JPH08229773A

JPH08229773A - 数値制御装置

Info

Publication number: JPH08229773A
Application number: JP3365195A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Otsuki; 俊明大槻; Haruhiko Kozai; 治彦香西; Ryoji Eguchi; 亮二江口
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1995-02-22
Filing date: 1995-02-22
Publication date: 1996-09-10

Abstract

(57)【要約】【目的】ワーク形状を測定せずに、ワーク表面から任
意の深さの穴加工を行うことができるようにする。【構成】穴加工制御手段１は、穴加工指令が入力され
ると、ワーク４の加工すべき穴４ａの位置に上方向から
工具３を早送りで近づける。位置検出手段２は、工具３
がワーク４に接近し、ワーク表面上の一定の高さに定め
られた基準位置（Ｒ点）Ｒ₀に達すると到達信号を出力
する。穴加工制御手段１は、到達信号を受け取ると、早
送りから切削送りに切り換える。そして、到達信号を受
け取った位置を基準として、切削送りの移動距離を指令
する。このようにして、予めワーク形状を測定すること
なく任意の深さの穴加工を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は穴加工を行う数値制御装
置に関し、特にワーク表面上の一定の高さの座標値を与
え、その位置からの距離によって加工すべき穴の深さを
指定し穴加工を行う数値制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ワークに対し穴あけ加工を行う場合、ワ
ーク表面付近の座標値を基準位置として指定し、その座
標値から距離によって、あけるべき穴の深さを指定して
いる。この穴あけの際にワーク表面付近に指定される基
準位置を「Ｒ点」と呼ぶ。通常、Ｒ点はワーク表面の少
し上の高さに設定される。そして、穴あけサイクルを実
行する場合、Ｒ点までは工具を早送りで移動し、Ｒ点か
ら切り込みを開始する。

【０００３】このような穴加工を行うための加工プログ
ラムを作成するためには、プログラム中でＲ点の位置を
指定しなければならない。そのため、加工プログラムを
作成するまえに、ワーク表面の各点における高さを測定
しておく必要がある。測定された加工面の高さより少し
高い位置にＲ点を設定し、Ｒ点から穴の底の点（Ｚ点）
までの距離を指定することにより、任意の深さの穴を指
定することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、直方体のよう
にワークの高さが均一であればＲ点を求めることは簡単
であるが、ワークの高さが不連続に変化する場合、加工
面の高さを測定するのは、非常に労力を要する作業であ
るという問題点があった。

【０００５】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、ワーク形状を測定せずに、ワーク表面から任
意の深さの穴加工を行うことができる数値制御装置を提
供することを目的とする。

【０００６】

【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、ワーク表面から一定の高さに設定される
基準位置からの距離により穴の深さを指定して穴加工を
行う数値制御装置において、工具と前記ワークとの距離
を監視しており、前記工具が移動し前記基準位置に達す
ると到達信号を出力する基準位置検出手段と、穴加工指
令が出力されると、加工すべき穴の位置の上方から工具
をワークに向け移動し、前記到達信号が出力された位置
を前記基準位置として、指令された深さの穴加工を行う
穴加工制御手段と、を有することを特徴とする数値制御
装置が提供される。

【０００７】

【作用】穴加工制御手段は、穴加工指令が出力される
と、加工すべき穴の位置の上方から工具をワークに向け
移動する。基準位置検出手段は、工具とワークとの距離
を監視しており、工具が移動し基準位置に達すると到達
信号を出力する。穴加工制御手段は、到達信号が出力さ
れた位置を基準位置として、指令された深さの穴加工を
行う。これにより、穴加工指令の中に基準位置を指定せ
ずに、任意の深さの穴をあけることができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の概略構成を示すブロック図であ
る。これは、ワーク表面から一定の高さに設定される基
準位置からの距離により穴の深さを指定して穴加工を行
う数値制御装置の構成である。

【０００９】基準位置検出手段２は、工具とワークとの
距離を監視しており、工具が移動し基準位置に達すると
到達信号を出力する。穴加工制御手段１は、穴加工指令
が出力されると、加工すべき穴４ａの位置の上方から工
具３をワーク４に向け移動し、到達信号が出力された位
置を基準位置として、指令された深さの穴加工を行う。

【００１０】このような構成により、穴加工指令が入力
されると、穴加工制御手段１はワーク４の加工すべき穴
４ａの位置に上方向から工具３を早送りで近づける。基
準位置検出手段２は、工具３がワーク４に接近し、ワー
ク表面上の一定の高さに定めされた基準位置（Ｒ点）Ｒ
₀に達すると到達信号を出力する。

