JPWO2015155821A1

JPWO2015155821A1 - 数値制御装置

Info

Publication number: JPWO2015155821A1
Application number: JP2015521170A
Authority: JP
Inventors: 善郁三田; 利浩大島
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-04-07
Filing date: 2014-04-07
Publication date: 2017-04-13
Also published as: WO2015155821A1

Abstract

加工プログラムを実行し、加工プログラムにおける次の実行ブロックが指定部によって指定されたブロック番号と一致した場合、測定部に測定要求を出力し、測定部によって測定された切削開始位置をブロック番号に対応付けて記憶する処理を複数の同一のワークに対し行い、記憶された複数の同一ワークに関する切削開始位置と、加工プログラムによって指定された加工開始位置とを含む一覧表示画面を表示することで、作業者による加工開始位置の適切な変更を可能とする。

Description

この発明は、数値制御装置に関するものである。

切削加工動作においては、予め決められた加工開始位置まで工具を早送りで移動させ、加工開始位置に達すると、切削送りに切換えて加工するように、加工プログラムが作られている。この切削送りを開始する加工開始位置は、工具が加工できる状態になってからワークに接触するように、実際の切削が始まるワーク表面位置からある程度の間隔をおいて設定するのが一般的である。

加工開始位置とワーク表面位置との間隔は、想定しているワークの最大形状や余裕を考慮し、人間の経験や勘に頼って設計されることが多い。このため、実際のワークの最大形状よりもかなり遠くから切削送りを開始することが多く、切削送りでの無駄な移動が発生し、加工時間が延びる。

特許文献１では、実際の加工時に、切削負荷電流の変化を元にワーク表面位置を検出して記録し、数値制御装置がこの記録した値を使って次回の加工の加工開始位置を調整している。

特開昭６１−２８４３６１号公報

しかし、一般の加工では、切削加工の前工程である鋳造や鍛造、その他の加工のばらつきや、ワークのセット状態のばらつきがあり、数値制御装置による１回の調整では、最適な切削開始位置が得られず、切削送りでの無駄な移動が発生するという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、切削送りでの無駄な移動を削減し、ワークの加工時間を短縮することが可能な数値制御装置を得ることを目的とする。

上記目的を達成するため、この発明にかかる数値制御装置は、加工開始位置で送りを早送りから前記早送りより遅い切削送りに切り替えてワークを切削加工するための加工プログラムに従って工作機械を制御し、ワークを切削加工する数値制御装置において、表示部と、前記ワークに対する切削開始位置を測定する測定部と、前記切削開始位置を測定するブロック番号を前記加工プログラム中で指定する指定部と、前記加工プログラムを実行し、前記加工プログラムにおける次の実行ブロックが前記指定部によって指定されたブロック番号と一致した場合、前記測定部に測定要求を出力し、前記測定部によって測定された切削開始位置を前記ブロック番号に対応付けて記憶する処理を複数の同一のワークに対し行う第１の制御部と、前記記憶された複数の同一ワークに関する切削開始位置と、前記加工プログラムによって指定された加工開始位置とを含む一覧表示画面を前記表示部に表示する第２の制御部とを備えることを特徴とする。

この発明によれば、加工開始位置をワーク表面位置により近づけることが可能となり、低速な切削送りを減らすことができ、切削加工時間を短縮することができる。

図１は、切削加工の工具の動きを示す図である。図２は、実施の形態にかかる数値制御装置の構成を示すブロック図である。図３は、測定ブロック指定テーブルを示す図である。図４は、実施の形態にかかる数値制御装置の動作を示すフローチャートである。図５は、ワーク表面位置のばらつきを示す図である。図６は、記録された切削開始位置を一覧表示する画面の一例を示す図である。図７は、加工プログラムの変更例を示す図である。図８は、変更された加工開始位置での切削加工を示す図である。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる数値制御装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態．
図１は、数値制御装置による切削加工を示すものである。この場合は、Ｘ軸にマウントされた工具１によってワークＷに対する切削加工が行われる。Ｘ＝４００の加工開始位置までは早送り（Ｇ００）が行われ、Ｘ＝４００の加工開始位置からＸ＝１００の加工終了位置まで早送りより遅い切削送り（例えば、Ｇ０１）でＸ軸の送りがなされるように、加工プログラムが記述されている。加工開始位置は、ワーク表面位置から或る程度、間隔を置いた位置に設定されるが、実施形態では、加工開始位置をワーク表面位置からできるだけ近い位置に設定可能とするための手法を提供する。

