JP4661494B2 - 数値制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、数値制御装置に関するものであり、詳細には、加工プログラムの確認のための試運転における確認者の操作負担及び時間的負担を軽減する数値制御装置に関するものである。

従来、数値制御装置において、新しい機械加工を始める際には、ワーク（被加工物）を加工する加工プログラムが正しく組まれており、正しく動作されるかの確認のために、数値制御装置を動作させる。そして、数値制御装置の動きを目視して、異常な動きが発生しないかを監視している。この確認のための試運転においては、加工プログラムに誤りがあった場合、工具と冶具とが干渉して大きな損害を蒙ることがある。そのため、ワークを冶具から外したり、オーバライド量を小さくして（移動速度を遅くして）、万一干渉が発生しそうな場合には、停止指示を出せるようにしたりして、損害を受けないようにしている。これは、確認者の操作負担がかかるという問題点がある。そこで、特許文献１に記載の数値制御装置では、最高速度クランプ手段によりオーバライド量を小さくして、遅い速度で移動させて確認を行えるようにしている。
特開平６−３１２３４１号公報

しかしながら、近年の加工プログラムの巨大化に伴い、試運転全体におけるオーバライド量を小さくした場合、試運転に係る時間が長くなってしまい、確認者の時間的負担を大きくしているという問題点があり、工程ごとにオーバライド量を設定するのでは確認者の操作負担がかかるという問題点がある。

本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであり、確認者の操作負担及び時間的負担を軽減する数値制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明の数値制御装置では、冶具に固定されたワークを加工する工具を着脱可能に保持し、前記ワークの加工プログラムに基づき、前記工具と前記ワークとを相対的に所定の軸方向に移動させる移動手段とを備えた数値制御装置において、前記工具の送り速度を予めプログラムされた速度から変化させるオーバライド量を指定するオーバライド量指定手段と、前記オーバライド量指定手段によって指定された前記オーバライド量を適用させる軸とその方向を選択する軸方向選択手段と、前記加工プログラムから前記移動手段によって移動させる軸とその方向を解析する解析手段と、前記解析手段によって解析された前記軸とその方向が、前記軸方向選択手段によって選択された前記軸とその方向を含む移動であるか否かを判断する移動判断手段と、前記移動判断手段によって、前記軸とその方向が前記軸方向選択手段によって選択された前記軸とその方向を含む移動であると判断された場合、前記軸方向選択手段によって選択された前記軸とその方向において、前記移動手段による移動の速度を、前記オーバライド量指定手段によって指定された前記オーバライド量に基づいて変化させるオーバライド制御手段とを備えたことを特徴とする。

また、請求項２に係る発明の数値制御装置では、請求項１に記載の発明の構成に加えて、前記解析手段によって解析された前記軸とその方向について単位時間ごとに分割して算出する時分割手段を備え、前記移動判断手段は、前記時分割手段によって前記単位時間ごとに分割して算出された前記軸とその方向が、前記軸方向選択手段によって選択された前記軸とその方向を含む移動であるか否かを判断し、前記オーバライド制御手段は、前記移動判断手段によって、前記軸とその方向が前記軸方向選択手段によって選択された前記軸とその方向であると判断された場合、前記単位時間ごとに、前記軸方向選択手段によって選択された前記軸とその方向において、前記移動手段による移動の速度を、前記オーバライド量指定手段によって指定された前記オーバライド量に基づいて変化させることを特徴とする。

請求項１に係る発明の数値制御装置では、オーバーライド量指定手段は、工具の送り速度を予めプログラムされた速度から変化させるオーバライド量を指定する。軸方向選択手段は、オーバライド量指定手段によって指定されたオーバーライド量を適用させる軸とその方向を選択する。解析手段は、加工プログラムから移動手段によって移動させる軸とその方向を解析する。移動判断手段は、解析手段によって解析された軸とその方向が、軸方向選択手段によって選択された軸とその方向を含む移動であるか否かを判断する。オーバライド制御手段は、移動判断手段によって、軸とその方向が軸方向選択手段によって選択された軸とその方向を含む移動であると判断された場合、軸方向選択手段によって選択された軸とその方向において、移動手段による移動の速度を、オーバーライド量指定手段によって指定されたオーバーライド量に基づいて変化させる。したがって、移動手段によって移動させる速度を変更したい軸及びその方向を選択できるので、全工程の全ての速度を変化させることがなく、工具の移動方向により加工動作を停止させたり、移動速度を手動で変化させたりする必要がない。よって、加工プログラムの確認作業者の操作負担及び時間的負担が軽減される。

また、請求項２に係る発明の数値制御装置では、請求項１に記載の発明の効果に加えて、時分割手段は、解析手段によって解析された軸とその方向について単位時間ごとに分割して算出する。移動判断手段は、時分割手段によって単位時間ごとに分割して算出された軸とその方向が、軸方向選択手段によって選択された軸とその方向を含む移動であるか否かを判断する。オーバライド制御手段は、移動判断手段によって、軸とその方向が軸方向選択手段によって選択された軸とその方向であると判断された場合、単位時間ごとに、軸方向選択手段によって選択された軸とその方向において、移動手段による移動の速度を、オーバライド量指定手段によって指定されたオーバライド量に基づいて変化させることができる。

