JPH05237741A - Ｎｃデータ作成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＮＣデータ作成方法に関し、自動的に付加軸
の移動指令をＮＣデータに含めることができるようにす
る。 【構成】 付加軸としてのクロスレールの移動を伴っ
て、工具交換指令あるいは工具軸回転指令のＮＣデータ
を出力する工具交換処理を行う（ステップＳ３）。次
に、同一の工具で加工可能な加工形状を検索する加工形
状検索処理を行う（ステップＳ４）。そして、クロスレ
ールの移動を伴って、加工指令のＮＣデータを出力する
加工ＮＣデータ出力処理を行う（ステップＳ５）。した
がって、工具交換時あるいは加工時において、付加軸を
有するＣＮＣ工作機械のＮＣデータを簡単に、しかも短
時間で作成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動プログラミング装置
およびＣＡＤ／ＣＡＭシステムでのＮＣデータ作成方法
に関し、特にある軸に対して、平行な付加軸を有するＣ
ＮＣ工作機械のＮＣデータを作成するＮＣデータ作成方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】門型の立型マシニングセンタのような、
大型のＣＮＣ工作機械では、主軸を移動するＺ軸と、主
軸とＺ軸との全体を上下に移動させるＷ軸を有する。図
１０に門型の立型マシニングセンタの概略図を示す。

【０００３】図１０において、門型の立型マシニングセ
ンタは、クロスレール１００、主軸１１０、ワーク１２
０及びテーブル１３０から構成される。クロスレール１
００は上下方向に移動可能であり、Ｗ軸の移動指令で制
御される。また、クロスレール１００には、クロスレー
ル１００に沿って左右方向に移動する主軸１１０が設け
られている。

【０００４】主軸１１０は立・横主軸を持ち、立主軸に
よってワーク１２０の上面を加工でき、横主軸によって
ワーク１２０の４面の側面を加工できるように、上下方
向に移動し、旋回可能となっている。この主軸１１０の
上下方向の移動は、Ｚ軸の移動指令で制御される。そし
て、テーブル１３０には、加工を行うワーク１２０が載
置される。

【０００５】このような門型の立型マシニングセンタで
は、工具交換時あるいは工具軸回転時に、ワークと主軸
の干渉を防止するために、主軸１１０を上方向に移動さ
せる必要があるが、ワークと主軸とのクリアランスを十
分に確保するためには、Ｚ軸の移動のみでなく、Ｗ軸
（クロスレール１００）を上方向に移動させる必要があ
る。

【０００６】また、加工時にもＺ軸の移動のみでは上下
方向の加工ストロークを十分に確保することができない
場合があり、Ｗ軸を移動させる必要がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の自動プ
ログラミング装置およびＣＡＤ／ＣＡＭシステムでは、
このようなＷ軸の移動を含めることができずに、Ｚ軸の
移動指令のみをＮＣデータとして出力し、Ｚ軸の移動指
令で主軸のストロークが十分に確保できない場合は、ア
ラームとして、その都度オペレータがＷ軸の移動指令を
追加して処理していた。

【０００８】このために、オペレータの操作が煩雑で、
ＮＣデータの作成時間も長時間を要する。本発明はこの
ような点に鑑みてなされたものであり、自動的に付加軸
の移動指令をＮＣデータに含めることのできるＮＣデー
タ作成方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、ある軸に対して、平行な付加軸を有する
ＣＮＣ工作機械のＮＣデータを作成するＮＣデータ作成
方法において、工具交換時あるいは工具軸回転時に前記
付加軸を移動すべきか判別し、前記付加軸の移動指令を
含むＮＣデータを作成することを特徴とするＮＣデータ
作成方法が提供される。

【００１０】また、ある軸に対して、平行な付加軸を有
するＣＮＣ工作機械のＮＣデータを作成するＮＣデータ
作成方法において、加工時に前記付加軸を移動すべきか
判別し、前記付加軸の移動指令を含むＮＣデータを作成
することを特徴とするＮＣデータ作成方法が提供され
る。

