JP6517879B2 - Numerical control device - Google Patents

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本発明は、数値制御装置に関し、特に切削工具の加工条件に基づいて送り速度を制御する数値制御装置に関する。   The present invention relates to a numerical control device, and more particularly to a numerical control device that controls a feed rate based on processing conditions of a cutting tool.

工作機械を用いた切削加工には、溝加工、自由曲面加工、側面加工、傾斜面加工などのように、フライス工具、エンドミル工具等のように、工具の側面等に1乃至複数枚の刃が設けられた工具が取り付けられた主軸を該主軸の方向とは異なる方向に切削を行う加工方法がある(特許文献1など)。例えば、エンドミル工具2を用いた側面溝加工では、図4に示すように、主軸に取り付けられ回転しているエンドミル工具2を、主軸の方向に対して略直交する方向へと工具を切削送りしたり、図5に示すように、主軸に取り付けられ回転しているエンドミル工具2を、ワークに対して切り込んだ状態でワークの表面と平行に切削送りしたりすることで溝の加工を行う。また、エンドミル工具2を用いたランピング溝加工では、図6に示すように、主軸に取り付けられ回転しているエンドミル工具2を、ワークの表面に対して傾斜をつけて切込むように切削送りすることで溝を形成する。   For cutting using a machine tool, one or more blades are attached to the side surface of the tool, such as a milling tool or end mill tool, such as grooving, free-form surface processing, side processing, inclined surface processing, etc. There is a processing method of cutting a main shaft on which a provided tool is attached in a direction different from the direction of the main shaft (eg, Patent Document 1). For example, in side surface grooving using the end mill tool 2, as shown in FIG. 4, the end mill tool 2 attached to the spindle and rotated is cut and fed in a direction substantially orthogonal to the direction of the spindle Or, as shown in FIG. 5, the groove is machined by cutting and feeding the end mill tool 2 attached to the spindle and rotating in parallel with the surface of the work while cutting into the work. Further, in ramping groove machining using the end mill tool 2, as shown in FIG. 6, the end mill tool 2 attached to the spindle and rotated is cut and fed so as to be inclined to the surface of the work. Form a groove.

ボールエンドミル工具4を用いた自由曲面加工では、図7に示されるように、主軸に取り付けられ回転しているボールエンドミル工具4を主軸の方向とは異なる方向(例えば、目標とする自由曲面に沿った方向)へ切削送りすることで曲面の加工を行う。また、エンドミル工具2を用いた側面加工では、図8に示すように、主軸に取り付けられ回転しているエンドミル工具2を、ワークに切れ込んだ状態で側面と平行に切削送りすることでワークの側面を加工する。   In free-form surface machining using the ball end mill tool 4, as shown in FIG. 7, the ball end mill tool 4 attached to the spindle and rotated is in a direction different from the direction of the spindle (for example, along the target free-form surface) Machining the curved surface by cutting feed in the Further, in side processing using the end mill tool 2, as shown in FIG. 8, the end mill tool 2 attached to the spindle and rotated is cut and fed parallel to the side surface in a state of being cut into the workpiece. Process the

上記したように、フライス工具、エンドミル工具等の切削工具は、工具の側面等に1乃至複数枚の刃が設けられていることが殆どであるが、単一刃、複数刃によらず、上記で例示した加工方法では、1枚の刃に限定して切削動作を観察すると、主軸の回転運動(主軸回転方向)と主軸の方向とは異なる方向への移動とにより、ワークに刃が当たることでワークの加工が行われ、特に複数枚の刃が設けられている工具の場合には、それぞれの刃が交替でワークに当たることでワークの加工が行われる。   As described above, cutting tools such as milling tools and end mill tools are mostly provided with one or more blades on the side face of the tool, etc. In the machining method exemplified in the above, when the cutting operation is observed limited to one blade, the blade hits the work by the rotational movement of the spindle (rotational direction of the spindle) and the movement in a direction different from the direction of the spindle. In the case of a tool provided with a plurality of blades, in particular, in the case of a tool provided with a plurality of blades, the machining of the workpiece is carried out by the respective blades striking the workpiece in turn.

更に、理解を深めるために、図9に示したフライス加工を例として説明する。図9の例では、フライス工具5には6枚の刃6が設けられており、主軸の回転運動により刃6が主軸回転方向Mに向かって回転する。また、フライス工具5は主軸の移動軸が制御されることで、主軸の方向とは異なる移動方向Qへ移動する。そして、フライス工具5が備える刃6がワーク3に当たると、主軸の回転運動と主軸の方向とは異なる移動方向Qへの移動とにより、刃6はワーク3を切削しながらワーク3の外側に抜けて行く。このような動作が連続して行われることで、フライス工具5が備える6枚の刃6を用いたワーク3のフライス加工が成り立つ。このような加工方法において、フライス工具5が備える1つの刃6あたり1回の加工量を示す一刃送り量Dは、フライス工具5が備える刃6の数と、主軸回転方向Mへの単位時間当たりの回転数と、移動方向Qへの切削送り速度とを用いて、以下の数1式により算出することができる。なお、一刃送り量は、上記した各加工方法でも同様の方法で算出できる。   Further, for better understanding, the milling shown in FIG. 9 will be described as an example. In the example of FIG. 9, the milling tool 5 is provided with six blades 6, and the blade 6 is rotated in the main shaft rotational direction M by the rotational movement of the main shaft. In addition, the milling tool 5 is moved in the moving direction Q different from the direction of the spindle by controlling the moving axis of the spindle. Then, when the blade 6 included in the milling tool 5 hits the workpiece 3, the blade 6 slips out of the workpiece 3 while cutting the workpiece 3 by the rotational movement of the spindle and the movement in the moving direction Q different from the direction of the spindle. Go. By continuously performing such an operation, milling of the work 3 using the six blades 6 provided in the milling tool 5 is realized. In such a processing method, the single-edged feed amount D indicating one processing amount per blade 6 provided in the milling tool 5 is the number of the blades 6 provided in the milling tool 5 and the unit time in the spindle rotational direction M Using the rotation speed per contact and the cutting feed rate in the moving direction Q, the following equation 1 can be calculated. In addition, the single blade feed amount can be calculated by the same method by each processing method described above.

