KR850000328B1

KR850000328B1 - 수치 제어방법

Info

Publication number: KR850000328B1
Application number: KR1019810002654A
Authority: KR
Inventors: 료오지 이마재끼; 히로오미 후꾸야마; 요시마사 가가와
Original assignee: 후지쓰후 아낙크 가부시끼 가이샤; 이나바 세이우 에몽
Priority date: 1980-07-24
Filing date: 1981-07-22
Publication date: 1985-03-20
Also published as: EP0046343A2; US4424569A; KR830006972A; EP0046343A3; JPS5727306A

Abstract

내용 없음.

Description

수치 제어방법

제1도는 공작물과 공구 사이의 위치 관계 설명도.

제2(a)도~제2(e)도는 본 발명에 따른 수치제어 방법의 설명도.

제3도는 현재 위치 레지스터의 내용과 가공 프로그램의 각 단계에서 공구날의 위치를 보인 도표.

제4도는 본 발명의 수치제어 방법을 실시하는 수치제어 장치의 블럭도.

본 발명은 수치제어 방법에 관한 것으로, 특히 일체로 가동되고 서로 고정된 위치 관계를 갖는 복수개의 공구가 절대치 명령에 따라 움직이며, 공작물이 선택된 공구중의 한 공구로 연속 가공되는 공작 기계의 수치제어 방법에 관한 것이다.

선반과 같은 공작기계는 복수개의 공구를 구비하고 가공 동작을 수행하기 위해 거친 절삭이다 섬세한 절삭에 대응하는 소망의 공구를 선택할 필요가 있다. 또, 가공진행에 따라 선삭공구등을 선택하여 가공을 행한다.

상기 형의 공작기계에 대한 기공 프로그램 테이프에는 통상적으로 각종 공구에 대해 위치 지령이 내포되어 있다. 공구가 이동되어야할 위치의 좌표는 위치 형태로 프로그래머의 간단한 조작에 의해 명령을 받을 필요가 있기 때문에 지령은 절대치 명령으로 하는 것이 프로그래밍상 유리하다. 이를 가능하게 하기 위해 공구의 현재 위치와 공구가 이동되어야 할 위치의 차, 즉, 중가치를 연산하고 이 증가치에 의해 펄스 분포동작을 행하기 위해 수치제어 장치가 채택된다. 즉, 수치제어 장치는 절대치 지령이 발생할때 공구의 현재의 위치를 항시 알고 있지 않으면 안된다. 이러한 목적하에 공구 좌표가 서로 다른 복수개의 공구를 갖고 가공 진행에 따라 선삭 가공 등과 같은 여러 가공동작을 수행하기 위해 소정의 공구가 선택되는 형태의 공작기계를 제어하는 수치제어 방법으로 하기 3가지의 방법이 제시되었다.

(1) 공구 개개에 대해 현재 위치 레지스터를 구비하고 절대 지령과 선택공구의 현재 위치 레지스터에 기억된 데이터에 의해 특정된 값으로부터 증가치를 연산한다.

(2) 한개의 현재 위치 레지스터를 구비하고 제2의 공구를 기준점과 같은 특정 위치로 복귀시키고, 제2공구가 공작물을 가공하기 전과 제1의 공구의 가공이 완료된 후 레지스터의 내용을 소거한다.

(3) 한개의 현재 위치 레지스터를 구비하고 키이보오드 등의 수단으로 제1공구의 가공을 완료한 후 제2의 공구가 공작물을 가공하기 전에 제2공구의 현재 위치를 입력한다.

모든 공구들이 일체로 움직이기 때문에 상기(1)의 방법은 공구가 움직일 때마다 복수개의 공구 개개의 현재 위치를 계산하고 레지스터에 기억해야 하는 불편한 점이 있다. 또한 이들 계산을 위해 상당한 시간을 요하며 가공 효율이 감소된다.

상기(2)의 방법은 공구가 교체될 때마다 기준점의 복귀를 요한다. 이는 가공시간을 연장시키며 가공 효율을 현저하게 감소시킨다.