【００１１】

【作用】工具交換時あるいは工具軸回転時に、主軸とワ
ークとのクリアランスが十分に確保されているか否かを
判別し、クリアランスが十分に確保されていなければ付
加軸の移動指令を含む工具交換指令のＮＣデータを作成
する。

【００１２】また、加工時に、主軸の上下方向移動によ
って加工ストロークが十分に確保されているか否かを判
別し、加工ストロークが十分に確保されていなければ付
加軸の移動指令を含む加工指令のＮＣデータを作成す
る。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図２は、本発明を実施するための自動プログラ
ミング装置のハードウェア・ブロック図である。プロセ
ッサ１１は、ＲＯＭ１２に格納されている制御プログラ
ムに従って自動プログラミング装置全体を制御する。Ｒ
ＯＭ１２には自動プログラミング装置全体を制御する制
御プログラムの他に、形状情報等のデータが格納されて
いる。ＲＡＭ１３には、内部データ、フロッピーディス
ク１９ａからロードされたシステムプログラム、図面や
ＮＣデータを作成するための加工形状データ等の各種デ
ータが格納される。

【００１４】グラフィック制御回路１４はＲＡＭ１３に
格納されたＮＣデータ、ワークの形状等のデータを表示
信号に変換し、表示装置１５に送る。表示装置１５は、
これらのＮＣデータあるいはワークの形状等を表示す
る。この表示装置１５にはＣＲＴ、液晶表示装置等が使
用される。

【００１５】キーボード１６はデータ入力に使用される
操作キーと、システムプログラム等によって、機能が変
化するソフトウェアキーを備えている。タブレット１７
は形状情報等のデータ入力に使用される。

【００１６】ＨＤＤ（ハード・ディスク・ドライブ）１
８は、パラメータ等のシステム情報およびＮＣデータ等
のような、自動プログラミング装置の電源遮断後も保存
すべきデータが格納される。ＦＤＤ（フロッピー・ディ
スク・ドライブ）１９は、フロッピー・ディスク１９ａ
を駆動させてＮＣデータを入力し、あるいは修正された
ＮＣデータをフロッピー・ディスク１９ａに出力するこ
とができる。

【００１７】また、作成された加工形状やＮＣデータ
は、プロッタ２０、プリンタ／ＰＴＰ（紙テープパンチ
ャー）２１に出力することもできる。なお、これらの要
素はいずれもバス１０に接続されている。

【００１８】図１は、本発明のＮＣデータ作成方法の処
理手順を示す概略フローチャートである。この概略フロ
ーチャートは、図２のＲＯＭ１２に格納されているシス
テムプログラムをプロセッサ１１が実行することによっ
て実現される機能である。図において、Ｓの後に続く数
字はステップ番号を示す。

【００１９】〔Ｓ１〕先頭ＮＣデータの出力処理を行
う。すなわち、ＣＮＣ工作機械の初期化指令等を出力す
る。具体的には、プログラムスタート記号「％」や、例
えば「Ｏ１２３４」等のプログラム番号を出力する。

【００２０】〔Ｓ２〕加工終了か否かを判別する。すな
わち、加工すべき加工形状があるか否かを判別する。も
し、加工すべき加工形状があるならばステップＳ３に進
み、加工すべき加工形状がないならばステップＳ８に進
む。

【００２１】〔Ｓ３〕クロスレールの移動を伴う工具交
換処理を行う。すなわち、主軸とワークとのクリアラン
スが十分に確保されていなければクロスレールの移動を
行うＷ軸のＮＣデータを出力した後、工具交換指令ある
いは工具軸回転指令のＮＣデータを出力する。

【００２２】〔Ｓ４〕加工形状検索処理を行う。具体的
には、同一の工具で加工可能な加工形状を検索する。 〔Ｓ５〕クロスレールの移動を伴う加工ＮＣデータ出力
処理を行う。すなわち、主軸の上下方向移動によって加
工ストロークが十分に確保されていなければクロスレー
ルの移動を行うＷ軸のＮＣデータを出力した後、ステッ
プＳ４で検索された加工形状について加工指令のＮＣデ
ータを出力する。