Figure 0006517879
Figure 0006517879

工具の一刃送り量は、工具毎に工具メーカーが設定した推奨値が提供されており、オペレータは、工具メーカーのカタログなどに記載される一刃送り量の推奨値と、ワークの加工形状、加工精度、使用機械、ツーリングの剛性等、切削にかかわる全ての要因を考慮しながら、切削送り速度や主軸回転数を含む加工条件を設定する。ここで、オペレータが加工条件の設定を誤り、その結果として一刃送り量が推奨値を超えるものとなった場合、ワークの加工品質の低下や、工具寿命の大幅な減少、工具の破損を招く場合がある。   The tool single feed distance is provided with the recommended value set by the tool maker for each tool, and the operator is recommended the feed distance recommended value described in the tool maker's catalog etc., and the processing shape of the work, Set the processing conditions including the cutting feed speed and the spindle speed while considering all factors related to cutting, such as processing accuracy, machine used, rigidity of tooling, etc. Here, if the operator erroneously sets the processing conditions, and as a result, the single-edge feed amount exceeds the recommended value, the processing quality of the workpiece may be reduced, the tool life may be significantly reduced, and the tool may be damaged. There is a case.

特開2016−066201号公報JP, 2016-066201, A

このように、送り速度や主軸回転数などを決める際に、オペレータは工具の切削条件の推奨値を意識する必要があるが、加工プログラムの新規作成時には妥当でない(切削条件の推奨値を満足しない)加工条件を設定してしまう可能性がある。また、既存のプログラムに対し、同じ形状の工具(異なるコーティング、メーカ)に変更した場合、新しい工具の切削条件の推奨値を確認することなく加工条件の変更せずに加工した結果、工具の切削条件の推奨値を満足しない加工をしてしまう可能性がある。更に、オペレータが加工前に主軸回転数を変更したり、加工中にオーバライド等を操作して主軸回転数を変更したりすることで、工具の切削条件の推奨値を満足しない加工となってしまう可能性がある。   As described above, the operator needs to be aware of the recommended values of the cutting conditions of the tool when determining the feed speed, the spindle rotational speed, etc., but it is not appropriate when creating a new machining program (does not satisfy the recommended values of the cutting conditions) ) There is a possibility of setting processing conditions. In addition, when changing to a tool of the same shape (different coatings, manufacturers) with respect to the existing program, cutting is performed as a result of processing without changing the processing conditions without confirming the recommended value of the cutting conditions of the new tool There is a possibility that processing may not be performed which does not satisfy the recommended value of the condition. Furthermore, if the operator changes the spindle rotational speed before machining, or changes the spindle rotational speed by operating the override etc. during machining, the machining does not satisfy the recommended value of the cutting conditions of the tool. there is a possibility.

そこで本発明の目的は、主軸の方向とは異なる方向に切削を行う加工において、最適な送り速度を算出することが可能な数値制御装置を提供することである。   Therefore, an object of the present invention is to provide a numerical control device capable of calculating an optimal feed rate in machining in which cutting is performed in a direction different from the direction of the main shaft.

本発明では、主軸回転数、一刃送り、刃数の情報から、制御装置が自動的に送り速度を算出する機能を数値制御装置に設けることにより上記課題を解決する。   The present invention solves the above-mentioned problems by providing the numerical control apparatus with a function of automatically calculating the feed speed from the information on the spindle rotational speed, the single blade feed, and the number of blades.

そして、本発明の一態様は、加工プログラムに基づいて主軸を備えた工作機械を制御して、該主軸をワークに対して相対的に移動させて該主軸の方向とは異なる方向に切削加工を行う数値制御装置において、前記主軸に取り付けられた工具に係る少なくとも前記工具の一刃送りの推奨値及び前記工具の刃数を含む工具データを記憶する工具データ記憶部と、前記加工プログラムから指令ブロックを読み出して解析し、前記主軸をワークに対して相対的に移動させる移動指令データと、前記主軸回転させる主軸回転指令データとを生成する指令解析部と、前記工具の工具データに含まれる工具の一刃送りの推奨値及び工具の刃数を少なくとも用いて前記主軸の推奨切削送り速度を算出し、前記移動指令データに含まれる前記主軸の切削送り速度が前記推奨切削送り速度よりも大きい場合に、前記主軸の切削送り速度を前記推奨切削送り速度でクランプする切削速度制御部と、を備える数値制御装置である。 Then, one aspect of the present invention controls a machine tool provided with a spindle based on a machining program, moves the spindle relative to the workpiece, and performs cutting in a direction different from the direction of the spindle A numerical data control unit for storing a tool data storage unit that stores tool data including at least a recommended value of one blade feed of the tool and a number of blades of the tool related to the tool attached to the spindle, and a command block from the processing program Command analysis unit for generating movement command data for moving the spindle relative to the workpiece, and spindle rotation command data for rotating the spindle, and a tool included in the tool data of the tool one recommended values for blade feed and using at least the number of blades of the tool to calculate the recommended cutting feed speed of the main spindle, the cutting feed speed of the main shaft included in the movement command data for There is greater than the recommended cutting feed rate, and cutting speed controller for clamping in the recommended cutting feed rate cutting feed speed of the main shaft, a numerical control apparatus comprising a.

