KR20150110818A - 수치 제어 장치 - Google Patents

Abstract

가공 프로그램의 이동 경로상을 이동시키는 이동 지령과 이동 경로를 따라서 진동시키는 진동 조건을 취득하는 해석 처리부(45)와, 단위 시간에서의 지령 이동량을 산출하는 지령 이동량 산출부(481)와, 이동 지령에 대응하는 시각에 있어서의 단위 시간에서의 진동 이동량을, 진동 조건을 이용하여 산출하는 진동 이동량 산출부(482)와, 지령 이동량과 진동 이동량을 합성해서 합성 이동량을 산출하고, 합성 이동량의 산출 기준이 되는 위치로부터 합성 이동량만큼 이동한 위치가 이동 경로상에 위치하도록, 단위 시간 내의 이동량을 구하는 이동량 합성부(483)를 구비한다.

Description

수치 제어 장치{NUMERICAL CONTROL DEVICE}

본 발명은 수치 제어 장치에 관한 것이다.

종래에는, 선삭(旋削) 가공에 있어서, 절삭(切削) 공구를 워크(workpiece)에 대해서, 적어도 2축 방향으로 이송(feed) 동작시키는 절삭 공구 이송 기구와, 상기 적어도 2축 방향으로 절삭 공구를 저주파 진동시켜 절삭 공구 이송 구동 모터를 제어하는 제어 기구를 가지는 수치 제어 장치가 제안되어 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조). 이 수치 제어 장치에서는 제어 기구는, 각종 설정을 행하는 조작 수단과, 조작 수단에 의해서 설정된 워크의 회전수 또는 절삭 공구 1 회전당 절삭 공구의 이송량에 따라서, 절삭 공구를 적어도 2축 방향에 동기시켜 이송 동작시키는 25Hz 이상의 저주파로 동작 가능한 데이터로서, 이송축의 관성(inertia)이나 모터 특성 등의 기계 특성에 따른 적어도 절삭 공구 이송 기구의 전진량, 후퇴량, 전진 속도, 후퇴 속도가 미리 표로 되어 격납되어 있는 진동 절삭 정보 격납 수단과, 진동 절삭 정보 격납 수단에 격납되어 있는 당해 데이터에 기초하여 절삭 공구 이송 구동 모터를 제어하여 이루어지는 모터 제어 수단을 가지고 있다.

이것에 의해서, 조작 수단으로부터 설정된 워크의 회전수 또는 절삭 공구 1 회전당 절삭 공구의 이송량이 표에 존재하는 경우에는, 그것에 대응하는 절삭 공구 이송 기구의 전진량, 후퇴량, 전진 속도, 후퇴 속도로 절삭 가공이 행해진다. 또, 조작 수단으로부터 설정된 워크의 회전수 또는 절삭 공구 1 회전당 절삭 공구의 이송량이 표에 존재하지 않는 경우에는, 적정치가 프로그램 설정되어 있지 않다는 취지의 경고가 표시되고, 처리가 종료된다.

또, 윤곽 제어를 행하기 위한 2축 이상의 제어축을 제어하여, 윤곽 제어를 행하는 수치 제어 장치에 있어서, 2축 이상의 제어축을 동시 제어하여 초핑 동작(chopping operation)시킴과 동시에 윤곽 제어하는 이동 데이터를 생성하는 수치 제어 장치가 제안되어 있다(예를 들어, 특허 문헌 2 참조).

특허 문헌 1: 일본국 특허 제 5033929호 공보 특허 문헌 2: 일본국 특허 제 4293132호 공보

그렇지만, 상기 특허 문헌 1에 의하면, 표에 설정하는 절삭 공구를 적어도 2축 방향에 동기시켜 이송 동작시키는 25Hz 이상의 저주파로 동작 가능한 데이터를 작성하기 어렵다고 하는 문제점이 있었다. 예를 들어, 표를 작성할 때에는, 워크의 회전수 또는 절삭 공구 1 회전당 절삭 공구의 이송량마다, 절삭 공구 이송 기구의 전진량, 후퇴량, 전진 속도, 후퇴 속도를 정하지 않으면 안 되므로, 수치 제어 장치에서 사용될 수 있는 워크의 회전수 또는 절삭 공구 1 회전당 절삭 공구의 이송량을 망라하지 않으면 안 된다. 그 때문에, 표의 작성에는 시간과 노력이 들고 있었다.

또, 표에 설정되어 있지 않은 워크의 회전수 또는 절삭 공구 1 회전당 절삭 공구의 이송량이 입력되었을 경우에는, 가공이 행해지지 않고, 처리가 종료되어 버리므로, 조작 수단으로부터 입력한 조건이 가공 가능한지 여부가, 실제로 처리를 시작할 때까지 불명하다라고 하는 문제점도 있었다.

또, 특허 문헌 2는, 초핑을 행하면서 윤곽 제어를 행하기 위한 수치 제어 장치에 관한 것이다. 초핑 동작은, 특허 문헌 1과 마찬가지 진동을 수반하면서 윤곽 제어하기 위한 것이지만, 진동의 방향은 윤곽 제어의 방향에 대해, 소정의 각도로 교차하는 것을 전제로 하고 있어, 가공 방향으로 공구를 진동시키는 것에 대해서는, 고려되어 있지 않다.

본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로, 가공 경로를 따라서 진동시키면서 가공하는 수치 제어 장치에 있어서, 공구의 진동 조건을 격납한 표를 필요로 하는 일 없이, 가공 프로그램에 의해서 가공 경로를 주면, 가공 경로상에서 공구가 소정의 주파수로 진동하면서 가공할 수 있는 수치 제어 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 수치 제어 장치는, 공구 및/또는 가공 대상에 마련된 2 이상의 가공축에 의해서, 상기 공구와 상기 가공 대상을 상대적으로 이동시키면서 상기 가공 대상의 가공을 행하는 수치 제어 장치로서, 가공 프로그램의 이동 경로상을 이동시키는 이동 지령과, 상기 이동 경로를 따라서 진동시키는 진동 조건을 취득하는 해석 처리 수단과, 단위 시간에서의 상기 이동 지령에 의한 이동량인 지령 이동량을 산출하는 지령 이동량 산출 수단과, 상기 이동 지령에 대응하는 시각에 있어서의 상기 단위 시간에서의 진동에 의한 이동량인 진동 이동량을, 상기 진동 조건을 이용하여 산출하는 진동 이동량 산출 수단과, 상기 지령 이동량과 상기 진동 이동량을 합성해서 합성 이동량을 산출하고, 상기 합성 이동량의 산출 기준이 되는 위치에서부터 상기 합성 이동량만큼 이동한 위치가 상기 이동 경로상에 위치하도록, 상기 단위 시간 내의 이동량을 구하는 이동량 합성 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 주어진 진동 조건, 예를 들면 주파수와 진폭에 기초하여 수치 제어 장치가 가공 경로에 따른 진동을 가하는 것이 가능해지므로, 공구의 진동 조건을 격납한 표를 필요로 하는 일 없이, 다양한 조건으로 가공할 수 있다고 하는 효과를 가진다.

