JP5302165B2 - 計測装置を具備する工作機械を制御する数値制御装置 - Google Patents
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Description
本発明は、工作機械を制御する数値制御装置に関し、特に、加工サイクルの形状データを利用した計測を行う数値制御装置に関する。
ワークを加工した後の検査を行うには、予め、最終加工形状における計測位置を決定し、かつ、その計測位置を計測するための計測種類を決定した後、その計測位置と計測種類とから計測用のプログラム（計測サイクル）を別途作成し、そのプログラムを実行する必要があった。従来技術における計測サイクルを含む加工プログラムは以下に例示されるようなものである。
Ｏ１２３４；
（ＦＡＣＩＮＧ）；
Ｔ１Ｍ６；
Ｇ１０２０ Ｄ３０．Ｔ５．Ｈ０．Ｌ１０．Ｊ５．Ｆ３００．Ｅ１００．Ｉ１００．Ｗ１．Ｐ１．Ｖ０．Ｃ０．Ｍ０．Ａ１．Ｂ１．Ｚ１．；
Ｇ１２２０ Ｔ１．Ｂ０．Ｈ５０．Ｖ５０．Ｕ１００．Ｗ１００．Ｒ０．Ａ０．；
；
（ＭＥＡＳＵＲＥ ＦＡＣＥ）；
Ｔ２Ｍ６；
Ｇ２０４２ Ｐ２．Ｑ１．Ｈ５０．Ｖ５０．Ｌ０．Ｒ１０．Ｆ３００．Ｕ２．Ｍ１．Ｋ０．５Ｅ１；
；
（ＰＯＣＫＥＴＩＮＧ）；
Ｔ３Ｍ６；
Ｇ１０４０ Ｄ１０．Ｔ０．Ｓ０．Ｌ５．Ｊ４．Ｋ０．Ｈ０．Ｆ５０．Ｖ３０．Ｅ１０．Ｗ１．Ｂ０．Ｃ０．Ｚ１．Ａ２５．Ｐ０．Ｑ０．；
Ｇ１２２１ Ｔ３．Ｂ０．Ｌ−１０．Ｈ５０．Ｖ５０．Ｒ２０．；
；
（ＤＲＩＬＬＩＮＧ）
Ｔ４Ｍ６；
Ｇ１００１ Ｗ３．Ｈ２．Ｑ５．Ｉ１．Ｊ１０．Ｋ０．Ｃ５．Ｆ２００．Ｐ１．Ｚ１．；
Ｇ１２１５ Ｂ０．Ｌ−２０．Ｈ５０．Ｖ５０．Ｒ３０．Ａ０．Ｃ６０．Ｄ６．Ｅ０．Ｆ０．Ｉ０．Ｊ０．；
；
（ＭＥＡＳＵＲＥ ＰＯＣＫＥＴ／ＨＯＬＥ）；
Ｔ２Ｍ６；
Ｇ２０４４ Ｑ１．Ｄ４０．Ｈ５０．Ｖ５０．Ｌ−１０．Ｒ１０．Ｆ３００．Ｐ４．Ｍ１．Ｕ１．Ｋ０．５Ｅ１；
Ｇ２０６２ Ｑ１．Ｄ３０．Ｈ５０．Ｖ５０．Ｌ−２０．Ｒ１０．Ｆ３００．Ｐ６．Ｕ２．Ｍ１．Ｋ０．５Ｅ１；
；
Ｍ３０；
（ＦＡＣＩＮＧ）；
Ｔ１Ｍ６；
Ｇ１０２０ Ｄ３０．Ｔ５．Ｈ０．Ｌ１０．Ｊ５．Ｆ３００．Ｅ１００．Ｉ１００．Ｗ１．Ｐ１．Ｖ０．Ｃ０．Ｍ０．Ａ１．Ｂ１．Ｚ１．；
Ｇ１２２０ Ｔ１．Ｂ０．Ｈ５０．Ｖ５０．Ｕ１００．Ｗ１００．Ｒ０．Ａ０．；
；
（ＭＥＡＳＵＲＥ ＦＡＣＥ）；
Ｔ２Ｍ６；
Ｇ２０４２ Ｐ２．Ｑ１．Ｈ５０．Ｖ５０．Ｌ０．Ｒ１０．Ｆ３００．Ｕ２．Ｍ１．Ｋ０．５Ｅ１；
；
（ＰＯＣＫＥＴＩＮＧ）；
Ｔ３Ｍ６；
Ｇ１０４０ Ｄ１０．Ｔ０．Ｓ０．Ｌ５．Ｊ４．Ｋ０．Ｈ０．Ｆ５０．Ｖ３０．Ｅ１０．Ｗ１．Ｂ０．Ｃ０．Ｚ１．Ａ２５．Ｐ０．Ｑ０．；
Ｇ１２２１ Ｔ３．Ｂ０．Ｌ−１０．Ｈ５０．Ｖ５０．Ｒ２０．；
；
（ＤＲＩＬＬＩＮＧ）
Ｔ４Ｍ６；
Ｇ１００１ Ｗ３．Ｈ２．Ｑ５．Ｉ１．Ｊ１０．Ｋ０．Ｃ５．Ｆ２００．Ｐ１．Ｚ１．；
Ｇ１２１５ Ｂ０．Ｌ−２０．Ｈ５０．Ｖ５０．Ｒ３０．Ａ０．Ｃ６０．Ｄ６．Ｅ０．Ｆ０．Ｉ０．Ｊ０．；
；
（ＭＥＡＳＵＲＥ ＰＯＣＫＥＴ／ＨＯＬＥ）；
Ｔ２Ｍ６；
Ｇ２０４４ Ｑ１．Ｄ４０．Ｈ５０．Ｖ５０．Ｌ−１０．Ｒ１０．Ｆ３００．Ｐ４．Ｍ１．Ｕ１．Ｋ０．５Ｅ１；
Ｇ２０６２ Ｑ１．Ｄ３０．Ｈ５０．Ｖ５０．Ｌ−２０．Ｒ１０．Ｆ３００．Ｐ６．Ｕ２．Ｍ１．Ｋ０．５Ｅ１；
；
Ｍ３０；
上記加工プログラムＯ１２３４の概略を説明する。
（ＦＡＣＩＮＧ）
Ｔ１Ｍ６は工具番号１の工具に交換する工具交換指令である。Ｔ１はフェイスミル工具を意味する。Ｇ１０２０とＧ１２２０は平面加工サイクル（四角形状）のブロックである。
（ＭＥＡＳＵＲＥ ＦＡＣＥ）
Ｔ２Ｍ６は工具番号２の計測装置（この場合はタッチプローブ）を意味する。計測指令を作成する際、計測位置を指定する必要がある。Ｇ２０４２のブロックは端面計測サイクル指令である。
（ＰＯＣＫＥＴＩＮＧ）
Ｔ３Ｍ６は工具交換指令（この場合、エンドミル工具）を意味する。Ｇ１０４０とＧ１２２１のブロックはポケット加工サイクル指令（この場合は、円形状）を意味する。
（ＤＲＩＬＬＩＮＧ）
Ｔ４Ｍ６は工具交換指令（この場合、ドリル工具）を意味する。Ｇ１００１とＧ１２１５のブロックは穴加工サイクル指令（この場合、円周上の点）を意味する。
（ＭＥＡＳＵＲＥ ＰＯＣＫＥＴ／ＨＯＬＥ）
Ｔ２Ｍ６は工具交換指令（この場合、タッチプローブ）を意味する。Ｇ２０４４は円内径計測サイクル指令を意味し、Ｇ２０６２は円周穴位置計測サイクル指令を意味する。
Ｍ３０はプログラムエンドを意味する。
（ＦＡＣＩＮＧ）
Ｔ１Ｍ６は工具番号１の工具に交換する工具交換指令である。Ｔ１はフェイスミル工具を意味する。Ｇ１０２０とＧ１２２０は平面加工サイクル（四角形状）のブロックである。
（ＭＥＡＳＵＲＥ ＦＡＣＥ）
Ｔ２Ｍ６は工具番号２の計測装置（この場合はタッチプローブ）を意味する。計測指令を作成する際、計測位置を指定する必要がある。Ｇ２０４２のブロックは端面計測サイクル指令である。
（ＰＯＣＫＥＴＩＮＧ）
Ｔ３Ｍ６は工具交換指令（この場合、エンドミル工具）を意味する。Ｇ１０４０とＧ１２２１のブロックはポケット加工サイクル指令（この場合は、円形状）を意味する。