本発明により、工具の切削条件の推奨値に基づく切削送り速度の算出をしなくても適切な切削送り速度で加工プログラムの実行されるようになり、また、加工プログラムの作成時に想定していた工具以外の工具(異なる種類、メーカ)でも切削送り速度を変更せずにプログラムを使用することが可能となる。更に、主軸回転数を変更しても、送り速度指令の変更をしなくても良くなる。そのため、オペレータの労力やミスを軽減することができる。   According to the present invention, the machining program can be executed at an appropriate cutting feed rate without calculating the cutting feed rate based on the recommended value of the cutting conditions of the tool, and it is assumed when creating the machining program It is possible to use the program without changing the cutting feed rate for tools other than tools (different types, manufacturers). Furthermore, even if the spindle rotational speed is changed, it is not necessary to change the feed speed command. Therefore, the labor and mistakes of the operator can be reduced.

一実施形態による数値制御装置と該数値制御装置によって駆動制御される加工機の要部を示す概略的なハードウェア構成図である。FIG. 1 is a schematic hardware configuration diagram showing a numerical control device according to one embodiment and a main part of a processing machine driven and controlled by the numerical control device. 一実施形態による数値制御装置の概略的な機能ブロック図である。FIG. 2 is a schematic functional block diagram of a numerical control device according to one embodiment. 切削速度制御の処理の流れを示す概略的なフローチャートである。It is a rough flowchart which shows the flow of processing of cutting speed control. 側面溝加工について説明する図である。It is a figure explaining side groove processing. 加工面が傾斜したワークの側面溝加工について説明する図である。It is a figure explaining the side groove processing of the work in which the processing surface inclined. ランピング溝加工について説明する図である。It is a figure explaining a ramping groove process. 自由曲面加工について説明する図である。It is a figure explaining free-form surface processing. 側面加工について説明する図である。It is a figure explaining side processing. フライス加工について説明する図である。It is a figure explaining a milling process.

以下に本発明を実現するための数値制御装置の構成例を示す。ただし、本発明の数値制御装置の構成は下記の例に限定されるものではく、本発明の目的を実現可能なものであれば、どのような構成を採用しても良い。   An example of the configuration of a numerical control device for realizing the present invention will be shown below. However, the configuration of the numerical control device of the present invention is not limited to the following example, and any configuration may be adopted as long as the object of the present invention can be realized.

図1は一実施形態による数値制御装置と該数値制御装置によって駆動制御される加工機の要部を示す概略的なハードウェア構成図である。本実施形態による数値制御装置1が備えるCPU11は、数値制御装置1を全体的に制御するプロセッサである。CPU11は、ROM12に格納されたシステム・プログラムをバス20を介して読み出し、該システム・プログラムに従って数値制御装置1全体を制御する。RAM13には一時的な計算データや表示データ及び後述する表示器/MDIユニット70を介してオペレータが入力した各種データ等が格納される。   FIG. 1 is a schematic hardware configuration diagram showing a numerical control device according to one embodiment and a main part of a processing machine which is driven and controlled by the numerical control device. The CPU 11 included in the numerical control device 1 according to the present embodiment is a processor that controls the numerical control device 1 as a whole. The CPU 11 reads a system program stored in the ROM 12 via the bus 20, and controls the entire numerical control device 1 according to the system program. The RAM 13 stores temporary calculation data and display data, and various data input by the operator via a display / MDI unit 70 described later.

不揮発性メモリ14は、例えば図示しないバッテリでバックアップされるなどして、数値制御装置1の電源がオフされても記憶状態が保持されるメモリとして構成される。不揮発性メモリ14には、インタフェース15を介して読み込まれた加工プログラムや後述する表示器/MDIユニット70を介して入力された加工プログラムに加えて、加工に使用する工具の切削条件の推奨値を含む工具データなどが記憶されている。不揮発性メモリ14には更に、加工プログラムを運転するために用いられる加工プログラム運転処理用プログラム等が記憶されるが、これらプログラムは実行時にはRAM13に展開される。また、ROM12には、加工プログラムの作成及び編集のために必要とされる編集モードの処理などを実行するための各種のシステム・プログラム(切削送り速度算出用のシステム・プログラムを含む)があらかじめ書き込まれている。   The non-volatile memory 14 is configured as a memory that retains its storage state even if the power of the numerical control device 1 is turned off, for example, by being backed up by a battery not shown. In addition to the processing program read through the interface 15 and the processing program input through the display / MDI unit 70 described later, the non-volatile memory 14 has recommended values of cutting conditions of tools used for processing. Tool data and the like are stored. The non-volatile memory 14 further stores a processing program operation processing program and the like used to operate the processing program. These programs are expanded on the RAM 13 at the time of execution. In addition, various system programs (including a system program for cutting feed speed calculation) for executing processing of edit mode required for creation and editing of machining program are written in ROM 12 in advance. It is done.

