JPH05309546A - 数値制御工作機械の加工時間計算方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］数値制御工作機械の加工時間計算装置におい
て、使用工具の自動工具交換時間を加味して計算する。 ［構成］数値制御装置を備えた工作機械において、数値
制御工作機械で使用される使用工具ごとの加工時間をＮ
Ｃ加工プログラムから読込み解析して演算し、更に自動
工具交換が必要な場合には加工時間に使用工具の工具交
換時間を付加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、数値制御工作機械の
加工時間計算装置に関する。更に詳しくは、数値制御旋
盤などタレット刃物台が装備された工作機械において、
各タレット刃物台の工具毎の工程別加工時間の表示を同
一画面に表示する対話型数値制御装置であって、自動工
具交換時間を加味した数値制御工作機械における加工時
間計算装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】数値制御工作機械の中には、被加工物加
工時の各工程の切削加工時間をＣＲＴディスプレイ上に
表示するものが知られている。この切削加工時間の表示
に関しては、従来数値制御装置において加工プログラム
から工程毎の加工時間を算出し、その算出値を表示する
方法が行われている（特開平２−５３５５１号など）。

【０００３】しかし、前記表示方法は、正確に加工時間
を知るには適しているが、全体の加工時間の中に占める
各工程毎の加工時間の比率を知りたいような場合には、
換算が面倒である。また一方では、工程毎の加工時間を
棒グラフにより表示させる方法も行われているが、正確
に加工時間を知る場合には不適である。

【０００４】そこで出願人は、各刃物台の工具毎の加工
時間を同一画面に数字および棒グラフにて表示して加工
工程の配分、移動および加工プログラムの編集を容易に
するための工程別加工時間表示機能を有する対話型数値
制御装置を提案した（特願平２−２８１８４９号）。

【０００５】しかしながら、この方法によっても自動工
具交換を持った数値制御複合加工旋盤等の場合には、自
動工具交換が行われる工具を使用する場合と、すでにタ
レット刃物台に取り付けられた工具を使用する場合とで
は加工時間が違ってくる。すなわち、自動工具交換を必
要とする１個目の加工と工具交換を必要としない２個目
以降の加工とでは自動工具交換時間があり相違するので
ある。単純にＮＣ加工プログラムから加工時間を計算し
たのみでは、正確に加工時間を計算したことにはならな
い。

【０００６】

【発明が解決しようしとする課題】この発明は、以上の
ような技術的背景でなされたものであり、次の目的を達
成する。

【０００７】発明の目的は、数値制御工作機械の加工時
間計算装置において、使用工具の自動工具交換時間を加
味した数値制御工作機械の加工時間計算装置を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を達
成するために、次のような手段を採る。

【０００９】数値制御装置を備えた工作機械において、
前記数値制御工作機械で使用される使用工具ごとに工作
物を切削する間の時間である切削時間と、前記切削時間
以外の移動又は停止中の時間である動作時間と、前記切
削時間と前記動作時間との合計時間である加工時間を加
工プログラムから読込み解析して演算し、前記加工時間
に更に前記使用工具の工具交換時間を付加して前記加工
時間とすることを特徴とする数値制御工作機械の加工時
間計算方法である。

【００１０】この方法は、数値制御装置を備えた工作機
械において、前記数値制御装置に記憶された加工プログ
ラムメモリと、前記数値制御工作機械で使用される使用
工具ごとの加工時間を前記加工プログラムから演算する
ための工程別加工時間演算メモリと、前記使用工具を工
具マガジンとの間で自動工具交換するときの時間を記憶
するためのＡＴＣ時間設定メモリとからなる数値制御工
作機械の加工時間計算装置で実現する。

【００１１】

【作用】数値制御工作機械で使用される使用工具ごとに
工作物を切削する間の時間である切削時間と、切削時間
以外の移動又は停止中の時間である動作時間と、切削時
間と動作時間との合計時間である加工時間を加工プログ
ラムから読込み解析して演算し、加工時間に更に使用工
具の工具交換時間を付加して加工時間とする。

【００１２】

【実施例】この発明の実施例を図面を参照しながら以下
に説明する。図１は本実施例である数値制御複合加工旋
盤等の数値制御工作機械における加工時間計算装置（以
下、計算装置という。）１を示す機能ブロック図であ
る。ＣＰＵ２は、この計算装置１全体を統括制御する中
央処理装置である。ＣＰＵ２には、バス３を介して多数
の入出力装置、メモリなどが接続されている。ＤＰＬ４
は、図形、文字などをスクリーンに表示するための周知
のディスプレイ装置である。

