KR20080079291A

KR20080079291A - 공작 기계 및 그 프로그램 변환 방법

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Publication number: KR20080079291A
Application number: KR1020087015753A
Authority: KR
Inventors: 노리유키 야자키; 사토루 오자와; 데쓰야 스기야마; 아키히데 다케시타; 다케히사 가지야마; 히데유키 야기
Original assignee: 스타 마이크로닉스 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2006-12-25
Publication date: 2008-08-29
Also published as: WO2007074748A1; TW200728947A; US20090271017A1; EP1967303A1; EP1967303A4; JP2007179314A

Abstract

복수개의 프로그램을 동시에 실행하여 가공을 행하는 공작 기계에 있어서, 가공 전에 각 프로그램에 정밀 가공 동작 기간이 존재하는지의 여부를 해석한다. 이 해석의 결과, 정밀 가공 동작 기간이 존재하는 경우에는, 지령된 정밀 가공의 개시 타이밍과 종료 타이밍을 인식한다. 그리고, 정밀 가공 동작 기간이 지정되어 있지 않은 프로그램에 있어서의 일반 동작의 개시 타이밍으로부터 종료 타이밍까지 사이의 동작의 속도 또는 가속도 또는 가가속도 중, 적어도 1개의 속도값을 저하시킨다. 이로써, 정밀 가공을 다른 동작으로부터의 악 영향을 받지 않고 고정밀도로 행할 수 있고, 또한 양호한 가공 효율을 얻을 수 있는 공작 기계 및 그 프로그램 변환 방법을 제공할 수 있다.

Description

공작 기계 및 그 프로그램 변환 방법{MACHINE TOOL AND ITS PROGRAM CONVERSION METHOD}

본 발명은, 복수개의 기구부를 NC(numerical control)프로그램에 기초하여 동시에 작동 제어하도록 한 공작 기계 및 NC 프로그램을 전자 캠 등의 다른 가공 프로그램으로 변환하도록 한 프로그램 변환 방법에 관한 것이다.

이러한 종류의 복수개의 기구부를 가지는 공작 기계에 있어서는, 예를 들면 1개의 기구부로 절삭 가공 등의 정밀 가공 동작이 실행되고 있을 때, 다른 기구부로 공구 교환 등의 동작이 행해지면, 그 동작에 있어서의 특히 가감 속도의 충격이 정밀 가공을 실행하고 있는 기구부 측에 전달되어, 정밀 가공에 악 영향을 끼치고, 가공 정밀도가 저하되거나, 피 가공물에 툴 마크가 형성되거나 할 우려가 있다. 이 우려는, 당연히 공작 기계의 운전 속도가 고속화할수록, 또한, 고정밀도 가공일수록 높아진다. 그러므로, 종래의 공작 기계에 있어서는, 1개의 기구부로 정밀 가공 동작이 실행되는 경우, 그 외의 기구부에서는 상기 정밀 가공 동작에 영향을 주는 공구 교환 등의 동작이 정지되도록 되어 있었다. 그러나, 이와 같이 1개의 기구부 만을 동작시켜서 정밀 가공 동작을 행하도록 한 경우에는, 공작 기계 전체로서의 가공 효율의 저하를 초래하는 다른 문제가 생겼다.

이와 같은 문제점에 대처하기 위하여, 예를 들면 특허 문헌 1에 개시되는 바와 같은 구성의 공작 기계도 종래부터 제안되어 있다. 이 종래 구성에 있어서는, 1개의 기구부로 정밀 가공이 개시될 때, 그 외의 기구부로 공구 교환 등의 동작이 실행되고 있는 경우, 그 공구 교환 등의 동작이 종료할 때까지, 정밀 가공의 개시가 기다려지도록 되어 있다. 그리고, 다른 기구부에 있어서의 다음 동작이 저속으로 변경되고, 1개의 기구부로 정밀 가공 동작이 개시됨과 동시에, 다른 기구부로 이 저속의 동작이 개시되도록 되어 있다.

[특허 문헌 1] 일본국 특개 2002-273601호 공보

[발명이 해결하려고 하는과제]

그런데, 이 특허 문헌 1에 기재된 종래의 공작 기계에 있어서는, 전술한 바와 같이, 다른 기구부에서의 동작이 종료하는 것을 기다려서, 1개의 기구부로 정밀 가공 동작이 개시되도록 되어 있으므로, 그 정밀 가공 동작 이후의 모든 동작이 대기 시간만큼 지연되게 된다. 따라서, 전체 가공 시간이 연장되어, 여전히 가공 효율의 저하를 초래하는 문제가 있었다.

본 발명은, 이와 같은 종래의 기술에 존재하는 문제점에 착안하여 행해진 것이다. 그 목적은, 1개의 기구부에 있어서의 정밀 가공을 다른 기구부로부터의 악영향을 받지 않고 고정밀도로 행할 수 있고, 또한 가공 효율의 저하를 초래하는 우려를 억제할 수 있는 공작 기계 및 그 프로그램 변환 방법을 제공하는 것에 있다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

상기 목적을 달성하기 위해, 공작 기계에 관한 청구의 범위 제1 항에 기재된 발명에서는, 복수개의 기본 프로그램을 각각 가공 프로그램으로 변환하고, 또한 복수개의 가공 프로그램을 동시에 실행하여 피 가공물에 대한 가공을 행하도록 한 공작 기계에 있어서, 상기 기본 프로그램에 정밀 가공 동작을 지령하는 데이터가 존재하는지의 여부를 해석하는 해석 수단과, 상기 데이터가 존재하는 경우에, 상기 정밀 가공 동작 기간중에 다른 프로그램에 의해 실행되는 정밀 가공 동작 이외의 동작의 속도값이 통상의 속도값보다 저하되도록, 상기 가공 프로그램의 변환 동작을 제어하는 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

따라서, 기구부로 정밀 가공 동작이 실행되는 경우, 다른 기구부에서의 정밀 가공 동작 이외의 동작의 가속도 등의 속도값이 저하된다. 그러므로, 다른 기구부 에 있어서의 정밀 가공 동작 이외의 동작에 기인하는 충격이나 진동이 정밀 가공 동작을 실행하고 있는 기구부에 전달되는 것을 억제할 수 있어서, 그 기구부에서의 정밀 가공을 고정밀도로 행할 수 있다. 또한, 이 1개의 기구부에서의 정밀 가공중에, 다른 기구부에서의 정밀 가공 동작 이외의 동작이 정지되거나 또는 정밀 가공의 개시를 기다리거나 하지 않기 때문에, 공작 기계 전체로서의 가공 효율의 저하를 억제할 수 있다. 그리고, 통상의 속도값은, 어느 하나의 가공 프로그램에 의해 어떤 동작이 실행되는 경우, 다른 가공 프로그램에 의해 실행되는 정밀 가공 동작이 없는 경우에 있어서, 상기 하나의 가공 프로그램에 의한 동작의 속도값을 나타낸다.

청구의 범위 제2 항에 기재된 발명에 있어서는, 청구의 범위 제1 항에 기재된 발명에 있어서, 상기 제어 수단은, 기본 프로그램에 있어서의 정밀 가공 동작 기간의 개시 타이밍과 종료 타이밍을 인식하고, 또한 그 인식에 기초하여 정밀 가공 동작에 대한 상기 정밀 가공 동작 이외의 동작의 동작 타이밍을 판별하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 정밀 가공 동작 이외의 동작의 속도값의 저하를 정밀 가공 동작 기간에 맞추어서 정확한 타이밍으로 실현할 수 있다.

청구의 범위 제3 항에 기재된 발명에 있어서는, 청구의 범위 제1 항 또는 제2 항에 기재된 발명에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 정밀 가공 동작 이외의 동작의 속도값의 저하 시에, 상기 동작의 속도, 가속도 및 가가속도(加加速度) 중 적어도 1개의 값을 저하시키는 것을 특징으로 한다.

따라서, 정밀 가공 동작중에 있어서는, 다른 기구부의 정밀 가공 동작 이외의 동작의 속도, 가속도 또는 가가속도 중 적어도 1개가 소정값 이하가 되도록 억제된다. 따라서, 다른 기구부에 있어서의 정밀 가공 동작 이외의 동작의 충격이 정밀 가공을 실행하고 있는 기구부에 전달되는 것을 억제할 수 있어서, 그 기구부에서의 정밀 가공을 다른 기구부로부터의 악 영향을 받지 않고 고정밀도로 행할 수 있다.