도 1은 실시 형태 1에 의한 수치 제어 장치의 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 2는 실시 형태 1에 의한 수치 제어 장치의 축의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 실시 형태 1에 의한 가공 방법을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 실시 형태 1에 의한 가공 프로그램의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는 실시 형태 1에 의한 진동을 수반하는 보간(補間) 처리의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 6은 실시 형태 1에 의한 진동을 수반하는 보간 처리의 구체적인 처리 절차의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 6에서 구한 합성 이동량의 단위 시간마다의 방향과 크기를 나타내는 도면이다.
도 8은 이동 경로가 원호(圓弧) 모양인 경우의 X축과 Z축의 지령 위치를 나타내는 도면이다.
도 9는 실시 형태 1에 의한 드릴(drill)로의 가공 방법을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 10은 실시 형태 2에 의한 수치 제어 장치의 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 11은 실시 형태 2에 의한 진동을 수반하는 보간 처리 절차의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 12는 실시 형태 2에 의한 가공 방법을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 13은 실시 형태 2에 의한 이동 경로로의 진동의 부가를 개념적으로 나타내는 도면이다.
도 14는 실시 형태 2에 의한 가공 처리시의 Z축과 X축의 위치 지령치의 시간에 의한 변화의 일례를 나타내는 도면이다.
도 15는 실시 형태 3에 의한 수치 제어 장치의 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 16은 실시 형태 3에 의한 제어 연산부측에서의 진동을 수반하는 보간 처리 절차의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 17은 실시 형태 3에 의한 구동부측에서 진동을 발생시키는 처리 절차의 일례를 나타내는 순서도이다.

이하에 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 따른 수치 제어 장치를 상세하게 설명한다. 또한, 이들 실시 형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

실시 형태 1.

도 1은 실시 형태 1에 의한 수치 제어 장치의 구성의 일례를 나타내는 블록도이다. 수치 제어 장치(1)는 구동부(10)와, 입력 조작부(20)와, 표시부(30)와, 제어 연산부(40)를 가진다.

구동부(10)는 가공 대상 및 공구 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 적어도 2축 방향으로 구동하는 기구이다. 여기에서는, 수치 제어 장치(1)상에서 규정된 각 축방향으로 가공 대상 및/또는 공구를 이동시키는 서보 모터(11)와, 서보 모터(11)의 위치·속도를 검출하는 검출기(12)와, 검출기(12)로부터의 위치·속도에 기초하여, 가공 대상 및/또는 공구의 위치나 속도의 제어를 행하는 각 축방향의 서보 제어부(13)(X축 서보 제어부(13X), Z축 서보 제어부(13Z),…. 또한, 이하에서는, 구동축의 방향을 구별할 필요가 없는 경우에는, 간단하게 서보 제어부(13)로 표기함)를 가진다. 또, 가공 대상에 마련된 주축(主軸)을 회전시키는 주축 모터(14)와, 주축 모터(14)의 위치·회전수를 검출하는 검출기(15)와, 검출기(15)로부터의 위치·회전수에 기초하여, 가공 대상에 마련된 주축의 회전을 제어하는 주축 서보 제어부(16)를 가진다.

입력 조작부(20)는 키보드나 버튼, 마우스 등의 입력 수단에 의해서 구성되고, 유저에 의한 수치 제어 장치(1)에 대한 커멘드 등의 입력, 또는 가공 프로그램 혹은 파라미터 등의 입력이 행해진다. 표시부(30)는 액정 표시 장치 등의 표시 수단에 의해서 구성되며, 제어 연산부(40)에 의해서 처리된 정보가 표시된다.

제어 연산부(40)는 입력 제어부(41)와, 데이터 설정부(42)와, 기억부(43)와, 화면 처리부(44)와, 해석 처리부(45)와, 기계 제어 신호 처리부(46)와, PLC(Programmable Logic Controller) 회로부(47)와, 보간 처리부(48)와, 가감속 처리부(49)와, 축데이터 출력부(50)를 가진다.

입력 제어부(41)는 입력 조작부(20)로부터 입력되는 정보를 접수한다. 데이터 설정부(42)는 입력 제어부(41)로 접수된 정보를 기억부(43)에 기억한다. 예를 들어 입력된 내용이 가공 프로그램(432)의 편집인 경우에는, 기억부(43)에 기억되어 있은 가공 프로그램(432)에 편집된 내용을 반영시키고, 파라미터가 입력되었을 경우에는 기억부(43)의 파라미터의 기억 영역(431)에 기억한다.

기억부(43)는 제어 연산부(40)의 처리에서 사용되는 파라미터(431), 실행되는 가공 프로그램(432), 표시부(30)에 표시시키는 화면 표시 데이터(433) 등의 정보를 기억한다. 또, 기억부(43)에는, 파라미터(431), 가공 프로그램(432) 이외의 일시적으로 사용되는 데이터를 기억하는 공유 에어리어(434)가 마련되어 있다. 화면 처리부(44)는 기억부(43)의 화면 표시 데이터를 표시부(30)에 표시시키는 제어를 행한다.

해석 처리부(45)는 1 이상의 블록을 포함하는 가공 프로그램을 판독하고, 판독한 가공 프로그램을 1 블록마다 해석하여, 1 블록으로 이동하는 이동 지령을 생성하는 이동 지령 생성부(451)와, 가공 프로그램에 진동 지령이 포함되어 있는지를 해석하여, 진동 지령이 포함되어 있는 경우에, 진동 지령에 포함되는 주파수와 진폭 등의 진동 정보를 생성하는 진동 지령 해석부(452)를 가진다.

기계 제어 신호 처리부(46)는 해석 처리부(45)에 의해서, 수치 제어축(구동축)을 동작시키는 지령 이외의 기계를 동작시키는 지령으로서의 보조 지령을 판독했을 경우에, 보조 지령이 지령된 것을 PLC 회로부(47)에 통지한다. PLC 회로부(47)는, 기계 제어 신호 처리부(46)로부터 보조 지령이 지령된 것의 통지를 받으면, 그 보조 지령에 대응하는 처리를 실행한다.

보간 처리부(48)는, 해석 처리부(45)가 해석한 이동 지령을 이용하여, 단위 시간(보간 주기)에서 이동하는 이동량인 지령 이동량을 산출하는 지령 이동량 산출부(481)와, 공구 또는 가공 대상을 진동시키기 위한 단위 시간에서의 이동량인 진동 이동량을 산출하는 진동 이동량 산출부(482)와, 단위 시간당 지령 이동량과 진동 이동량을 합성한 합성 이동량을 산출하는 이동량 합성부(483)와, 이동 경로 내를 통과하도록 단위 시간당 합성 이동량으로부터 각 구동축의 이동량을 산출하는 합성 이동량 분해부(484)를 가진다.

가감속 처리부(49)는 보간 처리부(48)로부터 출력된 각 구동축의 합성 이동량을, 미리 지정된 가감속 패턴에 따라서 가감속을 고려한 단위 시간당 이동 지령으로 변환한다. 축데이터 출력부(50)는, 가감속 처리부(49)로 처리된 단위 시간당 이동 지령을, 각 구동축을 제어하는 서보 제어부(13X, 13Z, …)에 출력한다.

