JPH0981222A - 数値制御工作機械における座標データ指定形式の切換方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】簡単に加工プログラムを作成することができ、
プログラムミスを減少させることができる数値制御工作
機械における座標データ指定形式の切換方法を提供す
る。 【構成】座標軸ごとに制御系の本来のデータ形式が直径
指定形式であるかそれとも半径指定形式であるかがあら
かじめ固有データ形式として設定されている数値制御工
作機械において、所望の座標軸に関する座標データのデ
ータ形式を、直径指定形式とするかそれとも半径指定形
式とするかを加工プログラムの命令群により変更して指
定データ形式として指定し、指定以後の前記座標軸に関
する座標データを指定データ形式と固有データ形式との
間で相互に変換処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ターニングセンタ
等の数値制御工作機械において、加工プログラムの座標
指令値の移動データや座標表示装置への表示データを直
径値指令（直径値表示）または半径値指令（半径値表
示）に切り換える数値制御工作機械における座標データ
指定形式の切換方法に関し、特にＣ軸機能、回転工具取
付可能な数値制御（ＮＣ）旋盤やターニングセンタに対
して有効な数値制御工作機械における座標データ指定形
式の切換方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、工作機械の多機能化が進み、ＮＣ
旋盤においても旋削加工だけでなくＣ軸機能、回転工具
を使用してフライス加工等が可能なものが増えている。
また、ターニングセンタにおいても旋削加工に加えて種
々の加工が可能である。

【０００３】旋盤加工やターニングセンタにおける旋削
加工の加工プログラムにおいては、主軸の軸心方向であ
るＺ軸方向の座標指令値はプログラム原点からのＺ軸方
向の距離で指定および表示するが、加工工具のＺ軸方向
と直交する相対移動方向であるＸ軸方向の座標指令値は
直径値すなわちプログラム原点からのＸ軸方向の距離の
２倍の値で指定（直径指定）および表示するのが普通で
ある。これは、加工形状を表す設計図面の寸法表示が直
径値表示になっているとともに、旋削加工では加工工具
の移動量の２倍の寸法分工作物が削られていくことによ
る。しかし、旋盤やターニングセンタの旋削以外のフラ
イス加工等の加工においては、加工工具の移動量と工作
物の切削された寸法とは同一であるため、同じ工作機械
でこれらの加工プログラムを記述する場合は、Ｘ軸方向
の座標指令値だけ移動指令値を２倍した移動指令値に換
算して加工プログラムを作成していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように旋削加工と
それ以外の加工では、Ｘ軸方向の加工工具の移動量と工
作物の切削された寸法との関係が異なるため、複数種類
の加工を同一の直径指定の工作機械で行うには、旋削加
工以外の加工の場合、Ｘ軸方向の座標指令値を直径指定
の数値に換算しなければならず、加工プログラムを作る
のが面倒であり、また、プログラムミスが発生する原因
ともなっていた。

【０００５】そこで、本発明は、加工プログラム中で所
望の座標軸に関するデータ形式を指定でき、簡単に加工
プログラムを作成することができ、プログラムミスを減
少させることができる数値制御工作機械における座標デ
ータ指定形式の切換方法を提供することを目的とする。

【０００６】次に、本発明は、指定データ形式と固有デ
ータ形式の間で換算を行っても送り誤差が累積せず高精
度の加工送りを維持できる数値制御工作機械における座
標データ指定形式の切換方法を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の数値制御工作機械における座標データ指定
形式の切換方法は、座標軸ごとに制御系の本来のデータ
形式が直径指定形式であるかそれとも半径指定形式であ
るかがあらかじめ固有データ形式として設定されている
数値制御工作機械において、所望の座標軸に関する座標
データのデータ形式を、直径指定形式とするかそれとも
半径指定形式とするかを加工プログラムの命令群により
変更して指定データ形式として指定し、指定以後の前記
座標軸に関する座標データを指定データ形式と固有デー
タ形式との間で相互に変換処理することを特徴とする。

