WO1994009418A1 - Numerically controlled apparatus and numerical control method - Google Patents

Numerically controlled apparatus and numerical control method Download PDF

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WO1994009418A1
WO1994009418A1 PCT/JP1993/001414 JP9301414W WO9409418A1 WO 1994009418 A1 WO1994009418 A1 WO 1994009418A1 JP 9301414 W JP9301414 W JP 9301414W WO 9409418 A1 WO9409418 A1 WO 9409418A1
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signal
pulse
numerical control
shape
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PCT/JP1993/001414
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Masaki Seki
Masako Sudo
Syuji Matsuura
Kouji Yamamuro
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Fanuc Ltd
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    • G05B19/41—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by interpolation, e.g. the computation of intermediate points between programmed end points to define the path to be followed and the rate of travel along that path
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    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/35—Nc in input of data, input till input file format
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    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/50—Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
    • G05B2219/50045—Combined axis jogging, following programmed shape instead of single axis

Definitions

  • the present invention relates to a numerical control device and a numerical control method for controlling a machine tool, and more particularly to a numerical control device and a numerical control method for controlling a machine tool for processing a prototype or the like.
  • the applicant of the present invention has developed a numerical control device capable of performing simple processing of a prototype or the like using a general-purpose machine tool. No. has been filed.
  • the tool is moved to the workpiece by operating the manual pulse generator, jog feed button, etc. until near the cutting start point.
  • the tool is brought into contact with the workpiece without care, a cutter mark will be formed on the workpiece and the machining shape will be degraded. In particular, this was a major problem in the case of finishing. Disclosure of the invention
  • the present invention has been made in view of such a point, and is moved in parallel or perpendicular to a specified shape using a general-purpose machine tool in order to easily perform simple processing of a prototype or the like. It c it is another object of the present invention, and provides a numerical controller and numerical control method capable of, another object of the present invention, by using the machine tool of the generic, easily performing a simple processing such as prototypes For this purpose, C provides a numerical control device that can move the tool to the processing start point along the specified shape.
  • another object of the present invention is to provide a numerical controller that can determine the distance between a designated shape and the current position of a tool in order to easily perform a simple process such as a prototype using a general-purpose machine tool.
  • Another object of the present invention is to provide a numerical control device for a processed shape having a good finished shape when a simple process such as a prototype is easily performed using a general-purpose machine tool. To provide.
  • a figure storage means for storing designated shapes such as diagonal straight lines and circular arcs interactively input based on guidance information, a current position of the tool and the designation. Translation or movement that moves while maintaining the distance to the shape
  • a switching means for outputting a switching signal for instructing one of vertical movements for moving the tool from the current position to the designated shape in the direction indicated by the normal line segment, and a pulse signal for instructing the movement of the tool
  • a numerical controller comprising: a movement command unit; and an interpolation unit that receives the switching signal and the pulse signal and outputs an interpolation pulse.
  • a specified shape such as an oblique line and an arc inputted interactively based on guidance information is stored, and at least two or more control axes are controlled.
  • an interpolation pulse is output according to the axis signal, and the distance between the current position of the tool and the specified shape is determined.
  • a switching signal that instructs either a parallel movement that moves while holding or a vertical movement that moves forward or backward in the direction indicated by the normal line segment from the current position of the tool to the specified shape, and commands the movement of the tool
  • a numerical control method is provided that outputs an interpolation pulse in accordance with the switching signal and the pulse signal.
  • the figure storage means stores the designated shape.
  • the switching means may be a parallel movement that moves while maintaining a distance between the current position of the tool and the specified shape or a vertical movement that moves forward and backward from the current position of the tool to a direction indicated by a normal line segment to the specified shape.
  • a switching signal for instructing whether or not is output.
  • the movement command means outputs a pulse signal for commanding the movement of the tool.
  • the interpolation means receives the switching signal from the switching means and the pulse signal from the movement command means, Output interpolation pulse.
  • a specified shape such as an oblique straight line and an arc inputted interactively from a keyboard or the like is stored according to the guidance information displayed on the display device. Thereafter, when receiving an axis signal for commanding at least one of the two or more control axes and a pulse signal for commanding the movement of the tool, an interpolation pulse is output according to the axis signal.
  • an interpolation pulse is output according to the switching signal and the pulse signal from the movement commanding means.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a hardware of a numerical controller for implementing the present invention.
  • Figure 2 shows an example of a machine operation panel.
  • Figure 3 shows the direction of tool movement
  • Figure 4 shows the direction of tool movement
  • Fig. 5 is an explanatory diagram when the operator actually performs machining
  • Fig. 6 is a block diagram showing the functions of the numerical control device of the first embodiment
  • Fig. 7 is a diagram showing the processing procedure of the first embodiment.
  • Figure 8 shows the direction of tool movement
  • FIG. 9 is a block diagram showing functions of the numerical control device of the second embodiment
  • FIG. 10 is a diagram showing a processing procedure of the second embodiment
  • Figure 11 is a diagram showing the distance between the tool and the specified shape
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of a display screen for displaying the normal direction distance
  • FIG. 13 is a block diagram showing functions of the numerical controller of the third embodiment
  • FIG. 14 is a diagram showing a processing procedure of the present invention.
  • Fig. 15 shows the processing guidance screen for performing finishing processing.
  • Figure 16 shows the tool movement process in the finishing mode of corner machining.
  • FIG. 17 is a block diagram showing the functions of the numerical controller according to the fourth embodiment. ⁇ Best Mode for Carrying Out the Invention
  • FIG. 1 is a block diagram showing a hardware configuration of a numerical controller for implementing the present invention.
  • the processor 11 controls the entire numerical controller according to the system program stored in R0M12.
  • EPROM or EEPROM is used for the ROM 12.
  • the RAMI 3 uses an SRAM or the like and stores temporary data such as input / output signals.
  • a CM ⁇ S backed up by a battery (not shown) is used for the nonvolatile memory 14.
  • the nonvolatile memory 14 stores various data such as parameters to be held even after the power is turned off, a processing program, and the like.
  • the graphic control circuit 15 converts the guidance information and the input designated shape into a signal that can be displayed, and gives the signal to the display device 16.
  • the display device 16 uses a CRT or a liquid crystal display device.
  • the axis control circuit 18 receives the axis movement command including the interpolation pulse CP from the processor 11 and outputs the axis movement command to the servo amplifier 19 (for three axes).
  • the servo amplifier 19 receives the movement command and drives a servo motor (not shown) of the machine tool 20.
  • the machine tool 20 includes, in addition to the servo motor, a machine operation panel 40 operated to issue a movement command.
  • the machine operation panel 40 includes a manual pulse generator 41 and the like. The details will be described later. These components are connected to each other by a bus 30.
  • PMC (programmable-machine 'controller) 22 receives the ⁇ function signal (tool selection command) via the bus 30 when executing the processing ⁇ -gram. Then, this signal is processed by a sequence program, a signal is output as an operation command, and the machine tool 20 is controlled. Further, it receives a status signal from the machine tool 20, performs a sequence process, and transfers a necessary input signal to the processor 11 via the bus 30.
  • the bus 30 is further connected to a software key 23 whose function changes according to a system program or the like.
  • This software window 23 is provided on the CRTZMDI panel 25 together with the display device 16 and the keyboard 17.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a machine operation panel 40 provided in the machine tool 20.
  • the machine operation panel 40 shown in the figure includes a manual pulse generator 41, a selection switch 41b, a jog feed button 42, and a setting switch.
  • a switch 42a and a changeover switch 43 are provided.
  • the manual pulse generator 41 When the handle 41a is rotated left or right, the manual pulse generator 41 generates a pulse signal according to the rotation.
  • This pulse signal is a two-phase pulse for determining the direction of rotation, and is sent to the processor 11 via the bus 30 to move the tool.
  • the selection switch 41b is used to determine whether the pulse signal generated by the manual pulse generator 41 is in the X-axis direction (X), Y-axis direction (Y), Z-axis direction (Z), or in the direction (G ) Is a switch for selecting the direction of the pulse signal.
  • the jog feed button 42 has the following buttons in the brass and minus directions for the X, Y and Z axes: “+ X”, “ ⁇ X”, “ten Y”, “one square”, “ten square”, A total of eight buttons are provided: “one", plus and minus feed buttons "+ GJ” and "one GJ” corresponding to the designated shape.
  • the setting switch 42a sets the number of pulses within a certain period of time that is generated when the operator presses the jog feed button 42. More specifically, the setting switch 42a inputs a pulse obtained by dividing a pulse from a crystal oscillator (not shown) and outputs a pulse at a dividing ratio according to the scale set by the operator. I do. That is, the jog feed speed is set.
  • the switching switch 43 is a parallel movement (H) that moves while maintaining a distance between the current position of the tool and the specified shape, or a direction indicated by a normal line segment from the current position of the tool to the specified shape. Switches the vertical movement (V) that moves back and forth, and outputs a switching signal HZV according to the side that has switched.
  • H parallel movement
  • V vertical movement
  • the operator must use the manual pulse generator 41 When moving, first, the selection switch 41b and the switching switch 43 are set so as to be in the desired movement direction, and then the handle 4la is rotated.
  • the feed speed is set by the setting switch 42a, and then the jog feed button 42 in the desired moving direction is pressed.
  • FIG. 3 is a diagram showing the moving direction of the tool, in which a straight line is defined as the designated shape.
  • a straight line 110 is defined as a designated shape on the XY coordinate axis plane.
  • the straight line 110 is a figure (designated shape) read and stored by the figure storage means 1 (FIG. 6) described later.
  • the center of the tool 111 is at the position P1
  • the center of the tool 113 is at the position P3.
  • the switching switch 43 when the switching switch 43 is set to the “V (vertical movement)” side and the handle 41a is rotated to the left, the tool modulates the straight line 110 according to the rotation angle. Move to line direction 1 1 3 a. Conversely, when the handle 41a is tilled to the right, the tool moves in the normal direction 113b with respect to the straight line 110 according to the till angle.
  • the direction of tool movement associated with the right-hand or left-hand rotation of handle 41a can be specified in either direction by the operator inputting according to parameters or guidance information. You. For example, in the vertical movement of the tool, when the handle 41a is rotated to the right, whether to move in the direction 113b or 113b is determined according to the parameters or guidance information. Can be specified. This improves operability.
  • the movement of the tool using the handle 41a may be configured to stop the output of the interpolation pulse from the interpolation means 2 (FIG. 6) described later at a predetermined coordinate value.
  • a predetermined coordinate value is set to “0” of the X coordinate, even if the handle 41 a is rotated to the left, it will stop at the position P 2 where the tool 1 12 is located, and Direction 1 1 1 Do not move to a.
  • the position P 2 where the tool 1 12 is located is a position where the X coordinate is not “0” but corrected by the tool diameter (radius) in the X axis plus direction.
  • the predetermined coordinate value is set to “0” of the Y coordinate, even if the handle 41 a is rotated to the right, it stops at the position P 4 where the tool 114 is located and further Do not move to 1 1 3 b. Also, the position P 4 where the tool 114 is located is a position where the Y coordinate is not “0” but is corrected in the Y axis plus direction by the tool diameter (radius).
  • FIG. 4 is a diagram showing the moving direction of the tool.
  • An arc 120 is defined as a designated shape on the XY coordinate axis plane.
  • the circular arc 120 is a figure (specified shape) read and stored by a figure storage means 1 (FIG. 6) described later.
  • Tool 1 2 1 has its center at position P5, and tool 1 2 2 has its center at position P6.