상기(3)의 방법은 공구가 교체될 때마다 조작자가 수동적으로 연산하고 새공구의 현재 위치를 입력할 것을 요하기 때문에 시간의 낭비와 조작이 불편한 결점이 있다.

본 발명의 목적은 복수개의 공구를 선택적으로 사용하여 가공하고 가공 효율에 어떤 감쇄도 없이 한개의 공구의 현재 위치 레지스터만 요하는 공작기계의 수치 제어 장치 응용할 수 있는 수치 제어 방법을 제공 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적을 현재 위치의 연산 시간을 단축하며 NC장치가 각종 수치 제어 처리를 행하기 위해 충분한 시간을 갖도록 하는 수치 제어 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 장점과 특징은 첨부 도면과 함께 취해진 하기 설명에서 명백할 것이다.

제1도에서 둥근 바아의 형상을 갖는 공작물(WK)은 선반상의 척의 수단에 의해 고정되어 있으며, 척과 선반은 도시하지 않았다. 공작물(WK)의 중심은 제1도의 X=0로 주어진 직선상에 위치한다. 두개의 공구(TL₁)(TL₂)는 공작물(WK)의 양측상의 공구 홀더(TL)에 의해 고정되며, 공구(TL₁)(TL₂)는 동일 공구 홀더(TL)에 고정되어 있기 때문에 한개의 공구를 하용하기 위해 공구 홀더를 이동하면 다른 공구가 제1의 공구의 이동에 따르게 되어 고정된 위치 관계가 항상 두 공구 사이에 유지된다. 즉, X축에 돌출되거나 Z축에 돌출될때 두 공구의 날끝 사이의 간격을 항상 일정하다. 따라서, 좌표(X₁Z₁)(X₂Z₂)가 각 공구TL₁TL₂의 공구의 날끝 위치를 표시한다면 하기와 같이 쓸 수 있다.

X₁-X₂=u (일정)

Z₁-Z²=w (일정)

이 관계는 항상 유지된다.

본 발명에 따라 1공구의 현재 위치 레지스터를 설치할때 일방의 공구(TL₁)에 의한 가공이 완료되고 타방의 공구(TL₂)에 의한 가공전에 하기 연산이 실행되며 타방의 공구(TL₂)의 현재 위치(X₂Z₂)를 구한다.

X₁-u→X₂

Z-w→Z₂

공구(TL₁)가 사용되는 한 공구(TL₁)의 현재 위치(X₁Z₁)가 현재 위치 레지스터에 기억된다.

타방의 공구(TL₂)의 가공이 완료되면(TL₂)의 가공이 개시되기 전에 하기 동작이 행해진다.

X₂-u→X₁

Z₂-w→Z₁

공구(TL₂)의 현재 위치X², Z₂는 공구(TL₂)가 사용되는 한 현재 위치 레지스터에 기억된다. 한개의 공구를 다른 공구와 교체하는 것을 죄표를 설정하는 G 기능 명령(G50)에 의해 행해지고 명령은 가공 프로그램에 내장된다.