공구 또는 가공 대상을 진동시키면서 가공을 행하기 위해서는, 상기한 것처럼, 가공을 행할 때에, 가공 대상과 공구를 상대적으로 이동시키면 좋다. 도 2는 선삭 가공을 행하는 실시 형태 1에 의한 수치 제어 장치의 축의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다. 이 도면에서는, 지면 내에 직교하는 Z축과 X축을 마련하고 있다. 도 2 (a)는 가공 대상(61)을 고정하고, 예를 들어 선삭 가공을 행하는 선삭 가공용 공구인 공구(62)만을 Z축과 X축 방향으로 이동시키는 경우이며, 도 2 (b)는 가공 대상(61)을 Z축 방향으로 이동시키고, 공구(62)를 X축 방향으로 이동시키는 경우이다. 이들 어느 경우에도, 이동시키는 대상(가공 대상(61) 및/또는 공구(62))에 서보 모터(11)를 마련함으로써, 이하에 설명하는 처리를 행하는 것이 가능해진다.

도 3은 실시 형태 1에 의한 가공 방법을 모식적으로 나타내는 도면이다. 여기에서는, 지면 내에 직교하는 Z축과 X축이 마련되고, 이 ZX면 내의 이동 경로(101)를 따라서 공구(62)와 가공 대상을 상대적으로 이동시키면서 가공을 행하는 경우가 도시되어 있다. 실시 형태 1에서는, 이동 경로(101)를 따라서 공구(62)를 가공 대상에 대해서 상대적으로 이동시킬 때에, 이동 경로(101)를 따르도록 공구(62)를 진동시키도록 하고 있다. 즉, 직선 구간에서는 직선을 따라서 왕복하도록 공구(62)를 진동시키고, 곡선 구간에서는 곡선을 따라서 왕복하도록 공구(62)를 진동시킨다. 또한, 공구(62)를 진동시킨다고 하는 기재는, 공구(62)의 가공 대상(61)에 대한 상대적인 운동이며, 실제로는 도 2에 도시된 것처럼, 공구(62)와 가공 대상(61) 중 어느 것을 움직여도 좋다. 이하의 설명도 마찬가지이다.

도 4는 실시 형태 1에 의한 가공 프로그램의 일례를 나타내는 도면이다. 가공 프로그램은 행(블록)마다 판독되어, 실행되어 간다. 이 가공 프로그램 중의 행(401)의 「M3 S1000；」은 주축의 회전 지령이고, 행(403)의 「G01 X10.0 Z20.0 F0.01；」은 직선 보간의 지령이고, 행(404)의 「G02 X14.0Z23.5 R4.0；」은 시계 회전의 원호 보간의 지령이며, 일반적인 수치 제어 장치에서 사용되는 지령이다.

한편, 행(402)의 「G200 F50 A0.03；」과 행(405)의 「G201；」은, 이 실시 형태 1의 진동 절삭을 지령하는 것으로, 새롭게 마련되는 지령이다. 여기에서는, 지령 「G200」은 진동 절삭의 개시를 의미하는 것이고, 지령 「G201」은 진동 절삭의 종료를 의미하는 것이다. 또, 「F」와 그것에 이어지는 수치는 진동시키는 주파수(Hz)를 의미하는 것이고, 「A」와 그것에 이어지는 수치는 진동시키는 진폭(예를 들어 mm)을 의미하는 것이다. 또한, 이것은 일례이며, 진동 절삭의 개시와 종료, 진동시키는 주파수와 진폭을 의미하는 기호는, 다른 것이어도 좋고, 주파수와 진폭의 지령치에 대해서도 임의의 수치여도 상관없지만, 곡선 경로상에서 정밀도 좋게 진동시키기 위해서, 또 절삭에 의해 발생하는 잘라낸 부스러기를 진동에 의해 잘게 분단하기 위해서, 미소(微小)한 진동(진폭이 수십 마이크로 미터 이하이면서 또한 주파수가 수백 Hz 이하)을 일반적으로 지령한다.

다음으로, 실시 형태 1의 수치 제어 장치에 의한 가공 방법에 대해 설명한다. 도 5는 실시 형태 1에 의한 진동을 수반하는 보간 처리의 일례를 나타내는 순서도이다.

먼저, 해석 처리부(45)의 이동 지령 생성부(451)에 의해서 가공 프로그램으로부터 공구 및/또는 가공 대상의 위치와 속도를 포함하는 이동 경로를 가지는 이동 지령이 보간 처리부(48)에 출력된다. 또, 진동 지령 해석부(452)에 의해서, 주파수와 진폭을 포함하는 진동 조건이 보간 처리부(48)에 출력된다. 보간 처리부(48)는 해석 처리부(45)에 의해서 출력되는 이동 지령과 진동 조건을 취득한다(스텝 S11).

그 다음에, 보간 처리부(48)의 지령 이동량 산출부(481)는, 이동 지령으로부터 단위 시간(보간 주기)당 지령 이동량(이동 지령에 의한 이동량임)을 산출한다(스텝 S12). 이것은, 직선 보간, 원호 보간 등의 종류에 의해서, 미리 정해진 수법에 의해서 구해진다.

그 후, 진동 이동량 산출부(482)는 단위 시간당 진동에 의한 이동량인 진동 이동량을 산출한다(스텝 S13). 진동 이동량은 취득한 진동 조건(주파수, 진폭)의 정현파(正弦波)를 상정하고, 이번 보간 시각에 대응하는 정현파 상의 위치를 구하고, 전회 보간 시각시의 위치와의 차로서 이번 보간 시각에 대응하는 진동 이동량을 구한다(즉, 도 6 (e)에서 이번 보간 시각을 t2라고 하면, 시각 t2에 있어서의 Δa2를 구한다).

그 다음에, 이동량 합성부(483)는 지령 이동량과 진동 이동량을 합성한 합성 이동량을 산출한다(스텝 S14). 여기에서는, 지령 이동량에 진동 이동량을 가산하는 것으로 한다.

그 후, 합성 이동량 분해부(484)는 이동 경로 내를 통과하도록, 단위 시간당 합성 이동량을 각 구동축의 성분으로 분해한 축이동량을 산출한다(스텝 S15). 그리고 산출한 축이동량은, 축데이터 출력부(50)를 통해서 각 구동축의 서보 제어부(13)에 출력된다(스텝 S16).

또한, 스텝 S14에서, 합성 이동량의 종점의 위치가 가공 개시 위치로부터 가공 방향의 반대측에 위치해 버리는 경우, 또는 합성 이동량의 종점이 가공 종료 위치에서부터 가공 방향측을 지나 버리는 경우에는, 의도하지 않는 영역까지 가공되게 된다. 그 때문에, 합성 이동량의 종점의 위치가 가공 개시 위치로부터 가공 방향의 반대측에 위치해 버리는 경우에는, 합성 이동량의 종점의 위치가 가공 개시점까지로 되도록, 또 합성 이동량의 종점이 가공 종료 위치에서부터 가공 방향측을 지나 버리는 경우에는, 합성 이동량의 종점이 가공 종료점까지로 되도록, 합성 이동량을 보정해도 좋다.

그 후, 지령 이동량 산출부(481)는 지령 완료된 지령 이동량의 그때까지의 합산치가 목표 이동량 미만인지를 판정한다(스텝 S17). 지령 이동량의 합산치가 목표 이동량 미만인 경우(스텝 S17에서 Yes인 경우)에는, 스텝 S12로 처리가 돌아가, 상술한 처리를 반복하여 실행한다. 한편, 지령 이동량의 합산치가 목표 이동량에 도달했을 경우(스텝 S17에서 No인 경우)에는, 가공이 목표 위치까지 진행했으므로, 처리가 종료된다.

