JP5300691B2 - 数値制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、工作機械を数値制御（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＮＣ）する数値制御装置に係り、特に回転軸による旋回機能を有する工具の位置と姿勢を制御することができる工作機械の数値制御装置に関するものである。

従来の数値制御装置において、機械精度等に基づく工具位置誤差を補正する工具位置微調整量（以下、微調整量と表記する）は工具長方向に固定して適用されるように構成されており、回転軸による旋回機能を有する工具の位置と姿勢を制御する際には、工具長と微調整量を合算した長さを工具長情報として座標変換し、工具の旋回角度に応じて、工具旋回位置を制御する座標軸（以下、実軸と表記する）、例えばＸ軸及びＺ軸の位置を算出し、Ｂ軸、Ｘ軸、Ｚ軸による３軸による補間を実施している。（例えば、特許文献１参照）

以下、従来の微調整量を工具長方向に固定的に適用する数値制御装置を、図２〜図４及び図１０〜図１４を用いて説明する。
図１０は、従来の数値制御装置の構成を示すブロック図であり、１は数値制御装置本体、２は加工プログラム、３は工具長補正量設定画面３１及び微調整量設定画面３４を有する設定・表示制御部、４はサーボモータである。
数値制御装置本体１は、その内部にプログラム解析部１０、補間処理部２０、ＰＬＣ信号Ｉ／Ｏ部２６、ＰＬＣ信号処理部２８、移動量出力部３０、揮発性メモリ４０、不揮発性メモリ５０を持ち、プログラム解析部１０は、構成要素として、補正量抽出部１７、補正量算出部１５及び移動量算出部１６を含む。補間処理部２０は、構成要素として、補間処理部本体２１及び座標変換処理部２２を含む。揮発性メモリ４０は、その構成要素として、選択中補正量記憶部４２、工具長記憶部４４、移動量記憶部４５、機械制御位置記憶部４６及びＰＬＣ信号記憶部４８を含む。不揮発性メモリ５０は、構成要素として、工具長補正量記憶部５１及び微調整量記憶部５２を含む。プログラム解析部１０、補間処理部２０、移動量出力部３０及びＰＬＣ信号処理部２８は、ソフトウェアで実現されており、また揮発性メモリ４０及び不揮発性メモリ５０へは、自由にアクセスできる。

数値制御装置本体１の外部には、設定・表示制御部３、サーボモータ４が接続されており、加工プログラム２を用いて工具先端位置を指令する。
設定・表示制御部３は、工具長補正量設定画面３１及び微調整量設定画面３２を含み、数値制御装置のオペレータは、工具長補正量設定画面３１、微調整量設定画面３２を介して工具長補正量記憶部５１、微調整量記憶部５２にアクセスが可能である。
また、図１３は微調整量設定画面３２の表示項目を表した図であり、微調整量設定部３４の（１）には工具長方向、（２）には工具径方向、（３）には工具長方向（１）と工具径方向（２）の両方に直交する方向の微調整量をセットする。また、図１４は工具長補正量設定画面３１の表示項目を表した図であり、工具長補正量設定部３６の（１）には工具長方向、（２）には工具径方向、（３）には工具長方向（１）と工具径方向（２）の両方に直交する方向の工具長補正量をセットする。

次に図１０の構成による数値制御装置の動作について、図２〜図４及び図１１〜図１４を参照しながら説明する。

数値制御装置のオペレータは、工具長補正量設定画面３１及び微調整量設定画面３２を介して、工具長補正量記憶部５１に工具長補正量を、微調整量記憶部５２に微調整量をセットしておく。
ここで図１３における補正番号（０４）の微調整量設定部３４−（１）に工具長方向の微調整量Ｃｘ、（２）と（３）には０をセットする場合、図１４における補正番号（０４）の工具長補正量設定部３６−（１）に工具長補正量Ｔｘ、（２）と（３）には０をセットする場合を考える。

図１２は、補正量抽出部１７の処理フローである。ステップＳ２１１において、プログラム解析部１０が加工プログラム２の２−２ブロックを解析し、補正量変更指令、例えばＴ０４が指令されていることを解析する。Ｔ０４指令を解析すると、ステップＳ２１２において、補正量抽出部１７は、指令された補正番号（０４）の工具長補正量（Ｔｘ，０，０）を工具長補正量記憶部５１から抽出し、また指令された補正番号(０４)の微調整量（Ｃｘ，０，０）を微調整量記憶部５２から抽出し、選択中補正量記憶部４２にセットする。

微調整量の適用は、補正量算出部１５及び移動量算出部１６により実現する。
図１１は、補正量算出部１５及び移動量算出部１６の処理フローである。
ステップＳ５０１において、プログラム解析部１０が、加工プログラム２の２−３ブロックで移動指令、例えばＧ００Ｚ０Ｘ０Ｂ９０．を解析する。ここで、プログラム上の指令位置は、微調整量が０の状態における工具先端位置を指令するものとする。ステップＳ５０２において、補正量算出部１５は、選択中補正量記憶部４２に記憶している微調整量Ｃｘと工具長Ｔｘを合算した量を、工具長記憶部４４にセットする。ステップＳ５０３において、移動量算出部１６は、２−３ブロック直前の指令位置と２−３ブロックの指令位置の変化量を算出し、移動量記憶部４５にセットする。