（ＤＲＩＬＬＩＮＧ）
Ｔ４Ｍ６は工具交換指令（この場合、ドリル工具）を意味する。Ｇ１００１とＧ１２１５のブロックは穴加工サイクル指令（この場合、円周上の点）を意味する。
（ＭＥＡＳＵＲＥ ＰＯＣＫＥＴ／ＨＯＬＥ）
Ｔ２Ｍ６は工具交換指令（この場合、タッチプローブ）を意味する。Ｇ２０４４は円内径計測サイクル指令を意味し、Ｇ２０６２は円周穴位置計測サイクル指令を意味する。
Ｍ３０はプログラムエンドを意味する。
また、特許文献１には、ＮＣプログラムを解析し、このプログラムに含まれる実際の加工時の各段階における加工形状を幾何モデルとして抽出し、この幾何モデルに合わせた測定プログラムを作成する技術が開示されている。
上述したように従来技術では、計測指令を作成する際、計測位置を指定する必要がある。また、背景技術で説明した特許文献１では、ＮＣプログラムを解析し、幾何モデルを作成し、その幾何モデルから計測パスを決定し、その計測パスから計測プログラムを作成しており、ＮＣプログラムの解析をする必要があり、ワークの計測が煩雑になるという問題がある。
そこで本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、加工サイクルで定義された加工形状データを利用することにより、計測指令を簡単に作成することが可能な加工サイクルの形状を利用した計測を行う数値制御装置を提供することである。
そこで本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、加工サイクルで定義された加工形状データを利用することにより、計測指令を簡単に作成することが可能な加工サイクルの形状を利用した計測を行う数値制御装置を提供することである。
本願の請求項１に係る発明は、加工種類及び加工形状を指定した加工サイクル指令で作成された加工プログラムを解析し、実行すると共に、該加工サイクル終了後に加工部位を計測する計測装置を具備する工作機械を制御する数値制御装置において、加工種類及び加工形状毎に加工部位の計測を行う指令である計測サイクルを定義した計測サイクル一覧を記憶する計測サイクル一覧記憶手段と、加工形状毎に計測すべき位置を定義した計測位置一覧を記憶する計測位置一覧記憶手段と、前記加工プログラムの加工サイクル指令から加工種類の情報と加工形状の情報を取得する手段と、取得した加工種類の情報と加工形状の情報を元に前記計測サイクル一覧を用いて計測サイクルを決定する計測サイクル決定手段と、前記取得した加工形状の情報を元に前記計測位置一覧を用いて計測位置の情報を取得する計測位置情報取得手段と、を備え、前記計測サイクル決定手段により決定された計測サイクルと前記計測位置情報取得手段により取得された計測位置の情報に基づいて前記計測装置を用いて計測サイクルを実行することを特徴とする計測装置を具備する工作機械を制御する数値制御装置である。
請求項２に係る発明は、加工種類及び加工形状を指定した加工サイクル指令で作成された加工プログラムを解析し、実行すると共に、該加工サイクル終了後に加工部位を計測する計測装置を具備する工作機械を制御する数値制御装置において、加工種類及び加工形状毎に加工部位の計測を行う指令である計測サイクルを定義した計測サイクル一覧を記憶する計測サイクル一覧記憶手段と、加工形状毎に計測すべき位置を定義した計測位置一覧を記憶する計測位置一覧記憶手段と、前記加工プログラムの加工サイクル指令から加工種類の情報と加工形状の情報を取得する手段と、取得した加工種類の情報と加工形状の情報を元に前記計測サイクル一覧を用いて計測サイクルを決定する計測サイクル決定手段と、前記取得した加工形状の情報を元に前記計測位置一覧を用いて計測位置の情報を取得する計測位置情報取得手段と、前記計測サイクル決定手段により決定された計測サイクルと前記計測位置情報取得手段により取得された計測位置の情報を格納する計測データ格納手段と、を備え、前記計測データ格納手段に格納された計測サイクルと計測位置の情報に基づいて前記計測装置を用いて計測サイクルを実行することを特徴とする計測装置を具備する工作機械を制御する数値制御装置である。
本発明により、加工サイクルで定義された加工形状データを利用することにより、計測指令を簡単に作成することが可能な加工サイクルの形状を利用した計測を行う数値制御装置を提供することができる。換言すれば、本発明により、計測の前に実行される加工サイクルの加工形状データから、自動的に計測位置を求めることにより、計測位置の指定を不要とすることができる加工サイクルの形状を利用した計測を行う数値制御装置を提供できる。
