JPH01210245A - Ｎｃ工作機械の制御方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は通常の加工を行う加工モードで主軸回転に同期
したパルスにより制御するＮＣ工作機械の制御方法及び
装置に関する。

（従来の技術） ＮＣ工作機械により所定形状の工作物を作成する場合に
は、先ず、図面に従ってＮＣ工作機械用の加ニブログラ
ムを作成する。次に、その加ニブログラムが正しく作ら
れたか否かを確認するために、テスト加工を行う。この
テスト加工の結果から加ニブログラムを修正する。修正
された加ニブログラムに従って再びテスト加工を行い、
加工制御が予定通り行われているか否か確認する。その
後完成された加ニブログラムに従って自動運転を行い、
加工物を作成する。

このような一連の手順においてテスト加工は、加ニブロ
グラムが正しく作られたかどうかを知る上で極めて重要
である。従来は、加ニブログラムを１ステツプずつ実行
するようにしたり、スピードを遅くして連続的に実行す
るようにしたりして、テスト加工を行っていた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来のテスト加工の方法では、加ニブロ
グラムのあるステップか誤っている場合、誤った加ニブ
ログラムのステップをそのまま実行することになるため
、刃物が被加工物と衝突したり、無理な加工を行ったり
するという問題かあった。

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、誤ったス
テップを含む加ニブログラムを用いてテスト加工しても
、刃物が被加工物と衝突したり、無理な加工を行ったり
しないように制御することがてきるＮＣ工作機械の制御
方法及び装置を提供することを目自勺とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的は、通常の加工を行う加工モードで主軸回転に
同期したパルスにより制御するＮＣ工作機械の制御方法
において、テスト加工を行うテストモードでは、手動ハ
ンドルを回転させて任意の速度のパルスを発生させ、前
記主軸回転に同期したパルスから前記手動ハンドルから
のパルスに切換え、この切換えられたパルスに基づいて
制御してテスト加工を行うことを特徴とするＮＣ工作機
械の制御方法によって達成される。

上記目的は、通常の加工を行う加工モードで主軸回転に
同期したパルスにより制御するＮＣ工作機械の制御装置
において、回転することにより任意の速度のパルスを発
生する手動ハンドルと、前記加工モードでは前記主軸回
転に同期したパルスに切換え、テスト加工を行うテスト
モードでは前記手動ハンドルからのパルスに切換える切
換手段−４＝ とを備え、前記切換手段により切換えられたパルスによ
り前記ＮＣ工作機械を制御することを特徴とするＮＣ工
作機械の制御装置によって達成される。

（作　用） 本発明は以上のように構成されているので、手動ハンド
ルの回転速度を変化させて加工速度を自由にコントロー
ルしてテスト加工することかできる。さらに、手動ハン
ドルの回転方向に応じて加工順序を変えることができる
。このように本発明によれば手動ハンドルの回転速度と
回転方向に応じて自由にＮＣ工作機械を制御してテスト
加工を行なえるので、誤ったステップを含む加ニブログ
ラムをテストする場合でも刃物が被加工物と衝突したり
、無理な加工を行ったりする前に加ニブログラムの実行
を止めたり、逆行させたりすることかできる。

（実方拒例） 以下本発明を図示の一実施例に従って説明する。

第１図に本発明の一実施例によるＮＣ工作機械の制御装
置を示す。本実施例ではＮＣ工作機械としてＮＣ旋盤を
例として説明する。

このＮＣ旋盤において、ベツド１０にまたがったサドル
１２は、ベツド１０の長平方向に２軸パルスモータ１４
により駆動されるＺ軸道りねじ１６によって送られる。

刃物１８を保持する刃物台２０は、Ｘ軸パルスモータ２
２で駆動されるＸ軸送りねじ２４により、サドル１２の
移動方向と直角な方向に移動する。

ベツド１０の両端には心押台２６と主軸頭２８か設けら
れ、被加工物３０は心押台２６と主軸頭２８に支えられ
て取付けられる。主軸頭２８は変速機′！Ｒ３２の出力
軸３２ｂに連結され、この変速８＃Ｉ３２の入力軸３２
ａには主軸電動機３４が連結されている。変速機構３２
は、入力軸３２ａに出力軸３２ｂと径の異なるン°−リ
（図示せず）を連結し、これらプーリをベルト（図示せ
ず）により結合することにより構成される。これらプー
リの径を選択することにより所望の速度で主軸頭２８、
したかって被加工物３０を回転させることができる。

