JPS62255046A - 4軸旋盤のncプログラム作成方法 - Google Patents

4軸旋盤のncプログラム作成方法

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JPS62255046A
JPS62255046A JP10034486A JP10034486A JPS62255046A JP S62255046 A JPS62255046 A JP S62255046A JP 10034486 A JP10034486 A JP 10034486A JP 10034486 A JP10034486 A JP 10034486A JP S62255046 A JPS62255046 A JP S62255046A
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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】 〈産業上の利用分骨〉 本発明は4軸旋盤のNCプログラム作成方法にに係り、
特にバランスカット工程を有する4軸旋盤におけるNC
データ作成方法に関する。
〈従来技術〉 第1、第2の2つの刃物台を有する4軸旋盤の加工制御
においては、それぞれの刃物台に対応して待ち合わせ指
令を有する第1、第2のNCプログラムを設け、該待ち
合わせ指令により同期をとりながら第1、第2のNCプ
ログラムで独立に対応する刃物台を移動制御してワーク
に加工を施す。
このため、4軸旋盤では、たとえば一方の刃物台に取り
付けられた工具でワークの外形加工を行い、もう一方の
刃物台に取り付けられた工具で内径加工を同時に行う乙
とができ加工時間を短縮することができる。
又、4軸旋盤によればバランスカットという切削が可能
であり、細長のワークに高精度の旋削加工ができる。こ
の切削方法は第12図に示すように細長いワークWKを
加工する場合、該ワークの両側から第1、第2の工具T
LI、TL2を当て、各工具を同期して移動させて同時
に加工を行うものであり、ワークのたわみを防止でき精
度の良好な加工ができ、又重切削が可能となるものであ
る。
尚、第12図においてCHKはチャックである。
かかる4軸旋盤用のNCプログラムはNC装蓋の自動プ
ログラミング機能によ抄、あるいは別設の自動プログラ
ミング装置により対話的に自動作成されるようになって
いる。
しかしながら、従来の自動プログラミング作業にはバラ
ンスカット用のNCプログラムを自動作成する機能がな
く、バランスカット工程を含む場合のプログラミング作
業が面倒となっていた。
このため、バランスカット用のNCデータを含むNCプ
ログラムを自動作成できる4軸旋盤のNCプログラム作
成方法が提案されている。
しかし、かかる提案されたNCプログラム作成方法では
、特定されたバランスカット用の第1、第2刃物台にお
ける工具の形状が異なると、換言すれば第1、第2刃物
台における工具の切刃角あるいは刃先角が異なるとバラ
ンスカット工具としては不適当であるとして次のデータ
入力ステップへ進めないようにしている。
第13図は工具形状説明図で、同図(A)は−Z方向に
移動させて切削する外径加工用工具の工具形状説明図、
同図(B)は+Z方向に移動させて切削する外径加工用
工具の説明図であり、TLl、TL2は工具、MBは主
切刃、SBは副切刃、WKはワークである。
主切刃MBから垂直1iVL迄の角度(反時計方向が正
)が切刃角AC,主切刃MBから副切刃SB迄の角度(
時計方向が正)が刃先角ANである。
ただし、RNは刃先半径である。
さて、バランスカット用の第1、第2刃物台におけろ工
具の切刃角あるいは刃先角が異なるとバランスカット工
具として不適当であるとする理由は息下の通りである。
今、第14図(A)に示す工具TLIIの刃先を実1f
s(所望形状)SLに沿って移動させて加工しようとす
ると、傾斜部分で該工具はワークWKに干渉してしまう
。かかる場合には、自動プログラミング装置は傾斜部分
で工具がワークに干渉しないように、たとえば刃先が第
