WO1988001072A1 - Numerical controller - Google Patents
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- WO1988001072A1 WO1988001072A1 PCT/JP1987/000545 JP8700545W WO8801072A1 WO 1988001072 A1 WO1988001072 A1 WO 1988001072A1 JP 8700545 W JP8700545 W JP 8700545W WO 8801072 A1 WO8801072 A1 WO 8801072A1
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Description
1 明 細 書
数 値 制 御 装 置
技 術 分 野
本発明 は、 C 軸加工を行な う N C 工作機械の数値制御 装置 に関す る 。
背 景 技 術
数値制御装置ほ通常 N C プ ロ グ ラ ム データ に基づいて 数値制御処理を実行 し、 そ の処理結果で旋盤な どの N C 工作機械を制御 し て ワ ーク に指令通 り の加工を施す よ う に な っ て い る 。 と こ ろ で、 最近の数値制御装置で はサ ブ プ ロ グ ラ ム や カ ス タ ム マ ク ロ の機能を備 え 、 種 々 の複雑 な加工制御プロ グ ラ ム や繰 り 返 し の制御プ ロ グ ラ ム を簡 単 に作成で き る よ'う に な っ た。
と こ ろ で C 軸加工 を行 な う 場合 に 、 N C 工作機械 に リ ー ド 加工機 と し て の機能を持た せ た レヽ と レヽ う 、 ユーザ 側の要求 に も 対処す る ため に 、 上述の カ ス タ ム マ ク ロ機 能を利用す る こ と に な る が、 その場合 に加工指令データ を従来の分配周期よ り 高速 に各軸に供給す る 必要が生 じ て き た。 つ ま り リ ー ド 加工機能 と は、 第 7 図 に示す よ う な機械構成を有す る N C 工作機械に お い て 、 ワ ー ク の 回転軸 C と 平行な Z 軸上で、 そ れ と は独立な移動指令に よ り Y 軸方向 に沿 っ て工具 t を高速 に移動 し て、 ワ ーク w に旋削加工を施す加工機能の こ と で あ る 。 こ の リ ー ド 加工機能は、 ワーク w を回転さ せ、 そ の 1 回転の間に回 転角每 に異な る加工量 と な る よ う に工具を移動制御す る
こ と が必要 と さ れる例え ばビデオデ ッ キのへ ッ ド加工等 に お い て必要不可欠な も の で あ る 。 こ の よ う な リ ー ド 加 ェを実現する工作機械 に おいて は、 リ 一 ド加工の外 にェ 具 t の駆動軸 X , Z に よ っ て工具 t に よ る通常の旋削加 ェに も対処する 必要があ る 。 従来の数値制御装置では、 リ 一 ド加工に必要な だけ高速な分配データ の作成ゃ ブ 口 グラ ム編集の作業を簡单に行な う こ と がで き ず、 こ の種 の加工 に 専用 の機械 を 必要 と す る な ど の問題点があ つ た。 '
発 明 の 開 示
本発明は、 こ う し た問題点を解決すべ く なさ れた も の で、 こ う し た機械構成の工作機械を制御す る高速の分配 'デーダを、 必要に応 じ てユーザが容易 に作成する こ と が で き る数値制御装置を提供す る こ と を 目 的 と し ている。 本発明 に よれば、 ワーク の回転軸方向に工具あ る い は ワーク を相対的 に移動 し て、 ワーク に所定形状の加工を 施す加工機能を有す る工作機械を制御する数値制御装置 に お い て、 前記ワーク の回転角度 と工具の相対位置と の 関係を設定す る データ設定手段 と 、 設定さ れ たデータ に 従つ て工具移動量お よ びワ ーク の回転速度を決定する演 算手段 と 、 決定さ れた移動指令データ を前記工作機械に 分配す る駆動制御手段 と を具備し て な る こ と を特徵 と し た数値制御装置が提供で ぎる。
従 つ て本発明の数値制御装置は、 オペ レータ が設定す
る データ に基づい て、 リ ー ド 加工等の特定の加工機能 に 必要な実行形式でのデータ が作成さ れ、 通常の旋削加ェ と 同様のパ ラ メ ータ 設定 に よ り 必要 に応 じ て工作機械を 制御す る高速の分配データ をユーザが容易 に作成 し、 高 速補間を必要 と す る特定の加工機能を実現す る も の で あ る 。
図面の簡単な説明
