JPH06210551A

JPH06210551A - 数値制御工作機械

Info

Publication number: JPH06210551A
Application number: JP576293A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Hishikawa; 哲夫菱川
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1993-01-18
Filing date: 1993-01-18
Publication date: 1994-08-02

Abstract

(57)【要約】【目的】数値制御工作機械に関し、送り速度の加減を
調整しながら工具等の移動が簡単に行えるようにする。【構成】オペレータの操作に応じて、操作機器１は軸
方向を示す方向信号ＤＩＲ及び軸方向の送り速度の大き
さを示す速度信号Ｖを同時に出力する。上記操作機器１
から出力された方向信号ＤＩＲ及び速度信号Ｖを移動指
令手段２が受けて、工具等の移動を指令するパルス信号
ＰＳを出力する。さらに、補間手段３がパルス信号ＰＳ
を受けて、補間パルスＣＰを出力する。したがって、例
えば実際の加工等において操作機器１を片手で操作し
て、目標点から離れた所では速く工具等を移動させ、目
標点に近づけば次第にゆっくり工具等を移動させること
ができる。このため、他の片手でこれ以外のスイッチを
操作することもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は機械操作盤等から入力さ
れた指令に応じて工具の移動等を行う数値制御工作機械
に関し、特に送り速度指令を行うスイッチ等を配した機
械操作盤を備えた数値制御工作機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に数値制御工作機械において、工具
等を移動させるためには、オペレータが機械操作盤上の
スイッチ等を操作する必要がある。

【０００３】従来の機械操作盤には、各軸の軸方向釦と
オーバーライド・スイッチとが設けられている。各軸の
軸方向釦は軸方向ごとの移動方向を指令するスイッチで
あり、例えば「＋Ｘ」軸方向，「−Ｘ」軸方向，「＋
Ｙ」軸方向，「−Ｙ」軸方向，「＋Ｚ」軸方向，「−
Ｚ」軸方向の各スイッチがある。また、オーバーライド
・スイッチはオーバーライド量を設定するためのスイッ
チであり、例えば０〔％〕から１２０〔％〕まで１０
〔％〕ごとに目盛りが刻印されている。なお、オーバー
ライド量はその値が１００〔％〕のとき、加工プログラ
ムやパラメータで設定した送り速度になる。

【０００４】したがって、工具等を移動させる場合、ま
ず送り速度を選択するためにオーバーライド・スイッチ
を操作して所望の値に設定する。その後、軸方向釦のう
ち、移動する軸方向の軸方向釦を選択して押すことによ
り、工具等を所望の軸方向と送り速度で移動させること
ができる。なお、軸方向釦を押し続けている間は、同一
の軸方向及び送り速度で移動させることができる。

【０００５】こうして、軸方向釦とオーバーライド・ス
イッチとを適当に操作して、工具等を所望の軸方向と送
り速度で移動させることができた。この際、軸方向及び
送り速度を変更する必要がない場合には、片手で操作す
ることもできた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、実際の加工等
では、目標点から離れた所では速く移動させ、目標点に
近づけば次第にゆっくり移動させる必要がある。また、
同時に、加工位置が所望の目標点からずれている場合に
は、ずれている軸を修正する必要もある。こうした場合
には、片手で軸方向釦を、他の片手でオーバーライド・
スイッチを操作することになるため、これ以外のスイッ
チを操作することができないという問題点があった。

【０００７】また、工具等を移動させている際に目標点
を越えて行き過ぎた場合、その目標点まで逆方向に移動
させる必要がある。こうした場合には、移動させる方向
の軸方向釦に変えて押さなければならないので、操作が
煩雑になり、作業効率が低下するという問題点があっ
た。

【０００８】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、送り速度の加減を調整しながら工具等の移動
が簡単に行える数値制御工作機械を、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、数値制御装置を備え、機械操作盤等から
入力された指令に応じて工具の移動等を行う数値制御工
作機械において、少なくとも一つの軸方向を示す方向信
号と、前記軸方向の送り速度の大きさを示す速度信号と
を同時に出力する操作機器と、前記方向信号と前記速度
信号とを受けて、工具等の移動を指令するパルス信号を
出力する移動指令手段と、前記パルス信号を受けて、補
間パルスを出力する補間手段と、を有することを特徴と
する数値制御工作機械が提供される。

