JPH1165633A

JPH1165633A - 数値制御装置

Info

Publication number: JPH1165633A
Application number: JP21777097A
Authority: JP
Inventors: Koichi Kikuchi; 池幸一菊; Masataka Tominaga; 永昌登富
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1997-08-12
Filing date: 1997-08-12
Publication date: 1999-03-09
Anticipated expiration: 2017-08-12
Also published as: JP3856917B2

Abstract

(57)【要約】【課題】加工物の材質が同一でなくても、プログラム
を分割したり、オーバライド操作を必要とせず、自動的
にオーバライド変化量を設定し、時間と人手の省力を図
る。【解決手段】領域指定部１０１は、オーバライドを行
うための指定領域を設定する。オーバライド変化量パラ
メータ記憶部１０７は、予め設定されたオーバライド変
化率等を記憶し、領域判別オーバライド算出部１０９及
び速度制御部１１０は、加工位置が指定領域の領域内か
領域外かを判別し、その判別結果に応じて各加工命令を
オーバライド変化量パラメータ記憶部１０７のオーバラ
イド変化量により補正する。出力制御部１１１は、オー
バライド変化量により補正された加工プログラムに従っ
て駆動部１３に加工を行なわせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、数値制御装置に係
り、特に、指定領域を設定して送り速度・主軸回転数を
制御する機能を備えた数値制御装置（ＮＣ装置）に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来金型加工において、加工物の材質が
同一なときは、予め用意された加工プログラムに従い送
り速度及び主軸回転数等が決められていた。

【０００３】しかしながら、加工物の材質は同一とは限
らず、加工物にインサート材などが埋め込まれたような
物、例えば鋳鉄材と鋼材が混じっている物のような場合
がある。このような加工物に対しては、材質毎にプログ
ラムを分けて作成したり、又はオペレータが材質毎にオ
ーバライド操作をして送り速度や主軸回転数等を変える
必要がある。この送り速度等の変更操作は、加工精度及
び工具寿命等に大きく影響するため、必要不可欠なもの
となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来に
おいては、一般に金型加工用プログラムは膨大であるた
め、プログラムを分割するとなると、その作成には多く
の時間が必要となる。

【０００５】また、オペレータがオーバライド操作をす
る場合には、該当する金型加工に、オペレータは常に操
作及び監視をしていなければならず、工作機械から離れ
ることはできなかった。

【０００６】本発明は、加工物の材質により、このよう
なプログラム分割を必要とせず、また、オペレータによ
るオーバライド操作も必要とせず、時間の節約と人手の
省力化を図ることを目的とする。

【０００７】また、本発明は、送り速度又は主軸回転数
等を材質に応じて最適化し、工具の寿命を延ばすことを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によると、領域デ
ータを設定する領域指定部と、前記領域指定部により指
定された前記領域データと加工プログラムとを記憶する
加工プログラム記憶部と、予め設定されたオーバライド
変化量を記憶するパラメータ記憶部と、前記加工プログ
ラム記憶部に記憶された前記加工プログラムの指令が前
記領域データにより指定された領域の領域内か領域外か
を判別し、その判別結果により前記加工プログラムで指
令された送り速度又は主軸回転数を前記パラメータ記憶
部で設定される前記オーバライド変化量に応じて変化さ
せる制御部と、前記制御部によって変化させられた送り
速度又は主軸回転数によって加工を行うための指令を出
力する出力制御部とを備えた数値制御装置を提供する。

【０００９】

【発明の実施の形態】まず、本発明に係る数値制御装置
の動作概要の一例を説明する。

【００１０】図１に、オーバライドを変化させるように
した加工説明図の一例を示す。図１（Ａ）は上面図、図
１（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ−Ａ′断面図をそれぞれ示
す。

【００１１】図１（Ａ）において、加工材料１は、一例
として、３つの領域を備えるものとする。加工材料１
は、例えば、斜線部領域，が硬い鋼材等であり、領
域が柔かめの鋳鉄材等で構成されているものとする。

【００１２】加工に際しては、工具２が加工材料１の上
面を移動していく。この際、鋼材の領域のところでは
送り速度、主軸回転数を下げ、鋳鉄材の領域のところ
では送り速度、主軸回転数を上げ、そして再度鋼材の領
域では送り速度、主軸回転数を下げるように制御す
る。このような制御は、工具が左右に移動する毎に行わ
なわれなければならない。

