JPH0561524A

JPH0561524A - 数値制御装置

Info

Publication number: JPH0561524A
Application number: JP3224008A
Authority: JP
Inventors: Kenzo Sato; 賢蔵佐藤; Yasuo Okazawa; 泰夫岡沢
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1991-09-04
Filing date: 1991-09-04
Publication date: 1993-03-12

Abstract

(57)【要約】【目的】複数の独立したＮＣプログラムを連続処理し
て、長時間の加工制御を自動的に行なうことを目的とす
る。【構成】数値制御装置において、独立した複数のＮＣ
プログラムから作成された各移動指令データを別々に独
立して記憶しておく記憶手段を設けた。また、バッチ指
令データを作成するバッチ指令作成手段とこれを記憶す
るバッチ指令記憶手段とを設けた。そして、バッチ制御
部により選択された移動指令データに基づく加工制御が
終了次第、次の移動指令データを順次読み出してサーボ
制御部へ出力する位置座標作成手段を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加工機を数値制御する
数値制御装置（以下、ＮＣ装置という）に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１４は、従来のＮＣ装置を示す概略ブ
ロック図である。ＮＣ装置３０は、被加工物（以下、ワ
ークという）を加工するためのＮＣプログラムをホスト
コンピュータ３１から通信回線４０を介してＮＣプログ
ラム入力部３２に入力し、これをＮＣプログラム格納部
３３に格納する。

【０００３】ＮＣ装置３０が実行を開始すると、ＮＣプ
ログラム解析部３４はＮＣプログラム格納部３３から前
記ＮＣプログラムを読み込み、移動指令データに変換し
てパルス分配部３５に出力する。また、ＮＣプログラム
解析部３４は、Ｉ／Ｏ制御が必要な場合はＩ／Ｏ制御部
３７に指令を出してＩ／Ｏコントロールを行う。一方、
パルス分配部３５は、前記移動指令データを指定された
加工速度に基づいてパルス分配して速度指令パルスを作
成し、該指令パルスをサーボ制御部３６に出力する。

【０００４】サーボ制御部３６は、前記指令パルスによ
り加工機３８を制御して前記ワーク（図示せず）に対し
ＮＣ加工を行なう。この時、加工機３８からの位置情報
３９は、サーボ制御部３６にフィードバックされてサー
ボ制御に使用される。なお、ＮＣプログラム格納部３３
に格納しきれない大容量のＮＣプログラムは、外部のホ
ストコンピュータ３１からＮＣプログラム入力部３２に
入力した後、直接プログラム解析部３４へ出力され、以
降は上記説明と同様に処理される。

【０００５】次に、上記ＮＣ装置によってワークを加工
する際に使用するＮＣプログラムの作成過程を曲面を加
工する場合を例に説明する。ホストコンピュータ３１で
は、図１５に示すように加工すべき曲面を理想曲面軌跡
１５１とし、この軌跡１５１を任意のピッチｐで分割す
る。そして、前記曲面を表す式と分割ピッチｐに基づい
て、分割点での各点列ｑの位置を算出する。その後、各
点列ｑを図１５に示す直線や円弧で近似された微小線分
ｔで結んでいき、図１７に示すような直線運動や円弧運
動を命令するＮＣプログラムを作成していく。この時、
理想曲面軌跡１６１と微小線分との軌跡誤差は、図１６
に示すように、ピッチを小さく（分割ピッチｐ₁）して
分割した時の軌跡誤差１６２の方が、ピッチを大きく
（分割ピッチｐ₂）して分割した時の軌跡誤差１６３よ
りも小さくなる。従って、ＮＣ装置において加工精度を
向上させるためには、理想曲面軌跡の分割ピッチをでき
るだけ小さくしてＮＣプログラムを作成することが要求
されていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のＮ
Ｃ装置では、複数の互いに独立したＮＣプログラムを使
用して自動的に連続して加工制御を行なうことができな
かった。そのため、例えば２つの独立したＮＣプログラ
ムで加工制御を行なう時は、まず一方のＮＣプログラム
をホストコンピュータから通信回線を介してＮＣ装置に
送り、該ＮＣ装置によって前述のような加工制御を行な
う。そして、この加工制御が終了した後、他方のＮＣプ
ログラムを前記ホストコンピュータからＮＣ装置に送
り、次の加工制御を行なうという作業を要していた。

【０００７】また、前記複数のＮＣプログラムを１つの
ＮＣプログラムにまとめてからＮＣ制御を行なう方法も
考えられるが、この場合プログラムをまとめるのに手間
がかかるうえ、ＮＣプログラムが大容量となるため、前
記ホストコンピュータから通信回線を通してＮＣ装置に
プログラムを送りながら制御しなければならないという
問題があった。