  • the switching switch 43 when the switching switch 43 is set to the “V (vertical movement)” side and the handle 41a is rotated to the left, the tool moves to the arc 120 according to the rotation angle. Move in the normal direction to direction 1 2 2 a. Conversely, when the knob 41a is rotated to the right, the tool moves in the direction 122b in the direction normal to the arc 120 according to the angle of rotation.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram when the operator actually performs the processing.
  • a straight line 130 is defined as a designated shape for processing the lower right part of the work 200.
  • the straight line 130 is a figure (designated shape) read and stored by the figure storage means 1 (FIG. 6) described later.
  • the center of the tool 13 1 is initially at the position P 7.
  • the operator sets the selection switch 41b in FIG. 2 to the "Y" side, rotates the handle 41a to the right, and performs an approach operation.
  • the tool 1 3 1 moves in the direction 1 32.
  • the operator sets the selection switch 41b to the "G” side, rotates the knob 41a to the right, moves the tool 1331 in the direction 1333, and Perform processing.
  • the operator sets the selection switch 41b to the "Y” side, turns the handle 41a to the right side for the next machining, and moves the tool 13 1 in the direction 13 Move to 4.
  • the operator sets the selection switch 41b to the "G” side, rotates the handle 41a to the left, moves the tool 1311 in the direction 1335, and Perform processing.
  • the operator sets the selection switch 41b to the "X” side, rotates the handle 41a to the left for the next machining, and moves the tool 1311 in the direction 1336. Let it.
  • the tool 13 1 is finally moved to the position P 8, and the lower right of the work 200 is machined. Therefore, by repeatedly performing the cutting operation (movement parallel to the machining axis) and the cutting operation (parallel movement with respect to the specified shape), it is possible to machine a prototype or the like in a more complicated procedure.
  • the processing procedure when the operator operates the manual pulse generator 41 to move the tool will be described.
  • FIG. 6 is a block diagram showing functions of the numerical control device of the first embodiment.
  • the graphic storage means 1 displays the guidance information on the display device 16 via the graphic control circuit 15.
  • the figure storage means 1 stores a designated shape such as a slant straight line and a circular arc which are input interactively by the operator operating the keyboard 17.
  • the stored specified shape is displayed on the display device 16 via the graphic control circuit 15 as necessary.
  • the interpolation means 2 Upon detecting the pulse signal HP from the movement command means such as the manual pulse generator 41, the interpolation means 2 reads the switching signal HZV for commanding either the parallel movement or the vertical movement. Then, the interpolation means 2 outputs an interpolation pulse CP in accordance with the designated shape and the switching signal HZV stored in the figure storage means 1 and sends it to the axis control circuit 18.
  • the axis control circuit 18 actually has three axes.
  • the axis control circuit 18 receives the interpolation pulse CP output from the interpolation means 2, generates a speed command for each axis, and sends it to the servo amplifier 19.
  • the servo amplifier 19 drives the servomotor attached to the machine tool 20 to control the machine tool 20.
  • the graphic storage means 1 and the interpolation means 2 in FIG. 6 are functions of software executed by the processor 11 by the R0M12 system program.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the processing procedure of the first embodiment. This flowchart shows the processing procedure performed by the figure storage means 1 and the interpolation means 2 shown in FIG. Step S1 is executed by the figure storage means 1, and the other steps are executed by the interpolation means 2.
  • Figure smell The number following s indicates the step number.
  • Operate board 17 to memorize interactively input specified shapes such as diagonal straight lines and arcs.
  • a switching signal HZV from a switch or the like provided at 0 is input. [S4] It is determined whether or not the switching signal HZV input in step S3 is a parallel movement (H). If it is a parallel movement (Y E S), go to step S5; if it is a vertical movement (NO), go to step S6.
  • [S5] Perform interpolation processing for translation (H). Specifically, a position parallel to the designated shape input in step S1 is interpolated according to the pulse number and the rotation direction of the manual pulse input in step S2, and output as an interpolation pulse CP.
  • [S6] Perform vertical movement (V) interpolation. Specifically, according to the number of pulses of the manual pulse input in step S2 and the rotation direction, the position in the normal direction is interpolated with respect to the specified shape input in step S1, and the interpolation pulse Output as CP.
  • step S7 It is determined whether or not the movement processing has been completed. Specifically, it is determined whether or not a manual pulse has been input in step S2. If a manual pulse is input, the movement is not completed (NO), and the process returns to step S2. If no manual pulse is input, the movement is completed (Y E S), and the processing procedure ends.
  • the interpolation means 2 receives the pulse signal from one movement command means and the switching signal from the switching means and outputs the interpolation pulse CP.
  • a first movement command means for outputting a movement signal and a second movement command means for outputting a vertical movement signal for instructing a vertical movement are provided. It may be configured to receive and combine and output the interpolation pulse CP. In this way, when the cutting operation and the cutting operation are repeated for the specified shape as shown in FIG. 5, it is not necessary to switch the switching signal by the switching means for each operation. Since the means and the second movement command means can be operated simultaneously with both hands, machining efficiency is improved.
  • processing guidance function has been described in the above description, it can be easily understood that other processing guidance functions can be similarly realized.
  • Such a guidance function can be used in ordinary numerical control devices. It can be incorporated, or it can be configured as a specially inexpensive numerical controller.
  • the interpolation means receives the switching signal from the switching means and the pulse signal from the movement command means and outputs an interpolation pulse corresponding to the specified shape.
  • the axis signal and the pulse signal from the movement command means stores the specified shapes such as diagonal straight lines and circular arcs input by the operator, and when receiving the axis signal and the pulse signal from the movement command means, outputs an interpolation pulse corresponding to the axis signal, When a pulse signal is received from the command means, an interpolation pulse that moves parallel or vertically to the specified shape is output, so that a prototype can be processed in a more complicated procedure.
  • FIG. 8 is a diagram showing the moving direction of the tool, showing a case where a straight line 100a is defined as the designated shape.
  • a straight line 100a is a figure (designated shape) inputted and stored by a figure storage means 1a (FIG. 9) described later.
  • the center of tool 101 is at position P11, and the center of tool 102 is at position P21.
  • the tool 101 moves from the position P11 in the direction 101a in parallel to the X axis according to the rotation angle. After that, if the handle 4 1a is continuously rotated to the left, the tool 101 changes its movement direction at the position P12 where it contacts the straight line 100a, and the direction along the straight line 100a is changed to 0. Go to 1 b. Then, finally, the handle 41a is continuously rotated leftward to the position P13, which is the machining start point, and the tool 101 is moved.
  • the tool moves in parallel with the machining axis selected by the selection switch 41b. After the current position of the tool 101, 102 reaches the intersection with the straight line 100a, it moves along the straight line 100a, so the tool moves to the machining start point along the specified shape. Can be easily moved. If the direction of movement along the straight line 100a is different from the intention of the brake, the handle 41a can be moved in the opposite direction by rotating the handle 41a in the opposite direction.
  • the direction of movement was changed by the positions P12 and P22 where the tools 101 and 102 were in contact with the straight line 100a, but the center of the tools 101 and 102 was the straight line 1 It is also possible to change the direction of movement when it reaches 0 0a. 1
  • the moving direction of the tool in accordance with the clockwise or counterclockwise rotation of the handle 41a can be designated in any direction by an operator inputting according to parameters or guidance information. For example, when moving the tool 41 1a to the left in the movement of the tool 101, it is determined whether the tool 101 moves in the direction 101a or in the direction opposite to the direction 101a. It can be specified according to parameters or guidance information. This improves operability.
  • FIG. 9 is a block diagram showing the functions of the numerical control device of the second embodiment.
  • the graphic storage means 1a displays guidance information on the display device 16 via the graphic control circuit 15. Further, the figure storage means 1a stores the specified shape interactively input by the operator operating the keyboard 17.
  • the specified shape includes a unit shape such as a straight line, an oblique straight line, a circle and an arc, a composite shape combining at least two of these unit shapes, or a curved shape such as a spline curve. is there.
  • the stored specified shape is displayed on the display device 16 via the graphic control circuit 15 as necessary.
  • the current position storage means 3a receives the pulse signal HP output from the movement command means and the switching signal SS output from the switching means, and receives the current position of the tool (the processing axis such as the X axis, Y axis and Z axis). Update
  • the intersection determining means 2a determines an intersection between the designated shape stored in the figure storage means 1a and the current position stored in the current position storage means 3a, and outputs a determination signal. Specifically, the pulse signal HP is output as a discrimination signal until the current position reaches the intersection with the specified shape, and after the current position reaches the intersection with the specified shape, the position signal along the specified shape is output. Is output as a determination signal. At this time, after the current position reaches the intersection with the designated shape, a position signal that makes the unit vector of the pulse signal and the unit vector of the position signal the same is output as a discrimination signal.
  • the interpolation means 4a receives the discrimination signal from the intersection discrimination means 2a, outputs an interpolation pulse CP, and sends it to the axis control circuit 18.
  • the axis control circuit 18 actually has three axes.
  • the axis control circuit 18 receives the interpolation pulse CP output from the interpolation means 4a, generates a speed command for each axis, and sends it to the servo amplifier 19.
  • the servo amplifier 19 drives the servomotor attached to the machine tool 20 to control the machine tool 20.
  • the figure storage means 1a, intersection determination means 2a, current position storage means 3a and interpolation means 4a are executed by software.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the processing procedure of the second embodiment.
  • This flowchart shows the processing procedure performed by the figure storage means 1a, intersection determination means 2a, current position storage means 3a and interpolation means 4a shown in FIG.
  • Step S11 is executed by the figure storage means 1a
  • steps S12 and S13 are executed by the current position storage means 3a
  • step S14 is executed by the intersection discriminating means 2a, and so on.
  • This step is executed by the interpolation means 4a.
  • the number following S indicates the step number.
  • the input figure is stored. Specifically, the operator operates the keyboard 17 according to the guidance information displayed on the display device 16 to store the specified shape interactively input.
  • the designated shape includes a unit shape such as a straight line, a diagonal straight line, a circle and an arc, a composite shape obtained by combining at least two of these unit shapes, and a curved shape such as a subline curve.
  • [S13] Input switching signal. Specifically, a switching signal SS from a switch or the like provided on the machine operation panel 40 in FIG. 9 is input, and the current state of the tool is determined in accordance with the switching signal SS and the pulse signal HP input in step S12. Update location and remember.
  • step S14 It is determined by interpolating the tool diameter whether the specified position stored in step S11 and the current position of the tool updated in step S13 have reached the intersection with the specified shape. If the current position of the tool has reached the intersection with the specified shape (YES), the flow proceeds to step SI6, and if not (NO), the flow proceeds to step S15.
  • step SI6 If the current position of the tool has reached the intersection with the specified shape (YES), the flow proceeds to step SI6, and if not (NO), the flow proceeds to step S15.
  • step S15 Perform interpolation processing for machining axis movement. Specifically, it outputs an interpolation pulse CP in accordance with the switching signal SS input in step S13 and in response to the pulse signal HP input in step S12.
  • [S16] Interpolate the specified shape movement. Specifically, according to the number of manual pulses input in step S12 and the rotation direction, the tool position along the specified shape input in step S11 is interpolated, and the interpolation is performed. Output as pulse CP. In this case, the moving direction is determined so that the unit vector in the moving direction of the pulse signal HP is the same as the unit vector in the moving direction along the specified shape.
  • step S17 It is determined whether or not the movement processing has been completed. Specifically, it is determined in step S2 whether a manual pulse has been input. If a manual pulse has been input (Y E S), the process returns to step S 12, and if no manual pulse has been input (N O), the process ends.
