JPH0375299B2

JPH0375299B2 -

Info

Publication number: JPH0375299B2
Application number: JP57214400A
Authority: JP
Priority date: 1982-12-07
Filing date: 1982-12-07
Publication date: 1991-11-29
Also published as: EP0127688A4; EP0127688A1; DE3380730D1; WO1984002299A1; US4603285A; JPS59107845A; EP0127688B1

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はならい制御装置に係り、特に任意のな
らいパターンを簡単に作成でき、該ならいパター
ンに応じたならい加工を行なえるならい制御装置
に関する。

（従来の技術）ならい装置は、トレーサヘツドによりモデルを
ならわせ、該トレーサヘツドにより検出された変
位量を用いてならい演算回路において各軸の速度
指令を演算し、該各軸の速度指令により対応する
各軸のモータを駆動して工具をワークに対し相対
的に移動させ、これら動作を繰返えしてワークに
モデル形状と同形の加工を行なう。かゝるならい
装置におけるならい方法（ならいパターン）とし
ては(イ)手動ならい、(ロ)表面往復ならい、(ハ)表面一
方向ならい、(ニ)輪郭全周ならい、(ホ)輪郭部分なら
い、(ヘ)３次元ならいがあり、従来は(イ)〜(ヘ)のなら
い方法を特定すると共に、ならい速度、基準変位
量、ならい方向、ピツクフイード量、ピツクフイ
ード方向等のならい加工条件とならい領域とを入
力し、これらのデータに基づいて前記特定された
ならいパターンのならいを行なつている。第１図
Ａは表面往復ならい、第１図Ｂは表面一方向なら
い、第１図Ｃは輪郭全周ならいのならいパターン
の例であり表面往復ならいにおいてはアプローチ
動作S₁、ならい動作S₂、ピツクフイード動作S₃、
逆方向へのならい動作S₄、ピツクフイード動作S₅
の組み合せにより表面往復ならいのならいパター
ンが特定され、又表面一方向ならいにおいてはア
プローチ動作S₁、ならい動作S₂、＋Ｚ方向早戻し
動作S₃、ならい送り逆方向戻し動作S₄、ラピツド
アプローチ動作S₅、ピツクフイード動作S₆の組み
合せにより表面一方向ならいのならいパターンが
特定され、更に輪郭全周ならいにおいてはアプロ
ーチ動作S₁、ならい動作S₂、ピツクフイード動作
S₃の組み合せにより輪郭全周ならいパターンが特
定される。

（発明が解決しようとする課題）ところで、最近ユーザから、上記(イ)〜(ヘ)のなら
いパターン以外のパターンに基いたならい制御が
要求されている。このため、メーカはその都度ユ
ーザの要求するならいパターンに応じたならい制
御を実行するならい装置を設計し直し、或いは新
しいソフトウエアを作成していた。しかし、なら
いパターン毎にならい装置を提供したり、またな
らいパターン毎に新しいソフトウエアを提供する
ことはメーカやユーザにとつて負担となつてい
た。又、ユーザにとつても、自由に独自のならい
パターンに基いたならい加工を行なうことができ
ないという不都合もあつた。

以上から、本発明はハードウエアの設計変更や
ソフトウエアの大幅な変更を要することなくユー
ザやオペレータが希望するならい加工を行なうこ
とができるような、ならい制御装置を提供するこ
とを目的とする。

（課題を解決するための手段）上記のような発明の目的を達成するために、本
発明はモデル形状をトレーサヘツドが所定の動作
パターンで倣い該トレーサヘツドから発生する検
出信号によりならい工作機械の軸モータを駆動し
て倣い動作を実行するならい制御装置において、
加工条件と前記モデルのならい領域に応じて選択
自在なならい動作パターンを示すプログラムが変
数値を含むサブプログラムとして複数個登録され
る記憶手段と、上記倣い動作の実行中に該記憶手
段内の所望のサブプログラムを読み出す読み出し
手段と、該サブプログラム読み出し時に上記変数
値に対応する引当実引数を入力する入力手段と、
該サブプログラムの変数値に該入力された引当実
引数を代入し該サブプログラムを実行して前記ト
レーサヘツドのならい通路を確定し該ならい通路
に従つて前記トレーサヘツドの動作を制御するト
レーサヘツド制御手段とを具備し、前記ならい工
作機械の工具をワークに対して相対的に移動制御
する際に任意の動作パターンが特定されることを
特徴とするならい制御装置を提供する。

