JP3766747B2 - 位置決め制御方法、その位置決め制御方法を行うための数値制御装置、および記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械のワークおよび工具の位置を決定するために、前記工具及び前記ワークのいずれかを最大速度で所定の位置に移動させる早送り移動指令と、前記工具及び前記ワークのいずれかを直線補間しながら移動させる直線補間指令とを備えた位置決め制御方法、その位置決め制御方法を行う数値制御装置、およびその位置決め制御方法を数値制御装置に実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、数値制御装置（以下、ＮＣ装置）により工作機械を制御するワークの加工方法において、ワークおよび工具の相対的な位置決め制御を行う場合、早送り移動指令（Ｇ００コード）をＮＣ装置に入力し、ワークおよび工具のいずれかを相対的に最大速度で移動させることにより、位置決め制御を高速化してワークの加工の高速化を図っていた。
位置決め制御においてはワークおよび工具の最終的な相対位置が重要であり、その過程は問題とされないので、工具等の目標位置を付加してＧ００コードをＮＣ装置に入力した場合、図６のＰ１の加減速工程に示すように、工具等は、徐々に加速されて最大速度で移動し、目標位置に近づくと減速して停止する。
ここで、多軸の位置決め制御において、例えば、Ｇ００Ｘ１００Ｙ２００（工具をＸ＝１００mm、Ｙ＝２００mmの位置に位置決めせよ。）という指令をすると、Ｘ軸、Ｙ軸、各軸の位置制御は独立して行われる。そして、位置移動終了後、ＮＣ装置では、目標位置と実際の工具等の位置とを比較するインポジションチェックが行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなＧ００コードによる位置決め制御では、Ｇ００コードが加減速工程を含んでいるので、工具等の移動距離が短いと、図６のＰ２に示すように、工具等が最大速度に達しないうちに減速工程に入ってしまい、ワークの位置決めを行うに際して十分な高速化が図れないという問題がある。
また、Ｇ００コードによる位置決め制御では、上述したように、工具等の停止後、インポジションチェックを行うが、チェックのための時間が必要とされ、やはり高速化を十分に図ることができないという問題がある。
特に、比較的短い距離の移動指令をＧ００コードの連続で指令した場合、工具等の移動速度が最大まで達せず、かつすべての停止点でインポジションチェックを行わなければならず、工具等の位置決め制御を含むワークの加工全体の高速化を図るのに限界があるという問題がある。
【０００４】
本発明の目的は、ワークの加工の高速化を図ることのできる位置決め制御方法、その位置決め制御方法を行うための数値制御装置、および記録媒体を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、第１発明に係る位置決め制御方法は、工作機械のワークおよび工具の位置を決定するために、前記工具及び前記ワークのいずれかを最大速度で所定の位置に移動させる早送り移動指令と、前記工具及び前記ワークのいずれかを直線補間しながら移動させる直線補間指令とを備えた位置決め制御方法であって、前記工作機械に応じた比較基準量を予め設定する設定ステップと、前記早送り移動指令による早送り移動の指令量を検出する検出ステップと、前記比較基準量および前記指令量を比較する比較ステップと、この比較ステップにより、前記比較基準量よりも前記指令量が小さい場合、早送り移動指令を直線補間指令に変更し、前記比較基準量よりも前記指令量が大きい場合、前記早送り移動指令をそのまま実行し、前記比較基準量と前記指令量とが等しい場合、前記早送り移動指令および前記直線補間指令のいずれか一方を選択して実行する判断ステップと、を備えていることを特徴とする。
【０００６】
ここで、上述した直線補間指令とは、ＮＣ装置の制御命令のうち、Ｇ０１コードに相当する指令をいい、Ｇ０１コードにより入力される工具軌跡と実際の加工軌跡とをチェックし、これらの軌跡のずれを一定の許容値内に納めながら直線的に移動させる指令である。具体的には、直線補間指令は、Ｇ０１コードに続けて目標地点（Ｘ１００Ｙ２００等）および速度（Ｆ２０）等を設定することにより行われる。
【０００７】
また、上述した設定ステップにより設定される比較基準量は、以下のような考えに基づいて設定される。
すなわち、今、工具ＴをＸ軸方向に１００mm、Ｙ軸方向に２００mm移動させる位置決め制御を考える。
▲１▼ Ｇ００コードによる移動の場合、図１に示すように、工具Ｔは、経路Ｇ０または経路Ｇ１のいずれかを、Ｘ軸駆動機構、Ｙ軸駆動機構それぞれの最大送り速度で送られ、工具Ｔが座標Ｘ＝１００、Ｙ＝２００の位置に到達すると、インポジションチェックが行われる。
【０００８】
▲２▼ 一方、Ｇ０１コードによる移動の場合、工具Ｔは、経路Ｇ１に沿って設定された速度（Ｆ＝２０等）で直線補間しながら移動する。尚、この場合、工具Ｔは直線補間しながら移動しているので、到達後のインポジションチェックは行われない。
▲３▼ Ｇ００コード、Ｇ０１コードどちらを採用すれば工具Ｔを早く移動させることができるかは、それぞれのコードによる移動時間（Ｇ００コードの場合インポジションチェックの時間も含む。）を予測すればよい。
【０００９】
▲４▼ 具体的には、工作機械の各軸駆動機構の移動可能範囲およびパラメータ設定された工具等の移動量の関係、各軸駆動機構の送り最大速度および最大速度に達するまでの時間、直線補間指令によるパラメータ設定等を考慮し、位置決め制御の対象となる工作機械に応じて比較基準量を設定すればよい。尚、設定された比較基準量は、当該工作機械を制御するＮＣ装置等に記録しておくのがよい。
【００１０】
さらに、上述した検出ステップにより検出される指令量とは、Ｇ００コードにより指定される各軸の移動量を意味し、例えば、Ｇ００Ｘ１００Ｙ２００という早送り移動指令であれば、Ｘ軸については１００、Ｙ軸については２００が指令量となる。
【００１１】
このような第１発明によれば、上述した判断ステップを備えているので、検出ステップが検出した指令量が設定した比較基準量よりも小さい場合、すなわち、早送り移動指令（Ｇ００）では、工具等を最大速度で移動させることができないと判断された場合、早送り移動指令（Ｇ００）を直線補間指令（Ｇ０１）に変更し、工具等を一定速度で送らせることが可能となる。
従って、工具等を加減速する時間のロスがなくなり、位置決め制御を高速に行うことが可能となり、ワークの加工の高速化が図られる。また、この場合、直線補間指令（Ｇ０１）により、目標とする工具軌跡と実際の工具軌跡との間のずれを一定の許容値内に納めて工具等を移動させているので、工具等が目標位置に達した後にインポジションチェックを行う必要がなく、この点でも位置決め制御の高速化が図られる。
【００１２】
以上において、上述した位置決め制御方法は、さらに、設定ステップ、検出ステップ、比較ステップ、判別ステップを、実行開始または実行停止に選択可能とする選択ステップを備えているのが好ましい。
すなわち、選択ステップを備えていれば、上述した位置決め制御方法による自動変換を必要に応じて実行することが可能となるので、位置決め制御における自動変換が必要のない場合は数値制御装置等による処理を簡素化して、より柔軟に数値制御装置を利用することが可能となる。