14図(B)の点線に沿って移動するようにNCデータ
を作成する。
一方、第14図(C)に示す工具TL12の場合には、
刃先を実線(所望形状)SLに沿って移動させても該工
具は傾斜部分でワークに干渉せず、従って自動プログラ
ミング装置は刃先が第14図(D)に示す点!s(実S
)に沿って移動するようにNCデータを作成する。
従って、バランスカット用の第1、第2刃物台における
工具の形状が異なり、しかも所望形状に沿って刃先を移
動させると一方の工具がワークに干渉する場合には、工
具の刃先通路が互いに異なってしまいバランスカットが
できなくなる。このため、バランスカット用の第1、第
2刃物台における工具の切刃角あるいは刃先角が異なる
と不適当であるとしているのである。
尚、一方の工具を基準にして、画工具のバランスカット
用のNCデータを作成すると刃先通路は一致するが他方
の工具がワークに干渉する場合が生じる。
〈発明が解決しようとしている問題点〉切刃角や刃先角
が異なる場合にバランスカット用工具として不適当であ
るとすると、工具選択の自由度が少なくなり、工具の決
定が容易で行えず、しかも刃物台に適当な工具が存在し
ない場合が頻繁に生じ、バランスカットができない事態
が生じる。
以上から、本発明の目的は切刃角や刃先角が異なる場合
であってもバランスカットできるようにした4軸旋盤の
NCプログラム作成方法を提供することである。
く問題点を解決するための手段〉 第1図は本発明の概略説明図である。
TL11〜TL12は外径加工用の工具、BT11〜B
T12はバイト(刃先)、MB11〜MB12は各工具
の主切刃、5BII〜5B12は副切刃である。尚、各
工具は−Z方向に移動させて加工するものであり、従っ
て切削方向は−Z方向である。
く作用〉 バランスカットに用いる第1、第2の刃物台における工
具TLII、TL12の刃先形状が異なる場合、第1の
工具TLIIの主切刃MBIIと第2の工具TL12の
主切刃MB12のうち切削方向側(−2方向)に大きく
傾いている工具の主切刃MB12を仮想的なバランスカ
ット用工具の主切刃とみなす。又、第1の工具TLII
の副切刃5BIIと第2の工具TL12の副切刃5BI
2のうち切削方向と反対@ (+Z方向)に大きく傾い
ている工具の副切刃5BIIを仮想的なバランスカット
用工具の副切刃とみなす。そして、該仮想バランスカッ
ト工具でバランスカット加工しても、ワークに干渉しな
いような刃先通路を求めてNOデータを作成する。
この結果、各工具の刃先通路は一致し、しかもワークに
干渉せずバランスカットができる。
〈実施例〉 第2図は本発明を実現する自動プログラミング装置のブ
aツク図である。
11はプロセッサ、12はROM、13はRAM114
はワーキングメモリ、15はディスプレイ装置(CRT
) 、16はデータを入力するキーボード、17は作成
されたNCプログラムを外部記憶媒体に出力するNOデ
ータ出力装置である。
CRTには対話画面表示領域15gと複数のソフトキー
領域15bが設けられ、各ソフトキー領域に対応して図
示しないキーが設けられ、該キーを押圧することにより
対応するソフトキー領域に表示されているデータを入力
することができる。
又、RAM13には各種パラメータを記憶するパラメー
タ記憶域13gが設けられている。
第3図は本発明における4軸旋盤の自動プログラミング
処理の流れ図である。この自動プログラミング処理は大
別すると以下の15ステツプから成っている。すなわち
、 (1)′自動プログラミングの実行を選択する第1ステ
ツプ、 (2)入力すべきデータ(次に実行すべきステップ)を
選択する第2ステツプ (3)素材の材質を選択する第3ステツプ、(4)  
面粗さを設定する第4ステツプ(5)図面形式を選択す
る篤5ステップ、(6)素材形状とその寸法を入力する
第6ステツプ、(7)部品形状とその寸法を入力する第
7ステツプ、(8)機械原点とタレット位置入力の第8
ステツプ、(9)加工工程を選択する第9ステツプ、(
11工具の選択と工具データ入力の第10ステツプ、 (11)加工条件決定の第11ステツプ、(2) 切削
方向入力の第12ステツプ、(11切削範囲入力の第1