  • intersection determining means 2a sets the unit vector in the moving direction of the pulse signal HP output from the movement command means to the same as the unit vector in the moving direction along the specified shape. It was configured to It can be specified in either direction by inputting according to the label or guidance information. By this, The tool can be moved in the direction intended by the operator, improving operability.
  • processing guidance function has been described in the above description, it can be easily understood that other processing guidance functions can be similarly realized.
  • the operator can simultaneously move two or more axes, such as an oblique straight line or an arc, and move the tool to the machining start point. Since it is possible to move the part, it is possible to easily process a part of the prototype.
  • Such a guidance function can be incorporated in a normal numerical controller, or can be configured as a specially inexpensive numerical controller.
  • the figure storage means stores the designated shape
  • the current position storage means receives the pulse signal from the movement command means and the switching signal from the switching means to determine the current position of the tool.
  • the intersection is determined from the specified shape and the current position of the tool to output an identification signal
  • the interpolation means outputs an interpolation pulse according to the identification signal.
  • FIG. 11 is a diagram showing the distance between the tool and the designated shape.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of a display screen for displaying the normal direction distance.
  • a slanted straight line 100b is defined as a designated shape on the XY coordinate axis plane.
  • the diagonal straight line 100 b is a figure (designated shape) input and stored by a figure storage unit lb (FIG. 13) described later.
  • the selection switch 41b in FIG. 2 is set in the direction (G) corresponding to the specified shape, and the switching switch 43 is set to the "V (vertical movement)" side. Then, when the handle 41a is rotated to the left, the tool moves in the direction 110a in the normal direction to the oblique straight line 100b according to the rotation angle.
  • the selection switch 41b is set to the X-axis direction (X) and the handle 41a is rotated to the left, the tool is rotated in the direction parallel to the X-axis according to the rotation angle.
  • the display screen 16b is the screen displayed on the display device 16 in FIG.
  • the display screen 16b is a screen displayed when the tool 110 is located at the point P31 in FIG. 11, and displays the position of the tool and the stored designated shape.
  • the current position of the tool that is, The center position of the tool at point P31 is displayed for each of the X-axis (X), Y-axis (Y) and Z-axis (Z) axes.
  • the distance (D) between the tool and the specified shape and the tool diameter ( ⁇ ) are displayed in the upper right part of the screen.
  • the value of the distance D 1 that is the distance between the point P 31 and the oblique straight line 100 b is displayed in the upper right part of the screen.
  • the definition information of the oblique straight line 100b shown in FIG. 11 includes the start point (X1, Y1), the end point (X2, Y2), and the angle ( A) and the tool diameter ( ⁇ ) are displayed.
  • a diagonal straight line is drawn along with the definition information in a graphic to visually identify the designated shape.
  • the distance between the point P32 and the oblique straight line 100b becomes the distance D2.
  • the distance (D) from the designated shape displayed on the upper right part of the display screen 16b changes, and the distance becomes “1 1.1000”.
  • the distance (D) between the tool and the designated shape is changed and displayed according to the movement of the tool. Therefore, a part of the prototype etc. In order to easily perform simple machining, the distance between the specified shape and the current position of the tool is known.
  • FIG. 13 is a block diagram illustrating functions of the numerical control device according to the third embodiment.
  • the operator operates the keyboard 17 to input a designated shape such as a diagonal straight line and an arc.
  • the designated shape thus interactively input is stored in the figure storage means 1b.
  • the current position storage means 2b detects the pulse signal HP from the movement command means by the operation of the operator, the current position storage means 2b updates and stores the current position of the tool according to the pulse signal HP.
  • the pulse signal HP is input for each axis.
  • a reset signal R ST for each axis is detected from the movement command means, the current position of the tool on that axis is initialized to “0”.
  • the distance calculation means 3b calculates the distance between the designated shape stored in the figure storage means 1b and the current position of the tool stored in the current position storage means 2b. The calculated result is displayed on the display device 16 via the graphic control circuit 15.
  • the figure storage means 1b, the current position storage means 2b and the distance calculation means 3b are executed by software.
  • FIG. 14 is a flowchart showing the processing procedure of the third embodiment.
  • This flowchart shows the processing procedure performed by the figure storage means 1b, the current position storage means 2b and the distance calculation means 3b shown in FIG.
  • Step S21 is executed by the figure storage means 1b, and step S21 is executed.
  • the current position storage means 2b executes S22, and the other steps are executed by the distance calculation means 3b.
  • the number following S indicates the step number.
  • Operate 7 to store the specified shapes such as diagonal straight lines and arcs input by the operator.
  • Pulse is input. That is, the pulse signal HP and the reset signal RST from the movement command means such as the manual pulse generator 41 in FIG. 2 are detected. In addition, the current position of the tool is updated according to the pulse signal HP and the reset signal RST.
  • the calculation method is the same as the conventional method of calculating the distance between a point mathematically obtained and a straight line or an arc, and a description thereof will be omitted.
  • the operator After the operator inputs the specified shape based on the guidance information, the operator operates the machine operation panel 40 to display the specified shape and tool. Since the distance from the current position of the prototype is known, it is possible to easily process a part of the prototype.
  • Such a guidance function can be incorporated in a normal numerical controller, or can be configured as a specially inexpensive numerical controller.
  • the figure storage means stores the designated shape
  • the current position storage means receives the pulse signal from the movement command means, stores the current position of the tool
  • the distance calculation means Since the distance between the current position of the tool and the specified shape is calculated and displayed on the display device, the distance between the specified shape and the current position of the tool is known, making it easy to perform simple processing of a part of a prototype etc. Become.
  • FIG. 15 is a diagram showing a processing guidance screen for performing finishing processing.
  • the processing guidance screen for the finishing processing is displayed on the display screen 16 c of the display device 16.
  • the processing guidance screen for finishing the corner processing is shown.
  • At the upper left of the display screen 16 c there is a current position display column 51 for displaying the current position of the tool, and at the upper right of the screen there is a tool status display column 52 for displaying the current status of the tool, etc.
  • a data input screen 53 for inputting processing data is displayed at the bottom of the screen.
  • an X coordinate column 51a, a Y coordinate column 51b, and a Z coordinate column 51c are provided as the current position of the tool.
  • In the tool status display column 52 the tool and specified shape are displayed.
  • Distance display field 52 a that displays the distance (D) between them
  • tool error display field 52 b that displays the tool diameter ( ⁇ )
  • machining end point display field 52 c that displays the machining end point described later Is provided.
  • a finishing state diagram 53h of the corner machining is displayed on the right side of the data input screen 53.
  • the finished state of the workpiece is the start point of line 1 (X1, Y1), the end point of line L2 (X3, Y3), the straight line and the intersection (X2, Y2) of line 1 and line L2, and It is determined by the value of the corner R.
  • a corner R entry field 53a On the left side of the data entry screen 53, there are a corner R entry field 53a, a straight line 1 start point entry field 5 3b, an intersection point entry field 53c between the straight line L1 and the straight line L2, and a straight line.
  • An end point input column 53d for L2 is provided.
  • a tool diameter ( ⁇ ) input column 53 e In addition to these data, a tool diameter ( ⁇ ) input column 53 e, a message display column 53 f, and a soft key menu column 53 g are provided. By pressing the corresponding function key on the keyboard 17 in the soft key menu column 53g, the menu is selected and the screen content is switched.
  • the data input screen 5 3 Enter the data in each of the data entry fields, and select [Finishing] in the software menu field 53 when the entry into the tool diameter entry field 53 e is completed.
  • the message “Set machining end point” flashes on f.
  • the cursor 54 automatically moves to the machining end point display column 52c in the tool status display column 52.
  • the machining end point is a position where the tool finally escapes and stops when the finish machining of the workpiece is completed.
  • the message “Move to the machining start point and press [Start]” is displayed in the message display field 53 f.
  • the operator operates the manual pulse generator 41 or the jog feed button 42 to move the tool to the machining start point. Then, by selecting [Start], it becomes the finishing mode of corner machining by machining guidance.
  • Figure 16 is a diagram showing the process of moving the tool in the finishing mode of corner machining.
  • the finish processing of the designated shape 61 as shown in the figure is performed.
  • the operator operates the manual pulse generator 41 or the jog feed button 42 to move the tool 62 to the machining start point 63.
  • [Start] is selected at the machining start point 63
  • the tool 62 approaches the cutting start point 66 in an arc shape and reaches.
  • the radius r 1 of the arc shape is the length of the normal line from the machining start point 63 to the tool path 6, and moves in an arc around the point P 41.
  • the tool 62 which has reached the cutting start point 66, moves on the tool path 64 along the designated shape 61 according to the command speed from the manual pulse generator 41 or the jog feed button 42. Then, when the cutting end point 67 is reached, an escape operation is performed in an arc shape until the cutting end point 65, and all the operations are ended.
  • the radius r 2 of the arc shape is the length of the normal line from the machining end point 65 to the tool path 64, and moves in an arc around the point P 42.
  • each of the arc-shaped rails is used. Since the path is taken, the cutting surface is prevented from being marked with force marks, and the finished shape is improved.
  • the inside machining of the corner R is shown.
  • the outside machining may be performed, and the present invention may be applied to other machining modes such as corner C machining, straight machining, and circular machining. it can.
  • the present invention can be similarly applied to a lathe or the like.
  • Such a guidance function can be incorporated in a normal numerical controller, or can be configured as a specially inexpensive numerical controller.
  • the tool approaches the tool path along the specified shape, and when the tool comes to the machining start point specified by the operator, the tool blows in an arc to the cutting start point on the tool path. Since the tool moves along the tool path after the approach, it is possible to prevent the formation of a force cutter mark when the tool approaches the workpiece. Therefore, the finished shape is good.
  • FIG. 17 is a block diagram illustrating functions of the numerical control device according to the fourth embodiment.
  • the figure storage means 1 c displays guidance information on the display device 16 via the graphic control circuit 15. Further, the figure storage means 1 c stores a designated shape such as a straight line or an arc which is interactively input by the operator operating the keyboard 17. The stored specified shape is displayed on the display device 16 via the graphic control circuit 15 as necessary.
  • the interpolation means 2c Upon receiving the pulse signal HP and the movement direction signal GS from the movement command means such as the manual pulse generator 41, the interpolation means 2c moves the tool along the tool path along the specified shape stored in the graphic storage means 1c. Approach In addition, when the tool comes to a preset machining start point, an approach is made in an arc shape to the cutting start point on the tool path, and after approaching, the interpolation pulse CP is used so that the tool moves on the tool path. Send to control circuit 18.
  • the axis control circuit 18 actually has three axes, receives the interpolation pulse CP output from the interpolation means 2c, generates a speed command for each axis, and sends it to the servo amplifier 19.
  • the servo amplifier 19 drives a servo motor mounted on the machine tool 20 to control the machine tool 20.
  • the figure storing means 1c and the interpolating means 2c are executed by software.
  • a numerical control device that performs all of the functions of the above-described embodiments can be configured, or a numerical control device can be configured by selecting some of the functions.

