WO1984003245A1 - Method of restarting profiling machining - Google Patents

Description

明 細 書

¾ ら い加工再起動方法

技 術 分 野

本発明は な ら い加工再起動方法に係 ]? 、 特に な ら い運 耘中 に 自 動的に工具交渙を行る い、 し か も 工具交換後 自 動的に な ら い加工を 再開で き る な ら い加工再起動方法に 関する。

ヒ

冃 技 m

ら い装置は、 卜 レ ー サヘ ッ ドに モ デ ル を な ら わせ、 該 ト レ 一 サへ ッ ドに よ j 検出 さ れた変位量を 用いて各铀 の速度指合を 演算 し、 該各軸の速度指令に よ ]? 対応する 各軸の モ ー タ を駆動 して工具を ワ ー ク に対 し相対的に移 動させる と 共に、 卜 レ ーサヘ ッ ドを してモ デ ル 表面を ¾ ら わせ、 これ ら動作を，澡返 して ワ ーク に モ デ ル形状 と 同 形の加工を行 な う 。 力 る な ら い装置に よ る ¾ らい加工 は金型加工等に供せら れてい る ため、 加工時間が長時間 にお よ び 、 こ のため加工途中におい て工具に異常 を生 じ- る こ と がある 。 力ゝ る異常 と し てはた と えば工具の折損 或いは摩耗があ 、 これ ら 、 折損や摩耗が生 じる と最早 や加工が不可 ^ と る る か、 或いは ft gの高い な ら い加工 が不可能 と る。 又、 工具の寿命管理を行 つている 場 合には、 な ら い加工中 に工具の寿命が尽 き る と 工具交澳 指合が発生する こ と も あ る 。 こ の よ う に、 な ら い加工中 に工具に異常 が生 じた ]) 、 工具交澳指令が生 じる と ら い を 中 ^し て工具交換を行な い工具交換後る ら いを.再開 し ¾け_¾れば ¾ら ¾い。 そして、 か る工具交換処理及び らい再 S処理はオペレ ー タ の介在によ ]? 行わる く ては な らず、 加工の 自 動化が行なえず、 従って夜間の 自動運 耘等無人化がで き い欠点があった。

以上から、 本発明の 目 的はならい加工中におい て工具 の 自 *交 及び ¾ らい加工の自動再起動が可能る新規な ¾ らい加工再起動方法を提供する こと である。

本発明の別の 目 的は工具に異常が生じた場合、 該異常 発生位 ftで ¾ らい加工を中 ^し、 しかる後自動的に工具 を交渙し、 工具交渙後自 動的に らい加工中断位置から 再び らい加工を谜続でき る な らい加工再起勤方法を提 供する ことである。

本発明の更に別の 目的は、 無人の状態で ¾ らい加工が 行なえる らい加工再起動方法を提供する こ とである。

発 明 の 開 示

本発明は工具の寿命ま たは破損等に伴 う工具異常状 態の発生に よ ] 9 な らい加工.を停止するス テ ッ プ、 工具を ェ.具交渙泣蘆迄自勡的に復帰させるス テ ッ プ、 工具交換 後のな らい加工再 位置と工具異常状 I発生時における る らい加工条件と を記''意するス テ ッ プ、 新た ¾工具に交 換後該工具を前記再開位 [量迄自 的に戾すス テ ッ プ、 前 記記億した加工条件に基いて ¾ らい加工を再開する ス テ ッ プを有する。 こ の発明に よれば、 工具異常が生じても 自 動的に工具交澳し、 新た ¾工具で加工中靳点から な ら い加工を再開で き るから、 夜間な ど無人の状態での ¾ら

OMPI い加 l_tが可能と ¾ i？ 、 長時^に及ぶ ¾ らい加工を連続的 に行なえる。

図 面 の 簡 単 説 明

第 1 図は本発明を適用で き る な らい工作機械の概珞図、 第 2 図 ）、 （B)は本発明に係る な らい加工再起動方法の説 明 、 第 3 図は本発明の実施' '列プ ロ ック図、 第 4 図は本 発明の処理の流れ図である。 ：

発明を実施するため の最良の形態

1 図は本発明を適用で き る ¾ らい工作機械の構或図 であ ]? 、 テ ー ブ ル T B L を X軸方向に駆動する' X軸のモ ー タ X M と、 卜 レ 一 サへ ッ P T C 及び カ ツ タ へ ッ ド C T が装着された コ ラ ム C L Mを Z 軸方向に駆動する Z 軸の モ ー タ Z M と 、 テ 一 プ ル T B L を Y軸方向に動力、す Y軸 のモ ー タ Y M と、 X軸モ ー タ X IV [ が所定量回転する毎に 1 個のハ⁰ ル ス P X を発生するハ⁰ ル ス発生器 P G X と 、 Z 軸モ ー タ Z Mが所定量回転する毎に 1 個のハ⁰ ル ス P z を 発生する ハ。ル ス発生器 P G Z と 、 Y軸モ ータ Y Mが所定 量回転する毎に 1 個のハ。 ル ス P y を発生するハ。ル ス発生 器 P G Yが設けられている。 テ ー ブ ル で B L にはモ デ ル M D L と ワ ー ク W K と ；^固定され、 卜 レ 一 サへ ッ ド T C はモ デ ル M D L の表面に当達し て ¾ らい、 カ ツ タ へッ ド C T は ワ ー ク W Kにモ デ ル形状通 の加工を施す。 卜 レ ー サヘッ ド T C は周知の如 く 、 モ デ ル M D L の表面の X 、 Υ 、 Ζ各軸の変位 s x 、 ε γ、 e _z を検出する構成の も のであ ]? 、 卜 レ ーサへッ ド T C に よ j?検出された各軸方