補間処理部本体２１は、一定の周期で補間処理を実行する処理部である。補間処理部本体２１は、移動量記憶部４５にセットされた移動量にしたがって補間を実施し、機械制御位置記憶部４６に位置情報をセットする。また、工具が旋回する場合、補間処理部本体２１は、座標変換処理部２２を用いて、工具先端位置が補間位置からずれないように工具旋回中心位置を算出する。このとき、座標変換処理部２２は、工具長記憶部４４の内容、即ち微調整量を加算した工具長(Ｔｘ＋Ｃｘ)を用いて座標変換処理を実行する。補間処理部本体２１は、座標変換処理部２２の計算結果を機械制御位置記憶部４６にセットする。

なおこの座標変換処理について、図２、図３を用いて説明すると、次の通りである。
即ち、図２は、工具旋回角度０度状態における、プログラム上の指令位置Ｃ、工具旋回中心位置Ｂ、工具先端位置Ａ及び微調整量６４の位置関係を表す図であり、図３は、工具旋回角度９０度状態における、プログラム上の指令位置Ｃ、工具旋回中心位置Ｂ、工具先端位置Ａ及び微調整量６４の位置関係を表す図である。
また図２、図３において、直線６５は、工具旋回角度０°状態において工具長方向に並行かつ工具先端位置Ａを通る線であり、直線６６は、工具旋回角度９０°状態において工具長方向に並行かつ工具先端位置Ａを通る線であり、７１は直線６５と直線６６がなす角、即ち工具旋回角度である。
図２において、微調整量６４は、工具長方向、即ちＸ軸方向に大きさＣｘの微調整量が適用されている。座標変換処理部２２では、工具長記憶部４４の内容、即ち微調整量を加算した工具長(Ｔｘ＋Ｃｘ)である線分ＣＢを、プログラム指令位置Ｃを中心に旋回させる変換を実施する。変換処理を実行した結果、図３のように、微調整量６４は、工具長方向、即ちＺ軸方向に大きさＣｘの微調整量に変換される。
移動量出力部３０は、機械制御位置記憶部４６から位置情報を取得し、サーボモータ４に対して位置を出力する。

特開平５−３０３４１０号公報（第２−４頁、第１図）

上記のような従来の数値制御装置は、微調整量の適用方向を工具長方向に固定としているため、図２のように工具旋回角度０度の状態においてＸ軸方向の微調整のために微調整設定部３４−（１）にセットした微調整量Ｃｘは、工具が旋回した状態、例えば図３のように工具が９０度旋回した状態では、工具長補正量Ｔｘとともに９０度旋回し、Ｚ軸方向に大きさＣｘの微調整量として適用される。
数値制御装置を用いた工作機械による加工方法には、工具の旋回角度を変化させずに、斜め方向または９０度方向の固定工具のように扱って加工することがあり、その際の微調整量は、図４や図８に示すように、工具旋回角度によらず実軸方向（Ｘ軸方向やＺ軸方向など）に適用するほうが調整しやすい場合がある。
ところが、従来のものは、微調整量の適用方向が工具長方向に固定されているために、微調整量を実軸方向への微調整ができないという問題点があった。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、工具が旋回したとしても、微調整量を実軸の方向へ適用できる数値制御装置を得ることを目的としている。

またこの発明は、微調整量を工具長方向あるいは実軸方向の何れかに適用できる数値制御装置を得ることを目的としている。

本発明は上記目的を達成するために、工具に適用される工具位置微調整量を前記工具の旋回位置にかかわらず実軸方向に適用する手段を備える構成としたものである。

また本発明の数値制御装置は、工具に適用される工具位置微調整量を前記工具の旋回位置にかかわらず実軸方向に適用する手段と、前記工具位置微調整量を前記工具の旋回位置にかかわらず工具軸方向に適用する手段と、前記手段を切換える切換え手段とを備える構成としたものである。

本発明によれば、工具が旋回したとしても、工具位置微調整量を実軸方向に適用することが可能となる。

また本発明によれば、あらかじめ登録された微調整量を、工具長方向あるいは実軸方向のいずれに適用するかを任意のタイミングで決定することが可能になる。このことにより、加工内容毎に最適な方向に工具位置の微調整が可能になるという効果がある。