도 6은 실시 형태 1에 의한 진동을 수반하는 보간 처리의 구체적인 처리 절차의 일례를 나타내는 도면이고, 도 7은 도 6에서 구한 합성 이동량의 단위 시간마다의 방향과 크기를 나타내는 도면이다. 먼저, 도 6 (a)에 도시되는 것처럼, ZX 평면 내에서 원호 모양의 이동 경로를 따라서, 공구와 가공 대상을 상대적으로 이동시키는 경우에 대해 설명한다. 가공 프로그램에는, 가공 개시점, 가공 종료점, 가공 대상에 대한 공구의 상대적인 이동 속도 F, 보간 방식(직선 보간, 원호 보간 등), 진동 조건이 규정되어 있고, 이들 조건을 보간 처리부(48)는 스텝 S11에서 취득한다.

지령 이동량 산출부(481)는 가공 개시점, 가공 종료점, 이동 속도 및 보간 방식을 이용하여, 가공 개시점에서부터 가공 종료점까지의 이동거리 L과 소요 시간 T를 구한다. 이때의 시간에 대한 이동거리는, 도 6 (b)와 같이 된다.

그 후, 이동거리 L과 보간 주기(단위 시간) Δt로부터, 각 시각에서의 단위 시간당 이동량인 지령 이동량 ΔL을 구한다(스텝 S12). 이 결과가, 도 6 (d)에 도시되어 있다. 이 도 6 (d)는, 도 6 (b)의 시각 t1~t7 사이를 확대하여 도시한 것이다. 여기에서는, 지령 이동량 ΔL은 어느 시각이라도 일정한 것으로 한다.

먼저, 지령 이동량 산출부(481)는 시각 t1에서의 지령 이동량 ΔL을 구한다. 또, 진동 이동량 산출부(482)는 가공 프로그램으로부터 얻어지는 진동 조건을 이용해 도 6 (c)에 도시되는 진동의 시간적 변화를 나타내는 함수를 작성하여, 시각 t1에서의 단위 시간(보간 주기) Δt당 진동에 의한 이동량인 진동 이동량 Δa1을 구한다(스텝 S13). 이 결과가, 도 6 (e)에 도시되어 있다. 이 도 6 (e)도, 도 6 (b)의 시각 t1~t7의 사이를 확대하여 표시하고 있다.

이동량 합성부(483)는 지령 이동량 ΔL과 진동 이동량 Δa1을 합산하여, 시각 t1에서의 단위 시간당 합성 이동량 s1를 구한다(스텝 S14). 이것은, 도 6 (d)에, 도 6 (e)로부터 구해지는 진동 이동량 Δa1을 가산함으로써 구해지고, 그 결과는 도 6 (f)와 같이 된다. 여기에서는, 시각 t1에서의 단위 시간 Δt당 합성 이동량 s1(=ΔL＋Δa1)이, 시각 t1에서의 위치 P1에 가산된다. 이 위치 P1로부터 합성 이동량 s1만큼 이동 경로를 통과하도록 가산한 위치가 이동처의 위치 P2가 된다. 여기서, 보간 방식과 이동량을 알고 있으면, 이동처의 위치를 산출할 수 있다.

그 다음에, 합성 이동량 분해부(484)는 이동 경로상의 현재의 위치 P1과 보간 방식에 따라서, 도 7의 시각 t1에 도시되는 것처럼, 단위 시간당 합성 이동량 s1를 구동축 Z, X의 성분의 이동량 s1Z, s1X로 분배한다(스텝 S15). 그리고 축데이터 출력부(50)는, X축 서보 제어부(13X)에는 이동량 s1X를 지령하고, Z축 서보 제어부(13Z)에는 이동량 s1Z을 지령한다(스텝 S16). 또한, 이때 지령되는 이동량 s1Z, s1X는, 가감속 처리부(49)로 가감속 처리된 것이다.

그 후, 지령 완료 이동량의 합산치가 목표 이동량 미만인지를 판정한다(스텝 S17). 이 경우에는, 지령 완료 이동량의 합산치가 목표 이동량 미만이므로, 다음 시각 t2에 있어서의 처리가 행해진다.

시각 t2에서는, 단위 시간당 지령 이동량이 ΔL이고, 진동 이동량이 Δa2이므로, 이들로부터 단위 시간당 합성 이동량 s2(=ΔL＋Δa2)가 구해진다. 또, 이것에 의해서, 단위 시간 후의 이동처의 위치 P3가 정해진다. 이 위치 P3는, 위치 P2에 이동 경로를 따라서 합성 이동량 s2를 가산한 것이다. 그리고 도 7의 시각 t2에 도시되는 것처럼, 이 합성 이동량 s2로부터 각 구동축 방향의 각 축이동량 s2Z, s2X가 구해진다.

시각 t3에서는, 단위 시간당 지령 이동량이 ΔL이고, 진동 이동량이 Δa3이므로, 이들로부터 단위 시간당 합성 이동량 s3(=ΔL＋Δa3)가 구해진다. 또, 이것에 의해서, 단위 시간 후의 이동처의 위치 P4가 정해진다. 이 위치 P4는, 위치 P3에 이동 경로를 따라서 합성 이동량 s3(=ΔL＋Δa3)를 가산한 것이다. 이 합성 이동량 s3은, 도 6 (f)에 도시되는 것처럼, 시각 t1, t2에서의 합성 이동량 s1, s2와는 반대 방향이 된다. 도 7의 시각 t3에 도시되는 것처럼, 이 합성 이동량 s3으로부터 각 구동축 방향의 각 축이동량 s3Z, s3X가 구해진다. 그 후의 점에 대해서도 마찬가지의 처리가 행해진다.

그리고 시각 t6에서는, 단위 시간당 지령 이동량이 ΔL이고, 진동 이동량이 Δa6이므로, 이들로부터 단위 시간당 합성 이동량 s6(=ΔL＋Δa6)이 구해진다. 또, 이것에 의해서, 단위 시간 후의 이동처의 위치 P7가 정해진다. 이 위치 P7는, 위치 P6에 이동 경로를 따라서 합성 이동량 s6를 가산한 것이다. 그리고 도 7의 시각 t6에 도시되는 것처럼, 이 합성 이동량 s6으로부터 각 구동축 방향의 각 축이동량 s6Z, s6X가 구해진다. 이 예에서는, 위치 P7는 진동을 가하지 않은 경우의 이동 경로상의 시각 t7에 있어서의 위치와 일치하고 있다. 이상과 같이 하여, 이동 경로에 따른 진동을 가하여 공구를 피가공물에 대해서 이동시키는 처리가 행해진다.