청구의 범위 제4 항에 기재된 발명에 있어서는, 청구의 범위 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 기재된 발명에 있어서, 상기 해석 수단은, 가공 개시 전에 상기 기본 프로그램에 상기 정밀 가공 동작을 지령하는 데이터가 존재하는지의 여부를 해석하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 가공 전에 해석한 결과에 기초하여 가공 프로그램을 작성할 수 있고, 그 가공 프로그램에 기초하여 고정밀도 가공을 높은 효율로 실현할 수 있다.

청구의 범위 제5 항에 기재된 발명에 있어서는, 청구의 범위 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 기재된 발명에 있어서, 상기 정밀 가공 동작 이외의 동작의 데이터가 가공 동작의 데이터인지의 여부를 판정하는 판정 수단을 구비하고, 상기 제어 수단은, 상기 판정 수단이 가공 동작이 아니라고 판정한 경우에 상기 속도값의 저하 제어를 실행하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 제어 수단은, 판정 수단이 가공 동작이 아니라고 판정한 경우에는 상기 속도값의 저하 제어가 실행된다. 그러므로, 정밀 가공에 악 영향을 끼칠 가능성이 높은 공구 교환 등의 동작에 의한 영향을 유효하게 배제할 수 있다.

공작 기계의 프로그램 변환 방법에 관한 청구의 범위 제6 항에 기재된 발명에 있어서는, 복수개의 기본 프로그램을 각각 가공 프로그램으로 변환하는 공작 기계의 프로그램 변환 방법에 있어서, 상기 기본 프로그램에 정밀 가공 동작 기간이 존재하는지의 여부를 해석하고, 상기 정밀 가공 기간이 존재하는 경우에, 그 정밀 가공 동작 기간중에 다른 기본 프로그램에 있어서 실행되는 정밀 가공 동작 이외의 동작의 속도값이 상기 기본 프로그램에서 지정되는 속도값보다 저하되도록, 기본 프로그램을 가공 프로그램으로 변환하는 것을 특징으로 한다.

청구의 범위 제7 항에 기재된 발명에 있어서는, 청구의 범위 제6 항에 기재된 발명에 있어서, 기본 프로그램에 있어서의 정밀 가공 동작 기간의 개시 타이밍과 종료 타이밍을 인식하고, 또한 그 인식에 기초하여 정밀 가공 동작에 대한 상기 정밀 가공 동작 이외의 동작의 동작 타이밍을 판별하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 청구의 범위 제2 항과 마찬가지로, 정밀 가공 동작 이외의 동작의 속도값의 저하를 정밀 가공 동작 기간에 맞추어서 정확한 타이밍으로 실현할 수 있다.

[발명의 효과]

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 1개의 기구부에 있어서의 정밀 가공을 다른 기구부로부터의 악 영향을 받지 않고 고정밀도로 행할 수 있고, 또한 가공 효율의 저하를 초래하는 우려를 억제할 수 있어서, 고정밀도 가공과 고효율 가공의 양쪽을 달성할 수 있다.

도 1은 제1 실시예의 공작 기계에 있어서의 전기 회로의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 2는 도 1의 공작 기계에 있어서의 각 기구부로서의 계통 구성을 나타낸 도면이다.

도 3은 도 1의 공작 기계에 있어서의 프로그램의 변환 동작을 나타낸 흐름도이다.

도 4는 마찬가지로 프로그램의 변환 동작의 일부를 예시하는 타임 차트이다.

도 5는 마찬가지로 프로그램의 변환 동작의 다른 일부를 예시하는 타임 차트이다.

도 6은 프로그램 중의 일반 동작에 있어서의 직선적 가감 속도 동작의 속도 를 나타내는 선도이다.

도 7은 프로그램 중의 일반 동작에 있어서의 S자 가감 속도 동작의 가속도 및 속도를 나타내는 선도이다.

도 8의 (a), (b), (c) 및 (d)는 정밀 가공 동작 기간이 존재하는 프로그램에 대응하여, 정밀 가공 동작 기간이 존재하지 않는 프로그램의 일반 동작의 가속도 등을 변경하는 방법을 나타내는 선도이다.

도 9의 (a), (b) 및 (c)는 정밀 가공 동작 기간이 존재하는 프로그램에 대응하여, 정밀 가공 동작 기간이 존재하지 않는 프로그램의 일반 동작의 가속도 등을 변경하는 방법을 나타내는 선도이다.

도 10은 제2 실시예의 공작 기계에 있어서의 프로그램의 변환 동작을 나타낸 흐름도이다.

[부호의 설명]

21: 공작 기계

22: 주축 회전용 모터

23A: 공구 이동용 모터

23B: 공구 이동용 모터

24: 피 가공물 이동용 모터

25: 배면 주축대 이동용 모터

26: 배면 주축 회전용 모터

27: 해석 수단, 판정 수단 및 제어 수단을 구성하는 제어 유닛부

45: 중앙 연산 유닛

49: NC부용 RAM

50: 전자 캠 데이터 작성 버튼

51: ROM

52: PC부용 RAM

A1: 주축

A2: 배면 주축

TS1, TS2, TS3: 공구

α: 가속도

J: 가가속도

M500: 지령

M501: 지령

V: 속도

(제1 실시예)

이하에서, 본 발명의 제1 실시예를, 도 1∼도 9에 기초하여 설명한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 공작 기계(21)는, 제어 유닛부(27)를 구비하고 있다. 이 제어 유닛부(27)에 의해, 주축 회전용 모터(22), 공구 이동용 모터(23A, 23B), 피 가공물 이동용 모터(24), 배면 주축대 이동용 모터(25), 배면 주축 회전용 모터(26)의 구동이 각각 제어된다.

주축 회전용 모터(22)는, 구동 회로(28) 및 주축 회전 제어 회로(29)를 통하여 제어 유닛부(27)에 접속되어 있다. 이 주축 회전용 모터(22)에 의해, 피 가공물을 착탈할 수 있도록 유지하기 위한 도 2에 나타내는 주축 A1이 회전 구동된다. 또한, 주축 회전용 모터(22)에는, 그 모터(22)의 회전을 검출하기 위한 펄스 인코더(30)가 설치되어 있다. 이 펄스 인코더(30)는, 주축 회전용 모터(22)의 회전에 동기하여 회전 검출 신호를 발생하여, 제어 유닛부(27) 및 속도 신호 생성 회로(31)에 대해서 출력한다. 속도 신호 생성 회로(31)는, 펄스 인코더(30)로부터 출력되는 회전 검출 신호를 주축 회전용 모터(22)의 회전 속도에 해당하는 주축 회전 속도 신호로 변환하여, 주축 회전 제어 회로(29)에 대해서 출력한다.

주축 회전 제어 회로(29)는, 후술하는 제어 유닛부(27)의 클록 신호 발생 회로(47)로부터 출력되는 클록 신호를 기준으로 하여, 주축 상의 피 가공물의 회전을 원하는 회전 속도가 되도록 제어하기 위한 것이다. 즉, 이 주축 회전 제어 회로(29)는, 제어 유닛부(27)로부터 출력되는 주축 회전 속도 지령 신호와, 속도 신호 생성 회로(31)로부터 출력되는 주축 회전 속도 신호를 비교하여, 그 차이에 따른 제어 신호를 상기 클록 신호에 기초하여 생성한다. 그리고, 주축 회전 제어 회로(29)에 의해 생성된 제어 신호는, 구동 회로(28)에 출력된다.

구동 회로(28)는, 주축 회전 제어 회로(29)로부터 출력된 제어 신호에 기초하여, 주축 회전용 모터(22)의 회전 속도, 즉 주축의 회전 속도가 후술하는 주축 회전 속도 지령값과 일치하도록, 주축 회전용 모터(22)에 대한 공급 전력을 제어한다. 그리고, 이들 구동 회로(28), 주축 회전 제어 회로(29), 및 속도 신호 생성 회로(31)에 의해, 주축 회전용 모터(22)(주축)의 회전 속도에 대한 피드백 제어계가 구성되어 있다.

공구 이동용 모터(23A)는, 구동 회로(32A) 및 공구 이송 제어 회로(33A)를 통하여 제어 유닛부(27)에 접속되어 있다. 이 공구 이동용 모터(23A)에 의해, 피 가공물을 가공하기 위한 도 2에 나타내는 공구 TS1(선삭(旋削) 가공용 바이트 등)이, 예를 들면 주축 회전용 모터(22), 즉 주축의 회전 중심축에 대해서 직교하는 방향(도 2에 X1 및 Y1으로 나타내는 X축 방향 및 Y축 방향) 등으로 이동된다. 또한, 공구 이동용 모터(23A)에는, 그 모터(23A)의 회전을 검출하기 위한 펄스 인코더(34A)가 설치되어 있다. 이 펄스 인코더(34A)는, 공구 이동용 모터(23A)의 소정 회전 각도마다 회전 검출 신호를 발생하여, 공구 이송 제어 회로(33A)에 출력한다.