本発明の実施例１による数値制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例１において工具旋回角度０度の場合の工具の状態を表す図である。 本発明の実施例１において微調整量を工具長方向に適用し、工具旋回角度が９０度の場合における工具の状態を表す図である。 本発明の実施例１において微調整量を実軸方向に適用し、工具旋回角度が９０度の場合における工具の状態を表す図である。 本発明の実施例１による微調整量適用モード設定処理部の処理を示すフローチャートである。 本発明の実施例１による補正量抽出部の処理を示すフローチャートである。 本発明の実施例１による移動量算出部と補正量算出部の処理を示すフローチャートである。 本発明の実施例１において微調整量を実軸方向に適用し、工具旋回角度が任意の角度の場合における工具の状態を表す図である。 本発明の実施例１による微調整量設定画面と設定例を示す図である。 従来の数値制御装置の構成を示すブロック図である。 従来の数値制御装置による移動量算出部と補正量算出部の処理を示すフローチャートである。 従来の数値制御装置による補正量抽出部の処理を示すフローチャートである。 従来の数値制御装置による微調整量設定画面と設定例を示す図である。 従来の数値制御装置による工具長補正量設定画面と設定例を示す図である。

実施例１．
以下本発明の実施例１を、図１〜図９及び図１４を用いて説明する。
図１は、本発明の実施例１による数値制御装置の構成を示すブロック図であり、図において、１は数値制御装置本体、２は加工プログラム、３は工具長補正量設定画面３１と、微調整量適用方向設定部３５が追加された微調整量設定画面３２とパラメータ設定画面３３とを有する設定・表示制御部、４はサーボモータである。
数値制御装置本体１の揮発性メモリ４０には、微調整量適用方向選択信号（ＰＬＣデバイス）２９、微調整量適用モード記憶部４１及び実軸方向補正量記憶部４３が追加され、また不揮発性メモリ５０には、微調整量適用方向記憶部５３及び微調整量適用方向設定パラメータ記憶部５４が追加されている。
またプログラム解析部１０には、加工プログラム２に、微調整量を実軸方向に適用するためのＧ１７４．１，Ｑ１指令（もしくは微調整量を工具長方向に適用するためのＧ１７４．１，Ｑ０指令）が指令されている場合、微調整量適用モード記憶部４１に、微調整量適用方向に関する情報をセットする微調整量適用モード設定処理部１１が追加されている。

また、従来の補正量抽出部１７に対応する補正量抽出部１２には、微調整量適用方向記憶部５３及び微調整量適用方向設定パラメータ記憶部５４の設定内容に従って、微調整量適用モード記憶部４１に微調整量適用方向に関する情報をセットする機能が追加されている。
また従来の補正量算出部１５に対応する補正量算出部１３には、工具長補正量記憶部５１及び微調整量記憶部５２に記憶された工具長及び微調整量を、微調整量適用モード記憶部４１に記憶された微調整量適用モードに応じて、実軸方向補正量記憶部４３及び工具長記憶部４４の夫々に記憶させるか、工具長記憶部４４のみに記憶させるかを決定する機能が追加され、また従来の移動量算出部１６に対応する移動量算出部１４には、実軸方向の移動量に微調整量考慮を可能とする機能が追加されている。
即ち、移動量算出部１４には、工具の微調整量を実軸方向に適用する場合、実軸方向補正量記憶部４３に記憶されている微調整量を参照し、この微調整量を実軸方向に適用する機能が追加されている。
更にまた、従来のＰＬＣ信号処理部２８に対応するＰＬＣ信号処理部２５には、微調整量適用方向選択信号（ＰＬＣデバイス）２９の信号に従って、微調整量適用モード記憶部４１に対して微調整量適用方向に関する情報をセットする機能が追加されている。
なおここで述べる微調整量適用モードとは、微調整量の適用方向を工具長方向に適用するか、微調整量を実軸の方向に適用するかを表す状態のことである。

また、数値制御装置のオペレータは、工具長補正量設定画面３１、微調整量設定画面３２及びパラメータ設定画面３３を介して、工具長補正量記憶部５１、微調整量記憶部５２、微調整量適用方向記憶部５３及び微調整量適用方向設定パラメータ記憶部５４にアクセス可能である。
また、図９は微調整量設定画面３２の表示項目を表した図であり、微調整量の設定内容は、微調整量適用モードにより異なる。即ち、微調整量を工具長方向に適用するモード中に使用する場合、微調整量設定部３４の（１）には工具長方向、（２）には工具径方向、（３）には工具長方向（１）と工具径方向（２）の両方に直交する方向の微調整量をセットする。また、微調整量を実軸方向に適用するモード中に使用する場合、微調整量設定部３４の（１）にはＸ軸方向の微調整量、（２）にはＺ軸方向の微調整量、（３）にはＹ軸方向の微調整量をセットする。また微調整量適用方向設定部３５には、微調整量を適用する方向（実軸方向に適用するか、工具長方向に適用するかの方向）を定義する。
また、図１４は工具長補正量設定画面３１の表示項目を表した図であり、従来と同様に、工具長補正量設定部３６の（１）は工具長方向、（２）は工具径方向、（３）は工具長方向（１）と工具径方向（２）の両方に直交する方向の工具長補正量をセットする。
その他の構成は、従来のものと同様である。