제2도는 본 발명의 수치 제어 방법의 사시도로써, 제2(a)도는 좌표가 설정된 후 즉시 공작물(WK)과 공구(TL₁)(TL₂) 사이의 위치 관계와 현재 위치 레지스터의 내용을 보인다. 제2(b)는 가공 위치 (점A)에서 위치 결정 완료 후의 상술한 제2(a)도와 동일한 설명도 이고, 제2(c)도는 주축 동작 완료후의 설명도, 제2(d)도는 좌표 설정 완료후의 설명도이고, 제2(e)도는 가공 위치(점A)에서 위치 결정 완료후의 설명도이다. 제3도는 가공 프로그램의 각 단계에서 지령 데이터와 프로그램 실행후의 현재 위치 레지스터의 내용과 공구(TL₁)(TL₂)의 현재 위치와의 관계를 설명하는 설명도이다. 제2도에서 예시문자 XR,ZR은 각각 X축, Z축의 현재 위치 레지스터이고, 공구(TL₁)과 공구(TL₂)사이의 X축 및 Y축의 방향의 거리를 각각 10, 100이라 정한다. 한편 제3도의 가공 프로그램 데이터 항에서 Ni(i=1,2…)는 시이퀸스 번호를, G50은 좌표 설정의 준비 기능 명령을, XO……0와 ZO……0는 각각 X축, Z축 방향의 절대치를, UO……0, WO……0는 X축, Y축 방향의 증가치를 나타낸다. 절대치가 G50 명령을 따르면, 즉 G50XO……0ZO……^*가 명령되면 지령 데이터는 현재 위치 레지스터(XR)(ZR)를 문자[X][Z]를 따르는 수치값에 미리 설정하고, 좌표를 설정한다.

증가치가 G50 지령을 따르면, 즉 G50UO…OWO…0이 명령되면 지령 데이터는 현재 위치 레지스터(XR)(ZR)을 [X]+U, [Z]+W값에 미리 설정하고 좌표를 설정한다. [X]와[Z]는 각각 X축과 Z축레지스터의 내용이다.

지령 데이터가 판독되기 전 공구(TL₁)는 수동 조작등에 의해 X₁=200, Z₁=400으로 특정된 위치에 위치한다. 가공 프로그램의 시이퀸스 번호 N₁에서 지령 데이터는 수치제어 장치로 판독되고 여기에서 값 200과 400이 각각 현재의 레지스터(XR)(ZR)에 프리세트 된다. 즉, 상기 동작은 각각의 현재 위치 레지스터(XR)(ZR)의 공구(TL₁)의 좌표(X₁Z₁)를 설정한다. 이때, 공구(TL₂)의 좌표는 제2(a)도에 보인 바와같이 X₂=900, Z₂=500이 된다.

그후 수치 제어 장치의 제어하에서 공구(TL₁)는 제2(b)도에 보인 바와같이 점A에 위치될때까지 시이퀸스 번호 N₂에서 지령데이터에 따라 가공점 A를 향해 이동한다. 공구(TL₁)의 위치는 X₁=100, Z₁=200으로 주어지고 공구(TL₂)의 위치는 X₂=90, Z₂=300으로 주어진다. 각각의 현재 위치 레지스터(XR)(ZR)의 내용[X][Y]은 공구(TL₁)의 현재 위치, 즉 [X]=100, Z]=200을 지시한다.

공작물(WK)은 수치 제어 장치의 제어하에 공구(TL₁)에 의해 가공되는데 이 동작 설명은 생략한다. 이후 가공에서 공구 홀더는 시이퀸스 번호 N₃에서 지령 데이테에 따라 제2(c)도에 보인 바와같이 공구(TL₁)의 위치는 X₁=150. Z₁=300이고, 공구(TL₂)의 위치는 X₂=140, Z₂Z400이다. 레지스터(XR) (ZR)의 내용[X][Z]은 공구(TL₁)의 현재 위치 즉, [X]=150, [Z]=300을 지시한다. 시이퀸스 번호 N₄에서 지령 데이터가 이 조건하에 판독되면 좌표 설정을 하기 위한 준비 기능 명령 G50은 연산 수단이 하기 연산을 수행하며, 문자 u,w를 각각 따르는 수치값 u,w(u=-10, w=100)와 현재 위치 레지스터(XR)(ZR)의 내용[X][Z]을 이용한다.

[X]+u→[X]

[Z]+w→[Z]

동작 결과는 제2(d)도에 보인 바와 같이 쉬프트 레지스터(XR)(ZR)에 기억된다. 따라서, 시이퀸스 번호 N₄에서 지령 데이터에 의해 공구(TL₂)의 좌표X₂, Z₂가 현재 위치 레지스터(XR)(ZR)내에 기억된다.