【００１３】
また、上述した位置決め制御方法は、工具またはワークの回転軸となる主軸が空気軸受により支承された工作機械を制御するために用いられるのが好ましい。
すなわち、このような工具またはワークの回転軸となる主軸が空気軸受により支承される工作機械では、上述したワークの加工の高速化が問題とされ、本発明の有用性が高いからである。
【００１４】
さらに、前記目的を達成するために、第２発明に係る位置決め制御方法は、ワークおよび工具の位置を決定するために、前記工具及び前記ワークのいずれかを最大速度で所定の位置に移動させる早送り移動指令と、前記工具及び前記ワークのいずれかを直線補間しながら移動させる直線補間指令とを備えた位置決め制御方法であって、前記早送り移動指令による早送り移動の指令量を検出する検出ステップと、この指令量に基づいて、前記早送り移動指令による移動時間および前記直線補間指令による移動時間を予測する予測ステップと、両者の移動時間を比較して、前記早送り移動指令および前記直線補間指令のいずれか一方を選択して実行する判断ステップとを備えていることを特徴とする。
【００１５】
ここで、上述した予測ステップでは、早送り移動指令による移動時間、直線補間指令による移動時間の予測は、工作機械の各軸移動機構の移動可能範囲および工具等の移動距離の関係、各軸駆動機構の送り最大速度および最大速度に達するまでの時間、直線補間指令によるパラメータ設定等を勘案して行われる。
このような第２発明によれば、予測ステップを備えているので、第１発明の場合と同様に位置決め制御を高速に行うことが可能となるうえ、第１発明の場合に比較して、比較基準量の設定を行う必要がないので、位置決め制御方法の実行操作の簡単化が図られる。
【００１６】
さらに、本発明に係るＮＣ装置は、前記いずれかの位置決め制御方法を行うＮＣ装置であって、ワークおよび工具を制御する加工プログラムを入力する加工プログラム入力部と、この加工プログラム入力部から入力された加工プログラムを解読して制御信号を出力する加工プログラム処理部と、前記いずれかの位置決め制御方法を実行する実行処理部とを備えていることを特徴とする。
すなわち、このようなＮＣ装置によれば、入力された加工プログラムのＧ００コードに応じて前記いずれかの位置決め制御方法を実行し、適切な早送り移動を行うことができる。
【００１９】
また、本発明に係る記録媒体は、ワーク及び工具の位置決め制御を行う数値制御装置が、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の位置決め制御方法の各ステップを行うプログラムを記録したことを記録していることを特徴とする。
ここで、記録媒体とは、要するにＮＣ装置、コンピュータ等のＮＣプログラム作成装置等で読み取り可能な記録媒体をいい、紙テープに情報孔を形成したいわゆるＮＣテープの他、ハードディスクやフレキシブルディスク等の磁気記録媒体、ＣＤ−ＲＯＭやＣＤ−Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）等の光記録媒体、フラッシュメモリ等の記録媒体をも含むものである。
【００２０】
そして、このような記録媒体には、上述した位置決め制御方法を実行させるプログラム本体の他、バージョン情報、作成者等のプログラム群を管理する情報や、プログラム読み出し側のＯＳ（オペレーティングシステム）等に依存する情報、例えばプログラムをＯＳ上で識別表示するアイコン等の情報をも記録し得る。
さらに、上述した記録媒体は、位置決め制御方法を実行させるプログラムを含む種々のプログラムを、コンピュータにインストールするためのプログラムや、当該インストールプログラムが圧縮されている場合に、解凍するプログラムを含めることもできる。
【００２１】
すなわち、このような記録媒体によれば、記録媒体を介して種々のＮＣ装置にプログラムをインストールすることが可能となるので、上述したプログラムの汎用性が向上する。特に、記録媒体がＯＳ情報、インストールプログラム、解凍プログラム等を含んでいれば、インストール作業の簡単化が図られるので、プログラムの汎用性は一層向上する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。
図２は本発明に係る位置決め制御方法により位置決め制御される工作機械を示す斜視図である。同図に示すように、この工作機械は、ＮＣ装置により制御され、ベース１と、このベース１上に設置された機械本体１１と、この機械本体１１の駆動を制御する制御手段としてのＮＣ装置４１とを備える。
【００２３】
前記機械本体１１は、前記ベース１の上面にレベラなどを介して据え付けられたベッド１２と、このベッド１２の上面に前後方向（Ｙ軸方向）へ移動可能に設けられたテーブル１３と、前記ベッド１２の両側に立設された一対のコラム１４，１５と、この両コラム１４，１５の上部間に掛け渡されたクロスレール１６と、このクロスレール１６に沿って左右方向（Ｘ軸方向）へ移動可能に設けられたスライダ１７と、このスライダ１７に上下方向（Ｚ軸方向）へ昇降可能に設けられたスピンドルヘッド１８と、前記コラム１４，１５間の前面部を覆うように設けられ内部が透視可能でかつ上端を支点として上下方向へ開閉可能なスプラッシュガード１９とから構成されている。
【００２４】
前記ベッド１２には、前記テーブル１３を案内するガイド（図示省略）とともに、テーブル１３をＹ軸方向へ移動させるＹ軸駆動機構２１が設けられている。Ｙ軸駆動機構２１としては、サーボモータと、そのサーボモータによって回転する送りねじ軸とからなる送りねじ機構が用いられている。
前記各コラム１４，１５は、側面形状が、上部に対して下部が広くなった略三角形状に形成されている。これにより、下部が安定した構造であるから、スピンドルヘッド１８が高速回転するものであっても、振動の発生を低減できる。
【００２５】
前記クロスレール１６には、前記スライダ１７を移動可能に案内する２本のガイドレール２３が設けられているとともに、スライダ１７をＸ軸方向へ移動させるＸ軸駆動機構２４が設けられている。
前記スライダ１７には、前記スピンドルヘッド１８をＺ軸方向へ案内するガイド（図示省略）とともに、スピンドルヘッド１８をＺ軸方向へ昇降させるＺ軸駆動機構２５が設けられている。これらの駆動機構２４，２５についても、前記Ｙ軸駆動機構２１と同様に、サーボモータと、そのサーボモータによって回転する送りねじ軸とからなる送りねじ機構が用いられている。
【００２６】
前記スピンドルヘッド１８は、図３に示すように、空気軸受スピンドルヘッドによって構成されている。つまり、前記クロスレール１６に昇降自在に設けられ前記Ｚ軸駆動機構２５によって昇降されるハウジング３１と、このハウジング３１に空気軸受３２，３３，３４を介して回転可能かつＺ軸方向と平行に支承され途中にフランジ３５Ａを有する主軸３５と、この主軸３５を回転駆動させるモータ３６とを備えた空気軸受スピンドルヘッドによって構成されている。これにより、主軸３５は、３００００〜５００００ｒｐｍで高速回転できるようになっている。
【００２７】
