JPH0558853B2

JPH0558853B2 -

Info

Publication number: JPH0558853B2
Application number: JP58170318A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kanematsu; Kyohisa Mizoguchi; Mutsumi Nakayama
Original assignee: Yamazaki Mazak Corp
Current assignee: Yamazaki Mazak Corp
Priority date: 1983-09-14
Filing date: 1983-09-14
Publication date: 1993-08-27
Also published as: JPS6062431A

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 発明の技術分野本発明は、旋削及びミーリング加工をを行うこ
とのできる工作機械における加工プログラムの作
成装置に関する。

(b) 技術の背景最近の工作機械は、機能の複合化が進み、旋削
およびミーリング加工が可能なものも現われてき
ている。こうした機能の複合化が進むにつれて、
工作機械の操作性も大きな問題となつてきつつあ
る。

(c) 従来技術と問題点即ち、こうした機能の複合化が進むにつれて、
加工プログラムの作成に際して、従来の旋削に関
する知識の他に、ミーリングやボーリンク加工な
どに関する多くの専門知識を必要するようとな
り、工作機械の高度化がかえつてその普及の障害
となるようになついてきた。

(d) 発明の目的本発明は、前述の欠点を解消すべく、旋削及び
ミーリングを行なうことが出来る工作機械におい
て、多様な加工に関する高度の専門知識を有さな
くとも、最終加工形状に基づいて容易に、ミーリ
ングや穴加工に関する加工プラグラムを作成する
ことの出来る工作機械における加工プログラムの
作成装置を提供することを目的とするものであ
る。

(e) 発明の構成即ち、本発明は、旋削及びミーリングを行なう
ことが出来る工作機械において、前記工作機械に
おける加工工程を、穴を加工することを目的とし
た点加工モードと、線状に被加工物を加工するこ
とを目的とした線加工モードに分類すると共に、
それら各加工モードを、加工に使用する工具及び
入力されたプログラム形状に対する工具の位置関
係に対応して複数の加工プロセスに分類格納する
第１のメモリ手段を有し、それら第１のメモリ手
段に格納された加工モード及び加工プロセスを選
択入力し得る第１の入力手段を設け、前記各加工モードを、前記加工モードよりも最
終加工形状に近い加工形態として、加工に際した
工具の移動により形成される加工形状の形成態様
に応じて分類した加工態様として入力し得る第２
の入力手段を設け、加工すべき被加工物の加工箇
所に対応して前記第１及び第２の入力手段から入
力された、前記加工モード、加工プロセス及び加
工態様の組合せに基づいて、前記加工箇所に対応
する加工プログラムを作成する加工プログラム作
成手段を設けて構成される。

(f) 発明の実施例以下、図面に基ずき、本発明の実施例を、具体
的に説明する。

第１図は、本発明が適用された複合加工工作機
械の一実施例を示す斜視図、第２図は、第１図に
おける複合加工工作機械の工具ヘツドに、側面加
工用工具を装着した場合を示す斜視図、第３図
は、第１図における複合加工工作機械の制御系を
示すブロツク図、第４図は、加工形状展開メモリ
に格納された各加工モードに属する、加工プロセ
ス、加工部、加工態様を示す図、第５図は、線右
加工プロセスを示す模式図で、ａは正面図、ｂは
側面図、第６図は、線左加工プロセスを示す模式
図で、ａは正面図、ｂは側面図、第７図は、線中
心加工プロセスを示す模式図で、ａは正面図、ｂ
は側面図、第８図は、面内加工プロセスを示す模
式図で、ａは正面図、ｂは側面図、第９図は、面
外加工プロセスを示す模式図で、ａは正面図、ｂ
は側面図、第１０図は、点加工モードにおける工
具的な加工態様を示す図、第１１図は、線加工モ
ードにおける具体的な加工態様を示す図、第１２
図は、面加工モードにおける工具的な加工態様を
示す図、第１３図は、ミーリングプログラメイン
ルーチンを示す図、第１３図乃至第３６図は、リ
ーミングプログラムメインルーチンにおいて使用
されるサブルーチンを示す図、第３７図乃至第４
９図は、各サブルーチンにおける加工の具体的態
様を示す図、第５０図は、本発明が適用される複
合加工工作機械の別の例を示す斜視図、第５１図
は、第５０図における複合加工工作機械の工具ヘ
ツド部分の拡大図である。

複合加工工作機械１は、第１図に示すように、
機体３を有しており、機体３にはターンテーブル
２が矢印Ｅ，Ｆ方向、即ちＣ軸方向に回転駆動自
在に設けられている。機体３の図中上方には、工
具ヘツド５が矢印Ａ，ＢおよびＣ，Ｄ方向、即ち
Ｘ軸およびＺ軸方向に移動駆動自在に設けられて
いる。工具ヘツド５には、旋削用およびミーリン
グ用工具が、図中右方に吊下された工具マガジン
７から選択的に装着自在に設けられており、工具
６に、第２図に示すように、ワーク側面加工用工
具（第２図では、ドリル等の回転工具を示すが、
バイト等の旋削用工具も有る。）も含まれている。