도 8은 이동 경로가 원호 모양인 경우의 X축과 Z축의 지령 위치를 나타내는 도면이다. 도 8 (a)에 도시되는 것처럼, 지면 내에 Z축과 X축을 취하고, ZX 평면 내에서 가공 대상에 대해서 공구(62)가 원호 모양의 이동 경로를 그리도록, 공구(62) 또는 가공 대상의 위치를 이동시켜 간다. 이 가공의 한중간에는, 진동의 위치가 시간에 대해서 정현파를 그리는 진동을 가한다. 가공 개시점 P0에 있어서의 공구(62)의 가공 대상에 대한 이동 방향은 Z축 방향으로 되어 있고, 가공 종료점 P1에 있어서의 공구(62)의 가공 대상에 대한 이동 방향은 X축 방향으로 되어 있다. 그 때문에, 가공 개시에서는 진동은 Z축 방향의 성분만이며 X축 방향의 성분은 없다. 공구(62)가 이동 경로상을 진행함에 따라, 진동의 각 구동축 방향의 성분은, Z축 방향에서 서서히 감소하고, X축 방향에서 서서히 증대하게 된다. 그리고 가공 종료에서는, 진동은 X축 방향만이며 Z축 방향의 성분은 없다. 이와 같이, 공구(62)의 이동 방향에 따라서 진동 각도가 변화하는 모습이, 도 8 (b)와 (c)에 도시되어 있다.

이 실시 형태 1에서는, 가공 중에 이동 경로를 따라서 가하는 진동의 주파수와 진폭을 규정한 진동 절삭을 행하는 지령을 가공 프로그램에 마련하고, 보간 처리부(48)로 단위 시간당 지령 이동량에 단위 시간당 진동 이동량을 더한 합성 이동량을 산출하여, 이 합성 이동량을 이동 경로상을 통과하도록 구동축 방향의 성분으로 분해한 축이동량을 산출한다. 이것에 의해서, 제어 연산부(40)는 가공 경로에 따른 진동을 가하는 것이 가능해진다. 또, 가공 경로를 따라서 진동을 가하므로, 가공 경로 이외의 위치를 깎거나, 가공 대상을 너무 깎거나 하는 것을 막을 수 있다.

또, 합성 이동량이 가공 개시 위치로부터 가공 방향의 반대측으로 되어 버리는 경우에는, 합성 이동량의 종점이 가공 개시점까지로 되도록 합성 이동량을 보정하고, 또 합성 이동량이 가공 종료 위치에서부터 가공 방향측을 지나 버리는 경우에는, 합성 이동량의 종점이 가공 종료점까지로 되도록, 합성 이동량을 보정하도록 했다. 이것에 의해서, 가공 개시 위치와 가공 종료 위치를 초과한 가공을 행하는 경우가 없다고 하는 효과도 가진다.

추가로, 가공 프로그램에 진동 절삭을 행하는 지령을 기술하도록 했으므로, 가공시에 가해지는 진동에 관한 표를 제어 연산부(40)가 유지할 필요가 없고, 또 표에 진동에 관한 가공 조건을 입력하는 수고를 덜 수 있다고 하는 효과도 가진다. 또, 보간 처리시에 진동을 부가하므로, 보간 처리보다도 큰 구간이 지정되는 가공 프로그램으로 진동 조건을 직접 지령하는(전진·후퇴의 반복 지령을 행하는) 경우에 비하여, 보다 높은 주파수의 진동을 발생시켜서 가공을 행할 수 있다고 하는 효과를 가진다.

또 실시 형태 1에서는, 드릴 가공에 있어서도 마찬가지의 진동 가공을 행할 수 있다. 도 9는 실시 형태 1에 의한 드릴로의 가공 방법을 모식적으로 나타내는 도면이다. 드릴(63)을 이용한 드릴 가공의 경우는 반드시 직선의 윤곽 제어가 되지만, 그 직선 형상의 가공 경로상을 마찬가지로 진동 제어를 행한다. 또, 이 직선 형상상의 가공 경로는 경사진 방향(101)으로 진동 제어를 행해도 좋다. 드릴 가공에 있어서는 전술과 같이 가공 경로(101) 이외의 위치를 깎는 경우가 일어날 수 없지만, 전술과 마찬가지로 가공 개시 위치와 가공 종료 위치를 초과하는 경우가 없다고 하는 효과, 및 보다 높은 진동을 발생시킬 수 있다고 하는 효과는 있다.

실시 형태 2.

도 10은 실시 형태 2에 의한 수치 제어 장치의 구성의 일례를 나타내는 블록도이다. 이 수치 제어 장치(1)는, 실시 형태 1과 보간 처리부(48)의 구성이 다르다. 즉, 보간 처리부(48)는, 해석 처리부(45)가 해석한 이동 지령을 이용하여 단위 시간(보간 주기)에서 이동하는 이동량인 지령 이동량을 산출하는 지령 이동량 산출부(481)와, 공구 또는 가공 대상을 진동시키는 것에 의한 단위 시간에서의 이동량인 진동 이동량을 산출하는 진동 이동량 산출부(482)와, 지령 이동량의 각 구동축 방향의 이동량인 축지령 이동량을 산출하는 지령 이동량 분해부(485)와, 각 구동축의 축지령 이동량의 비에 따라서 진동 이동량을 각 구동축 방향의 이동량인 축진동 이동량을 산출하는 진동 이동량 분해부(486)와, 각 구동축 방향의 축지령 이동량과 축진동 이동량을 가산하여 각 구동축의 축합성 이동량을 산출하는 축이동량 합성부(487)를 가진다. 또한, 실시 형태 1과 동일한 구성요소에는, 동일한 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다.

다음으로, 실시 형태 2의 수치 제어 장치에 의한 가공 방법에 대해 설명한다. 도 11은 실시 형태 2에 의한 진동을 수반하는 보간 처리 절차의 일례를 나타내는 순서도이다.

먼저, 실시 형태 1의 도 2의 스텝 S11~13과 마찬가지로, 해석 처리부(45)로부터 출력되는 이동 지령과 진동 조건을 취득하여, 지령 이동량 산출부(481)는 이동 지령으로부터 단위 시간당 지령 이동량을 산출하고, 진동 이동량 산출부(482)는 진동 조건으로부터 단위 시간당 진동 이동량을 산출한다(스텝 S31~S33).

그 다음에, 지령 이동량 분해부(485)는 지령 이동량을 각 구동축 방향의 성분으로 분해하여, 축지령 이동량을 산출한다(스텝 S34). 이것에 의해서, 각 구동축 방향의 축지령 이동량의 비가 얻어진다.

그 후, 진동 이동량 분해부(486)는, 각 구동축 방향의 분해 지령 이동량의 비를 이용하여, 진동 이동량을 각 구동축 방향의 성분으로 분해한 축진동 이동량을 산출한다(스텝 S35).

그 다음에, 축이동량 합성부(487)는, 스텝 S34에서 구해진 축지령 이동량과 스텝 S35에서 구해진 축진동 이동량을 구동축마다 가산하여, 각 구동축의 축합성 이동량을 산출한다(스텝 S36). 그리고 축데이터 출력부(50)는, 산출한 축합성 이동량을 각 구동축의 서보 제어부(13)에 출력한다(스텝 S37).