【００１１】穴加工制御手段１は、到達信号を受け取る
と、早送りから切削送りに切り換える。そして、到達信
号を受け取った位置を基準として、切削送りの移動距離
を指令する。

【００１２】このようにして、予めワーク形状を測定す
ることなく任意の深さの穴加工を行うことができる。つ
まり、Ｒ点をワーク表面上の任意の高さに設定してお
き、加工プログラム作成時に、Ｒ点とワーク表面との距
離に穴の深さを加えた値を切削送りの距離として設定す
ることにより、目的の深さの穴加工を指令することがで
きる。

【００１３】図２は、本発明の数値制御装置のハードウ
ェアの概略構成を示すブロック図である。数値制御装置
はプロセッサ１１を中心に構成されている。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。このＲＯＭ１２には
ＥＰＲＯＭあるいはＥＥＰＲＯＭが使用される。

【００１４】ＲＡＭ１３にはＳＲＡＭ等が使用され、一
時的な計算データ、表示データ、入出力信号等が格納さ
れる。不揮発性メモリ１４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パラメータ、加工プログラム、工
具補正データ、ピッチ誤差補正データ等が記憶される。

【００１５】ＣＲＴ／ＭＤＩユニット２０は、数値制御
装置の前面あるいは機械操作盤と同じ位置に配置され、
データ及び図形の表示、データ入力、数値制御装置の運
転に使用される。グラフィック制御回路２１は数値デー
タ及び図形データ等のディジタル信号を表示用のラスタ
信号に変換し、表示装置２２に送り、表示装置２２はこ
れらの数値及び図形を表示する。表示装置２２にはＣＲ
Ｔあるいは液晶表示装置が使用される。

【００１６】キーボード２３は数値キー、シンボリック
キー、文字キー及び機能キーから構成され、加工プログ
ラムの作成、編集及び数値制御装置の運転に使用され
る。ソフトウェアキー２４は表示装置２２の下部に設け
られ、その機能は表示装置に表示される。表示装置の画
面が変化すれば、表示される機能に対応して、ソフトウ
ェアキーの機能も変化する。

【００１７】軸制御回路１５はプロセッサ１１からの軸
の移動指令を受けて、軸の移動指令をサーボアンプ１６
に出力する。サーボアンプ１６はこの移動指令を増幅
し、工作機械３０に結合されたサーボモータを駆動し、
工作機械３０の工具とワークの相対運動を制御する。な
お、軸制御回路１５及びサーボアンプ１６はサーボモー
タの軸数に対応した数だけ設けられる。

【００１８】ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コント
ローラ）１８はプロセッサ１１からバス１９経由でＭ
（補助）機能信号、Ｓ（スピンドル速度制御）機能信
号、Ｔ（工具選択）機能信号等を受け取る。そして、こ
れらの信号をシーケンス・プログラムで処理して、出力
信号を出力し、工作機械３０内の空圧機器、油圧機器、
電磁アクチュエイタ等を制御する。また、工作機械３０
内の機械操作盤のボタン信号、スイッチ信号及びリミッ
トスイッチ等の信号を受けて、シーケンス処理を行い、
バス１９を経由してプロセッサ１１に必要な入力信号を
転送する。

【００１９】工作機械３０内の光センサ３１は、工具の
先端に取り付けられており、工具とワークとの距離に応
じた信号を出力する。光センサ３１が検出した信号は、
検出器１７に入力される。検出器１７は、検出された信
号から工具とワークとの距離を判断し、工具がＲ点に到
達すると、到達信号をＰＭＣ１８に送る。ＰＭＣ１８
は、到達信号が入力されると、Ｒ点の到達したことを示
す信号をプロセッサ１１に転送する。

【００２０】なお、図２ではスピンドルモータ制御回路
及びスピンドルモータ用アンプ等は省略してある。ま
た、上記の例ではプロセッサ１１は１個で説明したが、
複数のプロセッサを使用してマルチプロセッサ構成にす
ることもできる。

【００２１】このような数値制御装置により、加工面の
高さが不連続に変化するワークに対し、穴あけサイクル
を実行する場合について具体的に説明する。図３は穴加
工を行うための工具とワークとを示す図である。工具３
２はホルダ３４に取り付けられている。ホルダ３４の側
面には、光センサ３１が取り付けられている。光センサ
３１は、ワーク３３に向かって光３１ａを照射し、光３
１ａの反射光を感知し、電気信号に変換する。この電気
信号は、図２に示す検出器１７に送られる。また、ワー
ク３３の加工面の高さは均一でない。