第 1 図は、 本発明の一実施例を示す ブ ロ ッ ク 図、 第 2 図 ほ 、 リ ー ド 加工 の 一例 を 示 す 変位線 図 、 第 3 図 ( a ) , ( b ) は、 実行形式デー タ の格納領域の構成を示 す説明図、 第 4 図 ( a ) , ( b ) は、 ヘ ッ ダーの構成を 示す説明図、 第 5 図は、 実行形式デー タ の格納領域 と 変 数 と の対応を示す説明図、 第 6 図 ( a ) , ( b ) は、 そ れ ぞれ実行形式データ 作成プ ロ グ ラ ム と 実行プ ロ グ ラ ム の一例を示す説明図、 第 7 図は、 リ ー ド 加工機の機械構 成を示す図であ る 。
発明を実施す る た め の最良の形態
以下、 図面を用い て本発明の一実施例 に つい て詳細に 説明す る 。
第 1 図は、 本発明の数値制御装置の プ ロ グ ラ ミ ン グ機 能処理 を実行す る 演算部 の一例 を示す プ ロ ツ ク 図 で あ る 。 図 に お い て、 1 0 1 は、 演算手段, 例え ば加エブ ロ グ ラ ム作成等の処理を行な う マ イ ク ロ ブ '口 セ ッ サで、 こ の プ ロ セ ッ サ 1 0 1 に は、 後述す る テー プ作成用の カ ス タ ム マ ク ロ や表示デー タ 編集用の制御プ ロ グ ラ ム な ど を記憶
す る R0M102、 作成さ れた加工プ ロ グ ラ ム を記憶す る書換 可能なメ モ リ (RAM) 103、 データ設定手段, 例え ばデータ 入力用の キーボー ド 104 、 こ のキーボー ド 104 か ら入力 されたデータ に基づいて作成さ れる プ ロ グ ラ ム や それ に よ る 加工軌跡を表示す る グ ラ フ ィ ッ ク デ イ ス ブ レ イ 装 データ入力用の キーボー ド 104 、 こ のキーボー ド 104 か ら入力さ れたデータ に基づいて作成ざれる プログラ ムや それに よ る加工軌跡を表示す る グ ラ フ ィ ッ クデ ィ ス ブ レ ィ装置置 105 、 機械加工制御部 と の間でデータ の授受を 司る入出力イ ン タ フ ヱ イ ス 106 が接続さ れる と と も に、 自動プ ロ グ ラ ミ ン グ用 の シス テム パ ラ メ ータ や フ ァ イ ル 類を格納 し、 かつ NCパ ラ メ ータ を格納す る不揮発性メ モ リ 107 を有す る。 上記入出力イ ン タ フ ヱ イ ス 106 と接続 さ れる機械加工制御部ほ、 ワ ーク の回転軸方向に工具あ る い は ワーク を相対的 に移動 し て、 ワーク に所定形状の 加工を施す加工機能を有す る工作機械を制御す る も ので あ る 。
第 2 図 は、 キー ボー ド 1 0 4 に よ り 入力 さ れ た設定 デー タ に基づいて工作機械を駆動制御 し て、 リ ー ド 加工 する ため に必要な実行形式データ の一例を示 し ている 。 こ こ で、 実行形式データ と ほ、 上記 R0M102に記憶さ れた カ ス タ ム マ ク ロ に よ り 作成さ れる 2mse c 周期の分配デー タ の こ と で、 前記第 7 図 に示す C 軸 と Υ軸と を駆動制御 す る た め に、 C 軸 1 回転の間に Υ軸の変位量がキーボ一 ド 1 0 4 か ら入力さ れた と き 、 イ ン タ フ ェイ ス 106 か ら
機械制御部へ出力 さ れ る 。
なお、 2rase c の C 軸への分配量は、 ワ ーク の回転数 に よ り 決定 さ れ る が、 第 2 図の変位線の折れ線の数を 30本 以内 に制限 し て お けば、 理論的 に は C 軸の最高回転数ほ 約 850 r p mが可能 と な る 。
第 3 図 ( a ) , ( b ) は、 実行形式デー タ の格納領域 の構成を示 し て い る 。 こ の実行形式データ領域は、 上記 RAM103な どの テー プ編集メ モ リ の内部 に お い て N C プ ロ グ ラ ム領域 と と も に確保さ れ、 次の 3 種類のデータ に よ り 構成 さ れ る も の で あ る 。
N は、 実行形式データ のサ イ ク ル数を意味 し て お り 、 X , Z 軸を同時制御 し て通常の旋削加工を実行す る サイ ク ル 1 と 、 リ ー ド 加工の た めのサ イ ク ル 2 と を合計 し た 実行形式データ と し て記憶 し て い る数を示す も の で、 各 サ イ ク ル の デー タ を管理、 規定す る ヘ ッ ダー H D R 1 , H D R
2 ···の数 に対応す る 。