또한, 스텝 S36에서, 각 구동축의 축합성 이동량의 종점이 가공 개시 위치로부터 가공 방향의 반대측으로 되어 버리는 경우, 또는 각 구동축의 축합성 이동량의 종점이 가공 종료 위치에서부터 가공 방향측을 지나 버리는 경우에는, 의도하지 않는 영역까지 가공되게 된다. 그 때문에, 각 구동축의 축합성 이동량의 종점이 가공 개시 위치로부터 가공 방향의 반대측으로 되어 버리는 경우에는, 축합성 이동량의 종점이 가공 개시점까지로 되도록, 또 각 구동축의 합성 이동량의 종점이 가공 종료 위치에서부터 가공 방향측을 지나 버리는 경우에는, 축합성 이동량의 종점이 가공 종료점까지로 되도록, 축합성 이동량을 보정해도 좋다.

그 후, 지령 이동량 산출부(481)는 지령 완료된 지령 이동량의 그때까지의 합산치가 목표 이동량 미만인지를 판정한다(스텝 S38). 지령 이동량의 합산치가 목표 이동량 미만인 경우(스텝 S38에서 Yes인 경우)에는, 스텝 S32로 처리가 돌아가, 상기한 처리가 반복하여 실행된다. 한편, 지령 이동량의 합산치가 목표 이동량에 도달했을 경우(스텝 S38에서 No인 경우)에는, 가공이 목표 위치까지 진행했으므로, 처리가 종료된다.

도 12는 실시 형태 2에 의한 가공 방법을 모식적으로 나타내는 도면이다. 여기에서는, 지면 내에 직교하는 Z축과 X축이 마련되고, 이 ZX면 내의 이동 경로(101)를 따라서 공구(62)와 가공 대상을 상대적으로 이동시키면서 가공을 행하는 경우가 도시되어 있다. 실시 형태 2에서는, 이동 경로(101)를 따라서 공구(62)를 가공 대상에 대해서 상대적으로 이동시킬 때에, 이동 경로(101)상의 보간 주기에 대응하는 위치에서의 접선 방향으로 공구(62)를 진동시키도록 하고 있다. 즉, 직선의 구간에서는 직선을 따라서 왕복하도록 공구(62)를 진동시키고, 곡선 구간에서는 보간 주기에 대응하는 위치에서의 접선 방향에 따라서 왕복하도록 공구(62)를 진동시킨다.

도 13은 실시 형태 2에 의한 이동 경로로의 진동의 부가를 개념적으로 나타내는 도면이다. 도 13 (a)은 지령 이동량의 시간에 의한 변화를 도시하고 있다. 이 도면에서는, 가로축은 시간이고, 세로축은 이송축의 위치 지령치이다. 시간의 경과와 함께 이송축 위치 지령치가 직선적으로 증가하고 있다.

도 13 (b)는 진동 이동량의 시간에 의한 변화를 도시하고 있고, 가로축은 시간이며, 세로축은 이송축의 위치 지령치이다. 시간의 경과와 함께 주기적으로 이송축 위치 지령치가 증감하고 있다. 이 예에서는, 이송축 위치 지령치는 시간에 대한 정현파로서 나타내진다. 이 도면으로부터, 가하는 진동의 진폭과 주파수(=1/파장)가 얻어진다. 반대로, 진폭과 주파수를 임의로 설정함으로써, 임의의 진동 이동량을 얻을 수 있다.

도 13 (c)는, (a)와 (b)를 합성한 것이다. 이 도면에서도, 가로축은 시간이고, 세로축은 이송축의 위치 지령치이다. 또, 합성전의 이동 지령에 의한 이동량과 진동에 의한 이동량은 파선으로 도시되어 있고, 이들 2개를 합성한 합성 이동량은, 실선으로 도시되어 있다. 이와 같이, 실시 형태 2에서는, 이동 지령에 의한 이동량에 대해서, 이동량을 증감시키면서 가공이 행해진다.

도 14는 실시 형태 2에 의한 가공 처리시의 Z축과 X축의 위치 지령치의 시간에 의한 변화의 일례를 나타내는 도면이다. 도 14 (a)는 공구의 가공 경로의 일례를 나타내고 있다. 여기에서는, ZX 평면 내에서 교차하는 각도가 다른 2개의 연속하는 선분을 이동 경로로 하는 가공의 예를 나타내고 있다. 지령 I는 X축 방향의 이동량이 Z축 방향의 이동량에 비하여 적은 경우이며, 지령 II는 X축 방향의 이동량과 Z축 방향의 이동량이 같은 경우이다.

도 14 (b)는 Z축 위치 지령치의 시간에 의한 변화를 나타내는 도면이고, 도 14 (c)는 X축 위치 지령치의 시간에 의한 변화를 나타내는 도면이다. 도 14 (b)에서, 직선 AZ은 이동 경로의 개시점에서부터의 이동 지령에 의한 Z축 방향의 위치 변화를 도시하고 있고, 곡선 BZ은 진동에 의한 Z축 방향의 위치 변화를 도시하고 있다. 그리고 곡선 CZ은 직선 AZ과 곡선 BZ을 합성한 것이다. 또, 도 14 (c)에서, 직선 AX는 이동 경로의 개시점에서부터의 이동 지령에 의한 X축 방향의 위치 변화를 도시하고 있고, 곡선 BX는 진동에 의한 X축 방향의 위치 변화를 도시하고 있다. 그리고 곡선 CX는 직선 AX와 곡선 BX를 합성한 것이다. 지령 I에서는 X축 방향에 비해 Z축 방향의 이동량이 크고, 지령 II에서는, X축 방향과 Z축 방향의 이동량은 같다.

각 지령이 실행되는 기간에서는, 각 지령으로 규정되는 방향을 가지는 이동 지령량을 Z축과 X축 방향으로 분해한 축지령 이동량의 비에 따라서, 단위 시간당 진동 이동량이 Z축과 X축 방향으로 분해된다. 그 결과, 지령 I가 실행되는 기간에서는, Z축 방향의 진동 성분이 보다 커지고, 지령 II가 실행되는 기간에서는, Z축 방향과 X축 방향의 진동 성분은 같은 크기가 된다.

이 실시 형태 2에서도, 실시 형태 1과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 또, 실시 형태 1에 비해 연산 처리 부하가 감소한다고 하는 효과도 가진다.

실시 형태 3.

도 15는 실시 형태 3에 의한 수치 제어 장치의 구성의 일례를 나타내는 블록도이다. 이 수치 제어 장치(1)는, 실시 형태 2에서 이동 지령에 의한 이동 경로에 부가하는 진동을 서보 제어부(13X, 13Z, … )측에서 행하도록 구성한 것이며, 실시 형태 2의 수치 제어 장치와는, 보간 처리부(48)와 각 구동축의 서보 제어부(13X, 13Z, …)의 구성이 다르다.

보간 처리부(48)는, 해석 처리부(45)가 해석한 이동 지령을 이용하여, 단위 시간(보간 주기)에서 이동하는 이동량인 지령 이동량을 산출하는 지령 이동량 산출부(481)와, 지령 이동량의 각 구동축 방향의 이동량인 축지령 이동량을 산출하는 지령 이동량 분해부(485)와, 취득한 진동 조건으로부터 단위 시간당 각 구동축의 진동 조건을 산출하는 진동 조건 산출부(488)와, 진동 모드에서의 가공의 온(실행)/오프(종료)의 지령을 각 구동축의 서보 제어부(13X, 13Z, …)에 통지하는 진동 모드 지령부(489)를 가진다. 진동 조건 산출부(488)는 진동 조건의 진폭을, 지령 이동량 분해부(485)로 산출한 각 구동축의 축지령 이동량간의 비에 따라서 분배한다. 지령 이동량 분해부(485)로 만들어진 각 구동축의 지령 이동량은, 가감속 처리부(49) 및 축데이터 출력부(50)를 통해서 각 구동축을 제어하는 서보 제어부(13X, 13Z, …)에 출력된다.