前記各空気軸受３２，３３，３４の内周面には、主軸３５に向かって軸直交方向から空気を吹き出す吹出口３７が複数形成されている。これらの各吹出口３７から噴出される空気によって主軸３５をラジアル方向に支持するラジアル軸受が形成されている。また、前記空気軸受３３，３４の互いに対向する軸方向端面には、主軸３５のフランジ３５Ａに向かって空気を噴出する吹出口３８が複数形成されている。これらの各吹出口３８から噴出される空気によって主軸３５をスラスト方向に支持するスラスト軸受が形成されている。なお、図２において、３９は各吹出口３７，３８に高圧空気を供給する給気通路、４０は排気通路、Ｔはエンドミルなどの回転工具である。
【００２８】
前記ＮＣ装置４１は、図４に示すように、入力部４２と、ＲＡＭ４３と、ＲＯＭ４４と、ＣＰＵ４５と、サーボモータドライバ４６とから構成されている。
入力部４２は、ＮＣテープリーダ、キーボード、ネットワーク通信手段等から構成され、この入力部４２からワークの加工プログラム６１が入力される。
ＲＡＭ４３は、入力部４２により入力された加工プログラム６１および種々のＮＣの制御に対応するためのパラメータ等が格納される記憶領域である。尚、このＲＡＭ４３には、ＮＣ装置４１全体の電源からの電力供給の他、電池等による電力供給がなされ、ＮＣ装置４１の停電による保存データの消滅が防止されている。
【００２９】
ＲＯＭ４４は、ＮＣの制御コードが格納される記憶領域であり、具体的には、早送り移動指令（Ｇ００コード）、直線補間指令（Ｇ０１コード）を含む準備機能ワード（Ｇコード）、工具機能ワード（Ｔコード）、補助機能ワード（Ｍコード）等の工作機械に特定の動作をさせる制御コードが格納されている。
ＣＰＵ４５は、ＲＯＭ４４の制御コードを使用し、ＲＡＭ４３の加工プログラム６１を解読しつつ、一時的に格納が必要なデータをＲＡＭ４３の領域にストアするとともに、解読した加工プログラム６１に基づいて移動指令を算出し、サーボモータドライバ４６に出力する。
サーボモータドライバ４６に出力された移動指令は通信回線４７を介して、上述したＸ軸駆動機構２４、Ｙ軸駆動機構２１、Ｚ軸駆動機構２５に伝達され、これにより、移動指令に基づいて内部に設けられるサーボモータ４８が動作する。
【００３０】
さらに、図４に示すように、これらのＸ軸駆動機構２４、Ｙ軸駆動機構２１、Ｚ軸駆動機構２５には、サーボモータ４８による実際の移動軌跡をチェックするために、エンコーダ４９が設けられている。そして、Ｘ軸駆動機構２４、Ｙ軸駆動機構２１、Ｚ軸駆動機構２５のそれぞれの実際の移動軌跡は、前記サーボモータドライバ４６を介してＣＰＵ４５に送られるとともに、移動指令に基づく工具軌跡と実際の移動軌跡とのずれは、表示装置６２に表示され、オペレータにより確認可能となっている。
【００３１】
第１実施形態に係る位置決め制御方法は、図５に示すフローチャートに示されるようなプログラム８０に基づいて実行される。
このプログラム８０は、比較基準量を設定する設定手段８１と、指令値を検出する検出手段８２と、比較基準量および指令量を比較する比較手段８３と、この比較手段８３による比較結果に基づいて工具Ｔの移動指令を行う判断手段８４とを含み構成されている。尚、プログラム８０は、上述したＲＯＭ４４に格納され、ＮＣ装置４１の起動とともに、ＣＰＵ４５に呼び出されるようになっている。
【００３２】
次に、上述したＮＣ装置４１によりプログラム８０を実行し、機械本体１１のＸ軸駆動機構２４、Ｙ軸駆動機構２１を動作させる手順について説明する。
▲１▼ 設定手段８１により予め比較基準量を設定し、その設定値をＲＡＭ４３のパラメータ領域に格納する。尚、比較基準量は、工作機械の各軸駆動機構２１、２４の移動可能範囲およびパラメータ設定された工具Ｔ等の移動量の関係、Ｇ００コードにおける送り最大速度および最大速度に達するまでの時間、直線補間指令によるパラメータ設定等考慮して設定される。すなわち、上述した工作機械の場合、これらを考慮すると、比較基準量をＸ軸方向およびＹ軸方向とも２０と設定される。
【００３３】
▲２▼ 例えば、工具ＴをＸ軸方向に１００mm、Ｙ軸方向に２００m移動させる場合、Ｇ００Ｘ１００Ｙ２００という位置制御命令を書き込んだ加工プログラム６１をＮＣ装置４１の入力部４２に入力する。
▲３▼ 検出手段８２により、Ｇ００Ｘ１００Ｙ２００という制御コードからＸ方向の移動量１００、Ｙ方向の移動量２００という値を指令量として検出する。
▲４▼ 比較手段８３によって比較基準量２０と指令量１００、２００を比較する。
【００３４】
▲５▼ 比較手段８３による比較の結果、判断手段８４によって早送り移動指令（Ｇ００）、直線補間指令（Ｇ０１）いずれの移動指令で工具Ｔを移動させるかを判断する。この場合、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向いずれも比較基準量の方が小さいので、早送り移動指令Ｇ００コードにより工具Ｔを動作させるのが適切であることが判る。
従って、工具Ｔは、Ｇ００コードにより図１における移動軌跡Ｇ０またはＧ０１に沿ってＸ＝１００mm、Ｙ＝２００mmまで移動し、実際の工具Ｔの位置と入力座標とのずれが所定の範囲内にあるか否かを確認するためにインポジションチェックを行う。
【００３５】
▲６▼ 一方、工具ＴをＸ軸方向に１０mm、Ｙ軸方向１９mm移動させる場合、Ｇ００Ｘ１０Ｙ１９という位置制御命令を書き込んだ加工プログラム６１を前述と同様に入力部４２に入力する。
▲７▼ 上述と同様に検出手段８２、比較手段８３によって比較基準量と指令量とを比較し、判断手段８４により、Ｇ００コードのままで実行してよいのか、Ｇ０１コードに変更した方がよいのかを判断する。この場合、Ｘ１０、Ｙ１９が比較基準量２０よりも小さいので、Ｇ０１コードにより位置決め制御が行われ、工具Ｔは、図１の移動軌跡Ｇ１に沿って直線補間をしながら、目標地点Ｘ１０Ｙ１９まで移動する。
【００３６】
前述のような実施形態によれば、以下のような効果がある。
すなわち、比較基準量に対する指令量の大小によってＧ００コード、Ｇ０１コードのいずれかの位置決め制御を選択するかを判断する判断ステップを実行する判断手段８４を備えているので、位置決め制御を高速に行うことができ、位置決め制御を含むワークの加工全体の高速化を図ることができる。
また、指令量が比較基準量よりも小さい場合、Ｇ０１コードによって位置決め制御が行われ、このＧ０１コードではインポジションチェックを行う必要がないので、その分位置決め制御の高速化を図ることができる。特に、Ｇ００Ｘ１０Ｙ１９のように短い距離の移動が連続する場合、インポジションチェックを省略することのできる本実施形態に係る位置決め制御方法の有用性は高い。
【００３７】
さらに、比較基準量が設定ステップを実行する設定手段８１によって種々の値に設定可能となっているので、工作機械等の仕様に応じて適切な比較基準量を設定することができ、プログラム８０は汎用性の極めて高いものとなっている。
そして、主軸３５が空気軸受３２，３３，３４に支承され、高速加工を必要とする工作機械を制御対象としているので、本発明に係る位置決め制御方法を採用することの有用性が高い。
【００３８】
尚、本発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、次に示すような変形をも含むものである。
すなわち、前述の実施形態では、プログラム８０はＮＣ装置４１の起動とともにＣＰＵ４５に呼び出され、Ｇ００コードの入力とともに自動的にプログラム８０が実行するように構成されていた。しかし、これに限らず、図５における設定手段８１の前に設定ステップ〜判断ステップを実行開始または停止とする選択ステップを設けてもよい。
