JP2685071B2 - 数値制御装置 - Google Patents

数値制御装置

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JP2685071B2
JP2685071B2 JP61050322A JP5032286A JP2685071B2 JP 2685071 B2 JP2685071 B2 JP 2685071B2 JP 61050322 A JP61050322 A JP 61050322A JP 5032286 A JP5032286 A JP 5032286A JP 2685071 B2 JP2685071 B2 JP 2685071B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は被加工物に対する工具の位置をそれに対応
する数値情報で指令制御し、複雑な形状を容易かつ高精
度に効率よく加工する回転軸を有する旋盤用の数値制御
装置に関するもので、特に数値制御装置に設けられた図
形表示装置に被加工物と工具との相対移動状態を数値情
報を用いてシミュレーション表示、または実時間表示す
る場合に適した数値制御装置に関するものである。 〔従来の技術〕 第12図は数値制御装置によって制御される回転軸であ
るＣ軸を有する工作機械としての複合旋盤であり、これ
は旋盤的な加工とフライス盤的な加工、例えばドリルに
よる穴あけ加工などを連続的に行うものである。図にお
いて、１は誘導電動機、２はサーボモータ、３は主軸
（Ｃ軸）、５は主軸３に取付けた被加工物、６はドリ
ル、７はドリル６を交換可能に保持するとともにドリル
６を回転させる機構、９はバイト、10はドリル6,機構７
及びバイト９を交換可能に保持するとともにX-Z軸方向
に移動制御するタレットである。 次に第12図の複合旋盤の加工動作について第13図の仕
上形状のものを得る場合を例に説明する。第12図の複合
旋盤が旋盤としての加工を行う場合には、まず誘導電動
機１が主軸３にカツプリングされ、これにより被加工物
５が指令された回転数で回転する。この状態において、
タレット10にバイト９が取付けられ、この複合旋盤に接
続された数値制御装置NC21によってX-Z軸方向に移動制
御させることにより、被加工物５の5a,5b部が旋盤加工
される。 次に連続してフライス加工を行う場合には、主軸３は
サーボモータ２にカップリングされ、被加工物５は位置
決めのための制御回転軸（Ｃ軸）として数値制御装置に
より制御される。この場合、機構７に工具としてドリル
６が取付けられ、ドリル６は高速回転する。そして、数
値制御装置NC21によって主軸３を45°ずつ順次回転させ
て第13図に示す８個の穴5cに対応させて位置決めし、主
軸３の各位置決め状態で数値制御装置NC21によりZ-Y軸
方向にタレット10を移動制御することによりフライス加
工を行い、第13図の仕上形状のものを連続的加工により
得る。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記のように複合旋盤を制御する従来の数値制御装置
は、この装置に設けられた図形表示を行うCRT表示器に
第14図に示す如きバイト９のカッタパスは表示されてい
たが、フライス加工に関するドリルなどのＣ軸の移動を
ともなう工具の移動などの図形表示は行われず、フライ
ス加工の様子、即ち貫通穴加工か否か、又は溝の深さな
どがわかりにくいという問題点があった。 この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、回転軸によって被加工物が移動して加工さ
れる場合に、被加工物の移動表示にかえて工具の移動の
表示が可能な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、旋盤により回転軸に
よる被加工物の回転移動を含む加工を行う加工プログラ
ムをシミュレーションして、被加工物の形状及びこの被
加工物に対する工具の移動経路を画面表示する数値制御
装置において、前記被加工物の正面図をその座標軸の表
示を前記旋盤の機械座標軸と同一の関係にして画面を表
示するとともに、前記工具に対して前記被加工物が回転
移動する場合は、前記プログラム通りに前記被加工物を
回転表示するのにかえて前記工具が前記被加工物とは反
対方向に前記被加工物の回転移動した同じ角度だけ回転
して加工するように画面表示する図形表示手段を具備し
たものである。 数値制御の分野においては、加工プログラムの指令で
使用される座標軸の定義はEIAやISO,JISなどの規格で定
められており、本願発明の軸も、上記の規格に合ったも
