JPH04304501A - 数値制御装置の送り速度制御方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は数値制御装置（以下ＮＣ
装置という）の送り速度制御方法、特にオフセット量を
有する工具を用いて円弧補間加工を行なう場合の円弧補
間送り速度の制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来のＮＣ装置の構成を示すブロ
ック図である。同図において、１１はマイクロプロセッ
サ（以下ＣＰＵという）、１２Ａは従来の制御プログラ
ム４０が記憶されているリードオンリメモリ（以下ＲＯ
Ｍという）、１３は加工プログラム３０及びへール（溝
）加工に必要なデータ等が記憶されているランダムアク
セスメモリ（以下ＲＡＭという）、１４はワーキグメモ
リとして使用するＲＡＭである。１５はＮＣテープＮＴ
からＮＣプログラムデータを読取るデータ読取装置、１
６は操作盤、１７はＣＲＴ表示装置、１８はキーボード
である。１９はサーボコントローラで、サーボ駆動回路
２０を介してサーボモータ２１を駆動し、工作機械２２
を制御する。

【０００３】図４はＲＭＡ１３に記憶されるヘール（溝
）加工に必要なデータ例を示す図である。同図において
は、ＲＡＭ１３の内部に、加工プログラム３０以外にヘ
ール（溝）加工に必要なデータとして、例えば加工プロ
グラムに円弧指令の有無を示す円弧フラグ３１、円弧指
令に必要な円弧半径（単位はｍｍ）３２、加工に必要な
送り速度指令（以下、Ｆ指令と略し、加工プログラムで
Ｆ指令を指令すると、１分間当りの送り速度ｍｍ／分と
して格納される）３３、ヘールバイト等の円弧補間送り
速度（単位はｍｍ／分）３４、ヘールバイト等の工具オ
フセット量（単位はｍｍ）３５等のデータがそれぞれ記
憶されている例が示されている。

【０００４】図５は法線方向制御加工プログラムの加工
軌跡の説明図である。同図においては、被加工物は固定
され、被加工物に円弧の溝加工を行なうため、工作機械
の工具としてヘールバイトを回転軸に装着し、前記回転
軸を円弧半径ｒの円周上の加工プログラム通路１０２に
沿って円弧補間送り速度Ｆｒ（ｍｍ／分）で送り制御す
る。このとき前記ヘールバイトには工具オフセット量Ｒ
があるため、溝加工形状の加工軌跡は半径（ｒ＋Ｒ）の
円周上の工具先端通路１０１に沿ったものとなる。

【０００５】ここで工具であるヘールバイトの刃先は常
に工具の進行方向（円周方向）に対して直角な方向（こ
れを法線方向といい、この例では円弧の半径方向）を保
持するように、ヘールバイトの装着された回転軸が少し
ずつ回転制御される。また工具先端通路１０１に沿った
工具先端位置送り速度Ｆ（ｍｍ／分）は、前記円弧補間
送り速度Ｆｒよりも半径がｒから（ｒ＋Ｒ）に増加した
分だけ大きな値となっている。

【０００６】図４を参照し、図３の動作を説明する。加
工を行なうには、まずデータ読取装置１５により加工プ
ログラムが穿孔されているＮＣテープＮＴを読取るか、
或いはキーボード１８により加工プログラムを入力して
ＣＲＴ表示装置１７の画面に表示させ、その内容を確認
した後にＲＡＭ１３内に加工プログラム３０として格納
する。加工プログラム３０がＲＡＭ１３内に格納された
後に、オペレータが操作盤１６或いはキーボード１８を
操作してＮＣ運転開始を指示すると、ＣＰＵ１１はＲＡ
Ｍ１３内に格納された加工プログラム３０に基づき加工
データを作成し、サーボコントローラ１９を介してサー
ボ駆動回路２０に送り、サーボ駆動回路２０はサーボモ
ータ２１を駆動制御する。そして、工作機械２２はサー
ボモータ２１により制御されて加工を行う。