なお、この実施例１において、プログラム解析部１０、補間処理部２０、各種データが記憶された揮発性メモリ４０、不揮発性メモリ５０などにより、工具位置微調整量を実軸方向に適用する手段及び工具位置微調整量を工具長方向に適用する手段を構成しており、また、加工プログラム２、設定・表示制御部３、揮発性メモリ４０、不揮発性メモリ５０、ＰＬＣ信号処理部２５、微調整量適用方向選択信号（ＰＬＣデバイス）２９などにより、工具位置微調整量を実軸方向に適用する手段と工具位置微調整量を工具長方向に適用する手段との何れの手段を使用するかを切り換える手段が構成されている。

このように構成された数値制御装置における動作について、図１〜図９及び図１４を参照しながら説明する。
なお、この実施例１では、微調整量の適用方向を切換える方法として、（Ａ）加工プログラムの指令コードにて微調整量の適用方向を指定する方法、（Ｂ）微調整量設定画面３２より微調整量適用方向記憶部５３に、補正番号毎に微調整量の適用方向を定義しておく方法、（Ｃ）パラメータ設定画面３３より微調整量適用方向設定パラメータ記憶部５４に、補正番号毎に微調整量の適用方向をパラメータ設定しておく方法、（Ｄ）微調整量の適用方向をＰＬＣ信号にて行う方法を開示しているが、この各方法を単独又は適宜組合せて、微調整量の補正方向の自動切換えを実現することが可能である。

微調整量の適用方向を切換える方法として、先ず、加工プログラムの指令コードを用いる場合について説明する。
即ち、数値制御装置のオペレータは、微調整量設定画面３２及び工具長補正量設定画面３１を介して微調整量記憶部５２及び工具長補正量記憶部５１に、微調整量と工具長補正量をセットしておく。ここで図９における微調整量設定画面３２の補正番号（０４）の微調整量設定部３４−（１）にＸ軸方向の微調整量Ｃｘ、（２）と（３）には０（Ｚ軸方向、Ｙ軸方向の微調整量が０）をセットしておくものとする。また図１４における工具長補正量設定画面３１の補正番号（０４）の工具長補正量３６−（１）に工具長補正量Ｔｘ、（２）と（３）には０（工具径方向、工具長方向と工具径方向の両方に直交する方向の工具長補正量が０）をセットしておくものとする。
またこのとき、微調整量設定画面３２の微調整量適用方向設定部３５に微調整量適用方向（工具長方向または実軸方向）を設定せず、またパラメータ設定画面３３からも微調整量適用方向を設定しないものとする。即ち、微調整量適用方向記憶部５３及び微調整量適用方向設定パラメータ記憶部５４には、何のデータも格納しないものとする。

また、数値制御装置のオペレータは、加工プログラム中の任意のブロックに、微調整量の適用方向を切換えるための指令、例えば、微調整量を実軸方向に適用するためのＧ１７４．１，Ｑ１指令（もしくは微調整量を工具長方向に適用するためのＧ１７４．１，Ｑ０指令）を記載しておくものとする。
なお、微調整量の適用方向を切換えるための指令はこれに限られるものではない。

前述のように予め設定しておくと、微調整量適用モード設定処理部１１、補正量抽出部１２、補正量算出部１３及び移動量算出部１４は、次の通り動作する。
図５は、微調整量の適用方向の切換えを加工プログラム上の指令によって実現するために設けられた微調整量適用モード設定処理部１１の処理フローである。
ステップＳ１０１において、プログラム解析部１０が加工プログラム２の２−１ブロックを解析し、微調整量適用方向を実軸方向に適用する意味の指令であるＧ１７４．１，Ｑ１が指令されていることを解析する。Ｇ１７４．１，Ｑ１指令を解析すると、ステップＳ１０２において、微調整量適用モード記憶部４１に、微調整量記憶部５２に格納された微調整量を実軸方向に適用するモードである旨の情報をセットする。なお、微調整量適用方向を工具長方向に適用する意味の指令であるＧ１７４．１，Ｑ０が指令されている場合には、微調整量適用モード記憶部４１に、微調整量を工具長方向に適用するモードである旨の情報をセットする。

図６は、補正量抽出部１２の処理フローである。ステップＳ２０１において、プログラム解析部１０が加工プログラム２の２−２ブロックを解析し、補正量変更指令、例えばＴ０４（工具番号）が指令されていることを解析する。Ｔ０４指令を解析すると、ステップＳ２０２において、指令された補正番号（０４）の工具長補正量（Ｔｘ，０，０）を工具長補正量記憶部５１から抽出し、また補正番号（０４）の微調整量（Ｃｘ，０，０）を微調整量記憶部５２から抽出し、選択中補正量記憶部４２にセットする。
次にステップＳ２０３において、補正番号（０４）の微調整量適用方向記憶部５３に補正方向がセットされているか否かを判断し、補正方向がセットされていれば、ステップＳ２０４において、微調整量適用方向記憶部５３にセットされている微調整量適用方向を、微調整量適用モード記憶部４１に上書きする。また補正方向がセットされていなければ、ステップＳ２０５に移行する。
なおこの例の場合、前述したように、微調整量適用方向記憶部５３に補正方向がセットされていないため、ステップＳ２０５に移行する。

