JPS61244448A - 工具ファイルを有する数値制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 ＮＣ工作機械の加工情報に基づいて加工する場合の作業
者によるキーボード直接入力や自動プログラミングなど
によって作成される工具ファイルに関する。

〈従来の技術〉 従来、ＮＣ工作機械の加工情報に基づいて加工する場合
、ＮＧテープ入力や自動プログラミングなどによって作
成されたＮＣ加工データに対し、あらかじめ格納され設
定された工具補正データでその都度演算処理し、その時
点の工具刃先とワークの位置を正確に補正処理して加工
していた。

而してＮＧ制御装置側のＮＣ加工データと機械側の実際
の現在値とは異なった状態のま一行なわれていた。

〈発明が解決しようとする問題点〉 前述したＮＣ加工データが断続的に、次の段取り後の加
工に使用されるような場合、以前に設定された工具補正
データが履歴として残っていないので、再度工具補正デ
ータを入力設定し直さなければならず、その場限りでし
かなかった。

また、工具補正データが工具取付寸法をも加味して設定
するようになっていた為、ＮＣ制御装置側のＮＣデータ
と機械側の実際の現在値が大巾に異なるケースが多く、
例えば刃物台のタレットインデックスを行なうような場
合には干渉が発生しやすく大きな事故にもなりかねなか
った。

本発明の目的は上記事情に鑑み問題を解決するために提
案されたものであって、ＮＣ制御装置内に工具ファイル
・メモリを設けて工具補正データの履歴を残すようにし
て段取りの省力化並びに干渉問題を解消した工具ファイ
ルを提供するにある。

く問題を解決するための手段と作用〉 本発明はＮＣ制御装置内に工具ファイル・メモリと工具
レイアウト・メモリを設け、工具ファイル・メモリから
工具レイアウト・メモリへあるいは工具レイアウト・メ
モリから工具ファイル・メモリへの情報連携処理を行い
得るようにし、かつ工具ファイル・メモリに常時各工具
の取付寸法の履歴を残すようにした点にある。具体的な
手段は加工に必要な情報のデータを入出力せしめる入出
力装置と、工具の現在位置データ等を計測する計測装置
と、所定の加工を施するためのＮＣ加ニブ・ログラムデ
ータを記憶させるＮＣ加工プログラムデータ・メモリと
、前記計測装置で機械原点からタレントヘッド面までの
工具基準点設定データを求めて記憶させる工具基準点設
定データ・メモリと、該工具基準点設定データ・メモリ
に記憶された工具基準点設定データと前記計測装置で計
測された位置データとを演算処理して各工具の取付寸法
を求める第１の演算手段と、工具ファイル毎に工具に関
する主要データが登録され、かつ前記第１の演算手段で
求められた各工具の取付寸法が記憶される工具ファイル
・メモリと、刃物台のタレット面隘に対応して前記工具
ファイルから編集処理され、かつ各工具の補正値が記憶
される工具レイアウト・メモリと、前記工具ファイル・
メモリに記憶された各工具の取付寸法と前記工具レイア
ウト・メモリに記憶された各工具の補正値を演算処理し
新しく各工具の取付寸法を求める第２の演算手段とから
なる。さらに、第２の演算手段で求めた新しい各工具の
取付寸法を前記工具ファイル・メモリに書き替えると共
に、前記工具ファイル・メモリから工具レイアウト・メ
モリへリセット信号が出されて工具レイアウト・メモリ
中の補正値をリセットすることにより、常時工具ファイ
ル・メモリ中には一番新しい各工具の取付寸法の履歴が
残り、次の段取り時にすぐにその取付寸法が使用される
。