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Description

明 細 書 数値制御装置及び数値制御方法 技 術 分 野
本発明は工作機械を制御する数値制御装置及び数値制御方法 に関し、 特に試作品等を加工するための工作機械を制御するた めの数値制御装置及び数値制御方法に関する。 背 景 技 術
数値制御工作機械の技術的な進展は目覚ましく、 複雑な形状 のワークを高速で、 精度良く加工できる。 また、 現在では複雑 な形状のヮ一クは数値制御工作機械なく しては加工できない。 また、 加工のための加工プロ グラ ムを作成するために、 数値 制御装置に対話形プロ グラ ム作成機能を付加した対話形数値制 御装置や、 複雑な加工プロ グラ ムを簡単に作成するための、 自 動プログラ ミ ング装置等が広く使用されている。
勿論、 これらの数値制御装置を使用するには、 機械座標、 機 械原点、 プロ グラ ム座標、 加工原点等を正確に定義して、 厳密 な加工プログラムを作成する必要がある。 そして、 多数のヮー クを加工する場合はこれらの対話形数値制御装置、 自動プログ ラ ミ ング装置を使用できるが、 試作品あるいは型を作成するた めの一部の加工では、 ワークの着脱、 工具の取り付け及び加工 プログラムの作成等の段取りに要する時間が少ない汎用のフラ イ ス盤、 汎用の旋盤等が使用されている。
ところが、 これらの汎用の工作機械を使用できるオペレータ は、 数が少なくなりつつある。 また、 直線加工等は問題ないが. 斜め直線加工及び円弧加工等になるとこれらの汎用の工作機械 では加工が困難である。
逆に、 一般の数値制御工作機械を使用すると、 機械座標、 機 械原点、 プログラム座標、 加工原点等を正確に定義する必要が あり、 それは不可能ではないが、 1個だけのワークの一部を加 ェするにはあまりにもプログラ ミ ングの手間が大きい。
こう した問題を解決するために、 本出願人は汎用の工作機械 を使用して、 試作品等の簡単な加工を行うことができる数値制 御装置を特願平 4— 2 3 1 8 3 6号として出願している。
しかし、 試作品等の簡単な加工を行う場合、 一般に手動パル ス発生器ゃジョグ送り釦を操作して、 加工過程を順に確認しな がら加工を行う。 このため、 手動パルス発生器やジョグ送り釦 を操作して X軸、 Y軸又は Z軸のうちいずれか 1軸と平行な方 向に対して移動させることはできても、 斜め直線や円弧等のよ うに、 同時に 2軸以上の移動をさせることは困難であった。
また、 斜め直線や円弧等の指定形状に沿う同時 2軸以上の移 動により、 加工開始点へ工具を移動させることは困難であつた。
さらに、 試作品等の簡単な加工を行う場合、 一般に手動パル ス発生器ゃジョグ送り釦を操作して、 加工過程を順に確認しな がら加工を行う際に、 定義した斜め直線や円弧等の指定形状と 工具の現在位置との距離が分からなかった。 このため、 手動パ ルス発生器ゃジョグ送り釦を操作して指定形状まで工具をアブ 口ーチさせるのが困難であった。
また、 このような数値制御装置では、 切削開始点付近までは 手動パルス発生器ゃジョグ送り釦等を操作して工具をワークに 近づけるようにしているが、 工具を無造作にヮークと接触させ るとワークにカ ツタマークが付いてしまい、 加工形状が悪くな るという問題点があった。 特に仕上げ加工の場合には大きな問 題となっていた。 発 明 の 開 示
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、 汎用の 工作機械を使用して、 試作品等の簡単な加工を容易に行うため に、 指定形状に対して平行又は垂直に移動させることができる 数値制御装置及び数値制御方法を、 提供することを目的とする c また、 本発明の他の目的は、 汎用の工作機械を使用して、 試 作品等の簡単な加工を容易に行うために、 指定形状に沿って加 ェ開始点へ工具を移動させることができる数値制御装置を提供 す と C、ある。
さらに、 本発明の他の目的は、 汎用の工作機械を使用して、 試作品等の簡単な加工を容易に行うために、 指定形状と工具の 現在位置との距離が分かる数値制御装置を、 提供することであ また、 本発明の他の目的は、 汎用の工作機械を使用して、 試 作品等の簡単な加工を容易に行つたときに、 仕上り形状の良好 な加工形状数値制御装置を提供することである。
本発明では上記課題を解決するために、
少なく とも 2軸以上の工作機械を制御する数値制御装置にお いて、 ガイダンス情報により対話的に入力された斜め直線及び 円弧等の指定形状を記憶する図形記憶手段と、 工具の現在位置 と前記指定形状との距離を保持しつつ移動する平行移動又はェ 具の現在位置から前記指定形状への法線線分で示される方向の 前後へ移動する垂直移動のいずれかを指令する切換信号を出力 する切換手段と、 工具の移動を指令するパルス信号を出力する 移動指令手段と、 前記切換信号と前記パルス信号とを受けて補 間パルスを出力する補間手段と、 を有することを特徴とする数 値制御装置が提供される。
また、 少なく とも 2軸以上の工作機械を制御する数値制御方 法において、 ガイダンス情報により対話的に入力された斜め直 線及び円弧等の指定形状を記憶し、 少なく とも 2軸以上の制御 軸のいずれかを指令する軸信号と、 工具の移動を指令するパル ス信号とを受けた場合は、 前記軸信号に応じて補間パルスを出 力し、 工具の現在位置と前記指定形状との距離を保持しつつ移 動する平行移動又は工具の現在位置から上記指定形状への法線 線分で示される方向の前後へ移動する垂直移動のいずれかを指 令する切換信号と、 工具の移動を指令するパルス信号とを受け た場合は、 前記切換信号及び前記パルス信号に応じて補間パル スを出力することを特徴とする数値制御方法が提供される。 数値制御装置において、 表示装置に表示されたガイダンス情 報に従って斜め直線及び円弧等の指定形状をキーボード等から 対話的に入力されると、 図形記憶手段はこの指定形状を記憶す る。 切換手段は、 工具の現在位置と指定形状との距離を保持し つつ移動する平行移動又は工具の現在位置から上記指定形状へ の法線線分で示される方向の前後へ移動する垂直移動のいずれ かを指令する切換信号を出力する。 また、 移動指令手段は工具 の移動を指令するパルス信号を出力する。 補間手段は切換手段 からの切換信号と移動指令手段からのパルス信号とを受けて、 補間パルスを出力する。
数値制御方法において、 表示装置に表示されたガイダンス情 報に従って、 対話的にキーボード等から入力された斜め直線及 び円弧等の指定形状を記憶する。 その後、 少なく とも 2軸以上 の制御軸のいずれかを指令する軸信号と、 工具の移動を指令す るパルス信号を受けた場合は、 軸信号に応じて補間パルスを出 力する。 一方、 工具の現在位置と指定形状との距離を保持しつ つ移動する平行移動又は工具の現在位置から指定形状への法線 線分で示される方向の前後へ移動する垂直移動のいずれかを指 令する切換信号と、 工具の移動を指令するパルス信号とを受け た場合は、 移動指令手段からの切換信号及びパルス信号に応じ て補間パルスを出力する。
これによつて、 試作品等の一部の簡単な加工を容易に行うた めに、 指定形状に対して平行又は垂直に移動させることが可能 になる。 図 面 の 簡 単 な 説 明 図 1 は本発明を実施するための数値制御装置のハ ードウユア の構成を示すブロック図、
図 2は機械操作盤の一例を示す図、
図 3は工具の移動方向を示す図、
図 4は工具の移動方向を示す図、
図 5は実際にオペ レータが加工を行う場合の説明図、 図 6は第 1実施例の数値制御装置の機能を示すブ πック図、 図 7は第 1実施例の処理手順を示す図、 図 8は工具の移動方向を示す図、
図 9は第 2実施例の数値制御装置の機能を示すブ n ック図、 図 1 0は第 2実施例の処理手順を示す図、
図 1 1 は工具と指定形状との間の距離を示す図、
図 1 2は法線方向距離を表示する表示画面の一例を示す図、 図 1 3は第 3実施例の数値制御装置の機能を示すプロック図、 図 1 4は本発明の処理手順を示す図、
図 1 5 は仕上げ加工を行うための加工ガイダンス画面を示す 図、
図 1 6はコ一ナ加工の仕上げモードによる工具の移動過程を 示す図、
図 1 7は第 4実施例の数値制御装置の機能を示すブ口ック図 ある ο 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
図 1 は本発明を実施するための数値制御装置のハ ードウ ア の構成を示すプロック図である。
プロセッサ 1 1 は R 0 M 1 2に格納されたシステムプ πグラ ムに従って数値制御装置全体を制御する。 この R O M 1 2には E P R O Mあるいは E E P R O Mが使用される。 R A M I 3 に は S R A M等が使用され、 入出力信号等の一時的なデータが格 納される。 不揮発性メ モ リ 1 4には図示されていないバッテ リ によってバックアップされた C M〇 Sが使用される。 また、 不 揮発性メモ リ 1 4には電源切断後も保持すべきパラメ ータ、 加 エブログラム等の各種データ等が格納される。 グラフイ ツク制御回路 1 5はガイダンス情報や入力された指 定形状等を表示用可能な信号に変換し、 表示装置 1 6に与える , 表示装置 1 6には C R Tあるいは液晶表示装置が使用される。 軸制御回路 1 8 ( 3軸分） はプロセッサ 1 1からの補間パルス C Pを含む軸の移動指令を受けて、 軸の移動指令をサーボアン プ 1 9 ( 3軸分） に出力制御する。 サーボアンプ 1 9 はこの移 動指令を受けて、 工作機械 2 0の図示されていないサ―ボモー タを駆動する。 なお、 工作機械 2 0はこのサーボモータの他に, 移動指令を行うために操作する機械操作盤 4 0を備えている。 機械操作盤 4 0には手動パルス発生器 4 1等が含まれる。 その 詳細は後还する。 これらの構成要素はバス 3 0によって互いに 結合されている。
P M C (プログラマブル - マシン ' コ ントローラ） 2 2は加 エブ αグラムの実行時に、 バス 3 0経由で Τ機能信号 （工具選 択指令） 等を受け取る。 そして、 この信号をシーケンス · プロ グラ ムで処理して、 動作指令として信号を出力し、 工作機械 2 0を制御する。 また、 工作機械 2 0から状態信号を受けて、 シ 一ケ ンス処理を行い、 バス 3 0を経由してプロセ ッ サ 1 1 に必 要な入力信号を転送する。
なお、 バス 3 0には更に、 システムプログラム等によって機 能が変化するソフ トウヱアキ一 2 3が接続されている。 このソ フ トウヱアキ一 2 3は、 上記表示装置 1 6、 キーボード 1 7 と ともに、 C R T Z M D Iパネル 2 5に設けられる。
図 2は、 工作機械 2 0に備えられた機械操作盤 4 0 の一例を 示す図である。 図に示す機械操作盤 4 0には、 手動パルス発生 器 4 1、 選択スィ ツチ 4 1 b、 ジョグ送り釦 4 2、 設定スィ ッ チ 4 2 a及び切換スィ ッチ 4 3が設けられている。