インタフェース15は、数値制御装置1とアダプタ等の外部機器72と接続するためのインタフェースである。外部機器72側からは加工プログラムや各種パラメータ等が読み込まれる。また、数値制御装置1内で編集した加工プログラムは、外部機器72を介して外部記憶手段に記憶させることができる。PMC(プログラマブル・マシン・コントローラ)16は、数値制御装置1に内蔵されたシーケンス・プログラムで加工機の周辺装置(例えば、工具交換用のロボットハンドといったアクチュエータ)にI/Oユニット17を介して信号を出力し制御する。また、加工機の本体に配備された操作盤の各種スイッチ等の信号を受け、必要な信号処理をした後、CPU11に渡す。   The interface 15 is an interface for connecting the numerical control device 1 and an external device 72 such as an adapter. A machining program and various parameters are read from the external device 72 side. Also, the processing program edited in the numerical control device 1 can be stored in the external storage means via the external device 72. A PMC (programmable machine controller) 16 is a sequence program built in the numerical control device 1 and signals via I / O unit 17 to peripheral devices of the processing machine (for example, an actuator such as a robot hand for tool change) Output and control. In addition, after receiving signals from various switches of the operation panel disposed on the main body of the processing machine and performing necessary signal processing, the CPU 11 is handed over.

表示器/MDIユニット70はディスプレイやキーボード等を備えた手動データ入力装置であり、インタフェース18は表示器/MDIユニット70のキーボードからの指令,データを受けてCPU11に渡す。インタフェース19は各軸を手動で駆動させる際に用いる手動パルス発生器等を備えた操作盤71に接続されている。   The display / MDI unit 70 is a manual data input device having a display, a keyboard and the like, and the interface 18 receives commands and data from the keyboard of the display / MDI unit 70 and passes it to the CPU 11. The interface 19 is connected to a control panel 71 provided with a manual pulse generator and the like used when manually driving each axis.

加工機が備える軸を制御するための軸制御回路30はCPU11からの軸の移動指令量を受けて、軸の指令をサーボアンプ40に出力する。サーボアンプ40はこの指令を受けて、加工機が備える軸を移動させるサーボモータ50を駆動する。軸のサーボモータ50は位置・速度検出器を内蔵し、この位置・速度検出器からの位置・速度フィードバック信号を軸制御回路30にフィードバックし、位置・速度のフィードバック制御を行う。なお、図1のハードウェア構成図では軸制御回路30、サーボアンプ40、サーボモータ50は1つずつしか示されていないが、実際には制御対象となる工作機械に備えられた軸の数だけ用意される。   An axis control circuit 30 for controlling an axis provided in the processing machine receives an axis movement command amount from the CPU 11 and outputs an axis command to the servo amplifier 40. In response to this command, the servo amplifier 40 drives a servomotor 50 that moves an axis provided in the processing machine. The servomotor 50 of the axis incorporates a position / speed detector, and the position / speed feedback signal from this position / speed detector is fed back to the axis control circuit 30 to perform position / speed feedback control. Although only one axis control circuit 30, one servo amplifier 40 and one servo motor 50 are shown in the hardware configuration diagram of FIG. 1, in actuality, only the number of axes provided in the machine tool to be controlled is provided. Prepared.

スピンドル制御回路60は、加工機への主軸回転指令を受け、スピンドルアンプ61にスピンドル速度信号を出力する。スピンドルアンプ61はこのスピンドル速度信号を受けて、加工機のスピンドルモータ62を指令された回転速度で回転させ、工具を駆動する。
スピンドルモータ62にはポジションコーダ63が結合され、ポジションコーダ63が主軸の回転に同期して帰還パルスを出力し、その帰還パルスはCPU11によって読み取られる。
The spindle control circuit 60 receives a spindle rotation command to the processing machine, and outputs a spindle speed signal to the spindle amplifier 61. The spindle amplifier 61 receives the spindle speed signal and rotates the spindle motor 62 of the processing machine at a commanded rotational speed to drive the tool.
A position coder 63 is coupled to the spindle motor 62, and the position coder 63 outputs a feedback pulse in synchronization with the rotation of the main shaft, and the feedback pulse is read by the CPU 11.

図2は、切削速度制御機能を実現するためのシステム・プログラムを図1で示した数値制御装置1に実装した場合の、本発明の一実施形態による数値制御装置の概略的な機能ブロック図である。図2に示した各機能ブロックは、図1に示した数値制御装置1が備えるCPU11が、切削送り速度算出用のシステム・プログラムを実行し、数値制御装置1の各部の動作を制御することにより実現される。本実施形態の数値制御装置1は、指令解析部100、補間部110、サーボ制御部120、オーバライド入力部140を備え、また、数値制御装置1に設定された加工条件を記憶する加工条件記憶部210と、加工に用いる工具に係る工具データを記憶する工具データ記憶部220とが不揮発性メモリ14上に設けられている。   FIG. 2 is a schematic functional block diagram of a numerical control device according to an embodiment of the present invention when a system program for realizing a cutting speed control function is implemented in the numerical control device 1 shown in FIG. is there. Each functional block shown in FIG. 2 is controlled by the CPU 11 of the numerical control device 1 shown in FIG. 1 executing a system program for cutting feed speed calculation and controlling the operation of each part of the numerical control device 1 To be realized. The numerical control device 1 of the present embodiment includes a command analysis unit 100, an interpolation unit 110, a servo control unit 120, and an override input unit 140, and a processing condition storage unit that stores processing conditions set in the numerical control device 1. A non-volatile memory 14 is provided with a tool data storage unit 210 that stores 210 and tool data relating to a tool used for processing.

