JPS6258866B2 - - Google Patents
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- JPS6258866B2 JPS6258866B2 JP3486583A JP3486583A JPS6258866B2 JP S6258866 B2 JPS6258866 B2 JP S6258866B2 JP 3486583 A JP3486583 A JP 3486583A JP 3486583 A JP3486583 A JP 3486583A JP S6258866 B2 JPS6258866 B2 JP S6258866B2
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- Japan
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- machining
- tracing
- tracer head
- axis
- cutting
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- Expired
Links
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- 239000000700 radioactive tracer Substances 0.000 claims description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 23
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 15
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- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 14
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- 230000015654 memory Effects 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
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- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q35/00—Control systems or devices for copying directly from a pattern or a master model; Devices for use in copying manually
- B23Q35/04—Control systems or devices for copying directly from a pattern or a master model; Devices for use in copying manually using a feeler or the like travelling along the outline of the pattern, model or drawing; Feelers, patterns, or models therefor
- B23Q35/08—Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work
- B23Q35/12—Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means
- B23Q35/121—Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means using mechanical sensing
- B23Q35/123—Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means using mechanical sensing the feeler varying the impedance in a circuit
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Machine Tool Copy Controls (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は工作機械の加工方法に係り、特に中空
状モデルの中空部と同形の加工物を輪郭ならいと
NC加工制御を併用して加工することができる工
作機械の加工方法に関する。
状モデルの中空部と同形の加工物を輪郭ならいと
NC加工制御を併用して加工することができる工
作機械の加工方法に関する。
背景技術
中空状或いは凹形のモデルの中空部（凹部）を
ならつて、該モデルの中空部（凹部）と同形の加
工物をむく材から得るならい加工においては、輪
郭ならいによりモデルの内側をならい、１周の輪
郭ならいが終了すれば深さ方向にピツクフイード
し、以後輪郭ならいとピツクフイードを繰返え
し、加工深さが所定深さに達つするとならいを中
断し（加工深さがそれ以上になるとワークとカツ
タとの干渉が生じるため）、しかる後輪郭ならい
により生成された溝部に囲まれた部分をマニユア
ルにより、たとえばジヨグ送り或いは手動パルス
送りによりカツタを移動させて加工し、手動によ
る加工終了後、上記輪郭ならいと手動による加工
