JPH02212905A - Ｎｃプログラム経路の倣い装置と半自動マニピュレータ - 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］ この発明は、作成した加ニブログラムを確認するための
プロゲラ１１経路の倣い装置に関する。更に詳しくは、
作成したプログラムで工作機械などの機械を実際に動か
し、工具の動き、干渉の１７無、プログラム内容などの
確認を行うために、干。

動パルス発生器の操作速度に応じてプログラムされた経
路を倣って行＜ＮＣプログラム経路の倣い装置に関する
。

「従来技術１ ＮＣＣ佳作機械ＮＣロボットなどは、あらかじめ人間が
マニュアル、または自動的にプログラムし経路にしたが
って工具またはハンドが二次元または三次元的に移動す
る。このプログラムは、新規に作成または修正された時
点では完全なプログラムとは言えない。このために、通
常プログラムチエツクと呼ばれているチエツクが行われ
ている０例えば、ＮＣ旋盤の場合には、主軸の回転を止
めたままプログラムで機械を動かし、刃物の動きやツー
ル干渉の有無、プログラム内容などの確認を行う。

このプログラムチエツクの方法は、次記するような種々
の機能を組合せて行う方法があり、この選択はＮ　Ｃ操
作型のスイッチを適宜選択して行うのが通常である。シ
ングルブロック機能は、ＮＣプログラムの１ブロツクご
とに実行後機械が停止し、これを確認後手動の起動釦で
次のブロックの実行に移る。？送りオーバライド機能は
、１００％、２５°・５．５５！６などの表示があり、
各％を選択することによりあらかじめ決められた速度で
各軸が移動する。

マシンロック機能は、刃物台は現在位置で固定となり動
かさないで、他の部分は実行させる。ドライラン機能は
、プログラム上の早送り、切削送りを無視し、ＮＣ操作
慇上の手動ジョグ送り用の送り速度スイッチで設定した
数値の送り速度で動作する。また、プログラムチエツク
（スイッチの表示）機能は、ドライラン機能に付加して
主軸、クーラントを停止状態にして手動ジョグ送り用送
り速度スイッチで設定した送り速度で動作する。

一般的に行われるプログラムチエツクの方法としては、
マシンロック機能とシングルブロック機能と組合わせて
プログラム座標値を確認２する方法、シングルブロック
機能とドライラン機能（またはプログラムチエツク機能
）を組合わせて１手動ジョグ送り用スイッチで送り速度
を変更しながら実際に刃具を移動させて行う方法がある
。更に、シングルブロック機能と早送りオーバラ４１〜
機能を組合わせて、早送り速度と通常の１％、２５％に
して刃ｌを移動させて行う方法などかある。

一方、工作機械の工具は使用につれて刃先の先端が摩耗
する。この摩耗量は、定期的に計測し補正値として修正
する必要がある。この補正は、手動で工具刃先をタッチ
センサに当て、その工具補正敏をＮＣ装置が自動的に計
算して工具補正レジスタに設定している。この補正動作
をプログラムに組んだ動作で自動的に行うしのもある。

工作物などを搬送するマニピュレータは、マジックハン
ドのように手動で作動するもの、プログラムにしたがつ
て作動するものなど種々知られている。

し発明が解決しようとする課題］ 前記した各機能を組合わせてプログラムチエツクを行う
場合、マシンロック機能を使用すると、ＮＣ制御盤上の
座標位置表示だけであるため、実際に機械が動作するこ
とを認識するには限界を生じる。シングルブロック機能
では、１ブロツクごとにプログラムを実行するので、次
のブロックを実行するのに次々と起動釦を押す必要が生
じる。

また、ドライラン機能や早送りオーバライド機能では、
送り速度を変更するために、手動ジョグ送り用スイッチ
や、早送りオーバライド用スイッチを操作するため、シ
ングルブロック機能と組合わぜな場合には、起動釦を押
す操作と重なり操作が非常に煩雑となる。

また、前記手動計測の場合、複雑な操作が必要なとき簡
単に移動できない。自動計測の場合、自動化するための
特殊な治具、回路が増加する。また、手かげんによる微
妙な動作ができないので計測のポインＩ・どなる箇所の
チエツクがむずかしい。不測の事態への対応も制限され
てしまう。

マニピュレータの場合は、手動では複雑な動きを繰返す
ことができない。プログラム式の全自動のマニピュレー
タの場合、手加減による微妙な操作ができない。

この発明の目的は、作成したＮＣプログラランの確認を
容易にするため手動ハンドルにより、速崩′信号を出し
この速度信号によるＮＣプログラム経路の倣い装置を提
供することにある。