【００１０】

【作用】オペレータの操作により、操作機器は少なくと
も一つの軸方向を示す方向信号と、軸方向の送り速度の
大きさを示す速度信号とを同時に出力する。

【００１１】この操作機器から出力された方向信号及び
速度信号を移動指令手段が受けて、工具等の移動を指令
するパルス信号を出力する。さらに、補間手段がパルス
信号を受けて、補間パルスを出力する。

【００１２】

【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、本発明を実施する数値制御工作機械の
全体概略図である。数値制御装置は大きく工作機械３０
と、この工作機械３０に内蔵された数値制御装置１０と
から構成される。

【００１３】工作機械３０の側面にはスライド台３１が
設けられている。また、工作機械３０に内蔵されたサー
ボモータによって、チャック３２に握持された工具３３
が回転するとともに、図面上下方向（Ｚ軸方向）に移動
する。さらに、テーブル３４は図面前後方向及び左右方
向（Ｘ軸及びＹ軸方向）に移動し、このテーブル３４に
は加工の対象となるワーク３５が載置されている。な
お、工作機械３０及びテーブル３４は、いずれも台座３
６に載置されている。

【００１４】オペレータが数値制御装置１０に対して動
作の指令を行うには、工作機械３０の他の側面に設けら
れたＣＲＴ／ＭＤＩユニット２０から行う。このＣＲＴ
／ＭＤＩユニット２０は表示装置２２、キーボード２３
及び機械操作盤４０等で構成される。表示装置２２には
ＣＲＴあるいは液晶表示装置が使用され、対話形式で加
工プログラム等を作成していくときに、形状及び加工条
件等を表示する。また、キーボード２３はカーソルキ
ー、形状要素キー及び数値キー等からなり、必要な図形
データ及び加工データ等をこれらのキーを使用して入力
する。さらに、機械操作盤４０にはジョグ送り操作器を
備え、工具等を移動させる方向及びその送り速度を入力
する。その他、図示しないがＣＲＴ／ＭＤＩユニット２
０には数値制御装置１０に内蔵されたシステムプログラ
ム等によって機能が変化するソフトウェアキーも設けら
れている。

【００１５】こうした構成によって、オペレータがＣＲ
Ｔ／ＭＤＩユニット２０から指令を行うことにより、工
作機械３０のスライド台３１及びテーブル３４を移動さ
せて工具３３をワーク３５へアプローチし、所望の加工
を行うことができる。

【００１６】図３は、上記数値制御装置１０の一つであ
る対話形数値制御装置の全体構成を示すブロック図であ
る。プロセッサ１１はＲＯＭ１２に格納されたシステム
プログラムに従って数値制御装置全体を制御する。ＲＯ
Ｍ１２にはＥＰＲＯＭあるいはＥＥＰＲＯＭが使用され
る。ＲＡＭ１３にはＳＲＡＭ等が使用され、各種のデー
タあるいは入出力信号が格納される。不揮発性メモリ１
４には図示されていないバッテリによってバックアップ
されたＣＭＯＳが使用され、電源切断後も保持すべき加
工プログラム、マクロ、パラメータ、ピッチ誤差補正量
及び工具補正量等が格納される。

【００１７】グラフィック制御回路２１はディジタル信
号を表示用の信号に変換し、表示装置２２に与える。表
示装置２２にはＣＲＴあるいは液晶表示装置が使用され
る。表示装置２２は対話形式で加工プログラムを作成し
ていくときに、形状、加工条件等を表示する。グラフィ
ック制御回路２１に送られるディジタル信号は、不揮発
性メモリ１４に格納されている加工プログラムについ
て、プロセッサ１１がＲＯＭ１２に格納された画面表示
処理プログラムを実行することによって送られる信号で
ある。キーボード２３はカーソルキー、形状要素キー及
び数値キー等からなり、必要な図形データ及び加工デー
タ等をこれらのキーを使用して入力する。ソフトウェア
キー２４はシステムプログラム等によって機能が変化す
るキーである。これらのグラフィック制御回路２１、表
示装置２２、キーボード２３及びソフトウェアキー２４
の各要素はＣＲＴ／ＭＤＩパネル２０に備えられる。