【００２２】この際、Ｒ点（Ｒ₁₀）のワーク３３の表面
からの高さを定めておく。これにより、ワーク３３にあ
けるべき穴３３ａの底のＺ点（Ｚ₁₀）の位置を、Ｒ点か
らの距離で指令することができる。そして、この図のワ
ーク３３のように、Ｒ点の位置が容易に求められない場
合には、穴あけを実行する前に、Ｒ点自動測定モードへ
のモード切り換えを行う。

【００２３】図４はＲ点自動測定モードの例を示す図で
ある。これは、イニシャルレベル復帰の場合と、Ｒ点レ
ベル復帰の例を示している。なお、以下の指令はモーダ
ル指令であり、キャンセルされるまでは継続して有効で
ある。

【００２４】イニシャルレベル復帰に対しては、Ｇコー
ドとして「Ｇ９８．１」が割り当てられている。イニシ
ャルレベル復帰のＲ点自動測定モードにおいて、穴あけ
加工が指令されると、先ずイニシャル点Ｉ₁に移動す
る。イニシャル点Ｉ₁からワークの方向に向かい、早送
りで移動する。Ｒ点（Ｒ₁）が検出されると、切削送り
に切り換える。切削送りでＺ点（Ｚ₁）まで切り込む。
Ｚ点（Ｚ₁）から上方向に移動しＲ点（Ｒ₁）まで達す
ると、早送りに切り換えイニシャル点Ｉ₁まで復帰す
る。

【００２５】Ｒ点復帰に対しては、Ｇコードとして「Ｇ
９９．１」が割り当てられている。Ｒ点復帰のＲ点自動
測定モードにおいて、穴あけ加工が指令されると、先ず
イニシャル点Ｉ₂に移動する。イニシャル点Ｉ₂からワ
ークの方向に向かい、早送りで移動する。Ｒ点（Ｒ₂）
が検出されると、切削送りに切り換える。切削送りでＺ
点（Ｚ₂）まで切り込む。Ｚ点（Ｚ₂）から上方向に移
動しＲ点（Ｒ₂）まで復帰する。

【００２６】上記のいずれかのモードに切り換えた後、
穴あけを実行する。図５は穴あけサイクル指令のフォー
マットを示す図である。先頭には、穴加工モードのＧコ
ード（Ｇｘｘ）を指令する。続けて、穴位置データ（Ｘ
−Ｙ−）、穴加工データ（Ｚ−Ｑ−Ｐ−Ｆ−）、最後に
繰り返し回数（Ｌ−）を指令する。

【００２７】穴加工モードは、穴あけ固定サイクルで指
令することができる。固定サイクルは、原則として数ブ
ロックで指令すべき加工動作を、１ブロックで指令する
ことができるＧコード指令である。この穴あけ固定サイ
クルは、穴あけ動作、穴底位置における動作、および逃
げ動作の違いにより多数のＧコードが用意されている。

【００２８】穴あけ動作には、間欠送りや切削送り等が
ある。穴底位置における動作には、主軸正転、主軸逆
転、主軸停止、ドウェル、あるいはオリエンデッドスピ
ンドルストップ等がある。逃げ動作には、早送りや切削
送り等がある。つまり、これらの動作を組み合わせたも
のを、１つの固定サイクルとして指令することができ
る。

【００２９】穴位置データでは、穴位置（Ｘ，Ｙ）をイ
ンクレメンタル値またはアブソリュート値で指定する。
穴加工データでは、インクレメンタル値またはアブソリ
ュート値による穴底までの距離（Ｚ）、間欠送りにおけ
る毎回の切込量（Ｑ）、穴底でのドウェル時間（Ｐ）、
および切削送りでの速度（Ｆ）を指定する。

【００３０】繰り返し回数では、一連の動作を繰り返す
回数（Ｌ）を指定する。図６は穴あけサイクルの工具の
移動径路を示す図である。これは、Ｚ軸方向の加工面が
平らでないワーク３３に対し、Ｚ軸方向から任意の深さ
の穴加工を連続で行う場合である。この例では、穴３３
ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄを順にあけるものとする。

【００３１】工具３２は、Ｘ−Ｙ平面から一定の高さに
設定されたイニシャルレベルＩ₃上を、最初の穴３３ａ
の上に移動する。そこから、Ｚ軸の負の方向に向かい早
送りで移動すると、Ｒ点（Ｒ₃₁）に達したときに到達信
号が出力される。到達信号が出力された位置から、切削
送りでＺ軸の負の方向に移動することにより、指令され
た深さの穴があけられる。