【０００８】本発明は、上記課題を解決することを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的のために本発明
では、直線及び曲線を補間して加工制御を行なう数値制
御装置において、加工作業に対してバッチ作業を指示す
るＮＣプログラムを作成するＮＣプログラム作成手段
と、前記ＮＣプログラムから工具軌跡データを作成する
工具軌跡作成手段と、前記ＮＣプログラムからバッチを
指示するためのバッチ指令データを作成するバッチ指令
作成手段と、前記バッチ指令データを記憶するバッチ指
令データ記憶手段と、前記工具軌跡データから微小線分
長さ当たりの移動指令デ−タを作成する移動指令作成手
段と、それぞれ独立した複数の移動指令データを別々に
記憶する移動指令データ記憶手段と、前記バッチ指令デ
ータ記憶手段に記憶されたバッチ指令データを読み出し
て前記移動指令データ記憶手段に記憶された前記独立し
た複数の移動指令デ−タから実行すべき移動指令データ
を選択するバッチ制御を行なうバッチ制御部と、前記選
択された移動指令データを順次読み出して微小単位時間
ごとの位置座標デ−タを作成するとともに、該位置座標
デ−タをサ−ボ制御部へ出力する位置座標作成手段、と
を有するようにした。

【００１０】

【作用】本発明によれば、各々独立した複数のＮＣプロ
グラムをあらかじめ加工前に前記移動指令作成手段によ
ってそれぞれ移動指令データに変換し、これらを別々に
前記記憶手段に記憶させておくことができる。そして、
加工時は前記位置座標作成手段が、前記バッチ制御部に
よって選択された移動指令データを順次読み出して、こ
れら複数の互いに独立した移動指令データから位置座標
データを作成し、サ−ボ制御部へ出力する。

【００１１】従って、１つのＮＣプログラムから作成さ
れた一連の移動指令データに基づく加工制御の終了後、
他のＮＣプログラムから作成された一連の移動指令デー
タが前記移動指令データ記憶手段から読み出され、加工
制御を行なう。このように、前記移動指令データを順次
読み出していくことで、連続した加工制御が可能にな
る。

【００１２】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示す概略ブロック
図である。本実施例は、ワークの加工面の形状を表す
式、その式の係数、使用する工具の半径等の値からパラ
メータデータを作成するパラメータデータ作成手段（図
示せず）と、ＮＣ装置１と、ＮＣ装置１からの信号によ
ってワーク（図示せず）を加工する加工機２２、とで構
成される。

【００１３】以下、本実施例における加工過程を説明す
る。ＮＣ装置１は、ワークの加工前にあらかじめ対話形
式で前記パラメータデータをパラメータデータ入力部１
１から入力し、パラメータデータ記憶部１２に記憶して
おく。ＮＣプログラム作成部１３は、パラメータデータ
記憶部１２からパラメータデータを読み込み、該データ
をもとに曲面の部分を含めて図２に示すようなＮＣプロ
グラムを作成し、ＮＣプログラム記憶部１４に記憶す
る。

【００１４】該ＮＣプログラムの作成において、直線お
よび円弧以外の曲面部を加工するＮＣプログラム部は、
図に示すようにＧコードと同様なコードとしてＡＳコー
ドＴと、図３に示す加工条件を含むパラメータデータＷ
として作成され、ＮＣプログラム記憶部１４に記憶され
る。つまり、前記曲面部に関しては計算はせず、形状デ
ータとして前記コードＴとパラメータデータＷで記憶し
ておく。

【００１５】また、ＮＣプログラム作成部１３は、図１
３に示すようなバッチ作業を指示するＮＣプログラムを
作成してバッチ指令作成部２３に出力する。工具軌跡作
成部１５は、ＮＣプログラム記憶部１４に記憶されたＮ
Ｃプログラムと、パラメータデータ記憶部１２に記憶さ
れているパラメータデータから工具軌跡データを形成
し、工具軌跡データ記憶部１６に記憶する。

【００１６】図４は、工具軌跡作成部１５での工具軌跡
の算出過程の一部を示す。図４において、ＮＣプログラ
ムに含まれているＮＣプログラム軌跡４１は、ワーク基
準の軌跡を示し、始点Ａから、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ａ
の順に軌跡を描く。Ｂ〜Ｅの区間が、ワークを加工して
いる部分の軌跡を示す。該軌跡は、Ａ〜Ｂ、Ｅ〜Ｆ〜Ａ
は直線移動、Ｂ〜Ｃ、Ｄ〜Ｅは円弧移動、Ｃ〜Ｄは直線
および円弧以外の曲面移動を示す。