この発明の他の目的は、ＮＣプログラムヂエッりのため
移動・停止の切替えが容易な手動ハンドルによるＮＣプ
ログラム経路の倣い装置を提供することにある。

この発明の更に他の目的は、手動計測と自動計測の中間
的操作ができるＮＣプログラム経路の倣い装置を提供す
ることにある。

この発明の更に他の目的は、手動繰作ができる半自動マ
ニピュレータを提供することにある。

［直配課題を解決するための手段］ 第１の手段は、軸駆動モータを駆動しあらかじめプログ
ラムされた経路に倣って移動する数値制御装置において
、手動により回転駆動される手動ハンドルと、この手動
ハンドルの回転により回転駆動され速度信号を発生する
速度信号発生手段と、この速度信号発生り段から発生さ
れる速度信号にしたがって０９記軸駆動モータの速度を
制御する速度制御り段とを有することを特徴とするＮＣ
プログラム経路の倣い装置である。

第２の手段は、軸駆動モータを駆動しあらかじめブｌ″
７グラ１４された経路に倣って移動する数値制御装置に
おいて、手動により回転駆動される手動ハンドルと、こ
の手動ハンドルの回転により回転駆動され速度信号を発
生する速度信号発生手段と、この速度信号発生手段から
発生される速度信号にしたがって前記軸駆動モータの速
度を制御する速度制御手段とを有することを特徴とする
ＮＣプログラム経路の倣い装置とを有する半自動マニピ
ュレータである。

前記第１または２の手段において、前記速度信号発生手
段から発生する速度信号を直配軸駆動モータの速度を制
御するために速度パルスに変換する前記速度制御り段で
あればより効果的である。

［作　用］ 軸駆動モータを駆動しあらかじめプログラムされた経路
に倣って移動する数値制御装置において、手動により手
動ハンドルを回転させ、この手動ハンドルの回転により
速度信号を速度信号発生手段により発生させ、発生され
た速度信号により速度制御手段が前記軸駆動モータの速
度を制御するＮＣプログラム経路の倣い装置および半自
動マニピュレータである。

［実施例Ｊ 以下、この発明を工作機械のプログラムチエツクに適用
した実施例を図面にしたがって説明する。第１図は、Ｎ
　Ｃプロゲラ１１経路の倣い装置を示す機能ブロック図
である。マイクロ１０セツサ１は、このＮＣプログラム
経路の倣い装置全体を統括し、ｉＩＩ御する中央処理装
置である。マイクロプロセッサ１には、バス２を介して
入出力機器、記憶装置などが接続されている。

（１：　ＲＴ装置３は、工具の現在位置、加工形状、Ｅ
■の移動軌跡の表示など行うものである。入力装置４は
、キーボードからなる入力装置であり、主に手動のため
の入力用である。システム制御プログラムメモリ５は、
このＮＣプログラム経路の倣い装置を稼働させるに必要
なシステム制御用のプログラムが記憶されている９ 加ニブログラムメモリ６は、作成された加工用の１１７
グラム分−時的に記憶するメモリである。

入出力装置７は、チエツクされた加工用プログラムなど
をテープ、ＩＣカードメモリなどの外部メモリ、テープ
などに入出力するための装置である。

軸駆動モータ１０は、工作機械のＸ、Ｙ、Ｚなどの各軸
を駆動するモータである。この軸駆動モータ１０は、周
知のようにねじなどの回転を直線運動に変換するもので
ある。図の例では、−軸のみ示しであるが通常は、旋盤
で２軸、マシニングセンタで３軸有している。軸駆動モ
ータ１０の軸には、タコジェネレータ１１が直結してあ
り、この出力電圧はアンプ１４にフィードパ・ツクされ
ている。軸駆動モータ８の軸には、更に、パルスジェネ
レータ１２が直結しである。

パルスジェネレータ１２は、軸駆動モータ１０の回転数
に応じてパルスを発生し、このパルス信号は補間器１６
にフィードバックされる。この途中に軸駆動モータ１０
の回転方向を判別する方向判断回路］３を有し、この方
向判別回路１３は回転方向を判別しこの信号を補間器１
６に入力する、補間器１６は、各軸駆動モータ１０に回
転指令であるパルスを各軸に分配し、プログラムされた
工具の軌跡を実現するものである。補間器１６の出力は
、Ｉ）　／　Ａ変換器１５、アンプ１４を介して軸駆動
モータ１０を駆動する。軸駆動モータ１０の回転スピー
ドは、補間器１６からの出力パルスの栄位時間の数によ
って決まる。