공구 이동용 모터(23B)는, 구동 회로(32B) 및 공구 이송 제어 회로(33B)를 통하여 제어 유닛부(27)에 접속되어 있다. 이 공구 이동용 모터(23B)에 의해, 피 가공물을 가공하기 위한 도 2에 나타내는 공구 TS3(선삭 가공용 바이트 등)가, 예를 들면 주축 회전용 모터(22), 즉 주축의 회전 중심축에 대해서 직교하는 방향(도 2에 X3 및 Y3로 나타내는 X축 방향 및 Y축 방향), 또는 주축과 평행한 방향(도 2에 Z3로 나타내는 Z축 방향) 등으로 이동된다. 또한, 공구 이동용 모터(23B)에는, 그 모터(23B)의 회전을 검출하기 위한 펄스 인코더(34B)가 설치되어 있다. 이 펄스 인코더(34B)는, 공구 이동용 모터(23B)의 소정 회전 각도마다 회전 검출 신호를 발생하여, 공구 이송 제어 회로(33B)에 출력한다.

그리고, 도 1에 있어서는, 도면의 번잡함을 피하기 위해, 공구 이동용 모 터(23A, 23B) 및 이들 관련 부재(32A, 32B) 등의 블록을 공통으로 나타내고 있지만, 실제로는 각각 다른 블록으로서 나타나는 것이다.

공구 이송 제어 회로(33A, 33B)는, 펄스 인코더(34A, 34B)로부터 출력되는 회전 검출 신호에 기초하여, 실제 공구의 이동 위치를 인식하고, 또한 인식된 실제 공구의 이동 위치와 후술하는 제어 유닛부(27)로부터 출력되는 공구 위치 지령 신호를 비교하고, 이 비교 결과에 기초하여 공구 구동 신호를 생성한다. 그리고, 공구 이송 제어 회로(33A, 33B)에 의해 생성된 공구 구동 신호는, 구동 회로(32A, 32B)에 출력된다. 구동 회로(32A, 32B)는, 공구 이송 제어 회로(33A, 33B)로부터 출력된 공구 구동 신호에 기초하여, 공구 이동용 모터(23A, 23B)에 대한 공급 전력을 제어한다. 그리고, 이들 구동 회로(32A, 32B) 및 공구 이송 제어 회로(33A, 33B)에 의해, 공구의 이동 위치에 대한 피드백 제어계가 구성되어 있다.

피 가공물 이동용 모터(24)는, 구동 회로(35) 및 피 가공물 이송 제어 회로(36)를 통하여 제어 유닛부(27)에 접속되어 있다. 이 피 가공물 이동용 모터(24)에 의해, 피 가공물이, 예를 들면 주축 회전용 모터(22)의 회전 중심축, 즉 주축의 회전 중심축에 대해서 평행한 방향(도 2에 Z1으로 나타내는 Z축 방향)으로 이동된다. 또한, 피 가공물 이동용 모터(24)에는, 그 모터(24)의 회전을 검출하기 위한 펄스 인코더(37)가 설치되어 있다. 이 펄스 인코더(37)는, 피 가공물 이동용 모터(24)의 소정 회전 각도마다 회전 검출 신호를 발생하여, 피 가공물 이송 제어 회로(36)에 출력한다.

피 가공물 이송 제어 회로(36)는, 펄스 인코더(37)로부터 출력되는 회전 검 출 신호에 기초하여, 실제 피 가공물의 이동 위치를 인식하고, 또한 인식된 실제 피 가공물의 이동 위치와 제어 유닛부(27)로부터 출력되는 피 가공물 위치 지령 신호를 비교하고, 이 비교 결과에 기초하여 피 가공물 구동 신호를 생성한다. 그리고, 피 가공물 이송 제어 회로(36)에 의해 생성된 피 가공물 구동 신호는, 구동 회로(35)에 출력된다. 구동 회로(35)는, 피 가공물 이송 제어 회로(36)로부터 출력된 피 가공물 구동 신호에 기초하여, 피 가공물 이동용 모터(24)에 대한 공급 전력을 제어한다. 그리고, 이 구동 회로(35) 및 피 가공물 이송 제어 회로(36)에 의해, 피 가공물의 이동 위치에 대한 피드백 제어계가 구성되어 있다.

배면 주축대 이동용 모터(25)는, 구동 회로(38) 및 배면 주축대 이송 제어 회로(39)를 통하여 제어 유닛부(27)에 접속되어 있다. 이 배면 주축대 이동용 모터(25)에 의해, 도 2에 나타내는 배면 주축 A2 및 배면 주축 회전용 모터(26) 등을 지지하는 배면 주축대가, 예를 들면 주축 회전용 모터(22)의 회전 중심축, 즉 배면 주축의 회전 중심축에 대해서 평행한 방향(도 2에 Z2로 나타내는 Z축 방향) 또는, 이것과 직교하는 방향(도 2에 X2로 나타내는 X축 방향)으로 이동된다. 또한, 배면 주축대 이동용 모터(25)에는, 그 모터(25)의 회전을 검출하기 위한 펄스 인코더(40)가 설치되어 있다. 이 펄스 인코더(40)는, 배면 주축대 이동용 모터(25)의 소정 회전 각도마다 회전 위치 신호를 발생하여, 배면 주축대 이송 제어 회로(39)에 출력한다.

배면 주축대 이송 제어 회로(39)는, 펄스 인코더(40)로부터 출력되는 회전 위치 신호에 기초하여, 실제 배면 주축대의 이동 위치를 인식하고, 또한 인식된 실 제 배면 주축대의 이동 위치와 제어 유닛부(27)로부터 출력되는 배면 주축대 위치 지령 신호를 비교하고, 이 비교 결과에 기초하여 배면 주축대 구동 신호를 생성한다. 그리고, 배면 주축대 이송 제어 회로(39)에 의해 생성된 배면 주축대 구동 신호는, 구동 회로(38)에 출력된다. 구동 회로(38)는, 배면 주축대 이송 제어 회로(39)로부터 출력된 구동 신호에 기초하여, 배면 주축대 이동용 모터(25)에 대한 공급 전력을 제어한다. 그리고, 이 구동 회로(38) 및 배면 주축대 이송 제어 회로(39)에 의해, 배면 주축대의 이동 위치의 피드백 제어계가 구성되어 있다.

배면 주축 회전용 모터(26)는, 구동 회로(41) 및 배면 주축 회전 제어 회로(42)를 통하여 제어 유닛부(27)에 접속되어 있다. 이 배면 주축 회전용 모터(26)에 의해, 피 가공물을 착탈할 수 있도록 유지하는 상기 배면 주축(도 2에 나타내는 A2)이 회전 구동된다. 또한, 배면 주축 회전용 모터(26)에는, 그 모터(26)의 회전을 검출하기 위한 펄스 인코더(43)가 설치되어 있다. 이 펄스 인코더(43)는, 배면 주축 회전용 모터(26)의 회전, 즉 배면 주축의 회전에 동기하여 회전 검출 신호를 발생하여, 제어 유닛부(27) 및 속도 신호 생성 회로(44)에 출력한다. 속도 신호 생성 회로(44)는, 펄스 인코더(43)로부터 출력되는 회전 검출 신호를 배면 주축 회전용 모터(26)의 회전 속도에 해당하는 배면 주축 회전 속도 신호로 변환하여, 배면 주축 회전 제어 회로(42)에 출력한다.

배면 주축 회전 제어 회로(42)는, 후술하는 클록 신호 발생 회로(47)로부터 발생하는 클록 신호를 기준으로 하여, 원하는 회전 속도가 되도록 배면 주축 회전용 모터(26)의 회전, 즉 피 가공물을 지지하는 배면 주축의 회전을 제어하기 위한 것이다. 즉, 이 배면 주축 회전 제어 회로(42)는, 제어 유닛부(27)로부터 출력되는 배면 주축 회전 속도 지령 신호와, 속도 신호 생성 회로(44)로부터 출력되는 배면 주축 회전 속도 신호를 비교하여, 그 차이에 따른 제어 신호를 상기 클록 신호에 기초하여 생성한다. 그리고, 배면 주축 회전 제어 회로(42)에 의해 생성된 제어 신호는, 구동 회로(41)에 대해서 출력된다.