【００３９】
この場合、Ｇ機能、Ｍ機能等の制御コードが格納される領域の内、Ｇ７０番台等の未設定領域にプログラム８０を実行するか否かの指示コードを予め設定しておくことが考えられる。また、ＮＣ装置４１のＲＡＭ４３、ＲＯＭ４４の中にプログラム８０の実行の可否を判断するための基準値（装置固有の値として設定され、上述した比較基準量とは異なるもの）を予め設定しておいてもよい。
このような選択ステップを備えていれば、本発明に係る位置決め制御方法を数値制御装置内で必要に応じて実行することができるので、位置決め制御における自動変換が必要のない場合はＮＣ装置の処理を簡素化して、より柔軟にＮＣ装置を利用することができる。
【００４０】
また、前述の実施形態における位置決め制御方法では、比較基準量を設定ステップにより設定し、検出ステップにより検出された指令量と比較することにより、Ｇ００コード、Ｇ０１コードのいずれを選択するかを判断していた。
しかしながら、本発明の目的を達成できる位置決め制御方法はこれに限らず、設定ステップを省略し、検出ステップにより検出された指令量に基づいて、Ｇ００コードによる移動時間、およびＧ０１コードによる移動時間を予測する予測ステップと、両者の予想された移動時間を比較していずれかのコードを選択して実行する判断ステップとを備えた位置決め制御方法であってもよい。
すなわち、予測ステップを備えているので、第１発明の場合と同様に位置決め制御を高速に行うことが可能となるうえ、前述の実施形態に係る位置決め制御方法のように、オペレータが比較基準量を設定する作業が省略され、位置決め制御方法の実行操作の簡単化を図ることができる。
【００４１】
さらに、前述の実施形態では、位置決め制御方法を実行させるプログラム８０は、ＮＣ装置４１に記録され、実行されていたが、これに限られない。
すなわち、ＡＰＴシステムやＣＡＤシステムを搭載し、加工プログラムを作成するＮＣプログラム作成装置において、作成された加工プログラムに本発明に係る位置決め制御方法を実行可能に組み込む組込処理部が設けられた場合であっても、前述の実施形態に係る効果と同様の効果を享受することができる。さらに、ＮＣ装置の設定によらず、本発明に係る位置決め制御方法を実行することができるので、本発明に係る位置決め制御方法の利用性が向上する。
【００４２】
そして、前述の実施形態に係るプログラム８０は、ＮＣ装置４１のＲＯＭ４４の領域に記録されていたが、これに限らず、プログラム８０がＲＡＭ４３に格納されるようなＮＣ装置に本発明を利用しても前述の実施形態で述べた効果と同様の効果を享受することができる。
ここで、本発明に係る位置決め制御方法を実行させるプログラムは、フロッピーディスク等の磁気記録媒体、ＣＤ−ＲＯＭ等の光記録媒体等に記録され、ＮＣ装置の入力部から必要に応じて入力可能となっているのが好ましい。
このようなプログラムが記録された記録媒体であれば、記録媒体を介して種々のＮＣ装置にプログラムをインストールすることができ、プログラムの汎用性が一層向上する。
【００４３】
また、前述の実施形態に係る位置決め制御方法を実行させるプログラム８０は、当該プログラム８０がインストールされたＮＣ装置４１の動作自体を制御するものであったがこれに限られない。
すなわち、ネットワーク上で外部端末からプログラムをインストールし、実際の制御がネットワーク上のホストコンピュータによって遂行されるものであっても、ネットワークを介して外部の記録媒体から、プログラムを含む情報群を出力装置に供給するような構成であっても、本発明を利用することができ、前述の実施形態の効果と同様の効果を享受することができる。
【００４４】
さらに、本発明に係る位置決め制御方法は、前述の実施形態のように１つの機器から構成される装置に利用するばかりでなく、複数の機器から構成されるシステムに適用してもよい。この場合、本発明を達成するためのソフトウエアによって表されるプログラムを格納した記録媒体を当該システムに読み出すことによって、そのシステムが本発明の効果を享受することが可能となる。
【００４５】
具体的には、当該プログラムをネットワーク上のデータベースから通信プログラムによりダウンロードして読み出すことによって、そのシステムが本発明の効果を享受することが可能となる。尚、このようなプログラムの読み出しは、１つの機器から構成される装置であっても、採用することが可能である。
その他、本発明の実施の際の具体的な構造および形状等は本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。
【００４６】
【発明の効果】
前述の本発明の位置決め制御方法、数値制御装置、ＮＣプログラム作成装置、および記録媒体によれば、判断ステップにより移動距離に応じた適切な位置決め制御を行うことができるので、位置決め制御を含むワークの加工時間を大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の作用を説明するための工具の移動軌跡を示す平面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る工作機械を示す斜視図である。
【図３】前記実施形態に係るスピンドルヘッドの断面図である
【図４】前記実施形態におけるＮＣ装置の構造を表す模式図である。
【図５】前記実施形態における位置決め制御方法を表すフローチャートである。
【図６】従来技術における早送り指令による移動の速度変化を表すグラフである。
【符号の説明】
３２，３３，３４ 空気軸受
３５ 主軸
４１ 数値制御装置
８１ 設定ステップ（設定手段）
８２ 検出ステップ（検出手段）
８３ 比較ステップ（比較手段）
８４ 判断ステップ（判断手段）
Ｇ００ 早送り移動指令
Ｇ０１ 直線補間指令
Ｔ 工具
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械のワークおよび工具の位置を決定するために、前記工具及び前記ワークのいずれかを最大速度で所定の位置に移動させる早送り移動指令と、前記工具及び前記ワークのいずれかを直線補間しながら移動させる直線補間指令とを備えた位置決め制御方法、その位置決め制御方法を行う数値制御装置、およびその位置決め制御方法を数値制御装置に実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、数値制御装置（以下、ＮＣ装置）により工作機械を制御するワークの加工方法において、ワークおよび工具の相対的な位置決め制御を行う場合、早送り移動指令（Ｇ００コード）をＮＣ装置に入力し、ワークおよび工具のいずれかを相対的に最大速度で移動させることにより、位置決め制御を高速化してワークの加工の高速化を図っていた。
位置決め制御においてはワークおよび工具の最終的な相対位置が重要であり、その過程は問題とされないので、工具等の目標位置を付加してＧ００コードをＮＣ装置に入力した場合、図６のＰ１の加減速工程に示すように、工具等は、徐々に加速されて最大速度で移動し、目標位置に近づくと減速して停止する。