を繰返えす。
ならつて、該モデルの中空部（凹部）と同形の加
工物をむく材から得るならい加工においては、輪
郭ならいによりモデルの内側をならい、１周の輪
郭ならいが終了すれば深さ方向にピツクフイード
し、以後輪郭ならいとピツクフイードを繰返え
し、加工深さが所定深さに達つするとならいを中
断し（加工深さがそれ以上になるとワークとカツ
タとの干渉が生じるため）、しかる後輪郭ならい
により生成された溝部に囲まれた部分をマニユア
ルにより、たとえばジヨグ送り或いは手動パルス
送りによりカツタを移動させて加工し、手動によ
る加工終了後、上記輪郭ならいと手動による加工
を繰返えす。
しかし、かゝる方法では加工深さが所定深さに
達つする毎にマニユアル加工が必要となるため、
操作が面倒となると共に、熟練したオペレータが
必要となり、しかも加工時間が長くなり、総じて
パーフオーマンス・コストが悪い。
達つする毎にマニユアル加工が必要となるため、
操作が面倒となると共に、熟練したオペレータが
必要となり、しかも加工時間が長くなり、総じて
パーフオーマンス・コストが悪い。
以上から、本発明は中空状モデルの中空部と同
形の加工物をむく材からならい加工する場合であ
つても、マニユアル操作が介入することがない輪
郭ならい方法を提供することを目的とする。
形の加工物をむく材からならい加工する場合であ
つても、マニユアル操作が介入することがない輪
郭ならい方法を提供することを目的とする。
発明の開示
本発明は、モデル形状に応じた検出信号を発生
するトレーサヘツドと、該トレーサヘツドより発
生した検出信号を用いて各軸の指令速度を発生す
るならい制御装置を備え、前記各指令速度により
各軸に設けられたサーボモータの駆動によりトレ
ーサヘツドをして中空状モデルの内側を倣わせる
と同時に工具をワークに対して相対的に移動させ
てワークにモデル形状通りの加工を施す工作機械
の加工方法において、深さ方向に所定量ピツクフ
イードし輪郭ならいによりトレーサヘツドをして
モデルの内側をならわせると共に、トレーサヘツ
ドの通過位置を順次サンプリングして順次サンプ
リング位置を記憶させかつトレーサヘツドより発
生した検出信号を用いて、ワークに切削加工を施
す工程を少なくとも１回実行する輪郭ならい加工
工程と、前記輪郭ならい加工工程終了後、前記輪
郭ならい加工工程実行時に生じた溝に囲まれ、前
記輪郭ならい加工工程時のピツクフイードを行つ
た深さまでの残余の未加工領域を、前記記憶され
たトレーサヘツドのサンプリング位置情報を用い
て工具により切削除去する数値制御加工工程と、
を有することを特徴とする工作機械の加工方法で
ある。
するトレーサヘツドと、該トレーサヘツドより発
生した検出信号を用いて各軸の指令速度を発生す
るならい制御装置を備え、前記各指令速度により
各軸に設けられたサーボモータの駆動によりトレ
ーサヘツドをして中空状モデルの内側を倣わせる
と同時に工具をワークに対して相対的に移動させ
てワークにモデル形状通りの加工を施す工作機械
の加工方法において、深さ方向に所定量ピツクフ
イードし輪郭ならいによりトレーサヘツドをして
モデルの内側をならわせると共に、トレーサヘツ
ドの通過位置を順次サンプリングして順次サンプ
リング位置を記憶させかつトレーサヘツドより発
生した検出信号を用いて、ワークに切削加工を施
す工程を少なくとも１回実行する輪郭ならい加工
工程と、前記輪郭ならい加工工程終了後、前記輪
郭ならい加工工程実行時に生じた溝に囲まれ、前
記輪郭ならい加工工程時のピツクフイードを行つ
た深さまでの残余の未加工領域を、前記記憶され
たトレーサヘツドのサンプリング位置情報を用い
て工具により切削除去する数値制御加工工程と、
を有することを特徴とする工作機械の加工方法で
ある。
実施例
第１図は本発明を適用できるならい工作機械の
概略図であり、第２図は本発明の概略説明図で、
同図Ａはモデルの平面図、同図ＢはAA′断面図、
同図Ｃはワーク平面図である。第１図においてテ
ーブルTBLをＸ軸方向に駆動するＸ軸のモータ
XMと、トレーサヘツドTC及びカツタヘツドCT
が装着されたコラムCLMをＺ軸方向に駆動する
Ｚ軸のモータZMと、テーブルTBLをＹ軸方向に
動かすＹ軸のモータYMが設けられている。テー
ブルTBLには中空状又は凹形のモデルMDLとワ
ークWK（頭初はむく材）とが固定され、トレー
サヘツドTCはモデルMDLの内側表面に当接して
ならい、カツタヘツドCTはワークWKにモデル
形状通りの加工を施す。トレーサヘツドTCは周
知の如く、モデルMDLの表面のＸ，Ｙ，Ｚ各軸
の変位εｘ，εｙ，εｚを検出する構成のもので
あり、トレーサヘツドTCにより検出された各軸
方向変位はならい制御装置TCCに入力され、
こゝで周知のならい演算が行われて各軸方向の速
度成分が発生する。たとばＸ−Ｙ平面における輪
郭ならいが行われるものとすればならい制御装置
TCCはトレーサヘツドTCの検出変位εｘ，ε
ｙ，εｚを用いて所定の輪郭ならい処理を行なつ
てＸ軸及びＹ軸方向の速度指令Vx，Vyを発生す
る。これら速度指令Vx，Vyはそれぞれサーボ回
路SVx，SVyを介してＸ軸及びＹ軸のモータ
MX，MYに印加され、これら各軸モータMX，
MYを回転させ、トレーサヘツドTCをしてモデ
ル内側を第２図Ａに示すように輪郭ならいさせ
る。この結果、カツタヘツドCTが第２図Ｃ矢印
方向にワークWKに対し相対的に移動して、該ワ
ークにトレーサヘツドの移動軌跡と同形の溝
GTTが加工される。輪郭ならい終了後、ならい
平面をＸ−Ｚ平面に切換えて第２図Ｂに示すよう
にＺ軸（深さ）方向に所定量（ピツクフイード