中位時間のパルス数は、速度制御回路１７から補間器１
６に入力される速度パルスによって決まる。すなわちパ
ルスの毎秒周波数によって決まる。速度制御回路１７は
、工具の移動速度を決めるクロックパルスを分周して、
言い換えると、クロ・・／クバルスを間引くレートをＪ
、１１１節する回路であり、クロックパルスの単位時間
の発生数を制御して速度パルスを作る。速度パルスは、
工具の移動速度を決めるものである。結局、軸駆動モー
タ１０の移動速度は、速度指令によって自由に変えられ
る。

手動ハ〉′ドル２０は、手でハンドルを回してパルスジ
ェネレータ２１を回してパルス信号を発生させるもので
ある。この手動ハンドル２０は、専用に設けたものであ
るが、ＮＣ制御盤に軸別にハンドル操作用に通常設けで
あるものをスイッチを切換えて利用しても良い。手動ハ
ンドル２０の回転軸には、パルスジェネレータ２１が連
結しである。パルスジェネレータ２１で発生したパルス
信号は、方向判別回路２２を介してシフｌ−レジスタ２
３に一旦入力される６ シフ１〜レジスタ２３に入力されたパルス信号は、カウ
ンタ２４でそのパルス列の数をカウントされる。カウン
トされたパルス信号の数は、速度信号として取り出され
る。シフ１−レジスタ２３に入力されたパルス列のカウ
ントは、周期的に所定時間間隔ごとにクロック信号でク
リアされ、パルスジェネレータ１６で発生したパルス列
をカラ〉・Ｉ・する。結局、速度信号は、９位時間に手
動ハンドル２０の回転で発生したパルスをカラ＞　ｌ−
１，、このパルス数に応じた速度信号を発生することに
なる。

このように、手動ハンドル２０からのパルス数に比例し
た分量だけ軸駆動モータ１０が駆動し、なおかつ軸移動
モータ１０が駆動したことにより得られる機械の移動経
路はあらかじめ１０グラムされた経路にしたがって移動
して行くことになる。また、カウンタ２４の出力は、手
動スイッチ２５を介して出力されるので、手動スイッチ
２５が接続されていなければ、手動ハンドル２０による
パルスはバス２に出力されない。

勉−イυ−旦二 第２図は、前記したＮＣプログラム経路の倣い装置のフ
ローの概要を示すものである。プログラムチエ・ブタが
スタートすると、手動スイッチ２５がＯＮか占か確認を
する（ステップ［）、）。ＯＮされていれば、ステ・ン
プＰ、の手動モードに切換えてテープチエツクを開始す
る。

手動スイッチ２５がＯＮされていなければ、作成され加
ニブログラムメモリ６に記憶されたプログラム通りの軌
跡、速度で、軸駆動モータ１０の回転を指令し移動を開
始する（Ｐ２）。このアＹ７グラムによる動作は、プロ
グラムの動作が終了するまで行う（Ｐ４）。手動スイッ
チ２５が（１）　Ｎされれば、手動ハンドル２０を回転
させると、パルスジェネレータ２１は、パルス信号を発
生させてシフトレジスタ２３に送る。方向判別回路２２
は、この回転方向を判別して方向判別の信号を出力し、
軸駆動モータ１０の回転方向を規定する。

一方、シフ１レジスタ２３に一時的に記憶されたパルス
信号は、クロック信号にまりカウンタ２４に移送され、
パルス信号をカウントする。カウントされたパルス信号
の数値は、速度指令信号として速度制御回路１７に入力
される。速度制御回路１７は、可変信号に応じてクロッ
クを分周し１、補間器１６に入力する速度ペルスの栄位
時間あたりの数を制御する。

この手動モードに切替後、マイク１７プロセツサ１は割
込信号があるか否か監視、すなわち手動スイッチ２５が
ＯＦＦになったか否か監視する。手動スイッチ２５がＯ
ＦＦ、すなわち手動モードがＯＦ　Ｆになれば、その手
動モードが切替になった位置から、プログラムに指令さ
れた速度で軸移動を開始する（Ｐ７）。ただし、早送り
の途中の場合などプログラムされた通りの速度で移動を
指令しても追従できないことがある。、このようなとき
は、あらかじめ組み込んだソフトスタート回路を介して
ソフトスタートして追従させる。