指令解析部100は、不揮発性メモリ14から加工プログラム200に含まれる指令ブロックを逐次読み出して、読み出した指令ブロックを解析し、主軸の送り速度の指令値Fを含む移動指令データや主軸回転数の指令値Sを含む主軸回転指令データを算出する。指令解析部100は、加工プログラム200で指令ブロックに主軸回転数の指令値Sが含まれていない場合には、加工条件記憶部210などにあらかじめ設定されている主軸回転数の値を使用する。また、主軸の送り速度に対するオーバライド値や主軸回転数に対するオーバライド値がオーバライド入力部140から入力されている場合には、指令解析部100は、算出した主軸の送り速度の指令値Fや主軸回転数の指令値Sに対してそれぞれのオーバライド値を乗算する。   The command analysis unit 100 sequentially reads the command block included in the machining program 200 from the non-volatile memory 14, analyzes the read command block, and transfers the movement command data including the command value F of the feed speed of the spindle and the spindle rotational speed. The spindle rotation command data including the command value S is calculated. When the command block S in the processing program 200 does not include the command value S of the spindle rotational speed in the processing program 200, the command analysis section 100 uses the value of the spindle rotational speed preset in the processing condition storage section 210 or the like. When the override value for the feed speed of the spindle and the override value for the spindle rotation speed are input from the override input unit 140, the command analysis unit 100 calculates the command value F of the calculated feed speed of the spindle and the spindle rotation speed. Is multiplied by each override value.

指令解析部100は、切削送りを行う際の主軸の送り速度を制御する切削速度制御部102を備える。切削速度制御部102は、工具データ記憶部220に記憶されている現在の加工に使用している工具の工具データを参照して、参照した工具データに基づいて主軸の推奨切削送り速度Vcを算出する。切削速度制御部102が算出する主軸の推奨切削送り速度Vcは、例えば指令解析部100が算出した主軸回転数Sと、工具データに含まれる工具の一刃送りの推奨値Dr、工具の刃数Nに基づいて、以下の数2式により算出することができる。 The command analysis unit 100 includes a cutting speed control unit 102 that controls the feed speed of the spindle at the time of cutting feed. The cutting speed control unit 102 calculates the recommended cutting feed speed Vc of the spindle based on the referenced tool data with reference to the tool data of the tool currently used for processing stored in the tool data storage unit 220. Do. The recommended cutting feed speed Vc of the spindle calculated by the cutting speed control unit 102 is, for example, the spindle rotation number S calculated by the command analysis unit 100, the recommended value D r for one-edge feed of the tool included in the tool data, the blade of the tool Based on the number N, it can be calculated by the following equation 2.

Figure 0006517879
Figure 0006517879

そして、切削速度制御部102は、加工時に切削送り指令に基づく制御を行う際に、指令解析部100が算出した主軸の送り速度の指令値Fが推奨切削送り速度Vcを超える場合に、主軸の送り速度の指令値Fを推奨切削送り速度Vcでクランプする。   When the cutting speed control unit 102 performs control based on the cutting feed command at the time of machining, if the command value F of the spindle feed speed calculated by the command analysis unit 100 exceeds the recommended cutting feed speed Vc, The feed speed command value F is clamped at the recommended cutting feed speed Vc.

補間部110は、指令解析部100により算出された(そして切削速度制御部102によりクランプされた)主軸の送り速度の指令値Fに基づいて、移動指令データにより指令される指令経路上の点を補間周期で補間計算した補間データを生成する。
サーボ制御部120は、補間部110が生成した補間データに基づいて制御対象となる機械の各軸を駆動するサーボモータ50を制御する。
また、スピンドル制御部130は、主軸回転指令データに基づいて制御対象となる機械の主軸を回転させるスピンドルモータ62を制御する。
Interpolation unit 110 calculates a point on a command route instructed by the movement command data based on command value F of the spindle feed rate calculated by command analysis unit 100 (and clamped by cutting speed control unit 102). Interpolated data calculated by interpolation at an interpolation cycle is generated.
The servo control unit 120 controls a servomotor 50 that drives each axis of the machine to be controlled based on the interpolation data generated by the interpolation unit 110.
The spindle control unit 130 also controls a spindle motor 62 that rotates the main shaft of the machine to be controlled based on the main spindle rotation command data.

オーバライド入力部140は、操作盤71等に設けられたオーバライドスイッチ(図示せず)をオペレータが操作することにより該操作盤71等から数値制御装置1に入力される主軸の送り速度に対するオーバライド値や主軸回転数に対するオーバライド値を受け付け、受け付けた値オーバライド値を指令解析部100に対して出力する。   The override input unit 140 has an override value for a feed speed of a main shaft input to the numerical control device 1 from the control panel 71 or the like when the operator operates an override switch (not shown) provided on the control panel 71 or the like. The override value for the spindle rotational speed is accepted, and the accepted value override value is output to the command analysis unit 100.