以下本発明の一実施態様を図面に基づいて詳細に説明す
る。

（１１まず本発明の基本的な原理について説明する。

工具ファイルは第２図（イ）に示す如く工具ファイル隘
ごとに工具に関する主要データが登録される。すなわち
、第２図（イ）において例えば工具ファイル隘、工程、
工具形状、・・・・・・、工具取付寸法等といった欄毎
にＬｏｌ、外荒、外径用工具の形状１寸法値等に関する
データを入力し、機械に使用される全ての工具に関する
主要データが登録され、必要な時に工具ファイルから取
り出して使用される。一方、加工するワークに必要な工
具のレイアウトを、刃物台のタレット面隘に対応して、
第２図（イ）に示した工具ファイルから工具データを取
り出し第２図（ロ）に示したように、工具レイアウトデ
ータとして編集処理される。すなわち第２図（ロ）にお
いて、タレント面隘、タレット面階に取付けられる工具
の工具ファイル隘。

工程、・・・・・・、工具補正値等の欄に、加工するの
に必要なデータを第２図（イ）に示した工具ファイルか
ら取出し編集処理し、作業者へ通知９表示される。

さらに、ワークの所要寸法を精度よく加工するためには
、基準座標に対するワークと各工具の刃先との正確な距
離を管理する必要がある。

第２図（ハ）、（ニ）はワークとプリセットセンサおよ
び工具との位置関係を示したモデル図である。第２図（
ハ）、（ニ）において主軸ＳＰの前面に取付けられたチ
ャックＣに加工すべきワークＷが把持される。一方刃物
台Ｔｒの前面に取付けられたタレットヘッドＴ、に工具
Ｔが挿着される。タレットヘッドＴ、の前面を工具基準
点Ｏｔとし、工具基準点ＯＬから刃先位置までの距離を
Ｘｔ、Ｚｔとし、このＸｔ、ｚｔが工具取付寸法のデー
タである。更に機械原点Ｏ１４からプリセットセンサＰ
、までの設定距離をｚｏ　、　　ＸＣＩ　　（以下工具
基準点設定データという。）工具Ｔをプリセットセンサ
Ｐ、に当てた時の機械原点ＯＭから工具基準点ｏ１まで
の距離（以下現在の位置データという。）をＺ、、Ｘｆ
ｉとすれば、 Ｚｔ　＝Ｚｔａ　　　Ｚｎ、　　Ｘｔ　＝Ｘｏ　　Ｘ−
となる。

上記の式で算出されたＺ、、Ｘｔの工具取付寸法を工具
ファイルに登録し、加工中の工具補正値ＺＯＦＩ　ＸＯ
Ｆが工具レイアウト・メモリに入力されたら、直ちに工
具ファイルの工具取付寸法をＺｔ←Ｚｔ　＋　Ｚｏｒ、
　　ＸＬ　＝Ｘｔ　＋ＸＯＦの如（補正演算し書き替え
を行なう。而して各工具について上記補正演算処理をし
て常に使用した後の工具取付寸法が工具ファイル・メモ
リに、かつ工具補正値が工具レイアウト・メモリからリ
セットされるようにして、次段取りへの対応が出来るよ
うにしたものである。

（２）次に本発明の具体的な構成を上記基本的な原理に
基づき、第１図の構成制御ブロック図により説明する。

第１図において、祇テープ２ａから祇テープリーダ２ｂ
により入出力装置２ｃを介して例えばＮＣ加ニブログラ
ムのデータをＣＰＵＩに入力し、ＮＣ加工プログラムデ
ータ・メモリ５に記憶される。

また、画面付キーボード２ｄから加工に必要な情報に関
するデータを入出力装置２ｃを介して入力される。刃物
台Ｔ、、の前面に取付けられたタレットヘッドＴｈには
工具Ｔが例えば１０本挿着され、必要時に割出し信号の
送受信を行い、インク−フェイス３ａを介して割出され
て使用される。

１０本の工具Ｔにはタレット面阻として図示の如＜　Ｔ
ｏｎｅ　Ｔｏ２１　・・”ｒ　ＴＯ９１ＴＩＧがデータ
として登録される。さらに刃物台Ｔ、は補間器位置、制
御回路３ｂ、アンプ３ｃを介してＸ、Ｚ軸のモータ３ｄ
によりＸ、Ｚ軸方向に移動制御され現在値を位置レジス
タ１１へ送出する。