次にステップＳ２０５において、微調整量適用方向設定パラメータ記憶部５４に補正方向がセットされているか否かを判断し、補正方向がセットされていれば、ステップＳ２０６において、微調整量適用方向設定パラメータ記憶部５４にセットされている微調整量適用方向を、微調整量適用モード記憶部４１に上書きする。また補正方向がセットされていなければ終了する。
なおこの例の場合、前述したように、調整量適用方向設定パラメータ記憶部５４に補正方向がセットされていないため、終了する。

図７は、補正量算出部１３及び移動量算出部１４の処理フローである。
ステップＳ３０１において、プログラム解析部１０が、加工プログラム２の２−３ブロックで移動指令、例えばＧ００Ｚ０Ｘ０Ｂ９０．を解析する。ここで、プログラム上の指令位置は、微調整量が０の状態における工具先端位置を指令するものとする。次にステップＳ３０２において、補正量算出部１３は、微調整量適用モード記憶部４１を参照し、微調整量適用モード記憶部４１に記憶しているモードは何かを判断する（工具長方向への適用モードか、実軸方向への適用モードかを判断する）。
この例の場合、適用モードが実軸方向への適用モードであるため、ステップＳ３２１に移行し、このステップＳ３２１おいて、選択中補正量記憶部４２に記憶している工具長Ｔｘを工具長記憶部４４にセットし、ステップＳ３２２において、選択中補正量記憶部４２に記憶している微調整量Ｃｘを実軸方向補正量記憶部４３にセットする。
なお、適用モードが工具長方向への適用モードである場合、ステップＳ３１１に移行し、このステップＳ３１１おいて、選択中補正量記憶部４２に記憶している微調整量Ｃｘと工具長Ｔｘとを合算し、これを工具長記憶部４４にセットし、ステップＳ３１２において、実軸方向補正量記憶部４３に０をセットする。
最後にステップＳ３０３において、移動量算出部１４は、２−３ブロック直前の指令位置と２−３ブロックの指令位置の変化量を算出するとともに、実軸方向補正量記憶部４３を参照し、実軸方向補正量記憶部４３に微調整量Ｃｘがセットされている場合（適用モードが実軸方向への適用モードである場合）、図２に示すように、この微調整量Ｃｘを実軸方向（Ｘ軸方向）にオフセットし、移動量記憶部４５にセットする。
また、実軸方向補正量記憶部４３に微調整量Ｃｘがセットされていない場合、前記オフセット動作は行わず、２−３ブロック直前の指令位置と２−３ブロックの指令位置の変化量を算出し、移動量記憶部４５にセットする。
なお、この例の場合は、実軸方向への適用モードであるため、移動量算出部１４は、前者の動作を行う。

補間処理部本体２１は、移動量記憶部４５にセットされた移動量に従って補間を実施し、機械制御位置記憶部４６に位置情報をセットする。このとき、工具が図２の状態から図３（又は図４）の状態に９０°右旋回する場合、座標変換処理部２２は、工具先端位置が補間位置からずれないように、工具旋回中心位置を制御するＸ軸とＺ軸の位置を算出する。即ち、座標変換処理部２２は、適用モードが工具長方向への適用モードである場合、工具長記憶部４４に保持する工具長Ｔｘ＋微調整量Ｃｘを用いて座標変換処理を実行し、また適用モードが実軸方向への適用モードである場合、工具長記憶部４４に保持する工具長Ｔｘを用いて座標変換処理を実行する。
なお、この例の場合は、適用モードが実軸方向への適用モードであるため、工具長記憶部４４に保持する工具長Ｔｘを用いて座標変換処理を実行する。

適用モードが実軸方向への適用モードである場合における座標変換処理について、図４及び図８を用いて説明すると、次の通りである。
図４は、微調整量を実軸方向に適用した場合の工具旋回角度９０度状態における、プログラム上の指令位置Ｃ、工具旋回中心位置Ｂ、工具先端位置Ａ及び微調整量６４の位置関係を表す図である。
図４において、直線６５は、工具旋回角度０°状態において工具長方向に並行かつ工具先端位置Ａを通る線であり、直線６６は、工具旋回角度９０°状態において工具長方向に並行かつ工具先端位置Ａを通る線であり、７１は直線６５と直線６６がなす角、即ち工具旋回角度である。
微調整量（Ｃｘ，０，０）は実軸方向に適用されているため、プログラム指令位置Ｃと工具先端位置Ａの位置関係は、工具旋回角度７１に関係なく固定で、Ｘ軸方向にＣｘ，Ｚ軸方向に０，Ｙ軸方向に０の微調整量が適用されている。また、工具長記憶部４４には微調整量を含まない工具長（Ｔｘ，０，０）が保持されており、座標変換処理部２２は、大きさＴｘの線分ＡＢを、工具先端位置Ａを中心に９０度旋回する座標変換を実施し、工具旋回中心位置Ｂを制御するＸ軸及びＺ軸の位置を算出する。