3ステツプ、a4  同じ工具で切削する領域の有無を
入力する第14ステツプ 四 工具通路の計算(NCデータ作成)の第15ステツ
プ よりな9、第2図に示す自動プログラミング装置は順次
所定の設問画像(対話画面)をディスプレイ装置15の
ディスプレイ画面に表示し、該設問に応じて必要なデー
タをオペレータをしてキーボード16から入力させ、最
終的に入力された全データを用いて4軸旋盤の第1、第
2のNCプログラムを作成するようになっている。
第4図及び第5図は本発明方法の処理の流れ図であり、
以下バランスカット工程を含む場合におけるデータ入力
方法及びNCデータ作成方法について説明する。
尚、バランスカットが可能な工程は外径旋削(外径荒加
工、外径中仕上げ加工、外径仕上げ加工)に限られ、予
めRAM13(第2図)のパラメータ記憶域13aにバ
ランスカットする加工工程の名称が記憶されている。実
際には、所定のパラメータの第1ビツト、第2ビツト、
第3ビットの1lllT、”0″でそれぞれ外径荒加工
、外径中仕上げ加工、外径仕上げ加工をバランスカット
するかどうか特定している。たとえば、第1ピツトが1
nであれば自動プログラミング装置は外径荒加工はバラ
ンスカットするものであると認識し、第2ビツトが1″
であれば外径中仕上げ加工が、同様に第3ビツトが1′
1”であれば外径仕上げ加工がそれぞれバランスカット
するものであ水と認識する。
(alさて、第3図における第9ステツプにおいて、加
工工程が入力きれるとプロセッサ11は該入力された加
工工程が外径旋削(外径荒加工、外径中仕上げ加工、外
径仕上げ加工)かどうかをチェックする。
(b)外径旋削でなければ第9ステツプで入力した加工
工程で用いる工具(1種類)を特定するデータを入力さ
せるための対話画面(第6図参照)をCRTに描画する
(cl一方、入力された工程が外径荒加工、外径中仕上
げ加工、外径仕上げ加工のいずれか1つであれば、プロ
セッサ11はパラメータ記憶域13aに記憶されている
パラメータを参照し、該工程がバランスカット工程かど
うかをチェックする。
(d)バランスカット工程でなければステップ(blへ
飛び、バランスカット工程であれば該バランスカットに
用いる第1、第2刃物台における2種類の工具を設問す
る対話画面(第2図参照)をディスプレイ画面CRTに
表示する。
(e)オペレータは、 (a −1)バランスカット工程でない場合には1種類
の工具の(it工具管理番号、(iil工具番号、−工
具位置補正番号、Gvlタレット番号等を入力し、(e
 −2)バランスカット工程の場合には該バランスカッ
トに用いられる第1、第2工具の(i)工具管理番号、
(in工具番号、(至)工具位置補正番号、(Ivlタ
レット番号、M主軸回転方向等を入力する。
ただし、工具管理番号に対して工具番号、工具位置補正
番号、タレット番号、工具形状等がツーリングファイル
としてRAM13に記憶されている場合には、工具管理
番号を入力するだけで他のデータがCRTに自動表示さ
れる。
尚、第2図の対話画面において、1つの工具データのみ
入力して他の工具データを未定義にして次のステップへ
進むとバランスカット工程にならない。又、第1、第2
の工具のタレット番号を同一値にすることはできず、し
かも第1、第2の工具に対する主軸回転方向は同一でな
ければならない。タレット番号が同一であった9、主軸
回転方向が異なる場合には次のステップへは進むことが
できない。更に、バランスカットの場合、片方の刃物台
にしか特定された工具がなかった場合にはプロセッサ1
1はバランスカット工程としない。
(fl第2図あるいは第6図において所定の工具データ
が入力されれば第7図に示す工具形状を入力するための
対話画面が描画されるから設問に応じて順次工具形状デ
ータを入力する。尚、ツーリングファイルがRAM13
に記憶されている場合には自動的に工具形状データを含
む画面が表示される。又、バランスカットの場合には第
1、第2の工具の刃先半径(RN)が異なると次のステ
ップに進むことができない。これは、刃先半径が異なる
と工具通路が異なってくるからである。