【００１３】ＤＰＬ４は、ディスプレイ駆動装置５によ
り図形文字などが表示制御される。ディスプレイ駆動装
置５には、インターフェイス６を経由してＣＰＵ２より
データが送られてくる。インターフェイス６は、ＣＰＵ
２の指令によりバス３からディスプレイ駆動装置５へデ
ータを送る信号のレベルを合致させるための周知の回路
である。

【００１４】キーボード７は、インターフェイス８を介
しデータ、プログラムを入力するためのものである。工
程別加工時間演算メモリ９は、ＮＣ加工プログラム内の
Ｔコードを解読し、工具毎に切削時間、動作時間、加工
時間を演算処理するためのプログラムが記憶保持されて
いる。ＣＰＵ２は、このプログラムを読み出して切削時
間、動作時間、加工時間を演算しＲＡＭ１２に書き込
む。

【００１５】工程別加工時間比率演算メモリ１０は、演
算された切削時間、動作時間、加工時間から加工時間に
占める切削時間、動作時間の比率を演算処理するための
プログラムが記憶保持されている。ＲＯＭ１１は、この
計算装置１を駆動するためのシステムプログラムおよび
後述する画面表示のためのプログラムなどが記憶されて
いる。ＲＡＭ１２は、データ、パラメータなどを一時的
に記憶保持するためのものであり、書き替え可能なメモ
リである。

【００１６】ＮＣプログラムメモリ１３は、各工作物毎
に作られたＮＣ加工用のプログラムが記憶保持されてい
る。移動軸制御部１４は、刃物台を駆動するためのサー
ボモータ１６をアンプ１５を介して指令し駆動する。サ
ーボモータ１６の出力は、タコジェネレータ１７、パル
スジェネレータ１８によって回転速度および回転角度が
検知される。

【００１７】タコジェネレータ１７、パルスジェネレー
タ１８の検知出力は、アンプ１５、移動軸制御部１４に
フィードバックされる。なお、サーボモータ１６以外の
刃物台を駆動するための他の制御軸のサーボモータにつ
いては、同様な構造、機能なので説明を省略する。サー
ボモータの台数は、刃物台の台数、制御軸数によって変
わる。

【００１８】工具番号メモリ１９は、工具に関するメモ
リ領域である。ツールポスト番号２０は、タレット刃物
台及び工具マガジンに搭載された各ツールポストに付け
られた番号である。本実施例である数値制御複合加工旋
盤の場合のツールポスト番号２０は、Ｎｏ．１〜１２が
タレット刃物台のツールポストの番号と対応するもので
あり、Ｎｏ．１３〜２２が工具マガジン内のツールポス
トの番号と対応するものである。各ツールポストには、
工具Ｔ０１〜Ｔ２２が装着されている。工具番号２１
は、この工具の番号のためのメモリ領域である。

【００１９】工具が自動工具交換装置（ＡＴＣ）により
タレット刃物台と工具マガジン（図示せず）との間で交
換されると、工具番号メモリ１９内の工具番号２１も工
具交換の内容に応じて書き換える必要がある。ＡＴＣ時
間設定メモリ２２は、自動工具交換時間を設定するため
のメモリ領域である。ＮＣプログラムメモリ１３から加
工プログラムを呼び出し加工を実行するとき、その加工
プログラムを先読みし工具番号を拾い出す。

【００２０】必要な工具がタレットに装着されていない
ときは、工具マガジンとタレット刃物台との間で工具を
交換する必要がある。この工具交換には時間がかかる。
ただし、２個目の工作物からはすでにタレット刃物台に
工具が装着されているので、この工具交換時間のカウン
トの必要はない。ＡＴＣ時間設定メモリ２２は、この工
具交換時間を設定するためのメモリであり予め設定され
るが、工具交換のスピードに応じて自由にセットでき
る。工具番号入替え手順メモリ２３は、工具マガジンと
タレット刃物台との間で工具を交換したときのツールポ
スト番号２０に対応する工具番号２１のメモリを書き替
えるための手順のプログラムが記憶されている。

【００２１】作動 以下、計算装置１の動作例を図２で説明する。各刃物台
の加工時間のチェック、バランスを見るために加工時間
表示の必要があれば、キーボード７上の加工時間表示の
ためのキーを押す。このキーを押すことにより、直ちに
計算装置１は、工具毎に切削時間、動作時間、加工時間
の計算を開始する。すなわち、ＣＰＵ２は、工程別加工
時間演算メモリ９のプログラムによりＮＣプログラムメ
モリ中の１ブロックを読み込む（Ｐ₁ ）。

【００２２】この１ブロック中にＴコード、すなわちタ
レット刃物台の工具が取り付けられているタレット面
（工具取付面）の呼び出し指令をプログラム中から探す
（Ｐ₂）。Ｔコードがプログラム中に発見されると、タ
レット刃物台の各工具ごとにプログラムを解読し、切削
時間を積算し、ＲＡＭ１２に書き入れる（Ｐ₃ 〜
Ｐ₄ ）。

