JPH02242307A - ティーチング・プレーバック機能を有する工作機械用ｎｃ制御装置 - 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〕 本発明はティーチング・プレーバック機能を有する工作
機械用ＮＣ制御装置に関し、詳しくはマシニングセンタ
やＮＣフライス盤等の各種ＮＣ工作機械のＮＣプログラ
ムの作成から、そのプログラムによるＮＣ加工までをＮ
Ｃ言語に関する知識を十分に持ち合わせていないオペレ
ータでも使用できるティーチング・プレーバンク機能を
有する工作機械用ＮＣ制御装置に関する。

〔従来の技術〕

近年では、ＮＣフライス盤等の各種ＮＣ工作機械の数値
制御は、ＪＩＳ規格に応じたＮＣ言語によるプログラム
をオペレータが作成し、これをＮＣ工作機械のＮＣ制御
装置に入力することにより行われ、上記ＮＣ制御装置で
は、ＮＣ言語によるプログラムを解析し、これに基づい
て主軸に装着した工具でワークを自動加工する方式が一
般的であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、前述した従来のＮＣ制御装置では、ＪＩＳ規
格に応じたＮＣ言語によるプログラムを作成し入力する
作業が複雑でオペレータはその基礎知識を十分に習得し
ておかなければならない。従って、上記ＪＩＳ規格に応
じたＮＣ言語によるプログラミングに対する基礎知識の
ないオペレータ、例えば手動式の汎用工作機械を現場で
取り扱う熟練工にとってはＮＣ工作機械を使用すること
が困難であり、上記ＮＣ工作機械を十分に使いこなすこ
とができない憂いがあった。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みて提案されたもので
、その目的とするところは、ＮＣ言語によるプログラミ
ングに対する基礎知識のないオペレータでも、十分に使
いこなせるようにしたティーチング・プレーバンク機能
を有する工作機械用Ｎ−Ｃ制御装置を提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明における上記目的を達成するための技術的手段は
、ワークに対して各種加工を施すための各種工具が着脱
自在に装着される主軸を駆動する駆動機構部、及び上記
駆動機構部を通して主軸をＸＹＺの３軸方向に送り制御
するサーボ機構部を備え、かつ、手動操作可能とした工
作機械本体部と、上記工作機械本体部の主軸に装着した
工具でワークを手動で試し加工するために必要な運転指
示操作をする手動操作指示部と、上記手動操作指示部に
より工作機械本体部の主軸を手動操作してワークを主軸
の工具で試し加工し、この試し加工時における主軸の移
動軌跡を構成する直線の始点・終点及び円弧の始点・中
間点・終点を入力操作するポインティング指示部と、上
記ポインティング指示部からの出力をトリガ信号として
、工作機械本体部、或いは円弧中間点用座標保存バッフ
ァ部からの座標データを取り込み、試し加工時における
主軸の移動軌跡を正規化した軌跡データを作成する軌跡
正規化部と、上記軌跡正規化部からの軌跡データ、及び
手動操作指示部により設定された工作機械本体部からの
設定データからなる各種機能情報に基づいて、試し加工
と一致したＮＣ言語によるプログラムを作成するプログ
ラム創成部と、上記プログラム創成部にて作成されたプ
ログラムを格納するＮＣ言語ファイル部と、上記ＮＣ言
語ファイル部に格納されたプログラムに基づいて工作機
械本体部の駆動機構部及びサーボ機構部を数値制御して
ワーク加工を自動運転する数値制御部と、上記数値制御
部に対して、ポインティング指示部により軌跡正規化部
で作成された軌跡データの修正を含む動作指示を入力す
る数値制御指示部とを含む工作機械用ＮＣ制御装置であ
る。