図3は、図2で示した数値制御装置1上で実行される処理の概略的なフローチャートである。図3に示した処理の流れは、加工プログラムの指令ブロックにより切削送りを指令されているときの動作を示しており、その他の指令(早送り等)に基づく動作の処理については省略している。
●[ステップSA01]指令解析部100は、加工プログラム200の指令ブロックを解析して主軸回転数の指令値Sを算出する。
●[ステップSA02]指令解析部100は、オーバライド入力部140から主軸回転数に対するオーバライド値が入力されている場合、ステップSA01で算出した主軸回転数の指令値Sに対して主軸回転数に対するオーバライド値を乗算する。
FIG. 3 is a schematic flowchart of the process executed on the numerical control device 1 shown in FIG. The process flow shown in FIG. 3 shows the operation when cutting feed is instructed by the instruction block of the machining program, and the process of the operation based on other instructions (such as fast-forwarding) is omitted.
[Step SA01] The command analysis unit 100 analyzes the command block of the machining program 200 to calculate the command value S of the spindle rotational speed.
[Step SA02] When the override value for the spindle rotational speed is input from the override input unit 140, the command analysis unit 100 overrides the spindle rotational speed for the command value S of the spindle rotational speed calculated in step SA01. Multiply.

●[ステップSA03]指令解析部100は、加工プログラム200の指令ブロックを解析して主軸の切削送り速度の指令値Fを算出する。
●[ステップSA04]指令解析部100は、オーバライド入力部140から主軸の送り速度に対するオーバライド値が入力されている場合、ステップSA03で算出した主軸の切削送り速度の指令値Fに対して主軸の送り速度に対するオーバライド値を乗算する。
[Step SA03] The command analysis unit 100 analyzes the command block of the machining program 200 to calculate the command value F of the cutting feed speed of the spindle.
[Step SA04] When the override value for the feed rate of the spindle is input from the override input unit 140, the command analysis unit 100 feeds the spindle with respect to the command value F for the cutting feed rate of the spindle calculated in step SA03. Multiply the override value for speed.

●[ステップSA05]切削速度制御部102は、工具データ記憶部220に記憶されている現在の加工に使用している工具の工具データを参照して、参照した工具データに基づいて主軸の推奨切削送り速度Vcを算出する。
●[ステップSA06]切削速度制御部102は、指令解析部100が算出した主軸の切削送り速度の指令値Fと、ステップSA05で算出した主軸の推奨切削送り速度Vcとを比較する。主軸の切削送り速度の指令値Fが主軸の推奨切削送り速度Vcよりも大きい場合にはステップSA07へ処理を移行し、そうでない場合にはステップSA08へ処理を移行する。
[Step SA05] The cutting speed control unit 102 refers to the tool data of the tool used for the current processing stored in the tool data storage unit 220, and recommends cutting of the spindle based on the referenced tool data. The feed speed Vc is calculated.
[Step SA06] The cutting speed control unit 102 compares the command value F of the cutting feed speed of the spindle calculated by the command analysis unit 100 with the recommended cutting feed speed Vc of the spindle calculated in step SA05. If the command value F of the cutting feed speed of the spindle is larger than the recommended cutting feed speed Vc of the spindle, the process proceeds to step SA07. If not, the process proceeds to step SA08.

●[ステップSA07]切削速度制御部102は、主軸の切削送り速度の指令値Fを主軸の推奨切削送り速度Vcでクランプする(主軸の切削送り速度の指令値Fを主軸の推奨切削送り速度Vcとする)。
●[ステップSA08]指令解析部100は、主軸の切削送り速度の指令値Fを含む移動指令データと、主軸回転数の指令値Sを含む主軸回転指令データとを生成して出力する。
[Step SA07] The cutting speed control unit 102 clamps the command value F of the cutting feed speed of the spindle at the recommended cutting feed speed Vc of the spindle (the command value F of the cutting feed speed of the spindle is the recommended cutting feed speed Vc of the spindle And).
[Step SA08] The command analysis unit 100 generates and outputs movement command data including the command value F of the cutting feed speed of the spindle and spindle rotation command data including the command value S of the spindle rotational speed.