ので、表示の都合によって勝手に定めた座標軸ではな
い。 〔作用〕 この発明における図形表示手段は、被加工物の座標軸
を旋盤の機械座標軸と同一の関係にして画面表示すると
ともに、工具に対して被加工物が回転移動する場合は、
前記被加工物の回転表示にかえて前記工具が前記被加工
物とは反対方向に回転して加工するように画面表示をす
ることにより、旋盤の作業者は、画面表示された被加工
物を見た時、実際の旋盤に取付けられた被加工物との対
応がつけ易く、加工の状況をより適切に把握できる。 本願発明はワークと工具との相対的関連のみを重視し
て、工具を画面上で実際に回転させて表示させるもの
で、実際の工具と座標系の関係は崩れてしまうが、座標
系が動かないため、作業者にとっては加工の状況をより
適切に把握できる表示が得られる。 〔実施例〕 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
１図において、11は中央処理装置（以下、CPUと略称す
る）、12はプログラミング装置（図示せず）から供給さ
れる被加工物（ワーク）５の形状および該被加工物に対
する工具の移動経路の数値情報等をCPU11に入力するデ
ータ入力手段である。 13はCPU11からデータを記憶し該記憶データを該CPU11
へ読出すメモリ手段、14はCPU11からの指令信号に基づ
き被加工物５の形状および該被加工物５に対する工具の
移動経路を表示する図形表示手段であって、この図形表
示手段14はCRT表示装置14aとCRT制御部14とよりなる。1
5はCPU11からの指令信号によって工作機械を制御する工
作機械制御手段であって、この工作機械制御手段15は工
具駆動指令信号出力部15aと工作機械制御部15bとよりな
る。 上記被加工物５の形状を表す数値情報としては、例え
ば被加工物の端点の座標値P1（X1,Z1）,P2（X2,Z2）,P3
（X3,Z3）,P4（X4,Z4）を入力する。そして、この座標
値P1,P2,P3,P4に基づいて被加工物５の形状を表示する
場合は、側面図では第２図（ｂ）に示すように各座標値
に対応する点P1,P2,P3,P4を直線で結び、正面図では同
図（ａ）に示すようにＸ軸の値を半径値として円表示す
る。 また、工具の移動経路を示す数値情報としては、例え
ば、 の如く入力することで、（Ｘ＝2000,Z＝−3000）の位置
から（Ｘ＝2000,Z＝−6000）の位置まで切削することを
意味する。そして、この入力情報に基づいて工具経路を
表示する場合、直交するX,Y軸に関しては直線もしくは
円弧の移動として示されるので、側面図では第３図
（ｂ）に示すように直線100もしくは円弧として表示
し、正面図ではX,C軸に関し第３図（ａ）に示すよう
に、現在の点101を始点としてX,Y座標の原点Ｏを中心と
した円弧で表示する。 以上の記載は、側面図の描画に関して記したものであ
り、通常数値制御で行われているツールバスの表示であ
り、円弧表示とは加工プログラム中で円弧指令が行われ
た場合の描画のことであって、Ｃ軸の描画ではない。 第４図はCPU11からの指令信号に基づきCRT表示装置14
aに表示された被加工物５の形状を示すもので、第４図
（ａ）が正面図、第４図（ｂ）が側面図である。 第５図は上記のように表示された被加工物５上に工具
の移動経路を表示する動作フローチャートを示すもので
ある。まず、データ入力手段12よりCPU11にX,Z,C軸の工
具移動情報が入力される（ステップ5-1）。そして、X,Z
軸の移動の有無を判断し（ステップ5-2）、X,Z軸の移動
がある場合は、被加工物５の側面を表示している第４図
（ｂ）に工具の移動経路の始点−終点間を第３図（ｂ）
に示すように直線もしくは円弧100で表示する（ステッ
プ5-3）。 次いでＣ軸（回転）の移動の有無を判断し（ステップ
5-4）、Ｃ軸の移動がある場合は被加工物５の正面を表
示している第４図（ａ）に工具のＣ軸移動経路を表示す
る（ステップ5-5）。 この場合、フライス加工を行う際には、実際には被加
工物５が回転するのであるが、表示画面上の被加工物５
を回転させることは、画面表示するための処理時間が非
常にかかり実用的でないので、被加工物５は回転させず
工具と被加工物５との相対的な位置を画面上に表示させ
る。つまり、実際には被加工物５の方が回転しているの
であるが、画面表示上では工具の方が回転して加工を行
っているように表示されるものである。 また本願発明では最も一般的なＣ軸を位置決め用に使
用するミーリングやドリリング加工に適用した例が示し
てあるが、Ｃ軸とＸ軸もしくはＺ軸とを組合せ、同時に
加工させる場合はツールパスが複雑になり、ツールパス
チェックは行わないのが一般的である。 第６図は回転軸Ｃを角度θだけ回転させることによ