〔作用〕

本発明に係る工作機械用ＮＣ制御装置は、オペレータの
手動操作による試し加工時に取り込まれた機能情報に基
づいてＮＣ言語によるプロダラムを自動的に創成し、こ
のプログラムにより工作機械を自動運転するティーチン
グ・プレーバック機能を有する。即ち、上記試し加工時
、要所要所でのポインティング指示部からの出力タイミ
ングにより取り込まれて軌跡正規化部で作成した軌跡デ
ータ、及び手動操作指示部による工作機械本体部からの
設定データからなる各種機能情報に基づいて、プログラ
ム創成部にてＮＣ言語によるプログラムを作成し、この
プログラムにより工作機械本体部を試し加工と一致した
加工動作で自動運転する。

〔実施例〕

本発明に係る工作機械用ＮＣ制御装置の一実施例を第１
図乃至第４図を参照しながら説明する。

第１図及び第２図に示す工作機械用ＮＧ制御装置におい
て、（１）は工作機械本体部で、ワークに対して各種加
工例えば切削加工を施すための各種工具が着膜自在に装
着される主軸（２）をｘｙｚの３軸方向に駆動する駆動
機構部（３）、及び上記主軸（２）を駆動機構部（３）
を通してＸＹＺの３軸方向に送り制御するサーボ機構部
（４）　　（４″）（４”）からなる。上記主軸（２）
は、上述したように加工対象ワークに対してｘｙｚの３
軸方向に制御駆動可能に装着され、かつ、手動送り操作
も可能とされている。（６）は上記工作機械本体部（１
）の主軸（２）に装着した工具でワークを手動で試し加
工するために必要なデータ設定、及び運転指示操作を行
う手動操作を旨承部で、上記設定データが、主軸回転数
に関する主軸機能情報（Ｓ）、主軸正転・逆転・停止や
切削油の供給、停止等に関する補助機能情報（Ｍ）、主
軸の早送り速度、切削送り速度等に関する送り機能情報
（Ｆ）などのプログラム創成用（後述）の情報に使用さ
れる。これら各機能情報（Ｓ）（Ｍ）（Ｆ）の入力操作
は、主軸正逆回転切換用押釦スイッチ、主軸回転数設定
用ロータリースイッチ、各軸道り用モルレバースイッチ
等により行われる（７）は上記手動操作指示部（６）に
より工作機械本体部（１）の主軸（２）を手動操作して
ワークを主軸（２）の工具で試し切削し、この試し切削
時における主軸（２）の移動軌跡を構成する直線の始点
、終点及び円弧の始点、中間点、終点を入力操作するポ
インティング指示部である。このポインティング指示部
（７）での入力操作は、工作機械本体部（１）の主軸（
２）を原点位置から試し切削開始位置まで早送りする直
線或いは円弧の始点である早送り終点設定用押釦スイッ
チ（８ａ）　、直線及び円弧の終点設定用押釦スイッチ
（８ｂ）　　（８ｄ）　、そして上記円弧の始点と終点
間でその軌跡を決定するための円弧の中間点設定用押釦
スイッチ（８Ｃ）により行われる。（９）は上記ポイン
ティング指示部（７）からの出力をトリガ信号として、
工作機械本体部（１）のサーボ機構部（４）及び円弧中
間点用座標保存バッファ部（１０）からの座標データを
取り込み、試し切削時における主軸（２）の移動軌跡を
正規化した軌跡データを作成する軌跡正規化部で、この
軌跡データがワーク加工形状等に関する準備機能情報（
Ｇ）、各軸運動のデイメンジョンワード（Ｘ）、（Ｙ）
、（Ｚ）、及び円弧半径のデイメンジョン（Ｒ）情報と
してプログラム創成時に使用されることとなる。（１１
）は上記軌跡正規化部（９）からの軌跡データ、及び手
動操作指示部（６）による工作機械本体部（１）からの
設定データからなる各種機能情報（Ｇ）（Ｓ）（Ｍ）（
Ｆ）（Ｘ）（Ｙ）（Ｚ）に基づいて、工作機械本体部（
１）の主軸（２）を試し切削と一致した加工動作で自動
運転するためのＮＣ言語によるプログラムを作成するプ
ログラム創成部、（１２）は上記プログラム創成部（１
１）にて作成されたプログラムを格納するＮＣ言語ファ
イル部、（１３）は上記ＮＣ言語ファイル部（１２）に
格納されたプログラムに基づいて、工作機械本体部（１
）の駆動機構部（３）及びサーボ機構部（４）を数値制
御してワーク加工を自動運転する数値制御部、（１４）
は上記数値制御部（１３）に対してポインティング指示
部（７）により軌跡正規化部（９）で作成された軌跡デ
ータの修正を含む動作指示を入力する数値制御指示部で
、座標変更用押釦スイッチ（１５ａ）、逆方向及び順方
向トレース用押釦スイッチ（１５ｂ）（１５ｃ）、軌跡
削除用押釦スイッチ（１５ｄ　）が設けられている。尚
、（１６）はＮＣ言語ファイル部（１２）に格納された
各種機能情報のプログラムを編集するためのプログラム
データ編集入力部、（１７）はＮＣ言語ファイル部（１
２）に格納されたプログラムを日本語表現に翻訳して作
表する日本語作表変換部、（１８）は上記日本語作表変
換部（１７）にて翻訳作表されたＮＣ言語ファイル部（
１２）のプログラム内容を表示するプログラムデータ表
示部である。