【００１３】本発明では、例えば図１の斜線部領域及
びを予め指定領域として設定し、さらに、オーバライ
ド変化率をパラメータとしてＮＣ装置に設定しておく。
すなわち、加工プログラム自体で指定されるのは、領域
の鋳鉄材の送り速度と主軸回転数であり、パラメータ
として設定されるのは、領域及びの鋼材の部分（つ
まり、指定領域部）を削るとき、オーバライドをどの程
度まで変化させるかという数値（例えば％値）である。

【００１４】例えば設定されたオーバライド変化率が５
０であれば、現在使っているオーバライド値を５０／１
００に下げることを意味する。このオーバライド変化率
は送り速度用の送りオーバライド、主軸回転数の主軸オ
ーバライド等それぞれに対して適宜設定することができ
る。ここで、送りオーバライドの変化率をｆα、主軸オ
ーバライドの変化率をｒα、プログラムで指令され送り
速度と主軸回転数をそれぞれＦ，Ｓとする。

【００１５】本発明においては、実際に加工を行うと
き、現在の加工位置が指定領域の内にあるか外にあるか
が常に監視される。そして、加工位置が領域になった
ら、送り速度と主軸回転数のオーバライドは自動的にそ
れぞれｆα／１００、ｒα／１００に変化する。このと
き結果的に得られる送り速度と主軸回転数はそれぞれ

【数１】になる。次に、加工位置が領域からはずれ、つまり指
定領域外になったらオーバライド変化率は１００に戻さ
れる。つまり、送り速度と主軸回転数はプログラム上の
ＦとＳになる。さらに加工位置が領域になると、領域
の場合と同様に、オーバライドはｆα／１００、ｒα
／１００に変化される。

【００１６】以上のように、指定領域ではオーバライド
が変化するため、加工プログラムの指令がこの領域を通
過する毎に自動的に送り速度・主軸回転数は変化するこ
とになる。

【００１７】次に、図２に、本発明に係る数値制御装置
のシステム構成図を示す。

【００１８】図示のように、このシステムは、入力部１
１、数値制御部１２及び駆動部１３を備える。

【００１９】入力部１１は、キーボード、マウス等周知
の入力装置であり、領域指定部１０１及びＮＣ加工プロ
グラム指定部１０２を含む。

【００２０】領域指定部１０１はオーバライドを変化さ
せる領域を指定する。この指定は、例えば任意の点（点
群）を指定し、その点を直線等で結んでその結ばれた線
の内側を領域内とすることができる。なおこの指定領域
は、ひとつに限らず、複数個指定可能である。

【００２１】また、指定領域としては、任意の多角形、
円（一周）、円弧等を含む任意の形状を指定することも
できる。また、指定領域としては、直線の両端の端点と
して、複数の直線及び端点による多角形を指定すること
ができる。この際、直線の数又は端点の数について、最
大値（例えば３０点等）を設定し、その範囲で定めるこ
ともできる。指定領域のパターンとして、図形パターン
の他、文字パターン（例、Ａ，Ｂ，Ｃ等）、特定パター
ン（例、＃，☆，◎，▽等）も指定することができる。

【００２２】ＮＣ加工プログラム部１０２は、実際の加
工プログラムを指定する。また、入力部１１は、各種設
定値、メンテナンス、障害対策等のための入力も行うこ
とができる。

【００２３】数値制御部１２は、ＮＣ加工プログラム記
憶部１０３、ＮＣ加工プログラム解析実行部１０４、表
示処理部１０５、表示部１０６、オーバライド変化量パ
ラメータ記憶部１０７、領域テーブル記憶部１０８、領
域判別オーバライド算出部１０９、速度制御部１１０、
出力制御部１１１を備えている。

【００２４】ＮＣ加工プログラム記憶部１０３は、入力
部１１の領域指定部１０１及びＮＣ加工プログラム指定
部１０２によりそれぞれ設定された、領域データ及び加
工プログラムを記憶する。加工プログラムとしては、例
えば、１ブロック毎に機械の動作を命令する情報である
加工プログラムデータがある。これらの加工プログラム
データは、通常は、ＪＩＳＢ６３１１で規定された
ＩＳＯコードとＥＩＡコード等が用いられる。ＮＣ工作
装置の加工プログラムデータとしては、例えば、Ｇ機能
（制御機能、準備機能）、Ｎ機能（補助機能）、Ｆ機能
（送り機能）、寸法語Ｘ、Ｙ、Ｚ（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の
運動ディメンジョン）等がある。