また、複合加工工作機械１は、第３図に示すよ
うに主制御部９を有しており、主制御部９にはキ
ーボード等の入力操作部１０および陰極線管等の
表示部１１、更に、切削条件決定演算部１２、加
工プログラムメモリ１３、ミーリング加工プログ
ラムメモリ１４、ツールセツトメモリ１５、実行
プログラムバツフアメモリ１６、座標値決定演算
部１７、加工形状演算部１９、加工プロセス制御
メモリ２０、加工形状展開メモリ３６等が接続し
ている。切削条件決定演算部１２には、補間速度
制御演算部２１が接続しており、実行プログラム
バツフアメモリ１６には、軸制御部２３および補
助制御部２５が、また主軸／Ｃ軸切り替え制御部
２６を介して主軸制御部２２が接続している。主
軸制御部２２には、主軸駆動用モータ２７が、軸
制御部２３には、Ｘ軸駆動用モータ２９、Ｚ軸駆
動用モータ３０、Ｃ軸駆動用モータ３１が接続
し、更に補助制御部２５は、主軸の回転停止、切
削水のON−OFF等の補助的制御を行うことが出
来る。座標値決定演算部１７には、Ｃ軸演算部３
２およびＸ／Ｚ軸演算部３３が接続しており、加
工形状演算部１９には、座標変換演算部３５が接
続している。

本発明による複合加工工作機械１は、以上のよ
うな構成を有するので、複合加工工作機械１を用
いて旋削およびミーリング加工を行う場合には、
旋削については、通常の旋盤と同様に、オペレー
タは、表示部１１を見ながら入力操作部１０を操
作して加工データを加工プロセス（同一工具で時
間的に連続した形で行われる一連の加工単位）毎
に順次入力し、加工プログラムメモリ１３にそれ
等加工データを蓄積すると共に加工プロセス制御
メモリ２０に入力された加工データの実行順序を
蓄積する。こうしてオペレータによる加工データ
の入力が完了し、オペレータが入力操作部１０か
ら加工の開始を指令すると、入力された加工デー
タに基ずいて切削条件決定演算部１２が周速、送
り等の切削条件を決定し、実行プログラムバツフ
アメモリ１６に出力する。実行プログラムバツフ
ア１６に出力されたデータは、データの種類に応
じて主軸／Ｃ軸切り替え制御部２６、軸制御部２
３、補助制御部２５へ出力され、主軸／Ｃ軸切り
替え制御部２６は、データが主軸制御指令か、Ｃ
軸制御指令かを判断し、データが主軸制御指令の
場合には主軸制御部２２へ、データがＣ軸制御指
令のばあいには、軸制御部２３へデータを出力す
る。ただし、加工が旋削加工の場合には、Ｃ軸制
御は行われないので、データは全て主軸制御部２
２へ出力される。また、軸制御部２３はＸ軸駆動
用モータ２９、Ｚ軸駆動用モータ３０、Ｃ軸駆動
用モータ３１の各軸モータを制御し、補助制御部
２５は既に延べた様に切削水のON／OFF等の制
御を行つて加工を実行してゆく。

次に、複合加工工作機械１によりミーリング加
工を行う場合には、オペレータは前述の場合と同
様に、表示部１１を見ながら入力操作部１０を操
作し、図面に示されたワークの最終加工形状に基
ずいて加工プロセス、加工部を主制御部９を介し
て加工プログラムメモリ１３および加工プロセス
制御メモリ２０へ入力していく。加工プロセスの
入力に際しては、主制御部９は加工形状展開メモ
リ３６を検索し、表示部１１に最終加工形状に基
ずいた加工プロセスを表示し、オペレータにこれ
から加工すべき加工内容がどの加工モードおよび
加工プロセスに属するのかを示すと共に、加工内
容に対応した加工モードおよび加工プロセスに基
ずいて加工データを入力するように促す。

即ち、加工形状展開メモリ３６中には、第４図
に示すように、ミーリング加工が、ドリル、エン
ドミル等を用いて指定された座標上の点、即ち、
穴を加工する、(1)点加工モード、エンドミルなど
を用いて線状に被加工物を加工する、(2)線加工モ
ード、同様に、エンドミル等を用いて面状の加工
を行う、(3)面加工モードに分類された形で格納さ
れており、更に各モードは、加工に使用する工具
及び入力されたプログラム形状に対する工具の位
置関係に対照して複数の加工プロセスに分類され
ている。即ち、 (1) 点加工モードが (1a) ドリル加工プロスセス、 (1b) タツプ加工プロスセス、 (1c) ボーリング加工プロスセス、 (2) 線加工モードが (2a) 線右加工プロスセス、 (2b) 線左加工プロスセス、 (2c) 線中心加工プロスセス、 (3) 面加工モードが (3a) 面内加工プロスセス、 (3b) 面外加工プロスセス、の各プロセスに分類されている。

（1a）ドリル加工プロスセスは、ドリルを用
いて所定の位置に穴明けを行うプロセスであり、（1b）タツプ加工プロスセスは、タツプ用い
て所定の位置にタツプ加工を行うプロセスであ
り、（1c）ボーリング加工プロスセスは、ボーリン
グバーを用いて所定の位置にボーリング加工を行
うプロセスである。