量）トレーサヘツドをピツクフイードし、ピツク
フイード後再びＸ−Ｙ平面の輪郭ならいを開始す
る。そして、以後同様な制御を繰返えし加工深さ
が予め設定した深さに到達すればならいを中断す
る。そして、中断後溝GTTに囲まれた部分WIG
のNC加工を行なう。尚、NC加工法としては第３
図Ａに示すように輪郭ならい時に機械位置S1，
S2，S3…Ｓoを順次サンプリングして記憶させ、
該機械位置を結ぶ直線により形成された閉路に対
し、１周の加工毎に所量量（オフセツト量とい
う）ずつ順次内側にオフセツトすることにより加
工する。又、別のNC加工法としては輪郭ならい
時に機械位置S1，S2，S3…Ｓoを順次サンプリン
グして記憶させ、該機械位置を結ぶ直線により形
成されたXY平面の閉通路に囲れた部分WIGを、
第３図Ｂの点線矢印に示すように第１軸方向（Ｘ
軸方向）に閉通路に到達する迄切削加工し、つい
で第２軸方向（Ｙ軸方向）に所定量Wy切削送り
し、ついで第１軸方向であつて前記方向と逆向き
に（−Ｘ方向に）閉通路に到達する迄切削送り
し、しかる後第２軸方向に所定量（Wy）切削送
りし、以後上記切削サイクルを繰返えしてジグザ
グ状に数値制御加工を行なう。
概略図であり、第２図は本発明の概略説明図で、
同図Ａはモデルの平面図、同図ＢはAA′断面図、
同図Ｃはワーク平面図である。第１図においてテ
ーブルTBLをＸ軸方向に駆動するＸ軸のモータ
XMと、トレーサヘツドTC及びカツタヘツドCT
が装着されたコラムCLMをＺ軸方向に駆動する
Ｚ軸のモータZMと、テーブルTBLをＹ軸方向に
動かすＹ軸のモータYMが設けられている。テー
ブルTBLには中空状又は凹形のモデルMDLとワ
ークWK（頭初はむく材）とが固定され、トレー
サヘツドTCはモデルMDLの内側表面に当接して
ならい、カツタヘツドCTはワークWKにモデル
形状通りの加工を施す。トレーサヘツドTCは周
知の如く、モデルMDLの表面のＸ，Ｙ，Ｚ各軸
の変位εｘ，εｙ，εｚを検出する構成のもので
あり、トレーサヘツドTCにより検出された各軸
方向変位はならい制御装置TCCに入力され、
こゝで周知のならい演算が行われて各軸方向の速
度成分が発生する。たとばＸ−Ｙ平面における輪
郭ならいが行われるものとすればならい制御装置
TCCはトレーサヘツドTCの検出変位εｘ，ε
ｙ，εｚを用いて所定の輪郭ならい処理を行なつ
てＸ軸及びＹ軸方向の速度指令Vx，Vyを発生す
る。これら速度指令Vx，Vyはそれぞれサーボ回
路SVx，SVyを介してＸ軸及びＹ軸のモータ
MX，MYに印加され、これら各軸モータMX，
MYを回転させ、トレーサヘツドTCをしてモデ
ル内側を第２図Ａに示すように輪郭ならいさせ
る。この結果、カツタヘツドCTが第２図Ｃ矢印
方向にワークWKに対し相対的に移動して、該ワ
ークにトレーサヘツドの移動軌跡と同形の溝
GTTが加工される。輪郭ならい終了後、ならい
平面をＸ−Ｚ平面に切換えて第２図Ｂに示すよう
にＺ軸（深さ）方向に所定量（ピツクフイード
量）トレーサヘツドをピツクフイードし、ピツク
フイード後再びＸ−Ｙ平面の輪郭ならいを開始す
る。そして、以後同様な制御を繰返えし加工深さ
が予め設定した深さに到達すればならいを中断す
る。そして、中断後溝GTTに囲まれた部分WIG
のNC加工を行なう。尚、NC加工法としては第３
図Ａに示すように輪郭ならい時に機械位置S1，
S2，S3…Ｓoを順次サンプリングして記憶させ、
該機械位置を結ぶ直線により形成された閉路に対
し、１周の加工毎に所量量（オフセツト量とい
う）ずつ順次内側にオフセツトすることにより加
工する。又、別のNC加工法としては輪郭ならい
時に機械位置S1，S2，S3…Ｓoを順次サンプリン
グして記憶させ、該機械位置を結ぶ直線により形
成されたXY平面の閉通路に囲れた部分WIGを、
第３図Ｂの点線矢印に示すように第１軸方向（Ｘ
軸方向）に閉通路に到達する迄切削加工し、つい
で第２軸方向（Ｙ軸方向）に所定量Wy切削送り
し、ついで第１軸方向であつて前記方向と逆向き
に（−Ｘ方向に）閉通路に到達する迄切削送り
し、しかる後第２軸方向に所定量（Wy）切削送
りし、以後上記切削サイクルを繰返えしてジグザ
グ状に数値制御加工を行なう。
NC加工により、溝GTTにより囲まれた部分
WIGの加工が終了すれば、ならい中断位置へト
レーサヘツドTC及びカツタCTを戻し、アプロー
チを開始して輪郭ならいを開始し、以後輪郭なら
いとNC加工を繰返えして深さ方向の終点位置ま
で加工が行われる。
WIGの加工が終了すれば、ならい中断位置へト
レーサヘツドTC及びカツタCTを戻し、アプロー
チを開始して輪郭ならいを開始し、以後輪郭なら
いとNC加工を繰返えして深さ方向の終点位置ま
で加工が行われる。
第４図は本発明に係る方法を実現するための装
置のブロツク図である。
置のブロツク図である。
ならい制御装置TCCにおいて、１はプロセツ
サであり、後述するROMに記憶されている制御
プログラムに従い所定の演算処理を実行するも
の、２はROMであり、輪郭ならい制御プログラ
ム及び数値制御プログラムを格納するもの、３は
後述する操作盤にセツトされた実行すべきならい
方法と、該ならい方法により使用される加工条件
データと、ならい領域データ等を記憶するデータ
メモリRAMである。尚、加工条件データによ
り、ならい平面、アプローチ位置とアプローチ方
向、ならい速度、基準変位量、ピツクフイード量
dpとその方向、並びに加工深さdzなどが特定さ
れ、ならい領域データにより深さ方向の最終位置
Znが特定される。４はRAMよりなる作業用メモ
リであり、演算処理結果などを記憶するもの、５
は輪郭ならい時にサンプリングされた機械位置
