KR100372366B1 - 가공정보를 이용한 수치제어장치 - Google Patents

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도시바 기카이 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 가공공구와 워크와의 상대이송속도 및 회전수를 규정하는 NC프로그램과 부가가공정보를 가지는 입력프로그램이 입력되는 입력부와, 입력부에서 입력되는 입력프로그램으로부터, 부가가공정보와 NC프로그램을 각각 나누어서 판독하는 해석부와, 해석부에서 판독된 NC프로그램에 근거하여 가공공구에 대한 분배정보를 작성하는 분배부와, 분배부에 있어서 작성된 가공공구에 대한 분배정보와 해석부에서 판독된 부가가공정보를 융합하여 가공공구를 위한 제어정보를 작성하는 융합부를 구비한 것을 특징으로 하는 가공공구를 이용한 수치제어장치이다. 본 발명에 의하면, 입력프로그램에 포함되는 부가가공정보를 이용하여, 가공공구에 대한 분배정보와 부가가공정보를 융합하여 가공공구를 위한 제어정보를 작성하기 때문에, 보다 고정밀도의 수치제어가 실현가능하게 된다.

Description

가공정보를 이용한 수치제어장치{NUMERICAL CONTROLLING UNIT USING MACHINING INFORMATION}
본 발명은 NC프로그램에 근거하여 수치제어를 행하는 수치제어장치에 관한 것이고, 특히 NC프로그램이 규정하는 속도 및 회전수이외의 가공정보를 이용하여 효과적으로 수치제어를 실현하는 수치제어장치에 관한 것이다.
종래의 수치제어장치는, 도 8에 도시하는 바와같이, NC프로그램이 입력되는 입력부(51)와, 입력부(51)에서 입력된 NC프로그램에 근거하여 서보(53)의 수치제어를 행하는 제어부(52)를 가지고 있고, 당해 NC프로그램에 근거하여 수치제어를 행하도록 되어있다.
NC프로그램은 통상 CAM등으로 생성되고, 가공공구와 워크의 상대이송속도 및 회전수를 제어대상으로 하여 규정되어있다.
상기와 같이, 종래의 수치제어장치에 있어서 NC프로그램이 규정하는 것은, 가공공구와 워크의 상대이송속도 및 회전수뿐이다. 그러나, 예를들면 실제의 절삭등에 있어서 얻어지는 부가적인 정보는, 수치제어를 행하는 대에 있어 극히 유용한 경우가 있다. 더욱이, 최근의 컴퓨터의 발달에 의해, 가공상 유용한 정보인 공구부하율등을 시뮬레이션으로 계산하는 것이 가능하게 되었다.
또한, 가공공구와 워크의 상대이송속도 및 회전수를 규정하는 NC프로그램은, 특정의 공작기계를 위해 작성되고, 다른 공작기계에 그대로 유용하는 것은 기본적으로 될 수 없다. 따라서, 종래의 수치제어장치의 경우, 적용하는 공작기계의 종류마다 NC프로그램을 작성할 필요가 있다.
본 발명은 이러한 점을 고려하여 이루어진 것이고, NC프로그램이 규정하는속도 및 회전수이외의 가공정보를 이용하므로써, 효과적인 수치제어를 실현하거나, 혹은, 용이한 설계변경에 의해 다른 공작기계에도 유용가능하게 한 수치제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명에 의한 수치제어장치의 제 1의 실시형태를 도시하는 개략 블럭도;
도 2는 도 1의 입력부에 입력되는 입력프로그램의 일례를 도시하는 도면;
도 3은 본 발명에 의한 수치제어장치의 제 2의 실시형태를 도시하는 개략 블럭도;
도 4는 도 3의 입력부에 입력되는 입력프로그램의 일례를 도시하는 도면;
도 5는 프로그램 작성시스템의 일례를 도시하는 도면;
도 6은 본 발명에 의한 수치제어장치의 제 3의 실시형태를 도시하는 개략 블럭도;
도 7은 본 발명에 의한 수치제어장치의 제 4의 실시형태를 도시하는 개략 블럭도;
도 8은 종래의 수치제어장치를 도시하는 개략 블럭도;
본 발명은 가공공구와 워크와의 상대이송속도 및 회전수를 규정하는 NC프로그램과 부가가공정보를 가지는 입력프로그램이 입력되는 입력부와, 입력부에서 입력되는 입력프로그램으로부터, 부가가공정보와 NC프로그램을 각각 나누어 판독하는 해석부와, 해석부에서 판독된 NC프로그램에 근거하여, 가공공구에 대한 분배정보를 작성하는 분배부와, 분배부에서 작성된 가공공구에 대한 분배정보와 해석부에서 판독된 가공공구정보를 융합하여 가공공구를 위한 제어정보를 작성하는 융합부를 구비한 것을 특징으로 하는 가공공구를 이용한 수치제어장치이다.