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は、本発明に係る数値制御装置の要部ブロック図である。数値制御装置２０は、プロセッサ（ＣＰＵ）２０１と、数値制御装置２０の全体を制御するプログラムを記憶するＲＯＭ２０５、ＲＡＭ２０６、各種パラメータやオフセットデータ等を記憶する書き換え可能な不揮発性メモリ２０７、表示装置２０８、キーボード２０９、各軸の軸制御回路２０２、所定のシーケンスを実行し外部（機械側強電盤、操作盤）とデータ入出力を行うＰＭＣ２０３とＩ／Ｏユニット２０４、計測装置３０からの計測情報を入力するためのインタフェース２１０を備え、上記各要素はバス２１１で接続されている。計測装置３０は例えば従来周知のタッチ式プローブやレーザ測距装置などであり、数値制御装置２０によって制御される工作機械によって加工されたワークの形状を測定するための計測装置である。なお、工作機械にワークの形状測定を行う計測装置を機上に設けることは従来から行われている。
図１は、本発明に係る数値制御装置の要部ブロック図である。数値制御装置２０は、プロセッサ（ＣＰＵ）２０１と、数値制御装置２０の全体を制御するプログラムを記憶するＲＯＭ２０５、ＲＡＭ２０６、各種パラメータやオフセットデータ等を記憶する書き換え可能な不揮発性メモリ２０７、表示装置２０８、キーボード２０９、各軸の軸制御回路２０２、所定のシーケンスを実行し外部（機械側強電盤、操作盤）とデータ入出力を行うＰＭＣ２０３とＩ／Ｏユニット２０４、計測装置３０からの計測情報を入力するためのインタフェース２１０を備え、上記各要素はバス２１１で接続されている。計測装置３０は例えば従来周知のタッチ式プローブやレーザ測距装置などであり、数値制御装置２０によって制御される工作機械によって加工されたワークの形状を測定するための計測装置である。なお、工作機械にワークの形状測定を行う計測装置を機上に設けることは従来から行われている。
次に、加工プログラムを例にとって説明する。本発明に係る数値制御装置では、従来の数値制御装置における加工プログラム（Ｏ１２３４）は、以下（Ｏ５６７８）のように記述できる。つまり、加工プログラム（Ｏ５６７８）に示すように、本発明の数値制御装置では、計測サイクル開始指令（Ｇ２５００）を加工プログラムで指定するだけでよい。なお、プログラムＯ１２３４やプログラムＯ５６７８は加工プログラムの一例である。また、Ｇ２５００も計測サイクル開始指令の一例である。
なお、ＮＣプログラムの１つのブロックは、一般的に、ワードによって構成されている。そのワードは数値の意味を示すアドレス（アルファベット）と、それに続く数値とで構成されている。アドレスとは、あとに続く数値の意味を示すためのキャラクタである。この数値を以下、データという。
なお、ＮＣプログラムの１つのブロックは、一般的に、ワードによって構成されている。そのワードは数値の意味を示すアドレス（アルファベット）と、それに続く数値とで構成されている。アドレスとは、あとに続く数値の意味を示すためのキャラクタである。この数値を以下、データという。
Ｏ５６７８；
（ＦＡＣＩＮＧ）；
Ｔ１Ｍ６；
Ｇ１０２０ Ｄ３０．Ｔ５．Ｈ０．Ｌ１０．Ｊ５．Ｆ３００．Ｅ１００．Ｉ１００．Ｗ１．Ｐ１．Ｖ０．Ｃ０．Ｍ０．Ａ１．Ｂ１．Ｚ１．；
Ｇ１２２０ Ｔ１．Ｂ０．Ｈ５０．Ｖ５０．Ｕ１００．Ｗ１００．Ｒ０．Ａ０．；
；
（ＭＥＡＳＵＲＥ ＦＡＣＥ）；
Ｔ２Ｍ６；
Ｇ２５００；
；
（ＰＯＣＫＥＴＩＮＧ）；
Ｔ３Ｍ６；
Ｇ１０４０ Ｄ１０．Ｔ０．Ｓ０．Ｌ５．Ｊ４．Ｋ０．Ｈ０．Ｆ５０．Ｖ３０．Ｅ１０．Ｗ１．Ｂ０．Ｃ０．Ｚ１．Ａ２５．Ｐ０．Ｑ０．；
Ｇ１２２１ Ｔ３．Ｂ０．Ｌ−１０．Ｈ５０．Ｖ５０．Ｒ２０．；
；
（ＤＲＩＬＬＩＮＧ）
Ｔ４Ｍ６；
Ｇ１００１ Ｗ３．Ｈ２．Ｑ５．Ｉ１．Ｊ１０．Ｋ０．Ｃ５．Ｆ２００．Ｐ１．Ｚ１．；
Ｇ１２１５ Ｂ０．Ｌ−２０．Ｈ５０．Ｖ５０．Ｒ３０．Ａ０．Ｃ６０．Ｄ６．Ｅ０．Ｆ０．Ｉ０．Ｊ０．；
；
（ＭＥＡＳＵＲＥ ＰＯＣＫＥＴ／ＨＯＬＥ）；
Ｔ２Ｍ６；
Ｇ２５００；
；
Ｍ３０；
（ＦＡＣＩＮＧ）；
Ｔ１Ｍ６；
Ｇ１０２０ Ｄ３０．Ｔ５．Ｈ０．Ｌ１０．Ｊ５．Ｆ３００．Ｅ１００．Ｉ１００．Ｗ１．Ｐ１．Ｖ０．Ｃ０．Ｍ０．Ａ１．Ｂ１．Ｚ１．；
Ｇ１２２０ Ｔ１．Ｂ０．Ｈ５０．Ｖ５０．Ｕ１００．Ｗ１００．Ｒ０．Ａ０．；
；
（ＭＥＡＳＵＲＥ ＦＡＣＥ）；
Ｔ２Ｍ６；
Ｇ２５００；
；
（ＰＯＣＫＥＴＩＮＧ）；
Ｔ３Ｍ６；
Ｇ１０４０ Ｄ１０．Ｔ０．Ｓ０．Ｌ５．Ｊ４．Ｋ０．Ｈ０．Ｆ５０．Ｖ３０．Ｅ１０．Ｗ１．Ｂ０．Ｃ０．Ｚ１．Ａ２５．Ｐ０．Ｑ０．；
Ｇ１２２１ Ｔ３．Ｂ０．Ｌ−１０．Ｈ５０．Ｖ５０．Ｒ２０．；
；
（ＤＲＩＬＬＩＮＧ）
Ｔ４Ｍ６；
Ｇ１００１ Ｗ３．Ｈ２．Ｑ５．Ｉ１．Ｊ１０．Ｋ０．Ｃ５．Ｆ２００．Ｐ１．Ｚ１．；
Ｇ１２１５ Ｂ０．Ｌ−２０．Ｈ５０．Ｖ５０．Ｒ３０．Ａ０．Ｃ６０．Ｄ６．Ｅ０．Ｆ０．Ｉ０．Ｊ０．；
；
（ＭＥＡＳＵＲＥ ＰＯＣＫＥＴ／ＨＯＬＥ）；
Ｔ２Ｍ６；
Ｇ２５００；
；
Ｍ３０；
ここで、上記加工プログラム（Ｏ５６７８）の概略を説明する。
（ＦＡＣＩＮＧ）
Ｔ１Ｍ６は工具番号１の工具に交換する工具交換指令である。Ｔ１はフェイスミル工具を意味する。Ｇ１０２０とＧ１２２０は平面加工サイクル（四角形状）のブロックである。Ｇ１０２０のブロックは平面加工における荒切削を行う加工種ブロックを意味し、Ｇ１２２０は平面加工における四角形状の定型形状ブロックを意味する。
（ＭＥＡＳＵＲＥ ＦＡＣＥ）