以下、本発明の第１の実施の形態及び第２の実施の形態を図面を参照して説明する。第１の実施の形態では、マシニングセンタ１において、軸方向選択スイッチ１６でオーバライドをかける（工具２の移動速度を変更する）軸及び軸方向を選択し、量選択スイッチ１７でオーバライド量を設定することができる。そして、軸方向選択スイッチ１６で選択された軸及び軸方向に工具２が移動する場合にのみ、量選択スイッチ１７で選択されている量のオーバライドをかけて工具を移動させることができる。また、第２の実施の形態では、１つの座標を指定することができ、その座標に近づく場合にのみオーバライドをかけることができる。

まず、図１及び図２を参照して、数値制御装置である縦型のマシニングセンタ１について説明する。図１は、マシニングセンタ１の斜視図であり、図２は、マシニングセンタ１の電気的構成を示すブロック図であり、これらは、第１の実施の形態及び第２の実施の形態に共通するものである。

本実施形態のマシニングセンタ１は、テーブル４０に固定される冶具３に保持されるワーク４（図５参照）と工具２とを相対移動させて、ワーク４に所望の機械加工（例えば、「中ぐり」、「フライス削り」、「穴空け」、「切削」等）を施すための工作機械である。なお、図１の右側をマシニングセンタ１の前側とし、左側をマシニングセンタ１の後側とする。さらに、マシニングセンタ１におけるＸ軸方向とは、マシニングセンタ１の左右方向を指し、Ｙ軸方向とは、マシニングセンタ１の前後方向を指し、Ｚ軸方向とは、マシニングセンタ１の上下方向を指すものとする。

はじめに、マシニングセンタ１の概略構成について説明する。マシニングセンタ１は、図１に示すように、機械本体４３の土台となる鉄製の基台４２と、該基台４２の上部に設けられ、ワーク４を加工する機械本体４３とから構成されている。そして、図示しないが、基台４２の上部には、機械本体４３を囲繞して保護するとともに、機械本体４３から切粉が外部に飛散するのを防止する略直方体状のボックス型のスプラッシュカバーが固定されるようになっている。

まず、基台４２について説明する。基台４２は、マシニングセンタ１のＹ軸方向に延設され、その下部の四隅には脚部４２ａが各々設けられている。そして、これら４本の脚部４２ａが、工場などの床面に設置されることにより、マシニングセンタ１が所定場所に設置される。さらに、基台４２上部の後方側には、略直方体状のコラム座部４４が設けられている。なお、この基台４２の芯部は、軽量化、高強度化及び低コスト化のため、いわゆる肉抜き成形（リブによる骨組構造）されている。

次に、機械本体４３について説明する。機械本体４３は、基台４２のコラム座部４４の上面に載置して固定され、垂直上方に延設された略角柱状のコラム４５と、該コラム４５の前面に沿って昇降可能に設けられた主軸ヘッド４７と、該主軸ヘッド４７の下部前側から鉛直下方に突出する主軸４９と、前記主軸ヘッド４７の右側に設けられ、主軸４９の先端に装着された工具ホルダを、他の工具を保持する工具ホルダに交換する工具交換装置（ＡＴＣ）４８と、基台４２の上部に設けられ、ワーク４を着脱可能に保持するテーブル４０と、コラム４５の背面側に設けられ、電源装置、制御装置等の各装置を内蔵する後部装置部１９とを主体に構成されている。

まず、主軸ヘッド４７は、主軸４９が備えるスピンドル（図示外）を回転駆動させるための主軸モータ３４を上部に備え、該主軸モータ３４の出力軸は、カップリング（図示外）を介してスピンドルに連結されている。さらに、主軸ヘッド４７は、コラム４５の前面側に設けられたガイドレール（図示外）にリニアガイド（図示外）を介して昇降自在にガイドされている。そして、昇降自在にガイドされる主軸ヘッド４７は、モータ駆動されるボールねじ（図示外）とナットとの結合により昇降駆動されるようになっている。

一方、基台４２の上部中央には、ワーク４が保持され冶具３が固定されるテーブル４０がＸ軸−Ｙ軸方向に移動可能に配置されている。このテーブル４０の移動機構は次の通りである。まず、テーブル４０の下側には、略直方体状の支持台１２が設けられている。そして、その支持台１２の上部には、Ｘ軸方向に沿って延設された一対のＸ軸送りガイド（図示外）が設けられ、そのＸ軸送りガイド上にテーブル４０が移動可能に支持されている。さらに、支持台１２は、基台４２の長手方向に沿って延設された一対のＹ軸送りガイド上に移動可能に支持されている。このような状態で、テーブル４０は、基台４２上に設けられたＸ軸モータ３１（図２参照）により、Ｘ軸送りガイドに沿ってＸ軸方向に移動し、同じく基台４２上に設けられたＹ軸モータ３２（図２参照）により、Ｙ軸送りガイドに沿ってＹ軸方向に移動するようになっている。