【０００８】また、上記切換方法において、前記命令群
は、前記座標軸に関する前記指定データ形式を直径指定
形式とする命令と、前記座標軸に関する前記指定データ
形式を半径指定形式とする命令と、前記座標軸に関する
前記指定データ形式を固有データ形式と同じにする命令
とを含むことが好ましい。

【０００９】さらに、上記第２の切換方法において、前
記座標データは、加工プログラムの座標指令値と座標表
示装置における表示データを含み、前記変換処理は、前
記固有データ形式が直径指定形式であり前記指定データ
形式が半径指定形式である場合は、指定データ形式の座
標指令値を２倍して固有データ形式の座標指令値として
制御系に渡すとともに、制御系の固有データ形式の座標
値を１／２倍して表示データとし、前記固有データ形式
が半径指定形式であり前記指定データ形式が直径指定形
式である場合は、指定データ形式の座標指令値を１／２
倍して固有データ形式の座標指令値として制御系に渡す
とともに、制御系の固有データ形式の座標値を２倍して
表示データとすることが好ましい。

【００１０】そして、上記第３の切換方法において、前
記固有データ形式が半径指定形式であり前記指定データ
形式が直径指定形式である場合に、指定データ形式の座
標指令値を１／２倍して固有データ形式の座標指令値と
して変換する際に、最小移動量分の剰余が生じるときに
はその剰余を正負を含めて記憶しておき、次の移動時に
その剰余を加算することが好ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態について図面を
参照して説明する。図１に本発明を適用する数値制御旋
盤の座標軸の設定の仕方を示す。主軸１にはチャック２
が設けられており、チャック２に工作物４を保持し、主
軸１を回転させながらバイト３により工作物４に旋削加
工を施す。ここで、座標系は、Ｚ軸を主軸１の軸心方向
とし、Ｘ軸をバイト３の移動方向すなわちＺ軸方向と直
交する方向とする。旋削以外の加工に使用するＹ軸は、
Ｘ軸とＺ軸の双方に直交する方向すなわち図１では紙面
直角方向であり、紙面手前側がＹ軸プラス方向とする。
プログラム原点５すなわち座標原点は、図１のように主
軸１の中心線上での工作物４の端面の位置とし、そのプ
ログラム原点５を基準にした位置指令により加工プログ
ラムを作成する。

【００１２】旋削加工においては、Ｘ軸方向の位置指令
は直径値すなわちプログラム原点５からのＸ軸方向の距
離の２倍の値で指定するのが普通である。これは、加工
形状を表す設計図面の寸法表示が通常は直径値表示にな
っているとともに、バイト３のＸ軸方向の移動量の２倍
の寸法分工作物が削られていくため、オペレータがプロ
グラム容易であるからである。Ｘ軸のような直径値での
座標位置指定を直径指定形式と呼ぶ。Ｚ軸方向の座標指
令値はプログラム原点５からのＺ軸方向の距離で指定す
る。便宜的に、Ｚ軸のような通常の座標位置指定を半径
指定形式と呼ぶ。

【００１３】最近、工作機械の多機能化が進み、ターニ
ングセンタのように旋削加工だけでなくフライス加工等
が可能なものが増えている。このような場合、旋削以外
のフライス加工等の加工においては、工具の移動量と工
作物の切削された寸法とは同一であるため、Ｘ軸の位置
指令が直径指定形式の工作機械でこれらの加工プログラ
ムを記述する場合は、Ｘ軸方向の座標指令値だけ図面寸
法を２倍して直径指定形式に換算して加工プログラムを
作成しなければならなかった。

【００１４】逆に、Ｘ軸の位置指令が半径指定形式の工
作機械では、旋削加工を行う場合に、設計図面の直径値
表示を１／２倍して半径指定形式の寸法に換算して加工
プログラムを作成しなければならなかった。

