JPS63254504A - 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］ この発明は、二次元加工機械に加工ヘッドとして回転ヘ
ッドを装着する事により、三次元加工を可能にした三次
元加工機械を制御する数値制御装置に関するものである
。

［従来の技術］ 以下、三次元加工機械として三次元レーザ加工機を例に
とって説明する。

第３図は三次元レーザ加工機のシステム構成図である。

図において、（１）は加工テーブルの基台であり、（２
）はこの基台（１）の上を図示しないモータにより、Ｙ
方向に移動可能な移動体、（３）はこの移動体（２）の
上を図示しないモータにより、Ｘ方向に移動可能なワー
ク取付台、（４）は図示しないモータにより、Ｚ方向に
昇降可能な昇降体、（５）は図示しないモータにより、
垂直軸まわり、すなわち図示のＣ方向に旋回可能な旋回
体、（６）は図示しないモータにより、前記垂直軸とは
直交する軸まわり、すなわち図示の入方向に回転可能な
回転体、（７）は周知のＣＯ２ガスレーザ発振器、（８
）は周知の数値制御（以下、ＮＣと略記する。）装置、
（９）はレーザ加工を行う為のＮＣプログラムを作成す
る自動プログラミング装置である。

なお、直交直線３軸からなる上記ｘ、ｙ、ｚを総称して
基本直線軸と称し、回転軸Ｃ，Ａを総称して補助軸と称
することにする。

次に動作について説明する。

自動プログラミング装置（９）により作成したＮＣプロ
グラムをＮＣ装置（８）にて運転する。ＮＣ装置（８）
では、軸アドレスＸの移動命令がある時は、移動台（２
）の上をＸ方向に取付台（３）を移動させ、軸アドレス
Ｙの場合は。基台（１）の上をＹ方向に移動体（２）を
移動、軸アドレスＺの場合は、Ｚ方向に昇降体（４）を
昇降、軸アドレスＣの場合は、旋回体（５）によりトー
チ（Ｔ）をＣ方向に旋回、輔アドレスＡの場合は、回転
体（６）によりトーチ（Ｔ）をＡ方向に回転するように
、それぞれ制御する。

上記のＮＣ装置（８）で三次元レーザ加工機を制御する
には、ＮＣプログラムの軸アドレスＸ、Ｙ。

Ｚの示す位置が、旋回体（５）の旋回中心軸（Ｃ軸）と
回転体（６）の回転中心軸（Ａ軸）との交点に当たる（
以下、この交点を説明の便宜上、根元と称し、第４図に
おいて符号（１１）で示す）。この為、ＮＣプログラム
を組む際に、実際にレーザ光を照射するトーチ（Ｔ）の
先端（以下、先端と略し、第４図において符号（１２）
で示す）の加工経路（軸アドレスｘ、ｙ、ｚで示す）を
プログラミングする。

その後、自動プログラミング装置（９）の持つデータ変
換機能により、先端の加工経路がズレない様な根元の座
標に軸アドレスｘ、ｙ、ｚの値を変換したＮＣプログラ
ムにて、制御を行ってきた。

なお、第４図において、Ｌｌは旋回体（５）の旋回半径
を示し、Ｌ２は回転体（６）の回転半径、つまり回転中
心軸であるＡ軸から加工位置（レーザ光の焦点位置）迄
の長さを示している。

［発明が解決しようとする問題点コ 従来の数値制御装置は以上のように構成されているので
、ＮＣ装置（８）内のｘ、ｙ、ｚで示される位置とレー
ザ光を照射する位置にずれがあり、プログラミングが困
難である。また、これを緩和する為、一度作成したＮＣ
プログラムを変換して使用しなければならず、回転ヘッ
ドの形状が変化した場合（Ｌｌ、Ｌ２が変化した場合）
ＮＣプログラムを再度作成する必要があるといった問題
があった。

この発明は上記の様な問題点を解消する為になされたも
ので、ＮＣプログラム中の回転軸アドレスＣ，Ａの移動
指令により、トーチ（Ｔ）がどの様に姿勢を変えても、
トーチ（Ｔ）の先端が基本直線軸アドレスｘ、ｙ、ｚで
示される座標まで移動できる三次元加工機械制御用ＮＣ
装置を得る事を目的とする。

（問題点を解決するための手段］ この発明に係るＮＣ装置は、三次元加工機械を制御する
ＮＣ装置において、座標変換時に必要な補助軸の軸デー
タを入力する補助軸データ入力手段と、ＮＣプログラム
中、基本直線軸ｘ、ｙ、ｚで示された先端座標値、つま
り被加工物の加工経路の座標値を根元の座標値に変換す
る軸座標変換手段と、この軸座標変換手段で変換された
新しい根元座標と旧根元座標から、各直線軸ｘ、ｙ、ｚ
の実の移動量を求める実移動量算出手段とを設けたもの
である。

［作用］ この発明においては、座標変換時に必要な補助軸の軸デ
ータを入力し、ＮＣプログラム中、基本直線軸で示され
た被加工物の加工位置の座標値を根元の座標値に変換し
、変換された新しい根元座標と旧根元座標から、各直線
軸の実の移動量を求めているから、変換がＮＣ装置によ
って自動的に行われ、ＮＣプログラムを修正する時間が
短縮される。