手動パルス発生器 4 1 はハンドル 4 1 aを左又は右に回転さ せると、 その回転に応じてパルス信号を発生させる。 このパル ス信号は回転方向を判別するための二相のパルスであって、 バ ス 3 0を介してプロセッサ 1 1 に送られ、 工具を移動させる。 選択スィ ツチ 4 1 bは手動パルス発生器 4 1 において発生させ るパルス信号が、 X軸方向 （X ) 、 Y軸方向 （Y ) 、 Z軸方向 ( Z ) 及び指定形状に対応した方向 （G ) のうち、 いずれの方 向のパルス信号かを選択するためのスィ ツチである。
ジョグ送り釦 4 2には X， Y及び Zの各軸についてブラス及 びマイ ナス方向の送り釦 「+ X」 ， 「― X」 ， 「十 Y」 ， 「一 Υ」 ， 「十 Ζ」 ， 「一 Ζ」 と、 指定形状に対応してプラス及び マイ ナス方向の送り釦 「+ G J」 ， 「一 G J」 との、 全部で 8 つの釦が設けられている。
設定スイ ッチ 4 2 a は、 ジョグ送り釦 4 2をオペレータが押 した際に発生する一定時間内のパルス数を設定する。 具体的に は、 設定スイ ッチ 4 2 aは図示されていない水晶発振器からの パルスを分周したパルスを入力して、 オペレータによつて設定 された目盛りに応じた分周比でパルスを出力する。 すなわち、 ジョグ送りの送り速度を設定する。
切換スィ ツチ 4 3は、 工具の現在位置と前記指定形状との距 離を保持しつつ移動する平行移動 （H ) 、 又は工具の現在位置 から前記指定形状への法線線分で示される方向の前後へ移動す る垂直移動 （V ) を切り換え、 切り換えた側に応じた切換信号 H Z Vを出力する。
したがって、 オペレータは、 手動パルス発生器 4 1で工具を 移動させる場合には、 まず選択スィ ツチ 4 1 b及び切換スィ ッ チ 4 3を所望の移動方向になるように設定した後、 ハン ドル 4 l aを回転させることによって行う。 また、 ジョグ送りで工具 を移動させる場合には、 設定スィ ツチ 4 2 aで送り速度を設定 した後、 ジョグ送り釦 4 2のうち所望の移動方向の釦を押すこ とによって行う。
次に、 上記機械操作盤 4 0において、 選択スィ ツチ 4 1 bを 指定形状に対応した方向 （G ) に設定してハ ン ドル 4 1 aを回 転させた場合と、 又はジョグ送り釦 4 2のうち指定形状に対応 してプラス及びマイナス方向の送り釦である 「十 G J」 ， 「一 G J」 を押した場合の、 工具の移動方向について説明する。 以 下、 ハ ン ドル 4 1 aを回転させた場合とジョグ送り釦 4 2を押 した場合とでは同一の動作をするので、 ここではハン ドル 4 1 aを回転させた場合について説明する。
図 3は工具の移動方向を示す図であって、 指定形状として直 線が定義された場合を示す。
図 3において、 X Y座標軸平面上には、 指定形状として直線 1 1 0が定義されている。 この直線 1 1 0は、 後述する図形記 憶手段 1 (図 6 ) によって読み込まれ、 記憶された図形 （指定 形状） である。 また、 工具 1 1 1 はその中心が位置 P 1 にあり、 工具 1 1 3はその中心が位置 P 3にある。
このとき、 図 2の選択スイ ッチ 4 1 bを 「 G丄側に、 かつ、 切換スィ ツチ 4 3を 「H (平行移動） 」 側に設定し、 ハン ドル 4 1 aを左側へ回転させると、 工具はその回転角に応じて直線 1 1 0 と平行に方向 1 1 1 aへ移動する。 逆に、 ノヽ ン ドル 4 1 aを右側へ回転させると、 工具はその回転角に応じて直線 1 1 0 と平行に方向 1 1 1 bへ移動する。
また、 切換ス ィ ツチ 4 3を 「 V (垂直移動） 」 側に設定し、 ハン ドル 4 1 aを左側へ回転させると、 工具はその回転角に応 じて直線 1 1 0に対して法線方向 1 1 3 aへ移動する。 逆に、 ハンドル 4 1 aを右側へ回耘させると、 工具はその回耘角に応 じて直線 1 1 0に対して法線方向 1 1 3 bへ移動する。
ハ ン ドル 4 1 aの右回耘又は左回転の回転方向に伴う工具の 移動方向は、 オペ レータがパラメ ータ又はガイダンス情報に従 つて入力することによりいずれかの方向に指定することができ る。 例えば、 工具の垂直移動において、 ハ ン ドル 4 1 aを右側 に回転させた場合に、 方向 1 1 3 aへ移動するか又は方向 1 1 3 bへ移動するかをパラメ 一タ又はガイダンス情報に従って指 定することができる。 これによつて、 操作性が向上する。
なお、 ハ ン ドル 4 1 aを使用した工具の移動は、 所定の座標 値で後述する補間手段 2 (図 6 ) からの補間パルスの出力を停 止するように構成することもできる。 例えば、 所定の座標値を X座標の 「 0」 と設定すれば、 ハ ン ドル 4 1 aを左側へ回転さ せても、 工具 1 1 2が位置する位置 P 2で停止し、 これ以上方 向 1 1 1 aへ移動しない。 ここで、 図から明らかなように、 ェ 具 1 1 2が位置する位置 P 2は X座標が 「 0」 ではなく、 工具 径 （半径） だけ X軸プラ ス方向に補正された位置である。
同様に、 所定の座標値を Y座標の 「 0」 と設定すれば、 ハ ン ドル 4 1 aを右側へ回転させても、 工具 1 1 4が位置する位置 P 4で停止し、 これ以上方向 1 1 3 bへ移動しない。 また、 ェ 具 1 1 4が位置する位置 P 4 も Y座標が 「 0」 ではなく、 工具 径 （半径） だけ Y軸プラ ス方向に補正された位置である。 こう した上記所定の座標値で示される限界座標値を設けるこ とによって、 オペレータが機械操作盤 4 0で適切でない操作を 行なった場合でも、 工具を不適切な位置まで移動させるのを防 止できる。
図 4は工具の移動方向を示す図であり、 X Y座標軸平面上に は、 指定形状として円弧 1 2 0が定義されている。 この円弧 1 2 0は、 後述する図形記憶手段 1 (図 6 ) によって読み込まれ， 記憶された図形 （指定形状） である。 また、 工具 1 2 1 はその 中心が位置 P 5にあり、 工具 1 2 2はその中心が位置 P 6にあ
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このとき、 図 2の選択ス ィ ツチ 4 1 bを 「 G」 側に、 かつ、 切換スィ ツチ 4 3を 「H (平行移動） 」 側に設定し、 ハン ドル 4 1 aを左側へ回転させると、 工具はその回転角に応じて円弧 1 2 0と一定の間隔を保持して方向 1 2 1 aへ移動する。 逆に、 ハ ン ドル 4 1 aを右側へ回転させると、 工具はその回転角に応 じて円弧 1 2 0 と一定の間隔を保持して方向 1 2 1 bへ移動す る。 なお、 この場合の一定の間隔は、 工具の位置 1 2 1 と円弧 1 2 0 との間の法線線分である。
また、 切換ス ィ ツチ 4 3を 「V (垂直移動） 」 側に設定し、 ハ ン ドル 4 1 aを左側へ回転させると、 工具はその回転角に応 じて円弧 1 2 0に対して法線方向に方向 1 2 2 aへ移動する。 逆に、 ノヽ ン ドル 4 1 aを右側へ回転させると、 工具はその回転 角に応じて円弧 1 2 0に対して法線方向に方向 1 2 2 bへ移動 する。
こう して、 手動パルス発生器ゃジョグ送り釦を操作して、 斜 め直線や円弧等のように、 同時に 2軸以上の移動をさせること ができる。
図 5 は実際にオペレータが加工を行う場合の説明図である。 図において、 ワーク 2 0 0の右下部を加工するために、 指定形 状として直線 1 3 0が定義されている。 この直線 1 3 0は、 後 述する図形記憶手段 1 (図 6 ) によって読み込まれ、 記憶され た図形 （指定形状） である。 また、 工具 1 3 1 は初めその中心 が位置 P 7にある。
まず、 オペレータは図 2の選択スィ ツチ 4 1 bを 「Y」 側に 設定し、 ハ ン ドル 4 1 aを右側へ回転させて、 ァプロ一チ動作 を行う。 この時、 工具 1 3 1 は方向 1 3 2へ移動する。 次に、 オペレータ は選択スィ ツチ 4 1 bを 「 G」 側に設定し、 ノヽン ド ル 4 1 aを右側へ回転させて工具 1 3 1を方向 1 3 3へ移動さ せ、 第 1 の加工を行う。
そして、 再度オペレータは選択スイ ッチ 4 1 bを 「 Y」 側に 設定し、 次の加工を行うためにハ ン ドル 4 1 aを右側へ回転さ せて、 工具 1 3 1 は方向 1 3 4へ移動させる。 それから、 オペ レータは選択ス ィ ッ チ 4 1 bを 「 G」 側に設定し、 ノヽ ン ドル 4 1 aを左側へ回転ざせて工具 1 3 1を方向 1 3 5へ移動させ、 第 2の加工を行う。 その後、 オペレータは選択スイ ッチ 4 1 b を 「X」 側に設定し、 次の加工を行うためにハン ドル 4 1 aを 左側へ回転させて、 工具 1 3 1 は方向 1 3 6へ移動させる。
このような操作を繰り返すことによって、 最終的に工具 1 3 1を位置 P 8まで移動させ、 ワーク 2 0 0の右下部を加工する。 したがって、 切り込み動作 （加工軸に平行な移動） 及び切削動 作 （指定形状に対する平行移動） を繰り返し行うことによって、 より複雑な手順で試作品等の加工を行うことができる。 次に、 オペレータが手動パルス発生器 4 1を操作して工具を 移動させる場合の処理手順について述べる。
図 6は第 1実施例の数値制御装置の機能を示すプロック図で ある。
図形記憶手段 1 はガイダンス情報をグラフィ ック制御回路 1 5を介して表示装置 1 6に表示する。 また、 図形記憶手段 1 は オペレータがキーボード 1 7を操作して、 対話的に入力した斜 め直線及び円弧等の指定形状を記憶する。 なお、 記憶された指 定形状は必要に応じてグラフイ ツク制御回路 1 5を介して表示 装置 1 6に表示される。
補間手段 2は、 手動パルス発生器 4 1等の移動指令手段から のパルス信号 H Pを検知すると、 平行移動又は垂直移動のいず れかを指令する切換信号 H Z Vを読み込む。 そして、 補間手段 2は、 図形記憶手段 1に記憶された指定形状及び切換信号 H Z Vに従って補間パルス C Pを出力し、 軸制御回路 1 8に送る。 軸制御回路 1 8は実際には 3軸分を有する。 軸制御回路 1 8は 補間手段 2から出力された補間パルス C Pを受けて各軸の速度 指令を生成し、 サーボアンプ 1 9に送る。 サーボアンプ 1 9は 工作機械 2 0に取りつけられたサ一ボモータを駆動し、 工作機 械 2 0を制御する。 図 6の図形記憶手段 1及び補間手段 2は、 プロセッサ 1 1が R 0 M 1 2のシステムプログラムによって実 行するソフ ト ウェアによる機能である。
図 7は第 1実施例の処理手順を示すフローチャー トである。 このフローチャー トは図 6に示す図形記憶手段 1及び補間手段 2が行う処理手順を示す。 なお、 ステップ S 1を図形記憶手段 1が実行し、 他のステ ッ プは補間手段 2が実行する。 図におい て、 sの後に続く数字はステ ッ プ番号を示す。
[ S 1〕 図形の入力処理を行う。 具体的には、 オペレータがキ
—ボード 1 7を操作して、 対話的に入力された斜め直線及び円 弧等の指定形状を記憶する。