また図８は、微調整量を（Ｃｘ，Ｃｚ，０）と設定（図９の工具番号（４）の微調整量設定部３４−（１）欄にＣｘ、（２）欄にＣｚ、（３）欄に０を入力）し、実軸方向に適用した場合の任意の工具旋回角度における、プログラム上の指令位置Ｃ、工具旋回中心位置Ｂ、工具先端位置Ａ及び微調整量６４の位置関係を表す図であり、工具旋回角度７１は任意である。この場合もプログラム指令位置Ｃと工具先端位置Ａの位置関係は、工具旋回角度７１に関係なく固定で、Ｘ軸方向にＣｘ，Ｚ軸方向にＣｚ，Ｙ軸方向に０の微調整量が適用されている。座標変換処理部２２は、工具旋回角度７１に応じて、大きさＴｘの線分ＡＢが工具先端位置Ａを中心に旋回するように座標変換を実施し、工具旋回中心位置Ｂを制御するＸ軸及びＺ軸の位置を算出する。なお、図８において６８はZ軸方向の微調整量である。
最後に、補間処理部本体２１は、座標変換処理部２２の計算結果を機械制御位置記憶部４６にセットし、移動量出力部３０を介してサーボモータ４に位置を出力する。
微調整量の適用方向を切換える方法として、加工プログラムの指令コードＧ１７４．１，Ｑ１（またはＧ１７４．１，Ｑ０）を用いた場合、以上説明した通り動作する。

また前記の説明では、微調整量の適用方向を切換える方法として、加工プログラムの指令コードＧ１７４．１，Ｑ１（またはＧ１７４．１，Ｑ０）を用いる場合について説明したが、図９に示すように、微調整量設定画面３２の微調整量適用方向設定部３５に、補正番号毎に適用方向（工具長方向または実軸方向）を定義しておく（微調整量適用方向記憶部５３に補正番号毎に適用方向（工具長方向または実軸方向）を格納しておく）ことで、補正番号選択時に補正方向の自動切換えを実現することも可能である。

以下、微調整量適用方向記憶部５３に補正番号毎に適用方向（工具長方向または実軸方向）を格納しておくことで、補正番号選択時に補正方向の自動切換えを実現する場合について、図１、図６、図９及び図１４を用いて説明する。
即ち、数値制御装置のオペレータは、図１、図９に示すように、微調整量設定画面３２の微調整量適用方向設定部３５に、微調整量を適用する工具長方向または実軸方向の定義をし、この微調整量適用方向設定部３５を介して補正番号（０４）の微調整量適用方向記憶部５３に、微調整量を適用する工具長方向または実軸方向を格納しておく。
なおこのとき、加工プログラム２には、微調整量の適用方向を切換える指令コードＧ１７４．１，Ｑ１（またはＧ１７４．１，Ｑ０）を指令しないものとする（図１の加工プログラム２の２−１ブロックは存在しないものとする）。またパラメータ設定画面３３から微調整量適用方向を設定しないものとする（微調整量適用方向設定パラメータ記憶部５４の記憶内容が空欄）。
また、微調整量設定部３４及び工具長補正量設定部３６には、図９及び図１４に示すデータが入力されているものとする。

そしてこの例の場合、補正量抽出部１２は図６に示すように動作する。即ち、ステップＳ２０１において、プログラム解析部１０が加工プログラム２の２−２ブロックを解析し、補正量変更指令、例えばＴ０４が指令されていることを解析する。Ｔ０４指令を解析すると、ステップＳ２０２において、補正量抽出部１２は、指令された補正番号（０４）の工具長補正量（Ｔｘ，０，０）を工具長補正量記憶部５１から抽出し、また補正番号（０４）の微調整量（Ｃｘ，０，０）を微調整量記憶部５２から抽出し、選択中補正量記憶部４２にセットする。次にステップＳ２０３において、補正量抽出部１２は、補正番号（０４）の微調整量適用方向記憶部５３を参照し、ステップＳ２０４において、この微調整量適用方向記憶部５３に格納されている内容（微調整量適用方向が工具長方向に適用するモード、または実軸方向に適用するモード）を、微調整量適用モード記憶部４１に上書きする。なお、この例の場合、微調整量適用方向が実軸方向に適用するモードであるため、微調整量適用モード記憶部４１には微調整量適用方向が実軸方向に適用するモードである内容が格納される。
なお、これ以降の動作は、プログラム指令による微調整量適用方向切換えと同様である。

また前記の各説明では、微調整量の適用方向を切換える方法として、加工プログラムの指令コードＧ１７４．１，Ｑ１（またはＧ１７４．１，Ｑ０）を用いる場合、微調整量設定画面３２より微調整量適用方向記憶部５３に、補正番号毎に適用方向（工具長方向または実軸方向）を定義（微調整量適用方向記憶部５３に補正番号毎に適用方向（工具長方向または実軸方向）を格納）しておく場合について説明したが、図１に示すように、パラメータ設定画面３３より微調整量適用方向設定パラメータ記憶部５４に、補正番号毎に適用方向（工具長方向または実軸方向）をパラメータ設定しておくことで、補正番号選択時に補正方向の自動切換えを実現することも可能である。

