JPH0857747A - 数値制御装置 - Google Patents

数値制御装置

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JPH0857747A
JPH0857747A JP19335394A JP19335394A JPH0857747A JP H0857747 A JPH0857747 A JP H0857747A JP 19335394 A JP19335394 A JP 19335394A JP 19335394 A JP19335394 A JP 19335394A JP H0857747 A JPH0857747 A JP H0857747A
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JP
Japan
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program
program block
control data
numerical control
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JP19335394A
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English (en)
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Koichi Fukui
井 幸 一 福
Hiroshi Shikada
田 洋 鹿
Jiyun Chimi
見 恂 知
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 プログラムブロックの実行途中で切削条件の
変更や工具軌跡変化が生じた場合にも、このようなプレ
イバック制御の結果を反映させて制御プログラムを変更
することを可能にする。 【構成】 制御プログラムを記憶する制御用RAM10
2と、外部から数値制御データを入力する制御用I/O
ユニット101と、制御用RAM102から入力された
制御プログラムおよび制御用I/Oユニット101から
入力された数値制御データを用いて工作機械のプレイバ
ック制御を行うCPU104と、CPU104から出力
されるプレイバック制御用のプログラムブロックおよび
数値制御データを逐次入力し、同一のプログラムブロッ
クの実行中に数値制御データが変化した場合にはこれに
代わるプログラムブロックとして変化前の数値制御デー
タに対応するプログラムブロックと変化後の数値制御デ
ータに対応するプログラムブロックとを作成するデータ
バッファ・編集ユニット106を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば数値制御装置に
関するものであり、より詳細にはプレイバック制御を行
う数値制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、制御プログラムによって指定され
た切削条件(送り軸の速度、主軸の速度等)や、補助機
能の指定(クーラントのオン/オフ、主軸の回転等)、
座標の指定等(以下、これらのデータを総称して「数値
制御データ」と記す)に従って加工を行う工作機械が知
られており、数値制御装置と称されている。
【0003】図4に、従来の数値制御装置で使用される
制御プログラムの一部を示す。同図において、「N10
1,N102,N103」は、各プログラムブロックの
ブロック番号を示している。
【0004】プログラムブロックN101において、
「G00」は位置決め指令を示すコードであり、
「X」,「Y」は工具の移動先の座標を示している。す
なわち、プログラムブロックN101により、工具が、
座標(X,Y)=(0.000,0.000)まで移動
する。
【0005】プログラムブロックN102において、
「G01」は直線補間を指令するコードであり、「Y」
は工具の終点の座標を示している。また、「F」は工具
の移動速度の指令を示している。すなわち、プログラム
ブロックN102により、工具が、座標(X,Y)=
(0.000,100.000)まで、200mm/minの
速度で直線補間を行う。
【0006】プログラムブロックN103において、
「G02」は右回りの円弧補間を指令するコードであ
り、「X,Y」は工具の終点の座標を、「I,J」は回
転中心の座標を、それぞれ示している。、また、「F」
は上記同様、工具の移動速度の指令を示している。すな
わち、プログラムブロックN103により、工具が、座
標(X,Y)=(100.000,200.000)ま
で、中心座標(I,J)=(100.000,0.00
0)で円弧に沿って、送り速度150mm/minで右回りの
円弧補間を行う。
【0007】また、従来の数値制御装置として、プレイ
バック制御を採用したものが知られている。プレイバッ
ク制御とは、制御プログラム中で指定された数値制御デ
ータ(図4に示した制御プログラムの場合であれば移動
速度指令F200,F150や中心座標)が適切でない
場合に、この数値制御データを操作者がオーバライドス
イッチ等を操作して調整する制御方法である。このプレ
イバック制御を採用した数値制御装置としては、例え
ば、特開昭58-132439 号公報において開示されたもの
や、特開平5-113812号公報において開示されたもの等が