【００１５】本発明は、加工プログラム中で位置指令の
データ形式を指定して自由に変更できるようにし、この
ような、人間による煩わしい換算作業を不要とするもの
である。加工プログラムの位置指令のデータ形式を、指
定、変更するための命令として、「Ｇ１９０：データ形
式指定キャンセル」、「Ｇ１９１：直径指定形式指
定」、「Ｇ１９２：半径指定形式指定」を設ける。

【００１６】「Ｇ１９０」は、指定データ形式をキャン
セルし、機械本来の固有データ形式に戻すものである。
命令の後に「Ｐ１」のようにＰパラメータにより座標軸
の指定をすることができる。Ｐパラメータが有る場合
は、Ｐパラメータで指定された座標軸のみをキャンセル
し、Ｐパラメータが無い場合は全ての座標軸の指定デー
タ形式をキャンセルする。

【００１７】「Ｇ１９１」は、所望の座標軸の指定デー
タ形式を直径指定形式に設定するものである。上記の
「Ｇ１９０」命令と同様にＰパラメータを付けることが
でき、Ｐパラメータが有る場合は、Ｐパラメータで指定
された座標軸のみを設定し、Ｐパラメータが無い場合
は、あらかじめデフォルト値として設定してある座標軸
を設定する。

【００１８】「Ｇ１９２」は、所望の座標軸の指定デー
タ形式を半径指定形式に設定するものである。Ｐパラメ
ータについては、上記の「Ｇ１９１」命令と同様であ
る。

【００１９】図２に、加工プログラムでのこれらの命令
の使用例を示す。プログラム開始時には、位置指定のデ
ータ形式はキャンセル状態になっており、その工作機械
の固有のデータ形式になっている。工作機械の送り制御
系が元々設定されている固有の位置指令データ形式を固
有データ形式と呼ぶ。それに対して、上記のようなデー
タ形式指定命令によって、指定された位置指令データ形
式を指定データ形式と呼ぶ。図２の加工プログラムの適
用される工作機械は、Ｘ軸の固有データ形式が直径指定
形式、Ｙ軸の固有データ形式が半径指定形式である。

【００２０】プログラムＮ１行で、「Ｇ００」は早送り
での位置決め命令であり、実際の位置はＸ軸方向に＋１
０．０ｍｍ、Ｙ軸方向に＋２０．０ｍｍの位置まで早送
りされる。このとき、Ｘ軸座標は直径指定形式、Ｙ軸座
標は半径指定形式で表されている。数値制御装置の制御
盤等に表示される座標値も、固有データ形式で表示さ
れ、実際の位置と同じ数値が表示されている。

【００２１】プログラムＮ２行で、「Ｇ１９１ Ｐ２」
によりＹ軸の指定データ形式を直径指定形式に指定す
る。「Ｐ２」の部分は制御軸を指定するパラメータの部
分であり、数値は１〜８が指定でき、Ｘ軸は１、Ｙ軸は
２を指定する。これにより、表示座標値のＹ軸の数値が
固有データ形式である半径指定形式から、直径指定形式
に自動的に換算され、直径指定形式で表示される。した
がって、Ｙ軸の座標値が２倍の４０．０ｍｍになってい
る。ただし、この命令によって実際の位置は変化しな
い。位置指令と表示におけるデータ形式を指定して値を
変換するだけである。また、指定されたデータ形式は、
次にデータ形式を変更する命令を実行するまで保持され
る。

【００２２】プログラムＮ３行では、再び早送りによる
位置決めを行っている。このときは、Ｙ軸が直径指定形
式に指定されたままであるので、Ｙ軸指令値の３０．０
ｍｍは直径指定形式であると判断され、実際の位置は固
有データ形式である半径指定形式に変換されて制御送り
が成される。したがって、Ｙ軸の表示座標値は指令値と
同じであるが、Ｙ軸の実際の位置は指令値の１／２倍の
１５．０ｍｍとなる。Ｘ軸の表示座標値および実際の位
置は指令値と同じである。