본 발명에 의하면, 입력프로그램에 포함되는 부가가공정보를 이용하여, 가공공구에 관한 분배정보와 부가가공정보를 융합하여 가공공구를 위한 제어정보를 작성하기 때문에, 보다 고정밀한 수치제어가 실현가능하게 된다.
또한, 본 발명은 가공공구와 워크의 상대이송속도 및 회전수를 규정하는 NC프로그램이 입력되는 입력부와, 입력부에서 입력되는 NC프로그램으로부터, 가공공구에 대한 분배정보를 작성하는 분배부와, 분배부에서 작성된 가공공구에 대한 분배정보에 근거하여, 부가가공정보를 작성하는 가공정보생성부와, 분배부에서 작성된 가공공구에 대한 분배정보와 가공정보생성부에서 작성된 부가가공정보를 융합하여 가공공구를 위한 제어정보를 작성하는 융합부를 구비한 것을 특징으로 하는 가공정보를 이용한 수치제어장치이다.
본 발명에 의하면, 가공정보생성부에 의해, 가공공구에 대한 분배정보에 근거한 부가가공정보가 생성되고, 가공공구에 대한 분배정보와 부가가공정보를 융합하여 가공공구를 위한 제어정보를 작성하기 때문에, 보다 고정밀한 수치제어가 실현가능하게 된다.
바람직하게는, 부가가공정보는, 가공방식이 업 커트인지 다운 커트인지에 대한 정보일 수 있다. 혹은 부가가공정보는, 가공공구의 공구부하율에 대한 정보일 수 있다.
(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1의 실시형태에 의한 수치제어장치를 도시하는 개략 블럭도이다. 도 1에 도시하는 바와같이, 본 발명의 제 1의 실시형태의 수치제어장치(20)는, 가공공구와 워크의 상대이송속도 및 회전수를 규정하는 NC프로그램(1)과 부가가공정보(2)를 가지는 입력프로그램(3)이 입력되는 입력부(11)를 구비하고 있다.
입력부(11)는, 입력부(11)에서 입력되는 입력프로그램(3)으로부터 부가가공정보(2)와 NC프로그램(1)을 각각 나누어 판독하는 해석부(12)에 접속되어 있다. 해석부(12)는, 해석부(12)에서 판독된 NC프로그램(1)에 근거하여, 가공공구에 대한 분배정보(4)를 작성하는 분배부(13)에 접속되어 있다.
해석부(12) 및 분배부(13)는, 분배부(13)에서 작성된 가공공구에 대한 분배정보(4)와 해석부(12)에서 판독된 부가가공정보(2)를 융합하여 가공공구를 위한 제어정보(5)를 작성하는 융합부(14)에 접속된다. 융합부(14)는, 제어대상인 서보(15)에 접속되어 있다.
부가가공정보(2)는, 본실시의 형태에서는, 가공방식이 업 커트인가 다운 커트인가에 대한 정보이다. 이정보는, NC프로그램(1)을 이용한 각종의 시뮬레이션에 의해 가공블럭마다의 정보로서 얻어질 수 있다. 혹은 CAM등에 의해 NC프로그램(1)을 작성할 때에, 내부에 간직하고 있는 데이터에 근거하여 연산등에 의해 얻어질 수 있다.