【００２３】〔Ｓ６〕他に同一の工具で加工可能な加工
形状があるか否かを判別する。もし、加工形状があるな
らばステップＳ７に進み、他に加工形状がないならばス
テップＳ２に進む。

【００２４】〔Ｓ７〕内部データ設定処理を行う。すな
わち、次ステップ以降において同一の工具で加工可能な
加工形状を指定するための内部データの設定を行う。 〔Ｓ８〕最終ＮＣデータの出力処理を行う。すなわち、
ＣＮＣ工作機械の終了指令等を出力し、本処理手順を終
了する。具体的には、プログラムエンドブロック「Ｍ０
２」等を出力する。

【００２５】次に、本発明を実施する加工形状の一例に
ついて、図３及び図４に基づいて説明する。図３はワー
クの側面を加工する加工形状を示す図であり、図４は図
３のワークに対して右側面から見た図である。

【００２６】図３において、門型の立型マシニングセン
タのテーブル１３０には、加工の対象となるワーク１２
０が載置されている。このワーク１２０の側面は加工す
べき４つの加工形状１２１〜１２４があり、これらの加
工形状１２１〜１２４は、予め自動プログラミング装置
において定義されている。

【００２７】図４において、主軸ストローク範囲１１１
は主軸１１０が移動可能な範囲を示す。加工形状１２
１，１２２を加工する場合、これらの加工形状の加工範
囲が主軸ストローク範囲１１１に収まっているので、加
工形状１２１，１２２を連続して同一工具で加工するこ
とができる。しかし、加工形状１２３を加工する場合、
加工形状１２３の加工範囲は主軸ストローク範囲１１１
の外にあるので、このままでは加工することができな
い。このため、クロスレール１００を下方向へ移動さ
せ、加工形状１２３の加工範囲が主軸ストローク範囲１
１１に収まるようにする必要がある。

【００２８】次に、図３及び図４に示すような加工形状
１２１〜１２４の加工を行う場合のＮＣデータを作成す
る処理手順について説明する。図５〜図７は、本発明の
ＮＣデータ作成方法の処理手順を示すフローチャートで
ある。このフローチャートは、図２のＲＯＭ１２に格納
されているシステムプログラムをプロセッサ１１が実行
することによって実現される機能である。図において、
Ｓの後に続く数字はステップ番号を示す。

【００２９】まず、図５のフローチャートについて説明
する。なお、ステップＳ３１〜Ｓ３７は、図１に示すス
テップＳ３の工具交換処理について、具体的な処理手順
を示したものである。

【００３０】〔Ｓ１〕先頭ＮＣデータの出力処理を行
う。すなわち、ＣＮＣ工作機械の初期化指令等を出力す
る。具体的には、プログラムスタート記号「％」や、例
えば「Ｏ１２３４」等のプログラム番号を出力する。

【００３１】〔Ｓ２〕加工終了か否かを判別する。すな
わち、加工すべき加工形状があるか否かを判別する。も
し、加工すべき加工形状があるならばステップＳ３１に
進み、加工すべき加工形状がないならばステップＳ８に
進む。

【００３２】〔Ｓ３１〕クリアランス量演算を行う。具
体的には、現在のクロスレール位置において工具交換位
置に移動した際の主軸先端位置、及びワーク上面位置の
Ｚ座標値によって、次の演算式 クリアランス量＝主軸先端位置−ワーク上面位置 からクリアランス量を求める。

【００３３】〔Ｓ３２〕ステップＳ３１で演算されたク
リアランス量が所定値より大きいか否かを判別する。も
し、クリアランス量が所定値より大きいならばステップ
Ｓ３６に進み、そうでなければステップＳ３３に進む。
なお、この所定値は、オペレータが自動プログラミング
装置で所定の操作を行うことによって設定されたパラメ
ータの値であり、主軸先端位置とワーク上面位置とのク
リアランスが十分に確保されている状態の値である。

【００３４】〔Ｓ３３〕クロスレール位置演算を行う。
具体的には、現在のクロスレール位置、ステップＳ３１
で演算されたクリアランス量及びステップＳ３２の所定
値から、次の演算式 移動値＝所定値−クリアランス量 新たなクロスレール位置＝現在のクロスレール位置＋移
動値 を演算することによって、新たなクロスレール位置を求
める。