変速機構３２の出力軸３２ｔ）の一端には主軸回転位置
検出器３５が取付けられ、主軸（出力軸）３２ｂの回転
位置に従って主軸回転位置検出パルスを出力する。この
主軸回転位置検出パルスは増幅器３６により増幅されて
切換回路３８に出力される。

一方、テスト加工時の加工速度を制御するために手動ハ
ンドル４０が設けられている。この手動ハンドル４０は
オペレータがテストモードにおいて加工状態を見ながら
つまみ４０ａを持って回転させるもので、回転速度と回
転方向に応じたパルスを生成して方向判別及び逓倍回路
４２に出力する。

方向判別及び逓倍回路４２は手動ハンドル４０が正方向
に回転させられているか、逆方向に回転させられている
かを判別するとともに、手動ハンドル４０からのパルス
を倍率スイッチ４４の設定状態に従って逓倍する。倍率
スイ・／チ４４は本実施例では１倍と２倍と４倍に設定
することができ、手動ハンドル４０の回転速度にその倍
率を掛けた速度で工作機械が制御されることになる。方
向判別逓倍回路４２からは倍率スイッチ４４の設定状態
に応じて逓倍されたパルスが切換回路３８に出力される
とともに、手動ハンドル４ｏの回転方向を示す信号か数
値制御装置４６の主制御回路４８に出力される。

切換回路３８は、モード切換スイッチ５０からの切換信
号に応じて、主軸回転位置検出器３５がらの主軸回転位
置検出パルスが、手動ハンドル４０からのパルスかを切
換えて数値制御装置４６の主制御回路４８に出力する。

また、送りパルス発生器５６は一定時間毎にパルスを発
生し数値制御装置４６の主制御回路４８に出力する。

工作機械への指令情報はプログラムメモリ５２に格納さ
れている。この指令情報は動作種類指令情報と移動量指
令情報から構成され、その内の移動量指令情報はレジス
タ５４に格納され、動作種類指令情報は主制御回路４８
に送られる。

−つ　〜 移動量指令情報には時間毎の移動量を指令する毎分送り
移動量指令（Ｇ９８　：　ｍｍ／ｍ　ｉ　ｎ　）と主軸
の１回転毎の移動量を指令する毎回転送り指令（Ｇ９９
：ｍｍ／ｒｅｖ）がある。毎分送’）　移動量指令（Ｇ
９８．）では、一定時間毎にパルスを発生するパルス発
生器５６からのパルスに基づいて制御が行われ、毎回転
送り指令（Ｇ９９）では、切換回路３８からのパルスに
基づいて制御が行われる。

パルス発生器５６又は切換回路３８からパルスが到来す
ると、現在位置が通過すべき曲線からどのようにずれて
いるかを判定し、どの方向に向がって動くべきかを判定
する。この制御は、主制御回路４８からレジスタ５４及
び演算回路５８に適宜制御信号を送ることによりなされ
る。

到来したパルスは、上述の判断結果に基づいて、Ｚ軸パ
ルスモータ駆動回路６０またはＸ軸パルスモータ駆動回
路６２の正負いずれかの入力端子に送込まれる。Ｚ軸パ
ルスモータ駆動回路６０またはＸ軸パルスモータ駆動回
路６２はそれぞれ前述のＺ軸パルスモータ１４またはＸ
軸パルスモータ２２を制御し、パルスの到来毎にＺ軸道
りねじ１２０たはＸ軸送りねじ２４を一定角度ずつ回転
せしめて、刃ｅｌ１８の先端の移動を制御する。

次に加ニブログラムの指令情報について更に詳しく説明
する。指令情報は前述のように刃物１８の動作の種類を
指示する動作種類指令情報と移動量を指示する移動量指
令情報とから構成されている。

動作種類指令情報としては例えはＧｏｏ（位置決め（早
送り））、ＧＯｌ（直線補間（切削送り））、Ｇ０２（
円弧補間（時計回り））、ＧＯ３（円弧補間（反時計回
り））がある。ＧＯＯは刃物１８を所定の位置に早送り
で移動させる指令であって、切削動作の最初に設けられ
る指令である。

この指令ては切削は行われない。ＧＯＩはある位置から
ある位置までを直線状に切削しながら刃物１８を送る指
令である。ＧＯ２は刃物１８によりある位置からある位
置までを時計回りで円弧状に切削する指令である。ＧＯ
３はＧＯ２と反対に反時計回りの円弧状に切削する指令
である。

移動量指令情報としては、座標位置の増分により移動量
を指示するインクレメンタル指令と、座標の絶対値によ
り移動量を指示するアブフリュー１〜指令とがある。Ｘ
、Ｚはアブソリュート指令を示すアドレスであって、Ｘ
はＸ軸方向の位置を、ＺはＸ軸方向の位置を示す。Ｕ、
Ｗはインクレメンタル指令を示すアドレスであって、Ｕ
はＸ軸方向の移動量を、ＷはＸ軸方向の移動量を示す。