図２は、実施の形態にかかる数値制御装置を示すブロック図である。数値制御装置１００は、加工プログラム記憶部１０１、測定ブロック指定テーブル１０５、切削開始位置データメモリ１０６、解析処理部１０３、データ処理部１０７、入力装置１０９、表示装置１１０、切削開始位置測定装置１１１を備える。加工プログラム記憶部１０１には、対象とするワークを加工するための加工プログラムが登録されている。加工プログラムの作成、登録は、表示装置１１０とキーボード等の入力装置１０９を使って作業者が行う。

測定ブロック指定テーブル１０５には、ワーク表面位置の測定動作を行う加工プログラム上のブロックを指定するための測定ブロック指定データが登録される。測定ブロック指定データによって加工プログラム中のどのブロックでワーク表面位置を測定するかが指定される。図３に、測定ブロック指定テーブル１０５の一例を示す。図３では、シーケンス番号、ブロック番号、および測定軸の名称によって、測定ブロックを特定させている。作業者が、加工プログラムを起動する前に、表示装置１１０と入力装置１０９を使って、測定ブロック指定テーブル１０５に対して測定ブロック指定データの登録を行う。図３では、１つの加工プログラム中に、４つの異なるブロックを指定するための４つの測定ブロック指定データが登録されている。

解析処理部１０３は、加工プログラム記憶部１０１に登録された加工プログラムの起動が指令されると、加工プログラムを解析しながら工作機械の各軸、各部に指令を出し、工作機械を駆動してワークの加工を実施する。解析処理部１０３は、測定ブロック指定テーブル１０５に登録された測定ブロック指定データに基づき、加工プログラムにおける次の実行ブロックが、測定ブロック指定テーブル１０５に登録されているシーケンス番号／ブロック番号／軸名称で登録されたブロックに一致するか否かを判定し、一致した時点で、測定要求をデータ処理部１０７に出力する。

切削開始位置データメモリ１０６には、加工中に実際に測定された切削開始位置（ワーク表面位置）が、加工サイクル番号、シーケンス番号、ブロック番号、測定軸の名称、加工開始位置などを含む付属データに対応付けられて記憶される。

切削開始位置測定装置１１１は、データ処理部１０７の要求に従って、ワーク表面位置を測定し、測定結果をデータ処理部１０７に渡す。切削開始位置の測定方法は、例えば、測定軸を駆動するモータの負荷を検出するなどの手法があるが、その手法は任意である。

データ処理部１０７は、解析処理部１０３から測定要求が入力されると、切削開始位置測定装置１１１に測定要求を出力する。また、データ処理部１０７は、切削開始位置測定装置１１１によって測定された切削開始位置を、加工サイクル番号、シーケンス番号、ブロック番号、測定軸の名称、加工開始位置などを含む付属データと対応付けて、切削開始位置データメモリ１０６に登録する。

つぎに、図４のフローチャートに従って切削開始位置の測定動作について説明する。ワークＷがセットされ、作業者によって加工プログラムが起動されると、解析処理部１０３は、加工プログラムを解析しながら（ステップＳ２００）、プログラムに対応した動作を工作機械の各軸、各部に指令する。解析処理部１０３は、次の実行ブロックが、測定ブロック指定テーブル１０５に登録されているシーケンス番号／ブロック番号／軸名称に一致するか否かを判定し（ステップＳ２０１）、一致する場合は、データ処理部１０７に測定要求を出力する。また、一致しない場合は、解析した加工プログラムに従って工作機械の各軸、各部を駆動する（ステップＳ２０２）。ステップＳ２０２の手順が終了すると、１つのワークに対する加工が終了したか否かが判定され、終了していない場合は、手順をステップＳ２００に移行させる。