ヘ ッ ダ一 H D R は、 6 個の情報か ら構成さ れ る 。 即ち 、 第 4 図 ( a ) , ( b ) に示す よ う に 、 そ の第 1 番地 に は ワーク 1 回転当 り の設定データ数が、 第 2 番地 に はデー タ タ イ ブが、 第 3 番地 に は 1 軸 目 のデータ が、 第 4 番地 に は 2 軸 目 の デー タ が そ れ ぞ れ書込 ま れ て い る 。 設定 デー タ 数 n は、 ワ ー ク の回転数 s に よ つ て n = 30000 / s と 決定さ れ る も ので あ る が、 C 軸の 2mse c 毎の分配量が
36000 の約数 と な る の で、 若干のずれが生 じ る 。 デー タ タ イ プ は、 第 4 図 ( b ) に示す よ う に構成さ れ る 。 つ ま
り 0 ビ ッ ト の と こ ろ に C軸デ一タ タ イ ブを、 1 ビ ッ 卜 の と こ ろ に Y軸データ タ イ プをそ れぞれ指定す る 0 ノ 1 が 書込ま れ、 0 の場合に は分配データ が常に一定であ る こ と を意味 し、 1 の場合 に は分配デー タ が次の実行形式 データ領域内で 2 m s e c 单位に指定さ れる こ と を意味 し て い る 。 1 軸 目 のデータ に よ っ て、 通常は、 一定分配デー タ S C 、 あ る い は可変分配データ の格納領域を示す開始 データ 番号 d P 1 が指定さ れる 。 なお、 リ ー ド加工の場合 に は、 1 軸目 が C軸 と な る ため、 S C が設定さ れる。 同 様に 2 軸 目 のデータ に よ っ て指定さ れる の は、 可変分配 データ の格納開始データ番号 d P 2 であ る。
実行形式データ は、 そ れぞれサイ ク ル 1 用 と サイ ク ル 2 用 と に分けて格納さ れてお り 、 リ ー ド 加工の場合に は ヘ ッ ダー H D R が指定す る データ番号 d P 2 でサイ ク ル 2 用 の領域か ら選択される。 こ の実行形式データ は後述す る 実行形式データ作成プログ ラ ム に よ り 予め格納される も の で、 2 m s e c の分配データ と し て、 第 2 図に示す変位線 に関す る入力データ に基づいて計算さ れる。 通常、 C 軸 の指令単位ほ、 0 . 0 1 d &さ 、 Y軸の指令単位は 0 . 0 1 m mあ る レヽ は 0 .ひ 0 1 i n c h であ る 。
次に上記実行形式データ 領域の ア ク セス方法に つい て 説明す る 。
実行形式データ は、 通常の プ ロ グラ ム に挿入された 力 ス タ ム マク ψ命令に よ り 読み書き で き る も ので、 カ ス タ ムマ ク ロ命令の変数に実際の値を設定 し て間接ア ク セス
が可能であ る。 し たが っ て、 実行形式データ は実行形式 変数 と も称さ れ、 #10000〜#19999ま での 10000 個の番地 に格納さ れ る。 第 5 図に は、 実行形式データ 領域の一例 を示 し て お り 、 変数番号 と の対応 と 、 データ 領域 に お け る分配データ の対応を次の表 1 、 表 2 に よ り 示す。
表 1 ;
項 目 変数番号 と の対応 へ ヅ ダ数 #10000
へ ヅ ダ # 10001〜 # 10001 + ( N - 1 ) * 6 + 5
データ 部 # 10001 + (N_lい 6 + 6〜
分配回数 1 軸 目 c 2 軸 目 Y
1 s t δ c d 1
2 n d δ c d 2
n t h δ c d n 次 に 、 上記実行形式データ を作成す る ための プ ロ ダ ラ ム の一例を、 第 6 図 ( a ) に よ り 説明す る 。
こ の作成プ ロ グ ラ ム Q 10QQ は、 ま ず C 軸、 Y 軸変位線
で示さ れ る 加工形状の登録を 、 デー タ 入力の G コ ー ド G10 に よ り n 回実行する 。 こ れは、 工具オ フ セ ッ ト量登 録機能を使用 し て、 上記デ ィ ス プ レ イ 装置 105 に形状を 呼び出 し な が ら 設定 し て い く こ と が で き る 。 こ こ で 、 >(1〜 >(1 と 21〜 211は、 C 軸の回転角度 と Y 軸の移動量で、 r 1は加工に必要な回転数であ る。 q は回転角度 と変位と を指令す る 方法、 つ ま り ア ブ ソ リ ュ ー ト 指令で あ れ ば 1 、 イ ン ク リ メ ン タ ル指令で あれば 2 を指定する 。 P は ポイ ン ト 番号で、 n ≤ 30と さ れる 。
つ ぎの、 G65 で始 ま る行で は、 実行形式変数の最大値 を コ モ ン 変数 に セ ッ ト し てい る 。 そ し て、 後述する 2 つ のサブブロ グ ラ ム P 9011 , P 9012 を順次呼び出す こ と で、 加工形状よ り サイ ク ル 1 と サイ ク ル 2 の実行形式データ を作成す る こ と ができ る。 こ の と き 、 サイ ク ル 1 の実行 形式データ を作成 し たあ と で、 回転数を rlか ら Γ2に変更 し てい る 。