(g)以後必要な全データが対話的に入力され、第2ス
テツプ(第3図参照)において、第1、第2刃物台を制
御する第1、第2NCプログラムの作成が要求されると
、プロセッサ11はCRTに工程1as画面を描画する
たとえば、外径荒加工と外径仕上げ加工を共にバランス
カット工程として登録しておき、第9ステツプ(第3図
参照)以降の「加工定義」で第8図に示すように工程を
定義したとすれば、刃物台別に工程を区分した工程*m
画面が第9図に示すように描画される。
尚、第9図において、G96は周速一定制御を指令する
G機能命令、アルファベット■は切削速度を指令するワ
ードアドレス語、MO3は主軸正転を指令するM機能命
令である。又、右端の括弧内数字1(=1.2)は主軸
回転速度を特定する命令(G96  S・・・)が第2
NCプログラムに出力されることを意味している。
[h)工程編集画面が描画されている状態においてオペ
レータは切削速度Vや各刃物台の工程の順序を修正する
ことができる。従って、修正が必要ならば所定の修正操
作を行い、不必要ならば次のステップへ進む。
尚、所定の工程の切削速度Vを修正したい場合であれば
、カーソルC8RをカーソルH進/1&退のソフトキー
を押圧して所定の工程に位置させ、しかる後キーボード
から切削速度を入力すればよい。
又、刃物台1の第5工程の「ねじ切り」を刃物台2によ
る「ねじ切り」と同時運転加工するように修正するには
、カーソルC5Rを第5工程に位置させ、しかる後ソフ
トキー[刃物1アツプ]を押圧すればよい(またはカー
ソルを第4工程に位置させてソフトキー「刃物2ダウン
」を押圧してもよい)。
(il修正が不要であり、あるいは修正操作が完了して
NCプログラムの作成が要求されると、プロセッサ11
は刃物台1、刃物台2月の第1、第2プログラムを作成
する。
尚、加工工程にバランスカット工程が含まれている場合
には、第5図に示す流れに従って仮想バランスカット工
具を決定し、該仮想バランスカット工具で加工するもの
としてバランスカット工程のNCデータを作成する。た
だし、第5図の処理は第4図における工具形状データ入
力ステップ(ステップ(f))の後で行ってもよい。
以下、仮想バランスカット工具の決定処理を第5図、第
10図に従って説明する。
(1)第1工具TL11、第2工具TL12の切刃角A
 Ci  (i = 1 、2 )と刃先角ANiを用
いて、各工具の主切刃ヘク)ルVl、、、 V、、 (
i=1.2)を演算する(第10図(A)、(B)参照
)。
(2)ついで、次式 %式% により、各工具の主切刃ベクトルV。1と副切刃ベクト
ルVQ、(i=1,2)の外積を演算し、その演算結果
の符号により主切刃ベクトルV□から副切刃ベクトルv
SIへの方向W、(i=1,2)を求める。尚、時計方
向であれば負、反時計方向であれば正となる。
(3)方向W、、W2が求まれば、これらの方向は等し
いか、いなかを判別する。
(41W 1≠W2であれば以下の(4−1)または(
4−2)の処理を行う。
(4−1)・・第1、第2工具TLI 1. TL12
の切削方向は逆でありバランスカット工具として不適当
でありエラーとし、エラーメツセージ表示等のアラーム
を出力する。
(4−2)  ・・副切刃で切削しようとしている方の
工具の該副切刃と主切刃を一時的に反転させ、Vslと
Vr、、 (i = 1または2)を入れ替えろことに
よりW、=W2とし、以後ステップ(5)以降の処理を
実行し、バランスカットを行えるようにする。
尚、(4−1)、(4−2)のいずれの処理を実行す不
かはパラメータ指定によるものとする。
(5)一方、W、=W2であれば、次式%式% によりVp、Vpsを求め、vPoの符号により主切刃
ベクトルv6から主切刃ベクトルv02への方向を求め
、vP、の符号により副切刃ベクトルvskから副切刃
ベクトルvs3への方向を求める。尚、符号が負であれ
ば時計方向、正であれば反時計方向である。
(6)ついで、VP、が零か(主切刃ベクトルv01゜
v02が一致しているか)、あるいはvpMの符号(主
切刃ベクトルV□から主切刃ベクトルv02への方向)