【００２３】この切削時間は、プログラム中の直線切削
（Ｇ０１）、円弧切削（Ｇ０２，Ｇ０３）、ドウェル
（Ｇ０４）、固定サイクル（Ｇ９０，Ｇ７０など）、ね
じ切り（Ｇ３２など）など実際に切削に関与しているプ
ログラム上の時間のみの指令を取り出し計算する。例え
ば、直線切削であれば、［Ｇ０１ Ｚ−１０．０ Ｆ
０．３］などとプログラムされる。

【００２４】このプログラム例では、終点位置（Ｚ−１
０．０）及び送り速度（Ｆ０．３）が指令されている。
工具の現在位置は既知であるから、現在位置から終点位
置までの切削長さが計算できる。送り速度は、主軸１回
転当たりの送り量であるから、主軸速度（回転数）が既
知であれば切削時間は計算できる。更に、各工具毎に動
作時間も計算を行う。動作時間とは、加工位置への工具
の早送り移動（Ｇ００）、自動原点（Ｇ２８）、第２原
点復帰（Ｇ３）、自動工具交換動作時間など実際に切削
している時間以外の動作時間を示す。この時間は、送ら
れる距離と速度で決まるのでこの時間も計算できる。

【００２５】切削時間と動作時間を合計したのが各工具
毎の加工時間である。これらの積算は、ＮＣ加工プログ
ラムの全Ｔコードについて行われ、ＮＣ加工プログラム
のエンドの指令により終了する（Ｐ₅ ）。ＮＣ加工プロ
グラムの加工時間の積算が終了すると、加工時間に占め
る切削時間と動作時間の比率を工程別加工時間比率演算
メモリ１０に記憶されたプログラムをＣＰＵ２が読み出
して始動し、全加工時間中に占める各工程の比率を計算
する（Ｐ₆ ）。

【００２６】以上のような計算が終了すると、ＮＣプロ
グラムで選択された指令工具がタレット刃物台に取り付
けられているか否か判断する（Ｐ₇ ）。タレット刃物台
上に取り付けられていないものであれば、自動工具交換
しなければならないものであるので、予めＡＴＣ時間設
定メモリ２２に設定されているＡＴＣ時間を動作時間に
加える（Ｐ₈ ）。更に、工具番号メモリ１９内のツール
ポスト番号２０に対応する工具番号２１メモリを工具番
号入替え手順メモリ２３内のプログラムにしたがって書
き替える（Ｐ₉ ）。

【００２７】この比率の計算結果は、図３に示す画面に
表示される（Ｐ₁₁）。切削時間の比率と工具による動作
時間の比率は、棒グラフでカラー表示されているので、
一目で各工具毎に加工時間に占める切削時間と動作時間
の割合と具体的な加工時間がわかる。また、その実際の
加工時間も数字で表示される。

【００２８】

【発明の効果】以上詳記したように、動作時間にＡＴＣ
時間も加味したので、この発明は加工プログラムによる
各工程毎の時間が正確に把握できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、工程別加工時間表示機能を有する対話
型数値制御装置の概要を示すブロック図である。

【図２】図２は、工程加工時間を計算・表示するときの
数値制御装置の動作を示すフロー図である。

【図３】図３は、工程名毎に切削時間・加工時間の比率
及び時間を棒グラフで表した画面図である。

【符号の説明】

１…表示装置 ２…ＣＰＵ ４…ＣＲＴ ５…ディスプレイ駆動装置 ９…工程別加工時間演算メモリ １０…工程別加工時間比率演算メモリ １３…ＮＣプログラムメモリ １４…移動軸制御部 １９…工具番号メモリ ２２…ＡＴＣ時間設定メモリ ２３…工具番号入替え手順メモリ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】数値制御装置を備えた工作機械において、 前記数値制御工作機械で使用される使用工具ごとに工作
   物を切削する間の時間である切削時間と、 前記切削時間以外の移動又は停止中の時間である動作時
   間と、 前記切削時間と前記動作時間との合計時間である加工時
   間を加工プログラムから読込み解析して演算し、 前記加工時間に更に前記使用工具の工具交換時間を付加
   して前記加工時間とすることを特徴とする数値制御工作
   機械の加工時間計算方法。
2. 【請求項２】数値制御装置を備えた工作機械において、 前記数値制御装置に記憶された加工プログラムメモリ
   と、 前記数値制御工作機械で使用される使用工具ごとの加工
   時間を前記加工プログラムから演算するための工程別加
   工時間演算メモリと、 前記使用工具を工具マガジンとの間で自動工具交換する
   ときの時間を記憶するためのＡＴＣ時間設定メモリとか
   らなる数値制御工作機械の加工時間計算装置。