KR0132901B1 - 수치 제어 장치 - Google Patents

수치 제어 장치

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KR0132901B1
KR0132901B1 KR1019940703782A KR19940073782A KR0132901B1 KR 0132901 B1 KR0132901 B1 KR 0132901B1 KR 1019940703782 A KR1019940703782 A KR 1019940703782A KR 19940073782 A KR19940073782 A KR 19940073782A KR 0132901 B1 KR0132901 B1 KR 0132901B1
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도시아끼 오쯔끼
구니히꼬 무라까미
요리까즈 후꾸이
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이나바 세이우에몬
화낙 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은 스킵 신호를 입력해도 워크피스 등의 이동을 일시적으로 정지하지 않고 다음 블록의 이동을 행하여 싸이클 타임을 단축한 수치 제어 장치에 관한 것이다. 먼저, 검출 수단(2)로부터 출력된 스킵 신호 SS를 수신한 스킵 신호 검출 수단(1b)는 워크피스(4)의 현재 위치(laa)를 기억 수단(la)에 격납함과 동시에, 스킵 완료 신호 AS를 출력한다. 그리고, 가감속 분배 수단(1c)는 현재의 블록의 펄스 보간을 행하고, 이동 완료 후에 분배 완료 신호 ES를 출력한다. 또, 스킵 완료 신호 AS를 수신한 전 처리 분배 수단(1d)는 워크피스(4)의 현재 위치(laa)로부터 다음 블록의 이동량을 구해 가공 프로그램(lac)의 다음 블록의 전처리를 행한다. 그리고, 가감속 분배 수단(1c)로부터 출력된 분배 완료 신호 ES를 수신하여 보간 펄스 IP2를 출력하여 워크피스(4)를 일시 정지하고 않고 이동시킨다.

Description

[발명의 명칭]
수치 제어 장치
[기술분야]
본 발명은 스킵 기능을 구비한 수치 제어 장치에 관한 것으로, 특히 공구 길이 측정이나 워크피스 형상 측정을 행하는 수치 제어 장치에 관한 것이다.
[배경기술]
일반적으로, 수치 제어 장치에는 공구 길이 측정이나 워크피스 형상 측정을 행하기 위해, 스킵 기능을 구비하고 있다. 이 스킵 기능은 접촉형 또는 비접촉형의 검출기가 워크피스이나 공구(이하, 단지 「워크피스 등」이라 칭함)의 존재를 검출하여 출력하는 스킵 신호를 외부로부터 입력하면, 현재 실행하고 있는 가공 프로그램의 블록에 대응하는 축 이동을 중지하고, 다음의 가공 프로그램의 블록(이하, 단지 「다음 블록」이라 칭함)으로 진행하는 기능이다.
따라서, 상기 스킵 기능을 유효하게 활용함으로써, 연삭반이나 선반 등에서 커팅 깊이 등의 이동량이 명확하지 않은 경우에 이동량의 측정을 행할 수 있었다.
그러나, 스킵 기능을 구비한 종래의 수치 제어 장치에서는 외부로부터의 스킵 신호를 입력하면, 워크피스 등의 이동을 일시적으로 정지한 후, 다음 블록의 이동을 행하고 있기 때문에, 다음 블록의 이동을 위한 이송 속도에 도달할 때까지 상당한 시간을 필요로 했다. 이 때문에, 싸이클 타임이 길게 된다는 문제가 있었다.