ΟΜΡΙ 向変位 _tはる ら い制御装置 T C C に入力され、 こ こで周知 の な ら い演算が行われて各軸方向の速度成分が発生する , た と えば、 ¾ ら い と して X — Z 面における表面往復な ら いを考える と 往路の らいにおいて速変成分 V x 、 V z が発生 し、 これ らはそれぞれサー ボ、回路 S V X , S V Z を介し て X軸及び Y軸のモ ー タ X M、 に入力さ れ、 こ れら各軸モ ー タ Χ Μ、 Ζ Μを回転させる。 この裙杲、 カ ツ タ へ ッ ド C T が ワ ーク W K に対 し て相対的に移動し て、 該 ワ ークにモ デ ル形状通 の加工が施さ れ、 又 ト レ —サへッ ド T C はモ デ ル M D L の表面を ¾ ら う こ と に な る ο

又、 各ハ。ル ス発生器 P G X、 P G Z , P G Y力 ら 発生 する ハ。 ル ス P _x 、 P z 、 P y は ら い制御装 K T C C 内 の図示 し ない各軸現在位置 レ ジ ス タ に入力される 。 各軸 現在' 蘆 レ ジ ス タ はハ⁰ ル ス P X 、 P y 、 P z が入力され れば移動方向 に IS じてその内容を カ ウ ン 卜 ア ッ プあ る い は カ ウ ン ト ダ ウ ンする。 そし て、 X軸方向の現在位 fi x a がな ら い 頃域の第 1 境界線の X座標直 _X i に等 し く ¾ ればな ら い制御装置 T C 0 は ¾ ら い平面を Y — Z 面 と し て速度成分 V y 、 V z を発生する。 速度成分 V y は サ ー ポ、回路 S V Yに入力さ れこ の結果、 テ 一 プ ル T B L は Y 軸方向に移勤 し Y - Z平面における表面る ら いが行われ る。 Y 軸方向へのテ ー ブ ル T B L の移動量が予め設定さ れている ヒ。 ッ ク フ ィ ー ド量 P に等し く れば、 ¾ ら い制 御装置 T C C は以後 な ら い平面を X - Z 面と して速度成

OMPI 分一 V V z を発生 し、 X軸の現在位置が ¾ ら い領域 の .第 2 境界線の X座 .漂'直 _{X 2} —に等 し く ¾ る迄復路の な ら いが行われる 。 以後、 ピ ッ ク フ ィ ー ド 、 往路の表面る ら い 、 ヒ。 ッ ク フ ィ ー ド 、 復路の表面 ¾ ら いを繰 返 し、 Y 軸方向現在位置が Y 軸方向 の ら い領域境界点に到達す れば表面往復 ¾ ら いが終了する。

第 2 図は本発明に係る な ら い加工再:起動方法の溉珞説 明図であ ]) 、 同図（A)は工具交換後の新工具を工具異常発 生時におけ る な ら い動作シ ー ケ ン ス の開始点へ戾 し 、 そ こ から ら いを再 ^する 説明図、 同 ^ (B)は工具交渙浚の 新工具を 、 工具異常発生時におけ る機 ¾位 itへ戾 し 、 そ こ から な ら いを再開する説明図であ る 。 X — Z 面の表面 往復な ら い （ X軸は送 軸、 Z 軸は ¾ ら い軸 ） において は アプ ロ ー チ完了後に（_a) + X方向への な ら い （ 往路 な ら い と い う ） 、 （b) ピ ッ ク フ ィ ー ド 、 （c) — X方向への る ら い ( 復路 な ら い と い う ） 、 （d) ピ ッ ク フ ィ 一 ド と い う 4 つの シ ー ケ ン ス を繰返 し て ヮ ー ク に モ デ ル 形状通 ] の加工が 行われる 。 尚、 カゝ る ¾ ら い加工を行 う ために必要 な 、 る ら い平面、 な ら い速度、 基準変位量、 ¾ ら い方向、 ピ ッ ク フ ィ 一 ド量 と その方向等の加工条件を特定す る な ら い加工条件デ ー タ 、 並び に ； ¾ ら い領域た と えば第 1 、 第

2 境界線 X L i 、 X L ₂ の X軸方向位置 X i 、 X 2 及び

Y軸方向の境界位 g Y i どの な ら い領域デー タ は予め 設定されてお 、 これら る ら い加工条件デー タ と ¾ らい 領域デー タ と に基いて上記（a)〜（d)の ら い加工制御が行

OMPI われる _to " さ て、 第 2 図（A)に示す らい加工再起動方法にお い て は新た ¾ シ ー ケ ン スを実行するに先立って該シ ー ケ ン ス の開始点を記億する よ う に している。 すなわち、 工具或 いは ト レ —サへッ ドの現在位置 （以後機械現在位置とい う ） を常時監視し、 新た ¾ らいの動作シ ー ケ ン ス に入 る前に、 ：たとえば（a)の往路な ら いに先立ってボイ ン ト A 2 の座標直を記憶し、 （b)の ビッ ク フ ィ ー ドに先立って ポ イ ン ト B t 、 B 2 の座' l 値を記' I意し、 （c) の復路な らい に先立ってポ イ ン ト C 丄 、 C 2 の座標値を記憶し、 （ の ピッ ク フ ィ ー ドに先立って ポ イ ン ト D i 、 D 2 の座 t累値 を記''意する よ う に している。 そして、 たと えば第 2 図（A) に示すよ う に（c)の復路な ら の途中で （ ボイ ン ト P で ） 工具の破損が検出される と、 る らい加工を直ちに停止す る と共に、 らい加工条件デー タや ¾ らい領域デー タ を 退避 （ 保存 ） し、 しかる後工具交渙位置 R に工具を位蘆 決め して工具交換を行る う。 新工具への工具交換が完了 すれば、 該新工具を ポイ ン 卜 ₂ の真上位置 Q に位置决 め し、 しかる後早送 irで c ₂ 点へ向けて工具を移動させ ( ラ ビッ ドアプ ロ ーチ ） 、 C 2 点よ j9 距離 α の位置に到 達後、 低速送 に切換え （減速 ） 、 卜 レ ー サ へ ッ ド が モ デ ル に当接して該 卜 レ ーサへッ よ 所定値 上の変位 量が発生したと き工具はま さ し く ポイ ン 卜 C ₂ 点に位蘆 決めされ、 アプ ロ ーチが完了する。 そして、 最後に保存 してある データ を回復し、 該データに基いてならいを再 開する _t。