【００３５】〔Ｓ３４〕ステップＳ３３で演算されたク
ロスレール位置が、クロスレールの稼働範囲内か否かを
判別する。もし、クロスレール位置がクロスレールの稼
働範囲内であるならばステップＳ３５に進み、そうでな
ければ本処理手順をエラー終了する。なお、エラー終了
した場合、オペレータはワークの変更等の措置をとる必
要がある。

【００３６】〔Ｓ３５〕クロスレールを移動させるＮＣ
データを出力する。例えば、絶対座標系で５００ mm の
位置に移動させる場合に、ミリメートル単位で制御指令
する場合は「Ｗ５００」を出力する。

【００３７】〔Ｓ３６〕工具交換あるいは工具軸回転を
行うためのＮＣデータを出力する。 〔Ｓ３７〕次の加工形状検索処理に備えて、内部データ
の処理設定を行う。具体的には、変数Ｎ１，Ｎ２につい
て Ｎ１＝１， Ｎ２＝１ を設定し、図６のステップＳ４１に進む。

【００３８】〔Ｓ８〕最終ＮＣデータの出力処理を行
う。すなわち、ＣＮＣ工作機械の終了指令等を出力し、
本処理手順を終了する。具体的には、プログラムエンド
ブロック「Ｍ０２」等を出力する。

【００３９】次に、図６のフローチャートについて説明
する。なお、ステップＳ４１〜Ｓ４７は、図１に示すス
テップＳ４の加工形状検索処理について、具体的な処理
手順を示したものであり、全て同一工具で加工すること
を前提としている。

【００４０】〔Ｓ４１〕変数Ｎ２で指定された加工形状
について、加工範囲を求める。例えばＸＺ平面の加工形
状を加工する場合、この加工形状について最大のＸ値及
びＺ値と、最小のＸ値及びＺ値とを求める。

【００４１】〔Ｓ４２〕ステップＳ４１で求めた加工範
囲が、主軸ストローク範囲内か否かを判別する。もし、
加工範囲が主軸ストローク範囲内であるならばステップ
Ｓ４３に進み、そうでなければ本処理手順をエラー終了
する。なお、エラー終了した場合、オペレータは加工形
状の変更等の措置をとる必要がある。

【００４２】〔Ｓ４３〕変数Ｎ１で指定された加工形状
から変数Ｎ２で指定された加工形状の全ての加工形状に
ついて、ステップＳ４１と同様に加工範囲を求める。 〔Ｓ４４〕ステップＳ４３で求めた全ての加工形状の加
工範囲が、主軸ストローク範囲内か否かを判別する。も
し、全ての加工形状の加工範囲が主軸ストローク範囲内
であるならばステップＳ４５に進み、そうでなければス
テップＳ５１に進む。

【００４３】〔Ｓ４５〕変数Ｎ２に１加えた値で示され
る加工形状について、同一工具で加工できるか否かを検
査する。 〔Ｓ４６〕ステップＳ４５の検査の結果により、同一工
具で加工可能か否かを判別する。もし、同一工具で加工
可能ならばステップＳ４７に進み、そうでなければ図７
のステップＳ５１に進む。

【００４４】〔Ｓ４７〕次の加工形状検索処理に備え
て、内部データの増分設定を行う。具体的には、変数Ｎ
２について Ｎ２＝Ｎ２＋１ を設定し、ステップＳ４１に進む。

【００４５】そして、図７のフローチャートについて説
明する。なお、ステップＳ５１〜Ｓ５５は、図１に示す
ステップＳ５の加工ＮＣデータ出力処理について、具体
的な処理手順を示したものであり、全て同一工具で加工
することを前提としている。