Ｔ２Ｍ６は工具番号２の計測装置（この場合はタッチプローブ）を意味する。Ｇ２５００は、計測の開始を示すだけの指令（計測サイクル開始指令）であり、従来のように計測種類や計測位置を指令する必要はない。なお、計測サイクル開始指令は、補助機能のＭコードや所定の信号のＯＮ／ＯＦＦを用いてもよい。
（ＰＯＣＫＥＴＩＮＧ）
Ｔ３Ｍ６は工具交換指令（この場合、エンドミル工具）を意味する。Ｇ１０４０とＧ１２２１のブロックはポケット加工サイクル指令（この場合は、円形状）を意味する。Ｇ１０４０はポケット加工における荒切削を行う加工種ブロックを意味し、Ｇ１２２１はポケット加工における円形状の定型形状ブロックを意味する。
（ＤＲＩＬＬＩＮＧ）
Ｔ４Ｍ６は工具交換指令（この場合、ドリル工具）を意味する。Ｇ１００１とＧ１２１５のブロックは穴加工サイクル指令（この場合、円周上の点）を意味する。Ｇ１００１はミリング穴加工におけるドリリングを行う加工種ブロックを意味し、Ｇ１２１５は円周上に穴加工を行う穴位置ブロックを意味する。
（ＭＥＡＳＵＲＥ ＰＯＣＫＥＴ／ＨＯＬＥ）
Ｔ２Ｍ６は工具交換指令（この場合、タッチプローブ）を意味する。Ｇ２５００は、計測の開始を示すだけの指令である。
Ｍ３０はプログラムエンドを意味する。
（ＦＡＣＩＮＧ）
Ｔ１Ｍ６は工具番号１の工具に交換する工具交換指令である。Ｔ１はフェイスミル工具を意味する。Ｇ１０２０とＧ１２２０は平面加工サイクル（四角形状）のブロックである。Ｇ１０２０のブロックは平面加工における荒切削を行う加工種ブロックを意味し、Ｇ１２２０は平面加工における四角形状の定型形状ブロックを意味する。
（ＭＥＡＳＵＲＥ ＦＡＣＥ）
Ｔ２Ｍ６は工具番号２の計測装置（この場合はタッチプローブ）を意味する。Ｇ２５００は、計測の開始を示すだけの指令（計測サイクル開始指令）であり、従来のように計測種類や計測位置を指令する必要はない。なお、計測サイクル開始指令は、補助機能のＭコードや所定の信号のＯＮ／ＯＦＦを用いてもよい。
（ＰＯＣＫＥＴＩＮＧ）
Ｔ３Ｍ６は工具交換指令（この場合、エンドミル工具）を意味する。Ｇ１０４０とＧ１２２１のブロックはポケット加工サイクル指令（この場合は、円形状）を意味する。Ｇ１０４０はポケット加工における荒切削を行う加工種ブロックを意味し、Ｇ１２２１はポケット加工における円形状の定型形状ブロックを意味する。
（ＤＲＩＬＬＩＮＧ）
Ｔ４Ｍ６は工具交換指令（この場合、ドリル工具）を意味する。Ｇ１００１とＧ１２１５のブロックは穴加工サイクル指令（この場合、円周上の点）を意味する。Ｇ１００１はミリング穴加工におけるドリリングを行う加工種ブロックを意味し、Ｇ１２１５は円周上に穴加工を行う穴位置ブロックを意味する。
（ＭＥＡＳＵＲＥ ＰＯＣＫＥＴ／ＨＯＬＥ）
Ｔ２Ｍ６は工具交換指令（この場合、タッチプローブ）を意味する。Ｇ２５００は、計測の開始を示すだけの指令である。
Ｍ３０はプログラムエンドを意味する。
上記加工プログラム（Ｏ５６７８）により、図２〜図８に示されるように各加工指令による加工サイクルが実行され、そして、各計測サイクルが実行される。以下、各加工指令とそれに対応する計測位置について説明する。
図２は、平面加工指令による加工形状を説明する図である。加工プログラムＯ５６７８において、平面加工サイクル指令Ｇ１０２０と四角形状サイクル指令Ｇ１２２０により、ワークに対して平面加工が実行される。ここで、加工プログラムのＧ１２２０のブロックを説明する。まず、ブロックの各アドレスの意味を説明する。Ｂは基準位置を表し、平面加工の最終面のＺ軸座標値（工具軸方向）を意味する。Ｈは中心座標（Ｘ軸）を表し、四角形状の中心位置のＸ軸座標値を意味する。Ｖは中心位置座標（Ｙ軸）を表し、四角形状の中心位置のＹ軸座標値を意味する。ＵはＸ軸方向の長さを表し、Ｘ軸方向の辺の長さを意味する。ＷはＹ軸方向の長さを表し、Ｙ軸方向の辺の長さを意味する。
図３は、平面加工指令による加工形状を計測する場合の上面の１点を計測位置とすることを説明する図である。平面加工サイクル指令Ｇ１０２０と四角形状サイクル指令Ｇ１２２０より、計測サイクルとしてはＺ軸方向端面計測（Ｇ２０４２）が決定される。計測サイクル開始指令Ｇ２５００で、四角形状サイクル指令Ｇ１２２０のブロックのアドレスのデータより、ＸＹ平面の四角形状の中心（５０，５０，０）が計測位置として決定される。
図４は、ポケット加工指令による加工形状を説明する図である。加工プログラムＯ５６７８のブロックＧ１２２１を説明する。Ｂは基準位置を表し、ポケット加工を行うワーク上面あるいはポケット底面のいずれかのＺ軸座標値である。Ｌは高さ／深さを表し、基準位置にワーク上面を選択した場合、ポケットの底部までの距離を負値で指定する。Ｈは中心座標（Ｘ軸）を表し、円形状の中心位置のＸ軸座標値である。Ｖは中心座標（Ｙ軸）を表し、円形状の中心位置のＹ軸座標値である。
ポケット加工サイクル指令Ｇ１０４０と円形状サイクル指令Ｇ１２２１より、計測サイクルとしては円内径計測（Ｇ２０４４）が決定される。円形状サイクル指令Ｇ１２２１のデータにより、円筒の内側側面４点が計測位置として決定される。