がW、と一致しているかどうかをチェックする。
(7)VpM= OアxイtivpMノ符号=W、テア
tlf主切刃ベクトルV。1を仮想バランスカット工具
の主切刃ベクトルとする。
(8)一方、vpoが0でなく、シかもその符号がW8
に一致していなければ主切刃ベクトルvM2を仮想バラ
ンスカット工具の主切刃ベクトルとする。
尚、第10図に示す例では主切刃ベクトルvM2が仮想
バランスカット工具の主切刃ベクトルとみなされる。す
なわち、第1、第2工具の主切刃のうち切削方向に大き
く傾斜している方の主切刃を仮想バランスカット工具の
主切刃とみなす。
(9)ついで、vpsが零か(副切刃ベクトルV9、。
vs□が一致しているか)、あるいはvpsの符号(副
切刃ベクトルv9.から副切刃ベクトルvg□への方向
)がW、と不一致かどうかをチェックする。
(tlvP、=oあるいはvf、sの符号≠W、であれ
ば副切刃ベクトルv、1を仮想バランスカット工具の主
切刃ベクトルとする。
(111一方、vPsが0でなく、シかもその符号がW
に一致していれば副切刃ベクトルv62を仮想バランス
カット工具の副切刃ベクトルとする。
尚、第10図に示す例では副切刃ベクトルvs1が仮想
バランスカットエ黒の副切刃ベクトルとみなされる。す
なわち、第1、第2工具の副切刃のうち切削方向と逆方
向に大きく傾斜している方の副切刃を仮想バランスカッ
ト工具の副切刃とみなす。
以上により、仮想バランスカット工具の工具形状を求め
てから、該仮想バランスカット工具がワ一りと干渉しな
い工具通路を求め、該バランスカット工程のNCデータ
を作成する。
第11図は、第9図に示す工程順序で加工を行う場合の
第1、第2NCプログラムNPI、NF2の構成説明図
である。
第1NCプログラムNPIにおいて、 1aは刃物台1の第1加工工程である外径荒加工の工具
通路を特定するNCデータ部分、1bは刃物台1の第2
加工工程である外径仕上げ加工の工具通路を特定するN
Cデータ部分、ICは刃物台1の第3加工工程である溝
切り加工の工具通路を特定するNCデータ部分、1dは
刃物台1の第5加工工程であるねじ切り加工の工具通路
を特定するNCデータ部分である。
又、第2NcプログラムNP2において、2aは刃物台
2のバランスカット(外径荒加工)の工具通路を特定す
るNCデータ部分、2bは刃物台2のバランスカット(
外径仕上げ加工)の工具通路を特定するNCデータ部分
、2cは刃物台2の第4加工工程であるねじ切り加工の
工具通路を特定するNCデータ部分である。
尚、各工程の工具通路は仕上げ形状、切削条件等を用い
て自動決定されてそのNCデータ部分1a〜Id、2a
〜2Cが作成される。
又、第1、第2NCプログラムNPI、NF2において
、 先頭のrolool」、r01002Jはプログラム番
号、 rG50X・・Z・・」は第3図の第8ステツプで入力
された機械原点とタレット旋回位置から特定される座標
系設定のNCデータ、 rGOo  T・・」のうちrGOOJはGOI〜GO
3が指令される迄以後の通路データが位置決めであるこ
とことを示すG機能命令、「T・・」は第10ステツプ
で入力された工具データにより特定される工具選択のN
Cデータ、 rG96  S・・M2S」は主軸回転を特定するNC
データ、 rG68Jは以後の切削工程がバランスカット工程(バ
ランスカットモード)であることを示すG機能命令、「
G69」はバランスカットモードキャンセルのG機能命
令である。rG68jが一方のNCプログラムで指令さ
れろと他方のNCプログラムによりrG68Jが指令さ
れる迄パルス分配が停止し、他方のNCプログラムによ
り「068」が指令された時点で両刃吻合の切削送りに
おけるパルス分配が同期して開始され、これにより両刃
吻合は全く同時に移動してバランスカットが可能となる
。従って、第9図の例ではNCデータ部分1aと2aと
が同時に実行され、又NCデータ部分1bと2bとが同
時に実行される。
rM100J〜rM103」は待ち合わせ用のM機能命
令であり、たとえば一方のNCプログラムからrMlo
oJが指令されると他方のNCプログラムからrMlo