입력프로그램(3)의 일예를 도 2에 도시한다. 도 2에 있어서는, 업 커트는 G881, 다운 커트는 G882, 데이터캔슬은 G883으로 되는, 각각 모델데이터이다.
분배정보(3)라는 것은, 예를들면 샘플링시간에 있어서, 가공공구의 지령속도 및 지령회전수이다.
제어정보(5)라는 것은, 예를들면 단위샘플링시간에 있어서, 서보(15)의 구체적인 제어파라미터이다.
또한, 본 실시의 형태의 융합부(14)는, 부가가공정보(2)에 근거하여 적합한 오프셋 값을 산출하는 오프셋값 산출부(14a)와, 오프셋값 산출부(14a)가 산출한 오프셋값(2a)과 분배정보(4)를 융합하여 제어정보(5)를 작성하는 본체부(14b)를 가지고 있다.
다음에, 이와같은 구성으로 이루어지는 본 실시의 형태의 작용에 대하여 설명한다.
먼저, 입력부(11)에, 가공공구와 워크의 상대이송속도 및 회전수를 규정하는 NC프로그램(1)과 부가가공정보(2)를 가지는 입력프로그램(3)이 입력된다.
입력부(11)에 있어서 입력된 입력프로그램(3)은, 해석부(12)에 의해, 부가가공정보(2)와 NC프로그램(1)으로 각각 나누어 판독된다.
해석부(12)에 있어서 판독된 NC프로그램(1)에 근거하여, 분배부(13)가 가공공구에 대한 분배정보(4)를 작성한다.
한편, 해석부(12)에서 판독된 부가가공정보(2)에 근거하여, 융합부(14)의 오프셋값 산출부(14a)가 적합한 오프셋값(2a)을 산출한다.부가가공정보(2)에 의해, 고정밀도로 오프셋값(2a)이 산출된다.
그리고, 융합부(14)의 본체부(14b)가, 오프셋값 산출부(14a)가 산출한 오프셋값(2a)과 분배정보(4)를 융합하여 제어정보(5)를 작성한다. 고정밀도로 산출된 오프셋값(2a)을 이용하여 분배정보를 보정하므로써, 고정밀한 제어정보(5)가 얻어진다. 제어정보(5)는, 제어대상인 서보(15)에 이송된다.
이상과 같이, 본 실시의 형태에 의하면, 부가가공정보(2)에 의해 고정밀도로 오프셋값(2a)이 산출되기 때문에, 그 가공에 최적의 오프셋값으로 가공이 보다 용이하게 되고, 그 오프셋값에 의해 분배정보(4)가 보정되기 때문에, 가공오차가 적은 고정밀한 제어정보(5)가 얻어진다.
특히, 동일한 경로를 가공하는 경우에도 업 커트와 다운 커트와는 절삭저항이 걸리는 방식이 다르기 때문에, 본 실시의 형태에 있어서 업 커트인가 다운 커트인가의 정보를 부가가공정보(2)로서 오프셋값의 결정에 이용되는 것은, 극히 유효하다.
또한, 업 커트 또는 다운 커트의 각각의 가공방식에 대응하는 오프셋값은, 각종의 시뮬레이션이나 CAM으로의 연산외에, 예를들면 실제의 테스트가공의 결과등으로부터 구해질 수 있다. 그 오프셋값 그것을 부가가공정보(2)로 하는 것도 가능하다.
다음에, 본 발명의 제 2의 실시형태의 수치제어장치에 대하여 도 3을 이용하여 설명한다. 도 3은, 제 2의 실시형태의 수치제어장치의 개략 블럭도이다.
도 3에 도시하는 바와같이, 본 실시의 형태의 수치제어장치(20)에 있어서는, 부가가공정보(2)가, 가공공구의 공구부하율에 관한 정보로 된다. 공구부하율은, NC프로그램(1)을 이용한 각종의 시뮬레이션에 의해 가공블럭마다의 정보로서 얻어질 수 있다. 혹은, CAM등에 의해 NC프로그램(1)을 작성할 때에, 내부에 유지되는 데이터에 근거하여 연산등에 의해 얻어질 수 있다.