（2a）線右加工プロスセスは、第５図に示す
ようにオペレータが入力したプログラム形状PR
に対して工具軌跡TPを工具６の進行方向に対し
て右側にシフトさせ、工具側面がプログラム形状
PRに一致するように工具を移動させてワーク４
を加工するプロセスであり、（2b）線左加工プロスセスは、第６図に示す
ようにオペレータが入力したプログラム形状PR
に対して工具軌跡TPを工具６に進行方向に対し
て左側にシフトさせ、工具側面がプログラム形状
PRに一致するように工具を移動させてワーク４
を加工するプロセスであり、（2c）線中心加工プロスセスは、第７図に示す
ようにオペレータが入力したプログラム形状PR
と工具軌跡TPを一致させるい形で工具を移動さ
せてワーク４を加工するプロセスであり、（3a）面内加工プロスセスは、第８図に示す
ようにオペレータが入力したプログラム形状PR
の内側（又は右側、又は上側）について平面的に
加工を行うプロセスであり、（3b）面外加工プロスセスは、第９図に示す
ようにオペレータが入力したプログラム形状PR
の外側（又は左側、又は下側）について平面的に
加工を行うプロセスである。

また、加工部は、各モード及びプロセスに対応
して端面及び外径とに適宜分類され、更に各加工
モードは第４図に示すように、加工モードよりも
最終加工形状に近い加工形態として、加工に際し
た工具の移動により形成される加工形状の形成態
様に応じて複数の加工態様に分類されている。即
ち、 (1) 点加工モードが（1d）点形状、（1e）線形状、（1f）円形状
に、 (2) 線加工モードが（2d）四角形状、（2e）円形状、（2f）直線形
状、（2g）CW円弧形状、（2h）CCW円弧形状
に、 (3) 面加工モードが（3c）四角形状、（3d）円形状、（3e）直線
形状、（3f）CW円弧形状、（3g）CCW円弧形状に分類されている。

第１０図に(1)点加工モードにおける加工態様を
加工部に対応した形で示す。図からも分かるよう
に、 (1d) 点形状の加工態様は、外径若しくは端面の
所定座標上に、一個の穴を加工するものであ
り、 (1e) 線形状の加工態様は、外径若しくは端面の
所定座標上に、複数個の穴を加工するものであ
り、 (1f) 円形状の加工態様は、端面の所定の円上
に、複数個の穴を加工するものである。

第１１図に(2)線加工モードにおける加工態様を
加工部に対応した形で示す。図から分かるよう
に、 (2d) 四角形状は端面に四角形の溝を加工するも
のであり、 (2e) 円形状は、端面に円形の溝を加工するもの
であり、 (2f) 直線形状は、外径若しくは端面に直線状の
溝を加工するものであり、 (2g) CW円弧形状は、外径若しくは端面に時計
方向に円弧状の溝を加工するものであり、 (2h) CCW円弧形状は、外径若しくは端面に反
時計方向に円弧状の溝を加工するものである。

第１２図に(3)面加工モードにおける加工態様を
加工部に対応した形で示す。図からも分かるよう
に、 (3c) 四角形状は端面に四角形の面を加工するも
のであり、 (3d) 円形状は、端面に円形の面を加工するもの
であり、 (3e) 直線形状は、端面に所定の直線によつて区
切られた面領域を加工するものであり、 (3f) CW円弧形状は、端面の所定の円弧によつ
て区切られたも面領域を時計方向に加工するも
のであり、 (3g) CCW円弧形状は、端面の所定の円弧によ
つて区切られたも面領域を反時計方向に加工す
るものである。

オペレータは、こうして表示部１１上に表示さ
れた加工モード及び加工プロセスに基ずいて、図
面に示された最終加工形状を参照して、必要な加
工データを入力操作部１０を介して、加工すべき
順に加工プロセス毎に、順次入力してゆく。

オペレータの入力した加工データは、旋削加工
の場合と同様に、加工プログラムメモリ１３に蓄
積されると共に、加工プロセス制御メモリ２０
に、入力された加工データの実行順序が蓄積され
る。

オペレータによる加工データの入力が完了し、
加工開始の指令が入力操作部１０を介して主制御
部９に出されると主制御部９は加工プロセス制御
メモリ２０を検索し、まず最初に実行すべき加工
プロセスを加工プロセスメモリ２０から読みだ
す。主制御部９はミーリング加工プログラムメモ
リ１４からリーミング加工を行うためのリーミン
グ加工プログラムの、リーミング加工メインルー
チンMAINを呼び出し、第１３図に示すフオー
チヤートに従つて、ステツプS1及びステツプS2
で、最初に実行すべき加工プロセスが点加工モー
ドに属する加工か、線加工モードに属する加工
か、面加工モードに属する加工かを、オペレータ
が入力した各加工プロセス毎の加工データに基ず
いて判断する。

加工が点加工モードに属するものと判断された
場合にはステツプS3により当該加工が外径加工
か、端面加工かをオペレータの入力データから判
断する。加工が外径加工と判断された場合には、
外径点加工形状演算サブルーチンSUB１に基ず
き、主制御部９は加工形状演算部１９に加工形状
の演算を指令する。

即ち、加工形状演算部１９は第１４図に示す外
径点加工形状演算サブルーチンSUB１に従つて、
座標交換演算部３５に座標系変換サブルーチン
SUB１０に基ずいてオペレータが入力した加工
位置データをＸ−Ｙの直交座標系から、Ｒ−θの
極座標系に変換する。サブルーチンSUB１０は、
第２３図に示すように、ステツプS101において、
加工位置がｘ＝ｙ＝０、即ち原点であるか否かを
判断し、原点でない場合には、ステツプS102に
より加工位置の極座標への変換を行う（なを、外
径点加工においては、加工位置が原点ということ
は、ワークの直径が０でないかぎらり得ない。）。

