bに
接続されているとすると、FF回路383のＱ端子にはハイ
レベルが出力されており、ゲート回路381a〜381eが開成
状態にある。このとき、速度制御装置32からのオーバラ
イド信号は、バスケーブル32a、開成されたゲート回路3
81a〜381e、バスケーブル38aを介してNC演算部30aに供
給されることになる。

この状態で、切換スイッチ390を切り換えて、可動切
片390aを端子390cに接続すると、FF回路384のＳ端子に
ハイレベルが入力されてゲート回路382a〜382eが開成す
る。一方、FF回路384のＱ回路のハイレベルは遅延回路3
86の入力回路にも供給され、この遅延回路が作動する
が、この遅延回路386の出力側からハイレベルが出力さ
れるのは、所定期間が経過した後である。従って、この
所定期間が経過するまではFF回路383はリセットされ
ず、そのＱ端子は引続きハイレベルを出力し、ゲート回
路381a〜381eは開成されたままに保持される。この結
果、上述の所定期間において、ゲート回路381a〜381eも
ゲート回路382a〜382eも同時に開成している期間が存在
することになり、この期間においては、速度制御装置32
からのオーバライド信号及びマニアル操作盤39からのオ
ーバライド信号の論理和がバスケーブル38aを介してNC
演算部30aに供給されることになる。

そして、上述の所定期間が経過すると、FF回路386か
らハイレベルが出力され、このハイレベルはFF回路383
をリセットする。FF回路383がリセットされると、その
Ｑ端子はローレベルに反転し、ゲート回路381a〜381eが
閉じられることになる。

切換スイッチ390がマニアル操作盤39側から速度制御
装置32側に切り換えられた場合にも上述と同様に説明で
きるので、その詳細な説明は省略する。

（発明の効果）以上詳細に説明したように、本発明のNC切削装置に依
れば、切削工具の負荷に応じて自動的に生成され、数値
制御データが指定する工具送り速度を修正するオーバラ
イド量を演算し、演算したオーバライド量に対応する、
コード化された複数のビットからなるパラレルデータを
備えたオーバライド信号を出力するオーバライド演算装
置と、手動操作によりデータを入力し、数値制御データ
が指定する工具送り速度を修正するオーバライド量を生
成し、生成したオーバライド量に対応する、オーバライ
ド演算装置のオーバライド信号と同じ手法によりコード
化され、同じビット数のパラレルデータを備えるオーバ
ライド信号を出力する手動操作装置と、オーバライド演
算装置及び手動操作装置からのオーバライド信号の何れ
か一方を選択的にNC演算装置に切換供給する切換装置と
を備え、該切換装置は、オーバライド演算装置及び手動
操作装置の一方のオーバライド信号から他方のオーバラ
イド信号への切換時に、所定の期間に亘って、これらの
双方の制御信号の各ビットの論理和を制御信号としてNC
演算装置に供給するようにしたので、オーバライド演算
装置及び手動操作装置のいずれからもオーバライド信号
が出力されず、オーバライド信号が一時的に途切れてNC
切削装置が緊急停止してしまうという事態を回避させる
ことができ、切削加工時間の短縮化を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は本発明に係る
NC型彫機の全体構成を示すブロック図、第２図は、第１
図に示す切換装置38の内部構成を示すブロック図であ
る。１……NC型彫機、11……Ｘ軸モータ、15……Ｚ軸モー
タ、16……主軸ヘッド、17……Ｙ軸モータ、18……主軸
モータ、20……カッタ（切削工具）、30……NC演算装
置、30a……NC演算部、32……速度制御装置（オーバラ
イド演算装置）、36……NCデータ読取装置、38……切換
装置、39……マニアル操作盤（手動操作装置）、390…
…切換スイッチ、40……AEセンサ、41〜44……軸モータ
負荷センサ。381a〜381e……ゲート回路、382a〜382e…
…ゲート回路、383,384……フリップフロップ回路、38
5,386……遅延回路。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】外部データ読込装置からNC演算装置に読み
込まれた数値制御データに基づき、切削工具を、被切削
物に対して相対的に、多軸方向の所要の位置に、所要の
速度で順次移動させ、被切削物を所要の形状に切削する
NC切削装置において、前記切削工具の負荷に応じて自動的に生成され、前記数
値制御データが指定する工具送り速度を修正するオーバ
ライド量を演算し、演算したオーバライド量に対応す
る、コード化された複数のビットからなるパラレルデー
タを備えたオーバライド信号を出力するオーバライド演
算装置と、手動操作によりデータを入力し、前記数値制御データが
指定する工具送り速度を修正するオーバライド量を生成
し、生成したオーバライド量に対応する、前記オーバラ
イド演算装置のオーバライド信号と同じ手法によりコー
ド化され、同じビット数のパラレルデータを備えるオー
バライド信号を出力する手動操作装置と、前記オーバライド演算装置及び手動操作装置からのオー
バライド信号の何れか一方を選択的に前記NC演算装置に
切換供給する切換装置とを備え、該切換装置は、前記オーバライド演算装置及び手動操作
装置の一方のオーバライド信号から他方のオーバライド
信号への切換時に、所定の期間に亘って、これらの双方
の制御信号の各ビットの論理和を制御信号として前記NC
演算装置に供給することを特徴とするNC切削装置。