４方向の計測信号すなわちＸ軸のプラス用、マイナス用
およびＺ軸のプラス用、マイナス用の計測信号を発する
プリセットセンサＰ３は工具Ｔあるいはタレットヘッド
Ｔｈの工具基準δ、に当てることにより、イタ−フェイ
ス４を介して現在値の位置データや工具基準点設定デー
タが求められる。

なお、プリセットセンサＰ８については同一出願人の実
願昭５８−１７１６２号に詳述しているので詳細は省略
する。

画面付キーボード２ａから入出力装置２ｃを介して予め
登録すべき工具の主要な工具データを入力し、工具デー
タ処理プログラム６によって処理し工具ファイル・メモ
リ８に記憶される。工具基準点δｔ　（第２図（ハ）、
（ニ））の座標値を機械原点ＯＮからの距離として夫々
設定値Ｚｏ、Ｘａとし、その値Ｚｏ、Ｘｏをプリントセ
ンサＰ、で計測し、工具基準点設定データ・メモリ７に
予め記憶される。

さらに、工具Ｔに必要なデータを第２図（イ）に示した
表の様に工具データ処理プログラム６で処理し種類別に
工具ファイル魚が付与されて工具ファイル・メモリ８に
記憶させる。

第２図（イ）に示した工具ファイルを基にして、加工に
必要な工具例えばタレットヘッドＴｈに挿着される１０
本の工具を工具データ処理プログラム６によって選び出
し、その工具をタレットヘッド面阻毎に編集処理して工
具レイアウト・メモリ９に記憶される。

全工具Ｔの刃先点の現在値として取付寸法を求める場合
、プリセットセンサＰ、を作動せしめて、プリセットセ
ンサＰ、を工具Ｔの刃先点に当てることにより、プリセ
ットセンサＰ、の信号がアンド・ゲート１０を開かせ、
レジスタ１１に記憶されていた位置データＸ、ｌ、Ｚ、
、が、アンド・ゲート１０を通過し演算回路１２に取込
む。工具基準点設定データ・メモリ７に記憶されている
工具基準点設定データＸ、、Ｚ、が演算回路１２に取込
まれ、演算回路１２でＸＬ　＝Ｘ、−Ｘア＋Ｚｔ＝２、
−２．の演算処理がなされる。夫々の値ＸＬ＋Ｚｔがオ
ア・ゲート１３を介して工具ファイル・メモリ８の入力
ゲート８ａに取り込まれる。さらに工具ファイル・メモ
リ８の入力ゲート８ａに工具レイアウト・メモリ９から
タレット面磁に対応した工具ファイルＮＩＩＬのデータ
を取込むことによって、工具ファイル・メモリ８の工具
ファイル隘毎の工具取付寸法のＸＬ、Ｚｔの欄に工具取
付寸法Ｘｔ、Ｚｔが入力され記憶される。

工具ファイル・メモリ８に記憶されている例えば工具フ
ァイルＮＩＬＯＩの工具Ｔを使用し所定の加工を施した
後、実測して得られる工具補正値ＸＯＦ、　　ＺＯＦを
画面付キーボード２ｄで入出力装置２Ｃを介して入力し
、工具レイアウト・メモリ９の人カゲー）９ａに取込ま
せる。さらにタレットヘッドＴｈにより割出された工具
Ｔに対応した工具ファイル！１ｋＬＬとタレット回磁Ｔ
を入力ゲート９ａに取込ませることによって工具レイア
ウト・メモリ９のタレット面魚、工具ファイル階に対応
した工具補正値の欄（第２図（ロ））に各工具の補正値
Ｘ。Ｗｒ　　ＺＯＦを記憶させる。工具レイアウト・メ
モリ９に記憶された各補正値Ｘ。Ｆ＋　　ＺＯＦは直ち
に工具レイアウト・メモリ９の出力ゲート９ｂを通過し
てアンド・ゲート１４に取込む。アンド・ゲート１４に
工具補正値入力信号が取込むと、アンド・ゲート１４が
開いて各工具の補正値Ｘ。Ｆ。