이 경우의 입력프로그램(3)의 일예를 도 4에 도시한다. NC프로그램(1)으로 지령된 속도(분배속도)를 F, 그 속도로 가공한 경우의 부하율을 L로 하고, 목표의 공구부하율을 LM으로 한 경우, 공구부하를 고려한 경우의 속도(FL)는, FL=F×LM/L로부터 구해진다. 즉, 어느 기계에서 가공되는가를 고려하지 않고 CAM이 최적의 속도지령(F)을 가해서 NC프로그램을 생성한 경우, 그 최적의 속도로 가공한 경우의 공구부하율(L)을 부가정보로 하면, 목표로 하는 공구부하율(LM)에 의해 속도(FL)를 생성할 수 있다.
또한, 본 실시의 형태의 융합부(14)는, 부가가공정보(2)에 근거하여 적합한공구부하율(2b(L))을 산출하는 공구부하율 산출부(14c)와, 공구부하율 산출부(14c)가 산출한 공구부하율(2b)과 분배정보(4)(F를 포함)를 융합하여, 공구부하율(LM)을 일정의 값으로 유지하도록 제어정보(5)(FL을 포함)를 작성하는 본체부(14b)를 가지고 있다. 본체부(14b)는 예를들면, 지정된 제거량의 경우의 부하를 100%로 한 경우의 비율을 지령하게 하는 양태로, 제어정보(5)를 작성하도록 되어있다.
그외의 구성은, 도 1에 도시하는 제 1의 실시형태와 동일한 구성이다. 제 2의 실시형태에 있어서, 도 1에 도시하는 제 1의 실시형태와 동일의 부분에는 동일의 부호를 붙여 상세한 설명은 생략한다.
본 실시의 형태에 있어서는, 융합부(14)의 본체부(14b)가, 공구부하율 산출부(14c)가 산출한 공구부하율(2b(L))과 분배정보(4)(F를 포함)를 융합하여, 공구부하율(LM)을 소정의 값으로 일정하게 유지하도록 제어정보(5)(FL을 포함)를 작성한다.
본 실시의 형태에 의하면, 공구부하율을, 가공정보로서 이용하는 제어를 행하므로써, 가공공구의 이상한 마모나 손상을 방지하고, 최적의 속도로 가공을 행할 수 있다.
또한, 본 실시의 형태의 수치제어장치(20)는, 공구부하율이 낮지않으면 가공되지않는 공작기계에, 공구부하율이 높은 NC프로그램을 변경하지않고 적용하여, 최적의 가공을 행할 수 있다. 예를들면, 지령속도(F)가 2000으로 공구부하율이 60%로 되는 NC프로그램이 있다고 하고, 이 NC프로그램을 공구부하율이 30%까지 밖에 견디지 못하는 공작기계에 적용하는 것으로한다. 종래의 수치제어장치에서는, 공구부하가 30%이하로 되도록 NC프로그램의 지령속도를 낮게 고쳐 쓸 필요가 있는데, 본 실시의 형태의 수치제어장치에서는, FL=F×LM/L에서 FL=2000×30/60=1000으로 되고, NC프로그램을 고쳐 쓰지않아도, 속도를 낮게하여 공구부하를 30%로 유지하도록 하는 제어정보를 생성할 수 있다.
또한, 상기의 실시형태에 있어서, 공구부하율은, 시뮬레이션에 한하지않고 테스트가공등으로부터도 얻어진다는 것은 말할 것도 없다. 예를들면, 주축전류 피드백에 의해 공구부하율을 구하는 수치제어장치를 이용하여도 된다. 이와같은 수치제어장치를 이용하여 공구부하율을 부가가공정보(2)로 한 입력프로그램(3)을 작성하는 시스템을 도 5에 도시한다.
도 5의 프로그램작성 시스템(30)은, NC프로그램(1)이 입력되는 입력부(31)와, 제어대상의 서보(33)와, 입력부(31)에 의해 입력된 NC프로그램(1)에 따라서 서보(33)를 제어하는 수치제어장치(32)와, 서보(33)의 가공상태에 있어서 주축전류를 검출하는 주축전류센서(34)를 구비하고 있다.
