JPH04331038A - 自動切削プログラミング方法 - 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】この発明は、ＮＣ旋盤やその他の
工作機械の切削加工プログラムを自動的に生成する自動
切削プログラミング方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＮＣ旋盤等の自動切削プログラミ
ングでは、ワーク切削形状のデータをディスプレイとキ
ーボードとで対話式に入力している。例えば、図６に示
す形状の円柱状ワークＷの場合、各部の点ａ〜ｆのＸ座
標値およびＺ座標値を入力するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなプ
ログラミング方法では、ワークの全形状にわたる角部の
座標点を入力して描画を行う必要があり、入力点の数が
多くて入力操作が煩雑という問題点がある。しかも、各
加工箇所ごとに最適な切削工具を選択する入力作業もオ
ペレータにより行っていたため、さらに入力操作が煩雑
になっていた。

【０００４】この発明の目的は、切削形状や使用工具の
オペレータによる入力操作が不要で、簡易なデータ入力
操作により効率の良い加工プログラムの作成が行える自
動切削プログラミング方法を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の構成を実施例
に対応する図１と共に説明する。この自動切削プログラ
ミング方法は、主軸（３）で保持したマスタワーク（Ｍ
Ｗ）に刃物台（７）のセンサ（１３）を近接または接触
させ、センサ（１３）でマスタワーク（ＭＷ）の形状を
倣うことにより、ワーク切削形状を計測し記憶する。素
材ワークの形状は、任意の方法で記憶させる。この後、
ワーク切削形状と素材ワーク形状とを比較して切削量を
演算する。また、この演算した切削量に対応して所定の
切削工具（１２）を工具マスタファイル（２７）から選
択する。

【０００６】

【作用】この方法によると、センサ（１３）により雛形
であるマスタワーク（ＭＷ）を倣うことにより、切削形
状のデータ入力を行う。そのため、オペレータによる切
削形状の入力操作が不要となる。また、素材ワークの形
状と切削形状とから切削量を演算し、切削量に応じた切
削工具（１２）を選択するため、工具選択の入力操作も
不要となる。

【０００７】

【実施例】この発明の一実施例を図１および図２に基づ
いて説明する。図１はタレット旋盤の平面図と、ＮＣ装
置および自動プログラミング装置の概念図とを示す。

【０００８】タレット旋盤においては、ベッド１に設置
した主軸台２にチャック爪３ａを有する主軸３が設けら
れ、主軸台２に隣り合ってタレットスライド４のレール
５がベッド１上に設置してある。タレットスライド４は
、タレット軸６を介して刃物台であるタレット７を、割
り出し回転および前後（Ｚ軸方向）移動可能に搭載した
ものであり、Ｘ軸サーボモータ８および送りねじ９によ
りＸ軸方向に駆動される。タレット７の前後移動は、タ
レットスライド４に搭載したＺ軸サーボモータ１０およ
び送りねじ１１により行われる。

【０００９】タレット７は、正面形状が多角形のドラム
状のものであり、各周面部分からなる工具ステーション
に各種の工具１２が装着してある。タレット７の一つの
工具ステーションに、ワーク検出用の非接触式のセンサ
３１が取付けてある。センサ３１は、物体にＸ軸方向に
所定距離まで近づいたことを検出するものであり、超音
波センサ等の反射型の近接スイッチ（または変位計）、
あるいはその他の高精度の近接スイッチ等が使用される
。渦電流変位計等を用いても良い。

【００１０】ＮＣ装置１４は、ＮＣコードからなる加工
プログラム解析して実行する演算制御部１５を有し、演
算制御部１５から出力された各軸駆動指令は、サーボコ
ントローラ１６を介してＸ軸サーボモータ８およびＺ軸
サーボモータ１０に与えられる。各サーボモータ８，１
０はパルスジェネレータ等からなる位置検出器１７，１
８を有し、その検出信号がサーボコントローラ１６にフ
ィードバックされる。

【００１１】自動プログラミング装置１９は、自動生成
した加工プログラムを記憶する加工プログラム記憶手段
２０と、測定プログラム記憶手段２１と、形状判定手段
３２と、データファイル２３と、自動決定機能手段２４
と、対話式入力手段（図示せず）とで構成される。

【００１２】測定プログラム記憶手段２１は、加工プロ
グラムに代えて演算制御部１５に実行させる測定プログ
ラムを記憶したものであり、測定プログラムは、タレッ
ト７のセンサ３１に倣い動作を行わせるＮＣプログラム
からなる。

【００１３】データファイル２３は、ワークの最終形状
のデータを記憶する切削形状記憶手段２５と、素材ワー
クの形状データを記憶する素材形状記憶手段２６と、タ
レット７に装着される全ての工具の種類を登録した工具
マスタファイル２７とを備える。