Ｉ、Ｋは半径方向のインクレメンタル指令を示すアドレ
スであって、■は円弧始点から円弧中心までのＸ方向の
距離、Ｋは円弧始点から円弧中心までのＺ方向の距離を
示す。

次に本実施例によるＮＣ工作機械の制御装置により第２
図の加工図面に示すような実際の加工を行う場合につい
て説明する。

第２図のような加工図面ができると、この加工図面に従
って加ニブログラムを作成する。加ニブログラムの例を
第３図に示す。同じ動作をするプログラムでも第３図に
示すように３種類のプログラムか可能である。例１のプ
ログラムはインクレメンタル指令たけで作成したもので
あり、例２のプログラムはアブソリュート指令だけで作
成したものであり、例３のプログラムはインクレメンタ
ル指令とアブソリュート指令を組合わせて作成したもの
である。

これら例１から例３のいずれの書き方でプログラムを作
成してもプログラムメモリ５２には第４図に示すような
指令情報か格納される。この指令情報は１ブロツクが５
つの要素で構成されている。

第１の要素は移動指令種類をしめす情報であり、第２の
要素は動作種類を示す情報であり、第３の要素はＸ軸の
座標値を示ず情報であり、第４の要素はＺ軸の座標値を
示す情報であり、第５の要素は動作速度を示す情報であ
る。第２図の加ニブログラムは５つのブロックで構成さ
れることになる。

ブロック１は、移動量か毎分の移動量により指令され、
刃物１８か早送りで座標値（Ｘ、Ｚ）−（４７，３）に
速度Ｆ＝１００００ｍｍ／ｍｉ　ｎて移動することを意
味している。ブロック２は、＝　１３　＝ 移動量か主軸の１回転毎の移動量により指令され、刃物
１８か切削送りで＜Ｘ、Ｚ）＝　（４７、−１７）に速
度Ｆ＝Ｏ５１ｍｍ／ｒｅｖで移動することを意味してい
る（ツール位置１）。ブロック３は、移動量が主軸の１
回転毎の移動量により指令され、刃物１８が切削送りで
（Ｘ、Ｚ）　−（５８、＝１７）に速度Ｆ＝＝０．１ｍ
ｍ／ｒｅｖで移動することを意味している（ツール位置
２）。ブロック４は、移動量が主軸の１回転毎の移動量
により指令され、刃物１８か切削送りで（Ｘ、Ｚ）−（
５８、−３５）に速度Ｆ＝０．ｌｒｎｍ／ｒｅｖで移動
することを意味している。ブロック５は、移動量か毎分
の移動量により指令され、刃物１８か切削送りで（Ｘ、
Ｚ）　−（７０、−３５）に速度Ｆ＝２００ｍｍ／ｍｉ
ｎで移動する（ツール位置４）ことを意味している。

第４図に示すような指令情報が格納されると、作成した
加ニブログラムに誤りかないか否かをテストするために
テスト加工か行われる。このテスト加工を行うなめにモ
ード切換スイッチ４４をチストモードにする。モード切
換スイッチ４４からテストモードにする切換信号は切換
回路３８と主制御回路４８に送られる。この切換信号が
入力されると切換回路３８は手動ハンドル４０からのパ
ルスを主制御回路４８に送る。これにより数値制御装置
４６は、主軸回転位置検出パルスに代わって手動ハンド
ル４０からのパルスに応じて動作することになる。この
ため、テスト加工では、分間送り指令であるＧ９８は、
毎回転送り指令の０９９に自動的に変換される。そして
早送り動作の速度は固定値として１０ｍｍ／ｒｅｖにさ
れ、毎分送り速度に対しては適当な定数（例えは、１／
１０００）か乗じられる。例えば、２００ｍｍ／ｍｉｎ
は、０．２ｍｍ／ｒｅｖとなる。なお、テスト加工では
送りパルス発生器５６からのパルスは無視される。