【００１８】ここで、表示装置２２に表示される対話形
データの入力画面は、ＲＯＭ１２に格納されている。こ
の対話形データの入力画面において、加工プログラム作
成時にバックグラウンドアニメーションとして、工具の
全体の動作軌跡などが表示される。また、表示装置２２
にはその入力画面により設定可能な作業又はデータが、
メニュー形式で表示される。メニューのうちどの項目を
選択するかは、メニューに対応して、画面下部に配置さ
れたソフトウェアキー２４により行う。ソフトウェアキ
ー２４の意味は各画面毎に変化する。なお、対話用の各
種データはＲＡＭ１３又は不揮発性メモリ１４に格納さ
れる。

【００１９】軸制御回路１５はプロセッサ１１から軸の
移動指令を受けて、軸の指令をサーボアンプ１６に出力
する。サーボアンプ１６はこの軸の指令を受けて、工作
機械３０内に設けられたサーボモータを駆動する。この
工作機械３０には、機械操作盤４０を備える。

【００２０】ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コント
ローラ）１８は上記機械操作盤４０からの方向信号及び
速度信号を受けるとともに、加工プログラムの実行時に
Ｔ機能信号（工具選択指令）等を受け取る。そして、こ
の信号をシーケンス・プログラムで処理するとともに動
作指令を信号で出力し、工作機械３０を動作を制御す
る。また、工作機械３０から状態信号を受けて、シーケ
ンス処理を行い、プロセッサ１１に必要な入力信号を転
送する。

【００２１】なお、上記各構成要素はサーボアンプ１
６、表示装置２２及び工作機械３０を除いて、いずれも
バス１９に互いに結合されている。上記構成において、
入力されたデータはプロセッサ１１により処理され、加
工プログラムが作成される。作成されたプログラムデー
タは、対話形式で使用される表示装置２２に、逐次にバ
ックグラウンドアニメーション表示される。また、不揮
発性メモリ１４に加工プログラムとして格納された加工
プログラムは、工作機械３０の加工シミュレーションの
際にも実行され、フォアグラウンドアニメーション表示
される。

【００２２】図１は本発明の原理説明図であるととも
に、実施例を説明する図である。本発明は操作機器１、
移動指令手段２及び補間手段３の各要素から構成され
る。オペレータの操作に応じて、操作機器１は軸方向を
示す方向信号ＤＩＲ及び軸方向の送り速度の大きさを示
す速度信号Ｖを同時に出力する。なお、操作機器１は後
述する機械操作盤４０のジョグ送り操作器４１に相当す
る。

【００２３】この操作機器１から出力された方向信号Ｄ
ＩＲ及び速度信号Ｖを移動指令手段２が受けて、工具等
の移動を指令するパルス信号ＰＳを出力する。さらに、
補間手段３がパルス信号ＰＳを受けて、補間パルスＣＰ
を出力する。なお、移動指令手段２及び補間手段３は、
いずれも図３のＲＯＭ１２に格納されたシステムプログ
ラムの一部をプロセッサ１１が実行することによって実
現される機能である。

【００２４】こうして出力された補間パルスＣＰは、図
３の軸制御回路１５及びサーボアンプ１６を経て工作機
械３０に内蔵されたサーボモータを駆動し、図２に示す
工作機械３０のスライド台３１及びテーブル３４を移動
させて、工具３３を所望の位置へアプローチさせること
ができる。

【００２５】次に、機械操作盤４０の具体的な構成につ
いて、図４及び図５を用いて説明する。図４は機械操作
盤４０の構成の一例を示す図であり、図５は軸操作器の
構成の一例を示す図である。

【００２６】図４において、機械操作盤４０にはジョグ
送り操作器４１として、Ｘ軸操作器４１ａ、Ｙ軸操作器
４１ｂ及びＺ軸操作器４１ｃが設けられている。なお、
Ｘ軸操作器４１ａ、Ｙ軸操作器４１ｂ及びＺ軸操作器４
１ｃは工具等が移動する軸のみが異なり、他の動作等は
同一であるので、ここでは説明を簡単にするためにＸ軸
操作器４１ａについて説明する。