上記構成からなる工作機械用ＮＣ制御装置におけるティ
ーチング・プレーバック機能を以下に説明する。

まず、工作機械本体部（１）の主軸（２）に工具を装着
してワークを所定位置にセツティングした上で上記ワー
クの試し切削をオペレータにより手動操作で開始する。

例えば、ワークの試し切削を第３図に示す軌跡に基づい
て行う場合には、まず、上記工作機械本体部（１）の主
軸（２）を原点位置０から切削開始位置ａまで早送りす
る。この開始早送り工程（ア）では、手動操作指示部（
６）により主軸（２）のＯＦＦ状態、切削油の停止状態
、及び主軸（２）の早送り速度等の設定データからなる
機能情報（Ｓ）（Ｍ）（Ｆ）を各スイッチ類の操作で工
作機械本体部（１）に入力する。一方、主軸（２）が切
削開始位置である早送り終点ａに達した時点で、ポイン
ティング指示部（７）の早送り終点設定用押釦スイッチ
（８ａ）により入力操作し、このポインティング指示部
（７）からの出力をトリガ信号として、上記早送り終点
ａの座標データを工作機械本体部（１）のサーボ機構部
（４）から軌跡正規化部（９）に取り込む。

次に上記試し切削を早送り終点ａから直線終点すまで実
行する。この直線切削送り工程（伺では、手動操作指示
部（６）により主軸（２）の正逆回転方向及び回転速度
、切削油の供給状態、並びに主軸（２）の切削送り速度
等の設定データからなる凶能情報（Ｓ）（Ｍ）（Ｆ）を
各スイッチ類の操作で工作機械本体部（１）で設定する
。そして、主軸（２）が直線終点すに達した時点で、ポ
インティング指示部（７）の直線終点設定用押釦スイッ
チ（８ｂ）により入力操作し、このポインティング指示
部（７）からの出力をトリガ信号として、上記直線終点
すの座標データを工作機械本体部（１）のサーボ機構部
（４）から軌跡正規化部（９）に取り込む。

次に上記試し切削を直線終点すから円弧中間点Ｃを介し
て円弧終点ｄまで実行する。この円弧切削送り工程（つ
）では、前述した直線切削送り工程（イ）での機能情報
（Ｓ）（Ｍ）（Ｆ）を維持した状態で、まず主軸（２）
が円弧中間点Ｃに達した時点で、ポインティング指示部
（７）の円弧中間点設定用押釦スイッチ（８ｃ）により
入力操作し、このポインティング指示部（７）から出力
されるトリガ信号によって上記円弧中間点Ｃの座標デー
タをサーボ機構部（４）から円弧中間点用座標保存バッ
ファ部（１０）に−旦格納する。そして主軸（２）が円
弧終点ｄに達した時点で、ポインティング指示部（７）
の円弧終点設定用押釦スイッチ（８ｄ）により入力操作
し、ポインティング指示部（７）から出力されるトリガ
信号によって、円弧終点ｄの座標データを、円弧中間点
用座標保存バッファ部（１０）の円弧中間点Ｃの座標デ
ータと共に軌跡正規化部（９）に取り込む。