図２に示すように、マシニングセンタ１には、マシニングセンタ１の制御を行うＣＰＵ１０が設けられている。このＣＰＵ１０は、マシニングセンタ１全体の制御の中心となるプロセッサであり、バス２０を介して、ＲＯＭ１１，入力インターフェース１２，出力インターフェース１３，ＲＡＭ１４に接続されている。そして、ＲＯＭ１１には、マシニングセンタ１の制御を行う制御プログラムが記憶されており、ＣＰＵ１０はＲＯＭ１１から制御プログラムを読み出し、この制御プログラムがＲＡＭ１４に記憶された加工プログラムを読み出してワークの加工を実行する。ＲＡＭ１４には一時的な計算データ、表示データなども格納される。

そして、入力インターフェース１２には、キーボード１５、軸方向選択スイッチ１６、量選択スイッチ１７が接続されている。キーボード１５は、マシニングセンタ１に種々の情報を入力することができる。軸方向選択スイッチ１６及び量選択スイッチ１７は、本発明の要部であり、軸方向選択スイッチ１６は第１の実施の形態においてのみ使用される。量選択スイッチ１７は、オーバライド量を指定するためのダイヤルスイッチであり（図３参照）、軸方向選択スイッチ１６は、量選択スイッチ１７において選択されているオーバライド量を適用させる軸を選択するためのダイヤルスイッチである（図３参照）。また、出力インターフェース１３には、テーブル４０をＸ軸方向へ移動させるためのＸ軸モータ３１を駆動する駆動回路２１、テーブル４０をＹ軸方向へ移動させるためのＹ軸モータ３２を駆動する駆動回路２２、工具をＺ軸方向へ移動させるためのＺ軸モータ３３を駆動するための駆動回路２３、工具の主軸を回転させる主軸モータ３４を駆動する駆動回路２４、表示装置３５の制御を行う制御回路２５を接続している。なお、ＣＰＵ１０，ＲＯＭ１１，入力インターフェース１２，出力インターフェース１３，ＲＡＭ１４，駆動回路２１，２２，２３，２４，制御回路２５等は、後部装置部１９内の基板上に設けられている。

なお、第１の実施の形態のマシニングセンタ１では表示装置３５及び制御回路２５は備えられていなくともよい。また、第２の実施の形態では、軸方向選択スイッチ１６は設けられておらず、表示装置３５に図７に示すオーバライド設定画面３５１が表示される。

次に、図３乃至図６を参照して、第１の実施の形態について説明する。図３は、軸方向選択スイッチ１６及び量選択スイッチ１７の一例の正面図であり、図４は、ワークを加工するための加工プログラムであり、図５は、図４に示す加工プログラムによる工具２の軌跡を示す図であり、図６は、加工プログラムを読み込み、工具２を動作させる制御プログラムのフローチャートである。

図３に示すように、軸方向選択スイッチ１６と量選択スイッチ１７とは上下に並べて設けられている。軸方向選択スイッチ１６はロータリスイッチであり、「−Ｚ」、「全軸」、「−Ｘ」、「−Ｙ」、「−Ｘ／−Ｙ」の５つの目盛が設けられており、各目盛項目を択一的に選択することができる。ここで選択するのは、オーバライドをかける軸とその方向（ワーク４に対する工具２の移動方向）である。「−Ｚ」ではＺ軸のマイナス方向、「全軸」ではＸ，Ｙ，Ｚ軸全てのプラス方向及びマイナス方向、「−Ｘ」ではＸ軸のマイナス方向、「−Ｙ」ではＹ軸のマイナス方向、「−Ｘ／−Ｙ」ではＸ軸及びＹ軸のマイナス方向である。

また、量選択スイッチ１７には、０％から２００％までの目盛が設けられており、加工プログラムに設定されている工具２の移動速度（以下、「設定速度」という）に対して、どのくらい早くしたり、遅くしたりするかを連続的に可変設定することができる。１００％が選択されている場合には、設定速度のままの速度とされ、１００％より大きい場合には設定速度よりも速い速度とされ、１００％未満の場合には設定速度よりも遅い速度とされる。２００％では設定速度の倍の速度とされ、５０％では設定速度の半分の速度とされる。

なお、本実施の形態では、図１に示すように、工具２の下方に冶具３が設けられており、Ｚ軸は、冶具３から工具２へ向かう方向（上方向）がプラス方向、工具２から冶具３へ向かう方向（下方向）がマイナス方向とされる（図１，５参照）。また、Ｘ軸及びＹ軸は互いに直交する直線であり、かつ、両軸ともＺ軸に直交しており、Ｘ軸では右方向がプラス方向、Ｙ軸では手前方向がプラス方向とされる。

ここで、加工プログラムについて図４を用いて説明し、図４に示す加工プログラムによる工具２及びテーブル４０の動作について、図５のイメージ図を用いて説明する。図４に示すように、加工プログラムでは、１行を１ブロックとして工具２及びテーブル４０の１移動を定義している。各行の先頭に「Ｎ」と３桁の数字で表されているブロック番号が記載されている。図４に示す例では、「Ｎ１０１」〜「Ｎ１０７」までの７ブロックが表示されている。そして、工具２を移動させる座標位置が記され、行の末尾に移動速度が記されている。