시이퀸스 번포 N₅에서 지령 데이터가 그 다음 판독된다. 공구 홀더에 의해 운반된 공구(TL₂)가 가공점 A에 도달되고 제5(e)도에 보인 바와 같이 점 A에 위치되면 정지한다. 공구(TL₁)의 위치는 X₂=100, Z₂=200으로 주어진다. 레지스터(XR)(ZR)의 내용은 공구(TL₂)의 현재 위치 즉,[X]=100, [Z]=200을 지시한다. 좌표 설정 준비 기능 명령 G50이 프로그램에 나타나지 않는한 현재 위치 레지스터에 기억된 정보상의 점이 공구(TL₂)의 현재 위치를 나타낸다. 현재 위치 레지스터(XR)(ZR)에서 공구(TL₁)의 현재 위치를 설정하기 위해 좌표 설정을 하기 위한 지령 G50U10W-100^*는 가공 프로그램내에 내장될 필요가 있다.

상기 설명에서, X₁=200, Z₁=400은 공구(TL₁)의 초기 위치를 지시한다. 또한 X₁=Z₁=0으로 하는 것도 가능하며, 공구(TL₁)가 동작 시점에서 원점에 복귀하는 기능도 제공할 수도 있다.

제4도는 본 발명의 방법을 실시하기 위한 수치 제어 장치의 블럭도이다. 프로그램 메모리(PM)는 제3도에 보인 바와 같이 순차적으로 가공 데이터를 기억하며, 시이퀸스 번호 N₁에서 시작한다. 이는 종이 테이프로부터 가공 데이터를 판독하는 데이프로부터 가공 데이터를 판독하는 테이프 판독기의 수단에 의해 이루어지나 본 도면에는 테이프 판독기의 수단에 의해 이루어지나 본 도면에는 테이프 판독기나 종이 테이프를 도시하지 않았다. 멀티프렉서(MPX)는 시이퀸스 제어회로(SC)의 제어하에 프로그램 메모리(PM)에서 소정의 가공 데이터를 선택한다. 시이퀸스 제어회로(SC)는 예를들어 프리세트 완료 신호 및 펄스 분배완료 신호에 의해 전진하는 계수기를 포함하고 있으며, 계수기 내의 계수값을 기초로 하여 멀티프렉서(MPX)를 통해 시이퀸스 번호의 순으로 지령 데이터를 출력한다. 예시문자 CD는 지령 판별회로로써, 지령 데이터가 좌표 설정의 준비 기능 명령 G50일때 후술하는 가감 연산회로(AS)의 연산 결과를 현재 위치 레지스터(XR)(ZR)에 프리세트 시킨 프리세트 신호 DS를 출력하고 위치 지령이 있을때 분배 개시 신호 DS를 출력한다. AS는 가감 연산회로로써 증가치 지령 또는 절대치 지령에 따라 소정의 연산이 행해진다. 예를들면, 절대치 위치 지령이 있으면 (절대치 지령은 문자 X, Z에 계속하는 수치값으로 표현됨) 가감 연산회로(AS)는

X-[X] 및 Z-[Z]…………………………………………………………(1)

의 연산을 행하고 하기 설명할 펄스 분배기(PD)에 출력하는 증가치를 연산한다. 한편, 좌표 설정의 절대치 명령이 있으면 가감 연산회로는 상기(1)식의 연산을 실행하고(단, X=Z=O)이 연산 결과가 현재 위치 레지스터에 프리세트된다. 좌표 설정의 증가치 지령이 있으면(증가치 지령은 문자 U, W에 계속하는 수치값으로 표시된다) 가감 연산회로(AS)는

U+[X] 및 W+[Z]…………………………………………………………(2)

의 연산을 행하고, 상기 연산의 결과(다른 공구의 현재 위치를 지시하는 것)가 현재 위치 레지스터(XR)(ZR)에 프리세트 된다. PD는 공지의 펄스 분배기로 펄스 분배 동장을 행하고, X축과 Z축 서어보 제어시스템에 송출되는 펄스 XP, ZP들을 발생하고 서어보 제어 시스템은 X축과 Z축에 따라 공구 홀더를 이동함으로써 응답한다.