ＺＯＦを通過させ、演算回路１５に取り込む。演算回路
１５には、工具ファイル・メモリ８に記憶されている工
具ファイル隘に対応した工具の取付寸法Ｘｔ、Ｚｔが出
力ゲー）８ｂを通過して取込まれる。演算回路１５では
Ｘｔ　’−Ｘｔ　＋Ｘｏｒ＋　　Ｚｔａ−Ｚｔ＋　Ｚ　
ＯＦの演算処理がなされて、新たな各工具の取付寸法で
あるＸｔ、Ｚｔがオア・ゲート１３を介して、工具ファ
イル・メモリ８の入力ゲート８ａに取込む。さらに各工
具の工具ファイル１１ｈＬが入力ゲート８ａに取込むこ
とによって新たな工具取付寸法が工具ファイル・メモリ
８の工具取付寸法の欄に入力されて古いデータから新し
いデータに書き替えられて記憶される。新しいデータに
書き替えられると出力ゲート８ｂからリセット信号が出
て、工具レイアウト・メモリ９の入力ゲート９ａを介し
て工具レイアウト・メモリ９に入力される。工具レイア
ウト・メモリ９中のタレット面磁・、工具ファイル隘に
対応した工具補正値がリセットされてＯとなる。

このように各工具Ｔを所定の加工に使用した後は、常に
工具補正値を求めて、今まで設定されていた各工具Ｔの
取付寸法に工具補正値の演算処理を施して新しく設定さ
れた各工具Ｔの取付寸法を工具ファイル・メモリ８に書
き替えて常時正確な各工具Ｔの取付寸法を記憶し残して
おくようにしたのである。また工具レイアウト・メモリ
９の工具補正植樹は取付寸法の書き替えが済むと０にリ
セットされるようにした。

（３）次に本発明の動作を第３図のフローチャート図に
基づいて説明する。

本発明の動作をスタートさせると、第０段でプリセット
センサＰ、で工具基準点設定データＸ０゜Ｚｏを計測し
入力して工具基準点設定データ・メモリ７に記憶させる
。第０段でタレット刃物台Ｔ１のタレットヘッドＴｈに
挿着された工具Ｔ例えば第１図においては１０本の工具
ＴをプリセットセンサＰ３に当てる。プリセットセンサ
Ｐ、に当接した時点の各工具Ｔの現在位置データＸ、、
Ｚｆｉはレジスタ１１に記憶されている。第０段で各工
具ＴがプリセットセンサＰ、に当たると刃物台Ｔ。

の移動が自動的に停止する（第０段）。

第０段でプリセットセンサＰ３の信号により取込まれた
位置データＸ、、Ｚ、と、工具基準点設定データＸｏ、
Ｚｏによって演算回路１２でＸ。

＝ＸＱ−Ｘ、、Ｚｔ　＝ＺＱ　−Ｚ、ｌの演算処理がな
される。第０段で演算処理がなされると、第０段で、各
工具取付寸法Ｘｔ　、Ｚｔが工具ファイル・メモリ８に
入力され、各取付寸法の欄に記憶される。

第０段で工具レイアウト・メモリ９に各工具の補正値Ｘ
。Ｆ＋　　ＺＯＦを入力ゲート９ａを介して入力した時
各工具補正値の欄に記憶させる。

第０段で工具ファイル・メモリ８から出力ゲート８ｂを
介して各工具の取付寸法Ｘｔ、Ｚｔを、また工具レイア
ウト・メモリ９から出力ゲート９ｂを介して各工具の補
正値Ｘ、、、Ｚ、、を夫々演算回路１５に取り込ませ、
演算回路１５でＸ　ｔ　”　Ｘ　ｔ＋ＸＯＦ、　ｘｔ−
＋ｚｔ　＋ＸＯＦの演算処理を施す。第０段で演算処理
されて新しく補正された各取付寸法Ｘｔ、Ｚｔを第０段
で工具ファイル・メモリ８に入力し工具ファイルの各取
付寸法の欄に書き替える。第０段で工具ファイルの各取
付寸法の書き替えが終了すると、第０段で工具ファイル
・メモリ８から工具レイアウト・メモリ９ヘリセット信
号が出されて、第［相］段で工具レイアウト・メモリ９
の各工具補正植樹に記憶されている各工具補正値Ｘ。Ｆ
＋　　ＺＯＦをリセット（０に）する。