この試し切削後、主軸（２）を切削終了位置である円弧
終点ｄから停止位置である早送り終点ｅまで早送りする
。この終了早送り工程（１）では、前述した開始早送り
工程（ア）と同様、手動操作指示部（６）により主軸（
２）のＯＦＦ状態、切削油の停止状態、及び主軸（２）
の早送り速度等の設定データからなる機能情報（Ｓ）　
　（Ｍ）　　（Ｆ）を各スイッチ類の操作でサーボ機構
部（４）に入力操作し、このポインティング指承部（７
）からのトリガ信号により上記早送り終点ｅの座標デー
タをサーボ機構部（４）から軌跡正規化部（９）に取り
込む。

軌跡正規化部（９）では、上述のようにして取り込まれ
た早送り終点ａ、直線終点ｂ、円弧中間点Ｃ及び終点ｄ
、早送り終点ｅの各座標データに基づいて、手動操作に
よる試し切削時における主軸（２）の移動軌跡を正規化
した軌跡データを作成する。この軌跡正規化部（９）に
て作成された軌跡データからなる機能情報（Ｇ）、各軸
運動のデイメンジョンワード（Ｘ）（Ｙ）（Ｚ）、円弧
半径のデイメンシラン（Ｒ）、及び工作機械本体部（１
）から出力される設定データからなる機能情報（Ｓ）（
Ｍ）（Ｆ）に基づいて、前記主軸（２）を試し切削と一
致した加工動作で自動運転するためのＮＣ言語によるプ
ログラムをプログラム創成部（１１）で作成してＮＣ言
語ファイル部（１２）に格納する。以上、上述した各ポ
インティング位置における、ポインティング指示内容、
手動操作指示内容、及び創成されたＮＣ言語プログラム
のファイル状態の一例については下表に示す通りである
。

尚、上記表でのＮＣ言語プログラムのファイル状態を示
す内容はＪ　Ｉ　Ｓ　　Ｂ６３１３、Ｂ６３１４等の規
格に基づくものである。

上述のようにしてＮＣ言語ファイル部（１２）に格納さ
れたプログラムに基づいて、数値制御部（１３）にて工
作機械本体部（１）の駆動機構部（３）をサーボ機構部
（４）を通して数値制御して、その主軸（２）を後続の
ワークに対して試し切削と一致した加工動作でもって自
動運転する。

以上説明したティーチング・プレーバック機能を有する
数値制御装置には、主軸（２）の移動軌跡を必要に応じ
て修正する機能も有する。

例えば、第４図に示すように主゛軸（２）の移動軌跡を
修正する場合、上記主軸（２）が停止位置である早送り
終点ｅにあると、まず、数値制御指示部（１４）の逆方
向トレース用押釦スイッチ（１５ａ）により上記主軸（
２）を早送り終点ｅから直線終点すまで逆方向に自動的
に移動させる。この時点で座標変更用押釦スイッチ（１
５Ｃ’）により自動運転状態から手動操作が可能な状態
に切換っているので、手動操作により主軸（２）を直線
終点ｂ″に修正移動し、その新たな直線終点ｂ°に達し
た時点で、ポインティング指示部（７）の座標変更用押
釦スイッチ（１５ｃ　）により入力操作し、上記直線終
点ｂ°の座標データを軌跡正規化部（９）に取り込んで
修正する。つぎに、円弧ｂ′ｃ′ｄも前述した試し切削
時と同様に、円弧中間点Ｃ”及び円弧終点ｄをポインテ
ィング指示部（７）にて入力操作することにより主軸（
２）の移動軌跡を修正した上で自動運転を再開する。尚
、上記移動軌跡の修正時、主軸（２）がある位置に応じ
て、逆方向トレース用押釦スイッチ（１５ａ）、及び順
方向トレース用押釦スイッチ（１５ｂ　）を使用する事
によって任意に移動できる。また、軌跡削除用押釦スイ
ッチ（１５ｄ　）の入力操作により主軸（２）の最終送
り工程を削除することも可能である。