주축전류센서(34)는 수치제어장치(32)에 접속되어있고, 수치제어장치(32)는, 주축전류센서(34)가 검출한 주축전류에 근거하여 공구부하율을 연산하여, 그 정보를 NC프로그램(1)에 부가할 수 있게 되어있다. 또한, 수치제어장치(32)에는 출력부(35)가 접속되고, 공구부하율의 정보가 부가된 NC프로그램이 출력부(35)로부터 출력되도록 되어있다.
이와같은 시스템(30)에 의하면, 실제의 가공상태로부터 공구부하율에 관한 정보를 얻고, 공구부하율을 부가가공정보(2)로 하는 입력프로그램(3)을 용이하게작성할 수 있다.
이상으로부터, 부가가공정보를 부가한 프로그램을 얻는 방법은 이하와 같이 정리된다.
(1) CAM이 내부에 가지고 있는 가공정보를 NC프로그램에 부가한다.
(2) NC프로그램을 시뮬레이션에 이용하여 가공정보를 얻어, NC프로그램에 부가한다.
(3) 실제에 가공을 행하고, 그때의 가공정보를 NC프로그램에 부가한다.
그외, 수치제어장치내부에서 가공정보를 얻는 방법도 있다. 이와같은 양태를 채용한 본 발명의 제 3실시형태를 도 6에 도시한다. 도 6에 도시하는 바와같이, 본 발명의 제 3실시형태의 수치제어장치(40)는, 가공공구와 워크의 상대이송속도 및 회전수를 규정하는 NC프로그램(1)이 입력되는 입력부(41)를 구비하고 있다.
입력부(41)는, 입력부(41)에서 입력된 NC프로그램(1)에 근거하여, 가공공구에 대하여의 분배정보(4)를 작성하는 분배부(43)에 접속되어 있다.
분배부(43)에는, 분배부(43)에서 작성된 가공공구에 대한 분배정보(4)에 근거하여 부가가공정보(2)를 작성하는 가공정보생성부(46)가 접속되어있다. 또한, 분배부(43)에는, 분배부(43)에서 작성된 가공공구에 대한 분배정보(4)와 가공정보생성부(46)에서 작성된 부가가공정보(2)를 융합하여 가공공구를 위한 제어정보(5)를 작성하는 융합부(44)가 접속되어있다. 융합부(44)는, 제어대상인 서보(45)에 접속되어있다.
본 실시의 형태의 가공정보생성부(46)는, 워크데이터(6)가 설정입력되고, 분배부(43)에 의한 분배정보(4)에 근거하여 시뮬레이션을 행하여 부가가공정보(2)를 생성하도록 되어있다. 워크데이터(6)로서는, CAD데이터를 이용하는 것도 가능한데, 레이저측정기등으로 측정한 실제의 데이터를 이용하는 쪽이, 보다 정확한 부가가공정보를 얻을 수 있으므로 바람직하다.
다음에, 이와같은 구성으로 이루어지는 본 실시의 형태의 작용에 대하여 설명한다.
먼저, 입력부(41)에, 가공공구와 워크의 상대이송속도 및 회전수를 규정하는 NC프로그램(1)이 입력된다.
입력부(41)에서 입력된 NC프로그램(1)에 근거하여, 분배부(43)가 가공공구에 대한 분배정보(4)를 작성한다.
분배부(43)에서 작성된 분배정보(4)에 근거하여, 가공정보생성부(46)가 워크데이터(6)를 이용한 시뮬레이션에 의해, 부가가공정보(2)를 생성한다.
그리고, 융합부(44)가, 가공정보생성부(46)가 생성한 부가가공정보(2)와 분배정보(4)를 융합하여 제어정보(5)를 작성한다. 제어정보(5)는, 제어대상인 서보(45)에 이송된다.
본 실시의 형태에 의하면, 가공정보생성부(46)가 부가가공정보(2)를 생성하고, 이것을 제어에 이용하므로써, 보다 높은 정밀도로 제어가 실현된다.