こ の よ う に作成さ れ、 格納さ れた実行形式データ は、 加工サイ ク ル内で、 第 6 図 ( b ) の よ う な実行プ ロ グ ラ ム に よ っ て呼び出す こ と がで き 、 リ ー ド加工を行な う こ と がで き る 。 GO 7 の準備コ ー ド は、 ワ ン シ ョ ッ ト の リ 一 ド加工呼出命令で、 P で呼び出すべ き サ イ ク ルダイ ブを 指定 し、 n で リ ー ド加工の繰返 し回数を指定す る。 こ の と き 、 実行形式データ が未登録で あれば、 P Sア ラーム と な る 。
以上、 本発明の一実施例を説明 し たが、 本発明は こ れ
に 限定さ れ る も の で な く 、 本発日月の要旨の範囲内で種々 の変形が可能で あ っ て、 こ れ ら を本発明の範囲か ら排除 す る も の で は ない。
産業上の利用可能性
本発明の数値制御装置は、 ワ ー ク の 1 回転の間の工具 の相対位置の変化 に関す る データ を入力 し て、 工具移動 量や ワ ーク の回転速度を決定 し、 必要 に応 じ て指令さ れ た リ 一 ド 加工の実行命令に基づい て高速の分配データ と し て機械の移動指令データ を出力 し、 工作機械を数値制 御す る う え での利用可能性を も つ。
0 一 実行形式データ 作成プ ロ グラ ム例
(1 ) 09011
%
: 9011
N400G65H02P#100a#100Rl
30
G65H03P#104Q#100R2000 # 104データ 数
G65H05P#105Q 30000 R# 2201—— #105 1回転当 た り の G65H03P#105Q#105R1 分配回数 (2msec)
N 600 G65H02P#105Q#105R1丁分害 IJ回数が 360 ° の約数
G65H23P#121Q36000R#105 に な る よ う # 105を G65H82P- 600 Q#121R0 補正す る
G65H05P#106Q 36000 R#105― #106に 1 分配当 り の回転 G65H01P#107 度単位) を求め る G65H02P#121 行形式データ 先頭 G65H03P#121 式データ の終 り を G δ 5 H 86 P 700 Q
出来る か チ ェ ッ ク G65H99P-403n # 500は メ イ ン プ ロ グ ラ ム で G65H80P 900 "^実行データ 数オーバ, 値を セ ッ 卜 す る
N 700 G65H01P#109(U 0000, P S 97
G65H01P#9109Q0 サ イ ク ル数を 0 に ク リ ァ G65H01P#108Q1, (#10000-0) 98P 9111 - サ イ ク ル 1のヘ ッ ダ部を作成す る G 65 H 01 P # 110 Q 0
G65H01P#111Q0 Y-C線図よ り 2msec毎の分配 G65H01P#112Q0 データ を計算 し、 データ 領
G65H01P#100Q2001 域へセ ッ 卜 す る N98P 9110
G65H01P#100Q10000 ~ ι サ イ ク レ数カ ウ ン ト を 1に
G 65 Η 01 Ρ # 9100 Q 1 セ ッ 卜 す る Μ 900Μ39
2 一
(2) 09012
: 9012
G65HO5f>#105Q3OO00R# 2201— #105 1回転当 た り の分割 G65H03P#105Q#105R1 数を求め る
N100G65H02P#105Q#105R1 ト分割数が 360 ° の約数 と G65H23P#121Q36000R#105 な る よ う 補正する
G65H82P-100Q121R0
G&5H05P#106d3&000R#105— # 106に 1分配当た り の回 G 65 H 01 P # 100 Q 10001 転角度を求め る G 65 H 01 P # 107 Q 10004 一サ イ ク ル 2 の実行形式 G65H02P#107Q#9107R#9100 データ格納開始番地 G65H02P#121Q#107R#105~|~実行形式データの終わ り G65K03P#121Q#121R1 ' を求め格納で き る か &65H86P200Q#121R#500 」 チ ェ ッ ク
G85H99P-403 - 実行形式データ ♦ オーバフ ロー G 85 H c " P 900 - PS 97
ク ル 2 のヘ ッ ダを作 る
G65H01P#100ai0000 サ イ ク ル数を 2 に す る
G65H01P#9100ft2 」
N900M99