구동 회로(41)는, 배면 주축 회전 제어 회로(42)로부터 출력된 제어 신호에 기초하여, 배면 주축 회전용 모터(26)의 회전 속도가 후술하는 배면 주축 회전 속도 지령값이 되도록, 배면 주축 회전용 모터(26)에 대한 공급 전력을 제어한다. 그리고, 이들 구동 회로(41), 배면 주축 회전 제어 회로(42) 및 속도 신호 생성 회로(44)에 의해, 배면 주축 회전용 모터(26), 즉, 배면 주축의 회전 속도의 피드백 제어계가 구성되어 있다.

한편, 제어 유닛부(27)는, 중앙 연산 유닛(45), 펄스 신호 발생 회로(46a, 46b), 클록 신호 발생 회로(47), 분할 타이밍 신호 발생 회로(48), NC부용 RAM(랜덤 액세스 메모리)(49), 전자 캠 데이터 작성 버튼(50), ROM(리드온리 메모리)(51), 및 PC부용 RAM(52)을 구비하고 있다.

중앙 연산 유닛(45)은, 제어 유닛부(27) 전체의 신호 처리 등을 관리하는 연산부로서, 주지의 멀티 프로세싱 처리, 즉 다중 처리를 행한다. 여기서, 다중처리는, 복수개의 프로그램을 기억해 두고, 이들 프로그램을 짧은 시간에서 전환하면서 실행시켜서, 외관상, 복수개의 프로그램이 동시에 처리되고 있는 것처럼 하는 것을 가리킨다. 이 경우, 시분할 처리하는 것이나, 각각의 프로그램에 우선 순위를 부 여해 두고, 그 우선 순위가 높은 순으로 처리를 전환하면서 태스크 처리가 실행된다.

각 펄스 신호 발생 회로(46a, 46b)는, 펄스 인코더(30, 43)에 접속되고, 또한 중앙 연산 유닛(45)에도 접속되어 있다. 그리고, 각 펄스 신호 발생 회로(46a, 46b)는, 펄스 인코더(30, 43)로부터 출력된 회전 검출 신호를 인터페이스 등을 통하여 입력하고, 그 회전 검출 신호에 기초하여 소정 회전 각도마다 펄스 신호를 발생하고, 중앙 연산 유닛(45)에 대해서 출력한다. 본 실시예에 있어서, 펄스 신호 발생 회로(46a, 46b)는, 주축 회전용 모터(22) 또는, 배면 주축 회전용 모터(26)가 1회전하는 동안, 주축 회전용 모터(22) 및 배면 주축 회전용 모터(26)에 동기하여, 등간격으로 소정 개수의 펄스 신호를 출력하도록 되어 있다.

클록 신호 발생 회로(47)는, 중앙 연산 유닛(45)으로부터 출력되는 소정의 지령 신호를 받아서, 소정의 주기, 예를 들면 0.25㎳ 주기의 클록 신호를 생성하고, 분할 타이밍 신호 발생 회로(48)에 출력한다. 이 분할 타이밍 신호 발생 회로(48)는, 클록 신호 발생 회로(47)로부터 출력된 클록 신호의 발생 횟수를 카운트하고, 그 카운트의 결과에 기초하여, 예를 들면 1㎳ 경과할 때마다 분할 타이밍 신호를 생성하여 중앙 연산 유닛(45)에 출력한다. 따라서, 분할 타이밍 신호 발생 회로(48)는, 1㎳ 주기의 분할 타이밍 신호를 후술하는 인터럽 타이밍 신호로서 중앙 연산 유닛(45)에 출력하게 된다. 그리고, 클록 신호 및 분할 타이밍 신호의 주기는 전술한 수치에 한정되지 않고, 중앙 연산 유닛(45)의 처리 능력, 펄스 인코더(30, 34, 37, 40, 43)의 분해능, 각 모터(22∼26)의 성능 등을 고려하여 적절하 게 설정 가능하다.

NC부용 RAM(49)은, 중앙 연산 유닛(45)에 있어서의 각종 연산의 결과를 판독 가능하게 일시적으로 기억하도록 구성되어 있다. 이 NC부용 RAM(49)은, 공작 기계(21)에 실제 가공 동작을 행하게 하기 위한 NC 프로그램을 포함하는 각종 프로그램 데이터를 저장하고 있다. 즉, NC부용 RAM(49)의 일부에는, 제1 계통∼제3 계통에 각각 대응한 NC 프로그램을 기억하는 제1 계통 가공 수순 기억부(49a)와, 제2 계통 가공 수순 기억부(49b)와, 제3 계통 가공 수순 기억부(49c)와, 후술하는 가공 프로그램을 기억하는 전자 캠 데이터 테이블 기억부(49d)가 설치되어 있다.

그리고, 전자 캠 데이터 테이블 기억부(49d)에 기억되는 데이터 테이블은, 이른바 전자 캠 제어를 행하기 위한 것이다. 이 전자 캠 제어는, 주축 등의 기준 축에 장착된 펄스 인코더가 출력하는 펄스 신호에 의한 시시각각의 회전 위치 데이터와 기준 축의 단위 회전 위치마다 대응하여 각각 설정된 이동 축의 지령 위치 데이터로부터, 시시각각의 이동 축의 일반 동작 데이터를 생성한다. 그리고, 이 일반 동작 데이터와 회전 위치 데이터로부터 회전물의 회전 속도에 동기하는 이동 축의 지령 속도 데이터를 생성하고, 그 지령 속도 데이터와 상기 일반 동작 데이터에 기초하여, 공구의 위치를 제어하도록 하고 있이다.

다음에, NC부용 RAM(49)의 제1 계통 가공 수순 기억부(49a), 제2 계통 가공 수순 기억부(49b), 및 제3 계통 가공 수순 기억부(49c)에 기억된 NC 프로그램에 기초하여, 작동되는 기구부를, 도 1 및 도 2에 기초하여 설명한다. 즉, 후술하는 설명으로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 제1 계통∼제3 계통마다의 NC 프로그램으로 부터, 각 계통마다의 가공 프로그램이 작성되고, 각 계통은 이 가공 프로그램에 의해 동작된다.

먼저, 제1 계통 가공 수순 기억부(49a)에 기억된 NC 프로그램에 기초한 전자 캠 데이터로서의 가공 프로그램에 의해, 제1 계통 기구부에 있어서의 축 회전용 모터(22), 공구 이동용 모터(23A, 23B) 및 피 가공물 이동용 모터(24)의 동작이 제어된다. 이로써, 주축대(61) 상의 주축 A1은, 도 2에 화살표로 나타낸 바와 같이 주축대(61)와 함께 Z1축 방향으로 이동 제어되고, 또한 C1 회전 방향으로 회전 제어된다. 한편, 날붙이대(62) 상의 공구 TS1은, 날붙이대(62)와 함께 도 2에 화살표로 나타낸 바와 같이 X1축 방향 및 Y1축 방향으로 이동 제어된다.

즉, 제1 계통에서는, 주축대(61)의 이동 제어, 주축 A1의 회전 제어, 공구 TS1을 지지하는 날붙이대(62)의 각 화살표 방향의 이동 제어가 행해진다. 한편, 공구 TS1은, 날붙이대(62)에 설치되어 있어서, 바이트 등의 비가동 고정된 것, 또는 드릴 등 회전 가능한 것을 장착 가능하도록 하고 있다. 이 경우, 드릴 등 회전 가능한 것을 사용하는 경우에는, 제1 계통 가공 수순 기억부(49a)에 기억된 NC 프로그램에 기초하는 가공 프로그램에 의해, 회전이 제어된다.

또한, 제2 계통 가공 수순 기억부(49b)에 기억된 NC 프로그램에 기초하는 가공 프로그램에 의해, 제2 계통의 기구부의 배면 주축대 이동용 모터(25), 배면 주축 회전용 모터(26) 및 공구 TS2의 회전이 제어된다. 이로써, 배면 주축 A2는, 배면 주축대(63)와 함께 도 2에 화살표로 나타낸 바와 같이 X2축 방향 및 Z2축 방향으로 이동 제어되고, 또한 C2 회전 방향으로 회전 제어된다. 한편, 공구 TS2는, 고정날붙이대(64)에 설치되어 있어서, 공구 TS1와 마찬가지로, 바이트 등의 비가동 고정된 것, 또는 드릴 등 회전 가능한 것을 장착 가능하도록 하고 있다. 이 경우, 드릴 등 회전 가능한 것을 사용하는 경우에는, 제2 계통 가공 수순 기억부(49b)에 기억된 NC 프로그램에 기초하는 가공 프로그램에 의해, 회전이 제어된다.