【０００７】図６は従来の円弧補間送り速度を算出する
手順を示すフローチャートである。図４及び図５を参照
し、図６のフローチャートを説明する。図６のステップ
Ｓ１では、ＣＰＵ１１は加工プログラム３０に基づいて
加工プログラム通路１０２を作成すると共に、円弧補間
を示す円弧フラグ３１や円弧半径３２を求めてＲＭＡ１
３内に格納する。ステップＳ２では、ステップＳ１で作
成された加工プログラム通路１０２から円弧フラグ３１
を読み出して円弧フラグ３１がオンであるかどうかを判
別する。この判別結果として、円弧フラグ３１がオフの
場合には、円弧補間する必要がないので、ステップＳ３
において、通常の直線補間処理を行い次のブロックの加
工プログラムの加工に移る。またステップＳ２の判別結
果として、円弧フラグ３１がオンの場合には円弧補間と
判断する。そしてステップＳ５において、ＲＡＭ１３内
の円弧補間送り速度３４に加工プログラムで設定された
Ｆ指令３３をその送り速度してＲＡＭ１３内に格納する
。そしてステップＳ６において、前記円弧補間送り速度
３４に基づいて工具移動補間を行い、工作機械２２の工
具を移動させて加工を行っている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来のＮＣ装置がヘー
ルバイトのようにオフセット量を有する工具を回転軸に
装着し、該回転軸を前記工具の進行方向に対する法線方
向に向けて円弧補間加工を行なう場合の送り速度制御方
法においては、この工具オフセット量の値により、円弧
補間中は工具先端位置送り速度がＦ指令速度と一致せず
、加工プログラムを直線−円弧、円弧−直線と変化する
と急激に送り速度が変化することがあり、工具を傷めた
り、被加工物の切削部分がきれいに加工できないといっ
た問題点があった。

【０００９】この発明はこのような問題点を解決するた
めになされたものであり、加工プログラムを直線−円弧
、円弧−直線と変化させても送り速度が変化せず、円弧
補間中の工具先端位置送り速度が自動的にＦ指令の速度
と一致するようなＮＣ装置の送り速度制御方法を得るこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係る数値制御
装置の送り速度制御方法は、数値制御装置がオフセット
量を有する工具を回転軸に装着し、該回転軸を前記工具
の進行方向に対する法線方向に向けて円弧補間加工を行
なう場合に、前記円弧補間加工中の前記工具先端位置送
り速度が加工に必要な指令送り速度と一致する円弧補間
送り速度を算出する送り速度算出手段と、該送り速度算
出手段により算出された円弧補間送り速度により円弧補
間加工を行なう送り速度制御手段とを備えたものである
。

【００１１】

【作用】この発明においては、数値制御装置がオフセッ
ト量を有する工具を回転軸に装着し、該回転軸を前記工
具の進行方向に対する法線方向に向けて円弧補間加工を
行なう場合に、送り速度算出手段は前記円弧補間加工中
の前記工具先端位置の送り速度が加工に必要な指令送り
速度と一致する円弧補間送り速度を算出し、送り速度制
御手段は前記算出された円弧補間送り速度により円弧補
間加工を行なう。

【００１２】

【実施例】図２は本発明に係るＮＣ装置の構成を示すブ
ロック図である。同図において、１１及び１３〜２２の
機器は図３の従来装置と同一のものである。１２は本発
明に係るＲＯＭであり、従来の制御プログラム４０のほ
かに、本発明に係る円弧補間送り速度算出プログラム４
１を記憶している。

【００１３】図２のＲＯＭ１２内に格納された前記円弧
補間送り速度算出プログラム４１は、図５に示されるよ
うにＮＣ装置がオフセット量を有する工具を回転軸に装
着し、該回転軸を前記工具の進行方向に対する法線方向
に向けて円弧補間加工を行なう場合に、前記円弧補間加
工中の前記工具先端位置の送り速度Ｆが加工に必要な指
令送り速度と一致する円弧補間送り速度Ｆｒを算出する
演算プログラムである。いま円弧半径をｒ（ｍｍ）、工
具オフセット量をＲ（ｍｍ）とすると、円弧補間送り速
度Ｆｒ（ｍｍ／分）は次の（１）式により算出される。 　　　　　　Ｆｒ＝（Ｆ指令）×ｒ／（Ｒ＋ｒ）　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　…（１）

【００１
４】前記（１）式により算出されるＦｒのデータ値は円
弧補間送り速度３４としてＲＭＡ１３内に記憶される。 そしてＣＰＵ１１はこのＲＡＭ１３内に記憶された円弧
補間送り速度３４によりサーボコントローラ１９、サー
ボ駆動回路２０及びサーボモータ２１を介して円弧補間
加工を行なう。

【００１５】図１は本発明に係る円弧補間送り速度を算
出する手順を示すフローチャートである。即ち前記（１
）式の円弧補間送り速度Ｆｒを算出し、このＦｒにより
円弧補間を行なう手順を示している。