知られている。
【0008】特開昭58-132439 号公報において開示され
た数値制御装置では、オーバライドスイッチ等を操作す
ることによって操作者が数値制御データを調整した場合
に、調整後の数値制御データに応じて制御プログラムを
書き換え修正することを可能にしている。例えば、図4
に示した制御プログラムにおいて、プログラムブロック
N102の実行中に操作者がオーバライドスイッチ等を
用いて工具の移動速度を180mm/minに変更したとする
と、このプログラムブロックN102中の指令「F20
0」は「F180」に自動的に書き換えられる。このよ
うな数値制御装置によれば、最初の加工サイクルの実施
時に1回だけ調整を行えばよく、2回目以降の加工サイ
クルではオーバライドスイッチ等の操作が不要となるの
で、調整作業の簡略化を図ることができ、また、操作ミ
スを減少させることができる。
【0009】また、特開平5-113812号公報において開示
された数値制御装置では、作成当初の制御プログラムで
は送り軸や主軸の速度を指定せずに、操作者が装置を操
作して得た最適値を送り軸や主軸の速度として制御プロ
グラム中に書き込むことを可能にしている。これによ
り、プログラム作成時に送り軸や主軸の速度を設定する
必要がないので、プログラム作成作業に要する時間を短
縮することができる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の数値制御装置でプレイバック制御を行う
際には、1個のプログラムブロックの実行途中に送り軸
や主軸の速度の最適値(操作者の調整によって得られた
速度)が変化するような場合があっても、これに対応す
ることができないという欠点があった。
【0011】例えば、図5に示したような被加工物50
において、平面Aの加工は、矢印cの方向に、位置aか
ら位置bまで切削工具を移動させることによって得られ
る。ここで、位置aから位置bまで切削を行う場合、切
削工具の移動に伴ってこの切削工具と被加工物との接触
面積が変化し、これにより切削量も変化する。したがっ
て、位置aから位置bまでの直線補間における切削状況
が一定であるとはいえないので、切削条件の最適値が一
定であるともいえない。
【0012】しかしながら、従来の数値制御装置では、
位置aから位置bに至る直線補間の指令を1個のプログ
ラムブロックによって与えるように制御プログラムが構
成されている場合には、一種類の切削条件については1
個の設定値しか与えることはできなかった。このため、
切削状況の変化に応じて切削条件の最適値を変更するよ
うな制御プログラムをプレイバック制御によって得るこ
とはできなかった。
【0013】また、これと同様、クーラント等の補助機
能のオン/オフ制御や各種センサ等の外部入力について
も、1個のプログラムブロック内で指令内容を変更する
ことができなかった。
【0014】さらに、従来の数値制御装置は、ハンドル
割り込みやにより加工を行った場合やMDI(Manual Da
ta Input) を用いた場合には切削条件や工具軌跡を記憶
することができなかったので、プレイバック制御によっ
て制御プログラムの切削条件を変更することや制御プロ
グラムの座標値を変更することはできなかった。
【0015】本発明は、このような従来技術の欠点に鑑
みてなされたものであり、プログラムブロックの実行途
中で切削条件の変更や工具軌跡変化が生じた場合にも、
このようなプレイバック制御の結果を反映させて制御プ
ログラムを変更する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。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる数値制御
装置は、制御プログラムを記憶する制御用記憶手段と、
プレイバック制御用の数値制御データを外部から入力す
る入力手段と、前記制御用メモリから入力された前記制
御プログラムおよび前記入力手段から入力された前記数
値制御データを用いて工作機械のプレイバック制御を行
う演算処理手段とを備えた数値制御装置において、前記
演算処理手段から出力される前記制御プログラムのプロ
グラムブロックおよび前記数値制御データを逐次入力
し、同一の前記プログラムブロックの実行中に前記数値
制御データが変化した場合には、この実行中のプログラ
ムブロックに代わるプログラムブロックとして、変化前
の数値制御データに対応するプログラムブロックと変化
後の数値制御データに対応するプログラムブロックとを
作成するプログラム編集手段をさらに備えたことを特徴
とする。
【0017】
【作用】本発明の数値制御装置では、同一の前記プログ
ラムブロックの実行途中に数値制御データが変化した場
合には、プログラム編集手段が、実行中のプログラムブ
ロックに代わるプログラムブロックとして、変化前の数
値制御データに対応するプログラムブロックと変化後の
数値制御データに対応するプログラムブロックとを作成
する。
【0018】
【実施例】以下、本発明に係わる数値制御装置の一実施
例について、図面を用いて説明する。
【0019】図1は、本実施例に係わる数値制御装置の
構成を概略的に示すブロック図である。
【0020】同図において、制御用I/Oユニット10
1は、本発明の「入力手段」に該当し、プレイバック制
御のための数値制御データ(以下、この数値制御データ
を「プレイバック制御用データ」と記す)を、図示しな