【００２３】プログラムＮ４行では、Ｘ軸の指定データ
形式を半径指定形式に指定している。「Ｇ１９２」は半
径指定形式指定の命令である。パラメータ「Ｐ１」はＸ
軸を表している。この命令により、Ｘ軸の表示座標値が
半径指定形式に変換され、固有データ形式の直径指定形
式の表示値（Ｎ３行）の１／２倍の１０．０ｍｍが表示
されている。Ｙ軸の表示座標値は直径指定形式が保持さ
れており表示は変化しない。また、以前にも説明したよ
うに、この命令によって実際の位置は変化しない。

【００２４】プログラムＮ５行で、再度早送りによる位
置決めを実行する際、Ｘ軸の指定データ形式は半径指定
形式に、Ｙ軸の指定データ形式は直径指定形式になって
いる。そのため、Ｘ，Ｙ軸の表示座標値はそれぞれの指
令値と同一であるが、実際の位置は、指定データ形式か
ら固有データ形式に変換され、それぞれ２倍、１／２倍
の座標位置に位置決めされる。

【００２５】プログラムＮ６行では、「Ｇ１９０」がデ
ータ形式指定キャンセル命令であり、以前に指定された
指定データ形式がキャンセルされ、指定データ形式を固
有データ形式に一致させる。よって、Ｘ，Ｙ軸の指定デ
ータ形式はそれぞれ直径指定形式、半径指定形式にな
る。これにより、Ｘ，Ｙ軸の表示座標値は、実際の位置
と一致した値となる。前述の２つの「Ｇ１９１」、「Ｇ
１９２」命令と同様に、この命令によって実際の位置は
変化しない。

【００２６】プログラムＮ７行で、早送りによる位置決
めを実行する際、Ｘ，Ｙ軸の指定データ形式は固有デー
タ形式と一致しており、指令値、表示座標値、実際の位
置はすべて同じ値となる。

【００２７】このように、加工プログラム中でデータ形
式を指定する命令「Ｇ１９０」、「Ｇ１９１」、「Ｇ１
９２」を使用できるようにすることによって、加工プロ
グラム作成者が人手によってデータ形式間の換算をせず
に済み、加工プログラムを容易に作成でき、また、計算
違いによるプログラムミスを無くすことができる。

【００２８】図３に、数値制御装置が行うこれらのデー
タ形式指定命令に関連した処理であるコマンド処理サブ
ルーチンのフローチャートを示す。このサブルーチン
は、加工プログラムの各命令を解析し、その処理を行う
ものである。まず、フロー３１で解析すべき命令がデー
タ形式を変更する命令であるかどうかを判断する。変更
する命令であれば、フロー３２で座標軸フラグを命令に
続くパラメータの指定に従って変更し、サブルーチン呼
び出し元へ帰る。座標軸フラグとは、各座標軸について
１ビットずつ割り当てられている指定データ形式を示す
フラグであり、各座標軸に対応するビットが０であれば
指定データ形式が半径指定形式であることを示し、ビッ
トが１であれば指定データ形式が直径指定形式であるこ
とを示す。指定データ形式を示す座標軸フラグの他に、
各座標軸についての固有データ形式を示すフラグが存在
し、これを固有座標軸フラグと呼ぶ。固有座標軸フラグ
のデータ構造も座標軸フラグと同様であり、各座標軸に
対応するビットが０であれば固有データ形式が半径指定
形式であることを示し、ビットが１であれば固有データ
形式が直径指定形式であることを示す。