尚、上記実施例では、第３図に示す主軸（２）の移動軌
跡についてのティーチング・プレーバック機能を説明し
たが、本発明はこれに限定されることなく、直線及び円
弧で構成される任意の移動軌跡について通用可能である
のは勿論である。

〔発明の効果〕

本発明に係る工作機械用ＮＣ制御装置はティーチング・
プレーバンク機能を有するので、ＪＩｓ規格に応じた複
雑なＮＣ言語によりプログラムを作成し入力する必要が
なく、手動操作による試し加工を自動的に再現すること
ができ、上記ＮＣ言語によるプログラミングに対する基
礎知識のないオペレータでもＮＣ工作機械を使用するこ
とが容易となり、作業効率が１惺的に向上して実用的価
値大なる工作機械用ＮＣ制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る工作機械用Ｎｃ’ＨＩ御装置の一
実施例を示すブロック構成図、第２図は第１図のＮＣ制
御装置を具備するＮＣ工作機械の外観を示す全体斜視図
、第３図は試し加工時における主軸の移動軌跡を示す特
性図、第４図は第３図での主軸の移動軌跡を修正した移
動軌跡を示す特性図である。 一工作ｔ＋ＩＳＩｍ本体部、 主軸、　　　　（３）・−駆動機械部、（４’　）＜４
”　） ・−・サーボ機械部（Ｘ、Ｙ、Ｚ軸） ・−手動操作指示部、 −・−ポインティング指示部、 −・軌跡正規化部、 −・円弧中間点用座標保存バッファ部、−プログラム創
成部、 ＮＣ言語ファイル部、 ・−数値制御部、 ・−数値制御指示部。 特許　出願人　大阪機工株式会社 代　　　　理　　　　人　　　江　　原　　　省　　　
吾第１図 第２ 図 ４″ ！８ Ｌ／

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ワークに対して各種加工を施すための各種工具が
   着脱自在に装着される主軸を駆動する駆動機構部、及び
   上記駆動機構部を通して主軸をＸＹＺの３軸方向に送り
   制御するサーボ機構部を備え、かつ、手動操作可能とし
   た工作機械本体部と、 上記工作機械本体部の主軸に装着した工具でワークを手
   動で試し加工するために必要な運転指示操作をする手動
   操作指示部と、 上記手動操作指示部により工作機械本体部の主軸を手動
   操作してワークを主軸の工具で試し加工し、この試し加
   工時における主軸の移動軌跡を構成する直線の始点・終
   点及び円弧の始点・中間点・終点を入力操作するポイン
   ティング指示部と、 上記ポインティング指示部からの出力をトリガ信号とし
   て、工作機械本体部、或いは円弧中間点用座標保存バッ
   ファ部からの座標データを取り込み、試し加工時におけ
   る主軸の移動軌跡を正規化した軌跡データを作成する軌
   跡正規化部と、 上記軌跡正規化部からの軌跡データ、及び手動操作指示
   部により設定された工作機械本体部からの設定データか
   らなる各種機能情報に基づいて、試し加工と一致したＮ
   Ｃ言語によるプログラムを作成するプログラム創成部と
   、 上記プログラム創成部にて作成されたプログラムを格納
   するＮＣ言語ファイル部と、 上記ＮＣ言語ファイル部に格納されたプログラムに基づ
   いて工作機械本体部の駆動機構部及びサーボ機構部を数
   値制御してワーク加工を自動運転する数値制御部と、 上記数値制御部に対して、ポインティング指示部により
   軌跡正規化部で作成された軌跡データの修正を含む動作
   指示を入力する数値制御指示部と、 を含むことを特徴とするティーチング・プレーバック機
   能を有する工作機械用ＮＣ制御装置。