또, 각 구동축의 서보 제어부(13)(X축 서보 제어부(13X), Z축 서보 제어부(13Z))는, 제어 연산부(40)로부터의 진동 모드에서의 가공 실행의 온/오프의 지령과, 제어 연산부(40)로부터의 축지령 이동량과 단위 시간당 각 구동축의 진동 조건을 수신하는 진동 조건 수신부(131)와, 수신한 진동 조건을 이용하여 단위 시간당 진동에 의한 이동량인 축진동 이동량을 산출하는 축진동 이동량 산출부(132)와, 축데이터 출력부(50)로부터 수신한 축지령 이동량과 축진동 이동량 산출부(132)로 산출한 축진동 이동량을 합성해서 이동량을 산출하고, 합성 이동량에 따른 전류 지령을 서보 모터(11)에 인가하는 이동량 합성부(133)를 가진다.

다음으로, 실시 형태 3의 수치 제어 장치에 의한 가공 방법에 대해 설명한다. 도 16은 실시 형태 3에 의한 제어 연산부측에서의 진동을 수반하는 보간 처리 절차의 일례를 나타내는 순서도이고, 도 17은 실시 형태 3에 의한 구동부측에서 진동을 발생시키는 처리 절차의 일례를 나타내는 순서도이다.

먼저, 제어 연산부(40)측에서의 처리에 대해 도 16을 참조하면서 설명한다. 해석 처리부(45)의 이동 지령 생성부(451)에 의해서 가공 프로그램으로부터 공구 및/또는 가공 대상의 목표 위치와 속도와 이동 경로를 포함하는 이동 지령이 보간 처리부(48)에 출력된다. 또, 진동 지령 해석부(452)에 의해서, 주파수와 진폭을 포함하는 진동 조건이 보간 처리부(48)에 출력된다. 보간 처리부(48)는, 해석 처리부(45)에 의해서 출력되는 이동 지령과 진동 조건을 취득한다(스텝 S51).

그 다음에, 진동 모드 지령부(489)는, 해석 처리부(45)로부터 진동 조건을 수신하면, 각 구동축의 서보 제어부(13X, 13Z, …)에 진동 모드를 유효로 하는 지령을 송신한다(스텝 S52). 그 후, 지령 이동량 산출부(481)는 이동 지령으로부터 단위 시간(보간 주기)당 이동 지령에 의한 이동량인 지령 이동량을 산출한다(스텝 S53). 이것은, 직선 보간, 원호 보간 등의 종류에 따라서, 미리 정해진 수법에 의해서 구해진다

그 후, 지령 이동량 분해부(485)는 지령 이동량을 각 구동축 방향의 성분으로 분해하여, 축지령 이동량을 산출한다(스텝 S54). 이것에 의해서, 각 구동축 방향의 축지령 이동량의 비가 얻어진다.

그 다음에, 진동 조건 산출부(488)는 취득한 진동 조건의 진폭을, 스텝 S54에서 취득한 각 구동축 방향의 축지령 이동량의 비로 분배하여, 각 구동축 방향의 진동 조건을 산출한다(스텝 S55).

그 후, 축데이터 출력부(50)는 산출한 단위 시간당 각 구동축의 축지령 이동량과 각 구동축의 진동 조건을, 대응하는 구동축의 서보 제어부(13X, 13Z, …)에 출력한다(스텝 S56).

그 후, 지령 이동량 산출부(481)는 지령 완료된 지령 이동량의 그때까지의 합산치가 목표 이동량 미만인지를 판정한다(스텝 S57). 지령 이동량의 합산치가 목표 이동량 미만인 경우(스텝 S57에서 Yes인 경우)에는, 스텝 S53로 처리가 돌아가, 상기한 처리가 반복하여 실행된다. 한편, 지령 이동량의 합산치가 목표 이동량에 도달했을 경우(스텝 S57에서 No인 경우)에는, 가공이 목표 위치까지 진행했으므로, 진동 모드 지령부(489)는, 각 구동축의 서보 제어부(13X, 13Z, …)로 진동 모드를 무효로(정지) 하는 지령을 출력하고(스텝 S58), 처리가 종료된다.

다음으로, 구동부(10)측에서의 처리에 대해 도 17을 참조하면서 설명한다. 먼저, 각 구동축의 서보 제어부(13X, 13Z, …)의 진동 조건 수신부(131)는, 제어 연산부(40)로부터 진동 모드를 수신하면(스텝 S71), 진동 모드가 유효한지 여부를 판정한다(스텝 S72).

진동 모드가 유효인 경우(스텝 S72에서 Yes인 경우)에는, 진동 조건 수신부(131)는 제어 연산부(40)로부터 송신되는 단위 시간당 축지령 이동량과 단위 시간당 진동 조건을 수신한다(스텝 S73).

그 다음에, 축진동 이동량 산출부(132)는 취득한 단위 시간당 진동 조건을 이용하여, 단위 시간당 진동에 의한 진동 이동량을 산출한다(스텝 S74). 그 후, 이동량 합성부(133)는 취득한 단위 시간당 축지령 이동량과 산출한 진동 이동량을 가산하여, 합성 이동량을 산출한다(스텝 S75). 그리고 합성 이동량에 따른 전류 지령을 서보 모터(11)에 인가하고(스텝 S76), 처리가 종료된다.

한편, 스텝 S72에서 진동 모드가 유효가 아닌 경우(스텝 S72에서 No인 경우)에는, 진동 조건 수신부(131)는 단위 시간당 축지령 이동량에 따른 전류 지령을 서보 모터(11)에 인가하고(스텝 S77), 처리가 종료된다.

이러한 구성 및 절차에 의해서도, 실시 형태 2와 마찬가지의 가공을 행할 수 있다.

실시 형태 3에서는, 가공 프로그램에 지령된 진동 지령에 따른 진동을 각 구동축의 서보 제어부(13X, 13Z, …)에서 생성시키도록 했다. 서보 제어부(13X, 13Z, …)에서의 제어는, 보간 주기보다도 더욱 짧은 주기에서 행하는 것이 가능하므로, 보다 주파수가 높은 진동을 생성할 수 있다고 하는 효과를 실시 형태 2의 효과에 더하여 얻을 수 있다.

또한, 상기한 설명에서는, 가공 대상 및/또는 공구를 2축 방향으로 이동시키는 경우를 제시하였지만, 3축 방향 이상으로 이동시키고 가공을 행하는 경우도 마찬가지이다.