図５は、円ポケット内の円筒側面４点を計測位置とすることを説明する図である。具体的には、Ｇ１２２１のブロックで指定される基準位置Ｂのデータと円中心座標（Ｘ，Ｙ）Ｈ，Ｖのデータと深さＬのデータと半径Ｒのデータより、計測位置Ｂは円中心座標（５０，５０，−１０）の半径２０の円筒側面４点となる。計測サイクル開始指令Ｇ２５００で上記のデータに基づいて、円内径計測Ｇ２０４４を呼び出し、円筒側面の４点を計測位置として、実行する。
図６は、穴加工指令による加工形状を説明する図である。穴加工サイクル指令Ｇ１００１と円周形状サイクル指令Ｇ１２１５よりワークに対して穴加工が実行される。Ｇ１２１５のブロックを説明する。Ｂは基準位置を表し、ワーク表面のＺ軸座標値を意味する。Ｌは深さを表し、穴深さを意味する。Ｈは中心座標（Ｘ軸）を表し、円中心のＸ座標値を意味する。Ｖは中心座標（Ｙ軸）を表し、円中心のＹ座標値を意味する。Ｒは半径を表し、円の半径を意味する。
穴加工サイクル指令Ｇ１００１と円周形状サイクル指令Ｇ１２１５より、計測サイクルとしては、円周穴位置計測（Ｇ２０６２）が決定される。円周形状サイクル指令Ｇ１２１５のデータにより、全穴位置（各穴の円筒側面４点）が計測位置として決定される。
図７は、穴加工指令により形成された全穴位置において、各穴毎に円筒側面４点を計測位置とすることを説明する図である。具体的には、基準位置Ｂのデータと円中心座標（Ｘ，Ｙ）Ｈ，Ｖのデータと深さＬのデータと半径Ｒのデータと穴個数Ｃのデータより、計測位置は中心座標（５０，５０，−２０），半径３０の円周上の全穴位置６個となる。
計測サイクル開始指令Ｇ２５００で上記のデータより、円周穴位置計測Ｇ２０６２を呼び出し、全穴位置（各穴毎に円筒側面４点、合計４＊６＝２４点）を計測位置として、実行する。
計測サイクル開始指令Ｇ２５００で上記のデータより、円周穴位置計測Ｇ２０６２を呼び出し、全穴位置（各穴毎に円筒側面４点、合計４＊６＝２４点）を計測位置として、実行する。
図８は、最終加工形状を説明する図である。加工プログラムＯ５６７８によって、平面加工サイクルを実行し、次に、端面計測サイクルを実行し、次に、ポケット加工サイクルおよび穴加工サイクルを実行し、次に、ポケットと穴の計測サイクルを実行して、最終加工形状を得ることができる。
上述した計測サイクルと計測位置の求め方を纏めると次のようになる。なお、※１〜※７については段落００３２以降に説明する。
（１）平面加工サイクル指令Ｇ１０２０と四角形状サイクル指令Ｇ１２２０より、計測サイクルとしてはＺ軸方向端面計測（Ｇ２０４２）が決定される（詳細は※１を参照）。また、計測サイクル開始指令Ｇ２５００で四角形状サイクル指令Ｇ１２２０のデータより、ＸＹ平面の四角形状の中心が計測位置として決定される（詳細は※２を参照）。
（１）平面加工サイクル指令Ｇ１０２０と四角形状サイクル指令Ｇ１２２０より、計測サイクルとしてはＺ軸方向端面計測（Ｇ２０４２）が決定される（詳細は※１を参照）。また、計測サイクル開始指令Ｇ２５００で四角形状サイクル指令Ｇ１２２０のデータより、ＸＹ平面の四角形状の中心が計測位置として決定される（詳細は※２を参照）。
（２）ポケット加工サイクル指令Ｇ１０４０と円形状サイクル指令Ｇ１２２１より、計測サイクルとしては円内径計測（Ｇ２０４４）が決定される（詳細は※１を参照）。また、円形状サイクル指令Ｇ１２２１のデータより、円筒の内側側面４点が計測位置として決定される（詳細は※２を参照）。
具体的には、基準位置Ｂのデータと円中心座標（Ｘ，Ｙ）Ｈ，Ｖのデータと深さＬのデータと半径Ｒのデータより、計測位置は円中心座標（５０，５０，−１０）の半径２０の円筒側面４点となる。
計測サイクル開始指令Ｇ２５００で上記のデータより、円内径計測Ｇ２０４４を呼び出し、円筒側面の４点を計測位置として、実行する。
具体的には、基準位置Ｂのデータと円中心座標（Ｘ，Ｙ）Ｈ，Ｖのデータと深さＬのデータと半径Ｒのデータより、計測位置は円中心座標（５０，５０，−１０）の半径２０の円筒側面４点となる。
計測サイクル開始指令Ｇ２５００で上記のデータより、円内径計測Ｇ２０４４を呼び出し、円筒側面の４点を計測位置として、実行する。
（３）穴加工サイクル指令Ｇ１００１と円周形状サイクル指令Ｇ１２１５より、計測サイクルとしては、円周穴位置計測（Ｇ２０６２）が決定される（詳細は※１を参照）。また、円周形状サイクル指令Ｇ１２１５のデータより、全穴位置（各穴の円筒側面４点）が計測位置として決定される（詳細は※２を参照）。
具体的には、基準位置Ｂのデータと円中心座標（Ｘ，Ｙ）Ｈ，Ｖのデータと深さＬデータと半径Ｒのデータと穴個数Ｃのデータより、計測位置は中心座標（５０，５０，−２０）、半径３０の円周上の全穴位置６個となる。
計測サイクル開始指令Ｇ２５００で上記のデータより、円周穴位置計測Ｇ２０６２を呼び出し、全穴位置（各穴毎に円筒側面４点、合計４＊６＝２４点）を計測位置として、実行する。
具体的には、基準位置Ｂのデータと円中心座標（Ｘ，Ｙ）Ｈ，Ｖのデータと深さＬデータと半径Ｒのデータと穴個数Ｃのデータより、計測位置は中心座標（５０，５０，−２０）、半径３０の円周上の全穴位置６個となる。