【００２７】図５に移り、Ｘ軸操作器４１ａは、可変抵
抗器ＶＲ、Ａ／Ｄ変換器１０１、符号検出器１０２及び
絶対値演算器１０３の各要素から構成される。可変抵抗
器ＶＲの一端は正の定電圧源（＋Ｖcc）に接続され、他
の一端は負の定電圧源（−Ｖcc）に接続され、基準位置
ＳＴは接地される。また、図４に示す円盤状のハンドル
４１ａａは可動部として摺動し、その電流ＩはＡ／Ｄ変
換器１０１へ出力され、アナログ値からディジタルデー
タＤＤへ変換される。この際、オペレータがハンドル４
１ａａから手を離すと、ハンドル４１ａａは基準位置Ｓ
Ｔ（すなわち、後述する基準位置マーク４１ａｂ）へ戻
るように構成されている。そして、ディジタルデータＤ
Ｄは符号検出器１０２によって正負が判別され、方向信
号ＤＩＲとして出力される。さらに、ディジタルデータ
ＤＤは絶対値演算器１０３によって、ディジタルデータ
ＤＤの絶対値が求められ、速度信号Ｖとして出力され
る。

【００２８】図４に戻り、通常の工具等の停止状態で
は、上記構成のＸ軸操作器４１ａのハンドル４１ａａは
基準位置マーク４１ａｂに位置する。このとき、オペレ
ータがＸ軸操作器４１ａのハンドル４１ａａを基準位置
マーク４１ａｂから時計廻り又は反時計廻りに回転させ
るに従って、Ｘ軸操作器４１ａはその回転方向に応じた
方向信号ＤＩＲを出力し、回転角に応じた大きさの速度
信号Ｖを同時に出力する。このため、回転角を大きくす
ればするほど、工具等の送り速度が速くなる。こうして
出力された方向信号ＤＩＲ及び速度信号Ｖは、図３のＰ
ＭＣ１８及びバス１９を介してプロセッサ１１へ伝送さ
れる。そして、プロセッサ１１は所定の処理を行なっ
て、軸制御回路１５及びサーボアンプ１６を経て工作機
械３０に内蔵されたサーボモータを駆動し、図２に示す
工作機械３０のスライド台３１及びテーブル３４を移動
させて、工具３３を所望の位置へアプローチさせること
ができる。

【００２９】なお、オペレータがハンドル４１ａａから
手を離すとハンドル４１ａａは基準位置マーク４１ａｂ
へ戻り、工具等は移動を停止する。また、Ｘ軸操作器４
１ａを例えば時計廻りに回転させて、工具等をＸ軸正方
向へ移動させるか、あるいはＸ軸負方向へ移動させるか
はパラメータによって設定することができる。

【００３０】したがって、実際の加工等において、Ｘ軸
操作器４１ａ等を片手で操作して、目標点から離れた所
では速く工具等を移動させ、目標点に近づけば次第にゆ
っくり工具等を移動させることができる。このため、他
の片手でこれ以外のスイッチを操作することもできる。

【００３１】また、工具等を移動させている際に目標点
を越えて行き過ぎた場合、その目標点まで逆方向に移動
させる必要がある場合には、Ｘ軸操作器４１ａ等をこれ
までとは反対方向に回転させればよいので、操作が簡単
であり、作業効率が向上する。

【００３２】さらに、オペレータがハンドル４１ａａ等
から手を離せば工具等の移動を停止するように構成した
ので、緊急時に素早く工具等を停止させ、工具等の破損
を防止することができる。

【００３３】図６は機械操作盤４０の他の構成の一例を
示す図である。図において、機械操作盤４０には移動さ
せる軸を選択する選択スイッチ４１ｄと、ジョグ送り操
作器４１としての軸操作器４１ｅとが設けられている。

【００３４】オペレータが操作するにあたっては、まず
移動させる所望の軸を選択スイッチ４１ｄで選択した
後、軸操作器４１ｅのハンドル４１ｅａを時計廻り又は
反時計廻りに回転させる。なお、他は図４の説明と同様
であるので、説明を省略する。上記構成によって、図４
に示す機械操作盤４０の構成と比べて、部品点数が少な
くなるので、生産コストを低く抑えることができる。