オペレータか手動ハンドル４０を回すとその回転速度に
応じてパルスが発生し、そのパルスに同期して主制御回
路４８は、プログラムメモリ５２に格納された加ニブロ
グラムを実行する。例えば第４図に示すプログラムの場
合には、先ず座標位置（４７，３）に向かって刃物１８
が１０ｍｍ／ｒｅｖで早送り動作をするようにＺ軸パル
スモータ１４とＸ軸パルスモータ２２を駆動する。その
動きはオペレータが動かす手動ハンドル４０の動きに応
じたものになる。オペレータは実際に刃物１８の動きを
見ながら手動ハンドル４０を動かしてテスト加工をする
。したがって、もし加ニブログラムが誤っていて刃物が
被加工物に衝突しそうになると、その前に手動ハンドル
４０を回すのをやめて衝突を回避できる。その後、プロ
グラムの誤りを訂正して再びテスト加工を行う。以上の
動作を繰返して正しい加ニブログラムを完成する。

このように手動ハンドル４０の回転速度を変化させると
加ニブログラムの実行速度を変化させることができるが
、更に手動ハンドル４０を逆転させれば加ニブログラム
を逆行させることができる。

次にこの加ニブログラムの逆行動作について説明する。

手動ハンドル４０の回転方向は方向判別及び逓倍回路４
２により判別され、回転方向を示す信号が主制御回路４
８に入力される。手動ハンドル４０を逆方向に回転させ
ると逆方向回転信号が主制御回路４８に入力される。す
ると、主制御回路４８は加ニブログラムから逆行動作ブ
ロックを新たに作成する。逆行動作ブロックは現在実行
しているブロックとその前に実行していたブロックから
作成する。例えば、第３ブロツクを実行している途中で
逆行動作を行うとすると、第５図に示すように、動作種
類は第３ブロツクの００１（切削送り）、座標値は第２
ブロツクのＸ＝４７．０、Ｚ−−１７，０、動作速度は
第３ブロツクのＦ＝０゜１ｍｍ／ｒｅｖの逆行動作用ブ
ロックを作成し、これを実行する。すると、第２図に示
すツール位置「２」に向かって第３ブロツクの動作を行
い、逆行動作を行うことができる。なお、テスト加工は
必ず毎回転送りであるので、移動量指令の種類の指定は
省略される。

このようにしてテスト加工か終了して最終的に加ニブロ
グラムが完成すると、モード切換スイツチ５０を通常加
工モードに切換えて自動運転を行い、加工物を作成する
。

次に本実施例によるＮＣ工作機械の制御装置により第６
図の加工図面に示すような円弧切削加工を行う場合につ
いて説明する。第６図の加工図面ができると、この加工
図面に従って例えば第７図に示すような加ニブログラム
を作成する。この加ニブログラム中、ＧＯ２は時計回り
の円弧切削を行うことを意味し、終点はＸとＺで指令さ
れる。

ただし、ＸはＸ軸方向の直径を指令している。Ｉ、Ｋは
円弧中心を示し、■は円弧始点からみたＸ軸方向の円弧
中心までの距離（半径値）であり、Ｋは円弧始点からみ
たＸ軸方向の円弧中心までの距離を指令している。

この加ニブログラムに従ってプログラムメモリ５２には
第８図に示すような指令情報が格納され　　□る。この
指令情報は警４図と基本的には同じであるが、円弧切削
の場合には終点を示す座、標値の他に円弧半径を指令す
る第６の要素か加えられている。

モード切換スイッチ５０をテストモードにすると、手動
ハンドル４０を正方向に回転させている場合には前述の
加工動作と同様に手動ハンドル４００回転速度に同期し
てテスト加工が行われる。

手動ハンドル４０を逆回転した場合の円弧切削は前述の
場合と少し異なる。例えば、第２ブロツクの途中で手動
ハンドル４０を逆回転させた場合には第９図に示すよう
な逆行動作ブロックを第２のブロックと第１のブロック
から主制御回路４８が自動的に生成する。動作種類は第
２ブロツクのＧ０２（時計方向の切削送り）に対応する
ＧＯ３、座標値は第１ブロツクのＸ＝３０．０、Ｚ＝５
０゜０、円弧中心は第２ブロツクのＩ＝２５．０、Ｋ−
〇、速度は第２ブロツクのＦ＝０．３ｍｍ／ｒｅｖの逆
行動作用ブロックを作成し、これを実行する。すると、
始点に向がって第２ブロツクの動作を行い、逆行動作を
行うことかできる。このように円弧切削で逆行する場合
には、時計回りの円弧切削は反時計回りの円弧切削にし
、反時計回りの円弧切削は時計回りの円弧切削にする。

このように本実施例によれは手動ハンドルの動作に同期
してテスト加工をすることかできるので、オペレータは
切削状態を監視しながら手動ハンドルを回して最適な速
度でテスト加工かでき、危険な場合には停止させること
も可能である。さらに、手動ハンドルを逆回転させれば
加ニブログラムを逆行させることもでき、手動ハンドル
の動作に対応したテスト加工か可能である。