〔 S 2〕 手動パルスを入力する。 すなわち、 図 2の手動パルス 発生器 4 1からのパルス信号 H Pを検知する。
〔S 3〕 切換信号を入力する。 すなわち、 図 2の機械操作盤 4
0に設けられたスィ ツチ等からの切換信号 HZVを入力する。 〔S 4〕 ステ ップ S 3で入力した切換信号 HZVが、 平行移動 (H) か否かを判別する。 もし、 平行移動 （Y E S ) ならばス テツプ S 5に進み、 垂直移動 （N O) ならばステ ッ プ S 6に進 む。
〔 S 5〕 平行移動 （H) の補間処理を行う。 具体的には、 ステ ップ S 2で入力された手動パルスのパルス数と回転方向に応じ て、 ステップ S 1で入力された指定形状と平行な位置を補間し、 補間パルス C Pとして出力する。
〔 S 6〕 垂直移動 （V) の補間処理を行う。 具体的には、 ステ ップ S 2で入力された手動パルスのパルス数と回転方向に応じ て、 ステップ S 1で入力された指定形状に対して法線方向の位 置を補間し、 補間パルス C Pとして出力する。
[ S 7 移動処理が終了したか否かを判別する。 具体的には、 ステ ッ プ S 2で手動パルスの入力があつたか否かを判別する。 もし、 手動パルスの入力があれば移動終了でなく （N O) 、 ス テツプ S 2に戻り、 手動パルスの入力がなければ移動終了であ り （Y E S ) 、 本処理手順を終了する。
なお、 上記の説明では送り速度については説明を省略したが、 図形記憶手段 1 による指定形状の入力の際に、 各加工ガイダン ス画面に送り速度 Fの項を設けて指定するようにすることがで きる。 あるいは、 数値制御装置のオーバライ ドスィ ツチを使用 するようにすることもできる。
また、 上記の説明では一つの移動指令手段からのパルス信号 と、 切換手段からの切換信号とを補間手段 2が受けて補間パル ス C Pを出力するように構成したが、 平行移動を指令する平行 移動信号を出力する第 1の移動指令手段と、 垂直移動を指令す る垂直移動信号を出力する第 2の移動指令手段とを設けて、 補 間手段 2は上記平行移動信号及び垂直移動信号を受けて合成し- 補間パルス C Pを出力するように構成してもよい。 こうするこ とによって、 図 5に示すような指定形状に対して切り込み動作 及び切削動作を繰り返す場合は、 各動作ごとに切換手段によつ て切換信号を切り換える必要がなくなり、 第 1の移動指令手段 と第 2の移動指令手段とを両手で同時に操作することができる ので、 加工効率が向上する。
さらに、 上記の説明では一部の加工ガイダンス機能について のみ説明したが、 他の加工ガイダンス機能についても同様に実 現することができることは容易に理解できるであろう。
このようにして、 ガイダンス画面により指定形状を入力して、 オペレータは機械操作盤 4 0を操作すれば、 斜め直線や円弧等 のように同時に 2軸以上の移動をさせて、 試作品の一部の加工 等を簡単に実現することができる。
なお、 上記の説明ではフラィス盤を想定して説明したが、 旋 盤等でも同様に適用することができる。
また、 このようなガイダンス機能は、 通常の数値制御装置に 組み込むことができるし、 特別安価な数値制御装置として構成 することもできる。
以上説明したように第 1実施例では、 図形記憶手段がォペレ
—夕から入力された斜め直線及び円弧等の指定形状を記憶し、 補間手段が切換手段からの切換信号と移動指令手段からのパル ス信号とを受けて指定形状に応じた補間パルスを出力するよう に構成したので、 汎用の工作機械を使用して試作品等の簡単な 加工を容易に行う際に、 指定形状に対して平行又は垂直に移動 させることができる。
また、 オペレータが入力した斜め直線及び円弧等の指定形状 を記憶し、 軸信号と移動指令手段からのパルス信号とを受けた 場合は軸信号に対応して補間パルスを出力し、 切換信号と移動 指令手段からのパルス信号とを受けた場合は指定形状に対して 平行移動又は垂直移動する補間パルスを出力するので、 より複 雑な手順で試作品等の加工を行うことができる。
図 8は工具の移動方向を示す図であって、 指定形状として直 線 1 0 0 aが定義された場合を示す。 図において直線 1 0 0 a は、 後述する図形記憶手段 1 a (図 9 ) によって入力され、 記 憶された図形 （指定形状） である。 また、 工具 1 0 1 はその中 心が位置 P 1 1 にあり、 工具 1 0 2はその中心が位置 P 2 1 に あ o。
このとき、 ハン ドル 4 1 aを左側へ回転させると、 工具 1 0 1 は位置 P 1 1から、 その回転角に応じて X軸に対して平行に 方向 1 0 1 aへ移動する。 その後、 そのままハ ン ドル 4 1 aを 左側へ回転させ続けると、 工具 1 0 1が直線 1 0 0 aと接する 位置 P 1 2で移動方向を変え、 直線 1 0 0 aに沿って方向 1 0 1 bへ移動する。 そして、 最終的に加工開始点である位置 P 1 3までハン ドル 4 1 aを左側へ回転させ続け、 工具 1 0 1を移 動させる。
次に、 選択スイ ッチ 4 1 bを Y軸 （Y ) に設定してハン ドル 4 1 を右側に回転させた場合と、 又はジョグ送り釦 4 2のう ち Y軸に対してプラス方向の送り釦である 「十 Y」 を押した場 合との、 工具の移動方向について説明する。 図 8において、 ハ ン ドル 4 1 aを右側へ回転させると、 工具 1 0 2は位置 P 2 1 から、 その回転角に応じて Y軸に対して平行に方向 1 0 2 aへ 移動する。 その後、 そのままハ ン ドル 4 1 aを右側へ回転させ 続けると、 工具 1 0 2が直線 1 0 0 aと接する位置 P 2 2で移 動方向を変え、 直線 1 0 0 aに沿って方向 1 0 2 bへ移動する c そして、 最終的に加工開始点である位置 P 2 3までハン ドル 4 1 aを左側へ回転させ続け、 工具 1 0 2を移動させる。
このように、 工具 1 0 1， 1 0 2の現在位置が指定形状とし ての直線 1 0 0 aとの交点に達するまでは選択スイ ッチ 4 1 b で選択した加工軸と平行に移動し、 工具 1 0 1， 1 0 2の現在 位置が直線 1 0 0 aとの交点に達した後は直線 1 0 0 aに沿つ て移動するので、 指定形状に沿った加工開始点への工具の移動 が容易に行える。 なお、 直線 1 0 0 aに沿った移動の方向がォ ぺレークの意図と異なる場合には、 ハ ン ドル 4 1 aを逆方向に 回転させることにより逆方向に移動させることができる。 また、 移動方向を変えるのは工具 1 0 1， 1 0 2が直線 1 0 0 aと接 する位置 P 1 2 , P 2 2としたが、 工具 1 0 1， 1 0 2の中心 が直線 1 0 0 a上に達したときに移動方向を変えるようにする こともできる。 1
この場合、 工具 1 0 1 , 1 0 2の現在位置が指定形状として の直線 1 0 0 aとの交点に達した後は、 選択スィ ツチ 4 1 bで 選択した加工軸と平行に移動させる方向の単位べク ト ルと、 直 線 1 0 0 aに沿って移動する方向の単位べク ト ルとを同一にし たので、 加工軸から指定形状への移動が選択スィ ツチ 4 1 b等 のスイ ツチの切り換え操作を行うことなく実現できる。
なお、 ハン ドル 4 1 aの右回転又は左回転の回転方向に伴う 工具の移動方向は、 オペレータがパラメ ータ又はガイ ダンス情 報に従って入力することによりいずれかの方向に指定すること ができる。 例えば、 工具 1 0 1の移動において、 ノヽン ドル 4 1 aを左側に回転させた場合に、 方向 1 0 1 aへ移動するか又は 方向 1 0 1 aとは逆の方向に移動するかをパラメ ータ又はガイ ダンス情報に従って指定することができる。 これによつて、 操 作性が向上する。
こう して、 手動パルス発生器 4 1やジョグ送り釦 4 2を操作 して、 加工軸と平行な移動及び斜め直線や円弧等の指定形状に 沿う同時 2軸以上の移動により、 加工開始点へ工具を容易に移 動させることができる。
図 9は第 2実施例の数値制御装置の機能を示すプロック図で 図形記憶手段 1 aはガイ ダンス情報をグラフイ ツク制御回路 1 5を介して表示装置 1 6に表示する。 また、 図形記憶手段 1 aは、 オペレータがキーボー ド 1 7を操作して、 対話的に入力 された指定形状を記憶する。 この指定形状には、 直線、 斜め直 線、 円及び円弧等の単位形状と、 この単位形状を少なく とも 2 つ組み合わせた合成形状、 又はスプライ ン曲線等の曲線形状が ある。 なお、 記憶された指定形状は必要に応じてグラフ ィ ッ ク 制御回路 1 5を介して表示装置 1 6に表示される。
現在位置記憶手段 3 aは移動指令手段から出力されるパルス 信号 H Pと切換手段から出力される切換信号 S Sとを受けて、 工具 （X軸、 Y軸及び Z軸等の加工軸） の現在位置を更新して
SG is 9 る o
交点判別手段 2 aは図形記憶手段 1 aに記憶された指定形状 と現在位置記憶手段 3 aに記憶された現在位置との交点を判別 し、 判別信号を出力する。 具体的には、 上記現在位置が指定形 状との交点に達するまではパルス信号 H Pを判別信号として出 力し、 現在位置が指定形状との交点に達した後は指定形状に沿 つた位置信号を判別信号として出力する。 このとき、 現在位置 が指定形状との交点に達した後、 パルス信号の単位べク トルと 位置信号の単位べク トルとが同一になるような位置信号を判別 信号として出力する。
補間手段 4 aは、 交点判別手段 2 aからの判別信号を受けて 補間パルス C Pを出力し、 軸制御回路 1 8に送る。 軸制御回路 1 8は実際には 3軸分を有する。 軸制御回路 1 8は補間手段 4 aから出力された補間パルス C Pを受けて各軸の速度指令を生 成し、 サ一ボアンプ 1 9に送る。 サーボアンプ 1 9は工作機械 2 0に取りつけられたサーボモータを駆動し、 工作機械 2 0を 制御する。
なお、 上記図形記憶手段 1 a、 交点判別手段 2 a、 現在位置 記憶手段 3 a及び補間手段 4 aは、 ソフ ト ウ ェアによって実行 される。
次に、 オペレータが手動パルス発生器 4 1を操作して工具を 移動させる場合の数値制御装置の処理手順について述べる。 図 1 0は第 2実施例の処理手順を示すフローチヤ一トである。 このフローチャー トは図 9に示す図形記憶手段 1 a、 交点判別 手段 2 a、 現在位置記憶手段 3 a及び補間手段 4 aが行う処理 手順を示す。 なお、 ステップ S 1 1を図形記憶手段 1 aが実行 し、 ステップ S 1 2， S 1 3を現在位置記憶手段 3 aが実行し、 ステップ S 1 4を交点判別手段 2 aが実行し、 他のステップは 補間手段 4 aが実行する。 図において、 Sの後に続く数字はス テップ番号を示す。
〔 S 1 1〕 入力された図形の記憶を行う。 具体的には、 表示装 置 1 6に表示されたガイダンス情報に従って、 オペレータがキ 一ボード 1 7を操作して、 対話的に入力した指定形状を記憶す る。 この指定形状には、 直線、 斜め直線、 円及び円弧等の単位 形状と、 この単位形状を少なく とも 2つ組み合わせた合成形状、 又はスブライ ン曲線等の曲線形状がある。