例えば、「Ｘ１０」はＸ座標の原点から１０ｍｍの位置を示しており、「Ｚ７０」はＺ座標の原点から７０ｍｍの位置を示している。図４に示す例には記載されていないが、「Ｙ３０」はＹ座標の原点から３０ｍｍの位置を示している。なお、本実施の形態のマシニングセンタ１では、Ｘ軸方向及びＹ軸方向への移動は、テーブル４０が移動することにより、冶具３及びワーク４が移動することとなる。すなわち、原点から「Ｘ１０」へ工具２を移動させるためには、テーブル４０をＸ軸のマイナス方向へ１０ｍｍ移動させることとなり、「Ｙ３０」へ工具２を移動させるためには、テーブル４０をＹ軸のマイナス方向へ３０ｍｍ移動させることとなる。

そして、「Ｆ」と４桁の数字で工具２の移動速度が示されている。「Ｆ」は速度を示すことを表すアルファベットであり、数値は１分で進む距離（ｍｍ）を表している。「Ｆ１０００」は、分速１０００ｍｍを示している。

したがって、図４に示す加工プログラムは、まず、Ｘ座標１０、Ｚ座標７０の位置へ１０００ｍｍ／分で工具２及びテーブル４０を移動させ（Ｎ１０１）、次に、Ｚ座標５０の位置へ１０００ｍｍ／分で工具２を移動させ（Ｎ１０２）、次に、Ｚ座標７０の位置へ１０００ｍｍ／分で工具２を移動させ（Ｎ１０３）、次に、Ｘ座標２０の位置へ１０００ｍｍ／分でテーブル４０を移動させ（Ｎ１０４）、次に、Ｘ座標３０、Ｚ座標５０の位置へ１０００ｍｍ／分で工具２及びテーブル４０を移動させ（Ｎ１０５）、次に、Ｚ座標７０の位置へ１０００ｍｍ／分で工具２を移動させ（Ｎ１０６）、次に、Ｚ座標１００の位置へ１０００ｍｍ／分で工具２を移動させる（Ｎ１０７）。

図５では、Ｘ軸及びＺ軸に平行な面（Ｙ座標の位置は工具２の開始位置と同じ）での冶具３に固定されたワーク４及び工具２の断面図が表示されている。図５では、図５における左右方向がＸ軸と平行な方向、上下方向がＺ軸と平行な方向、紙面に垂直な方向がＹ軸方向となっている。そして、図５に示す矢印は、テーブル４０に対する工具２の先端部分の移動軌跡である。なお、工具２の先端部（矢印Ａの始点）が「Ｘ０、Ｚ１００」の位置であるとする。そして、矢印ＡがＮ１０１ブロックによる移動軌跡、矢印ＢがＮ１０２ブロックによる移動軌跡、矢印ＣがＮ１０３ブロックによる移動軌跡、矢印ＤがＮ１０４ブロックによる移動軌跡、矢印ＥがＮ１０５ブロックによる移動軌跡、矢印ＦがＮ１０６ブロックによる移動軌跡、矢印ＧがＮ１０７ブロックによる移動軌跡を表している。

例えば、軸方向選択スイッチ１６において「−Ｚ」が選択され、量選択スイッチ１７において５０％が選択されている場合には、Ｚ軸においてワーク４（冶具３）に近づく方向（本実施の形態では、値が小さくなる方向）に工具２が移動する際に、速度が加工プログラムに記載の速度の半分となる。図４に示す加工プログラムでは、図５における矢印Ａ（Ｎ１０１）、矢印Ｂ（Ｎ１０２）、矢印Ｅ（Ｎ１０５）の３つの移動が５００ｍｍ／分の速度となり、より遅く移動されることとなる。

次に、図６のフローチャートを参照して、マシニングセンタ１のＣＰＵ１０において実施される制御プログラムによる加工プログラムの実施処理について説明する。キーボード１５から加工開始を指示する操作が行われると（Ｓ１）、加工プログラムが１ブロック読み込まれる（Ｓ２）。図４に示す例では「Ｎ１０１ Ｘ１０ Ｚ７０ Ｆ１０００」が読み込まれる。そして、読み込まれた加工プログラムのブロックの解析が行われる（Ｓ３）。具体的には、現在の工具２の位置、移動先の座標、移動速度が読み込まれ、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向への移動距離が算出され、速度がＲＡＭ１４に記憶される。「Ｎ１０１ Ｘ１０ Ｚ７０ Ｆ１０００」では、開始位置が「Ｘ０ Ｚ１００」であり、Ｘ軸プラス方向に１０ｍｍ、Ｚ軸マイナス方向に３０ｍｍ移動させ、速度は１０００ｍｍ／分という情報がセットされる。

そして、移動量時分割処理が行われる（Ｓ４）。モータによる工具２の移動は通常数ｍｓ単位の移動に分割されて制御される。この分割単位時間は装置により異なるが、本実施の形態では６ｍｓを分割の単位とする。そこで、１分割単位時間あたりどの軸の方向にどれだけ移動させればよいかを算出する。また、移動済みの量や移動残量も算出される。これらの情報はＲＡＭ１４に記憶される。