い操作スイッチ等から入力する。プレイバック制御用デ
ータとしては、切削条件(送り軸の速度や主軸の速度の
オーバライド等)や補助機能の指定(クーラントのオン
/オフ、主軸の回転開始/回転停止等)、座標データ等
がある。
【0021】制御用RAM(Random Access Memory)10
2は、本発明の「制御用記憶手段」に該当し、制御プロ
グラムを記憶している。
【0022】ROM(Read Only Memory)103は、切削
工具の工具径や工具長、送り速度加減速等のシステムパ
ラメータを記憶している。
【0023】CPU(Central Processing Unit) 104
は、本発明の「演算処理手段」に該当する。このCPU
104は、制御用RAM102から制御プログラムを入
力するとともに、この制御用RAM102およびインタ
ーフェイス108を介して制御用I/Oユニット101
からプレイバック制御用データを入力し、さらに、RO
M103からシステムパラメータを入力する。そして、
入力された制御プログラム、プレイバック制御用データ
およびシステムパラメータを用いて、各軸(X軸、Y
軸、Z軸)のサーボ機構110および主軸回転機構11
1のプレイバック制御を行う。
【0024】データ用RAM105は、制御用プログラ
ムのプログラムブロックや、座標データ、プレイバック
制御用データ等をCPU104から入力し、一時的に記
憶する。
【0025】データバッファ・編集ユニット106は、
本発明のプログラム編集手段に該当し、CPU104か
ら出力されてデータ用RAM105に一時記憶されたプ
レイバック制御用のプログラムブロック、座標データ、
プレイバック制御用データ等を逐次入力する。そして、
同一のプログラムブロックの実行中にプレイバック制御
用データが変化した場合には、この実行中のプログラム
ブロックに代わるプログラムブロックとして、変化前の
プレイバック制御用データに対応するプログラムブロッ
クと変化後のプレイバック制御用データに対応するプロ
グラムブロックとを作成する。
【0026】CRT(Cathode-Ray Tube)107は、CR
Tインターフェイス109を介してCPU104と接続
されており、また、このCRTインターフェイス109
およびインターフェイス108を介して制御用I/Oユ
ニット101と接続されている。このCRT107は、
操作者がプログラムの入力・編集を行う際等に使用され
る。
【0027】次に、CPU104の動作について、詳細
に説明する。
【0028】まず、CPU104は、制御用RAM10
2に記憶された制御プログラムおよびROM103に記
憶されたシステムパラメータを入力する。そして、この
システムパラメータを用いて、制御プログラム内のプロ
グラムブロックを順次実行することにより、各軸のサー
ボ機構110および主軸回転機構111の駆動制御を行
う。このとき、CPU104は、実行する直前のプログ
ラムブロックをデータ用RAM105に書き込む。な
お、各プログラムブロックの実行開始時の数値制御デー
タとしては、そのプログラムブロック内で指定されてい
るものが使用される。
【0029】CPU104が制御プログラムを実行して
いる間、操作者は、各軸のサーボ機構110および主軸
回転機構111の動きを観察しながら、随時、図示しな
い操作スイッチ等を用いて数値制御データの調整・変更
を行う。このような調整・変更を示す数値制御データ
は、プレイバック制御用データとして、制御用I/Oユ
ニット101に入力される。そして、制御用I/Oユニ
ット101に入力されたプレイバック制御用データは、
インターフェイス108および制御用RAM102を介
して、CPU104に入力される。
【0030】CPU104は、プレイバック制御用デー
タを入力すると、このプレイバック制御用データをデー
タ用RAM105に書き込む。そして、実行中のプログ
ラムブロックで指定された数値制御データに代えて、こ
のプレイバック制御用データで指定された切削条件等に
したがって各軸のサーボ機構110および主軸回転機構
111の駆動制御を行う。
【0031】続いて、データバッファ・編集ユニット1
06の動作について、図2を用いて詳細に説明する。図
2は、データバッファ・編集ユニット106の動作を説
明するためのフローチャートである。
【0032】データバッファ・編集ユニット106は、
まず、データ用RAM105に記憶されたプログラムブ
ロックを読み出して(S201)、データ用RAM10
5にプログラムブロックが記憶されているか否かの判断
を行う(S202)。
【0033】ここで、データ用RAM105内にプログ
ラムブロックが記憶されていない場合は、最後に読み出
されたプログラムブロックが引き続き実行中であること
を示している。例えば、最後に読み出されたプログラム
ブロックが切削工具の移動指令であれば、切削工具の移
動中であることを示している。
【0034】一方、データ用RAM105内にプログラ
ムブロックが記憶されている場合は、新しいプログラム
ブロックの実行が開始されたこと(或いは開始される直
前であること)を示しているので、データバッファ・編
集ユニット106内に記憶された数値制御データを、こ
の新しいプログラムブロックで指定された数値制御デー
タに書き換える(S203)。
【0035】次に、データバッファ・編集ユニット10
6は、データ用RAM105内に記憶されたプレイバッ
ク制御用データおよび工具径・工具長などのオフセット