（実施例）以下、本発明の一実施例を、図面を用いて詳細
に説明する。

第２図は本発明に係るならい工作機械の該略図
であり、テーブルTBLをＸ軸方向に駆動するＸ
軸のモータXMと、トレーサヘツドTC及びカツ
タヘツドCTが装着されたコラムCLMをＺ軸方向
に駆動するＺ軸のモータZMと、テーブルTBLを
Ｙ軸方向に駆動するＹ軸のモータYMが設けられ
ている。テーブルTBLにはモデルMDLとワーク
WKとが固定され、トレーサヘツドTCはモデル
MDLの表面に当接してこれの表面を倣い、この
倣い動作により得られた倣い制御情報により、カ
ツタヘツドCTはワークWKにモデル形状通りの
加工を施す。トレーサヘツドTCは周知の如く、
モデルMDLの表面のＸ，Ｙ，Ｚ各軸の変位εX，
εY，εZを検出する構成のものであり、トレーサ
ヘツドTCにより検出された各軸方向変位はなら
い制御装置TCCに入力され、ここで周知のなら
い演算が行われてならい制御情報としての各軸方
向の速度成分が発生し、これらの情報により各軸
方向の速度成分が発生する。たとえば、ならい方
法としてＸ−Ｚ面における表面ならいを考えると
速度成分V_x，V_zが発生し、これらはそれぞれサ
ーボ回路SVX，SVZを介してＸ軸及びＺ軸のモ
ータMX，MZに印加され、これら各軸モータ
MX，MZを回転させる。この結果、カツタヘツ
ドCTがワークWKに対して相対的に移動して、
該ワークにモデル形状通りの加工が施され、又ト
レーサヘツドTCはモデルMDLの表面を更に倣う
こととなる。尚、SVYはＹ軸のサーボ回路であ
り、ピツクフイード動作の際にＹ軸モータYMを
回転してテーブルTBLをＹ軸方向に所定量移動
させる。

本発明においては、通常のならい制御において
使用頻度が激しいならいの種々の動作パターン
（或いはパスという）、或いはそれら動作パターン
を組み合せてなる組合せ動作パターン（組合せパ
ス）を選択しておき、これらの動作パターンある
いは組合せ動作パターンをならい制御装置が実行
するための一群の指令をサブプログラムのように
作成しておき、これらの一群の指令をならい制御
装置TCC内のメモリ（後に詳述する）に予め登
録しておく。

上記動作パターンあるいは組合せ動作パターン
はユーザあるいはオペレータが自由に選択でき
る。また、上記サブプログラムのような一群の指
令もユーザあるいはオペレータの手で作成するこ
とができる。そしてこの一群の指令の中に変数を
含ませることもできるし、それら変数どうしの四
則演算もできる。上記のような動作パターンある
いは組合せ動作パターンをならい制御装置が実行
するための一群の指令（サブプログラム）を今後
「カスタムマクロ」と呼ぶことにする。本発明に
おいては、ならい加工を実行する時、簡単な加工
指令情報により前記登録されたカスタムマクロを
呼び出し、該カスタムマクロに基いてならいを実
行し、或いはカスタムマクロの規定するパスの組
み合せよりなる任意のならいを実行するものであ
る。そして、この場合ならい領域データ及び、な
らい速度、ピツクフイードなどの加工条件データ
は変数として動作パターン（パス）と共にカスタ
ムマクロとしてメモリに登録されており、実行の
ためカスタムマクロが呼出された時、これら変数
には実際のデータ（以後実引数という）が引き当
てられる。なお、これら実引数は、当該ならい加
工を実行するプログラムの中で、カスタムマクロ
を呼び出す「マクロ呼出指令」と共に「引当実引
数指令」として変数値を記入しておくが、詳細は
後に述べる。

第３図及び第４図は上記カスタムマクロを説明
するための概略説明図であり、第３図はカスタム
マクロのメモリへの記憶状態とこれを呼び出して
使用する場合のデータの実行状態を示すものであ
る。

第３図において、１０１は、ならい制御装置
TCC内に設けられた加工指令情報を記憶する加
工指令データメモリ、１０２は同じくならい制御
装置TCC内に設けられたマクロメモリであり、
種々のならい動作パターン（パス）がカスタムマ
クロとして記憶されている。MCR₁，MCR₂……
……は種々のカスタムマクロを示し、これらには
それぞれ特定するための番号（マクロ番号）が付
されて登録されている。それぞれのカスタムマク
ロMCR₁，MCR₂…………が特定する動作パター
ンの例示としては、たとえば第４図Ａに示す矩形
状の表面ならい動作パターン、第４図Ｃに示すよ
うな平面輪郭ならい動作パターンイとピツクフイ
ードロと第４図Ｄに示すような平面輪郭ならい動
作パターンイ′とピツクフイードロ′とを組み合わ
せた第４図Ｂに示すようなＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向
の立体的な輪郭ならい動作パターン、第４図Ｅに
示す表面往復ならい動作パターンなどがある。