[ S 1 2〕 手動パルスを入力する。 すなわち、 図 9の手動パル ス発生器 4 1からのパルス信号 H Pを入力する。
〔 S 1 3〕 切換信号を入力する。 具体的には、 図 9の機械操作 盤 4 0に設けられたスイ ツチ等からの切換信号 S Sを入力する とともに、 この切換信号 S S及びステップ S 1 2で入力された パルス信号 H Pに従って工具の現在位置を更新し、 記憶する。
〔 S 1 4〕 ステップ S 1 1で記憶された指定形状に、 ステップ S 1 3で更新された工具の現在位置が指定形状との交点に達し たか否かを工具径を補間して判別する。 もし、 工具の現在位置 が指定形状との交点に達した （Y E S ) ならばステップ S I 6 に進み、 達しない （N O ) ならばステップ S 1 5に進む。 〔 S 1 5〕 加工軸移動の補間処理を行う。 具体的には、 ステツ プ S 1 3で入力された切換信号 S Sに従って、 かつ、 ステ ッ プ S 1 2で入力されたパルス信号 H Pに応じて、 補間パルス C P として出力する。
[ S 1 6 ] 指定形状移動の補間処理を行う。 具体的には、 ステ ップ S 1 2で入力された手動パルスのパルス数と回転方向に応 じて、 ステップ S 1 1で入力された指定形状に沿った工具の位 置を補間し、 補間パルス C Pとして出力する。 この場合、 パル ス信号 H Pの移動方向の単位べク ト ルと、 指定形状に沿った移 動方向の単位べク トルとが同一になるように、 移動方向を決定 する。
〔 S 1 7〕 移動処理が終了したか否かを判別する。 具体的には、 ステップ S 2で手動パルスの入力があつたか否かを判別する。 もし、 手動パルスの入力があった （Y E S ) ならばステ ップ S 1 2に戻り、 手動パルスの入力がない （N O ) ならば本処理手 順を終了する。
なお、 上記の説明では送り速度については説明を省略したが、 図形記憶手段 1 aによる指定形状の入力の際に、 各加工ガイダ ンス画面に送り速度 Fの項を設けて指定するようにすることが できる。 あるいは、 数値制御装置のオーバラィ ドスイ ツチを使 用するようにすることもできる。
また、 上記の説明では交点判別手段 2 aは移動指令手段から 出力されたパルス信号 H Pの移動方向の単位べク ト ルと指定形 状に沿った移動方向の単位べク ト ルとを同一にするように構成 したが、 ノ、。ラメ 一タ又はガイダンス情報に従って入力すること によりいずれかの方向に指定することができる。 これによつて、 オペレータが意図する方向に工具を移動させることができ、 操 作性が向上する。
さらに、 上記の説明では一部の加工ガイダンス機能について のみ説明したが、 他の加工ガイダンス機能についても同様に実 現することができることは容易に理解できるであろう。
このようにして、 ガイダンス画面により指定形状を入力して、 オペ レータは機械操作盤 4 0を操作すれば、 斜め直線や円弧等 のように同時に 2軸以上の移動をさせて加工開始点へ工具を移 動させることができるので、 試作品の一部の加工等を簡単に実 現することができる。
なお、 上記の説明ではフ ラ イ ス盤を想定して説明したが、 旋 盤等でも同様に適用することができる。
また、 このようなガイダンス機能は、 通常の数値制御装置に 組み込むことができるし、 特別安価な数値制御装置として構成 することもできる。
以上説明したように第 2実施例では、 図形記憶手段が指定形 状を記憶し、 現在位置記憶手段が移動指令手段からのパルス信 号及び切換手段からの切換信号を受けて工具の現在位置を更新 して記憶し、 交点判別手段が上記指定形状と工具の現在位置と から交点を判別して判別信号を出力し、 補間手段が判別信号に 応じた補間パルスを出力するように構成したので、 汎用の工作 機械を使用して試作品等の簡単な加工を容易に行う際に、 斜め 直線や円弧等のように同時に 2軸以上の移動をさせて加工開始 点へ工具を移動させることができる。
次に、 第 3実施例について説明する。 機械操作盤 4 0におい て、 ハ ン ドル 4 1 aを回転させた場合と、 又はジョグ送り釦 4 2のうち指定形状に対応してブラス及びマイ ナス方向の送り釦 である 「十 G J 」 ， 「一 G J」 を押した場合の、 指定形状とェ 具の現在位置との距離について図 1 1及び図 1 2を用いて説明 する。 なお、 ハ ン ドル 4 1 aを回転させた場合とジョグ送り釦 4 2を押した場合とでは同一の動作をするので、 ここではハ ン ドル 4 1 aを回転させた場合について説明する。
図 1 1 は工具と指定形状との間の距離を示す図である。 また- 図 1 2は法線方向距離を表示する表示画面の一例を示す図であ る。
図 1 1 において、 X Y座標軸平面上には、 指定形状として斜 め直線 1 0 0 bが定義されている。 この斜め直線 1 0 0 bは、 後述の図形記憶手段 l b (図 1 3 ) によって入力され、 記憶さ れた図形 （指定形状） である。 また、 工具 1 1 0は現在その中 心が点 P 3 1、 すなわち （X， Y ) = ( 8 0 , 2 5 ) にある。
まず、 図 2の選択スイ ッチ 4 1 bを指定形状に対応した方向 ( G ) に、 かつ、 切換スィ ツチ 4 3を 「V (垂直移動） 」 側に 設定する。 そして、 ハ ン ドル 4 1 aを左側へ回転させると、 ェ 具はその回転角に応じて斜め直線 1 0 0 bに対して法線方向に 方向 1 1 0 aへ移動する。 また、 選択スィ ツチ 4 1 bを X軸方 向 （X ) に設定してハ ン ドル 4 1 aを左側へ回転させると、 ェ 具はその回転角に応じて X軸と平行な方向 1 1 0 bへ移動する c 図 1 2において、 表示画面 1 6 bは図 1の表示装置 1 6に表 示される画面である。 この表示画面 1 6 bは、 図 1 1 に工具 1 1 0が点 P 3 1 にある場合に表示される画面であって、 工具の 在位置と記憶された指定形状とが表示されている。
表示画面 1 6 bの画面左上部には工具の現在位置、 すなわち 点 P 3 1の工具の中心位置が X軸 （X) 、 Y軸 （Y) 及び Z軸 ( Z ) の軸ごとの位置が表示される。 同様に画面右上部に工具 と指定形状との間の距離 （D) 及び工具径 （Φ) が表示されて いる。 この画面右上部に工具と指定形状との間の距離 （D) に は、 点 P 3 1 と斜め直線 1 0 0 bとの間の距離である距離 D 1 の値が表示される。
また、 表示画面 1 6 bの画面左下部には、 図 1 1 に示される 斜め直線 1 0 0 bの定義情報が始点 （X 1， Y 1 ) 、 終点 （X 2， Y 2 ) 、 角度 （A) 及び工具径 （Φ) の値が表示される。 同様に、 画面右下部には指定形状を視覚的に判別するために、 斜め直線がグラフイ ツクで定義情報とともに描画されている。
ここで、 図 1 1の工具 1 1 0にある工具を方向 1 1 0 aの方 向へ移動させ、 工具の中心を点 P 3 2、 すなわち （X， Y) = ( 6 5， 4 5 ) まで移動させると、 点 P 3 2 と斜め直線 1 0 0 bとの間の距離は距離 D 2になる。 このとき、 表示画面 1 6 b の画面右上部に表示される指定形状との間の距離 (D) が変化 し、 「 1 1. 0 0 0」 になる。
同様に、 工具 1 1 0にある工具を方向 1 1 0 bの方向へ移動 させ、 工具の中心を点 P 3 3、 すなわち （X, Y) = ( 5 ,
2 5 ) まで移動させると、 点 P 3 3と斜め直線 1 0 0 bとの間 の距離は距離 D 3になる。 このとき、 表示画面 1 6 aの画面右 上部に表示される指定形状との間の距離 （D) が変化し、 「 1
3. 0 0 0」 になる。
このように、 オペレータが機械操作盤 4 0を操作して工具を 移動させると、 その工具の移動に応じて指定形状との間の距離 (D) が変化しつつ表示される。 したがって、 試作品等の一部 の簡単な加工を容易に行うために、 指定形状と工具の現在位置 との距離が分かる。
次に第 3実施例の数値制御装置の機能について説明する。 図 1 3は第 3実施例の数値制御装置の機能を示すプロック図 である。
グラフィ ック制御回路 1 5を介して表示装置 1 6に表示され たガイダンス情報に従って、 オペレータがキーボー ド 1 7を操 作して斜め直線及び円弧等の指定形状を入力する。 こう して対 話的に入力された上記指定形状を図形記憶手段 1 bが記憶する。 現在位置記憶手段 2 bは、 オペレータが操作することによつ て移動指令手段からのパルス信号 H Pを検知すると、 このパル ス信号 H Pに応じて工具の現在位置を更新し、 記憶する。 なお、 パルス信号 H Pは軸ごとに入力される。 また、 移動指令手段か ら軸ごとのリ セッ ト信号 R S Tを検知した場合には、 その軸の 工具の現在位置を 「 0」 に初期化する。
距離演算手段 3 bは、 図形記憶手段 1 bに記憶された指定形 状と、 現在位置記憶手段 2 bに記憶された工具の現在位置との 距離を算出する。 また、 算出された結果はグラフイ ツク制御回 路 1 5を介して表示装置 1 6に表示される。
なお、 上記図形記憶手段 1 b、 現在位置記憶手段 2 b及び距 離演算手段 3 bは、 ソフ ト ゥヱァによって実行される。
次に、 第 3実施例の処理手順について述べる。
図 1 4は第 3実施例の処理手順を示すフローチャー トである。 このフローチャー トは図 1 3に示す図形記憶手段 1 b、 現在位 置記憶手段 2 b及び距離演算手段 3 bが行う処理手順を示す。 なお、 ステップ S 2 1を図形記憶手段 1 bが実行し、 ステップ S 2 2を現在位置記憶手段 2 bが実行し、 他のステ ッ プは距離 演算手段 3 bが実行する。 図において、 Sの後に続く数字はス テップ審号を示す。
〔 S 2 1〕 入力図形の記憶を行う。 具体的には、 表示装置 1 6 に表示されたガイダンス情報に従って、 対話的にキ一ボ一 ド 1
7を操作してオペレータから入力された斜め直線及び円弧等の 指定形状を記憶する。
〔 S 2 2 〕 パルスを入力する。 すなわち、 図 2の手動パルス発 生器 4 1等の移動指令手段からのパルス信号 H P及びリ セッ ト 信号 R S Tを検知する。 また、 パルス信号 H P及びリ セッ ト信 号 R S Tに応じて工具の現在位置を更新する。
〔 S 2 3〕 距離の演算を行う。 具体的には、 ステ ッ プ S 2 1で 記憶された指定形状と、 ステップ S 2 2で更新された （又は
「 0」 に初期化された） 工具の現在位置との間の距離を算出す る。 算出方法は従来から数学的に求められる点と直線又は円弧 との距離を算出する方法と同じであるので説明を省略する。
〔 S 2 4〕 距離の表示を行う。 具体的には、 グラフィ ッ ク制御 回路 1 5を介して表示装置 1 6に、 図 1 2に示すような表示画 面 1 6 bで表示する。