【００３２】そして、イニシャルレベル（Ｉ₃）まで復
帰した後、穴３３ｂの上に移動し、同様の穴あけ加工を
行う。穴３３ｃ，３３ｄについても同様である。これに
より、Ｒ点（Ｒ₃₁，Ｒ₃₂，Ｒ₃₃，Ｒ₃₄）から一定の深さ
の穴３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄを順次あけていく
ことができる。

【００３３】図７は穴あけサイクルの処理手順を示すフ
ローチャートである。〔Ｓ１〕穴あけサイクル指令かどうかを判断し、穴あけ
指令であればステップ２に進み、穴あけ指令でなければ
処理を終了する。〔Ｓ２〕Ｒ点自動測定モード（Ｇ９８．１，Ｇ９９，
１）であるかどうかを判断し、Ｒ点自動測定モードであ
ればステップ３に進み、Ｒ点自動測定モードでなければ
ステップ５に進む。〔Ｓ３〕Ｒ点到達待ちフラグの値を「１」に設定する。〔Ｓ４〕Ｒ点到達移動データを作成する。この際の移動
量は、必ずＲ点までは移動するように、大きめの値を設
定する。〔Ｓ５〕Ｒ点到達待ちフラグの値を「０」に設定する。〔Ｓ６〕Ｒ点移動データを作成する。この際の移動量
は、穴あけ指令のＧコードと共に指令される値である。〔Ｓ７〕Ｒ点への早送りによる移動を開始する。〔Ｓ８〕Ｒ点到達待ちフラグが「１」かどうかを判断
し、フラグが「１」であればステップ９に進み、フラグ
が「０」であればステップ１１に進む。〔Ｓ９〕Ｒ点到達信号が「１」かどうかを判断し、信号
が「１」であればステップ１０に進み、信号が「０」で
あれば「１」になるまでこのステップを繰り返す。〔Ｓ１０〕Ｒ点到達データをクリアする。これにより、
工具の早送りによる移動がＲ点で終了する。〔Ｓ１１〕移動が完了したかどうかを判断し、完了して
いればステップ１２に進み、完了していなければこのス
テップを繰り返す。〔Ｓ１２〕穴あけデータを作成する。この際の移動量
は、Ｒ点からのインクリメンンタル値により指定された
Ｚ点の値をもとに設定される。〔Ｓ１３〕穴あけデータに基づき穴あけサイクルを実行
する。

【００３４】このようにして、加工プログラムでＲ点の
位置を指定せずに、任意の深さの穴加工を行うことがで
きる。この結果、事前に行っていたワーク形状の測定が
不要となるため、加工プログラム作成の際の作業効率が
向上し、プログラミングに要する時間が短縮される。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、工具が
ワークに接近し基準位置に達すると、基準位置検出手段
により到達信号が出力され、穴加工制御手段は、到達信
号を受け取った位置を基準位置として指定された深さの
穴あけを行うようにしたため、予めワークの加工面の高
さを測定することなく、任意の深さの穴加工を行うこと
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概略構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の数値制御装置のハードウェアの概略構
成を示すブロック図である。

【図３】穴加工を行うための工具とワークとを示す図で
ある。

【図４】Ｒ点自動測定モードの例を示す図である。

【図５】穴あけサイクル指令のフォーマットを示す図で
ある。

【図６】穴サイクルの工具の移動径路を示す図である。

【図７】穴あけサイクルの処理手順を示すフローチャー
トである。

【符号の説明】

１穴加工制御手段２基準位置検出手段３工具４ワーク４ａ穴Ｒ₀Ｒ点

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ワーク表面から一定の高さに設定される
基準位置からの距離により穴の深さを指定して穴加工を
行う数値制御装置において、工具と前記ワークとの距離を監視しており、前記工具が
移動し前記基準位置に達すると到達信号を出力する基準
位置検出手段と、穴加工指令が出力されると、加工すべき穴の位置の上方
から工具をワークに向け移動し、前記到達信号が出力さ
れた位置を前記基準位置として、指令された深さの穴加
工を行う穴加工制御手段と、を有することを特徴とする数値制御装置。
【請求項２】前記穴加工制御手段は、前記到達信号が
出力されるまでは前記工具を早送りで移動し、前記到達
信号が出力された後、切削のための動作を行うことを特
徴とする請求項１記載の数値制御装置。
【請求項３】前記基準位置検出手段は、前記工具の保
持部に取り付けられた光センサにより前記工具と前記ワ
ークとの距離を監視することを特徴とする請求項１記載
の数値制御装置。