—方、 第 2 図（B)に示す な ら い加工再起動方法において は工具異常信号或いは工具交換指令が発生した時点の機 械現在位置 P の座標値 （ X o 、 Y Q 、 Z o ) を記憶する よ う に している。 た と えば苐 2 図（B)に示す よ う に（a)の往 路な ら いの途中 で （ ポ イ ン ト P で ） 工具の破損が検出 さ れ る と 、 ¾ ら い加工を直ち に停止する と共に、 ポ イ ン ト P の機械現在位置を 記億 し、 且つ ら い加工条件デ ー タ 並び に る ら い領域デー 'タ 等を保存し、 しかる後工具交換 位置 R に工具を位置決め し て工具交渙を行 う 。 新工具 への工具交: r奥が完了すれば、 該新工具を ボ イ ン 卜 P の真 上位置 に位蘆決め し、 しかる 後早送 ] で P 点へ向けて 工具を移動させ、 P 点 よ j 距離 α の位置に到達後、 低速 送 に切 え、 ト レ ーサへ ッ ドがモ デル に当接 し て該 ト レ — サへ ッ ド ょ ] 所定値以上の変位量が発生 し た と き ェ 具は ま さ し く ボ イ ン 卜 P に位置決め さ れ、 ア プ ロ ーチを 完了する。 アプ ロ ー チ完了後、 退避 し てある ¾ ら い加工 条件デー タ ¾ ど を回復 し、 該デー タ に基いて ら いを再 開 _ る o

第 3 図は第 2 図（Α)のな ら い加工再起動方法を 多工程の な ら い加工に適用 した場合の実施例 プ ロ ッ ク 図、 第 4 図 は同処理の流れ図であ る 。

第 3 図におい て、 1 は プ ロ セ ッ サであ ]? 、 ¾ ら い制御 プ ロ グ ラ ム に従い演算処理する も の、 2 は プ ロ グ ラ ム メ モ リ （ R O M ) であ ]? 、 な ら い制御プ π グ ラ ムを格納す

O PI る も の _t、 3 は加工プ ロ グ ラ ム を記镱する加工プ ロ グ ラ ム メ モ リ （ R A M ) で、 ら い方法 と 、 な ら い加工条件デ — タ と 、 ら い領域データ と を工程.;匿に多工程分る ら い 加工 ロ グ ラ ム と して記億する も の、 4 はデータ メ モ リ であ 、 複数の加工条件データ P 11 ， Pi2 , と 複数 の ¾ ら い ^域デ ータ L 11， L 1₂， とその他のハ⁰ ラ メ ータを記憶する も の、 5 は工具破損等の異常発生時に工具 交換処理を実行させる サ ブ プ ロ グ ラ ム を記億する サ プ プ ロ グ ラ ム メ モ リ 、 6 は機械現在泣置 （ X a 、 Y a、 Z a 〉 、 実行 シ ー ケ ン ス番号 _s 、 動作シ ー ケ ン ス の開始位蘆 （Xs、 Y s、 Z s ) 、 現 ¾ ら いェ裎の加工条件データ 、 領域デ— 一タ等を記 '.意する作桌 ,弔 メ モ リ 、 7 は保存メ モ リ であ 、 工具破損等異常状態が発生 した と き 作業甩メ モ リ S の記 億内容を記憶する も の、 8 は プ ロ セ ッ サ 1 から 指合され る各軸方向の速度デー タ （ ディ ヅタ ル 直 ） を アナ ロ グの 速度信号 V x 、 V y _N V z に変-臭する ディ -クタ ル ー アナ α グ変渙器 （ D A変渙器 ） 、 9 は操作盤であ ]9 、 加工条 件デー タ 、 領¾データ を設定し、 且つその他操作指令を 入力する も の、 1 0 はハ。 ル ス分配器、 1 1 は 卜 レ ーサへ ッ ド T C ( 第 1 t T参照 ） から 出 力される各軸変位量 ε X e _y 、 e をデ ィ ヅ タ ル値に変瘈する ア ナ ロ グ — デ ィ ヅ タ ル変換器 （ A D 変換器 ） 、 1 2 は工具破損検出器、

1 3 は各軸の現在位置 X a 、 Y a 、 Z a を記憶する現在 位置 レ ジ ス タ 1 3 X、 1 3 Y 、 1 3 Z を含む現在位置監 視ユニ ッ ト 、 1 4 X、 1 4 Y、 1 4 Z はハ⁰ル ス分配器

OMPI 1 0 力 ら発生する分配ハ⁰ ル ス Χ Ρ 、 Υ Ρ 、 Ζ Ρ の数 と 実 際の移動に よ 発生するハ。 ル ス X f 、 Y f 、 Z f の -教の 差分 E x 、 E y 、 E z を リ ア ル タ イ ム で演算し て記憶す 誤差 レ ジ ス タ 、 1 5 X 、 1 5 Y 、 1 5 Ζ は差分 Ε χ 、 Ε y 、 E _Z に比例 した ア ナ ロ グ電圧を発生する D A変渙器、

1 6 X 1 6 Y s 1 6 Z はゲー ト 回路、 1 7 X、 1 7 Y 、

1 7 Ζ は加算回路、 1 8 X s 1 8 Υ 、 1 8 Ζ はそれぞれ X軸サ ー ホ 回路、 Υ軸サー ^回；珞、 Ζ 軸サー ボ回，络、

1 9 Χ 、 1 9 Υ 、 1 9 Ζ はそれぞれ X 軸モ ー タ 、 Υ 軸モ — タ 、 Ζ 軸モ ー タ 、 2 0 Χ、 2 0 Υ 、 2 Ο Ζ はそれぞれ 対応する モ ー タ が所定角 度回転する 毎に 1 個のハ。 ル ス