前の座標データを読み出す(S204,S205)。そ
して、前回読み出したプレイバック制御用データと今回
読み出したプレイバック制御用データとを比較し(S2
06)、両データが一致しない場合には実行中のプログ
ラムブロックに代えて新しいプログラムブロックを作成
し、追加する(S207)。以下、追加されたプログラ
ムブロックを「中間プログラムブロック」と記す)。そ
して、この中間プログラムブロックに、新しい数値制御
データとして、今回読み出したプレイバック制御用デー
タを書き込む(S208)。
【0036】例えば、現在実行中のプログラムブロック
が、終点座標が(X,Y)=(0,100.000)で
送り速度が200mm/minの直線補間を命令するものであ
ったとする(図4のN102参照)。このような場合
に、直線補間の開始後にデータバッファ・編集ユニット
106がステップS204で読み出したプレイバック制
御用データの送り速度が250mm/minであり、ステップ
S205で読み出した座標データが(X,Y)=(0,
20.000)であったとすると、実行中のプログラム
ブロックを、直線補間の終点座標が(X,Y)=(0,
20.000)の新しいプログラムブロック(送り速度
は200mm/minのままとする)に書き換える。そして、
このプログラムブロックに続いて、終点座標が(X,
Y)=(0,100.000)の直線補間を命令する中
間プログラムブロックを追加する(S207)。続い
て、この中間プログラムブロックに、数値制御データと
して、送り速度を250mm/minとすることを示すコード
(通常、「F250」と表現される)を書き込む(S2
08)。さらに、データバッファ・編集ユニット106
内に記憶されている数値制御データを新しい値(ここで
は「F250」)に書き換える(S209)。なお、こ
の書き換え後の数値制御データは、次回のステップS2
06の実行時に、上述の「前回読み出したプレイバック
制御用データ」として取り扱われる。
【0037】また、例えば、現在実行中のプログラムブ
ロックが送り速度が200mm/minの円弧補間を命令する
ものであり、指定された終点座標が(X,Y)=(10
0.000,200.000)、中心座標が(I,J)
=(100.000,0.000)であったとすると
(図4のN103参照)、以下のように動作する。すな
わち、このような場合において、直線補間の開始後にデ
ータバッファ・編集ユニット106がステップS204
で読み出したプレイバック制御用データで送り速度が1
00mm/minに変化するとともに中心座標が(I,J)=
(96.527,−25.882)に変化しており、ま
た、ステップS205で読み出した座標データが(X,
Y)=(3.407,125.882)であったとする
と、実行中のプログラムブロックを、直線補間の終点座
標が(X,Y)=(3.407,125.882)の新
しいプログラムブロック(送り速度は150mm/minのま
まとする)に書き換える。そして、このプログラムブロ
ックに続いて、終点座標が(X,Y)=(100.00
0,200.000)で中心座標が(I,J)=(9
6.527,−25.882)の円弧補間を命令する中
間プログラムブロックを追加する(S207)。続い
て、この中間プログラムブロックに、数値制御データと
して、送り速度を100mm/minとすることを示すコード
を書き込む(S208)。その後、データバッファ・編
集ユニット106内に記憶されている数値制御データを
新しい値(ここでは「(I,J)=(96.527,−
25.882)」および「F100」)に書き換える
(S209)。
【0038】一方、ステップ206において、前回の読
み出しに対応する数値制御データと今回読み出したプレ
イバック制御用データとが一致した場合は、工具軌跡が
変化しているか否かをチェックする(S210)。操作
者がハンドル割り込み等で工具軌跡を変化させた場合
は、実行中のプログラムブロックの変更と中間ブロック
の追加とを行う。このプログラムブロックの変更・追加
は、ステップ205で読み出した座標データを用いて行
うが、上述したステップS207における終点座標の変
更および中間プログラムブロックの追加と同様であるの
で、説明を省略する。
【0039】その後、制御プログラムの実行が終了した
か否かを判断し、終了していない場合はステップ201
に戻る(S212)。一方、制御プログラムの実行が終
了した場合は、データバッファ・編集ユニット106の
動作を終了する(同じくS202)。
【0040】このようにしてデータバッファ・編集ユニ
ット106が編集した制御プログラムの一部を、図3に
示す。
【0041】図3において、プログラムブロックN10
2〜N105は、図4に示した直線補間のプログラムブ
ロックN102を最初のプログラムブロックとして用
い、このプログラムブロックN102を変更するととも
に中間プログラムブロックN103〜N105を追加し
た場合の一例を示すものである。
【0042】また、図3において、プログラムブロック
N106〜N110は、図4に示した円弧補間のプログ
ラムブロックN103を最初のプログラムブロックとし
て用い、これを変更することにより図3中のプログラム
ブロックN106を得るとともに中間プログラムブロッ
クN107〜N110を追加した場合の一例を示すもの
である。
【0043】このようにして得られた制御プログラムを
新しい制御プログラムとして更新するためには、データ