【００１４】形状判定手段３２は、測定プログラムの実
行による倣い動作時に、センサ３１がオンしたときの測
定プログラムの送り指令値を記憶し、かつこの記憶デー
タからワーク形状を判定する手段である。測定プログラ
ムの送り指令値の代わりに、各軸サーボモータ８，１０
の位置検出器１７，１８から得られる座標値を記憶する
ようにしても良い。

【００１５】自動決定機能手段２４は、データファイル
２３のデータから加工プログラムの生成に必要な各種の
自動決定を行う手段であり、切削領域演算手段２８と、
最適工具選択手段２９と、工程順・工具経路自動決定手
段３０とを備えている。

【００１６】つぎに、上記構成による自動プログラミン
グ方法を説明する。まず、主軸３にマスタワークＭＷを
チャックしておく。この状態で、測定プログラム記憶手
段２１の測定プログラムを実行させることにより、各軸
サーボモータ８，１０に適宜の指令を与えて、タレット
７のセンサ３１に倣い動作を行わせる。

【００１７】この場合、測定プログラムには、例えば図
２、図３に示すようにマトリクス状に測定点Ｑを設定し
ておき、各測定点Ｑのオンオフの結果からワーク表面形
状を計測する。測定点Ｑの密度は任意に設定する。具体
的には、図３に示すようにマスタワークＭＷを所定角度
に割出しておいて、センサ３１を基準位置（図示せず）
からＸ軸方向に低速で近づけ、各測定点Ｑ１〜Ｑ３で順
次停止させながら、これら測定点Ｑ１〜Ｑ３でセンサ３
１がオンすることを監視する。

【００１８】センサ３１がオンすると、センサ３１をＸ
軸方向に基準位置まで後退させ、かつＺ軸方向に測定点
Ｑの列の一列分だけ移動させた後、再度センサ３１をＸ
軸方向に近づける。このような動作を繰り返し、マスタ
ワークＭＷの所定割出角度θ１における表面形状を測定
する。なお、センサ３１にＺ軸方向の近接検出機能を併
せ持つものを使用した場合は、基準位置に戻さずにＺ軸
方向に移動させ、測定を続けることもできる。

【００１９】つぎに、マスタワークＭＷを主軸３により
割出回転させ、隣の割出角度θ２における表面形状を測
定する。このようにして、全割出角度における表面形状
を測定する。マスタワークＭＷが、回転体形状であるこ
とが予め分かっている場合は、１箇所の割出角度におけ
る測定だけで良い。

【００２０】図１の形状判定手段３２は、このようにセ
ンサ３１がオンしたときの各測定点の座標位置を記憶し
、記憶値から必要に応じて補完演算等を行って形状デー
タを生成し、素材形状記憶手段２５に記憶させる。記憶
値をそのまま素材形状記憶手段２５に記憶させても良い
。

【００２１】このようにマスタワークＭＷの測定を行っ
た後、素材ワーク（図示せず）を主軸３にチャックし、
前記と同様にセンサ３１で倣い動作を行わせて、座標値
を素材形状記憶手段２６に記憶させる。

【００２２】切削形状および素材形状のデータ入力が完
了すると、これらの座標値データから、切削領域演算手
段２８により、素材ワークを切削する領域が演算される
。この演算結果には、ワークの軸方向各部における切削
量、すなわち素材形状と切削形状とのＸ座標の差が含ま
れており、最適工具選択手段２９は、その切削量から工
具マスタファイル２７における最適の工具を自動選択す
る。例えば、切削量が多い個所では、荒削りバイトを選
択し、ある程度切削した後、仕上げ用のバイトで加工す
るように工具の選択を行う。また、テーパ部分ではテー
パ削り用のバイトを選択する。

【００２３】工程順・工具経路決定手段３０は、選択し
た工具の使用順序や、各工具を移動させる工具経路を自
動決定する。これら最適工具選択手段２９や工程順・工
具経路決定手段３０の決定結果等により、加工プログラ
ムが自動生成され、加工プログラム記憶手段２０に記憶
される。なお、自動決定機能手段２４は、この他に材質
や加工条件等に応じた種々の自動決定を行う。

【００２４】この自動切削プログラミング方法によると
、このようにタレット７のセンサ３１の倣い動作により
、ワーク切削形状のデータ入力を行うようにしたため、
オペレータによる切削形状の入力操作が不要であり、そ
のため既存のマスタワークがある場合に、簡易な入力操
作で加工プログラムの自動生成が行える。センサ３１は
非接触で検出するものであるため、マスタワークＭＷが
鋳物のような表面性状の粗いものであっても、測定が可
能である。また、切削量に対応した切削工具を自動選択
するようにしたので、オペレータによる工具種類の判断
作業や入力作業を必要とせずに、効率の良い加工が可能
な加工プログラムを作成することができる。