ここで、多軸の位置決め制御において、例えば、Ｇ００Ｘ１００Ｙ２００（工具をＸ＝１００mm、Ｙ＝２００mmの位置に位置決めせよ。）という指令をすると、Ｘ軸、Ｙ軸、各軸の位置制御は独立して行われる。そして、位置移動終了後、ＮＣ装置では、目標位置と実際の工具等の位置とを比較するインポジションチェックが行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなＧ００コードによる位置決め制御では、Ｇ００コードが加減速工程を含んでいるので、工具等の移動距離が短いと、図６のＰ２に示すように、工具等が最大速度に達しないうちに減速工程に入ってしまい、ワークの位置決めを行うに際して十分な高速化が図れないという問題がある。
また、Ｇ００コードによる位置決め制御では、上述したように、工具等の停止後、インポジションチェックを行うが、チェックのための時間が必要とされ、やはり高速化を十分に図ることができないという問題がある。
特に、比較的短い距離の移動指令をＧ００コードの連続で指令した場合、工具等の移動速度が最大まで達せず、かつすべての停止点でインポジションチェックを行わなければならず、工具等の位置決め制御を含むワークの加工全体の高速化を図るのに限界があるという問題がある。
【０００４】
本発明の目的は、ワークの加工の高速化を図ることのできる位置決め制御方法、その位置決め制御方法を行うための数値制御装置、および記録媒体を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、第１発明に係る位置決め制御方法は、工作機械のワークおよび工具の位置を決定するために、前記工具及び前記ワークのいずれかを最大速度で所定の位置に移動させる早送り移動指令と、前記工具及び前記ワークのいずれかを直線補間しながら移動させる直線補間指令とを備えた位置決め制御方法であって、前記工作機械に応じた比較基準量を予め設定する設定ステップと、前記早送り移動指令による早送り移動の指令量を検出する検出ステップと、前記比較基準量および前記指令量を比較する比較ステップと、この比較ステップにより、前記比較基準量よりも前記指令量が小さい場合、早送り移動指令を直線補間指令に変更し、前記比較基準量よりも前記指令量が大きい場合、前記早送り移動指令をそのまま実行し、前記比較基準量と前記指令量とが等しい場合、前記早送り移動指令および前記直線補間指令のいずれか一方を選択して実行する判断ステップと、を備えていることを特徴とする。
【０００６】
ここで、上述した直線補間指令とは、ＮＣ装置の制御命令のうち、Ｇ０１コードに相当する指令をいい、Ｇ０１コードにより入力される工具軌跡と実際の加工軌跡とをチェックし、これらの軌跡のずれを一定の許容値内に納めながら直線的に移動させる指令である。具体的には、直線補間指令は、Ｇ０１コードに続けて目標地点（Ｘ１００Ｙ２００等）および速度（Ｆ２０）等を設定することにより行われる。
【０００７】
また、上述した設定ステップにより設定される比較基準量は、以下のような考えに基づいて設定される。
すなわち、今、工具ＴをＸ軸方向に１００mm、Ｙ軸方向に２００mm移動させる位置決め制御を考える。
▲１▼ Ｇ００コードによる移動の場合、図１に示すように、工具Ｔは、経路Ｇ０または経路Ｇ１のいずれかを、Ｘ軸駆動機構、Ｙ軸駆動機構それぞれの最大送り速度で送られ、工具Ｔが座標Ｘ＝１００、Ｙ＝２００の位置に到達すると、インポジションチェックが行われる。
【０００８】
▲２▼ 一方、Ｇ０１コードによる移動の場合、工具Ｔは、経路Ｇ１に沿って設定された速度（Ｆ＝２０等）で直線補間しながら移動する。尚、この場合、工具Ｔは直線補間しながら移動しているので、到達後のインポジションチェックは行われない。
▲３▼ Ｇ００コード、Ｇ０１コードどちらを採用すれば工具Ｔを早く移動させることができるかは、それぞれのコードによる移動時間（Ｇ００コードの場合インポジションチェックの時間も含む。）を予測すればよい。
【０００９】
▲４▼ 具体的には、工作機械の各軸駆動機構の移動可能範囲およびパラメータ設定された工具等の移動量の関係、各軸駆動機構の送り最大速度および最大速度に達するまでの時間、直線補間指令によるパラメータ設定等を考慮し、位置決め制御の対象となる工作機械に応じて比較基準量を設定すればよい。尚、設定された比較基準量は、当該工作機械を制御するＮＣ装置等に記録しておくのがよい。
【００１０】
さらに、上述した検出ステップにより検出される指令量とは、Ｇ００コードにより指定される各軸の移動量を意味し、例えば、Ｇ００Ｘ１００Ｙ２００という早送り移動指令であれば、Ｘ軸については１００、Ｙ軸については２００が指令量となる。
【００１１】
このような第１発明によれば、上述した判断ステップを備えているので、検出ステップが検出した指令量が設定した比較基準量よりも小さい場合、すなわち、早送り移動指令（Ｇ００）では、工具等を最大速度で移動させることができないと判断された場合、早送り移動指令（Ｇ００）を直線補間指令（Ｇ０１）に変更し、工具等を一定速度で送らせることが可能となる。
従って、工具等を加減速する時間のロスがなくなり、位置決め制御を高速に行うことが可能となり、ワークの加工の高速化が図られる。また、この場合、直線補間指令（Ｇ０１）により、目標とする工具軌跡と実際の工具軌跡との間のずれを一定の許容値内に納めて工具等を移動させているので、工具等が目標位置に達した後にインポジションチェックを行う必要がなく、この点でも位置決め制御の高速化が図られる。
【００１２】
以上において、上述した位置決め制御方法は、さらに、設定ステップ、検出ステップ、比較ステップ、判別ステップを、実行開始または実行停止に選択可能とする選択ステップを備えているのが好ましい。
すなわち、選択ステップを備えていれば、上述した位置決め制御方法による自動変換を必要に応じて実行することが可能となるので、位置決め制御における自動変換が必要のない場合は数値制御装置等による処理を簡素化して、より柔軟に数値制御装置を利用することが可能となる。
【００１３】
また、上述した位置決め制御方法は、工具またはワークの回転軸となる主軸が空気軸受により支承された工作機械を制御するために用いられるのが好ましい。
すなわち、このような工具またはワークの回転軸となる主軸が空気軸受により支承される工作機械では、上述したワークの加工の高速化が問題とされ、本発明の有用性が高いからである。
【００１４】
さらに、前記目的を達成するために、第２発明に係る位置決め制御方法は、ワークおよび工具の位置を決定するために、前記工具及び前記ワークのいずれかを最大速度で所定の位置に移動させる早送り移動指令と、前記工具及び前記ワークのいずれかを直線補間しながら移動させる直線補間指令とを備えた位置決め制御方法であって、前記早送り移動指令による早送り移動の指令量を検出する検出ステップと、この指令量に基づいて、前記早送り移動指令による移動時間および前記直線補間指令による移動時間を予測する予測ステップと、両者の移動時間を比較して、前記早送り移動指令および前記直線補間指令のいずれか一方を選択して実行する判断ステップとを備えていることを特徴とする。
【００１５】
ここで、上述した予測ステップでは、早送り移動指令による移動時間、直線補間指令による移動時間の予測は、工作機械の各軸移動機構の移動可能範囲および工具等の移動距離の関係、各軸駆動機構の送り最大速度および最大速度に達するまでの時間、直線補間指令によるパラメータ設定等を勘案して行われる。
このような第２発明によれば、予測ステップを備えているので、第１発明の場合と同様に位置決め制御を高速に行うことが可能となるうえ、第１発明の場合に比較して、比較基準量の設定を行う必要がないので、位置決め制御方法の実行操作の簡単化が図られる。