다음에, 본 발명의 제 4의 실시형태의 수치제어장치에 대하여 도 7을 이용하여 설명한다. 도 7은, 제 4의 실시형태의 수치제어장치의 개략블럭도이다.
도 7에 도시하는 바와같이, 본 실시의 형태의 수치제어장치(20)는,융합부(14)와 서보(15)의 사이에, 제어정보(5)에 형상정보를 고려한 처리를 시행하여 형상고려정보(5s)와 서보(15)에 이송하는 형상고려부(16)가 설치되어있는 외는, 도 1에 도시하는 제 1의 실시형태와 동일한 구성이다. 제 4의 실시형태에 있어서, 도 1에 도시하는 제 1의 실시의 형태와 동일의 부분에는 동일 부호를 붙여 상세한 설명은 생략한다.
본 실시의 형태에 있어서는, 부가가공정보에 이용되는 위치·속도제어를 행한 후, 형상고려부(16)에 의해 형상에 대응한 가감속제어를 시행하기 때문에, 보다 고품위의 가공면을 얻을 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 수치제어장치에 의하면, NC프로그램이 규정하는 속도 및 회전수이외의 가공정보를 이용하기 때문에, 효과적인 수치제어를 실현할 수 있다. 혹은, 다른 공작기계에도, 용이한 설정변경에 의해 유용가능하다.
본 발명에 의하면, 입력프로그램에 포함되는 부가가공정보를 이용하여, 가공공구에 관한 분배정보와 부가가공정보를 융합하여 가공공구를 위한 제어정보를 작성하기 때문에, 보다 고정밀한 수치제어가 실현가능하게 된다.
본 발명에 의하면, 가공정보생성부에 의해, 가공공구에 대한 분배정보에 근거한 부가가공정보가 생성되고, 가공공구에 대한 분배정보와 부가가공정보를 융합하여 가공공구를 위한 제어정보를 작성하기 때문에, 보다 고정밀한 수치제어가 실현가능하게 된다.

Claims (6)

  1. 가공공구와 워크의 상대이송속도 및 회전수를 규정하는 NC프로그램과 부가가공정보를 가지는 입력프로그램이 입력되는 입력부와,
    입력부에서 입력된 입력프로그램으로부터, 부가가공정보와 NC프로그램을 각각 나누어 판독하는 해석부와,
    해석부에서 판독된 NC프로그램에 근거하여, 가공공구에 대한 분배정보를 작성하는 분배부와,
    분배부에서 작성된 가공공구에 대한 분배정보와 해석부에서 판독된 부가가공정보를 융합하여 가공공구을 위한 제어정보를 작성하는 융합부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 가공정보를 이용한 수치제어장치.
  2. 가공공구와 워크의 상대이송속도 및 회전수를 규정하는 NC프로그램이 입력되는 입력부와,
    입력부에서 입력되는 NC프로그램으로부터, 가공공구에 대한 분배정보를 작성하는 분배부와,
    분배부에서 작성된 가공공구에 대한 분배정보에 근거하여, 부가가공정보를 작성하는 가공정보생성부와,
    분배부에서 작성된 가공공구에 대한 분배정보와 가공정보생성부에서 작성된 부가가공정보를 융합하여 가공공구를 위한 제어정보를 작성하는 융합부를 구비하는것을 특징으로 하는 가공정보를 이용한 수치제어장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 부가가공정보는, 가공방식이 업 커트인가 다운 커트인가에 대한 정보인 것을 특징으로 하는 수치제어장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 부가가공정보는, 가공공구의 공구부하율에 대한 정보인 것을 특징으로 하는 수치제어장치.
  5. 제 2 항에 있어서, 부가가공정보는, 가공방식이 업 커트인가 다운 커트인가에 대한 정보인 것을 특징으로 하는 수치제어장치.
  6. 제 2 항에 있어서, 부가가공정보는, 가공공구의 공구부하율에 대한 정보인 것을 특징으로 하는 수치제어장치.
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