[발명의 상세한 설명]
[발명의 개시]
본 발명은 이와 같은 점을 고려한 것으로, 스킵 신호를 입력해도 워크피스등의 이동을 일시적으로 정지하지 않고 다음 블록으로 이동을 행하여 싸이클 타임을 단축하는 수치 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서는 상기 과제를 해결하기 위해, 스킵 기능에 의해 공구 길이 측정이나 워크피스 형상 측정을 행하는 수치 제어 장치에 있어서, 워크피스 등의 이송 속도를 가감속할 때의 시정수 및 가공 프로그램을 기억하는 기억 수단과; 검출수단으로부터 출력된 스킵 신호를 수신하여 상기 워크피스 등의 현재 위치를 상기 기억 수단의 소정의 격납 영역에 격납함과 동시에, 스킵 완료 신호를 출력하는 스킵 신호 검출 수단과; 상기 시정수 및 상기 현재 위치에 기초하여 이송 속도를 가감속하는 제1보간 펄스를 출력하고, 상기 가공 프로그램에서의 현재의 블록에서 지령된 종점 위치까지 상기 워크피스 등을 이동시킨 후 분배 완료 신호를 출력하는 가감속 분배 수단과; 상기 스킵 완료 신호를 수신하여 상기 워크피스 등의 현재 위치로부터 다음 블록의 이동량을 구해 상기 가공 프로그램의 다음 블록의 전(前) 처리를 행하고, 상기 분배 완료 신호를 수신하여 상기 전 처리에 기초하여 제2 보간 펄스를 출력하는 전 처리 분배 수단(Preprocessing Distribution Means)을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 수치 제어 장치가 제공된다.
기억 수단에는 워크피스 등의 이송 속도를 가감속할 때의 시정수 및 가공 프로그램이 기억된다.
먼저, 검출 수단으로부터 출력된 스킵 신호를 수신한 스킵 신호 검출 수단은 워크피스 등의 현재 위치를 기억 수단의 소정의 격납 영역에 격납함과 동시에, 스킵 완료 신호를 출력한다.
가감속 분배 수단은 가공 프로그램에서의 현재의 블록에서 지령된 종점 위치까지 워크피스 등을 이동시킨 후에 이동 완료 신호를 출력한다. 또, 스킵 완료 신호를 수신한 전 처리 분배 수단은 워크피스 등의 현재 위치로부터 다음 블록의 이동량을 구해 가공 프로그램의 다음 분배의 전 처리를 행하고, 분배 완료 신호를 수신하여 전 처리에 기초하여 제2 보간 펄스를 출력한다.
[도면의 간단한 설명]
제1도는 본 발명의 원리 설명도이고,
제2도는 1축 CNC의 전체 구성을 도시하는 블록도이며,
제3도는 가공 프로그램의 한 예를 도시하는 도면이고,
제4도는 푸셔(pusher)로 단단히 고정된 워크피스가 이동하는 상태를 도시하는 도면이며,
제5도는 본 발명의 처리 순서를 도시한는 플로우챠트이다.
[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]
이하, 본 발명의 한 실시예를 도면에 기초하여 설명한다.
제1도는 본 발명의 원리 설명도임과 동시에, 실시예를 설명하는 도면이다. 제1도에 있어서, 본 발명의 수치 제어 장치는 기억 수단(1a), 스킵 신호 검출 수단(1b), 가감속 분배 수단(1c) 및 전 처리 분배 수단(1d)의 각 요소로 구성된다.
기억 수단(1a)에는 후술하는 RAM(13)이 상용되어 워크피스(4)의 이송 속도를 가감속할 때의 시정수(1ab)는 파라메타로 설정함으로써, 가공 조건에 따른 이송 속도의 가감속을 지령할 수 있다.
먼저, 검출 수단(2)로부터 출력된 스킵 신호 SS를 수신한 스킵 신호 검출 수단(1b)는 워크피스(4)의 현재 위치(laa)를 기억 수단(la)에 격납함과 동시에, 스킵 완료 신호 AS를 출력한다. 또, 검출 수단(2)에는 레이져 검출기 또는 음파 검출기 등의 비접촉형 검출기가 사용된다.
이 스킵 완료 스킵 AS를 수신한 가감속 분배 수단(1c)는 현재의 블록에서 지령된 종점 위치까지 워크피스(4)를 일시 정지하고 않고 이동시켜 분배 완료 스킵 ES를 출력한다.