座標変換演算部３５によつて加工位置の極座標
への変換が行われたところで、サブルーチン
SUB１へ戻り、主制御部９はステツプS11により
加工態様が（1d）点形状か（1e）線形状か否か
をオペレータの入力した加工データを基に判断
し、（1d）点形状の場合には、点加工外径点形状
座標演算サブルーチンSUB１１に、（1e）線形状
の場合には、点加工外径線形状座標値演算サブル
ーチンSUB１２に入つて、座標値決定演算部１
７により加工のための軸移動座標値を演算する。

点加工外径点形状座標値演算サブルーチン
SUB１１では、第２４図及び第３７図に示すよ
うに、オペレータが図面を参照して加工データと
して入力した、加工すべき穴の始点の位置、加工
深さ及び取代に基ずいて、始点及び終点の軸移動
座標値C_S、X_S、Z_S、C_E、X_E、Z_EをＣ軸、Ｘ軸、
Ｚ軸について求める。座標値C_S、C_Eは座標値決
定演算部１７の指令により、Ｃ軸演算部３２によ
つて、Ｃ軸の加工に際しての回転感度位置として
演算され、X_S、Z_S、X_E、Z_Eは、Ｘ／Ｚ軸演算部
３３によつて加工に際しての工具の移動すべき位
置として演算される。

また、点加工外径線形状座標値演算サブルーチ
ンSUB１２では、第２５図及び第３８図に示す
ように、オペレータが図面を参照して加工データ
とし入力した、加工すべき一個目の穴Ｈ１の始点
の位置、加工深さ、取代、加工すべき穴から形成
される点列の円周上のピツチＰ、点列とＺ軸のな
す角αに基ずいて、加工すべきＮ個目の穴の始点
及び終点の軸移動座標値C_NS、X_NS、Z_NS、C_NE、
X_NE、Z_NEを求める。座標値C_NS、C_NEは座標値決
定演算部１７の指令により、Ｃ軸演算部３２によ
つて、Ｃ軸の加工に際しての回転角度位置として
演算され、X_NS、Z_NS、X_NE、Z_NEは、Ｘ／Ｚ軸演
算部３３によつて加工に際しての工具のＸ、Ｚ軸
方向の移動位置として演算される。

こうして、外径点加工形状サブルーチンSUB
１に基ずいて加工すべき点（穴）または、点列
（複数の穴）が工具等の移動位置として決定され
たところで、主制御部９は、ミーリング加工メイ
ンルーチンMAINに戻り、点加工サイクル決定
サブルーチンSUB６に入る。

点加工サイクル決定サブルーチンSUB６では、
第１９図に示すように、ステツプS61及びステツ
プS62において、加工すべき穴がドリルを用いた
ドリル加工であるか、タツプを用いたタツプ加工
であるか、ボーリングバーを用いたボーリング加
工であるかをオペレータの入力した加工プロセス
に基ずいて判断し、ステツプS63、ステツプS64、
ステツプS65で実行すべき加工サイクルを決定す
る。

次に、ミーリング加工メインルーチンMAIN
のステツプS3で加工が端面加工と判断された場
合について説明すると、主制御部９は端面点加工
形状演算サブルーチンSUB２に基ずき、加工形
状演残部１９に加工形状の演算を指令する。即
ち、端面点加工形状演算サブルーチンSUB２は、
第１５図に示すように、まず座標系変換サブルー
チンSUB１０により、オペレータが入力した加
工位置データをＸ−Ｙの直交座標系から、Ｒ−θ
の極座標系に変換する（なを、端面点加工の場合
には、座標系変換サブルーチンSUB１０のステ
ツプS101におけるｇ＝ｙ＝０の場合も存在し
（端面上、主軸に一致した位置に穴を加工する場
合等。）、その場合は、ステツプS103に入る。

ステツプS21及びステツプS22においては、端
面における加工態様が、（1d）点形状、（1e）線
形状、（1f）円形状のいずに属するかをオペレー
タの入力した加工データから判断し、（1d）点形
状の場合には、点加工端面点形状座標値演算サブ
ルーチンSUB１３に、（1e）線形状の場合には、
点加工端面線形状座標値演算サブルーチンSUB
１４に（1f）円形状の場合には、点加工端面円形
状座標値演算サブルーチンSUB１５に入つて、
座標値決定演算部１７により加工のための軸移動
座標値を演算する。

点加工端面点形状座標値演算サブルーチン
SUB１３では、第２６図及び第３９図に示すよ
うに、オペレータが図面を参照して加工データと
して入力した、加工すべき穴の始点の位置、加工
深さ及び取代に基ずいて、加工すべき穴の始点及
び終点の軸移動座標値C_S、X_S、Z_S、C_E、X_E、Z_E
を求める。座標値C_S、C_EはＣ軸演算部３２によ
つて、Ｃ軸の加工に際しての回転角度位置として
演算され、X_S、Z_S、X_E、Z_Eは、Ｘ／Ｚ軸演算部
３３によつて加工に際しての工具の移動すべき位
置として演算される。なお、第２６図中の「加工
深さ」とは、プログラム原点等の加工基準点から
の加工に要する工具の全移動量を現わし、「取代」
とは、実際のワークの加工量を現わす。