또한, 제3 계통 가공 수순 기억부(49c)에 기억된 NC 프로그램에 기초하는 가공 프로그램에 의해, 공구 이동용 모터(23A, 23B)가 제어된다. 이로써, 제3 계통의 공구 TS3는, 날붙이대(65)와 함께 도 2에 화살표로 나타낸 바와 같이 X3축 방향, Y3축 방향, 및 Z3축 방향으로 이동 제어된다. 즉, 제3 계통의 기구부에서는, 이 공구 TS3를 지지하는 날붙이대(65)가 이동 제어되고, 또한 날붙이대(65)에 유지되는 공구 TS3가 드릴 등의 회전 공구일 경우는, 그 공구의 회전이 제어된다.

그리고, 본 실시예에서는, 전술한 바와 같이, 공구 TS1이 제1 계통에, 공구 TS2가 제1 계통에, 공구 TS3가 제3 계통에 각각 할당되어 있지만, 공구 TS1 또는 공구 TS3는, 어느 계통으로 제어되어도 되고, 이 공구의 계통 할당은 필요에 따라 적절하게 변경될 수 있다. 마찬가지로 주축 A1 및 배면 주축 A2에 대해서도, 계통 할당은, 필요에 따라 임의로 변경될 수 있다.

NC부용 RAM(49)의 전자 캠 데이터 테이블 기억부(49d)는, 식별 번호가 부여된 복수개의 전자 캠 데이터 테이블을 기억하고 있다. 각각의 전자 캠 데이터 테이블은, 주축 회전용 모터(22)(주축) 등의 소정 축의 특정 누적 회전수나 포지션마다 대응하여 설정된 피 가공물의 위치 데이터, 및 공구의 위치 데이터를 기억해 두기 위한 것이다. 각각의 전자 캠 데이터 테이블은, 제1 계통 가공 수순 기억부∼ 제3 계통 가공 수순 기억부(49a∼49c)에 의해 호출(call)되어, 각 계통의 기구부의 동작을 제어한다. 그리고, 전술한 소정의 누적 회전수는, 큰 기억 용량을 필요로 하지만, 주축 회전용 모터(22) 등의 소정 축의 특정 회전 각도 회전수나 포지션마다(누적 회전 각도마다)에 대응하여 기억시켜도 된다.

도 1에 나타내는 전자 캠 데이터 작성 버튼(50)은, 공작 기계의 도시하지 않은 조작 패널에 설치되고, 공작 기계를 동작시키기 위한 기계 가동용의 갱신 프로그램 파일을 작성할 때에, 기동용으로서 조작된다.

ROM(51)은, 각종 처리 프로그램을 기억하는 기억부이다. 그리고, 이 ROM(51)에는, 예를 들면 나사 절삭 가공을 행할 때의, 소정 시간 간격마다(예를 들면 1㎳마다)에 있어서의 피 가공물의 이동 위치 및 공구의 이동 위치를 확정하기 위한 연산 프로그램이나, 구멍 가공이나 절삭 가공 등을 행할 때의, 주축 회전용 모터(22)의 소정 회전 각도마다에 있어서의 피 가공물, 및 공구의 이동 위치를 확정하기 위한 연산 프로그램 등이 기억되어 있다.

또한, 중앙 연산 유닛(45)은, ROM(51) 내에 기억된 프로그램에 기초하여, 펄스 신호 발생 회로(46a, 46b)로부터 출력된 펄스 신호의 발생 횟수를 카운트하고, 그 카운트 결과에 기초하여, 주축 회전용 모터(22)(주축)의 누적 회전수 또는 누적 회전각을 산출한다.

PC부용 RAM(52)은, 중앙 연산 유닛(45)에 있어서의 각종 연산의 결과를 판독 가능하게 일시적으로 기억하도록 구성되어 있다. 이 PC부용 RAM(52)은, 중앙 연산 유닛(45)에 접속된 퍼스널 컴퓨터(도시하지 않은)의 기억부에 의해 구성되어 있다. 그리고, 이 PC부용 RAM(52)에는, 프로그램 작성 툴 또는 수작업으로 작성된 NC 프로그램을 변환 또는 변경할 때에, 참조할 데이터 전부가 저장되도록 되어 있다.

즉, PC부용 RAM(52)의 일부에는, 데이터 변환 프로그램 기억부(52a)와, 전자 캠 데이터 기억 테이블(52b)과, 기계 고유 정보 기억부(52c)와, NC 프로그램 기억부(52d)가 설치되어 있다. 그리고, NC 프로그램 기억부(52d)에 기억되는 NC 프로그램 파일은, 프로그램 작성 툴, 또는, 수작업 의해 미리 작성된 것이다. 이와 같이하여 작성된 NC 프로그램 파일은, 프로그램 작성 툴에 준비되는 수치 제어 장치와의 통신 기능을 이용하거나, 또는 플렉시블 디스크나 컴팩트 디스크 등의 매체를 이용하여 수치 제어 장치에 구비되는 기억 매체 판독 장치를 통하여, 부품의 가공보다 먼저 로드된다.

데이터 변환 프로그램 기억부(52a)에는, 데이터 변환 프로그램이 저장된다. 전자 캠 데이터 기억 테이블(52b)에는, 데이터 변환 프로그램을 실행함으로써 기본 프로그램으로서의 NC 프로그램이 가공 프로그램으로서 전자 캠 데이터화되었을 때에, 그 데이터가 저장된다. 기계 고유 정보 기억부(52c)에는, NC 프로그램에 기술되는 커맨드의 실행에 필요한 시간이나 동작 조건 등, 데이터 변환 프로그램 실행 시에 참조되는 데이터가 저장된다. NC 프로그램 기억부(52d)에는, 데이터 변환 프로그램의 처리 대상이 되는 NC 프로그램이 저장된다.

그리고, 본 실시예에 있어서는, 중앙 연산 유닛(45)을 포함하는 제어 유닛부(27)에 의해, 상기 전자 캠 데이터 작성 버튼(50)의 조작에 기초하는 복수개의 NC 프로그램의 변환 시, 즉 각 계통의 동작 프로그램인 가공 프로그램의 작성 시 에, 각 NC 프로그램에 정밀 가공 동작 기간이 존재하는지의 여부를 해석하기 위한 해석 수단이 구성되어 있다.

또한, 제어 유닛부(27)에 의해, 전술한 해석에 있어서 정밀 가공 동작 기간이 존재하는 경우에, 지령된 정밀 가공의 개시 타이밍과 종료 타이밍을 각 NC 프로그램마다 각각 계측하는 인식 수단이 구성되어 있다. 또한, 제어 유닛부(27)에 의해, 정밀 가공 동작 기간이 지정되어 있지 않은 NC 프로그램에 있어서의 상기 개시 타이밍으로부터 종료 타이밍까지 사이의 동작의 속도 또는 가속도 또는 가가속도 중, 적어도 1개를 소정값 이하로 억제 제어하기 위한 제어 수단이 구성되어 있다.

여기에 더하여, 제어 유닛부(27)에 의해, 정밀 가공 동작 기간이 지정되어 있지 않은 NC 프로그램에 있어서의 상기 동작이 가공 동작인지의 여부를 판정하는 판정 수단이 구성되어 있다. 그리고, 제어 유닛부(27)는, 가공 동작이 아니라고 판정한 경우에는 상기 억제 제어를 실행하고, 가공 동작으로 판정한 경우에는 상기 억제 제어를 실행하지 않고 지정 동작을 행하게 하도록 되어 있다.

다음에, 전술한 바와 같이 구성된 공작 기계에 있어서, 가공 프로그램, 즉 전자 캠 캠 데이터의 작성 동작에 대하여 설명한다.

먼저, 기본 프로그램으로서의 NC 프로그램은, 공작 기계를 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이 동작시키는 것이다. 그리고, 도 4 및 도 5에 나타내는 동작은, NC 프로그램이 구비하는 여러 종류의 동작 형태 중 각 일례를 나타낸 것이다.

도 4는, 제1 계통의 주축대(61)에 있어서 가공이 행해지고, 또한 제2 계통에 있어서 공구 교환 동작이 행해지는 경우에 있어서, 제1 계통의 NC 프로그램의 타임 차트와 제2 계통의 NC 프로그램 및 상기 NC 프로그램이 변환된 가공 프로그램(전자 캠 데이터)의 타임 차트를 나타내고 있다. 그리고, 제1 계통에 있어서의 NC 프로그램에 기초하는 가공 프로그램의 타임 차트는, NC 프로그램과 상사형(相似形)으로 나타나므로, 도시하고 있지 않다.