【００３５】なお、上記図４及び図６の構成以外に、例
えば図４のＸ軸操作器４１ａ、図６の軸操作器４１ｅ及
びＹ軸及びＺ軸のみが選択可能な選択スイッチ４１ｄを
組み合わせる等のように、使用する数値制御工作機械の
環境に応じた最適な組み合わせで構成してもよい。

【００３６】以上の説明では、ジョグ送り操作器４１と
して用いたＸ軸操作器４１ａ及び軸操作器４１ｅ等の軸
操作器を、可変抵抗器ＶＲに円盤状のハンドル４１ａａ
等を設けるように構成したが、可変抵抗器ＶＲの代わり
に回転方向を判別するための二相のパルスを発生するパ
ルス発生器を、円盤状のハンドル４１ａａの代わりに棒
状のレバー等を設ける等の他の構成をとることもでき
る。

【００３７】また、上記軸操作器を、同時二軸で方向信
号ＤＩＲ及び速度信号Ｖが出力可能なジョイスティック
で構成してもよい。こうすることによって、平面上のあ
らゆる方向に対して送り速度を可変させながら工具等を
移動させることができるので、さらに操作性が向上す
る。

【００３８】さらに、上記の説明ではフライス盤を想定
して説明したが、旋盤等でも同様に適用することができ
る。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、オペレ
ータの操作に応じて操作機器が方向信号及び速度信号と
を同時に出力し、この方向信号及び速度信号を移動指令
手段が受けてパルス信号を出力し、補間手段がパルス信
号を受けて補間パルスを出力するように構成したので、
一つの操作機器で移動方向及び送り速度を指令できるの
で、実際の加工等において操作機器を片手で操作して、
目標点から離れた所では速く工具等を移動させ、目標点
に近づけば次第にゆっくり工具等を移動させることがで
きる。このため、他の片手でこれ以外のスイッチを操作
することもできる。

【００４０】また、工具等を移動させている際に目標点
を越えて行き過ぎた場合、その目標点まで逆方向に移動
させる必要がある場合には、操作機器をこれまでとは反
対方向に回転等の操作を行えばよいので、操作が簡単で
あり、作業効率が向上する。

【００４１】さらに、オペレータが操作機器から手を離
せば工具等の移動を停止するように構成したので、緊急
時に素早く工具等を停止させ、工具等の破損を防止する
ことができる。

【００４２】そして、従来の機械操作盤に比べて部品点
数が少なく構成できるので、生産コストを低く抑えるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】数値制御工作機械の全体概略図である。

【図３】対話形数値制御装置の全体構成を示すブロック
図である。

【図４】機械操作盤の構成の一例を示す図である。

【図５】軸操作器の構成の一例を示す図である。

【図６】機械操作盤の他の構成の一例を示す図である。

【符号の説明】

１１プロセッサ１２ＲＯＭ１３ＲＡＭ１４不揮発性メモリ１５軸制御回路１６サーボアンプ１８ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コントロー
ラ）２２表示装置２３キーボード４０機械操作盤４１ジョグ送り操作器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】数値制御装置を備え、機械操作盤等から
入力された指令に応じて工具の移動等を行う数値制御工
作機械において、少なくとも一つの軸方向を示す方向信号と、前記軸方向
の送り速度の大きさを示す速度信号とを同時に出力する
操作機器と、前記方向信号と前記速度信号とを受けて、工具等の移動
を指令するパルス信号を出力する移動指令手段と、前記パルス信号を受けて、補間パルスを出力する補間手
段と、を有することを特徴とする数値制御工作機械。
【請求項２】前記操作機器は、前記軸方向に沿って、
基準位置から左右方向又は上下方向等の対称方向へ動く
可動部を有することを特徴とする請求項１記載の数値制
御工作機械。
【請求項３】前記操作機器は、オペレータが前記可動
部を動作させるに従って、前記速度信号が大きくなるよ
うに構成したことを特徴とする請求項２記載の数値制御
工作機械。
【請求項４】前記操作機器は、オペレータが操作中に
手を離した場合には前記可動部が前記基準位置に戻るよ
うに構成したことを特徴とする請求項２記載の数値制御
工作機械。