X ί 、 Y f 、 Z f を発生する ハ。ル ス発生器であ る 。

¾ ら い加工に先立って、 操作盤 9 か ら各な ら い方法に 応 じてそれぞれ複教の ¾ ら い加工条件デー タ と な ら い領 域デー タ を入力する。 例えば、 手動な ら いのため に P 1 1 カ ら P 1 5 迄の 5 種頌の加工条件デー タ と 、 L 〗 〗 力 ら L 1 5 迄の 5 種 .頌の な ら い領域デ ー タ.を設定 し 、 以下同 様に表面往復る ら い のため に P 2 1 〜 P 2 5 、 L 2 1 - L 2 5 を、 表面一方向 な ら いのために P 3 1 〜 P 3 5 、 L 3 1 〜 3 5 を、 輪郭全周 な ら い のため に P 1 〜 P 45、 L 4 1 〜 L 4 5 を、 輪郭部分な ら い のために P 5 1 〜

P 5 5 、 L 5 1 〜 5 5 を、 3 次元 ¾ らい のために P S 1 〜 P 6 5 、 L S 1 〜 L 6 5 をそれぞれ設定する。 以上の 操作に よ ¾ ら い加工条件デー タ P 1 1 ~ P 6 5 、 及び な ら い領域デ ー タ L 1 1 - L 6 5 がデ ー タ メ モ リ 4 に設

OMPI

、/Ar、 WIPO 疋される。 尚、 1 つの加工条件データ P i jはならい平面 ¾ らい速度 F 、 ア プ ロ ー チ速度 F a 、 基準変位量 ε ₀ 、 る らい方向、 ビッ ク フ ィ 一.ト量 Ρ 、 ヒ。ッ ク フ ィ ー ト 方向 ¾ どで構成され、 又 1 つ の ¾ ら い領域デ ー タ L i jは各軸 方向におけるな らい領域の境界位置座標直で構成されて いる。

ついで、 操作盤 9 上の釦を操作して起動をかければプ 口 セ ッ サ 1 は予め加工プ ロ グ ラ ム メ モ リ 3 に記憶されて いる らい加工プ ロ グ ラ ムを 1 プ ロ ックづつ読み出 し多 工程のならい加工制御を行 ¾ う 。 尚、 こ の ¾らい加工プ ロ グ ラ ムはたとえば以下の如 く 構成されている。

G 9 ύ 1 Z - 0 P 3 1 L 3 2 ； ……一 (A)

G 9 0 3 P 3 4 L 3 4 ； (B)

G O O X Y ； (C)

G 9 0 1 Z ； (D)

G 9 0 - 4 P 4 3 L 4 5 ； (E)

M 0 2 ； (F)

但し、 フ。 ロ グ ラ ム中、 プ ロ ッ ク （A)はア プ ロ ー チ指令プ ロ ッ クであ 、 G機能命合 " G 9 0 1 " はアプロ ーチ指佘 であ る こ と を意味し、 " Z — 0 " は一 Z 軸方向へのァ； 7° ロ ーチである こ と を示し、 " P 3 1 " 、 " L 3 2 " はそ れぞれアプロ ーチの際の送 ]5 速度、 及び减速泣 ₍量を特定 も のである。 又、 プロ ッ ク（B)は第 1 る らい加工工程にお ける る らい方法、 るらい加工条件データ、 な らい ¾ 域デ

OMPI ー タ を _t特定する 指令 プ ロ ッ ク であ 、 " G 9 0 3 " に よ 表面往復な ら いが指示さ れ、 " P 3 1 " 、 " ： L 3 2 " に よ ¾ ら い加工条件デー タ 、 な ら い加工領域デー タ がそ れぞれ特定さ れる。 プ ロ ッ ク（C)は第 2 工程の ら い加工 を実行する ため に、 該第 2 工程の ら い加工開始点の真 上に 卜 レ ーサへ ッ ドを早送 で位置決めする命令である 。 プ ロ ッ ク （D)は第 2 ェ裎における ァ プ ロ — チ指令、 プ 口 ッ ク ）は第 2 ¾ ら い加工工程における る ら い方法、 ¾ ら い 加工条件デ ー タ 、 ¾ ら い 域デ ー タ を特定する プ ロ ッ ク であ り 、 " G 9 0 4 " に よ 輪郭全周 な ら いが指示さ れ る。 又、 プ ロ ッ ク （F)は プ ロ グ ラ ム ェ ン ドを示す M機能ム ロ卩 合であ る 。

さ て、 起 ^が力 る と プ ロ セ ッ サ 1 は プ ロ ッ ク (A) の ァ プ ロ 一 チ指佘 を加工プ ロ グ ラ ム メ モ リ 3 か ら読み取 ]? 、 つい で デ、一タ メ モ リ 4 力 ち " P 3 1 " に よ 特定さ れた な らい加工条件デー タ と 、 " L 3 2 " に よ 特定さ れた な ら い ¾1域 デ ー タ を読み取 、 作業用 メ モ リ 6· に '洛钠す る 。 しかる後、 加工条件デー タ に含ま れる 早送 i の ァ プ 口 一チ速 デ ー タ F a の符号を反転 し、 これを Z 軸送 ]3 速度 V z と して D A 変換器 8 に入力する。 D A 変換器 8 は Z 軸送 速度 V z を ア ナ ロ グ の速度信号 a に変換 し 加算回路 1 7 Z を介 し て Z 軸のサ ― 回路 〗 8 Z に 印加 する 。 この結果、 Z 軸モ ー タ 1 9 Z が iU し 、 コ ラ ム

C L M ( 苐 1 図参照 ） は Z 軸方向に移勐する。 Z 軸モ ー タ 1 9 Z が回転すればハ⁰ ル ス発生器 2 0 Z 力 ら ハ⁰ ル ス Z f が ,発生 し、 現在位置監視ュニ ッ 卜 1 3 はハ。ル ス Z f が発生する毎に移動方向に応'じて z 軸現在位置レ ジ ス タ 1 3 Zの内容を更新する。

プ ロ セ ッ サ 1 は Z 軸現在位 it レ ジス タ 1 3 Z に 記億さ れている現在泣 S Z a を読取 ]? 、 ト レ 一 サ へ ッ P T C が ら い領域デー タ " L 3 2 " に よ 特定さ れた減速位置 ( Z 軸の座瘵：直を Z d と する ） に到達 したかを釜視する そ して、 プ ロ セ ッ サ 1 は Z a = Z d と なれば加工条件 デー タ " P 3 1 " に含 ま れる低速のアプ ロ ーチ速度デー タ F a d の符号を反転し、 これを Z 軸方向の送 速度 V z と して D A 変 奐器 8 に 出力する 。 こ の結果、 卜 レ ーサへ ッ ドは泜：， ¾でモ デル M D L ( 苐 1 図 ） に向けて下洚する ト レ 一 サ へ ッ ドがモ デル に痿触すれば各岫変位畳 s 、