本発明は上記実施例に限らず種々の変形か可能である。

例えば、上記実施例ではＮＣ旋盤を制御するものであっ
たか、他のＮＣ工作機械を制御するものであってもよい
。

（発明の効果） 以上の通り、本発明によれば手動ハンドルの動きに応じ
たテスト加工か可能であり、誤ったプログラムにより刃
物か被加工物と衝突する前に加ニブログラムの実行を止
めたり、逆行することかでき、安全で効率的なテスト加
工が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるＮＣ工作機械の制御装
置を示す図、第２図は加工図面の一具体例を示す図、第
３図は同具体例の加ニブログラムを示す図、第４図は同
加ニブログラムによる指令情報を示す図、第５図は同加
ニブログラムにおける逆行動作時の指令情報を示す図、
第６図は加工図面の他の具体例を示す図、第７図は同具
体例の加ニブログラムを示す図、第８図は同加ニブログ
ラムによる指令情報を示す図、第９図は同加ニブログラ
ムにおける逆行動作時の指令情報を示す図である。 １０・・・ベツド、１２・・・サドル、１４・・・Ｚ軸
パルスモータ、１６・・・Ｚ軸通りねじ、１８・・・刃
物、２０・・・刃物台、２２・・・Ｘ軸パルスモータ、
２４・・・Ｘ軸送りねじ、２６・・・心押台、２８・・
・主軸頭、３０・・・被加工物、３２・・・変速機構、
３４・・・主軸電動機、３５・・・主軸回転位置検出器
、３６・・・増幅器、３８・・・切換回路、４０・・・
手動ハンドル、４２・・・方向判別及び逓倍回路、４４
・・・倍率スイッチ、４６・・・数値制御装置、４８・
・・主制御回路、５０・・・モード切換スイッチ、５２
・・・プログラムメモリ、５４・・・レジスタ、５６・
・・パルス発生器、５８・・・演算回路、６０・・・Ｚ
軸パルスモータ駆動回路、６２・・・Ｘ軸パルスモータ
駆動回路。 出願人　株式会社オーシャンマシナリー代理人　弁理士
　北　　野　　好　　人手続補正書 昭和６３年　３月２３日 昭和６３年特許願第　３５０４９号 ２　発明の名称 ＮＣ工作機械の制御方法及び装置 ３　補正をする者 事件との関係　　特許出願人 株式会社オーシャンマシナリ− ４代理人 図面中、第１図を別紙の通り訂正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、通常の加工を行う加工モードで主軸回転に同期した
   パルスにより制御するＮＣ工作機械の制御方法において
   、 テスト加工を行うテストモードでは、手動ハンドルを回
   転させて任意の速度のパルスを発生させ、前記主軸回転
   に同期したパルスから前記手動ハンドルからのパルスに
   切換え、この切換えられたパルスに基づいて制御してテ
   スト加工を行うことを特徴とするＮＣ工作機械の制御方
   法。 ２、請求項１記載の方法において、前記手動ハンドルは
   、正又は逆方向に回転可能であり、その回転方向に従っ
   て正又は逆方向のパルスを発生し、前記テストモードで
   は、前記主軸回転に同期したパルスから前記手動ハンド
   ルからの正又は逆方向の任意の速度のパルスに切換え、
   正方向のパルスに対しては通常の加工順序に従って制御
   し、逆方向のパルスに対しては通常の加工順序と逆方向
   の順序に従って制御してテスト加工を行うことを特徴と
   するＮＣ工作機械の制御方法。 ３、通常の加工を行う加工モードで主軸回転に同期した
   パルスにより制御するＮＣ工作機械の制御装置において
   、 回転することにより任意の速度のパルスを発生する手動
   ハンドルと、 前記加工モードでは前記主軸回転に同期したパルスに切
   換え、テスト加工を行うテストモードでは前記手動ハン
   ドルからのパルスに切換える切換手段とを備え、 前記切換手段により切換えられたパルスにより前記ＮＣ
   工作機械を制御することを特徴とするＮＣ工作機械の制
   御装置。 ４、請求項３記載の装置において、前記手動ハンドルは
   、正又は逆方向に回転可能であつて正又は逆方向の任意
   の速度のパルスを発生し、前記手動ハンドルの回転方向
   を判別する判別手段が設けられ、前記テストモードでは
   、前記判別手段により正方向のパルスと判別されれば通
   常の加工順序に従つて制御し、逆方向のパルスと判別さ
   れれば通常の加工順序と逆方向の順序に従つて制御して
   、テスト加工を行うことを特徴とするＮＣ工作機械の制
   御装置。