そこで、工具２の移動速度が１０００ｍｍ／分である場合には、１分割単位時間（６ｍｓ）で０．１ｍｍ移動することとなる。「Ｎ１０１ Ｘ１０ Ｚ７０ Ｆ１０００」では、Ｘ軸方向及びＺ軸方向の２方向に移動しなければならない。そこで、１分割単位時間ごとに、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に移動する。矢印Ａで示した軌跡である直線を線分Ｐとする。そして、矢印Ａ（線分Ｐ）の始点からＸ軸に平行な直線を引き、矢印Ａの終点からＺ軸に平行な直線を引くとこの２直線は交わる。そこで、矢印Ａの始点から交点までの線分を線分Ｑ、矢印Ａの終点から交点までの線分を線分Ｒとする。線分Ｐ，Ｑ，Ｒは線分Ｑと線分Ｒのなす角を直角とする直角三角形を成す。線分ＰはＸ軸プラス方向に１０ｍｍ、Ｚ軸マイナス方向に３０ｍｍ移動させる軌跡なので、線分Ｑは１０ｍｍ、線分Ｒは３０ｍｍとなり、線分Ｐの長さは、１０√１０ｍｍとなる。よって、Ｐ：Ｑ：Ｒ＝√１０：１：３である。したがって、１分割単位時間で線分Ａ上を０．１ｍｍ移動させるためには、Ｘ軸（線分Ｑ）プラス方向にｑｍｍ移動させ、Ｚ軸（線分Ｒ）マイナス方向にｒｍｍ移動させるとすると、√１０：１：３＝０．１：ｑ：ｒとなる。よって、Ｘ軸（線分Ｑ）プラス方向にｑ＝√１０／１００（約０．０３１６）ｍｍ移動させ、Ｚ軸（線分Ｒ）マイナス方向にｒ＝３√１０／１００（約０．０９４９）ｍｍ移動させればよいことが分かる。

そして、移動量時分割処理が行われると（Ｓ４）、当該移動が、軸方向選択スイッチ１６で選択されているオーバライド選択軸及び移動方向が含まれているか否かの判断が行われる（Ｓ５）。例えば、軸方向選択スイッチ１６で「−Ｚ」が選択されているとすると、「Ｎ１０１ Ｘ１０ Ｚ７０」では、Ｘ軸プラス方向に√１０／１００ｍｍ、Ｚ軸マイナス方向に３√１０／１００ｍｍ移動させるので、軸方向選択スイッチ１６で選択されているオーバライド選択軸及び移動方向が含まれていることになる（Ｓ５：ＹＥＳ）。

そこで、量選択スイッチ１７で指定されているオーバライド量が読み込まれ、Ｓ３の加工プログラムの解析で設定された速度にオーバライド量がかけられて補正される（Ｓ７）。例えば、量選択スイッチ１７で５０％が指定されているとすると、「Ｎ１０１ Ｘ１０ Ｚ７０ Ｆ１０００」では、ＲＡＭ１４に記憶されている速度は「Ｆ５００」とされるので、１単位時間当たりの移動距離は５０％となり、Ｘ軸プラス方向に√１０／５０ｍｍ、Ｚ軸マイナス方向に３√１０／５０ｍｍ移動させることとなる。

そして、ＲＡＭ１４に記憶されている速度、移動軸、移動方向、移動量に基づいて工具２又はテーブル４０を移動させながら動作させるための指示が駆動回路２１，２２，２３，２４へ出力される（Ｓ８）。具体的には、モータの単位であるパルスへ変換され、さらに電流値へ変換されて、モータが作動することとなる。「Ｎ１０１ Ｘ１０ Ｚ７０ Ｆ１０００」では、Ｘ軸マイナス方向に√１０／１００ｍｍテーブル４０を移動させるためにＸ軸モータ３１を駆動させながら、主軸モータ３４を駆動させる指示が、駆動回路２１及び駆動回路２４へ出力され、その後、Ｚ軸マイナス方向に３√１０／１００ｍｍ工具２を移動させるためにＺ軸モータ３３を駆動させながら、主軸モータ３４を駆動させる指示が駆動回路２３及び駆動回路２４へ出力される。

そして、当該ブロックの移動が最後まで終了したか否かの判断が行われる（Ｓ９）。最後まで終了していなければ（Ｓ９：ＮＯ）、Ｓ４へ戻り、次の１分割単位時間の処理が行われる（Ｓ４〜Ｓ９）。そして、繰り返しＳ４〜Ｓ９の処理が行われて、当該ブロックの全ての移動が終了したら（Ｓ９：ＹＥＳ）、当該加工プログラムの全てのブロックの処理が終了したか否かの判断が行われる（Ｓ１０）。そして、まだ全てのブロックの処理が終了していなければ（Ｓ１０：ＮＯ）、Ｓ２へ戻り、次のブロックが加工プログラムから読み込まれる（Ｓ２）。そして、Ｓ２〜Ｓ１０の処理が繰り返し実行され、全てのブロックの処理が終了したら、プログラムの終了と判断されて（Ｓ１０：ＹＥＳ）、処理は終了する。