그런데, 제1 계통에서는, 공구 교환이 실행된 후에, 날붙이대(62)가 고속도로 피 가공물을 향해 접근(approach) 동작하고, 이에 이어서, 주축 A1이 정밀 가공에 적절한 설정 회전 속도가 되도록 변속 동작된다(이 설정 회전 속도로 이행하는 기간을 “변속 대기”의 기간으로서 도시하고 있다). 그리고, 피 가공물에 대한 정밀 가공이 실행되고, 정밀 가공 종료에 수반하여 날붙이대(62)의 퇴피 동작이 행해진다. 한편, 제2 계통에 있어서는, 제1 계통의 공구 교환 동작의 개시와 동시에 다른 공구 교환 동작이 개시되고, 그 제2 계통의 공구 교환 동작이 제1 계통의 정밀 가공 동작중에 종료한다. 그러므로, 이 제2 계통의 공구 교환 동작의 종료에 수반하는 진동이나 충격에 의해 제1 계통의 정밀 가공에 대해서 악영향을 끼치는 것이 억제되도록, 가공 프로그램에 있어서는, 제2 계통의 공구 교환 동작의 속도, 가속도, 가가속도 중 적어도 1개의 속도값이 통상의 속도값보다 저하되도록 제어된다. 그러므로, 가공 프로그램에 있어서는, 결과로서 공구 교환 기간 B가 연장된다.

도 5는, 제1 계통의 주축대(61)로 가공이 행해지고, 또한 제2 계통의 배면 주축대(63)에 있어서도 가공이 행해지는 경우의 NC 프로그램의 타임 차트와, 그 NC 프로그램이 변환된 가공 프로그램(전자 캠 데이터)의 타임 차트를 나타내고 있다.

즉, 제1 계통의 NC 프로그램에서는, 공구 교환이 실행된 후에, 날붙이대(62)가 고속도로 피 가공물을 향해 접근 동작하고, 이어서, 주축 A1이 정밀 가공에 적합한 소정의 회전 속도가 되도록 변속 동작된다. 다음에, 피 가공물에 대한 1회째의 정밀 가공이 실행되고, 정밀 가공 종료에 수반하여 날붙이대(62)의 퇴피 동작이 행해진다. 또한, 주축 A1이 2회째의 정밀 가공에 적합한 소정의 회전 속도가 되도록 변속 동작된 후에, 날붙이대(62)가 고속도로 피 가공물을 향해 접근 동작된다. 그리고, 피 가공물에 대한 2회째의 정밀 가공이 실행되고, 정밀 가공 종료에 수반하여 날붙이대(62)의 퇴피 동작이 행해진다.

한편, 제2 계통에 있어서는, 제1 계통의 공구 교환 동작의 개시와 동시에 공구 교환 동작이 개시되고, 이어서, 날붙이대(64)의 고속도의 접근 동작이 실행된 후에, 배면 주축 A2가 정밀 가공에 적합한 소정의 회전 속도가 되도록 변속 동작된다. 이어서, 정밀 가공 동작이 개시되고, 종료에 수반하여 날붙이대(64)의 퇴피 동작이 행해진다.

여기서, 제2 계통의 정밀 가공 동작의 개시 타이밍은, 제1 계통의 1회째의 정밀 가공 기간중이며, 상기 제2 계통의 정밀 가공의 종료 타이밍은 제1 계통의 2회째의 정밀 가공 기간중이다. 또한, 제1 계통의 1회째의 정밀 가공 종료 타이밍 및 2회째의 정밀 가공 개시 타이밍은, 제2 계통의 정밀 가공 기간중이다. 그러므로, 제1 계통 및 제2 계통의 각 정밀 가공에 대해서 타 계통으로부터 악 영향이 미치지 않도록, 가공 프로그램에 있어서는, 타 계통의 정밀 가공 기간에 대응하는 접근 동작 기간 D 및 퇴피 동작 기간 E에 있어서의 동작의 속도, 가속도, 가가속도 중 적어도 1개의 속도값이 통상의 속도값보다 저하된다. 그러므로, 가공 프로그램에 있어서는, 결과로서 접근 동작 기간 D 및 퇴피 동작 기간 E가 연장되고, 또한 연장된 접근 동작 및 퇴피 동작과 주축 A1 및 배면 주축 A2와의 변속 동작이 동시에 실행된다.

그런데, 이 공작 기계(21)에 있어서, 피 가공물의 가공보다 먼저, 전술한 기본 프로그램으로서의 NC 프로그램을 전자 캠 데이터로서의 가공 프로그램 변경하는 경우에는, 조작 패널 위의 전자 캠 데이터 작성 버튼(50)을 조작한다. 이와 같이 하면, 상기 제어 유닛부(27)의 제어 하에서, 데이터 변환 프로그램 기억부(52a)에 기억된 데이터 변환용의 프로그램이 가동되어, 도 3의 흐름도에 나타내는 각 단계(이하 간단하게 S라 함) 101∼114의 동작이 차례로 실행된다.

즉, S101에 있어서는, NC부용 RAM(49)의 각 가공 수순 기억부(49a∼49c)로부터, 또는, 도시하지 않은 외부의 기억 매체로부터 NC 프로그램이 판독되어, PC부용 RAM(52)의 NC 프로그램 기억부(52d)에 기억된다. 그리고, 이 NC 프로그램 기억부(52d)로부터, 제1 ∼ 제3의 각 계통을 각각 동작시키는 복수개의 NC 프로그램의 공구 교환, 접근 동작, 정밀 가공 등의 각 블록의 데이터가 판독되어, 다음 S102에 있어서 해석된다. S102에 있어서는, 읽어들인 각 NC 프로그램의 각 블록에 대하여, 그 동작에 필요한 소요 시간이 산출된다. 또한, S103에 있어서는, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 앞 블록의 종료 타이밍이 다음 블록의 개시 타이밍이 되도록, 제1 계통 ∼ 제3 계통마다 각 블록의 데이터가 시계열로 정렬 배치되어, PC부용 RAM(52)의 도시하지 않은 워킹 영역에 일시적으로 기입된다.

이어서, S104에 있어서는, 전술한 바와 같이 시계열로 배치된 NC 프로그램중으로부터 정밀 가공 개시 지령(본 실시예에서는 도 4 및 도 5에 나타내는 코드 “M500”이라 함)의 유무가 검색된다. 그 검색에 기초하여, 다음 S105에 있어서는, NC 프로그램 중에 정밀 가공 개시 지령 M500이 존재하는지 여부가 판별되고, 정밀 가공 개시 지령 M500이 존재하는 경우에는 S106으로 이행되고, 존재하지 않는 경우에는 후술하는 S114로 이행된다.

그리고, S106에 있어서는, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, S104에서 검색된 정밀 가공 개시 지령 M500 이후에 정밀 가공 종료 지령(본 실시예에서는 도 4 및 도 5에 나타내는 코드 “M501”이라 함)이 존재하고 있는지의 여부가 검색되고, 존재하고 있으면 양 지령 M500, M501 사이의 기간이 정밀 가공 동작 기간으로서 특정되어, 그 정밀 가공 동작 기간의 개시 타이밍과 종료 타이밍이 인식된다.

또한, S107에 있어서는, S106에서 특정된 정밀 가공 동작 기간의 개시 타이밍으로부터 종료 타이밍까지의 사이에, 다른 계통에 있어서 가공과는 직접 관계없이, 정밀 가공 동작 및 통상 가공 동작을 제외한 공구 교환, 접근 동작, 퇴피 동작 등의 일반 동작 지령이 존재하는지의 여부가 검색된다. 그리고, 그 S107의 검색에 기초하여, S108에 있어서, 일반 동작 지령이 존재하고 있는지의 여부가 판별되고, 일반 동작 지령이 있었을 경우에는 S109로 이행되고, 일반 동작 지령이 없었던 경우에는 S114로 이행된다.

다음에, S109에 있어서는, 다른 계통의 정밀 가공 동작 기간과 대응하면 S108에서 판별된 공구 교환 등의 일반 동작에 있어서, 속도, 가속도, 가가속도 중 적어도 1개의 속도값이 저하 변경된다. 즉, 예를 들면 도 6에 나타낸 바와 같이, 일반 동작이 등속 동작 부분을 가지는 직선적 가감 속도 동작인 경우에는, 속도 V 또는 가속도 α 중 적어도 1개의 속도값이 저하된다. 또한, 도 7에 나타낸 바와 같이, 일반 동작이 등속 동작 부분을 가지는 S자 가감속 동작인 경우에는, 속도 V 또는 가속도 α 또는 가가속도 J 중 적어도 1개의 속도값이 통상의 속도값보다 저하된다. 여기서, 속도 V, 가속도 α, 가가속도 J 중, 저하 변경의 우선 순위는, 가가속도 J, 가속도 α, 속도 V의 순서이다. 이것은, 진동이나 충격의 저감을 위해서는, 가가속도 J, 가속도 α, 속도 V의 순서로 속도값을 저하시키는 것이 유효하기 때문이다.