― X ε 、 ミ が発生、 これ ら は A D 変換器 1 1 に よ ディ ヅ タ ル値が 変換さ れた後、 プロ セ ッ サ 1 に読み取ら れ る。

プ ロ セ ッ サ 1 は次式 s = 7" e X ² + ε y ² + ^ z ² (1) に よ 合成変位量 を求め 、 該合成変位量 ε が加工条件 デ ー タ " Ρ 3 1 " に含ま れる設定 レ ベ ル ε a 以上に る つ た力 ど う 力 をチ ェ ッ クする 。

そ し て、 s s _a と なればプ ロ セ ッ サ 1 は 卜 レ ー サ へ ッ ドが な ら い加工 ϋ始点に到達した も の と して V ζ = 0 と し 卜 レ ーサへ ッ ドを停止させる。

しかる後、 プ ロ セ ッ サ 1 は加工プ ロ グ ラ ム メ モ リ 3 か ら プ ロ ッ ク（Β)の表面往復 ら いの指令を読み取って作業

ΟΜΡί 用 メ モ 6 に記億する と 共に、 該指令 に含ま れ る "P34 "、 " L 3 4 " に よ j 特定さ れる な ら い加工条件デー タ と ¾ ら い領域デ ー タ をデー タ メ モ リ 4 力、 ら読み出 し て同様に 作業用 メ モ リ S に格納する。

しかる後、 プ ロ セ ッ サ 1 は作業用 メ モ リ S に記億さ れ てい る シ ー ケ ン ス番号 S ( 初期 .直は零 ） を次式に よ

S + 1 → S (2) 更新する と 共に、 第 s シ ー ケ ン ス の始点座標値 （ X s 、

Y s 、 Z s ) を現在位 (量釜視ュ ニ ッ 卜 1 3 から読取って 作業用 メ モ リ 6 に 記億する。

ついで、 プ ロ セ ッ サ 1 は（1)式の演算を行 る つて合成変 位量 ε を演算する と 共に、 加工条件デー タ " Ρ 3 4 " に よ ]? 特定さ れた基準変位量 e _Q と 合成変位量 s と の差分 Δ ( = _£ - _£ 0 ) を 演算する。

又、 プ ロ セ ッ サ 1 は差分 ^/ S に比例する よ う に速度信 号 V を発生す る と共に 、 に反比例する よ う に速度 信号 V r を発生す る。 Ί旦 し、 ε = 0 の と き は零で あ ]? 、 V r—は " P 3 4 " に よ ]? 特定さ れた ら い速度 F で あ る 。

更に、 プ ロ セ ッ サ 1 は X軸方向 と Z 軸方向 の変位信号 p X s _z を用いて次式

sin ひ

(3) cos β = ε χ + £ (4) から変位方向信号 sin 、 cos を 演算 し 又次式

V a = V r * sin. & + V N · cos σ (5) b =— V r · cos S + V" · sin (6)

' から軸方向の速; 信号 V a 、 V b を演算する。

(5)、 （6)式によ ]? V a 、 V b が求まれば、 フ° 口 セ ッ サ 1 は " P 3 4 " に よ 特定された ¾ らい平面を参照 して

V X = V a , V z = V b と して D A変換器 8 に出力する。

D A変換器 8 は X軸及ぴ Z 軸の送 速度 V x 、 V z を ア ナ ロ グの速度信号 Vxa 、 Vz aに変換し、 それぞれ加算 回路 1 7 X、 1 7 Z を介して X軸サー ポ回路 1 8 X、 Z 軸サー ボ、回路 1 8 Z に印加する。 この結果、 X軸モ ー タ 1 9 X 、 Z -袖モ ー タ ί 9 ∑ カ'回 し、 モ デ ル M D L と ヮ ーク W Kが载置されている テ ー プル T B L (苐 1 図参照 ） を X軸方向に、 又コ ラ ム C L Μを Ζ 軸方向に駆動する。 これに よ ト レ ーサへ ッ ド T C はモ デ ル M D L 表面に沿 つて移動するから新たな変 1立量 e ，， 、 ε „ 、 ε „ が¾生

X 7

し、 該変位量はプ ロ セ ッ サ 1 に読み取られる。 プ ロ セ ッ サ 1 は変位量 ε X ヽ y ヽ z を読み取れば、 該変位 に基いて上述の（1)、 （3)〜（6)式の：寅真を行るつて新たな速

S信号 V a 、 を得、 V x = V a 、 V b と して 出力する。 以後、 同；!彔な処理が ]9 返えされ 卜 レ ーサへ ッ ドはモ デ ル表面に沿って第 1 境界籙 X L 1 (第 2 ^ (A) 参照 ） に向かって移動する と共に、 カ ツ タへ ッ ド （工具 ） は ト レ ーサへ ッ ドと 同一の き を行 ¾い ワ ーク W K に モ デ ル M D L の形状と 同一の ェを施す。

又、 現在位置監視ュニ ッ ト 1 3 は、 X軸モ ータ ί 9 X が回転してハ⁰ ル ス発生器 2 0 Xからハ⁰ ル ス X f が発生す

OMPI る毎に,移動方向に応 じて

X a 士 1 → X a (7) の演算を実行する と共に、 Z 軸モー タ 1 9 Z が回転して ハ。 ル ス発生器 2 0 Z からハ。 ル ス Z f が発生する毎に移動 方向に応 じて、 '