点加工端面線形状座標値演算サブルーチン
SUB１４では、第２７図及び第４０図に示すよ
うに、加工すべき１個目の穴Ｈ１を基準に、Ｎ個
目の穴HNの始点及び終点の軸移動座標値C_NS、
X_NS、Z_NS、C_NE、X_NE、Z_NEを求める。座標値C_NS、
C_NEはＣ軸演算部３２によつて、Ｃ軸の加工に際
しての回転角度位置として演算され、X_NS、Z_NS、
X_NE、Z_NEは、Ｘ／Ｚ軸演算部３３によつて加工
に際しての、工具のＸ、Ｚ軸方向の移動位置とし
て演算される。この際、１個目の穴Ｈ１の座標値
x₁，y₁、加工深さ、取代及び点列のピツチＰ、点
列とＸ軸のなす角度αはオペレータが図面を参照
しながら加工データとして入力する。

点加工端面円形状座標値演算サブルーチン
SUB１５では、第２８図及び第４１図に示すよ
うに、加工すべき１個目の穴Ｈ１基準に、Ｎ個目
の穴HNの始点及び終点の軸移動座標値C_NS、
X_NS、Z_NS、C_NE、X_NE、Z_NEを求める。座標値C_NS、
C_NEはＣ軸演算部３２によつて、Ｃ軸の加工に際
しての回転角度位置として演算され、X_NS、Z_NS、
X_NE、Z_NEは、Ｘ／Ｚ軸演算部３３によつて加工
に際しての、工具のＸ、Ｚ軸方向の移動位置とし
て演算される。この際、１個目の穴Ｈ１座標値
x₁、y₁、加工深さ、取代、穴の個数ｎ、基準円の
中心座標I_x、J_y、基準円の半径ｒはオペレータが
図面を参照しながら加工データとして入力する。
ステツプS151中のx_N、y_Nは、Ｎ個目の穴の座標
を現わす。

こうして、端面点加工形状演算サブルーチン
SUB２により端面に加工すべき点（穴）または、
点列（複数の穴）が工具等の移動位置として決定
されたところで、主制御部９は、ミーリング加工
メインルーチンMAINに戻り、点加工サイクル
決定サブルーチンSUB６に入る。

点加工サイクル決定サブルーチンSUB６では、
第１９図に示すように、ステツプS61及びステツ
プS62において、加工すべき穴がドリルを用いた
ドリル加工であるか、タツプを用いたタツプ加工
であるか、ボーリングバーを用いたボーリング加
工であるのかをオペレータの入力した加工プロセ
スに基ずいて判断し、ステツプS63、ステツプ
S64、ステツプS65で実行すべき加工サイクルを
決定する。

次に、オペレータの入力した加工が点加工モー
ドではなく、線加工モードの場合には、ステツプ
S2からステツプS4に入り、ステツプS4で当該加
工が外径加工か、端面加工かをオペレータの入力
データから判断する。加工が外径加工と判断され
た場合には、外径線加工形状演算サブルーチン
SUB３に基ずき、主制御部９は加工形状演算部
１９に加工形状の演算を指令する。

即ち、加工形状演算部１９は第１６図に示す外
径線加工形状演算サブルーチンSUB３に従つて、
座標変換演算部３５により、座標系交換サブルー
チンSUB１０に基ずいてオペレータが入力した
加工位置データをＸ−Ｙの直交座標系から、Ｒ−
θの極座標系に変換する。座標変換演算部３５に
よつて加工位置の極座標への変換が行われたとこ
ろで、サブルーチンSUB３へ戻り、主制御部９
はステツプＳ３１及びステツプＳ３２により加工
態様が（2f）直線形状、（2g）CW円弧形状、
（2h）CCW円弧形状か否かをオペレータの入力し
た加工データから判断し、（2f）直線形状の場合
には、線加工外径直線形状座標値演算サブルーチ
ンSUB１６に、（2g）CW円弧形状の場合には、
線加工外径CW円弧状座標値演算サブルーチン
SUB１７に、（2h）CCW円弧状の場合には、線
加工外径CCW円弧形状座標値演算サブルーチン
SUB１８に入つて、座標値決定演算部１７によ
り加工のための軸移動座標値を演算する。

線加工外径直線形状座標値演算サブルーチン
SUB１６では、第２９図及び第４２図に示すよ
うに、オペレータが図面を参照して加工データと
して入力した加工すべき溝８の始点ST、終点EP
の座標値より、始点SP、中間点MP及び終点EP
の軸移動座標値C_S、X_S、Z_S、C_M、X_M、Z_M、C_E，
X_E，Z_Eを求める。座標値C_S、C_M、C_Eは、Ｃ軸演
算部３２によつて、Ｃ軸の加工に際しての回転角
度位置として演算され、X_S、Z_S、X_M、Z_M、X_E、
Z_Eは、Ｘ／Ｚ軸演算部３３によつて加工に際して
の工具の移動すべき位置として演算される。ステ
ツプS161の式(1)は、第４２図における、加工す
べき直線LINの式である。

線加工外径CW円弧形状座標値演算サブルーチ
ンSUB１７では、第３０図及び第４３図に示す
ように、オペレータが図面を参照して加工データ
として入力した加工すべき溝８の始点ST、終点
EPの座標値、及び加工深さより、加工すべき溝
８の始点ST、中間点MP及び終点EPの軸移動座
標値C_S、X_S、Z_S、C_M、X_M、Z_M、C_E、X_E、Z_Eをサ
ブルーチンSUB１６の場合と同様に求める。ワ
ーク外径に適正に溝８を加工するために、ステツ
プS171に示す、式(2)が成立するように各軸を制
御する。なお、この際の加工は、CW方向、即
ち、時計方向に行われる。