以上の構成により、工具の切削条件の推奨値に基づく切削送り速度の推奨値を算出しなくても適切な切削送り速度で加工プログラムの実行されるようになり、加工プログラムの作成時に想定していた工具以外の工具(異なる種類、メーカ)でも切削送り速度を変更せずにプログラムを使用することが可能となる。更に、加工前に加工プログラムを書き換えたり加工中にオーバライドスイッチを操作して主軸回転数を変更したりしても、切削送り速度が工具の切削条件の推奨値から算出された推奨切削送り速度値で自動的にクランプされるため、オペレータは送り速度指令の変更をしなくても良くなる。本発明は、1乃至複数の刃が設けられている工具であって、主軸の回転と、移動軸による(ワークに対する)主軸の移動とにより、それぞれの刃が交替で(1刃の場合には断続的に)ワークを切削する加工全般に適用することができる。このような加工方法は、側面溝加工、ランピング溝加工、自由曲面加工、側面加工、傾斜面加工だけなく、正面フライス加工、平フライス加工、ヘリカル加工など、様々な加工方法が存在するが、いずれの加工方法であっても本発明を適用することで一刃送り量を適切に制御することが可能となる。   With the above configuration, the machining program can be executed at an appropriate cutting feed rate without calculating the recommended value of the cutting feed rate based on the recommended value of the cutting conditions of the tool, and it is assumed when creating the machining program It is possible to use the program without changing the cutting feed rate even with tools (different types, manufacturers) other than the above tools. Furthermore, even if the machining program is rewritten before machining, or the spindle speed is changed by operating the override switch during machining, the cutting feed rate is a recommended cutting feed rate value calculated from the recommended value of the cutting conditions of the tool. The operator is not required to change the feed speed command because it is automatically clamped. The present invention is a tool provided with one or more blades, and each blade is alternated (in the case of one blade) by the rotation of the spindle and the movement of the spindle (with respect to the workpiece) by the moving axis. The present invention can be applied to the whole process of cutting a workpiece intermittently). There are various processing methods such as side groove processing, ramping groove processing, free-form surface processing, side processing, inclined surface processing, face milling processing, plain milling processing, helical processing, etc. Even with the processing method of the invention, it is possible to appropriately control the single-edge feed amount by applying the present invention.

本実施形態の数値制御装置の一変形例として、切削速度制御部102は、加工プログラム内で切削送り速度が指令されていない場合に、切削送り速度Fを推奨切削送り速度Vcに自動的に設定するようにしても良い。   As a modification of the numerical control device of the present embodiment, the cutting speed control unit 102 automatically sets the cutting feed speed F to the recommended cutting feed speed Vc when the cutting feed speed is not instructed in the machining program. You may do it.

上記変形例によれば、オペレータが加工プログラム中で切削送り速度を指令しなくとも、切削速度制御部102が、現在使用している工具の工具データに基づいて算出される推奨切削送り速度Vcを主軸の送り速度の指令値Fとして設定するため、オペレータの労力やミスを軽減することができる。   According to the above modification, the cutting speed control unit 102 calculates the recommended cutting feed speed Vc calculated based on the tool data of the currently used tool, even if the operator does not command the cutting feed speed in the processing program. Since it sets as the command value F of the feed speed of a spindle, an operator's effort and error can be reduced.

本実施形態の数値制御装置の他の変形例として、切削速度制御部102は、加工プログラム内で指令された(そしてオーバライドスイッチの操作に基づいてオーバライドされた)主軸の切削送り速度の指令値Fを現在使用している工具の工具データに基づいて算出される推奨切削送り速度Vcでクランプした場合に、速度をクランプした旨オペレータに対して表示器/MDIユニット70の表示や操作盤71のランプ、音等により通知するようにしても良い。   As another modified example of the numerical control device of the present embodiment, the cutting speed control unit 102 sets the command value F of the cutting feed speed of the spindle instructed (and overridden based on the operation of the override switch) in the machining program. Is clamped at the recommended cutting feed speed Vc calculated based on the tool data of the tool currently being used, the display of the display / MDI unit 70 and the lamp of the control panel 71 to the operator that the speed is clamped It may be notified by sound, etc.

上記変形例によれば、加工プログラム内で指令された(そしてオーバライドスイッチの操作に基づいてオーバライドされた)主軸の切削送り速度の指令値Fがクランプされたことや、クランプされた速度(推奨切削送り速度Vc)を確認することができるようになる。   According to the above modification, the command value F of the cutting feed speed of the spindle commanded in the processing program (and overridden based on the operation of the override switch) is clamped, or the clamped speed (recommended cutting (recommended cutting) It becomes possible to check the feed speed Vc).

本実施形態の数値制御装置の他の変形例として、切削速度制御部102は、加工プログラム内で指令されている切削送り速度の指令値Fが、現在使用している工具の工具データに基づいて算出される推奨切削送り速度Vcを下回る場合に、その旨オペレータに対して表示器/MDIユニット70の表示や操作盤71のランプ、音等により通知するようにしてもよい。   As another modification of the numerical control device according to the present embodiment, the cutting speed control unit 102 is configured such that the command value F of the cutting feed speed instructed in the machining program is based on the tool data of the tool currently being used. When it is less than the calculated recommended cutting feed speed Vc, that effect may be notified to the operator by the display of the display / MDI unit 70, the lamp of the operation panel 71, the sound, or the like.

上記変形例によれば、加工プログラム内で指令された主軸の切削送り速度の指令値Fをより大きな値へと変更できることや、主軸の切削送り速度の推奨される上限(推奨切削送り速度Vc)を確認することができるようになる。   According to the above modification, the command value F of the cutting feed speed of the spindle commanded in the machining program can be changed to a larger value, and the recommended upper limit of the cutting feed speed of the spindle (recommended cutting feed speed Vc) Will be able to confirm.

本実施形態の数値制御装置の他の変形例として、切削速度制御部102は、加工プログラム内で指令されている切削送り速度が、現在使用している工具の工具データに基づいて算出される推奨切削送り速度Vcを下回る場合に、主軸の切削送り速度の指令値Fを推奨切削送り速度Vcに自動的に設定するようにしても良い。   As another modified example of the numerical control device of the present embodiment, the cutting speed control unit 102 is a recommendation in which the cutting feed speed instructed in the machining program is calculated based on the tool data of the tool currently being used. When it is less than the cutting feed speed Vc, the command value F of the cutting feed speed of the spindle may be automatically set to the recommended cutting feed speed Vc.