Z a ± 1 → Z a (8) の演算を実行し て、 現在位 K:レ ソ ス タ 1 3 X 、 1 3 Z の 内容を更新する。

プ ロ セ ッ サ 1 は上記速度演算処理 と併行して各軸現在 位置 X a 、 Y a 、 Z a を読み取って、 作業用 メ モ リ 6 に 格钠する と共に、 X軸現在位 S X a が第 1 境界線 X L 1 ( 2 (λ) ) の座標値 X i ( 領域デ ー タ " L 3 4 " に よ j 特定される ） に等 し く なつたカゝ ど う かを判別する。 従 つて、 往.络る らいが進行して、 X a = Xi になれば、 プ 口 セ ッ サは V x 、 V z を共に零と する と共に、 （2)式に よ シ ー ケ ン ス レ ヅ ス タ の内容を 2 に し 、 且つ作業用 メ モ リ 6 に記億されている第 s シ ー ケ ン ス の始点座標値 X s 、 Y s 、 Z s を各軸現在位置 X a 、 Y a 、 Z a で更新する。

つ で、 プ 口 セ ッ サ 1 は（5)、 （6)式に よ ]5 速 ¾信号 V a 、 V b を演真 し、 該演算した速度信号 V a 、 V b をそれぞ れ Y軸方向及び Z 軸方向速度と して （ V y = V a 、 V z = V b ) 、 D A変換器 8 に出力する。 D A変；^器 8 は Y 軸及び z 軸の送 速 K V y 、 V z を ア ナ ロ グ の速度信号

V y a , V z a に変渙 し、 それぞれ加算回路 1 7 Y 、 1 Ζ を介して Υ軸サ― 回路 1. 8 Υ 、 2： 軸サー ポ、回路 1 8 Z に印、加する。 この結果、 Y軸モー タ 1 9 Y、 Ζ 軸モ タ 1 9 Ζ が回転し、 モ デル に沿って Υ軸方向へ ヒ。 ッ ク フ ィ 一 ドが行われる。

現在位置監視ユニ ッ ト 1 3 は、 Υ軸モータ 1 9 Υが回 転してハ⁰ ル ス発生器 2 0 Υ力 ら ハ⁰ ル ス Y f が発生する毎 に移動方向に応 じて

Y a ± 1 → Y a (9) の演算を実行して現在 置 レ ジス タ 1 3 Yの内容を更新 する と共に、 （8)式に よ ]9 現在位置 レ ゾ ス タ 1 3 Z の内容 を更新する。

プ ロ セ ッ サ 1 は ヒ。 ッ ク フ ィ 一 ドの速 ¾演算処理と併行 して、 各-铀現在立置 X a 、 Y a 、 Z a を現在位置レ ゾ ス タから読取って作業用 メ モ リ 6 に:洛納する と共に、 Y軸 方向現在位 ¾ Y a が領 ¾データ " L 3 4 " に よ ]) 特定さ れる Y軸方向のな ら い領域の境界位 # Y 1 (苐 2 図参照 ） に等し く ¾つたカゝど うか及ぴ Y軸の栘動量 ^) Yが ¾らい 加工データ " P 3 4 " に よ ]? 特定される ビッ ク フ ィ 一 ド 量 P と一 ¾ した力 ど う力 をチェ ッ クする。 Y a ^^ Y i に 等し く ¾ る こ と な く ヒ。 ック フ ィ 一 ドが終了すれば （ ζί Υ = Ρ と なれば ） 、 プ ロ セ ッ サ 1 は（2)式に よ 作業用メ モ リ δ に記'!意されている シー ケシ ス番号 s を 3 と する と共 に、 ピッ ク フ ィ ー ド終了時の機械現在位蘆 （ X a 、 Y a 、 Z a ) を第 3 シ ー ケ ン ス の始点座標値 X s 、 Y s , Z s とする。

しかる後 らい加工条件データを参照して往路な.らい

OMPI と 同様 ,に復路 ら い処理を実行する。 そ し て、 復路 な ら いが進んで X軸の機械現在位置 X a が領域デ ー タ "L 34 " に よ 特定さ れる第 2 境界線 X L ₂ の X軸座標値 X ₂ ( 第 2 図（Α)参照 ) に等 し く なればプ ロ セ ッ サ 1 は V x 、 V z を共に零に し、 且つ シ ー ケ ン ス番号 s を 4 に し 、 更 に機械現在位置 （ X a 、 Y a Z a ) を第 4 シ ー ケ ン ス の始点座.票値 X s 、 Y s 、 Z s と し て記憶 し、 前述 と 同 様に ピ ッ ク フ ィ ー ド処理を行な う 。 以後、 同^ ¾処理を 繰返え し 、 Y 軸現在位蘆 Y a が に等 し く な れば表面 往復 ら いが終了 し 、 プ ロ セ ッ サ 1 は加工プ ロ グ ラ ム メ モ リ 3 から 次の多工程 な ら いのためのデー タ を読み出 し てな ら い処理を行 い、 最終的に " M 0 2 " が読み出 さ れた と き 多工程 る ら い処理が終了する 。 尚、 表面往復 ¾ ら いの場合 シ ー ケ ン ス番号は シ ー ケ ン ス が終了する ご と に 1 → 2 → 3 → 4 → 1 → 2 … の ί直をサ イ ク リ ッ ク に と ] 、 1 は往路な ら い中であ る こ と を 、 2 は往路 ¾ ら い後の ピ ッ ク フ ィ ー ド中であ る こ と を、 3 は復路な ら い 中 であ る こ と を 、 4 は復路 な ら い後の ビ ッ ク フ ィ ー ド中であ る こ と を示す。

さ て、 上記 な ら 加工中において、 た と えば Ρ 点 （ 苐 2 図（Α) ) で工具が破損 した と すれば、 こ の工具破損はェ 具破損検出器 1 2 に よ 検出 さ れ る。 尚、 工具が破損す る と 工具を回転させる主軸モ ー タ の電機子電流が増加す る から該電機子電流を監視する こ と に よ 工具破損を判 別で き る。 工具破損信号 T B S が発生する と 、 プ ロ-セ ッ サ ί に _t割込みがか ]) 、 プ ロ セ ッ サ 1 は直ちに V x = 0 V y = 0 、 V z = 0 と してる らい運耘を停止する と共に 作業メ モ リ S に記億されている全データを保存メ モ リ 7 に退避させる。 これに よ ]) 、 作業用メ モ リ S は以後工具 交換処理のために用い られる。