또, 스킵 완료 스킵 AS를 수신한 전 처리 분배 수단(1d)는 상기 이동과 동시에, 워크피스(4)의 현재 위치(laa)로부터 다음 블록의 이동량을 구해 가공 프로그램(lac)에서의 다음 블록의 전 처리를 행한다. 그리고, 가감속 분배 수단(1c)로부터 출력된 분배 완료 스킵 ES를 수신하여 보간 펄스 IP2를 출력하여, 가공 프로그램(lac)에서의 다음 블록에서 지령된 종점 위치까지 워크피스(4)를 일시 정지시키지 않고 이동시킨다.
이 때문에, 스킵 신호 SS를 입력하여 워크피스 형상 측정을 행해도, 워크피스(4)를 일시 정지하지않고 이동시키기 때문에, 싸이클 타임을 단축할 수 있다.
다음에, 상기 수치 제어 장치의 구체적인 하드웨어 구성에 대해 설명한다.
제2도는 수치 제어 장치의 하나인 1축 CNC(수치 제어 장치)의 전체 구성을 도시하는 블록도이다. 제2도에 있어서, 1축 CNC(10)은 CPU(프로세서 : 11), ROM(12), RAM(13), PMC(프로그램가능 머신 콘트롤러 : 14), I/O(입/출력) 유니트(15), 축 제어 회로(16), 서보 앰프(17), 버퍼(18a) 및 커넥터(18b)로 구성된다.
CPU(11)은 ROM(12)에 격납된 시스템 프로그램에 따라 1축 CNC(10) 전체를 제어한다. RAM(13)은 SRAM 등이 사용되어 도시되지 않은 배터리에 의해 백업된다. 이 때문에, 1축 CNC(10)의 전원이 차단되어도, RAM(13)에 격납된 데이터는 그대로 유지된다. 또, RAM(13)에는 워크피스(4)의 현재 위치(laa), 시정수(lab) 등의 각종 데이터가 격납된다.
또, 제1도에 도시하는 각 요소와의 관계에 있어서, 제1도에 도시하는 스킵 신호 검출 수단(1b), 가감속 분배 수단(1c) 및 전 처리 분배 수단(1d)는 어느 것도 상기 ROM(12)에 격납된 시스템 프로그램 중 하나를 CPU(11)이 실행함에 따라 실현되는 기능이다.
PMC(14)는 래더 형식으로 작성된 시퀀스 프로그램으로 후술하는 I/O 유니트(15)를 통해 공작 기계를 제어한다. 즉, 가공 프로그램(lac)에서 지령된 M 기능, S 기능 및 T 기능 등의 각 지령 기능에 따라 시퀀스 프로그램에서 공작 기계를 동작시키기 위해 필요한 신호로 변환하여 출력한다. 이 때 출력된 신호는 공작 기계의 마그네트 등을 구동하여 유압 밸브 및 전기 액추에이터 등을 작동시킨다. 또, 공작 기계의 리미트 스위치 및 기계 조작반의 스위치 등의 신호를 수신하여 소정의 처리를 행한다.
또, PMC(14)는 검출 수단(2)로서의 레이저 검출기 또는 음파 검출기 등의 비접촉형 검출기로부터 출력된 스킵 신호 SS를 I/O 유니트(15)를 통해 수신한다. 그리고, 수신한 스킵 신호 SS는 소정의 데이터 형식으로 변환한 후, CPU(11)로 전송된다. 또 스킵 신호는 I/O 유니트(15)를 통해 직접 CPU(11)이 판독하는 경우도 있다.
축 제어 회로(16)은 CPU(11)로부터의 제어 축(X축)의 이동 지령을 수신하여 서보 앰프(17)을 통해 서보 모터(17a)를 구동한다. 버퍼(18a)는 커넥터(18b)에 접속되어 있고, 지령 코맨드 등을 포함하는 데이터 팩킷은 커넥터(18b)로부터 시리얼 신호 라인으로 송출된다.