【００２５】ＮＣ加工プログラム解析実行部１０４は、
ＮＣ加工プログラム記憶部１０３に記憶された加工プロ
グラムにより、速度制御部１１０及び領域判別オーバラ
イド算出部１０９を制御する。ＮＣ加工プログラム解析
実行部１０４は、マイクロコンピュータ等で構成され、
ＮＣ加工プログラム記憶部１０３に記憶された加工プロ
グラムの指令データを１ブロックずつ順次読み出し解析
して、所定の制御を行う。また、ＮＣ加工プログラム解
析実行部１０４は、ＮＣ加工プログラム記憶部１０３に
記憶された領域データにより、表示処理部１０５に表示
命令を出力し、これを制御することができる。

【００２６】表示処理部１０５は、表示命令により、指
定された点群やプログラム等を表示部１０６に出力表示
するとともに、指定領域をビットパターンに変換して、
領域テーブル記憶部１０８にビットパターンを出力す
る。また、入力部１１又は他に設けられている入力手段
により、適宜、指定領域の修正・指定・選択等を行うこ
とができる。例えば、描画確認及び修正時に、オーバラ
イド変化量を与える部分が領域の内側又は外側かを指定
・選択することができる。

【００２７】表示部１０６は、ＣＲＴ、液晶ディスプレ
ー等の表示装置により構成され、各種のデータ、プログ
ラム等を表示できる。登録された指定領域は、画面上で
描画確認及び修正等が可能である。また、２次元又は３
次元のグラフイック機能を備えることにより、全体加工
図又は部分加工図等により、必要に応じて加工範囲、加
工状況等を表示することができる。

【００２８】領域テーブル記憶部１０８には、表示処理
部１０５で設定・変換されたビットパターンが記憶され
る。

【００２９】オーバライド変化量パラメータ記憶部１０
７には、オーバライド変化量が記憶されている。設定値
は、入力部１１又は他に設けられている入力手段等によ
り、適宜入力することができる。

【００３０】オーバライド変化量は、前述したように、
変化率で指定しても良いし、オーバライド値として特定
の値を指定しても良い。また、送り速度・主軸回転数の
それぞれ又は一方について指定しても良いし、その他の
加工指定のための回転数、移動速度等について必要に応
じて適宜指定することもできる。

【００３１】領域判別オーバライド算出部１０９では、
オーバライド変化量パラメータ記憶部１０７及び領域デ
ータ記憶部１０８の出力により、加工プログラムのオー
バライド値を算出する。

【００３２】速度制御部１１０では、加工プログラム解
析実行部１０４から出力された加工プログラムによる加
工命令を、又は／及び、領域判別オーバライド算出部１
０９から出力されたオーバライド値で補正した加工命令
を、出力制御部１１１に出力する。

【００３３】出力制御部１１１は、速度制御部１１０の
指令により、所定の駆動装置１３に送り速度、主軸回転
数等の駆動指令を指示する。

【００３４】駆動部１３は、送りモータ等によるＮＣ工
作機の回転部又は移動部等から構成される。駆動部１３
は、通常、サーボ機構を有し、複数の駆動装置により構
成されている。出力制御部１１１を介して送られてきた
駆動指令信号により、所定の駆動部１３が駆動され、Ｎ
Ｃ工作機の送り速度、主軸回転数等が制御される。

【００３５】以下に、フローチャートを参照して、本発
明に係る領域加工の詳細な動作を説明する。

【００３６】図３に、本発明による領域指定に関するフ
ローチャートを示す。

【００３７】ここでは、一例として、前述の図１に示す
ような加工材料において、領域及びを指定領域と
し、これら指定領域についてオーバライドを行う場合を
想定する。

【００３８】まず、図１に示したように、領域指定部１
０１により領域指定の作成を行う（Ｓ０１）。つぎにこ
のデータをＮＣ加工プログラム記憶部１０３に読み込み
記憶する（Ｓ０２）。ＮＣ加工プログラム解析実行部１
０４は、ＮＣ加工プログラム記憶部１０３の記憶内容に
従い、領域指定の解析を行う（Ｓ０３）。以後、領域指
定が終了するまで領域指定データが全て入力される（Ｓ
０５）。領域指定が終了すると表示命令により、表示処
理部１０５は、ＮＣ加工プログラム記憶部１０３の内容
を呼び出し、表示部１０６により加工領域を表示する
（Ｓ０６）。この際、縮尺を変えて表示してもよいし、
また、塗りつぶし、色等により加工範囲内外を区別して
表示することができる。さらに、表示処理部１０５は、
指定領域のデータをビットパターンに細分化して領域デ
ータ記憶部１０８に記憶する（Ｓ０６）。