次に、線加工外径CCW円弧形状座標値演算サ
ブルーチンSUB１８は、第３１図に示すように、
線加工外径CW円弧形状座標値演算サブルーチン
SUB１７の場合と全く同様であり、ただ、加工
方向がCCW方向、即ち、反時計方向に行われる。

こうして、加工のための軸移動座標値が演算さ
れたところで、ミーリング加工メインルーチン
MAINに戻り、線加工サイクル決定サブルーチ
ンSUB７に入る。

線加工サイクル決定サブルーチンSUB７は、
第２０図に示すように、ステツプS71及びステツ
プS72において、加工すべき溝が（2a）線右加工
プロセス、（2b）線左加工プロセス、（2c）線中
心加工プロセスのいずれによるのかをまずオペレ
ータの入力した加工プロセスに基づいて判断し、
線右加工プロセスの場合には、ステツプS73で、
オペレータが入力したプログラム形状に対して工
具軌跡を工具進行方向に対して右側にシフトさせ
る補正を行い、線左加工プロセスの場合には、ス
テツプS74で、オペレータが入力したプログラム
形状に対して工具軌跡を工具進行方向に対して左
側にシフトさせる補正を行い、線中心加工プロセ
スの場合には、ステツプS75に示すように、なん
らの工具径補正も行わない。

次に、ミーリング加工メインルーチンMAIN
のステツプS4で加工が端面加工と判断された場
合について説明すると、主制御部９は端面線加工
形状演算サブルーチンSUB４に基ずき、加工形
状演算部１９に加工形状の演算を指令する。即
ち、端面線加工形状演算サブルーチンSUB４は、
第１７図に示すように、まず座標系変換サブルー
チンSUB１０により、オペレータが入力した加
工位置データをＸ−Ｙの直交座標系から、Ｒ−θ
の極座標系に変換する。

そして、ステツプS41、S42、S43、S44におい
て、端面における加工態様が、（2d）四角形状、
（2e）円形状、（2f）直線形状、（2g）CW円弧形
状、（2h）CCW円弧形状か否かをオペレータが入
力した加工データから判断し、（2d）四角形状の
場合には、端面加工四角形状座標値演算サブルー
チンSUB１９に、（2e）円形状の場合には、端面
加工円形状座標値演算サブルーチンSUB２０に、
（2f）直線形状の場合には、端面加工直線形状座
標値演算サブルーチンSUB２１に、（2g）CW円
弧形状の場合には、端面加工CW円弧形状座標値
演算サブルーチンSUB２２に、（2h）CCW円弧
形状の場合には、端面加工CCW円弧形状座標値
演算サブルーチンSUB２３に入つて、座標値決
定演算部１７により加工のための軸移動座標値を
演算する。

端面加工四角形状座標値演算サブルーチン
SUB１９では、第３２図及び第４４図に示すよ
うに、オペレータは、加工深さ、取代、加工すべ
き四角形の対角線上の一対の頂点の座標を加工デ
ータとして入力する。次に、例えば、頂点SA１
とSA３の座標が入力されたとすると、ステツプ
S191で他の頂点SA２とSA４の座標を決定し、極
座標に変換する。次に、ステツプS192において
四角形の四辺について各辺の始点ST１，ST２，
ST３，ST４終点EP１，EP２，EP３，EP４を
設定し、各辺を現わす式(4)、(5)、(6)、(7)を決定
し、工具を各辺の対応する始点−終点間を移動さ
せるように軸移動座標値を演算する。

端面加工円形状座標値演算サブルーチンSUB
２０では、第３３図及び第４５図に示すように、
オペレータが入力した、始点STの座標値、円の
半径及び加工すべき円CR２の中心の座標I_x、J_y、
加工深さ、取代等から円CR２の式(8)を求め、式
(8)に基ずいて工具を移動させるように軸移動座標
値を演算する。

端面加工直線形状座標値演算サブルーチン
SUB２１では、第３４図及び第４６図に示すよ
うに、オペレータが入力した、始点ST及び終点
EPの座標値、加工深さ、取代から、加工すべき
溝の始点ST、中間点MP及び終点EPの軸移動座
標値C_S、X_S、Z_S、C_M、X_M、Z_M、C_E、X_E、Z_Eを始
点ST及び終点EP間の直線LINの式(9)と共に求め
る。

端面加工CW円弧形状座標値演算サブルーチン
SUB２２では、第３５図及び第４７図に示すよ
うに、オペレータが入力した、始点ST及び終点
EPの座標値、加工深さ、取代から、加工すべき
溝の始点ST、中間点MP及び終点EPの軸移動座
標値C_S、X_S、Z_S、C_M、X_M、Z_M、C_E、X_E、Z_Eを、
始点ST及び終点EP間の円の式(10)と共に求める。
端面加工CCW円弧形状座標値演算サブルーチン
SUB２３は、第３６図に示すように、端面加工
CW円弧形状座標値演算サブルーチンSUB２２と
同様であり、ただ、第４７図に示す始点STと終
点EPの位置が括弧にて示すように逆になるだけ
である。

こうして、加工のための軸移動座標値が演算さ
れたところで、ミーリング加工メインルーチン
MAINに戻り、線加工サイクル決定サブルーチ
ンSUB７に入り、前述と同様に各加工プロセス
に応じた工具径補正を行う。