計測サイクル開始指令Ｇ２５００で上記のデータより、円周穴位置計測Ｇ２０６２を呼び出し、全穴位置（各穴毎に円筒側面４点、合計４＊６＝２４点）を計測位置として、実行する。
上述したプログラム（Ｏ５６７８）からわかるように、本発明に係る数値制御装置は、該数値制御装置が備えるメモリに計測サイクル一覧および計測位置一覧のテーブルを備えている。該計測サイクル一覧および該計測位置一覧については後述して説明する。
本発明に係る数値制御装置は、前記計測サイクル一覧および前記計測位置一覧を用いて、ワークの計測を行う前に実行される加工サイクル指令から加工種類データと加工形状データとを取得し、その２つのデータから必要な計測サイクルを自動的に決定し、該加工形状データから計測位置データを自動的に取得する。そして、前記計測位置データを使用して、自動的に決定された計測サイクルを実行することによりワークの計測を行う。この方法により、計測種類および、計測位置の指定を不要とし、計測サイクルを簡単に作成、実行可能となる。
図９は、本発明に係る数値制御装置で実行される計測サイクル処理のアルゴリズムを示すフローチャートである（加工および計測を実行する場合）。以下、各ステップに従って説明する。なお、フローチャートの説明で※１〜※７については後述して説明する。
●［ステップＳＡ１］１ブロックを読み込み、解析する。
●［ステップＳＡ２］ステップＳＡ１で読み込んだブロックは加工サイクル指令か否か判断し、加工サイクル指令の場合にはステップＳＡ３へ移行し、そうでない場合にはステップＳＡ９へ移行する。
●［ステップＳＡ３］１ブロックを読み込み、解析する。
●［ステップＳＡ４］計測サイクル一覧に基づき加工種類と加工形状から計測サイクルを決定する（※１）。
●［ステップＳＡ５］計測位置一覧に基づき加工形状から計測位置のアドレスを取得する（※２）。
●［ステップＳＡ６］計測サイクルをメモリに格納する（※３）。
●［ステップＳＡ７］計測位置をメモリに格納する（※４）。
●［ステップＳＡ８］加工サイクルを実行し、ステップＳＡ１へ戻る。
●［ステップＳＡ９］計測指令か否か判断し、計測指令の場合にはステップＳＡ１０へ移行し、そうでない場合にはステップＳＡ１３へ移行する。
●［ステップＳＡ１０］計測データに計測サイクルがあるか否か判断し、在る場合にはステップＳＡ１１へ移行し、ない場合にはステップＳＡ１３へ移行する（※５）。
●［ステップＳＡ１１］計測データを用いて計測を実行する（※６）。
●［ステップＳＡ１２］メモリの初期化を行う（※７）。
●［ステップＳＡ１３］プログラムの終了か否か判断し、終了でない場合にはステップＳＡ１に戻り処理を継続し、終了の場合には処理を終了する。
●［ステップＳＡ１］１ブロックを読み込み、解析する。
●［ステップＳＡ２］ステップＳＡ１で読み込んだブロックは加工サイクル指令か否か判断し、加工サイクル指令の場合にはステップＳＡ３へ移行し、そうでない場合にはステップＳＡ９へ移行する。
●［ステップＳＡ３］１ブロックを読み込み、解析する。
●［ステップＳＡ４］計測サイクル一覧に基づき加工種類と加工形状から計測サイクルを決定する（※１）。
●［ステップＳＡ５］計測位置一覧に基づき加工形状から計測位置のアドレスを取得する（※２）。
●［ステップＳＡ６］計測サイクルをメモリに格納する（※３）。
●［ステップＳＡ７］計測位置をメモリに格納する（※４）。
●［ステップＳＡ８］加工サイクルを実行し、ステップＳＡ１へ戻る。
●［ステップＳＡ９］計測指令か否か判断し、計測指令の場合にはステップＳＡ１０へ移行し、そうでない場合にはステップＳＡ１３へ移行する。
●［ステップＳＡ１０］計測データに計測サイクルがあるか否か判断し、在る場合にはステップＳＡ１１へ移行し、ない場合にはステップＳＡ１３へ移行する（※５）。
●［ステップＳＡ１１］計測データを用いて計測を実行する（※６）。
●［ステップＳＡ１２］メモリの初期化を行う（※７）。
●［ステップＳＡ１３］プログラムの終了か否か判断し、終了でない場合にはステップＳＡ１に戻り処理を継続し、終了の場合には処理を終了する。
図１に示される計測サイクル一覧および計測位置一覧を本発明に係る数値制御装置内のメモリに予め記憶させておくことで、該数値制御装置は上記フローチャートの処理を実行することが可能である。
ここで※１〜※７について説明する。
※１：加工サイクル指令から加工種類のデータと加工形状のデータを取得し、その２つのデータから、予め数値制御装置内のメモリに記憶されている計測サイクル一覧（表１参照）のテーブルをもとに必要な計測サイクルを決定する。図１に対応して説明すれば、前記計測サイクル一覧のテーブルは、ＲＯＭ２０５または不揮発性メモリ２０７に記憶、あるいはＲＡＭ２０６に一時的に記憶してもよい。
※１：加工サイクル指令から加工種類のデータと加工形状のデータを取得し、その２つのデータから、予め数値制御装置内のメモリに記憶されている計測サイクル一覧（表１参照）のテーブルをもとに必要な計測サイクルを決定する。図１に対応して説明すれば、前記計測サイクル一覧のテーブルは、ＲＯＭ２０５または不揮発性メモリ２０７に記憶、あるいはＲＡＭ２０６に一時的に記憶してもよい。