다음에, 본 발명의 동작에 대해 제3도 내지 제5도를 이용하여 설명한다. 또 여기에서는 설명을 간단히 하기 위해 선반에서의 워크피스 형상 측정의 경우에 대해 설명한다.
제3도는 가공 프로그램의 한 예를 도시하는 도면이다. 가공 프로그램(100)제 제1도에 도시하는 가공 프로그램(lac) 중 하나로, 4행의 동작 지령을 행하는 블록(101) 내지 블록(104) 등으로 구성되어 있다.
블록(101)에서는 M 기능 [M10]에 의해 후술하는 바와 같이 새로운 워크피스(4)를 로딩하여 클램프로 단단히 고정하고, 그 후 푸셔(3)이 워크피스(4)를 단단히 고정하여 클램프를 해제하기까지의 일련의 동작을 지령한다.
블록(102)에서는 G 기능 [G00]에 의해 X 좌표가 [150]까지 빨리 이송되어 위치 결정이 행해진다. 블록(103)에서는 워크피스 형상 측정을 행하는 동작 지령 즉, 스킵 기능 지령이 G 기능 [G31]로 행해지고, X 좌표가 [50]까지 F 기능 [F100]에 의해 이송 속도 [100](mm/min)으로 이동이 행해진다. 그리고, 블록(104)에 있어서, [#500]은 500번째의 매크로 변수인 것을 의미한다. 이 때문에, G 기능 [G01]에 의해 X 좌표가 매크로 변수 [500[에 격납된 수치의 위치까지 위치 결정이 행해진다. 또, 그 후는 도시하지 않았지만, 통상의 선삭(旋削) 동작 지령 등이 행해진다.
상기 가공 프로그램(100)의 일련의 동작 지령에 따라 변화하는 푸셔(3) 및 워크피스(4)의 위치 관계에 대해 제1도 및 제3도를 참조하여 설명한다.
제4도는 푸셔(3)으로 단단히 고정된 워크피스(4)가 이동하는 상태를 도시하는 도면이다. 제4(a)도는 새롭게 로딩한 워크피스(4)를 푸셔(3)이 단단히 고정하고 있는 상태를 도시하며, 제4(c)도는 제3도의 블록(103)에서 동작 지령된 X 좌표까지 이동한 상태를 도시한다. 또, 워크피스(4)는 예를 들면 원주 형상의 금속 소재이다.
제4(a)도에서는 먼저 제3도의 블록(101)의 동작 지령에 의해 새롭게 로딩한 워크피스(4)를 푸셔(3)이 단단히 고정한다. 그리고, 블록(102)의 동작 지령에 의해 워크피스(4)가 X 좌표 [150]까지 빨리 이송되어 위치 결정이 행해진다. 구체적으로는 워크피스(4)의 도면 우측 선단 위치가 X 좌표 [150]이 되도록 위치 결정된다. 이렇게 하여, 워크피스(4)의 형상 측정을 위한 측정 개시점이 설정된다.
그리고, 제3도의 블록(103)에서의 동작 지령에 의해 먼저 검출 수단(2)에서는 피검출물로서의 워크피스(4)를 검출하기 위한 검출파 W가 출력되어, 푸셔(3) 및 워크피스(4)가 이동 방향 DIR로 향해 이송 속도 [100](mm/min)으로 이동한다.
제4(b)도는 검출파 W가 워크피스(4)에 충돌하고, 검출 수단(2)는 검출파 W의 반사에 의해 워크피스(4)의 좌측 단을 검출하여 제1도에 도시하는 스킵 신호 SS를 출력한다. 이 스킵 신호 SS에 의해 스킵 신호 검출 수단(1b)는 워크피스(4)의 좌측 단 위치의 X 좌표를 워크피스(4)의 현재 위치(laa)로서 기억 수단(1a)의 매크로 변수 [500]에 격납하고, 스킵 완료 신호 AS를 출력한다. 또, 검출수단(2)의 X 좌표 「100」과, 이 워크피스(4)의 제4(b)도의 우측 단 위치의 X 죄표로부터 워크피스(4)의 길이가 구해진다. 예를 들면, 제4(b)도에서의 워크피스(4)의 우측 선단 위치의 X 좌표가 [70]이면, 100-70 = 30이 워크피스(4)의 길이가 된다. 또, 검출 수단(2)의 X 좌표 [100]은 미리 측정한 것이다. 또, 제4(b)도의 워크피스(4)의 우측 단 위치는 수치 제어 장치의 내부에서 현재 위치로서 인식되어 있다.