【００１７】工具軌跡作成部１５は、ＮＣプログラム軌
跡４１と前記パラメータデータから直線移動による加工
部分Ａ〜ＢおよびＥ〜Ｆと、円弧移動による加工部分Ｂ
〜ＣおよびＤ〜Ｅに対して、工具基準の移動軌跡（工具
半径オフセットを考慮した軌跡）である工具軌跡４２を
算出して工具軌跡データを作成する。なお、工具軌跡４
２の通過点Ｇ〜Ｊは、ＮＣプログラム軌跡４１のＢ〜Ｅ
にそれぞれ対応している。

【００１８】一方、曲面移動による加工部分Ｃ〜Ｄに対
応する工具軌跡４２のＨ〜Ｉは、図５に示すような曲面
の工具軌跡コードＵとパラメータＶによって工具軌跡が
表される。この時、前記コードＵとパラメータＶは、Ｈ
〜Ｉの区間に関しては工具軌跡の計算を行わず、前記Ｎ
Ｃプログラム内のコードＴとパラメータデータＷを使用
する。このようにして、ＮＣプログラム軌跡４１に対応
する工具軌跡データ４２が作成される。

【００１９】なお、図６のように工具軌跡において隣接
する直線部Ｐ₁−Ｐ₂およびＰ₂−Ｐ₃が存在する場合
は、図７に示すように接続円弧Ｐ₄−Ｐ₅を形成して該
２つの直線部を接続させて工具軌跡データを作成する。
上記のようにして作成された工具軌跡データは、工具軌
跡データ記憶部１６によって記憶される。

【００２０】移動指令作成部１７は、工具軌跡データ記
憶部１６から工具軌跡データを読み出し、図９に示すよ
うに工具軌跡を微小線分長さｕで分割して該微小線分長
さ当たりの移動指令データを作成する。この時、前記工
具軌跡データの曲面部分については、図５のように曲面
コードとパラメータを含んだ工具軌跡データから工具半
径オフセットを考慮した工具軌跡を想定し、該工具軌跡
を微小線分長さで分割する。そして、この微小線分に対
する移動指令データを作成する。この場合、移動指令作
成部１７は、図１０に示すようにＮＣプログラム軌跡１
０１から垂線を下ろして工具半径ｒ分をオフセットした
点を求めていく。そして、これらの点を結んで工具軌跡
１０２を作成し、同時に該工具軌跡を前記微小線分長さ
で分割したＳ_n、Ｓ_n+1、Ｓ_n+2に対応する、図１１に
示すような移動指令データを作成していく。

【００２１】このように、曲面部分に対しては工具軌跡
の作成と微小線分長さでの分割を共に移動指令作成部１
７で行なうため、ＮＣプログラムおよび工具軌跡データ
の量を減らすことができる他、誤差も少なくなる。その
ため、精度良くデータが作成できる。なお、前記微小線
分長さは、図８に示すように前記接続円弧の中で最小の
半径よりも短い線分長さとし、移動速度のベクトル変化
が小さくなるようにする。さらに、図１２に示すように
工具軌跡１２１を所定のピッチで分割して微小線分Ｓ１
〜Ｓ６を作成した場合に、方向が所定範囲内にあって同
一方向と見なせるＳ１〜Ｓ４については、一括された１
つの線分Ｌ１に対応する圧縮移動指令データに変換して
データ量を減らすようにしている。このようにして得ら
れた移動指令データは、工具速度と単位時間との関係を
有する成分（パラメータ）を有している。

【００２２】移動指令データ記憶部１８は、上述のよう
にして作成された移動指令データを記憶しておく。この
移動指令データ記憶部１８は、移動指令作成部１７で作
成された各々独立した複数の移動指令データをそれぞれ
別々に記憶するために、複数の移動指令データ記憶領域
１〜ｎ（ｎは２以上の自然数）によって形成されてい
る。

【００２３】バッチ指令作成手段２３は、加工前にＮＣ
プログラム作成部１３で作成されたバッチ作業を指示す
るＮＣプログラムから、バッチを指示するバッチ指令デ
ータを作成し、バッチ指令データ記憶部２４に記憶して
おく。そして加工時は、バッチ制御部２５がバッチ指令
データ記憶部２４に記憶されたバッチ指令データを読み
出し、移動指令データ記憶部１８に記憶されている各々
独立した複数の移動指令データから実行すべき移動指令
データを選択する。