上記変形例によれば、加工プログラム内で指令された主軸の切削送り速度の指令値Fをより大きな値へと変更できる場合に、自動的に推奨される上限速度まで上昇させるため、加工のサイクルタイムを低減することができるようになる。   According to the above modification, the machining cycle is automatically increased to the recommended upper limit speed when the command value F of the cutting feed speed of the spindle commanded in the machining program can be changed to a larger value. Time can be reduced.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態の例のみに限定されることなく、適宜の変更を加えることにより様々な態様で実施することができる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention can be implemented in various aspects by adding an appropriate change, without being limited only to the example of embodiment mentioned above.

1 数値制御装置
2 切削工具
3 ワーク
4 ワーク
11 CPU
12 ROM
13 RAM
14 不揮発性メモリ
15,18,19 インタフェース
16 PMC
17 I/Oユニット
20 バス
30 軸制御回路
40 サーボアンプ
50 サーボモータ
60 スピンドル制御回路
61 スピンドルアンプ
62 スピンドルモータ
63 ポジションコーダ
70 表示器/MDIユニット
71 操作盤
72 外部機器
100 指令解析部
102 切削速度制御部
110 補間部
120 サーボ制御部
130 スピンドル制御部
140 オーバライド入力部
200 加工プログラム
210 加工条件記憶部
220 工具データ記憶部
1 Numerical Control Unit 2 Cutting Tool 3 Workpiece 4 Workpiece 11 CPU
12 ROM
13 RAM
14 non-volatile memory 15, 18, 19 interface 16 PMC
17 I / O unit 20 bus 30 axis control circuit 40 servo amplifier 50 servo motor 60 spindle control circuit 61 spindle amplifier 62 spindle motor 63 position coder 70 display unit / MDI unit 71 control panel 72 external device 100 command analysis unit 102 cutting speed control Unit 110 Interpolation unit 120 Servo control unit 130 Spindle control unit 140 Override input unit 200 Machining program 210 Machining condition storage unit 220 Tool data storage unit

Claims (4)

加工プログラムに基づいて主軸を備えた工作機械を制御して、該主軸をワークに対して相対的に移動させて該主軸の方向とは異なる方向に切削加工を行う数値制御装置において、
前記主軸に取り付けられた工具に係る少なくとも前記工具の一刃送りの推奨値及び前記工具の刃数を含む工具データを記憶する工具データ記憶部と、
前記加工プログラムから指令ブロックを読み出して解析し、前記主軸をワークに対して相対的に移動させる移動指令データと、前記主軸回転させる主軸回転指令データとを生成する指令解析部と、
前記工具の工具データに含まれる工具の一刃送りの推奨値及び工具の刃数を少なくとも用いて前記主軸の推奨切削送り速度を算出し、前記移動指令データに含まれる前記主軸の切削送り速度が前記推奨切削送り速度よりも大きい場合に、前記主軸の切削送り速度を前記推奨切削送り速度でクランプする切削速度制御部と、
を備える数値制御装置。
In a numerical control device which controls a machine tool provided with a spindle based on a machining program to move the spindle relative to a workpiece to cut in a direction different from the direction of the spindle.
A tool data storage unit storing tool data including at least a recommended value of one-edge feed of the tool and a number of blades of the tool related to the tool attached to the spindle;
A command analysis unit that generates move command data for reading out and analyzing a command block from the machining program and moving the spindle relative to the workpiece, and spindle rotation command data for rotating the spindle;
The recommended cutting feed rate of the spindle is calculated using at least the recommended value of the one-edge feed of the tool included in the tool data of the tool and the number of tool blades, and the cutting feed rate of the spindle included in the movement command data is A cutting speed control unit that clamps the cutting feed rate of the main spindle at the recommended cutting feed rate when the feed rate is larger than the recommended cutting feed rate;
Numerical control device provided with
前記切削速度制御部は、前記加工プログラムの指令ブロックで切削送り速度が指令されていない場合に、前記主軸の切削送り速度を前記推奨切削送り速度とする、
請求項1に記載の数値制御装置。
The cutting speed control unit sets the cutting feed speed of the spindle as the recommended cutting feed speed when the cutting feed speed is not commanded by the command block of the processing program.
The numerical control device according to claim 1.
前記切削速度制御部は、前記加工プログラムの指令ブロックで指令される切削送り速度が前記推奨切削送り速度よりも小さい場合に、前記主軸の切削送り速度を前記推奨切削送り速度とする、
請求項1または2に記載の数値制御装置。
The cutting speed control unit sets the cutting feed speed of the spindle as the recommended cutting feed speed, when the cutting feed speed instructed by the command block of the processing program is smaller than the recommended cutting feed speed.
The numerical control device according to claim 1.
前記切削速度制御部が前記主軸の切削送り速度を変更した場合に、前記主軸の切削送り速度を変更した旨オペレータに通知する、
請求項1〜3のいずれか1つに記載の数値制御装置。
When the cutting speed control unit changes the cutting feed speed of the spindle, the operator is notified that the cutting feed speed of the spindle has been changed,
The numerical control device according to any one of claims 1 to 3.
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