예를 들면, 도 8의 (a)∼(c)에 나타낸 바와 같이, 정밀 가공 동작의 개시 시에 있어서, 일반 동작이 가속중인 경우에는, 그 가속 동작의 가속도 또는 가가속도 중 적어도 1개가 이들 가속 또는 가가속 개시 시점으로부터 저하된다(도 8의 (a)에서는 직선적 가감속 동작에 있어서 가속도 α가 저하된 경우를 예시). 또한, 가공 구간의 개시 시에 있어서, 일반 동작이 등속중인 경우에는, 속도가 저하되지 않고, 감속 시의 가속도 또는 가가속도 중 적어도 1개가 저하된다(도 8의 (b)에서는 직선적 가감속 동작에 있어서 가속도 α가 저하된 경우를 예시). 마찬가지로, 정밀 가공 동작의 개시 시에 있어서, 일반 동작이 감속중인 경우에는, 그 감속의 가속도 또는 가가속도 중 적어도 1개가 가속 및 가가속의 개시 시점으로부터 저하된다(도 8의 (c)에서는 직선적 가감속 동작에 있어서 가속도 α가 저하된 경우를 예시). 이와 같이 하면, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 가공 프로그램에 있어서 타 계 통의 정밀 가공 기간과 대응하는 공구 교환 기간 B, 접근 동작 기간 D, 퇴피 동작 기간 E가 연장된다. 또한, 정밀 가공 동작의 개시 시에 있어서 일반 가공 동작이 정지 상태에 있어서, 정밀 가공 동작중에 일반 가공 동작이 개시되는 경우, 그 가속 동작의 가속도 또는 가가속도 중 적어도 1개가 이들 개시 시점으로부터 저하된다(도 8(d)에서는 직선적 가감 속도 동작에 있어서 가속도 및 속도가 저하되었을 경우를 예시).

이에 비해, 도 9의 (a)∼(c)에 나타낸 바와 같이, 정밀 가공 동작의 종료 시에 있어서, 일반 동작이 가속중인 경우에는, 정밀 가공 종료 후의 가속 동작이 원래의 가속도 또는 가가속도가 되도록, 가속도 또는 가가속도 중 적어도 1개가 정밀 가공 동작의 종료 직후에 변경된다(도 9의 (a)에서는 직선적 가감 속도 동작에 있어서 가속도 α가 변경된 경우를 예시). 또한, 정밀 가공 동작 기간의 종료 시에 있어서, 일반 동작이 등속중인 경우에는, 정밀 가공 종료 직후부터 원래의 가속도 또는 가가속도로 가속하여, 원래의 최고 속도가 되도록, 속도 또는 가속도 또는 가가속도 중 적어도 1개가 변경된다(도 9의 (b)에서는 직선적 가감 속도 동작에 있어서 속도 V가 변경된 경우를 예시). 마찬가지로, 정밀 가공 동작 기간의 종료 시에 있어서, 일반 동작이 감속중인 경우에는, 정밀 가공 동작 기간 종료 후의 감속 동작이 원래의 가속도 또는 가가속도가 되도록, 감속 동작의 가속도 또는 가가속도 중 적어도 1개가 정밀 가공 동작의 종료 직후에 변경된다(도 9의 (c)에서는 직선적 가감 속도 동작에 있어서 가속도 α가 변경된 경우를 예시).

그리고, S110에 있어서는, 변경 후의 공구 교환 등의 상기 일반 동작의 소요 시간이 산출된다. 또한, S111에 있어서는, 상기 S110에서 산출된 소요 시간으로부터, 변경 전의 일반 동작의 소요 시간을 뺌으로써, 일반 동작의 가속도 등의 속도 값을 저하시킨 경우의 지연 시간이 계산된다.

다음의 S112에 있어서는, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 지연 시간의 길이에 따라, 여유 시간을 이용하여, 일반 동작 이후에 있는 각종 동작의 실행 개시 타이밍이 조정된다. 여기서, 여유 시간은, 가공에 직접 관여하는 축 이동이 정지하고 있는 시간을 가리키고, 구체적으로는, 주축 각도 산출 시간(주축 산출에 필요한 시간), 주축 변속 대기 시간(상기 “변속 대기”의 시간) 등의 동작 대기 시간이 설정되는 보기(補機) 동작의 대기 시간이나, 계통간 기다리는 대기 시간이 있다. 그리고, 여유 시간을 이용한 상기 실행 개시 타이밍의 조정에 의해, 예를 들면 도 5로부터 명백한 바와 같이, 접근 동작 기간 D나 퇴피 동작 기간 E가 여유 시간인 “변속 대기”시간과 오버랩된다. 본 실시예의 경우, 동작 완료까지의 시간이 설정되는 보기 동작의 실행 개시 타이밍을, 일반 동작 완료 타이밍의 지연에 관계없이 일반 동작 개시 시점을 기준으로 하여 설정함으로써, 일반 동작과 보기 동작을 오버랩시키고 있다. 또한, 지연 시간이 생겨도 계통간 기다림에 있어서의 여유 시간(기다림을 위해 축 이동이 정지하고 있는 시간)을 줄이거나 또는 없앰으로써 지연 시간을 흡수하고 있다. 그러므로, 상기 지연 시간이 여유 시간보다 짧은 경우는, 그 지연 시간이 여유 시간 내에 숨어 버려, 사실상 소멸된다. 또는 지연 시간이 여유 시간보다 긴 경우는, 변경한 일반 동작 이후의 최초의 계통간 기다림과, 그 이후의 동작의 실행 개시 타이밍이, 계통간의 기다림에 있어서 어긋나지 않도록 된 상태로, 최소한의 지연 시간 F(도 5의 아래쪽 부분 참조)가 되도록 조정된다.

이어서, S113에 있어서는, NC 데이터의 검색이 정밀 가공 기간의 종료 타이밍까지 종료하였는지의 여부가 판별되고, 종료된 경우에는 S114로 이행되고, 종료되어 있지 않은 경우에는 S107로 이행된다. 다음 S114에 있어서는, 가공 동작 데이터의 검색이 NC 프로그램의 종료 타이밍까지 종료하였는지의 여부가 판별되고, 종료된 경우에는 변경된 동작 데이터가 가공 프로그램, 즉 전자 캠 데이터로서 PC부용 RAM(52)에 저장된 후에, NC부용 RAM(49)의 전자 캠 데이터 테이블 기억부(49d)에 로드되어, 프로그램의 변경 동작이 완료한다. 이에 비해, 가공 동작 데이터의 검색이 NC 프로그램의 종료 타이밍까지 종료되어 있지 않은 경우에는, 재차 S104로 이행된다.

이상과 같이 하여, 전자 캠 데이터로서의 가공 프로그램이 작성된다. 그리고, 이와 같은 가공 프로그램에 의해 공작 기계를 가동시키면, 제1 계통 또는 제2 계통에서 정밀 가공 동작이 실행되는 경우, 다른 계통에서의 공구 교환 등의 일반 동작의 가속도 등의 속도값이 저하된다. 그러므로, 다른 계통에 있어서의 동작에 기인하는 충격이나 진동이 정밀 가공 동작을 실행하고 있는 계통에 전달되는 것을 억제할 수 있어서, 정밀 가공을 고정밀도로 행할 수 있다. 또한, 정밀 가공 동작 개시 및 종료에 대응하는 일반 동작의 가속도 또는 가가속도의 감속이 그 가속 또는 가가속의 개시 시점으로부터 실행되므로, 정밀 가공 개시 시점에서는 일반 동작의 속도값이 통상의 가속 또는 가가속에 있어서의 속도값보다 확실히 저하되어 있 게 되고, 정밀 가공에 대한 악영향을 유효하게 저감할 수 있다. 또한 정밀 가공 동작 종료 시에는, 그 종료에 수반하여 일반 동작의 가속도 또는 가가속도가 통상의 속도값으로 이행하므로, 가공 시간의 지연을 극력 억제할 수 있다.