し力 る後、 プ ロ セ ッ サ 1 はデー タ 出力ュニ ッ 卜 2 1 を 介してゲー ト 開信号 G C S を出力し、 ゲー ト 1 S X、

1 δ Υ、 T S Z をすベて開き 、 つ い で サ プ プ ロ グ ラ ム メ モ リ 5 力 ら 工具交換用 のサ ブ プ ロ グ ラ ムを 1 プ ロ ッ ク づ つ読み出 し工具交換処理を行 う 。 尚、 サ プ プ ロ グ ラ ム はたとえば

0 9 0 0 1 ；

G 2 8 Z Z m ；

M 0 6 □□ ；

G 2 9 ；

G 9 0 1 Z — 0 P 3 1 L 3 1

M 9 9 ；

の よ う に養成されている。 但し、 " 0 9 0 0 1 " はサブ プ ロ グ ラ ム番号、 " G 2 8 Z Z m ； " は-中間点 P m ( ポ ィ ン ト P の真上位置で、 そ 一 L¹ 軸座瘵値は Z m ) を介し て工具を工具交換位置 R (第 2 卤（A)参照 ) へ自動復帰さ せる命合、 " M 0 6 TDD " は 自動工具交換命令、 " G 2 9 " は中間点 P mを介してボ イ ン 卜 Q ( 動作シ 一 ケ ン ス の開始点 C ₂ の真上位置 ） へ工具を復帰させる命令、 " G 9 0 1 Z - 0 P 3 1 L 3 1 ; " はアプ ロ ーチ指佘、

ΟΜΡΣ ^α M 9₁9 " は サ ププ ロ グ ラ ム エ ン ド命令である。

プ ロ セ ッ サ 1 は " G 2 8 Z Z m ; " に よ 機械現在位置 P から中間点 P m迄の各軸ィ ン ク リ メ ン タ ル値 X i ( = 0 ) 、 Y i ( = 0 ) 、 Z i ( = Z m — Z a ) を求め、 つ いで各軸ィ ソ ク リ メ ン タ ル値と 送 速度 F と を用いて各 軸方向の速, 成分 F x 、 F y を次式

F x =X i · F / i ² + Y + Z i (11)

F y =Y i · F/ A X i ² -j- Y i ² + Z (12)

F z = Z i - F / / Χ i ² -f Y i ²+ Z ί ² (13) よ 求める。 し力 る後プ ロ セ ッ サ 1 .は予め定められてい る時間 T 秒 （ = 8 m sec ) の^に各軸方向に移動すベ き移動量 J X 、 Υ、 を次式

X = F X - Τ (14)

Δ Y = F y · Δ (15) Δ Ζ = F ζ - Δ Τ (16) よ ]? 求め、 これら J X 、 ^ γ , l Ζ を時間 ^ Τ毎にハ。 ル ス分配器 1 0 に出力する。 ハ。 ル ス分配器 1 0 は入力デ一 タ （ d X ヽ Δ Y _N Z ) に基づいて同時 3 軸のハ⁰ ル ス分 配-演算を行って分配ハ。 ル ス X P 、 Y P 、 Z p を発生し、 該分配ハ。 ル スを各軸の誤差レ ジ ス タ 1 4 X、 1 4 Y 、

1 4 Z に印加 し、 その内容を 1 づっ更新する。 尚、 中間 点 P m迄の移動時においては X i = Υ Ϊ = 0 であるため

X 、 Y軸方向の分配ハ⁰ ル ス X p 、 Y p は発生せず z 軸方 向の分配ハ。ル ス Ζ ρ のみが発生する。

この結果、 D A変渙器 1 5 Ζ から アナ ロ グの速度信号

Ο ΡΙ

、 、 WIPO が発生 _tし、 該速度信号は加算回路 1 飞 zを介して Ζ軸の サ ー ポ回路 f 8 Z に印加され、 Z 軸モ ー タ 1 9 Ζ を回転 する。 Z軸モ ー タ 1 9 Z が回転すれぱコ ラ ム C L Μ (第 1 図参照 ） は上昇する。 又、 Z 軸モ ー タ 1 9 Ζ が回転す ればハ。 ル ス発生^ I 2 0 Z力 らハ。 ル ス Z f が発生し、 該ハ。 ル ス Z f が癸生する毎に誤差レ ジ ス タ 1 4 Ζ の内容は零 方向に 1 づっ更新される o

又、 プ ロ セ ッ サ 1 は Δ T秒毎に作業メ モ リ 6 に記億さ れている各軸方向現在位 it X a 、 Y a _λ Z a を次式に よ V}

X a 土 X→ X a (17) Y a 土 ^/ Y→ Y (18)

Z a ± Z → Z a (19) 更新する （符号は栘動方向に依存する ） 。 更に、 プ ロ セ ッ サ 1 は；司様に T秒每に作業甩メ モ リ 6 に記 '慮されて いる残栘動量 X r 、 Y r 、 Z r 〔 X r 、 Y r 、 Z r の初 期值はイ ン ク リ メ ン タ ル 値 X i 、 Γ ί , Z i である ） を 次式に よ '

X r - 4 X → X r

Y r — Y → Y r

Z r — l Z → Z r

更新する。 そ して、 プ セ ッ サ 1 は

X _r = γ _r = Z r = 0

と なれば、 中間点 P mに到達したも のと判断 し 該中 .¾ 点 P mの座標値 （ X m、 Y m、 Z m ) を記憶し 中-間点

OMPI P m迄 ,の通路処理を終了する。 - ついで、 プ 口 セ ッ サ 1 は中間点 P mから工具交換点 R 迄の各軸 ィ ン ク リ メ ン タ ル値を求め、 上記 と 同様の通路 処理を行な って、 工具を工具交換位置 Rへ位置決めする。 尚、 工具交換位置 R の座標値は予め デ ー タ メ モ リ 4 に格 衲さ れてお ] 、 既知であ る 。