【００２９】フロー３１の判断結果が「Ｎｏ」であれ
ば、次にフロー３３で早送り位置決め等の移動コマンド
であるかどうかを判断する。移動コマンドであれば、フ
ロー３４で各座標値毎に指定データ形式の位置データを
引数として換算サブルーチンを呼び出す。換算サブルー
チンについては後に説明する。次に、換算サブルーチン
により指定データ形式から固有データ形式に換算された
位置データを戻り値として受け取り、そのデータに従っ
てフロー３５でパルス分配を行い送り制御を行って、サ
ブルーチン呼び出し元へ帰る。フロー３３での判断結果
が「Ｎｏ」であれば、フロー３６でその他のコマンドの
処理を行い、サブルーチン呼び出し元へ帰る。

【００３０】図４に、図３のフロー３４で呼び出される
換算サブルーチンの処理を示す。まず、フロー４１で前
回の同じ座標軸に対する換算処理における余りデータが
０であるかどうかを判断する。余りデータとは、固有デ
ータ形式が半径指定形式かつ指定データ形式が直径指定
形式の場合に、指定データ形式の数値を１／２倍して固
有データ形式の数値に換算するが、その際に発生しうる
最小移動量分の余りを表すデータである。余りデータ
は、移動方向を考慮して、０，±１の値を取り得る。こ
の余りデータを切り捨ててしまうと送り誤差が累積して
しまうので、余りデータを記憶しておき、次の換算処理
時に指定データ形式の位置データに加算する。このため
に、フロー４１で余りデータが０でなければ、フロー４
２で位置データに余りデータを加算する。

【００３１】次に、フロー４３で座標軸フラグを参照し
て、現在処理を行っている座標軸の指定データ形式を取
得する。それと、固有座標軸フラグに記憶された固有デ
ータ形式とから、フロー４４の判断を行う。固有データ
形式が半径指定形式で、指定データ形式が直径指定形式
の場合は、フロー４５に進み、指定データ形式の数値を
１／２倍して固有データ形式の数値に換算しその値を戻
り値とする。その際、最小移動量に相当する±１の剰余
が発生する可能性がある。その剰余（０または±１）の
値をフロー４６で余りデータとして記憶しておく。そし
てサブルーチン呼び出し元へ帰る。

【００３２】フロー４４の判断結果が「Ｎｏ」であれ
ば、次にフロー４７で、固有データ形式が直径指定形式
で、指定データ形式が半径指定形式であるかどうかを判
断する。「Ｙｅｓ」の場合は、フロー４８に進み、指定
データ形式の数値を２倍して固有データ形式の数値に換
算しその値を戻り値とする。そしてサブルーチン呼び出
し元へ帰る。フロー４７の判断結果が「Ｎｏ」であれ
ば、指定データ形式の数値をそのまま戻り値としてサブ
ルーチン呼び出し元へ帰る。

【００３３】図５に、数値制御装置の制御盤等の表示装
置に表示を行うためのデータの換算を行う表示換算サブ
ルーチンの処理を示す。フロー５１で座標軸フラグを参
照し、これと固有座標軸フラグの値とからフロー５２の
判断を行う。固有データ形式が半径指定形式で、指定デ
ータ形式が直径指定形式の場合は、フロー５３に進み、
固有データ形式の数値を２倍して表示データとして記憶
し、サブルーチン呼び出し元へ帰る。

【００３４】フロー５２の判断結果が「Ｎｏ」であれ
ば、次にフロー５４で、固有データ形式が直径指定形式
で、指定データ形式が半径指定形式であるかどうかを判
断する。「Ｙｅｓ」の場合は、フロー５５に進み、固有
データ形式の数値を１／２倍して表示データとして記憶
し、サブルーチン呼び出し元へ帰る。この換算処理では
余りを切り捨てても表示データに僅かの誤差が出るだけ
であり、誤差も累積することはないので余りデータを記
憶する必要はない。フロー５４の判断結果が「Ｎｏ」で
あれば、固有データ形式の数値をそのまま表示データと
して記憶し、サブルーチン呼び出し元へ帰る。