【００３９】操作者は、表示部１０６に表示に基づき、
必要に応じて、表示用データを修正することができる
（Ｓ０７）。さらに、オーバライド変化量を与える部分
が、領域の内側又は外側かを指定・選択することができ
る（Ｓ０７）。このような修正・指定・選択等を行うた
めには、例えば入力部１１又は他の入力手段により所定
の命令を入力するか、加工プログラム自体で指定するこ
とができる。この際、表示処理部１０５により、表示デ
ータが必要に応じてビットパターンに変換され、領域テ
ーブル記憶部１０８に転送される（Ｓ０７）。つぎに、
領域が適切に指定されていることが確認されると（Ｓ０
８）、領域指定に関するフローを終了する。

【００４０】ここで、図４に、領域テーブル記憶部に記
憶されたビットパターンの説明図の一例を示す。ここで
は、オーバライド変化量を与える部分を「０」、与えな
い部分を「１」で表している。上述したステップＳ０７
において、入力装置１１等に入力によりこのビットパタ
ーンを反転させることにより、「０」と「１」とを逆に
して、変化量を与える領域を指定領域の内側又は外側に
適宜指定することもできる。

【００４１】つぎに、図５に、本発明による加工プログ
ラムの実行に関するフローチャートを示す。

【００４２】引き続き、上述のように登録されたビット
パターンにより、加工工程を行う場合で説明する。

【００４３】ここで、登録した指定領域を確認後に、加
工を開始するための操作（例えば、サイクルスタートボ
タンの押圧、入力部１１等によるスタートコマンドの入
力、等）を行い、領域加工モードになる（Ｓ１０）。な
お、この段階で通常の加工プログラムの実行と、本発明
のような領域指定した加工プログラムの実行とを選択す
ることもできる。つぎに、ＮＣ加工プログラム指定部１
０２に記憶された加工プログラムを、ＮＣ加工プログラ
ム記憶部１０３に読み込み、記憶する（Ｓ１１）。ＮＣ
加工プログラム記憶部１０３から実行プログラムを呼び
出し、ＮＣ加工プログラム解析実行部１０４は、所定の
加工を行うように必要な制御命令（例えばＸ，Ｙ，Ｚ座
標、移動量等）を、領域判別オーバライド算出部１０９
及び速度制御部１１０に出力する（Ｓ１２）。領域判別
オーバライド算出部１０９は、現在のＸ座標Ｙ座標等の
加工位置情報と、領域テーブル記憶部１０８で指定され
た指定領域とを比較し、指定領域外又は領域内を判別す
る（Ｓ１３）。例えば、ＮＣ加工プログラム解析実行部
１０４の出力である平面軸のＸ，Ｙ座標値から領域テー
ブル記憶部１０８のビットパターンの位置を計算し、該
当ビットが「０」又は「１」により、領域の外又は内を
判断することができる。

【００４４】ここで、指定領域内であると判断される
と、オーバライド変化量パラメータ記憶部１０７に記憶
されたオーバライド変化率等のオーバライド変化量を設
定する（Ｓ１４）。オーバライド変化量が各材質等に応
じて複数記憶されている場合は、自動的にプログラムに
より設定することもできるし、また、プログラム実行の
際に、入力部１１又は他の入力手段等によりマニュアル
で設定することもできる。また、本来の加工プログラム
と同様にするために、オーバライド変化量を「０」に設
定することも可能である。

【００４５】次に、このオーバライド変化量と領域内外
の判別結果をもとに、領域判別オーバライド算出部１０
９は、送り速度・主軸回転数等のオーバライド値を算出
する（Ｓ１５）。

【００４６】速度制御部１１０では、指定領域内である
場合は、オーバライド値をもとに加工プログラムの送り
速度、主軸回転数の補正処理を行う（Ｓ１６）。一方、
領域外と判断されると（Ｓ１３）、変化量による補正を
せずに本来の加工プログラムのまま加工命令を出力する
（Ｓ１６）。出力制御部１１１は、速度制御部１１０の
出力データにより駆動部１３に対してモータ回転量、回
転数を指示して、所定の領域の加工を行う（Ｓ１７）。
以後、加工プログラムを１ステップずつ順次実行する
（Ｓ１８）。