表１に示される計測サイクル一覧は、加工種類と加工形状と計測サイクルの対応関係を規定したテーブルである。加工種類および加工形状は計測サイクルと１対１に対応している。数値制御装置の内部に計測サイクル一覧という対応リスト（テーブル）を用意することで、加工種類と加工形状から計測サイクルを決定することが可能となる。
表１は計測サイクル一覧を抜粋して説明する表である。
表１は計測サイクル一覧を抜粋して説明する表である。
※２：加工形状から、予めメモリに記憶されている計測位置一覧をもとに必要な計測位置のデータを決定する。表２は、加工形状と計測位置を対応づける計測位置一覧の一部を抜粋して説明する図である。図１に対応して説明すれば、前記計測位置一覧のテーブルは、ＲＯＭ２０５または不揮発性メモリ２０７に記憶しておく、あるいはＲＡＭ２０６に一時的に記憶してもよい。
※３：※１で決定された計測サイクルを所定のメモリに計測データの計測サイクルとして格納する。このデータは※６の計測の実行で参照され、※７のメモリの初期化でクリアされる。所定のメモリとしては、図１に対応して説明すればＲＡＭ２０６を用いることができる。
※４：※２で決定された計測位置のデータを所定のメモリ（計測データ）に格納する。このデータは、※６の計測で実行され、※７のメモリの初期化でクリアされる。所定のメモリとしては、図１に対応して説明すればＲＡＭ２０６を用いることができる。
※５：本計測指令は、計測の開始を指令するためだけの指令であり、上述したフローチャートでのＧ２５００に限定されず、補助機能のＭコードや所定の信号のＯＮ／ＯＦＦとしてもよい。
※６：メモリ上にある計測データを参照し、計測サイクルのデータおよび計測位置のデータを呼び出し、計測を実行する。
※７：メモリに格納された計測データの計測サイクルの計測種類のデータと計測位置のデータを初期化する。メモリとしては、図１に対応して説明すればＲＡＭ２０６を用いることができる。
上述したように本発明に係る数値制御装置は、計測サイクル一覧のテーブルおよび計測位置一覧のテーブルを予め数値制御装置内のメモリに格納しておき、計測サイクルのデータと計測位置のデータを一時的に格納可能なメモリの領域を備えることによって、ＮＣプログラムを解析する必要がなく、加工サイクルの形状を使用するものであって、簡単に計測器具を用いて容易に計測を実行できる。
次に、図１０を用いて、計測データをメモリに格納しない場合の本発明に係る数値制御装置で実行される計測サイクルの処理のアルゴリズムを示すフローチャートを説明する。
以下、各ステップに従って説明する。
以下、各ステップに従って説明する。
●［ステップＳＢ１］１ブロックを読み込み、解析する。
●［ステップＳＢ２］ステップＳＢ１で読み込んだブロックは加工サイクル指令か否か判断し、加工サイクル指令の場合にはステップＳＢ３へ移行し、そうでない場合にはステップＳＢ５へ移行する。
●［ステップＳＢ３］１ブロックを読み込み、解析する。
●［ステップＳＢ４］加工サイクルを実行し、ステップＳＢ１へ戻る。
●［ステップＳＢ５］ステップＳＢ１で読み込んだブロックは計測指令か否か判断し、計測指令の場合にはステップＳＢ６へ移行し、計測指令ではない場合にはステップＳＢ１４へ移行する。
●［ステップＳＢ６］前回の計測指令まで逆サーチを実行する。なお、前回の計測指令が存在しない場合には加工プログラムの最初まで逆サーチする。
●［ステップＳＢ７］逆サーチして特定されたブロックの次の１ブロックを読み込み、解析する。
●［ステップＳＢ２］ステップＳＢ１で読み込んだブロックは加工サイクル指令か否か判断し、加工サイクル指令の場合にはステップＳＢ３へ移行し、そうでない場合にはステップＳＢ５へ移行する。
●［ステップＳＢ３］１ブロックを読み込み、解析する。
●［ステップＳＢ４］加工サイクルを実行し、ステップＳＢ１へ戻る。
●［ステップＳＢ５］ステップＳＢ１で読み込んだブロックは計測指令か否か判断し、計測指令の場合にはステップＳＢ６へ移行し、計測指令ではない場合にはステップＳＢ１４へ移行する。
●［ステップＳＢ６］前回の計測指令まで逆サーチを実行する。なお、前回の計測指令が存在しない場合には加工プログラムの最初まで逆サーチする。
●［ステップＳＢ７］逆サーチして特定されたブロックの次の１ブロックを読み込み、解析する。
●［ステップＳＢ８］ステップＳＢ７で読み込み、解析したブロックは加工サイクル指令か否か判断し、加工サイクル指令の場合にはステップＳＢ９へ移行し、加工サイクル指令ではない場合にはステップＳＢ１３へ移行する。
●［ステップＳＢ９］１ブロックを読み込み、解析する。
●［ステップＳＢ１０］計測サイクル一覧に基づき加工種類と加工形状から計測サイクルを決定する。なお、このステップの処理は図９のステップＳＡ４と同じ処理である。
●［ステップＳＢ１１］計測位置一覧に基づき加工形状から計測位置のアドレスを取得する。なお、このステップの処理は図９のステップＳＡ５と同じ処理である。
●［ステップＳＢ１２］ステップＳＢ１０で決定された計測サイクルとステップＳＢ１１で取得されたアドレスに従って計測を実行し、ステップＳＢ７へ戻る。