S1，S2，…Ｓoの座標（XY平面における）を順次
記憶する機械位置メモリである。６Ｘ，６Ｙ，６
ＺはそれぞれトレーサヘツドTCから出力される
アナログの各軸変位量εｘ，εｙ，εｚをAD変
換するAD変換器である。１１は操作盤であり、
加工条件データ、ならい領域データ、NC加工時
のオフセツト量doなどを設定すると共に、起
動、停止などの操作を行なうもの、１２Ｘ，１２
Ｙ，１２Ｚはならい制御装置TCCから出力され
るデイジタルの各軸速度指令をアナログに変換す
るDA変換器、１３Ｘ，１３Ｙ，１３Ｚは合成回
路、１４Ｘ，１４Ｙ，１４Ｚは速度制御回路、１
５Ｘ，１５Ｙ，１５ＺはそれぞれＸ軸モータ
XY、Ｙ軸モータYM、Ｚ軸モータZM、１６Ｘ，
１６Ｙ，１６Ｚは対応するモータが所定角度回転
する毎に互いに90゜位相の異なる一組のパルス
Xf，Xf′；Yf，Yf′；Zf，Zf′を発生するパルス発
生器、１７Ｘ，１７Ｙ，１７Ｚはそれぞれ印加さ
れたパルスの位相を監視して正パルス、負パルス
を発生する方向パルス発生回路である。たとえ
ば、方向パルス発生回路１７ＸはパルスXf，
Xf′の位相を監視し、パルスXfの位相がパルス
Xf′のそれより進んでいればパルスXf，Xf′と同周
期の正パルス＋Pxを発生し、遅れていれば負パ
ルス−Pxを発生する。１８は現在位置レジスタ
ユニツトであり、Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸に対しＸ軸レ
ジスタ１８Ｘ、Ｙ軸レジスタ１８Ｙ、Ｚ軸レジス
タ１８Ｚを有し、各レジスタは正パルスが発生す
る毎にその内容をカウントアツプし、負パルスが
発生する毎にその内容をカウントダウンするよう
に構成され、それぞれ機械現在位置Xa，Ya，Za
を出力する。１９はパルス分配器であり、NC加
工時プロセツサ１から出力される位置データ△
Ｘ，△Ｙ，△Ｚに基いてパルス分配演算を実行
し、指令方向に基いて分配パルス＋XP又は−
XP，＋YP又は−YP，＋ZP又は−ZPを出力する。
２０Ｘ，２０X′，２０Ｙ，２０Y′，２０Ｚ，２
０Z′はオアゲート、２１Ｘ，２１Ｙ，２１Ｚはそ
れぞれパルス分配器１９から発生する分配パルス
の数と実際の移動によりパルス発生器１６Ｘ，１
６Ｙ，１６Ｚから発生するパルス数との差分
Ex，Ey，Ezをリアルタイムで演算して記憶する
誤差レジスタ、２２Ｘ，２２Ｙ，２２Ｚは差分
Ex，Ey，Ezに比例したアナログ電圧を発生する
DA変換器、２３はならい制御時に閉じられ、NC
加工時に開らくゲート回路；２４はNC加工終了
検出器である。
サであり、後述するROMに記憶されている制御
プログラムに従い所定の演算処理を実行するも
の、２はROMであり、輪郭ならい制御プログラ
ム及び数値制御プログラムを格納するもの、３は
後述する操作盤にセツトされた実行すべきならい
方法と、該ならい方法により使用される加工条件
データと、ならい領域データ等を記憶するデータ
メモリRAMである。尚、加工条件データによ
り、ならい平面、アプローチ位置とアプローチ方
向、ならい速度、基準変位量、ピツクフイード量
dpとその方向、並びに加工深さdzなどが特定さ
れ、ならい領域データにより深さ方向の最終位置
Znが特定される。４はRAMよりなる作業用メモ
リであり、演算処理結果などを記憶するもの、５
は輪郭ならい時にサンプリングされた機械位置
S1，S2，…Ｓoの座標（XY平面における）を順次
記憶する機械位置メモリである。６Ｘ，６Ｙ，６
ＺはそれぞれトレーサヘツドTCから出力される
アナログの各軸変位量εｘ，εｙ，εｚをAD変
換するAD変換器である。１１は操作盤であり、
加工条件データ、ならい領域データ、NC加工時
のオフセツト量doなどを設定すると共に、起
動、停止などの操作を行なうもの、１２Ｘ，１２
Ｙ，１２Ｚはならい制御装置TCCから出力され
るデイジタルの各軸速度指令をアナログに変換す
るDA変換器、１３Ｘ，１３Ｙ，１３Ｚは合成回
路、１４Ｘ，１４Ｙ，１４Ｚは速度制御回路、１
５Ｘ，１５Ｙ，１５ＺはそれぞれＸ軸モータ
XY、Ｙ軸モータYM、Ｚ軸モータZM、１６Ｘ，
１６Ｙ，１６Ｚは対応するモータが所定角度回転
する毎に互いに90゜位相の異なる一組のパルス
Xf，Xf′；Yf，Yf′；Zf，Zf′を発生するパルス発
生器、１７Ｘ，１７Ｙ，１７Ｚはそれぞれ印加さ
れたパルスの位相を監視して正パルス、負パルス
を発生する方向パルス発生回路である。たとえ
ば、方向パルス発生回路１７ＸはパルスXf，
Xf′の位相を監視し、パルスXfの位相がパルス
Xf′のそれより進んでいればパルスXf，Xf′と同周
期の正パルス＋Pxを発生し、遅れていれば負パ
ルス−Pxを発生する。１８は現在位置レジスタ
ユニツトであり、Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸に対しＸ軸レ
ジスタ１８Ｘ、Ｙ軸レジスタ１８Ｙ、Ｚ軸レジス
タ１８Ｚを有し、各レジスタは正パルスが発生す
る毎にその内容をカウントアツプし、負パルスが
発生する毎にその内容をカウントダウンするよう
に構成され、それぞれ機械現在位置Xa，Ya，Za
を出力する。１９はパルス分配器であり、NC加
工時プロセツサ１から出力される位置データ△
Ｘ，△Ｙ，△Ｚに基いてパルス分配演算を実行
し、指令方向に基いて分配パルス＋XP又は−
XP，＋YP又は−YP，＋ZP又は−ZPを出力する。
２０Ｘ，２０X′，２０Ｙ，２０Y′，２０Ｚ，２
０Z′はオアゲート、２１Ｘ，２１Ｙ，２１Ｚはそ
れぞれパルス分配器１９から発生する分配パルス
の数と実際の移動によりパルス発生器１６Ｘ，１
６Ｙ，１６Ｚから発生するパルス数との差分