또, 스킵 완료 신호 AS를 수신해도 가감속 분배 수단(1c)가 종점 위치까지 보간 펄스 IP1을 분배하기 때문에, 푸셔(3) 및 워크피스(4)는 일시적으로 정지하지 않고 이동 방향 DIR로 향해 이동한다. 이 이동시, 전 처리 분배 수단(1d)는 가공 프로그램(100)의 다음 블록 즉, 블록(104)의 전 처리를 행한다.
제4(c)도에서는 상기 이동에 의해 제3도 블록(103)에서 동작 지령된 X 좌표 [50]까지 이동한 상태를 도시하고, 이 때 가감속 분배 수단(1c)는 분배 완료 신호 ES를 출력한다. 이 분배 완료 신호 ES를 수신한 전 처리 분배 수단(1d)는 보간 펄스 IP2를 출력하여, 제3도의 블록(104)에서 지령된 종점 위치까지 워크피스(4)를 일시 정하지 않고 이동시킨다. 구체적으로는 매크로 변수 「500」에 격납된 수치의 위치까지 워크피스(4)를 일시 정지하지 않고 이동시킨다. 이렇게 하여, 이동을 완료한 상태를 제4(d)도에 도시한다.
다음에, 본 발명의 처리 순서에 대해 설명한다.
제5도는 본 발며의 처리 순서를 도시하는 플로우챠트이다. 제5도에 있어서, S 뒤에 이어지는 숫자는 스텝 번호를 표시한다. 또, 스텝 S1, S2는 스킵 신호 검출 수단(1b)가 행하고, 스텝 S3, S4는 가감속 분배 수단(1c)가 행하며, 스텝 S5는 전 처리 분배 수단(1d)가 행한다.
[S1] 검출 수단(2)로부터 출력되는 스킵 신호 SS를 검출했는지 여부를 판별한다. 만약, 스킵 신호 SS를 검출했다면(YES) 스텝 S2로 진행하고, 스킵 신호 SS를 검출하지 않았다면(NO) 본 스텝 S1을 반복한다.
[S2] 스텝 S1의 스킵 신호 SS를 검출한 시점에서의 워크피스(4)의 현재 위치(laa), 예를 들면 X 좌표를 기억 수단(1a)로 격납한다.
[S3] 현재의 블록의 이동 중에 기억 수단(1a)에 격납된 워크피스(4)의 현재 위치 및 검출 수단(2)의 X 좌표에 의해 다음 블록의 이동량[제3도의 블록(104)의 매크로 변수 #500에 격납하는 이동량]을 구한다.
[S4] 가공 프로그램(lac)에서의 현재으 블록에서 지령된 종점 위치까지의 이동이 완료했는지 여부를 판별한다. 만약, 이동이 완료했다면(YES) 분배 완료 신호 ES를 출력한 후 스텝 S5로 진행하고, 아직 이동이 완료되지 않았다면(NO) 본 스텝 S4를 반복한다.
[S5] 스텝 S4의 분배 완료 신호 ES를 수신하여 보간 펄스 IP2를 출력하여, 가공 프로그램(lac)에서의 다음 블록에서 지령된 종점 위치까지 워크피스(4)를 일시 정지하지 않고 이동시킨다.