なお、Ｎ１０３，Ｎ１０４，Ｎ１０６，Ｎ１０７ブロックのように、Ｘ軸方向にのみ移動する場合、Ｚ軸のプラス方向へ移動する場合には、Ｓ５にて軸方向選択スイッチ１６で選択されているオーバライド選択軸及び移動方向が含まれていないと判断され（Ｓ５：ＮＯ）、オーバライドはかけられず、設定速度のままテーブル４０の移動が行われる。

以上のようにして、軸方向選択スイッチ１６及び指定されている軸及び方向に工具２が移動する場合にのみ、量選択スイッチ１７で指定されている量のオーバライドをかけて移動速度を変更することができる。したがって、加工プログラムの動作確認の試運転を行い、目視により加工動作の確認を行う際に、工具２がワーク４に近づき、慎重に確認を行う必要がある移動のみ速度を遅くし、その他の移動については設定速度で移動して遅くならないので、全ての工程の移動を遅くするのに比べて確認者の負担を軽減することができる。特に、ドリル、タップ（ねじ切り）加工の多い機械に有効である。また、確認者が試運転時に加工プログラムのブロックごとに速度設定をしたり、移動を止めたりする必要がないので、手間もかからず、全体的な処理時間も短くなり、確認者の負担を軽減することができる。

次に、図７乃至図１０を参照して、第２の実施の形態について説明する。図７は、表示装置３５に表示されるオーバライド設定画面３５１のイメージ図であり、図８は、ワークを加工するための加工プログラムであり、図９は、図８に示す加工プログラムによる工具２の軌跡を示す図であり、図１０は、加工プログラムを読み込み、工具２を動作させる制御プログラムのフローチャートである。

図７に示すように、オーバライド設定画面３５１では、中心座標のＸ軸の値、Ｙ軸の値、Ｚ軸の値を入力することができる。図７に示す例では、Ｘ軸で「３０．０００」、Ｙ軸で「５０．０００」、Ｚ軸は未設定となっている。したがって、Ｘ＝３０ｍｍ、Ｙ＝５０ｍｍの直線に向かって近づく場合に量選択スイッチ１７で指定されている割合でオーバライドがかけられる。

次に、図８に示す加工プログラムによる工具２及びテーブル４０の動作について、図９のイメージ図を用いて説明する。図８に示すように、加工プログラムでは、図４に示した加工プログラムと同様に、１行を１ブロックとして工具２及びテーブル４０の１移動を定義しており、「Ｎ」と３桁の数字で表されているブロック番号が記載され、工具２を移動させる座標位置が記され、「Ｆ」と４桁の数字で工具２の移動速度が示されている。

図８に示す例では、まず、Ｙ座標０ｍｍの位置へテーブル４０を５００ｍｍ／分で移動させ（Ｎ５０１）、次に、Ｘ座標３０ｍｍの位置へテーブル４０を５００ｍｍ／分で移動させ（Ｎ５０２）、次に、Ｙ座標１００ｍｍの位置へ５００ｍｍ／分でテーブル４０を移動させ（Ｎ５０３）、次に、Ｘ座標６０ｍｍの位置へ５００ｍｍ／分でテーブル４０を移動させ（Ｎ５０４）、次に、Ｙ座標０ｍｍの位置へ５００ｍｍ／分でテーブル４０を移動させる（Ｎ５０５）。

図９では、Ｘ軸及びＹ軸に平行な面での冶具３に固定されたワーク４及び工具２の平面図が表示されている。図９では、図９における左右方向がＸ軸と平行な方向、上下方向がＹ軸と平行な方向、紙面に垂直な方向がＹ軸方向となっている。そして、図９に示す矢印は工具２の先端部分のテーブル４０に対する移動軌跡であり、矢印Ｈ−２の終端部がＸ０、Ｙ０の位置であるとする。そして、矢印Ｈ−１及び矢印Ｈ−２がＮ５０１ブロックによる移動軌跡、矢印ＩがＮ５０２ブロックによる移動軌跡、矢印Ｊ−１，Ｊ−２がＮ６０３ブロックによる移動軌跡、矢印ＫがＮ６０４ブロックによる移動軌跡、矢印Ｌ−１，Ｌ−２がＮ５０７ブロックによる移動軌跡を現している。そして、点５０は、図７のオーバライド設定画面３５１で設定された中心座標の示す位置（Ｘ＝３０、Ｙ＝５０）である。

例えば、量選択スイッチ１７において６０％が選択されている場合には、中心座標（点５０）へ近づく移動である、矢印Ｈ−１，Ｉ，Ｊ−１，Ｌ−１の移動のみ設定速度の６０％（３００ｍｍ／分割単位時間）で移動することとなる。