Ex，Ey，Ezをリアルタイムで演算して記憶する
誤差レジスタ、２２Ｘ，２２Ｙ，２２Ｚは差分
Ex，Ey，Ezに比例したアナログ電圧を発生する
DA変換器、２３はならい制御時に閉じられ、NC
加工時に開らくゲート回路；２４はNC加工終了
検出器である。
次に、第５図に示す処理の流れ図を参照しなが
ら、第４図の動作を説明する。
ら、第４図の動作を説明する。
加工に先立つて、操作盤１１よりならい加工条
件データ、ならい領域データ、NC加工時の切削
送り速度、オフセツト量doを入力し、データメ
モリ３に格納する。
件データ、ならい領域データ、NC加工時の切削
送り速度、オフセツト量doを入力し、データメ
モリ３に格納する。
ついで、操作盤１１上の起動釦を操作して起動
をかけ、輪郭ならい制御を開始する。プロセツサ
１は起動がかゝるとROM２に記憶されているプ
ロブラムの制御下で以下の処理を行なう。
をかけ、輪郭ならい制御を開始する。プロセツサ
１は起動がかゝるとROM２に記憶されているプ
ロブラムの制御下で以下の処理を行なう。
まず、アプローチ点の位置座標をデータメモリ
３から読み出し、アプローチ点の付近にトレーサ
ヘツドTCを位置決めする。ついでＸ軸（または
Ｙ軸）方向にトレーサヘツドをアプローチ点に向
けて移動させる。トレーサヘツドTCがアプロー
チ点に向かつて移動してモデルに接触すると、該
トレーサヘツドから出力される各軸変位の合成変
位量（ε＝√2＋2＋2）が設定値以上に
なり、これによりプロセツサ１はトレーサヘツド
がアプローチ点へ位置決めされたことを判別す
る。ならいが起動して一周ならうとついで、Ｚ軸
方向へのピツクフイード制御を行なう。このピツ
クフイード制御はならい平面をＸ−Ｚとするなら
いを行なうことにより実行される。すなわち、ま
ずＺ軸の現在位置をZaとするとき、Zaと、ピツ
クフイード量dpと、加工深さdzを用いて次式 Zp＝Za＋dp (1) Zd＝Za＋dz (2) により深さ方向（Ｚ軸方向）のピツクフイード終
了位置Zpと、輪郭ならい終了位置Zdを演算す
る。ついで、送り軸をＸ軸、ならい軸をＺ軸とし
て、速度指令Vx，Vzを出力してならいを行な
う。速度指令Vx，VzはDA変換器１２Ｘ，１２
Ｚによりアナログ値に変換され、合成回路１３
Ｘ，１３Ｚ及び速度制御回路１４Ｘ，１４Ｚを介
してＸ軸モータ１５ＸとＺ軸モータ１５Ｚに印加
され各モータを回転させる。これにより、トレー
サヘツドTCはモデルの内面に沿つて移動するか
ら、該トレーサヘツドTCから変位εｘ，εｙ，
εｚが出力され、これらはプロセツサ１に入力さ
れる。プロセツサ１は各軸変位に基いて周知のな
らい演算を実行して送り速度Vx，Vzを演算す
る。例えば送り速度Vxは｜ε−εｏ｜（但し、
εは合成変位量、εｏは基準偏位）の値に対し反
比例する様制御し、送り速度Vzは｜ε−εｏ｜
の値に比例して変位し、かつ（ε−εｏ）が零に
なる様に制御する。プロセツサ１により演算され
た新たな速度指令Vx，Vzは同様に各軸モータ１
５Ｘ，１５Ｚに印加され、以後Ｘ−Ｚのならいが
進行する。一方、Ｘ軸モータ１５Ｘ及びＺ軸モー
タ１５Ｚが回転すれば、所定回転毎に方向パルス
発生回路１７Ｘ，１７Ｚから移動方向に応じて正
パルス（＋Px，＋Pz）又は負パルス（−Px，−
Pz）がＸ軸レジスタ１８Ｘ及びＺ軸レジスタ１
８Ｚに入力され、各レジスタに記憶されている機
械現在位置が更新される。さて、プロセツサ１は
ピツクフイードの進行と並行してＺ軸レジスタの
内容（Ｚ軸方向現在位置）Zaを読み取り、機械
位置Zaが加工終了位置Znに等くなつたかどう
か、ピツクフイード終了位置Zpに等しくなつた
かどうか及び機械位置Zaが輪郭ならい終了位置
Zdに等しくなつたかどうかを判定し、Za＝Zn及
びZa＝Zdとなる前にピツクフイード終了位置に
到達すれば（Za＝Zp）、ピツクフイードを停止す
る。これによりプロセツサ１は現機械位置Xa，
Ya，Zaをレジスタユニツト１８から読みとつて
作業用メモリ４に輪かくならい一周終了位置Pe
として記憶させ、ピツクフイード制御を終える。
３から読み出し、アプローチ点の付近にトレーサ
ヘツドTCを位置決めする。ついでＸ軸（または
Ｙ軸）方向にトレーサヘツドをアプローチ点に向
けて移動させる。トレーサヘツドTCがアプロー
チ点に向かつて移動してモデルに接触すると、該
トレーサヘツドから出力される各軸変位の合成変
位量（ε＝√2＋2＋2）が設定値以上に
なり、これによりプロセツサ１はトレーサヘツド
がアプローチ点へ位置決めされたことを判別す
る。ならいが起動して一周ならうとついで、Ｚ軸
方向へのピツクフイード制御を行なう。このピツ
クフイード制御はならい平面をＸ−Ｚとするなら
いを行なうことにより実行される。すなわち、ま
ずＺ軸の現在位置をZaとするとき、Zaと、ピツ
クフイード量dpと、加工深さdzを用いて次式 Zp＝Za＋dp (1) Zd＝Za＋dz (2) により深さ方向（Ｚ軸方向）のピツクフイード終
了位置Zpと、輪郭ならい終了位置Zdを演算す
る。ついで、送り軸をＸ軸、ならい軸をＺ軸とし
て、速度指令Vx，Vzを出力してならいを行な
う。速度指令Vx，VzはDA変換器１２Ｘ，１２
Ｚによりアナログ値に変換され、合成回路１３
Ｘ，１３Ｚ及び速度制御回路１４Ｘ，１４Ｚを介
してＸ軸モータ１５ＸとＺ軸モータ１５Ｚに印加
され各モータを回転させる。これにより、トレー
サヘツドTCはモデルの内面に沿つて移動するか
ら、該トレーサヘツドTCから変位εｘ，εｙ，
εｚが出力され、これらはプロセツサ１に入力さ
れる。プロセツサ１は各軸変位に基いて周知のな