【００４６】〔Ｓ５１〕変数Ｎ１で指定された加工形状
から、変数Ｎ２で指定された加工形状までの全ての加工
形状が加工可能なクロスレール位置を一つ求める。 〔Ｓ５２〕ステップＳ５１で求めたクロスレール位置
が、稼働範囲内か否かを判別する。もし、クロスレール
位置が稼働範囲内であるならばステップＳ５３に進み、
そうでなければ本処理手順をエラー終了する。なお、エ
ラー終了した場合、オペレータはワークの変更等の措置
をとる必要がある。

【００４７】〔Ｓ５３〕ステップＳ３５と同様に、クロ
スレールを移動させるＷ軸のＮＣデータを出力する。 〔Ｓ５４〕変数Ｎ１で指定された加工形状から、変数Ｎ
２で指定された加工形状までの全ての加工形状につい
て、加工を行うＮＣデータを出力する。

【００４８】〔Ｓ５５〕変数Ｎ２に１加えた値で示され
る加工形状について、同一工具で加工できるか否かを検
査し、ステップＳ６に進む。 〔Ｓ６〕他に同一の工具で加工可能な加工形状があるか
否かを判別する。もし、加工形状があるならばステップ
Ｓ７に進み、他に加工形状がないならば図５のステップ
Ｓ２に進む。

【００４９】〔Ｓ７〕内部データ設定処理を行う。すな
わち、次ステップ以降において同一の工具で加工可能な
加工形状を指定するための内部データの設定を行う。具
体的には、変数Ｎ１，Ｎ２について、 Ｎ１＝Ｎ２＋１， Ｎ２＝Ｎ１ を設定し、図６のステップＳ４１に進む。

【００５０】したがって、工具交換時あるいは工具軸回
転時において、クロスレールの移動指令が必要か否かを
判別して、クロスレールの移動指令、すなわちＮＣ機能
のディメンジョン・ワードとして「Ｗ」をＮＣデータに
含めるようにしたので、クロスレールを有するＣＮＣ工
作機械のＮＣデータを簡単に、短時間で作成することが
できる。

【００５１】また、加工時にも工具交換時等と同様に、
主軸の上下方向の移動にクロスレールの移動指令が必要
か否かを判別して、クロスレールの移動指令をＮＣデー
タに含めるようにしたので、クロスレールを有するＣＮ
Ｃ工作機械のＮＣデータを簡単に、短時間で作成するこ
とができる。

【００５２】図８は、内部データと加工形状との対応表
を示す図である。この内部データと加工形状との対応表
２００は、図３に示す加工形状について図１のステップ
Ｓ４の加工形状検索処理を実行する場合の変数Ｎ１，Ｎ
２がいずれの加工形状を指定しているのかを示した表で
ある。なお、２０１欄には変数Ｎ１が指定する加工形状
の番号を、２０２欄には変数Ｎ２が指定する加工形状の
番号を示す。

【００５３】処理の第１ステップでは、図５に示すステ
ップＳ３７で設定され、２１１欄に示すように変数Ｎ
１，Ｎ２は加工形状１２１を指定する。処理の第２ステ
ップでは、図６に示すステップＳ４７で設定され、２１
２欄に示すように変数Ｎ１が加工形状１２１を指定し、
変数Ｎ２が加工形状１２２を指定する。

【００５４】ところが、処理の第３ステップでは、図６
に示すステップＳ４６において、変数Ｎ２に１加えた値
の示す加工形状１２３は、同一工具で加工な範囲にはな
いので、図７のステップＳ５１に進む。そして、ステッ
プＳ７で２１３欄に示すように変数Ｎ１が加工形状１２
３を指定し、変数Ｎ２が加工形状１２３を指定する。

【００５５】処理の第４ステップでは、図６に示すステ
ップＳ４７で設定され、２１４欄に示すように変数Ｎ１
が加工形状１２３を指定し、変数Ｎ２が加工形状１２４
を指定する。こうして、各加工形状の加工順序を変える
ことなく主軸ストローク範囲内ごとに加工形状が分けら
れてＮＣデータが出力されるので、効率よくクロスレー
ルを移動させることができ、クロスレールの移動を指令
するＮＣデータの出力を最小限に抑えることができる。