次に、オペレータの入力した加工が、第１３図
に示すステツプS2において、面加工モード判断
された場合には、面加工形状演算サブルーチン
SUB５に入り、第１８図に示すように、座標系
変換サブルーチンSUB１０に基ずいて、オペレ
ータが入力した加工位置データをＸ−Ｙの直交座
標系から、Ｒ−θの極座標系に変換する。次に、
ステツプS51、S52、S53、S54により加工態様が
（3c）四角形状、（3d）円形状、（3e）直線形状、
（3f）CW円弧形状、（3g）CCW円弧形状かをオペ
レータが入力した加工データから判断し、（3c）
四角形状の場合は、端面加工四角形状サブルーチ
ンSUB１９に入り、（3d）円形状の場合には、端
面加工円形状座標値演算サブルーチンSUB２０
に、（3e）直線形状の場合には、端面加工直線形
状座標値演算サブルーチンSUB２１に、（3f）
CW円弧形状の場合には、端面加工CW円弧形状
座標値演算サブルーチンSUB２２に、（3g）
CCW円弧形状の場合には、端面加工CCW円弧形
状座標値演算サブルーチンSUB２３に入つて、
座標値決定演算部１７により加工のための軸移動
座標値を演算する。

各サブルーチンSUB１９，SUB２０，SUB２
１，SUB２２，SUB２３についての説明は、端
面線加工形状演算サブルーチンSUB４において
説明したのでここではその説明を省略する。

こうして、面加工モードにおける軸移動座標値
が演算されたところで、第１３図にしめすよう
に、面加工サイクル決定サブルーチンSUB８に
入る。面加工サイクル決定サブルーチンSUB８
は、第２１図に示すように、ステツプS81でオペ
レータの入力した加工プロセスが（3a）面内加
工プロセス、（3b）面外加工プロセスかを判断
し、（3a）面内加工プロセスの場合は、ステツプ
S82によりサブルーチンSUB１９〜SUB２３に
おいて決定された軸移動座標値によつて定義され
る領域についての内側（又は右側、又は上側）を
加工し、（3b）面外加工プロセスの場合は、ステ
ツプS82によりサブルーチンSUB１９〜SUB２
３において決定された軸移動座標値によつて定義
される領域についての外側（又は左側、又は下
側）を加工するプログラムが決定される。

こうして、第１３図に示すように、サブルーチ
ンSUB６，SUB７，SUB８により、いずれかの
加工モードについての加工態様が具体的に、工具
の動きとして決定されると、主制御部９は、切削
条件決定演算部１２を介して補間速度制御演算部
２１に、補間速度制御演算サブルーチンSUB９
に基ずいた各軸の送り速度を演算させる。

即ち、補間速度制御演算サブルーチンSUB９
は、第２２図、第４８図及び第４９図に示すよう
に単位時間当たりの工具の移動量を一定に保持し
得るように各軸の送り速度を決定する。より詳し
く述べるなら、ステツプS91では、全体の加工長
さ、即ち、加工に直接拘わる加工区間ｌをｍ個に
微小分割した際のｎ番目の微小区間Δl_oの長さを
求める。つまり、Ｘ軸、Ｃ軸の同時制御の場合に
は、式(12)により、第４８図に示す微小区間Δl_oを、
Ｚ軸、Ｃ軸の同時制御の場合には、式(13)により、
第４９図に示す微小区間Δl_oを、Ｘ軸、Ｚ軸の同
時制御の場合には、式(14)により微小区間Δl_oを求
め、更に、式(15)に基ずいて、工具の移動速度が、
ｍ分解された各微小区間をして等しくなるように
各軸の送り速度を演算決定する。

こうして、各軸の送り速度が演算決定されたと
ころで、主制御部９は、それまでに得られた軸移
動座標値、各軸の送り速度等の実際の加工に必要
な各種データDATAを実行プログラムバツフア
メモリ１６に出力し、実行プログラムバツフアメ
モリ１６中には、加工プロセス毎にデータ
DATAが蓄積されていく。実行プログラムバツ
フアメモリ１６に出力されたデータDATAは、
データの種類に応じて主軸／Ｃ軸切り替え制御部
２６、軸制御部２３、補助制御部２５へ出力さ
れ、主軸／Ｃ切り替え制御部２６は、データが主
軸制御指令か、Ｃ軸制御指令かを判断し、データ
が主軸制御指令の場合には主軸制御部２２へ、デ
ータがＣ軸制御指令の場合には、軸制御部２３
へ、データを出力する。また、軸制御部２３はＸ
軸駆動用モータ２９、Ｚ軸駆動用モータ３０、Ｃ
軸駆動用モータ３１の各軸のモータを制御し、補
助制御部２５は既に述べた様に切削水のON／
OFF等の制御を行つて加工を実行してゆく。

この際、各軸は、単位時間当たりのワークに対
する工具の移動量が第２２図の式(15)に示すように
一定になるように制御されるので切削面の加工精
度は一定に保持される。

なお、上述の実施例は、複合加工工作機械１が
第１図に示すような、いわゆる立型の機械の場合
について述べたが、複合加工工作機械は、立型に
限らず、第５０図及び第５１図に示すような横型
のもの（本図においては、タレツト型の機械を示
す。）でもよいことは勿論である。