らい演算を実行して送り速度Vx，Vzを演算す
る。例えば送り速度Vxは｜ε−εｏ｜（但し、
εは合成変位量、εｏは基準偏位）の値に対し反
比例する様制御し、送り速度Vzは｜ε−εｏ｜
の値に比例して変位し、かつ（ε−εｏ）が零に
なる様に制御する。プロセツサ１により演算され
た新たな速度指令Vx，Vzは同様に各軸モータ１
５Ｘ，１５Ｚに印加され、以後Ｘ−Ｚのならいが
進行する。一方、Ｘ軸モータ１５Ｘ及びＺ軸モー
タ１５Ｚが回転すれば、所定回転毎に方向パルス
発生回路１７Ｘ，１７Ｚから移動方向に応じて正
パルス（＋Px，＋Pz）又は負パルス（−Px，−
Pz）がＸ軸レジスタ１８Ｘ及びＺ軸レジスタ１
８Ｚに入力され、各レジスタに記憶されている機
械現在位置が更新される。さて、プロセツサ１は
ピツクフイードの進行と並行してＺ軸レジスタの
内容（Ｚ軸方向現在位置）Zaを読み取り、機械
位置Zaが加工終了位置Znに等くなつたかどう
か、ピツクフイード終了位置Zpに等しくなつた
かどうか及び機械位置Zaが輪郭ならい終了位置
Zdに等しくなつたかどうかを判定し、Za＝Zn及
びZa＝Zdとなる前にピツクフイード終了位置に
到達すれば（Za＝Zp）、ピツクフイードを停止す
る。これによりプロセツサ１は現機械位置Xa，
Ya，Zaをレジスタユニツト１８から読みとつて
作業用メモリ４に輪かくならい一周終了位置Pe
として記憶させ、ピツクフイード制御を終える。
ピツクフイード制御が完了すれば、プロセツサ
１はならい平面をXYとする輪郭ならい制御を開
始する。すなわち、トレーサヘツドの変位に基い
て速度指令Vx，Vyを演算して、出力する。この
速度指令Vx，VyはDA変換器１２Ｘ，１２Ｙに
よりアナログ値に変換され、合成回路１３Ｘ，１
３Ｙ及び速度制御回路１４Ｘ，１４Ｙを介してＸ
軸モータ１５ＸとＹ軸モータ１５Ｙに印加され、
各モータを回転させる。これにより、トレーサヘ
ツドTCはモデルの内面に沿つて移動するから、
トレーサヘツドから新たな変位が出力され、以
後、同様にVx，Vyが演算され、該Vx，Vyに基
いてトレーサヘツドTCはモデル内面に沿つて移
動してゆく。さて、プロセツサ１は上記制御と並
行して、常時Ｘ−Ｙ平面における機械現在位置
Xa，Yaが輪郭ならい１周終了位置PeのＸ，Ｙ座
標Xe，Yeに等しくなつたかどうかを判定してお
り、機械位置がPeに到達すると輪郭ならいを終
了する。これにより、むく材であるワークWKに
第２図Ｃに示す溝GTTが加工されたことにな
る。
１はならい平面をXYとする輪郭ならい制御を開
始する。すなわち、トレーサヘツドの変位に基い
て速度指令Vx，Vyを演算して、出力する。この
速度指令Vx，VyはDA変換器１２Ｘ，１２Ｙに
よりアナログ値に変換され、合成回路１３Ｘ，１
３Ｙ及び速度制御回路１４Ｘ，１４Ｙを介してＸ
軸モータ１５ＸとＹ軸モータ１５Ｙに印加され、
各モータを回転させる。これにより、トレーサヘ
ツドTCはモデルの内面に沿つて移動するから、
トレーサヘツドから新たな変位が出力され、以
後、同様にVx，Vyが演算され、該Vx，Vyに基
いてトレーサヘツドTCはモデル内面に沿つて移
動してゆく。さて、プロセツサ１は上記制御と並
行して、常時Ｘ−Ｙ平面における機械現在位置
Xa，Yaが輪郭ならい１周終了位置PeのＸ，Ｙ座
標Xe，Yeに等しくなつたかどうかを判定してお
り、機械位置がPeに到達すると輪郭ならいを終
了する。これにより、むく材であるワークWKに
第２図Ｃに示す溝GTTが加工されたことにな
る。
輪郭ならいの終了により、Ｚ軸方向へのピツク
フイード制御を前記と同様に行ない、以後輪郭な
らいとピツクフイードを繰返えす。そして、ピツ
クフイード制御時、加工終了位置に到達する前に
Ｚ軸方向の機械現在位置ZaがZdと等しくなれ
ば、すなわち機械位置が輪郭ならい終了位置Zd
に到達すれば、直ちにピツクフイードを中止し、
輪郭ならいを行なう。
フイード制御を前記と同様に行ない、以後輪郭な
らいとピツクフイードを繰返えす。そして、ピツ
クフイード制御時、加工終了位置に到達する前に
Ｚ軸方向の機械現在位置ZaがZdと等しくなれ
ば、すなわち機械位置が輪郭ならい終了位置Zd
に到達すれば、直ちにピツクフイードを中止し、
輪郭ならいを行なう。
さて、この輪郭ならいにおいて、プロセツサ１
は、前述の輪郭ならい制御と並行して、輪郭なら
い通路の位置S1，S2…（第３図）をサンプリング
して機械位置メモリ５に記憶するための通路記憶
制御を行なう（第６図参照）。すなわち、 (イ) 輪郭ならいに先立つてｎ＝０，ｉ＝１として
Po（輪郭ならい１周終了位置Peと同一ポイン
ト）を作業用メモリ４に格納する。
は、前述の輪郭ならい制御と並行して、輪郭なら
い通路の位置S1，S2…（第３図）をサンプリング
して機械位置メモリ５に記憶するための通路記憶
制御を行なう（第６図参照）。すなわち、 (イ) 輪郭ならいに先立つてｎ＝０，ｉ＝１として
Po（輪郭ならい１周終了位置Peと同一ポイン
ト）を作業用メモリ４に格納する。
(ロ) しかる後、一定周期毎に
ｎ＋１→ｎ (3)
の演算を行なうと共に、ポイントPnのＸ−Ｙ
平面における機械位置Xa，Yaを現在位レジス
タユニツト１８から読み出し作業用メモリ４に
セツトする。
平面における機械位置Xa，Yaを現在位レジス
タユニツト１８から読み出し作業用メモリ４に
セツトする。
(ハ)そして、ｎが偶数であるとPoとPnの中点Pcjを
演算すると共に、次式 ｍ＝ｎ／２ によりｍを求め、ポイントPmとポイントPcj間
の距離Ｌを演算する（尚、距離Ｌは誤差であ
る）、 (ニ) しかる後、距離Ｌと許容誤差Eaとの大小を
比較する。