oJが指令する迄該一方のNCプログラムによる制御が
停止する。
尚、プロセッサ11(第2図)は、NCプログラムの作
成が要求されれば、仕上げ形状、切削条件、工具データ
等を用いて加工工程順に第1刃物台を制御する第1のN
Cプログラムを作成すると共に、バランスカット工程を
実行するNCデータの前にバランスカットモードを示す
rG68」を挿入し、又該NCデータの後にバランスカ
ットモードキャンセルを示す「G69」を挿入する。し
かる後、プロセッサ11は同様に第2の刃物台を制御す
る第2のNCプログラムを作成すると共に、バランスカ
ット用NCデータ部分の前後にrG68J、rG69」
を押入してNCプログラムの作成処理を終了する。
〈発明の効果〉 以上本発明によれば、バランスカットに用いる工具とし
て特定された第1、第2工具の切刃角や刃先角が互いに
異なる場合であっても、バランスカット加工において第
1、第2工具の刃先通路を一致させ、かつワークに干渉
しないようにNCデータを作成するように構成したから
、工具選択の自由度が大きくなり、工具の特定が容易に
なり、しかも刃物台に適当な工具が存在しないことによ
りバランスカットができないという事態を減少させるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の概略説明図、 第2図は本発明を実現する自動プログラミング装置のブ
ロック図、 第3図は自動プログラミング処理の概略的な流れ図、 第4図及び第5図はバランスカット工程を含む本発明に
かかるNCプログラム作成の処理の流れ図、 第6図は工具データ入力用の対話画面例、第7図は工具
形状データ入力用の対話画面例、第8図及び第9図は工
程編集画面説明図、第10図は仮想バランスカット工具
の形状決定説明図、 第11図はバランスカット工程を含む同時4軸旋盤の第
1、第2のNCプログラムの説明図、第12図はバラン
スカット説明図、 TLII〜TL12・・外径加工用の工具、BT11〜
BT12・・バイト(刃先)、MBII〜MB12・・
各工具の主切刃、5BII〜5B12・・副切刃 特許出願人        ファナック株式会社代理人
          弁理士  齋藤千幹第1図 rA)       (B) (C) 第2図 第3図 第5図 第6図 第7図 第8図 第9図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 複数のデータ入力ステップの各ステップに応じた対話画
    面をディスプレイ装置に表示し、該各対話画面を参照し
    て仕上げ形状、加工工程、使用工具等を特定するための
    データを入力し、該入力されたデータを用いて4軸旋盤
    における第1、第2の刃物台を制御するための第1、第
    2のNCプログラムを作成するNCプログラム作成方法
    において、 バランスカットに用いる第1、第2の刃物台における工
    具の刃先形状が異なる場合、 第1の工具の主切刃と第2の工具の主切刃のうち切削方
    向側に大きく傾いている工具の主切刃を仮想的なバラン
    スカット用工具の主切刃とみなし、第1の工具の副切刃
    と第2の工具の副切刃のうち切削方向と反対側に大きく
    傾いている工具の副切刃を仮想的なバランスカット用工
    具の副切刃とみなし、 該仮想的なバランスカット用工具でバランスカットする
    ものとしてバランスカット工程のNCデータを作成する
    ことを特徴とする4軸旋盤のNCプログラム作成方法。
JP10034486A 1986-04-30 1986-04-30 4軸旋盤のncプログラム作成方法 Granted JPS62255046A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2002024385A1 (ja) * 2000-09-22 2004-01-29 シチズン時計株式会社 数値制御旋盤及びこの数値制御旋盤によるワークの加工方法
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