以下、パラメータ設定画面３３より微調整量適用方向設定パラメータ記憶部５４に、補正番号毎に適用方向（例えば０：工具長方向、１：実軸方向）をパラメータ設定しておくことで、補正番号選択時に補正方向の自動切換えを実現する場合について、図１、図６、図９及び図１４を用いて説明する。
即ち、数値制御装置のオペレータは、図１に示すように、パラメータ設定画面３３より微調整量適用方向設定パラメータ記憶部５４に、微調整量を適用する工具長方向または実軸方向を格納しておく。
なおこのとき、加工プログラムには、微調整量の適用方向を切換える指令コードＧ１７４．１，Ｑ１（またはＧ１７４．１，Ｑ０）を指令しないものとする（図１の加工プログラム２の２−１ブロックは存在しないものとする）。
また、微調整量適用方向記憶部５３に、補正番号毎に適用方向（工具長方向または実軸方向）を格納しないものとする。
更にまた、微調整量設定部３４及び工具長補正量設定部３６には、図９及び図１４に示すデータが入力されているものとする。

そしてこの例の場合、補正量抽出部１２は図６に示すように動作する。即ち、ステップＳ２０１において、プログラム解析部１０が加工プログラム２の２−２ブロックを解析し、補正量変更指令、例えばＴ０４が指令されていることを解析する。Ｔ０４指令を解析すると、ステップＳ２０２において、補正量抽出部１２は、指令された補正番号（０４）の工具長補正量（Ｔｘ，０，０）を工具長補正量記憶部５１から抽出し、また補正番号（０４）の微調整量（Ｃｘ，０，０）を微調整量記憶部５２から抽出し、選択中補正量記憶部４２にセットする。次にステップＳ２０３において、補正量抽出部１２は、補正番号（０４）の微調整量適用方向記憶部５３を参照し、この微調整量適用方向記憶部５３に、補正番号毎に適用方向（工具長方向または実軸方向）が格納されているか否かを判断する。この例の場合、微調整量適用方向記憶部５３に何も格納されていないため、ステップＳ２０５に移行する。

次にステップＳ２０５において、微調整量適用方向設定パラメータ記憶部５４に補正方向がセットされているか否かを判断し、補正方向がセットされていれば、ステップＳ２０６において、微調整量適用方向設定パラメータ記憶部５４にセットされている微調整量適用方向を、微調整量適用モード記憶部４１に上書きする。また補正方向がセットされていなければ終了する。
なおこの例の場合、前述したように、調整量適用方向設定パラメータ記憶部５４に補正方向がセットされているため、ステップＳ２０５からステップＳ２０６に移行し、ステップＳ２０６の動作を行う
なお、これ以降の動作は、プログラム指令による微調整量適用方向切換えと同様である。

更にまた、前記の説明では、微調整量の適用方向を切換える方法として、加工プログラムの指令コードＧ１７４．１，Ｑ１（またはＧ１７４．１，Ｑ０）を用いる場合、微調整量設定画面３２より微調整量適用方向記憶部５３に、補正番号毎に適用方向（工具長方向または実軸方向）を定義（微調整量適用方向記憶部５３に補正番号毎に適用方向（工具長方向または実軸方向）を格納）しておく場合、パラメータ設定画面３３より微調整量適用方向設定パラメータ記憶部５４に、補正番号毎に適用方向（工具長方向または実軸方向）をパラメータ設定しておく場合について説明したが、図１に示すように、ＰＬＣ信号による微調整量の適用方向切換えを行うことで、補正番号選択時に補正方向の自動切換えを実現することも可能である。

以下、ＰＬＣ信号による微調整量の適用方向切換えを行う場合について、図１、図９及び図１４を用いて説明する。
なおこのとき、加工プログラムには、微調整量の適用方向を切換える指令コードＧ１７４．１，Ｑ１（またはＧ１７４．１，Ｑ０）を指令しないものとする（図１の加工プログラム２の２−１ブロックは存在しないものとする）。
また、微調整量適用方向記憶部５３及び微調整量適用方向設定パラメータ記憶部５４に、補正番号毎に適用方向（工具長方向または実軸方向）を格納しないものとする。
更にまた、微調整量設定部３４及び工具長補正量設定部３６には、図９及び図１４に示すデータが入力されているものとする。

即ち、数値制御装置のオペレータは、微調整量適用方向を変更したいタイミングで、ＰＬＣ信号Ｉ／Ｏ部２６に接続されている機械側スイッチ（図示せず）を操作する。
ＰＬＣ信号Ｉ／Ｏ部２６は、機械側スイッチの情報を、ＰＬＣ信号記憶部４８にセットする。なお、ＰＬＣ信号処理部２５は、一定周期で実行する。ここで、ＰＬＣ信号処理部２５が微調整量適用方向選択信号２９の立ち上がりを捉える。微調整量適用方向選択信号２９がＯＮしている状態が実軸方向に適用するモードの意味である場合、ＰＬＣ信号処理部２５は、微調整量適用モード記憶部４１に、実軸方向に適用するモードである旨の情報をセットする。また、微調整量適用方向選択信号２９がＯＦＦしている状態が工具長方向に適用するモードの意味である場合、ＰＬＣ信号処理部２５は、微調整量適用モード記憶部４１に、工具長方向に適用するモードである旨の情報をセットする。
なお、これ以降の動作は、プログラム指令による微調整量適用方向切換えと同様である。