演算すると共に、次式 ｍ＝ｎ／２ によりｍを求め、ポイントPmとポイントPcj間
の距離Ｌを演算する（尚、距離Ｌは誤差であ
る）、 (ニ) しかる後、距離Ｌと許容誤差Eaとの大小を
比較する。
(ホ) 比較の結果、Ｌ＜Eaであれば、上記(ロ)〜(ニ)
をＬ≧Eaになる迄繰返えす。
をＬ≧Eaになる迄繰返えす。
(ヘ) Ｌ≧EaとなればポイントPnをSi（ｉの初期
値は１）として記憶すると共に、 ｉ＋１→ｉ とする。
値は１）として記憶すると共に、 ｉ＋１→ｉ とする。
(ト) 以後、トレーサヘツドTCが輪郭ならい１周
終了位置Peに到達する迄、換言すれば輪郭な
らいが終了する迄上記(ロ)〜(ヘ)のステツプを繰返
えし、輪郭ならい通路の位置S1，S2，S3…を記
憶する。
終了位置Peに到達する迄、換言すれば輪郭な
らいが終了する迄上記(ロ)〜(ヘ)のステツプを繰返
えし、輪郭ならい通路の位置S1，S2，S3…を記
憶する。
(チ) 機械位置が輪郭ならい１周終了位置Peに到
達すれば、プロセツサ１は輪郭ならいを中止す
る。そして、以後機械位置メモリ５より順次
S1，S2，S3…の機械位置を読み出しオフセツト
量doだけ通路S1，S2，…Peから内側にオフセ
ツトしてなるS1′，S2′…Pe′を演算し予め操作
盤１１に設定されている切削送り速度でカツタ
をS1′→S2′→S3′…→Pe′に沿つて数値制御によ
り移動させる。
達すれば、プロセツサ１は輪郭ならいを中止す
る。そして、以後機械位置メモリ５より順次
S1，S2，S3…の機械位置を読み出しオフセツト
量doだけ通路S1，S2，…Peから内側にオフセ
ツトしてなるS1′，S2′…Pe′を演算し予め操作
盤１１に設定されている切削送り速度でカツタ
をS1′→S2′→S3′…→Pe′に沿つて数値制御によ
り移動させる。
(リ) S1′→S2′→…→Ｓo′→Peに沿つた１周の切削
送りが終了すれば（機械現在位置がPe点に到
達すれば）、プロセツサ１は再び設定されてい
るオフセツト量doだけ通路S1′→S2′→…→
Pe′から内側にオフセツトしてなる通路S1″→
S2″→…→Pe″に沿つてカツタを切削送りさせ
る。
送りが終了すれば（機械現在位置がPe点に到
達すれば）、プロセツサ１は再び設定されてい
るオフセツト量doだけ通路S1′→S2′→…→
Pe′から内側にオフセツトしてなる通路S1″→
S2″→…→Pe″に沿つてカツタを切削送りさせ
る。
以後、NC加工終了検出器２４よりNC加工終
了信号が発生する迄１周の切削送り完了毎にオ
フセツト処理を行なう。そして、オフセツトが
不可能になつたとき、或いはカツタを回転させ
るスピンドルモータの電機子電流を検出し、１
周の切削送りの間該電機子電流に所定レベルの
変化がないときNC加工が終了したものとして
NC加工終了検出器２４はNC加工終了信号
NMDを発生する。
了信号が発生する迄１周の切削送り完了毎にオ
フセツト処理を行なう。そして、オフセツトが
不可能になつたとき、或いはカツタを回転させ
るスピンドルモータの電機子電流を検出し、１
周の切削送りの間該電機子電流に所定レベルの
変化がないときNC加工が終了したものとして
NC加工終了検出器２４はNC加工終了信号
NMDを発生する。
(ヌ) NC加工終了信号NMDの発生により、プロセ
ツサ１は機械位置が輪郭ならい１周終了位置
Peに一致するようにカツタ及びトレーサヘツ
ドTCを位置決めする。
ツサ１は機械位置が輪郭ならい１周終了位置
Peに一致するようにカツタ及びトレーサヘツ
ドTCを位置決めする。
（ル） 位置決め完了後、プロセツサ１はトレー
サヘツドPe点に向けてアプローチさせる。ト
レーサヘツドTCがPe点に到達すると合成変位
εが所定値以上になり、アプローチが終了す
る。しかる後、上記一連の制御を繰返えし、Ｚ
軸方向の位置が深さ方向の最終位置Znに等し
くなれば全加工が終了する。
サヘツドPe点に向けてアプローチさせる。ト
レーサヘツドTCがPe点に到達すると合成変位
εが所定値以上になり、アプローチが終了す
る。しかる後、上記一連の制御を繰返えし、Ｚ
軸方向の位置が深さ方向の最終位置Znに等し
くなれば全加工が終了する。
尚、以上の説明では、誤差Ｌが許容誤差以上に
なつたポイントをSi（ｉ＝１，２…）として記憶
するものとして説明したが、本発明はこれに限る
ものではなく、一定時間毎にサンプリングしたポ
イントPn（ｎ＝１，２，…）を記憶するように
してもよい。
なつたポイントをSi（ｉ＝１，２…）として記憶
するものとして説明したが、本発明はこれに限る
ものではなく、一定時間毎にサンプリングしたポ
イントPn（ｎ＝１，２，…）を記憶するように
してもよい。
発明の効果
以上、本発明によれば輪郭ならい通路を記憶さ
せ、輪郭ならいにより加工された溝深さが所定量
になつたとき、輪郭ならいを中断して、輪郭なら
い通路データを用いて自動的にNC加工するよう
にしたからマニユアル操作の介入なく中空状モデ
ルの内面と同形の加工物をむく材から得ることが
できる。又、マニユアル操作の介入が不要である
から無人化運転、加工の効率化が図れた。
せ、輪郭ならいにより加工された溝深さが所定量
になつたとき、輪郭ならいを中断して、輪郭なら
い通路データを用いて自動的にNC加工するよう
にしたからマニユアル操作の介入なく中空状モデ
ルの内面と同形の加工物をむく材から得ることが
できる。又、マニユアル操作の介入が不要である
から無人化運転、加工の効率化が図れた。
第１図は本発明を適用できるならい工作機械の
概略図、第２図は本発明の概略説明図、第３図は
閉通路に囲まれた部分の加工方法説明図、第４図
は本発明に係る輪郭ならい方法を実現するための