次に、図１０のフローチャートを参照して、第２の実施の形態におけるマシニングセンタ１のＣＰＵ１０において実施される制御プログラムによる加工プログラムの実施処理について説明する。尚、Ｓ１１〜Ｓ１４、Ｓ１７〜Ｓ２０については、それぞれ第１の実施の形態のＳ１〜Ｓ４、Ｓ７〜Ｓ１０と同様である。

まず、キーボード１５から加工開始を指示する操作が行われると（Ｓ１１）、加工プログラムが１ブロック読み込まれる（Ｓ１２）。図８に示す例では「Ｎ５０１ Ｙ０ Ｆ５００」が読み込まれる。そして、読み込まれた加工プログラムのブロックの解析が行われる（Ｓ１３）。「Ｎ５０１ Ｙ０ Ｆ５００」では、開始位置が「Ｘ０ Ｙ１００」であり、Ｙ軸マイナス方向に１００ｍｍ移動させ、速度は５００ｍｍ／分という情報がセットされる。

そして、移動量時分割処理が行われ、１分割単位時間（６ｍｓ）あたりの各軸の移動距離、移動済みの量、移動残量等が算出される（Ｓ１４）。「Ｎ５０１ Ｙ０ Ｆ５００」では、５００ｍｍ／分なので１分割単位時間（６ｍｓ）でＹ軸のマイナス方向に０．０５ｍｍ移動させることとなる。

そして、移動量時分割処理が行われると（Ｓ１４）、中心座標が設定されている軸を含む移動であるか否かの判断が行われる（Ｓ１５）。そして、含む移動である場合には（Ｓ１５：ＹＥＳ）、中心座標に近づく移動であるか否かの判断が行われる（Ｓ１６）。「Ｎ５０１ Ｙ０ Ｆ５００」では、Ｙ軸方向の移動が行われ、Ｘ軸の移動は行われないので、Ｙ軸について中心座標が設定されているか否かの判断が行われる。Ｙ軸については「５０」と設定されているので（Ｓ１５：ＹＥＳ）、中心座標（Ｘ＝３０、Ｙ＝５０）に近づくかの判断が行われる（Ｓ１６）。この場合、開始位置がＹ１００、終了位置がＹ０、中心座標Ｙ５０なので、Ｙ１００からＹ５０へ移動するまで（矢印Ｈ−１）は近づくと判断され（Ｓ１６：ＹＥＳ）、Ｙ５０からＹ０へ移動するまで（矢印Ｈ−２）は近づかないと判断される（Ｓ１６：ＮＯ）。

そして、中心座標が設定されている軸の移動があり、かつ、中心座標に近づいている場合には（Ｓ１５：ＹＥＳ，Ｓ１６：ＹＥＳ）、量選択スイッチ１７で指定されているオーバライド量が読み込まれ、Ｓ１３の加工プログラムの解析で設定された速度にオーバライド量がかけられて補正される（Ｓ１７）。例えば、量選択スイッチ１７で６０％が指定されているとすると、「Ｎ５０１ Ｙ０ Ｆ５００」では、ＲＡＭ１４に記憶されている速度は「Ｆ３００」とされるので、１単位時間当たりの移動距離も６０％となり、Ｙ軸マイナス方向に０．０３ｍｍ移動させることとなる。

そして、ＲＡＭ１４に記憶されている速度、移動軸、移動方向、移動量に基づいて工具２又はテーブル４０を移動させながら動作させるための指示が駆動回路２１，２２，２３，２４へ出力され（Ｓ１８）、当該ブロックの移動が最後まで終了したか否かの判断が行われる（Ｓ１９）。最後まで終了していなければ（Ｓ１９：ＮＯ）、Ｓ１４へ戻り、次の１分割単位時間の処理が行われる（Ｓ１４〜Ｓ１９）。そして、繰り返しＳ１４〜Ｓ１９の処理が行われて、当該ブロックの全ての移動が終了したら（Ｓ１９：ＹＥＳ）、当該加工プログラムの全てのブロックの処理が終了したか否かの判断が行われる（Ｓ２０）。そして、まだ全てのブロックの処理が終了していなければ（Ｓ２０：ＮＯ）、Ｓ１２へ戻り、次のブロックが加工プログラムから読み込まれる（Ｓ１２）。そして、Ｓ１２〜Ｓ２０の処理が繰り返し実行され、全てのブロックの処理が終了したら、プログラムの終了と判断されて（Ｓ２０：ＹＥＳ）、処理は終了する。

なお、矢印Ｈ−２，Ｊ−２，Ｋ，Ｌ−２のように、中心座標から遠ざかる場合や（Ｓ１５：ＹＥＳ，Ｓ１６：ＹＥＳ）、図８に示す加工プログラムの例にはないが、Ｚ軸方向のみに移動する場合には（Ｓ１５：ＮＯ）、オーバライドはかけられず、設定速度のままの移動が行われる。