【００１６】
さらに、本発明に係るＮＣ装置は、前記いずれかの位置決め制御方法を行うＮＣ装置であって、ワークおよび工具を制御する加工プログラムを入力する加工プログラム入力部と、この加工プログラム入力部から入力された加工プログラムを解読して制御信号を出力する加工プログラム処理部と、前記いずれかの位置決め制御方法を実行する実行処理部とを備えていることを特徴とする。
すなわち、このようなＮＣ装置によれば、入力された加工プログラムのＧ００コードに応じて前記いずれかの位置決め制御方法を実行し、適切な早送り移動を行うことができる。
【００１９】
また、本発明に係る記録媒体は、ワーク及び工具の位置決め制御を行う数値制御装置が、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の位置決め制御方法の各ステップを行うプログラムを記録したことを記録していることを特徴とする。
ここで、記録媒体とは、要するにＮＣ装置、コンピュータ等のＮＣプログラム作成装置等で読み取り可能な記録媒体をいい、紙テープに情報孔を形成したいわゆるＮＣテープの他、ハードディスクやフレキシブルディスク等の磁気記録媒体、ＣＤ−ＲＯＭやＣＤ−Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）等の光記録媒体、フラッシュメモリ等の記録媒体をも含むものである。
【００２０】
そして、このような記録媒体には、上述した位置決め制御方法を実行させるプログラム本体の他、バージョン情報、作成者等のプログラム群を管理する情報や、プログラム読み出し側のＯＳ（オペレーティングシステム）等に依存する情報、例えばプログラムをＯＳ上で識別表示するアイコン等の情報をも記録し得る。
さらに、上述した記録媒体は、位置決め制御方法を実行させるプログラムを含む種々のプログラムを、コンピュータにインストールするためのプログラムや、当該インストールプログラムが圧縮されている場合に、解凍するプログラムを含めることもできる。
【００２１】
すなわち、このような記録媒体によれば、記録媒体を介して種々のＮＣ装置にプログラムをインストールすることが可能となるので、上述したプログラムの汎用性が向上する。特に、記録媒体がＯＳ情報、インストールプログラム、解凍プログラム等を含んでいれば、インストール作業の簡単化が図られるので、プログラムの汎用性は一層向上する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。
図２は本発明に係る位置決め制御方法により位置決め制御される工作機械を示す斜視図である。同図に示すように、この工作機械は、ＮＣ装置により制御され、ベース１と、このベース１上に設置された機械本体１１と、この機械本体１１の駆動を制御する制御手段としてのＮＣ装置４１とを備える。
【００２３】
前記機械本体１１は、前記ベース１の上面にレベラなどを介して据え付けられたベッド１２と、このベッド１２の上面に前後方向（Ｙ軸方向）へ移動可能に設けられたテーブル１３と、前記ベッド１２の両側に立設された一対のコラム１４，１５と、この両コラム１４，１５の上部間に掛け渡されたクロスレール１６と、このクロスレール１６に沿って左右方向（Ｘ軸方向）へ移動可能に設けられたスライダ１７と、このスライダ１７に上下方向（Ｚ軸方向）へ昇降可能に設けられたスピンドルヘッド１８と、前記コラム１４，１５間の前面部を覆うように設けられ内部が透視可能でかつ上端を支点として上下方向へ開閉可能なスプラッシュガード１９とから構成されている。
【００２４】
前記ベッド１２には、前記テーブル１３を案内するガイド（図示省略）とともに、テーブル１３をＹ軸方向へ移動させるＹ軸駆動機構２１が設けられている。Ｙ軸駆動機構２１としては、サーボモータと、そのサーボモータによって回転する送りねじ軸とからなる送りねじ機構が用いられている。
前記各コラム１４，１５は、側面形状が、上部に対して下部が広くなった略三角形状に形成されている。これにより、下部が安定した構造であるから、スピンドルヘッド１８が高速回転するものであっても、振動の発生を低減できる。
【００２５】
前記クロスレール１６には、前記スライダ１７を移動可能に案内する２本のガイドレール２３が設けられているとともに、スライダ１７をＸ軸方向へ移動させるＸ軸駆動機構２４が設けられている。
前記スライダ１７には、前記スピンドルヘッド１８をＺ軸方向へ案内するガイド（図示省略）とともに、スピンドルヘッド１８をＺ軸方向へ昇降させるＺ軸駆動機構２５が設けられている。これらの駆動機構２４，２５についても、前記Ｙ軸駆動機構２１と同様に、サーボモータと、そのサーボモータによって回転する送りねじ軸とからなる送りねじ機構が用いられている。
【００２６】
前記スピンドルヘッド１８は、図３に示すように、空気軸受スピンドルヘッドによって構成されている。つまり、前記クロスレール１６に昇降自在に設けられ前記Ｚ軸駆動機構２５によって昇降されるハウジング３１と、このハウジング３１に空気軸受３２，３３，３４を介して回転可能かつＺ軸方向と平行に支承され途中にフランジ３５Ａを有する主軸３５と、この主軸３５を回転駆動させるモータ３６とを備えた空気軸受スピンドルヘッドによって構成されている。これにより、主軸３５は、３００００〜５００００ｒｐｍで高速回転できるようになっている。
【００２７】
前記各空気軸受３２，３３，３４の内周面には、主軸３５に向かって軸直交方向から空気を吹き出す吹出口３７が複数形成されている。これらの各吹出口３７から噴出される空気によって主軸３５をラジアル方向に支持するラジアル軸受が形成されている。また、前記空気軸受３３，３４の互いに対向する軸方向端面には、主軸３５のフランジ３５Ａに向かって空気を噴出する吹出口３８が複数形成されている。これらの各吹出口３８から噴出される空気によって主軸３５をスラスト方向に支持するスラスト軸受が形成されている。なお、図２において、３９は各吹出口３７，３８に高圧空気を供給する給気通路、４０は排気通路、Ｔはエンドミルなどの回転工具である。
【００２８】
前記ＮＣ装置４１は、図４に示すように、入力部４２と、ＲＡＭ４３と、ＲＯＭ４４と、ＣＰＵ４５と、サーボモータドライバ４６とから構成されている。
入力部４２は、ＮＣテープリーダ、キーボード、ネットワーク通信手段等から構成され、この入力部４２からワークの加工プログラム６１が入力される。
ＲＡＭ４３は、入力部４２により入力された加工プログラム６１および種々のＮＣの制御に対応するためのパラメータ等が格納される記憶領域である。尚、このＲＡＭ４３には、ＮＣ装置４１全体の電源からの電力供給の他、電池等による電力供給がなされ、ＮＣ装置４１の停電による保存データの消滅が防止されている。
【００２９】
ＲＯＭ４４は、ＮＣの制御コードが格納される記憶領域であり、具体的には、早送り移動指令（Ｇ００コード）、直線補間指令（Ｇ０１コード）を含む準備機能ワード（Ｇコード）、工具機能ワード（Ｔコード）、補助機能ワード（Ｍコード）等の工作機械に特定の動作をさせる制御コードが格納されている。
ＣＰＵ４５は、ＲＯＭ４４の制御コードを使用し、ＲＡＭ４３の加工プログラム６１を解読しつつ、一時的に格納が必要なデータをＲＡＭ４３の領域にストアするとともに、解読した加工プログラム６１に基づいて移動指令を算出し、サーボモータドライバ４６に出力する。