また、微調整量の適用方向を切換える方法として、加工プログラムの指令コードＧ１７４．１，Ｑ１（またはＧ１７４．１，Ｑ０）を用いる場合、微調整量設定画面３２より微調整量適用方向記憶部５３に、補正番号毎に適用方向（工具長方向または実軸方向）を定義（微調整量適用方向記憶部５３に補正番号毎に適用方向（工具長方向または実軸方向）を格納）しておく場合、パラメータ設定画面３３より微調整量適用方向設定パラメータ記憶部５４に、補正番号毎に適用方向（工具長方向または実軸方向）をパラメータ設定しておく場合及びＰＬＣ信号を用いる場合について説明したが、前記各方法を適宜組み合わせて使用できることは言うまでもない。

この実施例１によれば、あらかじめ登録された微調整量を、工具長方向あるいは実軸方向のいずれに適用するかをオペレータが任意のタイミングで選択することが可能になる。このことにより、加工内容毎に最適な方向に工具位置の微調整が可能になるという効果がある。

この発明に係る数値制御装置は、特に、工具旋回角度を固定とした斜め工具による加工を行なう場合と、工具の角度を変化させながら補間するような加工を行なう場合の両方の加工パターンを有する工作機械において、加工内容によって微調整量の適用方向を選択可能とする数値制御装置として用いられるのに適している。

１ 数値制御装置本体、２ 加工プログラム、２−１ 微調整量適用方向切換え指令例、２−２ 微調整量指定指令例、２−３ 移動指令例、３ 設定・表示制御部、３１ 工具長補正量設定画面、３２ 微調整量設定画面、３３ パラメータ設定画面、３４ 微調整量設定画面上の微調整量設定部、３５ 微調整量設定画面上の微調整量適用方向設定部、３６ 工具長補正量設定画面上の工具長補正量設定部、４ サーボモータ、１０ プログラム解析部、１１ 微調整量適用モード設定処理部、１２ 補正量抽出部、１３ 補正量算出部、１４ 移動量算出部、２０ 補間処理部、２１ 補間処理部本体、２２ 座標変換処理部、２５ ＰＬＣ信号処理部、２６ ＰＬＣ信号Ｉ／Ｏ部、２９ 微調整量適用方向選択信号（ＰＬＣデバイス）、３０ 移動量出力部、４０ メモリ（ＲＡＭ）、４１ 微調整量適用モード記憶部、４２ 選択中補正量記憶部、４３ 選択中補正量記憶部、４４ 工具長記憶部、４５ 移動量記憶部、４６ 機械制御位置記憶部、４８ ＰＬＣ信号記憶部、５０ 不揮発性メモリ（ＳＲＡＭ）、５１ 工具長補正量記憶部、５２ 微調整量記憶部、５３ 微調整量適用方向記憶部、５４ 微調整量適用方向設定パラメータ記憶部、６０ 旋回機能を有する工具、６４ 工具位置微調整量Ｃｘ、６５ 工具旋回角度０°状態で、工具長方向に並行かつ工具先端位置Ａを通る線
６６ 工具旋回角度９０°状態で、工具長方向に並行かつ工具先端位置Ａを通る線、６７ 任意の工具旋回角度のときに、工具長方向に並行かつ工具先端位置Ａを通る線、６８ 工具位置微調整量Ｃｚ、７１ 工具旋回角度、Ａ 工具先端位置、Ｂ 工具旋回中心位置、Ｃ プログラム指令位置、Ｃｘ Ｘ軸方向に設定された微調整量の大きさ、Ｔｘ Ｘ軸方向に設定された工具長の大きさ。

Claims (5)

1. 旋回機能を有する工具の姿勢を制御することが可能な工作機械の数値制御装置において、工具長補正量を前記工具の旋回位置にかかわらず工具軸方向に適用する工具長補正手段と、前記工具長補正量とは異なる補正量であって工具ごとに決められる工具位置微調整量を前記工具の旋回位置にかかわらず実軸方向に適用する実軸方向適用手段と、前記工具位置微調整量を前記工具の旋回位置にかかわらず工具軸方向に適用する工具軸方向適用手段と、前記実軸方向適用手段と前記工具軸方向適用手段とのいずれを使用するかを切換える切換え手段とを備えてなる数値制御装置。
2. 前記切換え手段は、加工プログラム中の指令によるものであることを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
3. 前記切換え手段は、工具位置微調整量設定領域に適用方向情報を付与するものであることを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
4. 前記切換え手段は、パラメータ設定によるものであることを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
5. 前記切換え手段は、ＰＬＣ信号を用いるものであ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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