工具交換位置 R への工具の位置决めが終了すればプ ロ： セ ッ サ 1 はサ ブ ： 7。 ロ グ ラ ム メ モ リ 5 力 ら 次の .指合 " M 0 6 T□-□ " を読 ¾ 、 該指令に基いて 自 動工具交渙を行 う 。 尚、 自 動工具交換機構及びその制御 シ ー ケ ン ス は、 日 本国 許出願公告公報昭 5 1 - 4 8 8 2 5 号明細書る どにおいて周知であ る ので説明 は し な い。

工具交：奐が終了すれば、 プ ロ セ ッ サ 1 はサ ブプ ロ グ ラ ム メ モ リ 5 力 ら 次の指合 " G 2 9 ； " を読取 ] 、 前述 と 全 く 同一の通路制御に よ ] 工具を 中間点 P m に位置決め る c

つい で、 プ 口 セ ッ サ 1 は作業用 メ モ リ 6 に記億 してあ る 動作 シ ー ケ ン ス の ^始点 C 2 の X糊、 Y 軸座'漂値 X s 、 Y s と 、 中間点 P m の X軸、 Y 軸座標 '直 X m 、 Y m を用 い て各軸の イ ン ク リ メ ン タ ル値 X i 、 Y i を 演算 し、 上 記通铬処理 に よ 工具を C ₂ 点の真上位置 Q へ位置決め する 。 Q 点への位置決め が終了すれば、 プ ロ セ ッ サ 1 は ア プ ロ ー チ命令 をサ ブ プ ロ グ ラ ム メ モ リ 5 力 ら読み出 し、 前述 と全 く I司様の ア プ ロ ー チ処理を行る う 。 そ し て、 ァ プ ロ 一 チ完了に よ ]? サ ブ フ。 ロ グ ラ ム メ モ リ 5 力 ら M 9 9 が読 _tみ岀され ば、 プ ロ セ ッ サ 1 は保存メ モ リ 7 に保 存されたデ ー タを作業用メ モ リ 6 に回復する。

し力、る後、. プ ロ セ ッ サ 1 はデー タ 出力ュ ニ ッ 卜 2 1 を 介してゲー ト 1 6 X 、 1 S Y 、 1 6 Z を閉 じる と共に、 作業メ モ リ S に回復せられた加工：° ロ グラ ム デ ー タ 、 加 ェ条件データ 、 シ ー ケ ン ス香号な どを用いて C ₂ 点よ ]9 復路のな らい加工を再開する。 これに よ ]? 、 C 2 点から P 点迄一部工具破損前とオ ー バラ ッ プして工具が移動し、 P 点よ ]9 新工具に よ る新た ¾ な らい加工が行われる。

尚、 以上は工具破損時における動作シ ー ケ ン ス の開始 点へ新工具を位置決め してるらいを再開した場合である が、 第 2 （B)に示す よ う に新工具を工具破損位置へ位置 決め して らいを再開する こ と も でき る。

又、 以上は本発明を工具が铍損した場合に適用 した例 であ るが、 工具の寿命が尽きた時に も適甩でき る こ とは 勿論である。

産業上の ^用分野

以上、 本発明に よれば ¾ らい · ¾中において工具が破 損 して も工具の 自動交換、 並びに工具の ¾らい再開位置 への位蘆决めができ るから、： ¾ら い加工の加工効率を高 める こ と ができ 、 じかも ¾ らい加工の無人化が可能に ¾ つた。

O PI

Claims

, 請 求 の 範 囲 '

1. モ デル形状に応 じた検出信号を発生する ト レ ーサ へ ッ ド と 、 該 ト レ ーサへ ッ ド ょ ]9 発生 した検出信号を用 いて各軸の指令速度を発生する ら い制御装置を備え、 前記指佘速度に よ ]) 各軸に設け ら れたモ ー タ を駆動 して 卜 レ ー サへ ッ ドを し てモ デ ル を る ら わ - る と共に、 工具 を ヮ ー ク に対 し相対 に移動させて ヮ 一夕 にモ デル形状 通 ] の加工を施す ら い装 ί置における な ら い加工再起動 方法におい て 、 工具異常状態の発生に よ な ら い加工を 中断する ス テ ッ プ、 な ら い加工を再開する再開位置 と ェ 具異 ^ ^態発生時における な ら い選 ¾条件を保存する ス テ ツ プ、 工具を工具交渙位蘆迄 自 動的に復帰させる ス テ ッ プ、 工具交渙後の新た る工具を 前記再 f 位置に 自 動的 に位置決めする ス テ ッ プ、 前記保存 し たな ら い運 ¾条件 に基い て ら い加工を再晃する ス テ ッ プを有する こ と を 特徵 と する な ら い加工再起助方法。 '

2. 工具交換位 Sへ工具を 復 帚 さ せる 命合、 孩工具交 ^ 位 '量で工具交澳を実行 させる命 ^、 新工具を 前記再開 位置へ位 #决めさ せる命令を予め 作成 し て メ モ リ に記 '！意 させてお く ス テ ッ プを有する こ と を ^澂 と する請求の範 m m 1 項記載の ¾ ら い加工再起動方法。

3. 前記再開位置の真上に工具を位置決め した後、 ェ 具を 卜 レ ーサへ ッ ド と 一体に再開 立蘆に向け て移 ¾させ、 卜 レ —サへ ッ ドの変位合成量が所定 レ ベル以上に った と き 再開位置に到 .達 した も の と する こ と を特徴 と する請 咖 求の範^囲第 1 項記载のな らい加工再起: 方法。

4. 工具が折損した状態、 工具が摩耗した状態を工具 異常状態 とする こ と を特徵とする請求の範囲第 1 項記載 のる らい加工再起勤方法。

5. 工具の寿命が尽き た状態を工具異常状態とする こ とを卷徵とする請求の範囲第 4項記裁の ¾ らい加工再起 動方法。

6. 前記 ら い再開位置は工具異常状態発生時におけ る機械位置である こ とを特澂とする請求の範園第 1項記 載の ¾ ら い加工再起動方法。

7. 前記な らい再開位 Kは工具異常状態発生時におけ る動作シ ー ケ ン ス の開始点である こ とを特徵とする請求 の範囲第 1 項記載の ら い加工再起勳方法。

O PI

y, WIPO