装置のブロツク図、第５図は本発明の処理の流れ
図、第６図は本発明に係る通路上のポイントをサ
ンプリングするサンプリング法説明図である。 TCC……ならい制御装置、TC……トレーサヘ
ツド、CT……カツタ（カツタヘツド）、１……プ
ロセツサ、５……機械位置メモリ、１１……操作
盤、１５Ｘ，MX……Ｘ軸モータ、１５Ｙ，MY
……Ｙ軸モータ、１５Ｚ，MZ……Ｚ軸モータ、
１８……現在位置レジスタユニツト、１９……パ
ルス分配器、２４……NC加工終了検出器。
概略図、第２図は本発明の概略説明図、第３図は
閉通路に囲まれた部分の加工方法説明図、第４図
は本発明に係る輪郭ならい方法を実現するための
装置のブロツク図、第５図は本発明の処理の流れ
図、第６図は本発明に係る通路上のポイントをサ
ンプリングするサンプリング法説明図である。 TCC……ならい制御装置、TC……トレーサヘ
ツド、CT……カツタ（カツタヘツド）、１……プ
ロセツサ、５……機械位置メモリ、１１……操作
盤、１５Ｘ，MX……Ｘ軸モータ、１５Ｙ，MY
……Ｙ軸モータ、１５Ｚ，MZ……Ｚ軸モータ、
１８……現在位置レジスタユニツト、１９……パ
ルス分配器、２４……NC加工終了検出器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ モデル形状に応じた検出信号を発生するトレ
ーサヘツドと、該トレーサヘツドより発生した検
出信号を用いて各軸の指令速度を発生するならい
制御装置を備え、前記指令速度により各軸に設け
られたサーボモータの駆動によりトレーサヘツド
をして中空状モデルの内側を倣わせると同時に工
具をワークに対して相対的に移動させてワークに
モデル形状通りの加工を施す工作機械の加工方法
において、 深さ方向に所定量ピツクフイードし輪郭ならい
によりトレーサヘツドをしてモデルの内側をなら
わせると共に、トレーサヘツドの通過位置を順次
サンプリングして順次サンプリング位置を記憶さ
せかつトレーサヘツドより発生した検出信号を用
いて、ワークに切削加工を施す工程を少なくとも
１回実行する輪郭ならい加工工程と、 前記輪郭ならい加工工程終了後、前記輪郭なら
い加工工程実行時に生じた溝に囲まれ、前記輪郭
ならい加工工程時のピツクフイードを行つた深さ
までの残余の未加工領域を、前記記憶されたトレ
ーサヘツドのサンプリング位置情報を用いて工具
により切削除去する数値制御加工工程と、 を有することを特徴とする工作機械の加工方法。 ２ 前記記憶されたサンプリング位置を順次結ぶ
直線により形成された閉通路に対して、１週の加
工毎に工具通路を順次内側に所定量ずつオフセツ
トして前記数値制御加工工程を実行することを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の工作機械の
加工方法。 ３ 前記記憶されたサンプリング位置を順次結ぶ
直線により形成された２次元の閉通路に囲まれた
部分を、第１軸方向に閉通路に到達する迄切削加
工し、ついで、第２軸方向に所定量切削送りし、
しかる後第１軸方向であつて前記方向と逆向きに
閉通路に到達するまで切削送りし、ついで第２軸
方向に所定量切削送りし、以後上記ジグザグ切削
加工を繰り返して前記数値制御加工工程を実行す
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
工作機械の加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3486583A JPS59161253A (ja) | 1983-03-03 | 1983-03-03 | 工作機械の加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3486583A JPS59161253A (ja) | 1983-03-03 | 1983-03-03 | 工作機械の加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59161253A JPS59161253A (ja) | 1984-09-12 |
| JPS6258866B2 true JPS6258866B2 (ja) | 1987-12-08 |
Family
ID=12426054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3486583A Granted JPS59161253A (ja) | 1983-03-03 | 1983-03-03 | 工作機械の加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59161253A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60155342A (ja) * | 1984-01-10 | 1985-08-15 | Fanuc Ltd | 領域加工方法 |
| JPS62130150A (ja) * | 1985-12-02 | 1987-06-12 | Okuma Mach Works Ltd | デイジタイズデ−タによる荒取りプログラムの作成方法 |
-
1983
- 1983-03-03 JP JP3486583A patent/JPS59161253A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59161253A (ja) | 1984-09-12 |
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