一連のならい動作をならい加工上有意義な限り
小さな動作単位の動作パターンに分割し、該小さ
な動作単位をカスタムマクロとしてマクロメモリ
内に記憶させると共に、ならい加工を実行するプ
ログラムの中でカスタムマクロを呼び出す「マク
ロ呼出指令」と共に該パターンに関するデータを
変数として「引当実引数指令」に記入しておき、
これらの小さな動作単位の動作パターンを複数個
組み合わせて所望の動作パターンを得るようにし
てもよい。

第４図Ｆ〜Ｈはかかる動作単位の動作パターン
の一例を示すものである。同図Ｆは一方向表面な
らい動作パターンを示すもので、ならい方向と、
ならい領域を変数として指定するもの、同図Ｇは
最大１周の輪郭ならい動作パターンを示すもの
で、ならい方向及びならい領域を変数として指定
するもの、同図Ｈは最大１周の３次元ならい動作
パターンを示すもので、ならい方向、ならい領域
を変数としたものである。

ここで、第４図Ｆに示す一方向表面ならい動作
の組合せで第４図Ａに示す矩形状の表面ならい動
作パターンを表現する例を説明する。

一方向表面ならいの動作命令を「H₀₂」とし、
これにならい方向データとならい領域データとを
付して一方向表面ならいのカスタムマクロを表現
する。即ち第４図Ｆの一方向ならい動作パターン
のカスタムマクロは、「H₀₂ならい方向データ、ならい領域データ」
で表現される。これを組み合わせて、第４図Ａの
パターンのカスタムマクロの指令は、 O₉₀₀₁ H₀₂＋Ｘ，X₁，F₁； H₀₂−Ｙ Y₁； H₀₂−Ｘ X₁； H₀₂＋ＹＹ；と表現され、マクロメモリ１０２に記憶される。
なお上記のカスタムマクロにおいて、「O₉₀₀₁」は
カスタムマクロのマクロ番号、「；」はエンド・
オブ・ブロツクを示す符号、F₁はならい速度デ
ータである。

一方、加工指令情報を記憶する加工指令データ
メモリ１０１に記憶されたならい加工を実行する
プログラムの中には、適所に（第３図では３箇所
に）マクロメモリ１０２に記憶されているカスタ
ムマクロを呼出すためのマクロ呼出データ
MCC₁，MCC₂，MCC₃が挿入されており、所定
のカスタムマクロをマクロメモリ１０２より呼出
すようになつている。たとえばマクロ番号9001
（第４図Ａの動作パターンを特定するカスタムマ
クロ）のカスタムマクロを呼出す場合には、
「G₆₅ P₉₀₀₁」のように、マクロ呼出命令G₆₅と、
呼出したいマクロ番号P₉₀₀₁とからなる「マクロ
呼出指令」をプログラムの所要部に記入しその後
に、「X₁＝□…□，Y₁＝□…□，F₁＝□…□」の
ように、変数に実数を割り当てる「引当実引数指
令」とを記入する。尚、X₁，Y₁，F₁はマクロ番
号9001のカスタムマクロにおいて使用されている
変数であり、X₁＝□…□，Y₁＝□…□，F₁＝□
…□により変数に実数が割り当てられ、これによ
りカスタムマクロが完全なものとなつて実行され
る。なお、第３図の実行順序は図中のイ，ロ，ハ
……の符号順である。