(g) 発明の効果以上、説明したように、本発明によれば、旋削
及びミーリングを行なうことが出来る工作機械に
おいて、前記工作機械における加工工程を、穴を
加工することを目的とした点加工モードと、線状
に被加工物を加工することを目的とした線加工ド
に分類すると共に、それら各加工モードを、加工
に使用する工具及び入力されたプログラム形状に
対する工具の位置関係に対応して複数の加工プロ
セスに分類格納する第１のメモリ手段を有し、そ
れら第１のメモリ手段に格納された加工モード及
び加工プロセスを選択入力し得る第１の入力手段
を設け、前記各加工モードを、前記加工モードよ
りも最終加工形状に近い加工形態として、加工に
際した工具の移動により形成される加工形状の形
成態様に応じて分類した加工態様として入力し得
る第２の入力手段を設け、加工すべき被加工物の
加工箇所に対応して前記第１及び第２の入力手段
から入力された、前記加工モード、加工プロセス
及び加工態様の組合せに基づいて、前記加工箇所
に対応する加工プログラムを作成する加工プログ
ラム作成手段を設けて構成したので、旋削及びミ
ーリングを行なうことが出来る工作機械におい
て、ミーリングやドリル加工に関する加工プログ
ラムの作成に際して、オペレータは、工作機械の
実行可能な多様な加工の中から、加工モードを基
準に分類された加工プロセス及び加工態様を選択
することにより、ある特定の加工を、加工に関す
る高度の知識が無くとも自然に選択することが出
来る。

また、加工モードが、穴を加工することを目的
とした点加工モードと、線状の被加工を加工する
ことを目的とした線加工モードに分類されている
ので、「点」及び「線」というモードが、直ちに
工作機械における加工時の工具軌跡と対応し、し
かも、その工具軌跡は、加工形状を表現する上
で、最小限基礎となる形状として「点」と「線」
という、極めて特長的な性格を有するので、オペ
レータにとつて理解が至極容易であり、工作機械
が実行出来る各種の加工内容について予め熟知し
ていなくとも、容易に加工プログラムを作成する
ことが可能となる。

更に、加工モードを加工に使用する工具及び入
力されたプログラム形状に対する工具の位置関係
に対応して複数の加工プロセスに選択可能に分類
すると共に、同一の加工モードについて、前記加
工モードよりも最終加工形状に近い加工形態とし
て、加工に際した工具の移動により形成される加
工形状の形成態様に応じて複数の加工態様に選択
可能に分類したので、加工箇所を、加工プロセス
及び加工態様の両面から特定することが出来、複
雑な加工に関する加工プログラムの作成も、それ
ら３つのパラメータを基準にして容易に行なうこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明が適用された複合加工工作機
械の一実施例を示す斜視図、第２図は、第１図に
おける複合加工工作機械の工具ヘツドに、側面加
工用工具を装着した場合を示す斜視図、第３図
は、第１図における複合加工工作機械の制御系を
示すブロツク図、第４図は、加工形状展開メモリ
に格納された各加工モードに属する、加工プロセ
ス、加工部、加工態様を示す図、第５図は、線右
加工プロセスを示す模式図で、ａは正面図、ｂは
側面図、第６図は、線左加工プロセスを示す模式
図で、ａは正面図、ｂは側面図、第７図は、線中
心加工プロセスを示す模式図で、ａは正面図、ｂ
は側面図、第８図は、面内加工プロセスを示す模
式図で、ａは正面図、ｂは側面図、第９図は面外
加工プロセスを示す模式図で、ａは正面図、ｂは
側面図、第１０図は、点加工モードにおける具体
的な加工態様を示す図、第１１図は、線加工モー
ドにおける具体的な加工態様を示す図、第１２図
は、面加工モードにおける具体的な加工態様を示
す図、第１３図は、ミーリングプログラムメイン
ルーチンを示す図、第１４図乃至第３６図は、ミ
ーリングプログラムメインルーチンにおいて使用
されるサブルーチンを示す図、第３７図乃至第４
９図は、各サブルーチンにおける加工の具体的態
様を示す図、第５０図は、本発明が適用される複
合加工工作機械の別の例を示す斜視図、第５１図
は、第５０図における複合加工工作機械の工具ヘ
ツド部分の拡大図である。１……複合加工工作機械、９……主制御部、１
０……入力操作部、１４……ミーリング加工プロ
グラムメモリ。

Claims

【特許請求の範囲】１旋削及びミーリングを行なうことが出来る工
作機械において、前記工作機械における加工工程を、穴を加工す
ることを目的とした点加工モードと、線状に被加
工物を加工することを目的とした線加工モードに
分類すると共に、それら各加工モードを、加工に
使用する工具及び入力されたプログラム形状に対
する工具の位置関係に対応して複数の加工プロセ
スに分類格納する第１のメモリ手段を有し、それら第１のメモリ手段に格納された加工モー
ド及び加工プロセスを選択入力し得る第１の入力
手段を設け、前記各加工モードを、前記加工モードよりも最
終加工形状に近い加工形態として、加工に際した
工具の移動により形成される加工形状の形成態様
に応じて分類した加工態様として入力し得る第２
の入力手段を設け、加工すべき被加工物の加工箇所に対応して前記
第１及び第２の入力手段から入力された、前記加
工モード、加工プロセス及び加工態様の組合せに
基づいて、前記加工箇所に対応する加工プログラ
ムを作成する加工プログラム作成手段を設けて構
成した工作機械における加工プログラムの作成装
置。