제2도~제4도를 참조하여 시스템 동작을 설명한다. 우선 기동 버튼(SB)이 제2(a)도에 보인 조건하에서 압압다. 이 결과 기동 신호 SS가 발생하고, 이 신호는 시이퀸스 제어기(SC)에 인가되어 제어기를 시동한 후, 게이트 신호(GS)를 멀티프렉서(MPX)에 송출한다. 게이트 신호를 기초로 하여 멀티 프렉서(MPX)는 시이퀸스 번호 N₁의 지령 데이터를 선로(LN)에 출력한다. 이 지령 데이터는 좌표 설정을 하는 절대치 데이터로써 지령 판별회로(CD)에 의해 판별되며, 이 지령 판별 회로(CD)에 의해 프리세트 신호 PS가 현재 위치 레지스터(XR)(ZR)에 연속적으로 전송된다. 한편, 가감 연산회로(AS)는 상기(1)식이 연산을 실행하고(단 현재 위치 레지스터 XR, ZR의 내용[X][Z]는 초기시 모두 영임), 이 연산의 결과 즉 [X'], [Z']는 프리세트 신호 PS에 의해 현재 위치 레지스터(XR)(ZR)내에 프리세트 된다. 상술한 바와같은 프리세트 동작이 완료되면, 현재 위치 레지스터(XR)(ZR)에서 프리세트 완료 신호 PEN를 발생시켜 시이퀸스 제어회로(SC)에 인가하면, 시이퀸스 제어회로(SC)내의 도시된 계수기는 1계수씩 전진한다. 이 결과, 멀리프렉서(MPX)는 시이퀸스 번호 N₂의 지령 데이터를 선로(LN)에 출력한다.

시이퀸스 번호 N₂의 지령 데이터가 절대치 위치 지령이므로 가감 연산회로(AS)는 즉시 상기(1)에서 주어진 동작을 수행하고 증가치인 상기 연산 결과를 펄스 분배기(PD)에 출력한다. 한편, 이 지령 데이터가 위치 지령이라는 사실을 지령 판별회로(CD)는 판별한후 펄스 분배기(PD)에 펄스 분배 연산 개시 신호 DS를 출력한다. 이로 인해, 펄스 분배기(PD)는 상기 연산의 결과인 증가치를 기초로 하여 펄스 분배 연산을 실행하고, X축 Z및 축 방향인 분배 펄스 XP, ZP를 순차 출력한다. 이 분배 펄스 XP, ZP는 도시되지 않는 서어보계에 인가되고 공구 홀더를 구동함과 함께 현재 위치 레지스터(XR)(ZR)에 입력되며 공구의 이동 방향에 따라서 상기 내용은 +1 또는 -1이 된다. 즉, 현재 위치 레지스터(XR)(ZR)는 항상 공구의 현재 위치를 기억한다.