り、工具６の被加工物５に対する位置を変える場合を示
すもので、この場合、実際の工具６の移動経路は第７図
の点線示17のようになるのであるが、これでは、前記の
ように、被加工物５を回転角度θだけ回転させなければ
ならず、画面表示するための処理が複雑となり、処理時
間が非常にかかる。 そこで、第８図に示すように、あたかも工具６が回転
したように工具経路を点線示18のように描画することに
より、被加工物５を回転させる必要がなく、処理が簡単
である。 第９図は複合旋盤により加工される被加工物形状を示
すもので、第９図（ａ）は正面図、第９図（ｂ）は側面
図である。被加工物５には、その正面側より８個の穴5c
の穴あけ加工を行わせるものとする。この場合工具の移
動経路の表示は第10図（ａ），（ｂ）のようになる。 第10図において、17,18は移動経路であって、点線の
移動経路17は位置決め経路を示し、実際の移動経路18は
ドリル加工の経路を示している。なお、符号〜は移
動順序を示す。 このように、回転軸Ｃを含む工具の移動経路表示の場
合には、被加工物５が回転していても、画面表示上には
工具の方が回転したような軌跡を表示することにより、
処理が容易になる。 複合旋盤の場合には、旋盤としての加工時の移動経路
17,18とフライス加工時の移動経路19,20（点線19は位置
決め経路、実線20は加工経路）とを同時に表示させるこ
とが可能となる。 第11図が両加工の工具の移動経路17,18,と19,20を同
時に表示させた場合の表示画面である。 なお、上記実施例では、工具の移動経路を表示する際
の手法を示したが、経路の表示ではなく、加工の様子を
アニメーション的に表示させる際にも同様に工具の方を
移動させることで表示可能である。また、上記実施例で
は複合旋盤における移動の表示を示したが、マシニング
センター等における回転軸の移動表示に関しても同様に
表示させることが可能である。 〔発明の効果〕 以上のように、この発明によれば、被加工物の座標軸
を旋盤の機械座標軸と同一にして画面表示するととも
に、工具に対して被加工物が回転移動する場合は、前記
被加工物の回転表示にかえて前記工具が前記被加工物と
は反対方向に回転して加工するように画面表示をするよ
うに構成したので、旋盤の作業者は、画面表示された被
加工物を見た時、実際の旋盤に取付けられた被加工物と
の対応がつけ易く、加工の状況をより適切に把握できる
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による数値制御装置のブロ
ック図、第２図は被加工物の形状の表示説明図、第３図
は工具の移動経路の表示説明図、第４図は被加工物の表
示図で、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は側面図、第
５図は被加工物に対する工具の移動経路を表示する動作
フローチャート、第６図，第７図，第８図は被加工物を
回転させて加工する場合の工具の移動経路の表示説明
図、第９図は複合旋盤による被加工物の加工軌跡を示す
図で、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は側面図、第10
図，第11図は被加工物中に工具の移動経路を表示した状
態図で、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は側面図、第
12図は複合旋盤の概要図、第13図並びに第14図は従来例
を説明するための図である。 11はCPU、12はデータ入力手段、13はメモリ手段、14は
図形表示手段、15は工作機械制御手段。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 １．旋盤により回転軸による被加工物の回転移動を含む
    加工を行う加工プログラムをシミュレーションして、被
    加工物の形状及びこの被加工物に対する工具の移動経路
    を画面表示する数値制御装置において、前記被加工物の
    正面図をその座標軸の表示を前記旋盤の機械座標軸と同
    一の対応関係にして画面を表示するとともに、前記工具
    に対して前記被加工物が回転移動する場合は、前記加工
    プログラム通りに前記被加工物を回転表示させるかわり
    に前記被加工物とは反対方向に前記工具が前記被加工物
    の回転移動と同じ角度だけ回転して加工するように画面
    表示する図形表示手段を具備したことを特徴とする数値
    制御装置。
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