以上のようにして、オーバライド設定画面３５１で指定されている中心座標に近づく方向に工具２又はテーブル４０が移動する場合にのみ、量選択スイッチ１７指定されている量のオーバライドをかけて移動速度を変更することができる。したがって、加工プログラムの動作確認の試運転を行い、目視により加工動作の確認を行う際に、工具２が中心座標に近づき、慎重に確認を行う必要がある移動のみ速度を遅くし、その他の移動については設定速度で移動して遅くならないので、全ての移動を遅くするのに比べて確認者の負担を軽減することができる。また、確認者が試運転時に加工プログラムのブロックごとに速度設定をしたり、移動を止めたりする必要がないので、手間もかからず、全体的な処理時間も短くなり、確認者の負担を軽減することができる。

尚、Ｘ軸モータ３１、駆動回路２１、Ｙ軸モータ３２、駆動回路２２、Ｚ軸モータ３３、駆動回路２３が「移動手段」に該当する。図６に示すＳ５の処理をするＣＰＵ１０が「移動判断手段」に相当し、図６に示すＳ７の処理をするＣＰＵ１０「オーバライド制御手段」に相当する。

尚、本発明の数値制御装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。数値制御装置としては、図２に示した縦型のマシニングセンタ１に限らないことは言うまでもなく、横型のマシニングセンタ等種々のマシニングセンタであってもよい。また、上記実施の形態のマシニングセンタ１は、工具２はＺ軸方向のみに移動し、ＸＹ軸方向にはテーブル４０が移動するものであるが、工具２がＸＹＺ軸方向に移動するようなマシニングセンタであってもよいことはいうまでもない。

例えば、マシニングセンタ１への入力はキーボード１５によるものに限らない。上記実施の形態では、キーボード１５から加工開始を指示する操作が行われているが、加工開始ボタンを設けて入力インターフェース１２に接続し、加工開始ボタンの選択により加工開始の指示を受けるようにしてもよい。この場合には、第１の実施の形態ではキーボード１５は備えられていなくともよい。また、表示装置３５をタッチパネルとして表示装置３５において入力を受け付けるようにしてもよい。

また、上記では、軸方向選択スイッチ１６を用いる第１の実施の形態と、中心座標を設定する第２の実施の形態とを説明したが、両方を備えた数値制御装置であってもよい。また、軸ごと又は軸及び軸方向ごとにオーバライド量を設定するようにし、設定されている軸又は軸及び軸方向を含む移動である場合に、それぞれに設定されているオーバライド量をかけてもよい。

マシニングセンタ１の斜視図である。 マシニングセンタ１の電気的構成を示すブロック図である。 軸方向選択スイッチ１６及び量選択スイッチ１７の一例の正面図である。 ワークを加工するための加工プログラムである。 図４に示す加工プログラムによる工具２のテーブル４０に対する軌跡を示す図である。 加工プログラムを読み込み、工具２及びテーブル４０を動作させる制御プログラムのフローチャートである。 表示装置３５に表示されるオーバライド設定画面３５１のイメージ図である。 ワークを加工するための加工プログラムである。 図８に示す加工プログラムによる工具２のテーブル４０に対する軌跡を示す図である。 加工プログラムを読み込み、工具２及びテーブル４０を動作させる制御プログラムのフローチャートである。

１ マシニングセンタ
２ 工具
３ 冶具
４ ワーク
１０ ＣＰＵ
１５ キーボード
１６ 軸方向選択スイッチ
１７ 量選択スイッチ
３５ 表示装置
５０ 点（中心座標）
３５１ オーバライド設定画面

Claims (2)

1. 冶具に固定されたワークを加工する工具を着脱可能に保持し、前記ワークの加工プログラムに基づき、前記工具と前記ワークとを相対的に所定の軸方向に移動させる移動手段とを備えた数値制御装置において、
   前記工具の送り速度を予めプログラムされた速度から変化させるオーバライド量を指定するオーバライド量指定手段と、
   前記オーバライド量指定手段によって指定された前記オーバライド量を適用させる軸とその方向を選択する軸方向選択手段と、
   前記加工プログラムから前記移動手段によって移動させる軸とその方向を解析する解析手段と、
   前記解析手段によって解析された前記軸とその方向が、前記軸方向選択手段によって選択された前記軸とその方向を含む移動であるか否かを判断する移動判断手段と、
   前記移動判断手段によって、前記軸とその方向が前記軸方向選択手段によって選択された前記軸とその方向を含む移動であると判断された場合、前記軸方向選択手段によって選択された前記軸とその方向において、前記移動手段による移動の速度を、前記オーバライド量指定手段によって指定された前記オーバライド量に基づいて変化させるオーバライド制御手段と
   を備えたことを特徴とする数値制御装置。
2. 前記解析手段によって解析された前記軸とその方向について単位時間ごとに分割して算出する時分割手段を備え、
   前記移動判断手段は、
   前記時分割手段によって前記単位時間ごとに分割して算出された前記軸とその方向が、前記軸方向選択手段によって選択された前記軸とその方向を含む移動であるか否かを判断し、
   前記オーバライド制御手段は、
   前記移動判断手段によって、前記軸とその方向が前記軸方向選択手段によって選択された前記軸とその方向であると判断された場合、前記単位時間ごとに、前記軸方向選択手段によって選択された前記軸とその方向において、前記移動手段による移動の速度を、前記オーバライド量指定手段によって指定された前記オーバライド量に基づいて変化させることを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。

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