펄스 분배 연산이 종료되면 공구(TL₁)는 가공점 A에 도달하고 (제2(b)도) 현재 위치 레지스터(XR)(ZR)에 공구(TL₁)의 날끝의 위치(A점의 좌표값)가 기억된다. 펄스 분배 동작완료후 분배 완료 신호 DEN이 발생하고, 시이퀸스 제어회로(SC)에 포함된 계수기의 내용이 +1만큼 전진한다. 이 결과, 멀티프렉서(MPX)는 시이퀸스 번호 N₃의 지령 데이터를 선로(LN)에 출력한다. 시이퀸스 번호 N₃의 지령 데이터는 시이퀸스 번호 N₂의 지령 데이터와 동일한 절대치 위치 지령이 되고, 회로 동작도 동일하다. 펄스 분배가 완료되면 다시 펄스 분배회로(PD)는 분배 완료 펄스 DEN을 출력하고 시이퀸스 제어회로(SC)의 계수기 내용이 +1씩 전진한다. 이것이 행해지면, 멀티프렉서(MPX)는 그 다음 이이퀸스 번호 N₄의 지령 데이터를 출력한다. 이데이터는 좌표설정의 증가치 지령이므로 지령 판별 회로(CD)는 프리세트 신호 PS를 출력하고 가산 신호를 가감산 회로(AS)에 송출하며, 상기 식(2)의 연산을 이 가감산 회로(AS)에 행한다. 이 연산의 결과가 공구 (TL₂)의 현재 위치 즉, 공구 날끝의 현재 위치이다. 이 위치는 프리세트 신호PS에 의해 현재 위치 레지스터(XR)(ZR)에 프리세트 된다. 가감 연산회로(AS)는 프리세트 동작 후 프리세트 완료신호 PEN을 출력하고, 시이퀸스 제어회로(SC)내에서 계수기를 1씩 전진하게 하며, 멀티프렉서(MPX)는 시이퀸스 번호 N₅의 지령데이터를 출력하고, 상술한 가공동작이 반복 진행된다. 공구(TL₂)의 현재 위치는 좌표설정의 지령이 가공 프로그램에 나타날때까지 현재 위치 레지스터(XR)(ZR)내에 기억된다.

상기 본 발명에 따라 현재 위치 레지스터는 공구 홀더 상의 공구 개개에 구비될 필요는 없고, 공구는 공구가 교체될때 서로 특정 위치에 보내질 필요도 없다. 그 결과, 가공 효율이 증가한다. 또한, 공구가 교체될때마다 새공구의 현재 위치를 수동으로 연산하고 입력할 필요가 없으므로 동작이 매우 간단한 수치 제어 장치를 제공하는 것이 가능하다.

상술한 실시예는 지령 데이터를 판독하기 위하여 시이퀸스 제어회로를 사용하였으나 본 발명은 이러한 장치에 한정되는 것이 아니라 다른 응용에도 있을 수 있다. 즉, 상기 시이퀸스 제어 회로 대신에 마이크로 프로세서가 사용될 수도 있다. 또한, 본 발명은 단 두개의 공구를 갖는 구성에만 한정되지 않고 3개 또는 더 많은 공구가 설치될 수도 있다. 최종적으로 좌표값 U, W에서의 변화는 상술한 바와 같이 G50 지령을 계속하는 지령 데이터에 의해 입력될 필요는 없다. 공구 거리는 미리 메모리에 기억될 수 있다.

본 발명과 다른 실시예가 본 발명의 정신과 범위를 이탈함이 없이 행해질 수 있으며 하기 특허청구 범위에 한정된 특별한 실시예에 본 발명이 제한되지 않는다는 것이 명백할 것이다.

Claims

서로 일체로 이동됨과 동시에 일정의 위치 관계에 있는 적어도 2개 이상의 공구를 절대치 지령에 의하여 공작물에 상대적으로 이동시켜 소망의 가공을 행하는 수치 제어 방법에 있어서, 상기 하나의 공구로 공작물을 가공하기에 앞서 상기 하나의 공구와 현재 위치를 현재 위치 레지스터에 기억시키는 단계와, 상기 현재 위치와 상기 절대치 지령에 의하여 펄스 분배 연산을 실행하여 상기 하나의 공구를 이동시키는 단계와, 상기 좌표 설정 지령에 응답하여 연산 수단에 의해 다른 공구의 현재 위치를 계산하는 단계와, 상기 다른 공구의 상기 계산된 현재 위치를 상기 전류 위치 레지스터에 기억시키는 단계와, 상기 현재 위치 레지스터의 내용과 절대 지령에 의하여 펄스 분배 연산을 수행하여 공작물을 가공하기 위해 상기 다른 공구를 이동시키는 단계로 구성되어, 상기 하나의 공구로 먼저 가공한 다음 상기 다른 공구로 공작물의 가공을 행함을 특징으로 하는 수치 제어 방법.