［発明の実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、第３図と同一符号の部分は同一部分を示し
、（８ａ）は補助軸データ人力手段で、軸データＬ１、
つまり旋回体（５）の旋回半径及び回転体（６）の回転
半径Ｌ２（Ａ軸からレーザ光の焦点位置迄の長さ）を入
力する為のキーボードである。（８ｂ）は入力された軸
データＬｌ、Ｌ２をＮＣ装置（８）に登録する為の軸デ
ータ設定画面、（８ｃ）は加工の経路を指令するＮＣプ
ログラムである。（８ｄ）はメモリで、軸データＬｌ、
Ｌ２及び回転軸Ｃ，Ａの回転角度から、ＮＣプログラム
で示す直線軸ｘ、ｙ、ｚの移動経路が第４図に示す先端
（１２）を通る様に、実際の移動元となる根元（１１）
の移動量を求める軸座標変換プログラム、軸座標変換プ
ログラムで変換された新しい根元座標と旧根元座標から
、各直線軸Ｘ、Ｙ、Ｚの実移動量を求める実移動量算出
プログラム、その他ＮＣ装置（８）に必要なプログラム
が登録されている。（８ｅ）は移動体（２）、ワーク取
り付は台（３）等を移動させる為の駆動モータである。

なお、（８ｆ’）Ｌ；ｉ　ＣＰ　Ｕ　、　（８ｇ）ハ入
力インターフェース、（８ｈ）は出力インターフェース
である。

次に、第２図のフローチャートに沿って動作を説明する
。先ず、ステップ（２１）で予め、直線軸Ｘ。

Ｙ、Ｚの実移動値を求める為の重要な要素となる軸デー
タＬｌ、Ｌ２をキーボード（８ａ）から軸データ設定画
面（８ｂ）にセットしておく。そして、ステップ（２２
）で、ＮＣプログラム（８ｃ）を１ブロツクずつ読み出
し、ステップ（２３）で、プログラムエンドか否かを判
断し、プログラムエンドでなければ、ステップ（２４）
で各軸Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｃ，Ａの移動量を求め、このｘ、ｙ
、ｚの移動量から、ステップ（２５）で先端の移動終点
を算出し、ステップ（２６）でこの時の根元移動終点を
トーチ（Ｔ）の姿勢と軸データＬｌ、Ｌ２から変換する
事により求める。次に、ステップ（２７）で、１ブロツ
ク前の根元移動終点を移動の始点とし、直線軸ｘ、ｙ、
ｚの実際の移動量（根元の移動量）を算出する。ステッ
プ（２８）で実際の移動量をｘ、ｙ、ｚの駆動モータ（
８ｅ）へ出力する事により、あたかも先端が指令された
座標まで移動したかの様な根元の移動を行う。

次に、ステップ（２２）へ戻り同様の動作を繰り返す。

ステップ（２３）においてプログラムエンドであれば終
了する。

尚、上記実施例においては、ＮＣ装置（８）に移動指令
を与える手段としてＮＣプログラム（８ｃ）を用いたが
、マニュアル操作により、１軸ずつ、あるいは複数の軸
に移動指令を与えてもよい。

また、補助軸としてはＣ軸、Ａ軸の２軸のものについて
述べたが、第６軸目として第５図に示すように直線軸を
含む場合及び第６図に示すように第３の回転軸を含む場
合も同様に実施できる。なお、第５図、第６図では第６
軸をαで示しである。

第６軸目が直線軸の場合は、ステップ（２１）において
、軸データＬｌ、Ｌ２の他にＬ３として、６軸目のスト
ローク距離を設定し、第６軸目が回転軸の場合は、ステ
ップ（２１）において、軸データＬｌ。

Ｌ２の他にＬ３として第６軸目により回転するアームの
回転半径を設定する。

また、上記実施例では、加工機械としてレーザ加工機の
場合について説明したが、加工ヘッドの機構が同じであ
れば、加工手段として水を噴射する事によりスポンジ等
を加工するジェット水断加工機であっても良く、上記実
施例と同様の効果を奏する。

［発明の効果コ この発明は以上説明したとおり、座標変換時に必要な補
助軸の軸データを入力し、ＮＣプログラム中、基本直線
軸で示された波加工物の加工位置の座標値を根元の座標
値に変換し、変換された新しい根元座標と旧根元座標か
ら、各直線軸の実の移動量を求めているから、変換がＮ
Ｃ装置によって自動的に行われ、ＮＣプログラムを修正
する時間が短縮される。また、精度の高い加工を行うこ
とができるＮＣ装置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す構成図、第２図は第
１図の動作を示すフローチャート、第３図は三次元レー
ザ加工機のシステム構成図、第４図は加工ヘッドを示す
詳細図、第５図は加工ヘッドの他の例を示す詳細図、第
６図は加工ヘッドの更に他の例を示す詳細図である。 図において、（１）は基台、（２）は移動体、（３）は
取付台、（４）は昇降体、（５）は旋回体、（６）は回
転体、り７）は発振器、（８）はＮＣ装置、（８ａ）は
キーボード、（８ｂ）は軸データ設定画面、（８ｃ）は
ＮＣプログラム、（８ｄ）は変換ソフトウェアが登録さ
れているメモリ、（８ｅ）は駆動モータ、（９）は自動
プログラミング装置である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被加工物を加工する加工ヘッドとして、少なくとも２つ
   の回転軸を含む補助軸を有する回転ヘッドを備え、直交
   直線３軸からなる基本直線軸で示された前記回転ヘッド
   の２つの回転軸の交点である根元の位置と前記回転ヘッ
   ドで加工される被加工物の加工位置とが異なる加工機械
   を制御する数値制御装置において、座標変換に必要な前
   記補助軸の軸データを入力する補助軸データ入力手段と
   、数値制御プログラム中前記基本直線軸で示された前記
   被加工物の加工位置の座標値を前記根元の座標値に変換
   する軸座標変換手段と、この軸座標変換手段により変換
   された新しい根元座標と旧根元座標とから、前記基本直
   線軸の実の移動量を求める実移動量算出手段とを設けた
   ことを特徴とする数値制御装置。