또한, 하나의 계통에서의 정밀 가공중에, 다른 계통에서의 동작이 정지되거나 다른 계통에서의 동작이 종료할 때까지, 하나의 계통에서의 정밀 가공의 개시를 기다리거나 하지 않고, 단지, 일반 동작 시간의 가가속도나 가속도 등이 저속도값이 되어, 상기 일반 동작 시간이 종료 지연에 의해 약간 연장될 뿐이다. 그러므로, 전술한 바와 같이, 지연 시간이 여유 시간보다 짧은 경우는, 지연은 소멸하여 연장 시간은 표출되지 않고, 지연 시간이 여유 시간보다 긴 경우에만, 그 긴 부분이 연장 시간으로서 표출될 뿐이다. 따라서, 지연이 발생된 타이밍 이후의 모든 동작에 대해서 지연에 의한 직접 영향이 미치는 상기 특허 문헌 1의 종래 기술과는 상이하고, 가공 시간이 터무니없이 길어지지 않고, 가공 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 하나의 계통에서 정밀 가공이 실행될 때, 다른 계통에서 다른 정밀 가공이나 통상 가공 등의 가공이 행해지는 경우에는, 그 가공의 동작 속도 등이 억제되지 않고, 지정 속도로 가공 동작이 실행된다. 그리고, 정밀 가공의 도중에, 다른 계통에 있어서, 정밀 가공 동작 또는 통상 가공 동작이 개시 또는 종료되었다 하더라도, 통상, 그 개시 또는 종료에 의한 진동 등의 변동은, 공구 교환 등의 일반 동작과 비교하여 무시할 수 있는 정도이며, 가공 고정밀도에 대한 영향은 거의 없다. 따라서, 상이한 계통 사이에서 정밀 가공과 정밀 가공 또는 통상 가공이 병행하여 행해질 때에, 그 가공 정밀도가 저하되거나, 가공 속도가 늦어지거나 하는 것을 방지할 수 있다.

(제2 실시예)

다음에, 본 발명의 제2 실시예를, 상기 제1 실시예와 상이한 부분을 중심으로 설명한다.

이 제2 실시예에서는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 가공 프로그램의 작성 동작에 있어서, 주로 단계 S204∼S206의 동작이, 전술한 도 3에 나타내는 제1 실시예의 단계 S104∼S106의 동작과 상이하다. 그리고, 그 외의 단계 S101∼S103 및 S107∼S114의 동작에 대해서는, S204∼S206의 동작에 따르지만 제1 실시예의 동작과 기본적으로 동일하므로, 이들 동작의 설명은 생략한다.

그런데, 이 제2 실시예의 S204에 있어서는, S103에서 시계열로 배치된 NC 프로그램으로부터, 정밀 가공 지정뿐만 아니라, 통상 가공 지령도 시계열로 검색된다. 다음의 S205에 있어서는, S204의 검색의 결과, 정밀 및 통상 가공 지령이 존재하였는지의 여부가 판별되고, 이들의 가공 지령이 존재한 경우에는 S206으로 이행되고, 가공 지령이 존재하지 않았던 경우에는 S114로 이행된다. 이어서, S206에 있어서는, S204에서 검색된 가공 지령 이후에도 다른 정밀 또는 통상 가공 지령이 존재하고 있는지의 여부가 검색되고, 존재하고 있으면 전후의 양 가공 지령 사이가 정밀 가공 동작을 포함하는 가공 기간으로서 특정되어, 그 가공 기간의 개시 타이밍과 종료 타이밍이 구해진다.

그 후에는, 상기 제1 실시예의 경우와 마찬가지로, 이 가공 기간의 개시 타이밍으로부터 종료 타이밍까지의 사이에, 다른 계통에 있어서 공구 교환 등의 일반 동작이 존재하는지의 여부가 검색되고, 일반 동작이 존재하는 경우에는, 그 일반 동작의 속도, 가속도 또는 가가속도 중, 적어도 1개의 속도값이 저하 변경된다.

따라서, 이 제2 실시예에 있어서는, 정밀 가공 기간뿐만 아니라, 통상 가공 기간에 있어서도, 일반 동작의 속도, 가속도 또는 가가속도 중, 적어도 1개의 속도값이 저하 변경되므로, 통상 가공에 있어서도, 고정밀도 가공을 달성할 수 있다.

(변경예)

그리고, 이 실시예는, 다음과 같이 변경하여 구체화될 수도 있다.

· 실시예에 있어서는, NC 프로그램으로부터 가공 프로그램을 작성하여, 그 가공 프로그램에 있어서 정밀 가공 또는 통상 가공에 대해서 타 계통으로부터의 진동이나 충격에 의해 악 영향이 미치지 않도록 했다. 이에 대해, NC부용 RAM(49)으로부터 중앙 연산 유닛(45)이 NC 프로그램을 판독하는 단계에 있어서, 판독과 동시에 상기 제1 실시예 또는 제2 실시예에 나타낸 일반 동작의 속도, 가속도, 가가속도 중 적어도 1개의 속도값을 저하 변경하는 처리를 실행해도 된다. 이 경우는, NC 프로그램을 적절하게 먼저 판독하여 정밀 가공 동작이 존재하는지의 여부의 해석을 행하고, 그 해석에 기초하여 전술한 속도값의 저하 처리를 행한 후에 공작 기계를 동작시키도록 구성한다. 이상과 같은 구성으로부터는, 다음과 같은 기술적 사상을 추출할 수 있다.

· 복수개의 프로그램을 동시에 실행하여 피 가공물에 대한 가공을 행하도록 한 공작 기계에 있어서,

상기 프로그램에 정밀 가공 동작을 지령하는 데이터가 존재하는지의 여부를 해석하는 해석 수단과,

상기 데이터가 존재하는 경우에, 상기 정밀 가공 동작의 기간중에 다른 프로그램에 의해 실행되는 정밀 가공 동작 이외의 동작의 속도값이 프로그램에서 지정되는 속도값보다 저하되도록 제어하는 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 공작 기계.

· 가공 프로그램에 기초하여 가공을 실행했을 때, 실제 가공에서의 일반 동작의 지연 시간 및 여유 시간을 측정하여, 그 측정 결과에 기초하여 가공 플러그 램을 수정하여 갱신하도록 해도 된다.

본 발명에 의하면, 1개의 기구부에 있어서의 정밀 가공을 다른 기구부로부터의 악 영향을 받지 않고 고정밀도로 행할 수 있고, 또한 가공 효율의 저하를 초래하는 우려를 억제할 수 있어서, 고정밀도 가공과 고효율 가공의 양쪽을 달성할 수 있다.

Claims

복수개의 기본 프로그램을 각각 가공 프로그램으로 변환하고, 또한 복수개의 가공 프로그램을 동시에 실행하여 피 가공물에 대한 가공을 행하도록 한 공작 기계에 있어서,

상기 기본 프로그램에 정밀 가공 동작을 지령하는 데이터가 존재하는지의 여부를 해석하는 해석 수단과,

상기 데이터가 존재하는 경우에, 상기 정밀 가공 동작의 기간중에 다른 프로그램에 의해 실행되는 정밀 가공 동작 이외의 동작의 속도값이 통상의 속도값보다 저하되도록, 상기 가공 프로그램의 변환 동작을 제어하는 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 공작 기계.
제1항에 있어서,

상기 제어 수단은, 기본 프로그램에 있어서의 정밀 가공 동작 기간의 개시 타이밍과 종료 타이밍을 인식하고, 또한 그 인식에 기초하여 정밀 가공 동작에 대한 상기 정밀 가공 동작 이외의 동작의 동작 타이밍을 판별하는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제어 수단은, 상기 정밀 가공 동작 이외의 동작의 속도값의 저하 시에, 상기 동작의 속도, 가속도 및 가가속도 중 적어도 1개의 값을 저하시키는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 해석 수단은, 가공 개시 전에 상기 기본 프로그램에 상기 정밀 가공 동작을 지령하는 데이터가 존재하는지의 여부를 해석하는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 정밀 가공 동작 이외의 동작의 데이터가 가공 동작의 데이터인지의 여부를 판정하는 판정 수단을 구비하고,

상기 제어 수단은, 상기 판정 수단이 가공 동작이 아니라고 판정한 경우에 상기 속도값의 저하 제어를 실행하는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
복수개의 기본 프로그램을 각각 가공 프로그램으로 변환하는 공작 기계의 프로그램 변환 방법에 있어서,

상기 기본 프로그램에 정밀 가공 동작 기간이 존재하는지의 여부를 해석하고,

상기 정밀 가공 동작 기간이 존재하는 경우에, 상기 정밀 가공 동작 기간중에 다른 기본 프로그램에 있어서 실행되는 정밀 가공 동작 이외의 동작의 속도값이 통상의 속도값보다 저하되도록, 기본 프로그램을 가공 프로그램으로 변환하는 것을 특징으로 하는 공작 기계의 프로그램 변환 방법.
제6항에 있어서,

상기 기본 프로그램에 있어서의 정밀 가공 동작 기간의 개시 타이밍과 종료 타이밍을 인식하고, 또한 그 인식에 기초하여 정밀 가공 동작에 대한 상기 정밀 가공 동작 이외의 동작의 동작 타이밍을 판별하는 것을 특징으로 하는 공작 기계의 프로그램 변환 방법.