여기서, 상기한 실시 형태 1~3과 특허 문헌 2의 차이에 대해 설명한다. 특허 문헌 2는 초핑을 행하면서 윤곽 제어를 행하기 위한 수치 제어 장치에 관한 것이다. 특허 문헌 2에 기술되어 있는 초핑 동작은 연마 가공을 목적으로 한 것으로, 연마용 공구를 이용하여, 연마를 행하는 형상에 따라서 윤곽 제어를 행하면서, 윤곽 제어의 방향과는 기본적으로 직교하는 방향(혹은 소정의 각도를 수반한 교차하는 방향)으로 공구를 진동시켜 가공을 행한다. 이 때문에 바이트(bite)(선삭 가공용 공구)를 사용하여 선삭 가공을 행하면서, 즉 선삭 형상을 윤곽 제어하면서 윤곽 제어의 방향으로 바이트를 진동시키는 본원의 가공과는 본질적으로 진동 제어가 다른 것이어서, 특허 문헌 2에 기록되어 있는 진동 제어의 기술은 본원의 진동 제어 기술에 적용할 수 없다. 실제로 사용되는 진동의 진폭이나 주기도, 초핑의 진동의 경우와 본원의 진동을 비교하면, 초핑은 각각 밀리 미터, 수 Hz의 오더(order)인데 비해, 본원의 진동에 있어서 각각 수십 미크론 이하, 수십에서 수백 Hz의 오더이다.

[산업상의 이용 가능성]

이상과 같이, 본 발명에 따른 수치 제어 장치는 가공 프로그램을 이용한 공작기계의 수치 제어에 적합하다.

1: 수치 제어 장치, 10: 구동부,
11:서보 모터, 12: 검출기,
13: 서보 제어부, 13X: X축 서보 제어부,
13Z: Z축 서보 제어부, 14: 주축 모터,
15: 검출기, 16: 주축 서보 제어부,
20: 입력 조작부, 30: 표시부,
40: 제어 연산부, 41: 입력 제어부,
42: 데이터 설정부, 43: 기억부,
44: 화면 처리부, 45: 해석 처리부,
46: 기계 제어 신호 처리부, 47: PLC 회로부,
48: 보간 처리부, 49: 가감속 처리부,
50: 축데이터 출력부, 61: 가공 대상,
62: 공구, 131: 진동 조건 수신부,
132: 축진동 이동량 산출부, 133: 이동량 합성부,
451: 이동 지령 생성부, 452: 진동 지령 해석부,
481: 지령 이동량 산출부, 482: 진동 이동량 산출부,
483: 이동량 합성부, 484: 합성 이동량 분해부,
485: 지령 이동량 분해부, 486: 진동 이동량 분해부,
487: 축이동량 합성부, 488: 진동 조건 산출부,
489: 진동 모드 지령부.

Claims (6)

1. 공구 및/또는 가공 대상에 마련된 2 이상의 가공축에 의해서, 상기 공구와 상기 가공 대상을 상대적으로 이동시키면서 상기 가공 대상의 가공을 행하는 수치 제어 장치로서,
   가공 프로그램의 이동 경로상을 이동시키는 이동 지령과, 상기 이동 경로를 따라서 진동시키는 진동 조건을 취득하는 해석 처리 수단과,
   단위 시간에서의 상기 이동 지령에 의한 이동량인 지령 이동량을 산출하는 지령 이동량 산출 수단과,
   상기 이동 지령에 대응하는 시각에 있어서의 상기 단위 시간에서의 진동에 의한 이동량인 진동 이동량을, 상기 진동 조건을 이용하여 산출하는 진동 이동량 산출 수단과,
   상기 지령 이동량과 상기 진동 이동량을 합성해서 합성 이동량을 산출하고, 상기 합성 이동량의 산출 기준이 되는 위치에서부터 상기 합성 이동량만큼 이동한 위치가 상기 이동 경로상에 위치하도록, 상기 단위 시간 내의 이동량을 구하는 이동량 합성 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 수치 제어 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 진동 조건은 주파수와 진폭을 포함하고,
   상기 진동 이동량 산출 수단은, 상기 진동 조건으로부터 정현파를 생성하고, 상기 정현파를 이용하여 상기 이동 지령에 대응하는 시각에 있어서의 상기 진동 이동량을 산출하는 것을 특징으로 하는 수치 제어 장치.
3. 공구 및/또는 가공 대상에 마련된 2 이상의 가공축에 의해서, 상기 공구와 상기 가공 대상을 상대적으로 이동시키면서 상기 가공 대상의 가공을 행하는 수치 제어 장치로서,
   가공 프로그램의 이동 경로상을 이동시키는 이동 지령과, 상기 이동 경로를 따라서 진동시키는 진동 조건을 취득하는 해석 처리 수단과,
   단위 시간에서의 상기 이동 지령에 의한 이동량인 지령 이동량을 산출하는 지령 이동량 산출 수단과,
   상기 이동 지령에 대응하는 시각에 있어서의 상기 단위 시간에서의 진동에 의한 이동량인 진동 이동량을, 상기 진동 조건을 이용하여 산출하는 진동 이동량 산출 수단과,
   상기 지령 이동량을 상기 2 이상의 상기 구동축 방향으로 분해한 축지령 이동량의 비에 따른 축진동 이동량을 산출하는 진동 이동량 분해 수단과,
   상기 축지령 이동량과 상기 축진동 이동량을 상기 구동축 방향마다 합성한 합성 이동량을 산출하는 이동량 합성 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 수치 제어 장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 진동 조건은 주파수와 진폭을 포함하고,
   상기 진동 이동량 산출 수단은 상기 진동 조건으로부터 정현파를 생성하고, 상기 정현파를 이용하여 상기 이동 지령에 대응하는 시각에 있어서의 상기 진동 이동량을 산출하는 것을 특징으로 하는 수치 제어 장치.
5. 공구 및/또는 가공 대상에 마련된 2 이상의 구동축에 접속되는 모터를 제어하고, 상기 모터마다 마련되는 구동축 제어부와,
   상기 공구와 상기 가공 대상을 상대적으로 이동시키면서 상기 가공 대상의 가공을 행하도록 상기 구동축 제어부에 대해서 지시를 행하는 제어 연산부를 구비하는 수치 제어 장치로서,
   상기 제어 연산부는,
   가공 프로그램의 이동 경로상을 이동시키는 이동 지령과, 상기 이동 경로를 따라서 진동시키는 진동 조건을 취득하는 해석 처리 수단과,
   단위 시간에서의 상기 이동 지령에 의한 이동량인 지령 이동량을 산출하는 지령 이동량 산출 수단과,
   상기 지령 이동량을 상기 2 이상의 상기 구동축 방향으로 분해한 축지령 이동량의 비와 상기 진동 조건으로부터, 상기 구동축마다의 진동 조건을 산출하는 진동 조건 산출 수단을 가지고,
   상기 구동축 제어부는,
   상기 제어 연산부로부터 수신한 상기 구동축마다의 진동 조건으로부터 상기 단위 시간당 진동에 의한 이동량인 축진동 이동량을 산출하는 축진동 이동량 산출 수단과,
   상기 축지령 이동량과 상기 축진동 이동량을 합성한 합성 이동량을 산출하는 이동량 합성 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 수치 제어 장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 진동 조건은 주파수와 진폭을 포함하고,
   상기 제어 연산부의 상기 진동 조건 산출 수단은, 상기 진동 조건으로부터 정현파를 생성하고, 상기 정현파를 이용하여 상기 이동 지령에 대응하는 시각에 있어서의 상기 진동 이동량을 산출하는 것을 특징으로 하는 수치 제어 장치.

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