●［ステップＳＢ１３］今回の計測指令か否か判断し、今回の計測指令の場合にはステップＳＢ１へ戻り、今回の計測指令ではない場合にはステップＳＢ７へ戻る。
●［ステップＳＢ１４］プログラムの終了か否か判断し、終了でない場合にはステップＳＢ１に戻り処理を継続し、終了の場合には処理を終了する。
●［ステップＳＢ９］１ブロックを読み込み、解析する。
●［ステップＳＢ１０］計測サイクル一覧に基づき加工種類と加工形状から計測サイクルを決定する。なお、このステップの処理は図９のステップＳＡ４と同じ処理である。
●［ステップＳＢ１１］計測位置一覧に基づき加工形状から計測位置のアドレスを取得する。なお、このステップの処理は図９のステップＳＡ５と同じ処理である。
●［ステップＳＢ１２］ステップＳＢ１０で決定された計測サイクルとステップＳＢ１１で取得されたアドレスに従って計測を実行し、ステップＳＢ７へ戻る。
●［ステップＳＢ１３］今回の計測指令か否か判断し、今回の計測指令の場合にはステップＳＢ１へ戻り、今回の計測指令ではない場合にはステップＳＢ７へ戻る。
●［ステップＳＢ１４］プログラムの終了か否か判断し、終了でない場合にはステップＳＢ１に戻り処理を継続し、終了の場合には処理を終了する。
２ ワーク
２０ 数値制御装置
２０１ プロセッサ（ＣＰＵ）
２０２ 軸制御回路
２０３ ＰＭＣ
２０４ Ｉ／Ｏユニット
２０５ ＲＯＭ
２０６ ＲＡＭ
２０７ 不揮発性メモリ
２０８ 表示装置
２０９ キーボード
２１０ インタフェース
２１１ バス
３０ 計測装置
２０ 数値制御装置
２０１ プロセッサ（ＣＰＵ）
２０２ 軸制御回路
２０３ ＰＭＣ
２０４ Ｉ／Ｏユニット
２０５ ＲＯＭ
２０６ ＲＡＭ
２０７ 不揮発性メモリ
２０８ 表示装置
２０９ キーボード
２１０ インタフェース
２１１ バス
３０ 計測装置
Claims (2)
- 加工種類及び加工形状を指定した加工サイクル指令で作成された加工プログラムを解析し、実行すると共に、該加工サイクル終了後に加工部位を計測する計測装置を具備する工作機械を制御する数値制御装置において、
加工種類及び加工形状毎に加工部位の計測を行う指令である計測サイクルを定義した計測サイクル一覧を記憶する計測サイクル一覧記憶手段と、
加工形状毎に計測すべき位置を定義した計測位置一覧を記憶する計測位置一覧記憶手段と、
前記加工プログラムの加工サイクル指令から加工種類の情報と加工形状の情報を取得する手段と、
取得した加工種類の情報と加工形状の情報を元に前記計測サイクル一覧を用いて計測サイクルを決定する計測サイクル決定手段と、
前記取得した加工形状の情報を元に前記計測位置一覧を用いて計測位置の情報を取得する計測位置情報取得手段と、
を備え、
前記計測サイクル決定手段により決定された計測サイクルと前記計測位置情報取得手段により取得された計測位置の情報に基づいて前記計測装置を用いて計測サイクルを実行することを特徴とする計測装置を具備する工作機械を制御する数値制御装置。 - 加工種類及び加工形状を指定した加工サイクル指令で作成された加工プログラムを解析し、実行すると共に、該加工サイクル終了後に加工部位を計測する計測装置を具備する工作機械を制御する数値制御装置において、
加工種類及び加工形状毎に加工部位の計測を行う指令である計測サイクルを定義した計測サイクル一覧を記憶する計測サイクル一覧記憶手段と、
加工形状毎に計測すべき位置を定義した計測位置一覧を記憶する計測位置一覧記憶手段と、
前記加工プログラムの加工サイクル指令から加工種類の情報と加工形状の情報を取得する手段と、
取得した加工種類の情報と加工形状の情報を元に前記計測サイクル一覧を用いて計測サイクルを決定する計測サイクル決定手段と、
前記取得した加工形状の情報を元に前記計測位置一覧を用いて計測位置の情報を取得する計測位置情報取得手段と、
前記計測サイクル決定手段により決定された計測サイクルと前記計測位置情報取得手段により取得された計測位置の情報を格納する計測データ格納手段と、
を備え、
前記計測データ格納手段に格納された計測サイクルと計測位置の情報に基づいて前記計測装置を用いて計測サイクルを実行することを特徴とする計測装置を具備する工作機械を制御する数値制御装置。
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| JP2009253246A JP5302165B2 (ja) | 2009-11-04 | 2009-11-04 | 計測装置を具備する工作機械を制御する数値制御装置 |
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-
2009
- 2009-11-04 JP JP2009253246A patent/JP5302165B2/ja active Active
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|---|---|---|---|---|
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