【００３５】工作機械の持つ固有データ形式の位置デー
タを、図５の表示換算サブルーチンによって換算して得
た表示データを表示装置に表示するから、表示データは
指定データ形式の数値となり、設計図面との対応関係が
分かり易い。加工状況を設計図面と見比べて、加工プロ
グラムの確認を行うことも容易になる。

【００３６】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下のような効果を奏する。

【００３７】加工プログラム中で所望の座標軸に関する
データ形式を指定できるため、簡単に加工プログラムを
作成することができ、プログラムミスを減少させること
ができる。

【００３８】指定データ形式と固有データ形式の間で換
算を行う際の剰余を記憶しておき、次の移動時に加算す
るため、換算を行っても送り誤差が累積せず高精度の加
工送りを維持できる。

【００３９】表示データは指定データ形式の数値とな
り、設計図面との対応関係が分かり易く、加工状況を設
計図面と見比べて、加工プログラムの確認を行うことも
容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明を適用する旋盤の座標軸の設定
を示す図である。

【図２】図２は、本発明を適用した場合の加工プログラ
ム例を示す図である。

【図３】図３は、コマンド処理サブルーチンのフローチ
ャートを示す図である。

【図４】図４は、換算サブルーチンのフローチャートを
示す図である。

【図５】図５は、表示換算サブルーチンのフローチャー
トを示す図である。

【符号の説明】

１…主軸 ２…チャック ３…バイト ４…工作物 ５…プログラム原点

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】座標軸ごとに制御系の本来のデータ形式が
   直径指定形式であるかそれとも半径指定形式であるかが
   あらかじめ固有データ形式として設定されている数値制
   御工作機械において、 所望の座標軸に関する座標データのデータ形式を、直径
   指定形式とするかそれとも半径指定形式とするかを加工
   プログラムの命令群により変更して指定データ形式とし
   て指定し、 指定以後の前記座標軸に関する座標データを指定データ
   形式と固有データ形式との間で相互に変換処理すること
   を特徴とする数値制御工作機械における座標データ指定
   形式の切換方法。
2. 【請求項２】請求項１に記載した数値制御工作機械にお
   ける座標データ指定形式の切換方法であって、前記命令
   群は、 前記座標軸に関する前記指定データ形式を直径指定形式
   とする命令と、 前記座標軸に関する前記指定データ形式を半径指定形式
   とする命令と、 前記座標軸に関する前記指定データ形式を固有データ形
   式と同じにする命令とを含むことを特徴とする数値制御
   工作機械における座標データ指定形式の切換方法。
3. 【請求項３】請求項２に記載した数値制御工作機械にお
   ける座標データ指定形式の切換方法であって、 前記座標データは、加工プログラムの座標指令値と座標
   表示装置における表示データを含み、 前記変換処理は、前記固有データ形式が直径指定形式で
   あり前記指定データ形式が半径指定形式である場合は、
   指定データ形式の座標指令値を２倍して固有データ形式
   の座標指令値として制御系に渡すとともに、制御系の固
   有データ形式の座標値を１／２倍して表示データとし、 前記固有データ形式が半径指定形式であり前記指定デー
   タ形式が直径指定形式である場合は、指定データ形式の
   座標指令値を１／２倍して固有データ形式の座標指令値
   として制御系に渡すとともに、制御系の固有データ形式
   の座標値を２倍して表示データとすることを特徴とする
   数値制御工作機械における座標データ指定形式の切換方
   法。
4. 【請求項４】請求項３に記載した数値制御工作機械にお
   ける座標データ指定形式の切換方法であって、 前記固有データ形式が半径指定形式であり前記指定デー
   タ形式が直径指定形式である場合に、指定データ形式の
   座標指令値を１／２倍して固有データ形式の座標指令値
   として変換する際に、最小移動量分の剰余が生じるとき
   にはその剰余を正負を含めて記憶しておき、次の移動時
   にその剰余を加算することを特徴とする数値制御工作機
   械における座標データ指定形式の切換方法。