サーボモータドライバ４６に出力された移動指令は通信回線４７を介して、上述したＸ軸駆動機構２４、Ｙ軸駆動機構２１、Ｚ軸駆動機構２５に伝達され、これにより、移動指令に基づいて内部に設けられるサーボモータ４８が動作する。
【００３０】
さらに、図４に示すように、これらのＸ軸駆動機構２４、Ｙ軸駆動機構２１、Ｚ軸駆動機構２５には、サーボモータ４８による実際の移動軌跡をチェックするために、エンコーダ４９が設けられている。そして、Ｘ軸駆動機構２４、Ｙ軸駆動機構２１、Ｚ軸駆動機構２５のそれぞれの実際の移動軌跡は、前記サーボモータドライバ４６を介してＣＰＵ４５に送られるとともに、移動指令に基づく工具軌跡と実際の移動軌跡とのずれは、表示装置６２に表示され、オペレータにより確認可能となっている。
【００３１】
第１実施形態に係る位置決め制御方法は、図５に示すフローチャートに示されるようなプログラム８０に基づいて実行される。
このプログラム８０は、比較基準量を設定する設定手段８１と、指令値を検出する検出手段８２と、比較基準量および指令量を比較する比較手段８３と、この比較手段８３による比較結果に基づいて工具Ｔの移動指令を行う判断手段８４とを含み構成されている。尚、プログラム８０は、上述したＲＯＭ４４に格納され、ＮＣ装置４１の起動とともに、ＣＰＵ４５に呼び出されるようになっている。
【００３２】
次に、上述したＮＣ装置４１によりプログラム８０を実行し、機械本体１１のＸ軸駆動機構２４、Ｙ軸駆動機構２１を動作させる手順について説明する。
▲１▼ 設定手段８１により予め比較基準量を設定し、その設定値をＲＡＭ４３のパラメータ領域に格納する。尚、比較基準量は、工作機械の各軸駆動機構２１、２４の移動可能範囲およびパラメータ設定された工具Ｔ等の移動量の関係、Ｇ００コードにおける送り最大速度および最大速度に達するまでの時間、直線補間指令によるパラメータ設定等考慮して設定される。すなわち、上述した工作機械の場合、これらを考慮すると、比較基準量をＸ軸方向およびＹ軸方向とも２０と設定される。
【００３３】
▲２▼ 例えば、工具ＴをＸ軸方向に１００mm、Ｙ軸方向に２００m移動させる場合、Ｇ００Ｘ１００Ｙ２００という位置制御命令を書き込んだ加工プログラム６１をＮＣ装置４１の入力部４２に入力する。
▲３▼ 検出手段８２により、Ｇ００Ｘ１００Ｙ２００という制御コードからＸ方向の移動量１００、Ｙ方向の移動量２００という値を指令量として検出する。
▲４▼ 比較手段８３によって比較基準量２０と指令量１００、２００を比較する。
【００３４】
▲５▼ 比較手段８３による比較の結果、判断手段８４によって早送り移動指令（Ｇ００）、直線補間指令（Ｇ０１）いずれの移動指令で工具Ｔを移動させるかを判断する。この場合、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向いずれも比較基準量の方が小さいので、早送り移動指令Ｇ００コードにより工具Ｔを動作させるのが適切であることが判る。
従って、工具Ｔは、Ｇ００コードにより図１における移動軌跡Ｇ０またはＧ０１に沿ってＸ＝１００mm、Ｙ＝２００mmまで移動し、実際の工具Ｔの位置と入力座標とのずれが所定の範囲内にあるか否かを確認するためにインポジションチェックを行う。
【００３５】
▲６▼ 一方、工具ＴをＸ軸方向に１０mm、Ｙ軸方向１９mm移動させる場合、Ｇ００Ｘ１０Ｙ１９という位置制御命令を書き込んだ加工プログラム６１を前述と同様に入力部４２に入力する。
▲７▼ 上述と同様に検出手段８２、比較手段８３によって比較基準量と指令量とを比較し、判断手段８４により、Ｇ００コードのままで実行してよいのか、Ｇ０１コードに変更した方がよいのかを判断する。この場合、Ｘ１０、Ｙ１９が比較基準量２０よりも小さいので、Ｇ０１コードにより位置決め制御が行われ、工具Ｔは、図１の移動軌跡Ｇ１に沿って直線補間をしながら、目標地点Ｘ１０Ｙ１９まで移動する。
【００３６】
前述のような実施形態によれば、以下のような効果がある。
すなわち、比較基準量に対する指令量の大小によってＧ００コード、Ｇ０１コードのいずれかの位置決め制御を選択するかを判断する判断ステップを実行する判断手段８４を備えているので、位置決め制御を高速に行うことができ、位置決め制御を含むワークの加工全体の高速化を図ることができる。
また、指令量が比較基準量よりも小さい場合、Ｇ０１コードによって位置決め制御が行われ、このＧ０１コードではインポジションチェックを行う必要がないので、その分位置決め制御の高速化を図ることができる。特に、Ｇ００Ｘ１０Ｙ１９のように短い距離の移動が連続する場合、インポジションチェックを省略することのできる本実施形態に係る位置決め制御方法の有用性は高い。
【００３７】
さらに、比較基準量が設定ステップを実行する設定手段８１によって種々の値に設定可能となっているので、工作機械等の仕様に応じて適切な比較基準量を設定することができ、プログラム８０は汎用性の極めて高いものとなっている。
そして、主軸３５が空気軸受３２，３３，３４に支承され、高速加工を必要とする工作機械を制御対象としているので、本発明に係る位置決め制御方法を採用することの有用性が高い。
【００３８】
尚、本発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、次に示すような変形をも含むものである。
すなわち、前述の実施形態では、プログラム８０はＮＣ装置４１の起動とともにＣＰＵ４５に呼び出され、Ｇ００コードの入力とともに自動的にプログラム８０が実行するように構成されていた。しかし、これに限らず、図５における設定手段８１の前に設定ステップ〜判断ステップを実行開始または停止とする選択ステップを設けてもよい。
【００３９】
この場合、Ｇ機能、Ｍ機能等の制御コードが格納される領域の内、Ｇ７０番台等の未設定領域にプログラム８０を実行するか否かの指示コードを予め設定しておくことが考えられる。また、ＮＣ装置４１のＲＡＭ４３、ＲＯＭ４４の中にプログラム８０の実行の可否を判断するための基準値（装置固有の値として設定され、上述した比較基準量とは異なるもの）を予め設定しておいてもよい。
このような選択ステップを備えていれば、本発明に係る位置決め制御方法を数値制御装置内で必要に応じて実行することができるので、位置決め制御における自動変換が必要のない場合はＮＣ装置の処理を簡素化して、より柔軟にＮＣ装置を利用することができる。
【００４０】
また、前述の実施形態における位置決め制御方法では、比較基準量を設定ステップにより設定し、検出ステップにより検出された指令量と比較することにより、Ｇ００コード、Ｇ０１コードのいずれを選択するかを判断していた。
しかしながら、本発明の目的を達成できる位置決め制御方法はこれに限らず、設定ステップを省略し、検出ステップにより検出された指令量に基づいて、Ｇ００コードによる移動時間、およびＧ０１コードによる移動時間を予測する予測ステップと、両者の予想された移動時間を比較していずれかのコードを選択して実行する判断ステップとを備えた位置決め制御方法であってもよい。
すなわち、予測ステップを備えているので、第１発明の場合と同様に位置決め制御を高速に行うことが可能となるうえ、前述の実施形態に係る位置決め制御方法のように、オペレータが比較基準量を設定する作業が省略され、位置決め制御方法の実行操作の簡単化を図ることができる。