【００２４】位置座標作成部１９は、バッチ制御部２５
が選択した移動指令データを順次読み出して、微小時間
ごとの位置座標データを作成してサーボ制御部２０へ出
力する。この時、位置座標作成部１９が前記圧縮移動指
令データを読み出した時は、前記工具軌跡データの複数
の線分として展開し、位置座標データを作成する。な
お、前記位置座標データの作成は、前記工具速度と単位
時間との関係を有する成分を計算処理することで行われ
る。

【００２５】また、位置座標作成部１９は、必要があれ
ばＩ／Ｏ制御部２１に対して入出力の指令を行ない、加
工機２２を制御する。以上のように、移動指令データ記
憶部１８は、移動指令作成部１７で作成された各々独立
した複数の移動指令データをそれぞれ別々に記憶してお
ける。そのため、加工前にあらかじめ複数の移動指令デ
ータを記憶しておき、前記バッチ指令により、一連の移
動指令データに基づく加工制御が終了すれば、次の一連
の移動指令データを前記移動指令データ記憶領域から読
み出して順次加工制御を行なうことができる。従って、
連続した加工制御が実現できる。

【００２６】なお、本実施例では前記移動指令データ記
憶部を複数の移動指令データ記憶領域で形成してある
が、移動指令データ記憶部自体を複数設けても同様の効
果を奏することが可能である。ところで、本実施例のシ
ステムとしては、図１に示す如く全機能ブロックを含む
ＮＣ装置として構成しているが、これに限るものではな
く、ＮＣ装置とホストコンピュータとに機能を分けて構
成しても良い。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、加工前にあらかじめ移
動指令作成手段において各々独立した移動指令データを
別々に記憶しておくことができる。その結果、加工時は
一連の移動指令データに基づく加工制御の終了後、次の
一連の移動指令データを前記移動指令データ記憶室から
読み出して加工制御を行なうことが可能になる。そのた
め、連続した長時間の加工制御を自動的に実行すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、本発明の一実施例を示す概略ブロック図で
ある。

【図２】は、ＮＣプログラムの一例を示す図である。

【図３】は、実施例で用いたパラメータデータの一例を
示す図である。

【図４】は、工具軌跡の算出過程の一部を示す図であ
る。

【図５】は、工具軌跡作成手段で作成される工具軌跡コ
ードとパラメータを示す図である。

【図６】は、工具軌跡において隣接する２つの直線を示
す図である。

【図７】は、工具軌跡の２つの直線同士を接続円弧を介
して接続した状態を示す図である。

【図８】は、工具軌跡を接続円弧の中の最小半径よりも
短い線分長さで分割した状態を示す図である。

【図９】は、工具軌跡を微小線分長さで分割した状態を
示す図である。

【図１０】は、移動指令作成部が曲面加工を指示する際
に行なう工具半径オフセットの方法を示す図である。

【図１１】は、移動指令データの一例を示す図である。

【図１２】は、工具軌跡を微小線分で分割した状態を示
す図である。

【図１３】は、バッチ作業を指示するためのＮＣプログ
ラムの一例を示す図である。

【図１４】は、従来のＮＣ装置を示す概略ブロック図で
ある。

【図１５】は、理想曲面軌跡と微小線分との関係を示す
図である。

【図１６】は、理想曲面軌跡と微小線分との間に生じる
軌跡誤差と、分割ピッチとの関係を示す図である。

【図１７】は、曲面部の加工を指示する従来のＮＣプロ
グラムの一例を示す図である。

【符号の説明】

１ＮＣ装置１８移動指令データ記憶部２２加工機２３バッチ指令作成部２４バッチ指令データ記憶部２５バッチ制御部３０ＮＣ装置３８加工機

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直線及び曲線を補間して加工制御を行な
う数値制御装置において、加工作業に対してバッチ作業を指示するＮＣプログラム
を作成するＮＣプログラム作成手段と、前記ＮＣプログラムから工具軌跡データを作成する工具
軌跡作成手段と、前記ＮＣプログラムからバッチを指示するためのバッチ
指令データを作成するバッチ指令作成手段と、前記バッチ指令データを記憶するバッチ指令データ記憶
手段と、前記工具軌跡データから微小線分長さ当たりの移動指令
デ−タを作成する移動指令作成手段と、それぞれ独立した複数の移動指令データを別々に記憶す
る移動指令データ記憶手段と、前記バッチ指令データ記憶手段に記憶されたバッチ指令
データを読み出して前記移動指令データ記憶手段に記憶
された前記独立した複数の移動指令デ−タから実行すべ
き移動指令データを選択するバッチ制御を行なうバッチ
制御部と、前記選択された移動指令データを順次読み出して微小単
位時間ごとの位置座標デ−タを作成するとともに、該位
置座標デ−タをサ−ボ制御部へ出力する位置座標作成手
段、とを有することを特徴とする数値制御装置。