第５図はならい装置TCCのブロツク図であり、
１０１は加工指令データが記憶された加工指令デ
ータメモリ、１０２はマクロメモリ、１０３は処
理装置、１０４はサーボ回路、１０５はモータ、
１０６はトレーサヘツドである。起動がかかると
処理装置１０３は加工指令データメモリ１０１よ
りならい加工を実行するプログラムを順次読みと
り通常のならい制御を行なう。一方、加工指令デ
ータメモリ１０１よりマクロ呼出データ“G₆₅…
…”が読み出されれば、該呼出データが指示する
マクロ番号に対応するカスタムマクロをマクロメ
モリ１０２より読出す。そして、マクロ呼出デー
タの引当実引数指令にて示される実引数をカスタ
ムマクロ中の夫々の該当する変数に挿入しながら
ならい加工を実行するプログラムを実行し、なら
い処理を行なう。たとえば、第４図Ａに示すパス
に対応するマクロ指令が読み出されたとすると、
最初Ｘ−Ｚ面の一方向ならいであるから、まず送
り速度V_x，V_zをサーボ回路１０４に入力し、テ
ーブルTBL及びコラムCLM（第２図参照）を移
動させる。これによりトレーサヘツド１０６はモ
デルに沿つて動作するので、トレーサヘツドから
変位ε_x，ε_y，ε_zが出力され、処理装置１０３に入
力される。処理装置１０３は変位に基いてならい
演算を実行して新たな送り速度V_x，V_zをリアル
タイムで演算してサーボ回路１０４に出力する。
なお、送り速度V_xは｜ε−ε₀｜（但し、εは合成変位量、ε₀は基準
偏位）の値に対し反比例するように制御され、送り速度
V_zは｜ε−ε₀｜の値に比例して変化するように
制御される。サーボ回路１０４はV_x，V_zに基い
てテーブル、コラムを制御する。このようにし
て、順次トレーサヘツド１０６からの変位に基づ
きならい演算を実行し、トレーサヘツドのモデル
の検出変位の基づき速度指令V_x，V_zを演算し、
各軸のモータを駆動して、カツタヘツドをワーク
に対し相対移動させ、ワークにモデルの形状と同
一形状の加工を施す。そして、トレーサヘツド１
０６が、領域データX₁が指定する距離移動すれ
ば、＋Ｘ方向へのＸ−Ｚ面におけるならいを終了
し、次に−Ｙ方向へのＹ−Ｚ面におけるならいを
実行する。そして、以後同様な処理により第４図
Ａに示す矩形パターンに沿つたならいが行われ
る。

（発明の効果）以上詳細に説明したように、本発明によれば、
カスタムマクロとして複数個メモリに登録された
ならいの種々の動作パターンを呼出し、マクロ呼
出データの引当実引数指令にて示される実引数を
カスタムマクロ中の夫々の該当する変数に挿入し
ながらならい加工を実行するプログラムを実行で
きるので、ユーザが簡単に加工条件やモデルのな
らい領域に応じた任意の動作パターンを倣うなら
い制御装置用プログラムを作成でき、また、マク
ロ呼出データの引当実引数指令にて示される実引
数をカスタムマクロ中の夫々の該当する変数に挿
入しながらならい加工を実行するプログラムを実
行できるから、簡単な指令で複雑なならいパスに
従つたならいを実行させることができる。又、何
度でも登録したカスタムマクロを呼び出して使用
できるためならい加工を実行するプログラムの作
成が簡単になつた。

又、本発明によれば任意のならいパスに従つた
ならい制御を登録してあるカスタムマクロを用い
て簡単に行なうことができ、装置の改造、ソフト
ウエアの設計変更は不要である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のならいパターン説明図、第２図
は本発明のならい工作機械の概略図、第３図は本
発明の概略説明図、第４図はカスタムマクロ化さ
れて記憶されるパターン例説明図、第５図は本発
明のならい制御装置のブロツク図である。１０１……加工指令データメモリ、１０２……
マクロメモリ、１０３……処理装置、１０４……
サーボ回路、１０５……モータ、１０６……トレ
ーサヘツド、MCC₁〜MCC₃……マクロ呼出デー
タ、MCR₁〜MCR₄……カスタムマクロ。

Claims

【特許請求の範囲】

１モデル形状をトレーサヘツドが所定の動作パ
ターンで倣い該トレーサヘツドから発生する検出
信号によりならい工作機械の軸モータを駆動して
倣い動作を実行するならい制御装置において、加
工条件と前記モデルのならい領域に応じて選択自
在なならい動作パターンを示すプログラムが変数
値を含むサブプログラムとして複数個登録される
記憶手段と、上記倣い動作の実行中に該記憶手段
内の所望のサブプログラムを読み出す読み出し手
段と、該サブプログラム読み出し時に上記変数値
に対応する引当実引数を入力する入力手段と、該
サブプログラムの変数値に該入力された引当実引
数を代入し該サブプログラムを実行して前記トレ
ーサヘツドのならい通路を確定し該ならい通路に
従つて前記トレーサヘツドの動作を制御するトレ
ーサヘツド制御手段とを具備し、前記ならい工作
機械の工具をワークに対して相対的に移動制御す
る際に任意の動作パターンが特定されることを特
徴とするならい制御装置。