以上述べた第０段から第［相］段までのサイクルが施さ
れることにより、常に各工具の取付寸法が書き替えられ
て記憶される。而して次加工時や段取り時には直ちにこ
の正確な取付寸法が使用される。

く効　果〉 本発明はＮＣ制御装置内に工具ファイル・メモリと工具
レイアウト・メモリを設け、工具ファイル・メモリから
工具レイアウト・メモリへあるいは工具レイアウト・メ
モリから工具ファイル・メモリへの情報連携処理を行な
い得るようにしたから、工具ファイル・メモリに記憶さ
れた工具ファイルは工具索引の役目となりＦＭＳ化する
昨今への対応が可能となり、かつ作業者の工具選定や工
具の管理に不可欠なものとなり延いては自動化における
作業能率の向上につながる。

また、工具レイアウト・メモリに記憶された工具レイア
ウトはタレットへの工具の段取りの指示が可能で、かつ
未熟練者でも機械を取扱うことが出来る。さらに、本発
明は工具レイアウト・メモリに入力された工具補正値を
工具ファイル・メモリに記憶された取付寸法にフィード
バックすることにより、工具の取付寸法が常に更新され
て最新の正確なデータが得られる。ワークと工具刃先の
正確な位置を示すデータとして工具ファイル・メモリに
登録され、機械側の実際の情報が得られる。

而して、その場限りの情報でなく、正確な履歴が残るか
ら次の段取りへの対応が出来、しかも干渉問題も全くな
くなり解消される。延いては段取りの省力化および段取
り時間の短縮化が図られる。

さらにＮＣ側と機械側のマツチングが可能となる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の構成を示す構成ブロック図である。第
２図（イ）は工具ファイルの一例を示すモデル図、第２
図（ロ）は工具レイアウトの一例を示すモデル図、第２
図は（ハ）本発明の基本的な考え方を説明するためのワ
ークとプリセットセンサおよび工具とのＺ軸方向の位置
関係を示したモデル図および第２図（ニ）は本発明の基
本的な考え方を説明するためのワークとプリセットセン
サおよび工具とのＺ軸方向の位置関係を示すモデル図で
ある。第３図は本発明の詳細な説明するフローチャート
図である。 １・・・ＣＰＵ　　　　　２・・・プリントテープリー
ダ２ｄ・・・画面付キーボード ５・・・ＮＣ加工プログラムデータ・メモリ６・・・工
具データ処理プログラム ７・・・工具基準点設定データ・メモリ８・・・工具フ
ァイル・メモリ ９・・・工具レイアウト・メモリ １２．１５・・・演算回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 加工に必要な情報のデータを入出力せしめる入出力装置
   と、工具の現在位置データを計測する計測装置と、所定
   の加工を施すためのＮＣ加工プログラムデータを記憶す
   るＮＣ加工プログラムデータ・メモリと、機械原点から
   の工具基準点設定データを求めて記憶する工具基準点設
   定データ・メモリと、工具基準点設定データと前記計測
   装置で計測された現在位置データとを演算処理して各工
   具の取付寸法を求める第１の演算手段と、工具に関する
   主要データが登録されかつ前記第１の演算手段で求めら
   れた各工具の取付寸法が記憶される工具ファイル・メモ
   リと、刃物台のタレット面に対応して前記工具ファイル
   から編集処理されかつ各工具の補正値が記憶される工具
   レイアウト・メモリと、前記工具ファイル・メモリに記
   憶された各工具の取付寸法と前記工具レイアウト・メモ
   リに記憶された各工具の補正値を演算処理し最新各工具
   の取付寸法を求める第２の演算手段とからなり、第２の
   演算手段で求めた最新各工具の取付寸法を前記工具ファ
   イル・メモリに書き替えることを特徴とする工具ファイ
   ル。