バッファ・編集ユニット106内に記憶された制御プロ
グラムを、データ用RAM105およびCPU104を
介して制御用RAM102に送り、この制御用RAM1
02の記憶内容を書き換えればよい。また、外部記憶媒
体(図示せず)を用いて直接制御用RAMに書き込むこ
ととしてもよい。一方、新しい制御プログラムとして更
新する必要がない場合には、データバッファ・編集ユニ
ット106内に記憶された制御プログラムをそのまま消
去・破棄してもよいことはもちろんである。
【0044】以上説明したように、本実施例によれば、
同一のプログラムブロックの実行中に数値制御データが
変化した場合には、プログラム編集手段が変化前の数値
制御データに対応するプログラムブロック(図3のN1
02およびN106参照)と変化後の数値制御データに
対応する中間プログラムブロック(同図のN103〜N
105およびN107〜N110参照)とを作成するこ
とができる。
【0045】なお、図2では省略したが、操作者による
補助機能の指定(クーラントのオン/オフ、主軸の回転
等)の変更・調整等に基づく実行中のプログラムブロッ
クの変更および中間ブロックの追加も、上述したステッ
プS207における終点座標の変更および中間プログラ
ムブロックの追加と同様にして行うことができる。
【0046】また、MDI(Manual Data Input) による
工具軌跡変化があった場合の実行中のプログラムブロッ
クの変更および中間ブロックの追加も、上述したステッ
プS207における終点座標の変更および中間プログラ
ムブロックの追加と同様にして行うことができる。
【0047】さらに、制御用I/Oユニット101にプ
レイバックモードスイッチが接続されている場合には、
制御プログラムの実行中であってもプレイバック制御の
オン/オフが可能となる。
【0048】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
わる数値制御装置によれば、プログラムブロックの実行
途中で切削条件の変更や工具軌跡変化が生じた場合に
も、このようなプレイバック制御の結果を反映させて制
御プログラムを変更することができる数値制御装置を提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係わる数値制御装置の構成
を概略的に示すブロック図である。
【図2】図1に示したデータバッファ・編集ユニットの
動作を説明するためのフローチャートである。
【図3】図1に示したデータバッファ・編集ユニットが
編集した制御プログラムの一例を示す図である。
【図4】従来の数値制御装置で使用される制御プログラ
ムの一部を示す図である。
【図5】数値制御装置による被加工物の一例を示す斜視
図である。
【符号の説明】
101 制御用I/Oユニット 102 制御用RAM 103 ROM 104 CPU 105 データ用RAM 106 データバッファ・編集ユニット 107 CRT 108 インターフェイス 109 CRTインターフェイス 110 各軸のサーボ機構 111 主軸回転機構

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】制御プログラムを記憶する制御用記憶手段
    と、プレイバック制御用の数値制御データを外部から入
    力する入力手段と、前記制御用記憶手段から入力された
    前記制御プログラムおよび前記入力手段から入力された
    前記数値制御データを用いて工作機械のプレイバック制
    御を行う演算処理手段とを備えた数値制御装置におい
    て、 前記演算処理手段から出力される前記制御プログラムの
    ログラムブロックおよび前記数値制御データを逐次入力
    し、同一の前記プログラムブロックの実行中に前記数値
    制御データが変化した場合には、この実行中のプログラ
    ムブロックに代わるプログラムブロックとして、変化前
    の数値制御データに対応するプログラムブロックと変化
    後の数値制御データに対応するプログラムブロックとを
    作成するプログラム編集手段をさらに備えたことを特徴
    とする数値制御装置。
  2. 【請求項2】前記変化前の数値制御データに対応するプ
    ログラムブロックが、前記実行中のプログラムブロック
    の実行開始時の座標点から前記数値制御データの変化時
    の座標点までの補間を指令するコードと変化前の数値制
    御データを示すコードとを有し、且つ、前記変化後の数
    値制御データに対応するプログラムブロックが、前記数
    値制御データの変化時の座標点から前記実行中のプログ
    ラムブロックの実行終了時の座標点までの補間を指令す
    るコードと変化後の数値制御データを示すコードとを有
    することを特徴とする請求項1記載の数値制御装置。
JP19335394A 1994-08-17 1994-08-17 数値制御装置 Pending JPH0857747A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016139349A (ja) * 2015-01-29 2016-08-04 ファナック株式会社 加工サイクルの部分修正が可能な数値制御装置
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