【００４７】なお、領域内及び領域外の材料としては、
どのような材料でも本発明を適用することができる。

【００４８】また、領域指定としては、オーバライド変
化量により変化させる領域を指定するようにしても、変
化させない領域を指定するようにしても、本発明を適宜
適用することができる。

【００４９】上述の実施の形態では領域及びオーバライ
ド変化量を２種類備えるようにしたが、これに限らず、
複数種類の材質に対応して、複数領域及び複数のオーバ
ライド量を設定することにより、より汎用性のあるＮＣ
装置を実現することもできる。

【００５０】さらに、材質の異なる材料以外にも、同一
材質の材料に対して本発明を適用することもできる。こ
の場合、所望のモータによる送り速度、回転数等を変化
させるデータを記憶することにより、加工領域に応じ
て、精密加工、荒削り工程、仕上げ工程等の区別をして
加工を行うことができる。

【００５１】

【発明の効果】以上のように、本発明によると、材質に
よってプログラムを分割したり、オーバライド操作を必
要としないため、時間と人手の省力が図れる。

【００５２】また、加工物の材質に応じて送り速度又は
主軸回転数等を最適化できるようになるため、工具寿命
を延ばすこともできる。

【００５３】なお、加工物の材質が一定である場合に
は、オーバライドを変えることにより指定した領域での
加工精度（面精度）を変えるという応用も可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】オーバライドを変化させるようにした加工説明
図。

【図２】本発明にかかる数値制御装置のシステム構成
図。

【図３】本発明による加工領域指定に関するフローチャ
ート。

【図４】領域テーブル記憶部に記憶されたビットパター
ンの説明図。

【図５】本発明による加工プログラムの実行に関するフ
ローチャート。

【符号の説明】

１１入力部１２数値制御部１３駆動部１０１領域指定部１０３ＮＣ加工プログラム記憶部１０４ＮＣ加工プログラム解析実行部１０７オーバライド変化量パラメータ記憶部１０８領域テーブル記憶部１０９領域判別オーバライド算出部１１０速度制御部１１１出力制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】領域データを設定する領域指定部と、前記領域指定部により指定された前記領域データと加工
プログラムとを記憶する加工プログラム記憶部と、予め設定されたオーバライド変化量を記憶するパラメー
タ記憶部と、前記加工プログラム記憶部に記憶された前記加工プログ
ラムの指令が前記領域データにより指定された領域の領
域内か領域外かを判別し、その判別結果により前記加工
プログラムで指令された送り速度又は主軸回転数を前記
パラメータ記憶部で設定される前記オーバライド変化量
に応じて変化させる制御部と、前記制御部によって変化させられた送り速度又は主軸回
転数によって加工を行うための指令を出力する出力制御
部とを備えた数値制御装置。
【請求項２】前記制御部は、前記領域指定部により指定された前記領域データをビッ
トパターンとして記憶する領域テーブル記憶部と、前記加工プログラム記憶部に記憶された加工プログラム
による加工位置において前記ビットパターンを参照する
ことにより指定領域内か領域外かを判別する領域判別部
とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の数値制御
装置。
【請求項３】前記制御部は、前記判別結果により指定領域の領域内又は領域外のいず
れかの場合にのみ前記オーバライド変化量により送り速
度又は主軸回転数を変化させることを特徴とする請求項
１又は２に記載の数値制御装置。
【請求項４】前記パラメータ記憶部は、送り速度用オー
バライド変化量と主軸回転数用オーバライド変化量を別
々に備え、前記制御部は、これらオーバライド変化量を用いること
により、それぞれ独立して送り速度及び主軸回転数を変
化させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに
記載の数値制御装置。
【請求項５】前記オーバライド変化量は、前記パラメータ記憶部に予め設定されるか又は前記加工
プログラムによる指令により設定されることを特徴とす
る請求項１乃至４のいずれかに記載の数値制御装置。
【請求項６】前記オーバライド変化量は、オーバライド変化率又はオーバライド値として設定され
ることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の
数値制御装置。
【請求項７】前記パラメータ記憶部は、複数種類又は複数個の前記オーバライド変化量を記憶
し、所定の操作又はプログラムによる指令にによりいず
れかのオーバライド変化量が選択されるようにしたこと
を特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の数値制
御装置。