【００４１】
さらに、前述の実施形態では、位置決め制御方法を実行させるプログラム８０は、ＮＣ装置４１に記録され、実行されていたが、これに限られない。
すなわち、ＡＰＴシステムやＣＡＤシステムを搭載し、加工プログラムを作成するＮＣプログラム作成装置において、作成された加工プログラムに本発明に係る位置決め制御方法を実行可能に組み込む組込処理部が設けられた場合であっても、前述の実施形態に係る効果と同様の効果を享受することができる。さらに、ＮＣ装置の設定によらず、本発明に係る位置決め制御方法を実行することができるので、本発明に係る位置決め制御方法の利用性が向上する。
【００４２】
そして、前述の実施形態に係るプログラム８０は、ＮＣ装置４１のＲＯＭ４４の領域に記録されていたが、これに限らず、プログラム８０がＲＡＭ４３に格納されるようなＮＣ装置に本発明を利用しても前述の実施形態で述べた効果と同様の効果を享受することができる。
ここで、本発明に係る位置決め制御方法を実行させるプログラムは、フロッピーディスク等の磁気記録媒体、ＣＤ−ＲＯＭ等の光記録媒体等に記録され、ＮＣ装置の入力部から必要に応じて入力可能となっているのが好ましい。
このようなプログラムが記録された記録媒体であれば、記録媒体を介して種々のＮＣ装置にプログラムをインストールすることができ、プログラムの汎用性が一層向上する。
【００４３】
また、前述の実施形態に係る位置決め制御方法を実行させるプログラム８０は、当該プログラム８０がインストールされたＮＣ装置４１の動作自体を制御するものであったがこれに限られない。
すなわち、ネットワーク上で外部端末からプログラムをインストールし、実際の制御がネットワーク上のホストコンピュータによって遂行されるものであっても、ネットワークを介して外部の記録媒体から、プログラムを含む情報群を出力装置に供給するような構成であっても、本発明を利用することができ、前述の実施形態の効果と同様の効果を享受することができる。
【００４４】
さらに、本発明に係る位置決め制御方法は、前述の実施形態のように１つの機器から構成される装置に利用するばかりでなく、複数の機器から構成されるシステムに適用してもよい。この場合、本発明を達成するためのソフトウエアによって表されるプログラムを格納した記録媒体を当該システムに読み出すことによって、そのシステムが本発明の効果を享受することが可能となる。
【００４５】
具体的には、当該プログラムをネットワーク上のデータベースから通信プログラムによりダウンロードして読み出すことによって、そのシステムが本発明の効果を享受することが可能となる。尚、このようなプログラムの読み出しは、１つの機器から構成される装置であっても、採用することが可能である。
その他、本発明の実施の際の具体的な構造および形状等は本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。
【００４６】
【発明の効果】
前述の本発明の位置決め制御方法、数値制御装置、ＮＣプログラム作成装置、および記録媒体によれば、判断ステップにより移動距離に応じた適切な位置決め制御を行うことができるので、位置決め制御を含むワークの加工時間を大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の作用を説明するための工具の移動軌跡を示す平面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る工作機械を示す斜視図である。
【図３】前記実施形態に係るスピンドルヘッドの断面図である
【図４】前記実施形態におけるＮＣ装置の構造を表す模式図である。
【図５】前記実施形態における位置決め制御方法を表すフローチャートである。
【図６】従来技術における早送り指令による移動の速度変化を表すグラフである。
【符号の説明】
３２，３３，３４ 空気軸受
３５ 主軸
４１ 数値制御装置
８１ 設定ステップ（設定手段）
８２ 検出ステップ（検出手段）
８３ 比較ステップ（比較手段）
８４ 判断ステップ（判断手段）
Ｇ００ 早送り移動指令
Ｇ０１ 直線補間指令
Ｔ 工具
Claims (6)
- 工作機械のワークおよび工具の位置を決定するために、前記工具及び前記ワークのいずれかを最大速度で所定の位置に移動させる早送り移動指令と、前記工具及び前記ワークのいずれかを直線補間しながら移動させる直線補間指令とを備えた位置決め制御方法であって、
前記工作機械に応じた比較基準量を予め設定する設定ステップと、
前記早送り移動指令による早送り移動の指令量を検出する検出ステップと、
前記比較基準量および前記指令量を比較する比較ステップと、
この比較ステップにより、前記比較基準量よりも前記指令量が小さい場合、早送り移動指令を直線補間指令に変更し、
前記比較基準量よりも前記指令量が大きい場合、前記早送り移動指令をそのまま実行し、
前記比較基準量と前記指令量とが等しい場合、前記早送り移動指令および前記直線補間指令のいずれか一方を選択して実行する判断ステップと、
を備えていることを特徴とする位置決め制御方法。 - 請求項１に記載の位置決め制御方法において、
前記位置決め制御方法は、さらに、前記設定ステップ、前記検出ステップ、前記比較ステップ、および前記判断ステップを、実行開始または実行停止に選択可能とする選択ステップを備えていることを特徴とする位置決め制御方法。 - 請求項１または請求項２に記載の位置決め制御方法において、
前記工具または前記ワークの回転軸となる主軸が空気軸受により支承された工作機械を制御するために用いられることを特徴とする位置決め制御方法。 - ワークおよび工具の位置を決定するために、前記工具及び前記ワークのいずれかを最大速度で所定の位置に移動させる早送り移動指令と、前記工具及び前記ワークのいずれかを直線補間しながら移動させる直線補間指令とを備えた位置決め制御方法であって、
前記早送り移動指令による早送り移動の指令量を検出する検出ステップと、
この指令量に基づいて、前記早送り移動指令による移動時間、および前記直線補間指令による移動時間を予測する予測ステップと、
両者の移動時間を比較して、前記早送り移動指令および前記直線補間指令のいずれか一方を選択して実行する判断ステップとを備えていることを特徴とする位置決め制御方法。 - 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の位置決め制御方法を行う数値制御装置であって、ワークおよび工具を制御する加工プログラムを入力する加工プログラム入力部と、この加工プログラム入力部から入力された加工プログラムを解読して制御信号を出力する加工プログラム処理部と、この加工プログラムに基づいて前記いずれかの位置決め制御方法を実行する実行処理部とを備えていることを特徴とする数値制御装置。
- ワーク及び工具の位置決め制御を行う数値制御装置が、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の位置決め制御方法の各ステップを行うプログラムを記録したことを特徴とする記録媒体。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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