一方、ステップＳ２０１において、加工プログラムにおける次の実行ブロックが、測定ブロック指定テーブル１０５に登録されているシーケンス番号／ブロック番号／軸名称と一致する場合は、解析処理部１０３は、データ処理部１０７に測定要求を出力する。データ処理部１０７は、この測定要求を受信すると、切削開始位置測定装置１１１に測定要求を出力する。切削開始位置測定装置１１１は、ワーク表面位置を測定し（ステップＳ２０３）、測定結果をデータ処理部１０７に返信する。データ処理部１０７は、切削開始位置測定装置１１１から受け取った切削開始位置を、加工サイクル番号、シーケンス番号、ブロック番号、測定軸の名称、加工開始位置などを含む付属データと対応付けて、切削開始位置データメモリ１０６に記録する（ステップＳ２０４）。

つぎに、加工プログラムが最終ブロックまで終了し、１つのワークに対する加工サイクルが終了したか否かが判定される（ステップＳ２０５）。図３の測定ブロック指定テーブル１０５の場合は、４つの測定ブロック指定データが登録されているので、その後ステップＳ２００、Ｓ２０１、Ｓ２０３、Ｓ２０４の処理が繰り返されて、前述と同様の処理が他の３つの加工位置で行われることで、１つのワークの４つの異なる切削加工位置で、切削開始位置が測定される。

このようにして、加工プログラムが終了し、１つのワークの加工サイクルが終了すると（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ）、予め設定されたｎ（ｎ＞２）個のワークに対する加工が終了したか否かを判定し（ステップＳ２０６）、ｎ個のワークに対する加工が終了するまで、前述と同様の処理を繰り返すことで、ｎ個のワークについての切削測定位置を測定する。このようにして、ｎ個の同じワークに対する加工を行うことで、１つのワークの１つの加工位置に関して、ｎ個の切削開始位置データを取得する。同じワークとは、材質、寸法、形状が同じワークである。

このようにして、ｎ個のワーク加工が終了すると（ステップＳ２０６：Ｙｅｓ）、切削開始位置データメモリ１０６には、ｎ個のワーク分の切削開始位置データが、加工サイクル番号、シーケンス番号、ブロック番号、軸名称に対応付けられて蓄積される。データ処理部１０７は、作業者の指示に従って、記録データを一覧表示画面に表示する（ステップＳ２０７）。

図５は、３つの同じワークＡ，Ｂ，Ｃに対する切削加工を行って、切削開始位置を取得している。ワークＡの切削開始位置はＸ＝３９１で、ワークＢの切削開始位置はＸ＝３８７で、ワークＣの切削開始位置はＸ＝３８５である。

図６は、シーケンス番号＝Ｏ１０００、ブロック番号＝Ｎ１００、軸名称＝Ｘと指定した場合の切削開始位置の一覧表示画面を示している。図６に示す一覧表示画面においては、シーケンス番号＝Ｏ１０００、ブロック番号＝Ｎ１００、軸名称＝Ｘ、加工サイクル数ｎ＝２０が表示されている。また、加工サイクル番号に対応付けられて加工開始位置、切削開始位置、アプローチ距離が表示されている。アプローチ距離＝加工開始位置−切削開始位置である。アプローチ距離は、一覧表示画面を表示する際に、データ処理部１０７によって演算されて表示される。また、データ処理部１０７は、ｎ個の加工サイクルの中から最小のアプローチ距離を求めて、これを一覧表示画面の最小アプローチ距離の欄７に表示する。図６の場合は、最小アプローチ距離７として「９」が表示されている。

作業者は、この一覧表示画面を参考にして最適な加工開始位置を決めることができる。図６の例では、最小アプローチ距離７は「９」を表示しているので、早送りから切削送りへの切換え距離を考慮した余裕「５」を残して、例えば、「４００」だった加工開始位置を「３９６」に変更するよう決定する。