通常ＮＣ工作機械のサーボモータの機構は、この回路を
内蔵している６手動スイッチ２５がＯＦＦにならない限
り、手動ハンドル２０の操作によりプログラムが終了す
るまで、工具は移動する。

［その他の実施例］ 第３図は、手動ハンドル２０による速度信号検知のため
の他の例である。前記実施例の手動ハンドル２０は、パ
ルスジェオ・レータ２１を回しているが、このパルスジ
ェネレータ２１に換えてＤＣタコジェネレータ３０を取
り付けたものである。

１）Ｃタコジェネレータ３０は、一種の発電機であるか
ら手動ハンドル２０の回転速度に応じたアナログ的な電
圧３発生ずる。また、その電圧の極性によって、モータ
の回転方向を方向判別回路３１が知ることができる。

発生した電圧の大きさをクロックで規定された時間の区
間だけ平均化回路３２で平均化し、その値の大きさに応
じてＡ／Ｄ変換器３３でデジタル値に置換する。Ａ／Ｄ
変換器３３でデジタル値に変換された値は、前記実施例
のように速度信号として取り出されて速度制御回路１７
に入力される。第４図は、更に他の実施例を示すタイム
チャー１−図である。前記した実施例は、いずれも速度
制御回路１７、具体的には分周器を制御して工具の移動
速度を制御するものであった。しかし、分周器を用いな
い方法もある。第４図（１−＋）に示すように、手動ハ
ンドル２０を回転させるとパルスジェネレータ２１で発
生するパルス信号は回転にムラがあり一定ではない。し
かし、この発生したパルス信号の時間間隔ｔ、・・・ｔ
、　ｎは手動ハンドル２０の回転速度に逆比例する。そ
こで、手動ハンドル２０の回転で発生したパルス信号を
基準クロックの間の数をカウンターでカウントする。

このカウントされたパルス信号数に応じて、発生したパ
ルスの間にあらかじめ決めたパルスを倍周器により等間
隔に挿入する（第４図（Ｃ））。

こうして作られたパルス列を速度パルスとして補間器１
６に入力する。結局、軸駆動モータ１０は、手動ハンド
ル２０の回転速度に応じた速度で移動する。なお、この
ための倍周器などは、周知の回路であり、図示しない。

［発明の効果］ 以］７、詳記したように、この発明は、作成したＮＣプ
ログラムの確認が、手動操作により簡単に速度が変えら
れるので簡単になった。また、工作物の径などを計測す
るとき、あらゆるポイントで手動に切り替えできるので
手動計測と自動計測の中間的繰作が可能になった。

【図面の簡単な説明】

第１図はプログラム経路の倣い装置を示す機能ブロック
図、第２図はプログラム経路の倣い装置の動作の概要分
示す動作フロー図、第３図は他の実施例を示す機能ブロ
ック図、第４図は他の実施例を示すタイムチャート図で
ある。 １・・・マイクロプロセッサ、５・・・システム制御プ
四グラムメモリ、６・・・加ニブログラムメモリ、７・
・・入出力装置、１０・・・軸駆動モータ、１６・・・
補間器、１４・・・アンプ、１５・・・Ｄ／Ａ変換器、
２０・・・手動ハンドル、２１・・パルスジェネレータ
、２３・・・シフトレジスタ、２４・・・カウンタ、２
５・・・ｆ動スイッチ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、軸駆動モータを駆動しあらかじめプログラムされた
   経路に倣って移動する数値制御装置において、手動によ
   り回転駆動される手動ハンドルと、この手動ハンドルの
   回転により回転駆動され速度信号を発生する速度信号発
   生手段と、この速度信号発生手段から発生される速度信
   号にしたがつて前記軸駆動モータの速度を制御する速度
   制御手段とを有することを特徴とするＮＣプログラム経
   路の倣い装置。 ２、軸駆動モータを駆動しあらかじめプログラムされた
   経路に倣って移動する数値制御装置において、手動によ
   り回転駆動される手動ハンドルと、この手動ハンドルの
   回転により回転駆動され速度信号を発生する速度信号発
   生手段と、この速度信号発生手段から発生される速度信
   号にしたがって前記軸駆動モータの速度を制御する速度
   制御手段とを有することを特徴とするＮＣプログラム経
   路の倣い装置とを有する半自動マニピュレータ。 ３、請求項１または２において、前記速度信号発生手段
   から発生する速度信号を前記軸駆動モータの速度を制御
   するために速度パルスに変換する前記速度制御手段であ
   ることを特徴とするＮＣプログラム経路の倣い装置。