【００５６】図９は、本発明のＮＣデータ作成方法を実
行することによって出力されたＮＣデータの一例を示す
図である。ＮＣデータ３００は大きく４つのデータ３０
１，３０２，３０３，３０４に区分される。

【００５７】データ３０１は図１に示すステップＳ１の
先頭ＮＣデータ出力処理によって出力されたデータであ
り、データ３０２はステップＳ３の工具交換処理によっ
て出力されたデータであり、データ３０３はステップＳ
５の加工ＮＣデータ出力処理によって出力されたデータ
であり、データ３０４はステップＳ８の最終ＮＣデータ
出力処理によって出力されたデータである。

【００５８】ここで、データ３０２にはクロスレールの
移動指令３０２ａを含み、データ３０３にはクロスレー
ルの移動指令３０３ａを含んでいる。これらのクロスレ
ールの移動指令３０２ａ，３０３ａによって、主軸とワ
ークとの干渉を防止することができる。

【００５９】上記の説明では、付加軸をクロスレールの
移動であるＷ軸で説明したが、その他の付加軸の指令に
ついても同様に適用することができる。また、上記の説
明では、自動プログラミング装置で説明したが、ＣＡＤ
／ＣＡＭシステムおよび対話型数値制御装置等のＮＣデ
ータ作成方法にも同様に適用することができる。

【００６０】さらに、主軸先端位置とワーク上面位置と
のクリアランスが十分に確保されている状態の値を示す
所定値はパラメータで指定するようにしたが、自動プロ
グラミング装置において作成する加工プログラムで指定
するようにしてもよい。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では工具交
換時等において、付加軸の移動指令が必要か否かを判別
して、付加軸の移動指令をＮＣデータに含めるようにし
たので、付加軸を有するＣＮＣ工作機械のＮＣデータを
簡単に、短時間で作成することができる。

【００６２】また、加工時において、主軸の上下方向の
移動で付加軸の移動指令が必要か否かを判別して、付加
軸の移動指令をＮＣデータに含めるようにしたので、付
加軸を有するＣＮＣ工作機械のＮＣデータを簡単に、短
時間で作成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＮＣデータ作成方法の処理手順を示す
概略フローチャートである。

【図２】自動プログラミング装置のハードウェア・ブロ
ック図である。

【図３】ワークの側面を加工する加工形状を示す図であ
る。

【図４】図３のワークに対して右側面から見た図であ
る。

【図５】本発明のＮＣデータ作成方法の処理手順を示す
フローチャートである。

【図６】本発明のＮＣデータ作成方法の処理手順を示す
フローチャートである。

【図７】本発明のＮＣデータ作成方法の処理手順を示す
フローチャートである。

【図８】内部データと加工形状との対応表を示す図であ
る。

【図９】出力されたＮＣデータの一例を示す図である。

【図１０】門型の立型マシニングセンタの概略図であ
る。

【符号の説明】

１１ プロセッサ １２ ＲＯＭ １３ ＲＡＭ １４ グラフィック制御回路 １５ 表示装置 １６ キーボード １７ タブレット １８ ＨＤＤ（ハード・ディスク・ドライブ） １９ ＦＤＤ（フロッピー・ディスク・ドライブ） ２０ プロッタ ２１ プリンタ／ＰＴＰ（紙テープパンチャー）

フロントページの続き (72)発明者 葉柳 静秋 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番 地 ファナック株式会社内 (72)発明者 廣瀬 登 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番 地 ファナック株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ある軸に対して、平行な付加軸を有する
   ＣＮＣ工作機械のＮＣデータを作成するＮＣデータ作成
   方法において、 工具交換時あるいは工具軸回転時に前記付加軸を移動す
   べきか判別し、 前記付加軸の移動指令を含むＮＣデータを自動作成する
   ことを特徴とするＮＣデータ作成方法。
2. 【請求項２】 ある軸に対して、平行な付加軸を有する
   ＣＮＣ工作機械のＮＣデータを作成するＮＣデータ作成
   方法において、 加工時に前記付加軸を移動すべきか判別し、 前記付加軸の移動指令を含むＮＣデータを自動作成する
   ことを特徴とするＮＣデータ作成方法。