この決定後、作業者が一覧表示画面の加工プログラム呼出しボタン８を押すと、データ処理部１０７は、表示装置１１０に、加工プログラム編集画面を表示する。図６に示す一覧表示画面では、画面毎にシーケンス番号とブロック番号と軸名称に対応付けられているので、加工プログラム編集画面においては、測定された切削開始位置が一覧表示画面に表示されているシーケンス番号／ブロック番号／軸名称に一致するブロック部分を含む加工プログラムが表示される。

図７は、図６に示した一覧表示画面の加工プログラム呼出しボタン８が押された直後の表示装置１１０の表示状態を示すものであり、シーケンス番号＝Ｏ１０００、ブロック番号＝Ｎ１００、軸名称＝Ｘに一致するブロック部分が表示されている。作業者は表示された加工プログラムの該当箇所（加工開始位置）をＸ＝４００からＸ＝３９６に修正し、修正した加工プログラムを再登録する。

次回の加工では再登録した加工プログラムを起動することで、図８に示すように、送り速度が早送りから切削送りに切り替えられる加工開始位置がＸ＝４００からＸ＝３９６に移動される。この結果、切削送りによる移動が「４」縮められた切削加工がおこなわれ、この分の移動時間が短縮されるので、加工のサイクルタイムを短縮することができる。

このように実施形態では、複数の同一ワークに対する加工を行う際に、実際の切削開始位置（ワーク表面位置）を測定し、測定した複数の切削開始位置を加工開始位置とともに一覧表示させるようにしているので、作業者がこの表示情報を元に加工開始位置を適切な値に変更することが可能となり、これにより切削送りでの無駄な移動を削減し、ワークの加工時間を短縮することが可能となる。また、複数のアプローチ距離の最小値である最小アプローチ距離を表示しているので、この値を参考にすれば、作業者はより簡単に加工開始位置を適切な値に変更することが可能となる。また、一覧表示画面は、同じシーケンス番号、同じブロック番号および同じ軸名称を有する加工位置毎に表示されるので、加工位置毎のアプローチ距離の把握が容易にできる。また、一覧表示画面には、表示されているブロック番号の加工プログラムを含む加工プログラム編集画面を呼び出す加工プログラム呼び出しボタン８を備えているので、加工プログラムの変更を効率よく行うことが可能となる。

以上のように、この発明にかかる数値制御装置は、切削加工における加工開始位置の設定に有用である。

１工具、１００数値制御装置、１０１加工プログラム記憶部、１０３解析処理部、１０５測定ブロック指定テーブル、１０６切削開始位置データメモリ、１０７データ処理部、１０９入力装置、１１０表示装置、１１１切削開始位置測定装置、Ｗワーク。

Claims

加工開始位置で送りを早送りから前記早送りより遅い切削送りに切り替えてワークを切削加工するための加工プログラムに従って工作機械を制御し、ワークを切削加工する数値制御装置において、
表示部と、
前記ワークに対する切削開始位置を測定する測定部と、
前記切削開始位置を測定するブロック番号を前記加工プログラム中で指定する指定部と、
前記加工プログラムを実行し、前記加工プログラムにおける次の実行ブロックが前記指定部によって指定されたブロック番号と一致した場合、前記測定部に測定要求を出力し、前記測定部によって測定された切削開始位置を前記ブロック番号に対応付けて記憶する処理を複数の同一のワークに対し行う第１の制御部と、
前記記憶された複数の同一ワークに関する切削開始位置と、前記加工プログラムによって指定された加工開始位置とを含む一覧表示画面を前記表示部に表示する第２の制御部と、
を備えることを特徴とする数値制御装置。
前記第２の制御部は、複数の同一ワークに関する切削開始位置と加工開始位置との差であるアプローチ距離と、複数のアプローチ距離の最小値である最小アプローチ距離とを前記一覧表示画面に表示することを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
前記一覧表示画面は、同じシーケンス番号、同じブロック番号および同じ軸名称を有する加工位置毎に、表示されることを特徴とする請求項２に記載の数値制御装置。
前記一覧表示画面は、表示されているブロック番号の加工プログラムを含む加工プログラム編集画面を呼び出す加工プログラム呼び出しボタンを有することを特徴とする請求項３に記載の数値制御装置。