【００２５】図４および図５はこの発明の他の実施例を
示す。この実施例では、タレット７に取付けるセンサと
して、タッチトリガプローブからなるタッチセンサ１３
を用いる。タッチセンサ１３は、先端のボール部に任意
方向から物体の接触があるとオン信号を出力するもので
ある。

【００２６】また、図１の形状判定手段３２の代わりに
、測定値取込み手段２２を設ける。測定値取込手段２２
は、測定プログラムの実行による倣い動作時に、各軸サ
ーボモータ８，１０の位置検出器１７，１８から得られ
る座標値を切削形状記憶手段２５および素材形状記憶手
段２６に取り込む制御手段である。測定プログラムは、
次に説明する倣い動作を行わせるものとする。

【００２７】この実施例の場合は、タレット７のタッチ
センサ１３に図５に示す倣い動作を行わせる。すなわち
、タッチセンサ１３は、加工基準点Ｐ０からＸ軸方向に
進み、同図に鎖線と矢印とで示すように、マスタワーク
ＭＷの先端側から基端側へ倣い動作を行う。この倣い動
作時において、各軸サーボモータ８，１０の位置検出器
１７，１８より得られるＸ，Ｚ座標値を、タッチセンサ
１３のオン動作時において、測定値取込手段２２により
適宜取り込み、切削形状記憶手段２５に記憶させる。 その他の自動プログラミング過程は、前記実施例と同様
である。

【００２８】なお、前記各実施例では素材形状も倣い動
作で入力するようにしたが、素材形状は一般に単純な形
状であるため、オペレータによるキーボード等の操作で
入力するようにしても良い。また、前記実施例はタレッ
ト旋盤に適用した場合につき説明したが、この発明はそ
の他の刃物台形式の旋盤にも適用することができる。

【００２９】また、前記各実施例において、加工したワ
ークの形状をマスタワークＭＷの測定時と同様に測定し
、この測定値を切削形状記憶手段２５に記憶されたワー
ク切削形状のデータと比較して誤差を算出する手段を設
け、次のワークの加工時から加工プログラムの送り量を
補正するようにしても良い。さらに、切削形状記憶手段
２５に記憶したワーク形状をモニタ画面等に描画させ、
これにより計測が良好に行われたか否かを、或いは加工
したワークの形状を測定してモニタ画面等に描画させ、
加工が良好に行われたか否かを、目視により容易に確認
できるようにしても良い。

【００３０】

【発明の効果】この発明の自動切削プログラミング方法
は、主軸で保持したマスタワークに刃物台のセンサを近
接または接触させ、センサでマスタワークの形状を倣う
ことにより、ワーク切削形状を計測し記憶するようにし
たため、オペレータによる切削形状の入力操作が不要に
なる。そのため、既存のマスタワークがある場合に、簡
易な入力操作で加工プログラムの自動生成が行える。ま
た、計測したワーク切削形状と素材ワーク形状とを比較
して切削量を演算し、切削量に対応した切削工具を自動
選択するようにしたので、オペレータによる工具種類の
判断作業や入力作業を必要とせずに、効率の良い加工が
可能な加工プログラムを作成することができるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を適用する旋盤の平面図と
、ＮＣ装置および自動プログラミング装置の概念構成と
を示す説明図である。

【図２】その測定方法をワーク側面から示す説明図であ
る。

【図３】同測定方法をワーク正面から示す説明図である
。

【図４】この発明の他の実施例の構成説明図である。

【図５】その測定方法の説明図である。

【図６】従来のプログラミング方法の説明図である。

【符号の説明】

３…主軸、３ａ…チャック爪、４…タレットスライド、
７…タレット（刃物台）、８…Ｘ軸サーボモータ、１０
…Ｚ軸サーボモータ、１２…工具、１３…タッチセンサ
、１４…ＮＣ装置、１７，１８…位置検出器、１９…自
動プログラミング装置、２１…測定プログラム記憶手段
、２２…測定値取込手段、２４…自動決定機能手段、２
５…切削形状記憶手段、２６…素材形状記憶手段、２７
…工具マスタファイル、２８…切削領域演算手段、２９
…最適工具選択手段、３１…センサ、３２…形状判定手
段、ＭＷ…マスタワーク、Ｐ０…加工基準点

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　主軸で保持したマスタワークに刃物台
   のセンサを近接または接触させることによりワーク切削
   形状を計測し記憶する過程と、素材ワークの形状を記憶
   する過程と、前記ワーク切削形状と素材ワーク形状とを
   比較して切削量を演算する過程と、この演算した切削量
   に対応して所定の切削工具を工具マスタファイルから選
   択する過程とを含む自動切削プログラミング方法。