【００１６】図１のフローチャートを参照し、図２の動
作を説明する。図２のＮＣ装置において、ヘール（溝）
加工を行う時は、前述の従来装置の場合と同様に、デー
タ読取装置１５により加工プログラムが穿孔されている
ＮＣテープＮＴを読取るか、或いはキーボード１８によ
り加工プログラムを入力してＣＲＴ表示装置１７の画面
に表示させ、その内容を確認した後にＲＡＭ１３内に加
工プログラム３０として格納する。加工プログラム３０
が格納された後に、オペレータが操作盤１６或いはキー
ボード１８を操作してＮＣ運転開始を指示すると、ＣＰ
Ｕ１１はＲＡＭ１３内に格納された加工プログラム３０
に基づいて加工プログラム通路１０２を作成する。そし
て、この加工プログラム通路１０２に対して所定の工具
オフセット量Ｒを有する工具先端通路１０１を作成し、
工作機械２２の工具先端がこの工具先端通路１０１を通
るように位置制御を行なうが、ここで加工プログラム通
路１０２に図５に示すような円弧がある場合について説
明する。

【００１７】図１のステップＳ１では、ＣＰＵ１１は加
工プログラムに基づいて作成された加工プログラム通路
１０２により、円弧フラグ３１や円弧半径３２を求めて
ＲＡＭ１３内に格納する。ステップＳ２では、ステップ
Ｓ１で作成された加工プログラム通路１０２から円弧フ
ラグ３１を読出して円弧フラグ３１がオンであるかどう
かを判別する。この判別結果として、その円弧フラグ３
１がオフの場合には、円弧補間する必要がないので、ス
テップＳ３において、通常の直線補間処理を行い次のブ
ロックの加工プログラムの加工に移る。またステップＳ
２の判別結果として、円弧フラグ３１がオンの場合には
円弧補間と判断する。そしてステップＳ４において、Ｃ
ＰＵ１１はＲＯＭ１２内の円弧補間送り速度算出プログ
ラム４１に基づき、前記（１）式に示される円弧補間送
り速度Ｆｒを算出し、この算出結果をＲＡＭ１３内の円
弧補間送り速度３４として記憶する。そしてステップＳ
６において、工具先端位置送り速度ＦがＦ指令速度と等
しい値となる前記円弧補間送り速度３４に基づいて工具
移動補間を行い、工作機械２２の工具を移動させて加工
を行なう。

【００１８】また、上記実施例ではヘール（溝）加工に
おける円弧補間時の自動速度制御について説明したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、例えば研削盤
を対象にした工作機械や、ミシン、カーペットなどの縫
製加工等の加工中に工具が常に工具の進行方向と直角な
方向に向くように制御動作を行なう機械にも本発明を同
様に適用することができる。

【００１９】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、ＮＣ装
置がオフセット量を有する工具を回転軸に装着し、該回
転軸を前記工具の進行方向に対する法線方向に向けて円
弧補間加工を行なう場合に、前記補間加工中の前記工具
先端位置の送り速度が加工に必要な指令送り速度と一致
する円弧補間送り速度により円弧補間加工を行なうよう
にしたので、加工プログラムを直線−円弧、円弧−直線
と変化させても、被加工物の不良などが発生しにくくな
り、切削面も均一にきれいに仕上がり、オペレータは、
円弧補間を意識せずに、きわめて容易に加工できるＮＣ
装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る円弧補間送り速度を算出する手順
を示すフローチャートである。

【図２】本発明に係るＮＣ装置の構成を示すブロック図
である。

【図３】従来のＮＣ装置の構成を示すブロック図である
。

【図４】ＲＡＭ１３に記憶されるヘール（溝）加工に必
要なデータ例を示す図である。

【図５】法線方向制御加工プログラムの加工軌跡の説明
図である。

【図６】従来の円弧補間送り速度を算出する手順を示す
フローチャートである。

【符号の説明】

１１　　ＣＰＵ １２、１２Ａ　　ＲＯＭ １３　　ＲＡＭ １４　　ＲＡＭ １５　　データ読取装置 １６　　操作盤 １７　　ＣＲＴ表示装置 １８　　キーボード １９　　サーボコントローラ ２０　　サーボ駆動回路 ２１　　サーボモータ ２２　　工作機械 ３０　　加工プログラム ３１　　円弧フラグ ３２　　円弧半径 ３３　　Ｆ指令 ３４　　円弧補間送り速度 ３５　　工具オフセット量 ４０　　制御プログラム ４１　　円弧補間送り速度算出プログラム１０１　　工
具先端通路 １０２　　加工プログラム通路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　数値制御装置がオフセット量を有する
   工具を回転軸に装着し、該回転軸を前記工具の進行方向
   に対する法線方向に向けて円弧補間加工を行なう場合に
   、前記円弧補間加工中の前記工具先端位置の送り速度が
   加工に必要な指令送り速度と一致する円弧補間送り速度
   を算出し、該算出された円弧補間送り速度により円弧補
   間加工を行なうことを特徴とする数値制御装置の送り速
   度制御方法。