따라서, 스킵 신호 SS에 의해 워크피스 형상 측정을 행해도, 워크피스(4)를 일시 정지하지 않고 이동시키기 때문에, 싸이클 타임을 단축할 수 있다. 또, 기억 수단(1a)는 불휘발성의 RAM(13)으로 구성했기 때문에, 정전 등에 의해 수치 제어 장치(1)의 전원이 차단되어도, 워크피스(4)의 현재 위치(laa), 시정수(lab) 및 가공 프로그램(lac)는 손실되지 않고 유지할 수 있다.
이상의 설명에서는 본 발명을 선반에서의 워크피스 형상 측정의 경우에 대해 적용했지만, 2축 이상을 동시에 제어하는 연삭반에 대해서도 워크피스(4)의 현재 위치(laa)로서 대응하는 축 수의 위치 정보를 격납하도록 구성해도 마찬가지로 적용할 수 있다.
또, 워크피스 형상 측정 뿐만 아니라 공구 길이 측정에 대해서도 마찬가지로 적용할 수 있다.
또, 검출 수단(2)에는 레이저 검출기 또는 음파 검출기 등의 비접촉형 검출기로 구성했지만, 봉 형태의 스위치 노브를 구비한 마이크로 스위치 등의 접촉형 검출기로 구성해도 좋다.
그리고, 시정수(lac)는 파라메타에 의해 설정하도록 구성했지만, 가공 프로그램(lac)에성 소정의 어드레스나 코멘트문 등으로 설정하도록 구성해도 좋다. 이것에 의해, 가공 프로그램(lac) 내의 가공 공정마다 엄밀한 가감속을 지령할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에서는 기억 수단에 시정수 및 가공 프로그램을 기억하고, 검출 수단으로부터 출력된 스킵 신호를 수신한 스킵 신호 검출 수단이 워크피스 등의 현재 위치를 기억 수단의 소정의 격납 영역에 격납함과 동시에, 워크피스 등의 현재 위치에 기초하여 다음의 블록의 이동량을 구해 전 처리 분배 수단이 가공 프로그램의 다음 블록의 전 처리를 행하도록 구성했기 때문에, 공구길이 측정이나 워크피스 형상 측정을 행하여도 워크피스 등을 일시 정지하지 않고 이동시킬 수 있다. 이 때문에, 싸이클 타임을 단축할 수 있다.

Claims (5)

  1. 스킵 기능에 의해 공구 길이 측정이나 워크피스 형상 측정을 행하는 수치 제어 장치에 있어서, 워크피스 등의 이송 속도를 가감속할 때의 시정수 및 가공 프로그램을 기억하는 기억 수단, 검출 수단으로부터 출력된 스킵 신호를 수신하여 상기 워크피스 등의 현재 위치를 상기 기억 수단의 소정의 격납 영역에 격납함과 동시에, 스킵 완료 신호를 출력하는 스킵 신호 검출 수단, 상기 스킵 완료 신호를 수신하여 상기 시정수 및 상기 현재 위치에 기초하여 이송 속도를 가감속하는 제1 보간 펄스를 출력하고, 상기 가공 프로그램에서의 현재의 블록에서 지령된 종점 위치까지 상기 워크피스 등을 이동시킨 수 분배 완료 신호를 출력하는 가감속 분배 수단, 및 상기 스킵 완료 신호를 수신하여 상기 워크피스 등의 현재 위치로부터 다음 블록의 이동량을 구해 상기 가공 프로그램의 다음 블록의 전 처리를 행하고, 상기 분배 완료 신호를 수신하여 상기 전 처리에 기초하여 제2 보간 펄스를 출력하는 전 처리 분배 수단을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 수치 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 검출 수단은 레이저 검출기 또는 음파 검출기 등의 비접촉형 검출기를 구성한 것을 특징으로 하는 수치 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 기억 수단은 불휘발성 메모리로 구성된 것을 특징으로 하는 수치 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 기억 수단의 소정의 영역은 매크로 변수 영역이 되도록 구성한 것을 특징으로 하는 수치 제어 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 시정수는 파라메타로 설정하도록 구성한 것을 특징으로 하는 수치 제어 장치.
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