3 一
(3) 09110
: 9100
N200 G 65 H02 P# 110Q# 110 R# 106 ■# 110 C軸分配量の積 算値
N300 G65 H86 P 400Q# 110 R#91006 一 変曲点以下で あれ ば N 400の処理へ
G 65 H02 P#100Q# 100R 1Tソ一ス ♦ データ イ ン デ ッ ク ス G 65 H80 P 300 」 を加算 N400 G65 H02 P# 102 Q# 100 R100 C 軸 ソ ー ス デ ー タ ィ ン を求め る γ , c の値 場合は、 o と す る
N 500 G 65 H03 P# 121 Q#9102 R# 118— # 121 1つの折れ線の
Y 軸の変位量
G 65 H03 P# 122 Q#9100 R# 117— # 122 1つの折れ線の C 軸 の変位量
G 65 H03 P# 123 Q# U 0 R# 117 — # 123 現在の C 軸の変位 愈 (Absolute)
G 65 H 26 P# 121 Q# 123 R# 122—— # 122 Y軸の変位 (Absolute; G 65 H02 P# 114 Q# 121 R# 118 を求め る
G65 H03 P#9107 Q# 114R# 1 U— Δ Y を求め実行デ一タ 領
域へ格納する
G65H01P#111Q#114—現在点を 1 つ前の点 (# 111 )へ S ave G65H02P#107(1#107R1 次の格納場所
G65H02P#112Q#112R1 分配回数分繰 り 返す
& 65H82P_200Q#112Q#115
N 900 M 99
5 一
(4) 09111
: 9111
G65H01P#109Q 10000—— #109 実行形式変数の先頭を G65H03P#108Q#108R1 - セ ッ ト G65H04P#108Q#108R6 -サ イ ク ル数 (#108) よ り へ ヅ
G65H02P#109Q#109R#108 ダの先頭位置を求め る G65H02P#109Q#109R1—— #103 = #109+ (#108 - 1 6 +1 G65H01P#9109Q#105 分配データ 数セ ッ 卜 G65H02P#109Q#109R1
G 65 H 01 P # 9109 Q 2 フ ラ グ 2 を セ ッ ト G65H02P#109Q#109R1
G65H01P#9109Q#106 - C 軸分配量 ( 固定) を セ ッ ト G65H02P#103Q#1-09R1
M99
%
Claims
( 1 ) ワーク の回転軸方向 に工具あ る い は ワーク を相 対的 に移動 し て、 ワーク に所定形状の c 軸加工を施す加 ェ機能を有する工作機械を制御す る数値制御装置は、 次 を舍む :
前記ワーク の回転角度 と工具の相対位置 と の関係を設 定す る データ設定手段 ;
設定さ れたデータ に従っ て工具移動量およ びワーク の 回転速度を決定す る演算手段 ;
決定さ れた移動指令データ を前記工作機械 に分配す る 駆動制御手段。 -
( 2 ), 前記データ 設定手段か ら入力さ れたデータ に基 づい て作成さ れる プ ロ グ ラ ム及びそれ に よ る加工軌跡を 表示す る グ ラ フ ィ ッ ク デ イ ス ブ レ イ装置を有す る こ と を 特徴 と す る請求の範囲第 ( 1 ) 項記載の数値制御装置。
( 3 ) 前記演算手段は、 設定さ れたワ ーク の回転角度 と工具の相対位置と の関係をパ ラ メ ータ と し てカ ス タ ム マ ク ロ プ ロ グ ラ ム を呼び出 し、 工具移動量お ょ ぴワーク の回転速度を決定す る実行形式データ を該ブロ グ ラ ム に 従っ て作成 し、 リ ー ド加工機能に必要な移動指令データ を決定す る こ と を特徵 と する請求の範囲第 ( 1 ) 項記載 の数値制御装置。
( 4 ) 前記実行形式デー タ は 、 プ ロ グ ラ ム に 挿入 さ れ る カ ス タ ム マ ク ロ 命令の変数値を設定 し て 間接 ア ク セ ス さ れ る こ と を特徴 と す る 請求の範囲第 ( 3 ) 項記載の数 値制御装置。
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---|---|---|---|
DE3751028T DE3751028T2 (de) | 1986-07-26 | 1987-07-25 | Numerische steuereinheit. |
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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