〔S 2 5〕 終了指令が入力されたか否かを判別する。 具体的に は、 上記移動指令手段又はキーボード 1 7から終了指令が入力 されたか否かを判別する。 もし、 終了指令が入力された （Y E S ) ならば本処理手順を終了し、 終了指令が入力されない （N 0 ) ならばステップ S 2 2に戻る。
このようにして、 オペレータがガイダンス情報により指定形 状を入力した後、 機械操作盤 4 0を操作すれば指定形状と工具 の現在位置との距離が分かるため、 試作品の一部の加工等を簡 単に実現することができる。
なお、 上記の説明ではフ ラ イ ス盤を想定して説明したが、 旋 盤等でも同様に適用することができる。
また、 このようなガイ ダンス機能は、 通常の数値制御装置に 組み込むことができるし、 特別安価な数値制御装置として構成 することもできる。
以上説明したように第 3実施例では、 図形記憶手段が指定形 状を記憶し、 現在位置記憶手段が移動指令手段からのパルス信 号を受けて工具の現在位置を記憶し、 距離演算手段が工具の現 在位置と指定形状との間の距離を計算して表示装置に表示する ので、 指定形状と工具の現在位置との距離が分かり、 試作品等 の一部の簡単な加工が容易になる。
次に、 第 4実施例のガイダンス機能の中の仕上げ加工につい て説明する。
図 1 5は仕上げ加工を行うための加工ガイダンス画面を示す 図である。 この仕上げ加工用の加工ガイ ダンス画面は、 表示装 置 1 6の表示画面 1 6 cに表示される。 なお、 こ こでは、 コー ナ加工の仕上げを行うための加工ガイ ダンス画面を示している。 表示画面 1 6 cの画面左上部には工具の現在位置を表示する 現在位置表示欄 5 1が、 画面右上部には工具の現在の状態等を 表示するための工具状態表示欄 5 2が、 画面下部には加工デ— タを入力するためのデータ入力画面 5 3がそれぞれ表示されて いる。 現在位置表示欄 5 1 には、 工具の現在位置として X座標 欄 5 1 a、 Y座標欄 5 1 b、 および Z座標欄 5 1 cが設けられ ている。 また、 工具状態表示欄 5 2には、 工具と指定形状との 間の距離 （D ) を表示する距離表示欄 5 2 a、 工具径 （Φ ) を 表示する工具怪表示欄 5 2 b、 および後述する加工終了点を表 示する加工終了点表示欄 5 2 cが設けられている。
データ入力画面 5 3の右側には、 コーナ加工の仕上げ状態図 5 3 hが表示されている。 ワークの仕上げ状態は、 直線 1の 始点 （ X 1， Y 1 ) 、 直線 L 2 の終点 （ X 3， Y 3 ) 、 直線し 1 と直線 L 2 との交点 （X 2， Y 2 ) 、 およびコーナ Rの値に よつて決定される。
このため、 データ入力画面 5 3の左側には、 コーナ R入力欄 5 3 a、 直線し 1の始点入力欄 5 3 b、 直線 L 1 と直線 L 2 と の交点入力欄 5 3 c、 および直線 L 2 の終点入力欄 5 3 dが設 けられている。 また、 これらのデータの他に、 工具径 （Φ ) 入 力欄 5 3 e、 メ ッ セ一ジ表示欄 5 3 f 、 およびソ フ トキーメ ニ ユ ー欄 5 3 gが設けられている。 ソ フ トキーメ ニュー欄 5 3 g は、 キーボー ド 1 7上の対応するフア ンクショ ンキーを押すこ とにより、 それぞれメ ニューが選択され、 画面内容が切り換え られる。 これら各データ入力欄 5 3 a ~ 5 3 gにデータを入力 する場合には、 入力したい部分にカーソル 5 4を移動させて行 このような仕上げ加工用の加工ガイダンス画面では、 データ 入力画面 5 3の各データ入力欄にデータを入力し、 工具径入力 欄 5 3 eへの入力が終了したところでソ フ トキ一メ ニュ ー欄 5 3 の 〔仕上げ加工〕 を選択すると、 メ ッセージ表示欄 5 3 f に 「加工終了点を設定」 というメ ッ セージが点滅表示される。 これと同時にカーソル 5 4が工具状態表示欄 5 2の加工終了点 表示欄 5 2 cに自動的に移動する。 ここで、 加工終了点とは、 ワークの仕上げ加工が終了した場 合に工具が最終的に逃げ停止する位置である。 この加工終了点 の入力が終了すると、 メ ッセージ表示欄 5 3 f には 「加工開始 点へ移動して 〔開始〕 を押す」 という表示がされる。 ォペレ一 タはこれに従って、 手動パルス発生器 4 1またはジョグ送り釦 4 2を操作して工具を加工開始点へ移動させる。 そして、 〔開 始〕 を選択することにより、 加工ガイダンスによるコーナ加工 の仕上げモー ドとなる。
図 1 6はコーナ加工の仕上げモー ドによる工具の移動過程を 示す図である。 ここでは、 図に示すような指定形状 6 1の仕上 げ加工を行うものとする。 まず、 オペレータは、 手動パルス発 生器 4 1またはジョグ送り釦 4 2を操作して工具 6 2を加工開 始点 6 3へ移動させる。 この加工開始点 6 3にて 〔開始〕 を選 択すると、 工具 6 2は、 切削開始点 6 6まで円弧状にァプロ一 チして到達する。 この円弧状の半径 r 1 は、 加工開始点 6 3か ら工具経路 6 への法線の長さとし、 点 P 4 1を中心に円弧移 動する。
切削開始点 6 6 に達した工具 6 2は、 手動パルス発生器 4 1 またはジョグ送り釦 4 2からの指令速度に従って、 指定形状 6 1 に沿う工具経路 6 4上を移動していく。 そして、 切削終了点 6 7に到達すると、 加工終了点 6 5まで円弧状に逃げ動作を行 い、 すべての動作を終了する。 この円弧状の半径 r 2は、 加工 終了点 6 5から工具経路 6 4への法線の長さとし、 点 P 4 2を 中心に円弧移動する。
このように、 本実施例では、 仕上げ加工において工具 6 2の ァプローチおよび逃げ動作を行う場合に、 それぞれ円弧状の軌 道を執るようにしたので、 切削面に力 ッタマークが付く ことが 防止され、 仕上げ形状が良好となる。
なお、 上記説明では、 コーナ Rの内側加工についての例を示 したが、 外側加工でもよく、 さらに、 コーナ C加工、 直線加工、 円加工等の他の加工モー ドでも本発明を適用することができる。 また、 上記の説明ではフ ラ イ ス盤を想定して説明したが、 旋 盤等でも同様に適用することができる。
さらに、 このようなガイ ダンス機能は、 通常の数値制御装置 に組み込むことができるし、 特別安価な数値制御装置として構 成することもできる。
以上説明したように第 4実施例では、 指定形状に沿う工具経 路に工具を接近させ、 工具がオペレータにより指定された加工 開始点にく ると工具経路上の切削開始点まで円弧状にアブロー チさせ、 ァプロ一チ後は工具が工具経路上を移動するようにし たので、 工具のワークへのアプローチ時に力 ッタマークができ るのが防止される。 このため、 仕上げ形状が良好となる。
図 1 7は第 4実施例の数値制御装置の機能を示すプロック図 である。 図形記憶手段 1 cはガィ ダンス情報をグラ フ ィ ッ ク制 御回路 1 5を介して表示装置 1 6に表示する。 また、 図形記憶 手段 1 cは、 オペレータがキーボー ド 1 7を操作して、 対話的 に入力された直線及び円弧等の指定形状を記憶する。 なお、 記 憶された指定形状は必要に応じてグラフイ ツク制御回路 1 5を 介して表示装置 1 6に表示される。
補間手段 2 cは、 手動パルス発生器 4 1等の移動指令手段か ら、 パルス信号 H Pと移動方向信号 G Sを受け取ると、 図形記 憶手段 1 cに記憶された指定形状に沿う工具経路に工具を近づ け、 さらに、 工具が予め設定された加工開始点にく ると工具経 路上の切削開始点まで円弧状にァプローチさせ、 アプローチ後 は工具が工具経路上を移動するように、 補間パルス C Pを軸制 御回路 1 8に送る。 軸制御回路 1 8は実際には 3軸分を有して おり、 補間手段 2 cから出力された補間パルス C Pを受けて各 軸の速度指令を生成し、 サーボアンプ 1 9に送る。 サ一ボアン プ 1 9は工作機械 2 0に取りつけられたサ一ボモータを駆動し、 工作機械 2 0を制御する。
なお、 上記図形記憶手段 1 c及び補間手段 2 cは、 ソ フ ト ゥ ェァによつて実行される。
なお、 上記の各実施例の各機能をすベて舍むような数値制御 装置を構成することもできるし、 一部の機能を選択して数値制 御装置を構成することもできる。
本発明は上記の実施例に限定されることなく、 本発明の範囲 を逸脱しない範囲で種々の変形、 変更が可能である。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 少なく とも 2軸以上の工作機械を制御する数値制御装置 において、
ガイダンス情報により対話的に入力された斜め直線及び円弧 等の指定形状を記憶する図形記憶手段と、
工具の現在位置と前記指定形状との距離を保持しつつ移動す る平行移動又は工具の現在位置から前記指定形状への法線線分 で示される方向の前後へ移動する垂直移動のいずれかを指令す る切換信号を出力する切換手段と、
工具の移動を指令するパルス信号を出力する移動指令手段と、 前記切換信号と前記パルス信号とを受けて補間パルスを出力 する補間手段と、
を有することを特徴とする数値制御装置。
2 . 前記移動指令手段は、 手動パルス発生器であることを特 徴とする請求項 1記載の数値制御装置。
3 . 前記移動指令手段は、 ジョグ送り釦であることを特徴と する請求項 1記載の数値制御装置。
4 . 前記補間手段は、 所定の座標値に達したときに前記補間 パルスの出力を停止するように構成したことを特徴とする請求 項 1記載の数値制御装置。
5 . 少なく とも 2軸以上の工作機械を制御する数値制御方法 において、
ガイダンス情報により対話的に入力された斜め直線及び円弧 等の指定形状を記憶し、
少なく とも 2軸以上の制御軸のいずれかを指令する軸信号と、 工具の移動を指令するパルス信号と受けた場合は、 前記軸信号 に応じて補間パルスを出力し、
工具の現在位置と前記指定形状との距離を保持しつつ移動す る平行移動又は工具の現在位置から上記指定形状への法線線分 で示される方向の前後へ移動する垂直移動のいずれかを指令す る切換信号と、 工具の移動を指令するパルス信号とを受けた場 合は、 前記切換信号及び前記パルス信号に応じて補間パルスを 出力することを特徴とする数値制御方法。
6 . 少なく とも 2軸以上の工作機械を制御する数値制御装置 において、
ガイダンス情報により対話的に入力された指定形状を記憶す る図形記憶手段と、
工具の移動を指令するパルス信号を出力する移動指令手段と、 前記パルス信号が工作機械を制御するいずれの軸の移動を指 令する信号かを示す切換信号を出力する切換手段と、
前記パルス信号と前記切換信号とを受けて、 工具の現在位置 を更新し、 記憶する現在位置記憶手段と、
前記指定形状と前記現在位置との交点を判別し、 判別信号を 出力する交点判別手段と、
前記判別信号を受けて補間パルスを出力する補間手段と、 を有することを特徴とする数値制御装置。
7 . 前記指定形状は、 直線、 斜め直線、 円及び円弧等の単位 形状と、 前記単位形状を少なく とも 2つ組み合わせた合成形状、 又はスプライ ン曲線等の曲線形状であるように構成したことを 特徴とする請求項 6記載の数値制御装置。
8 . 前記交点判別手段は、 前記現在位置が前記指定形状との 交点に達するまでは前記パルス信号を前記判別信号として出力 し、 前記現在位置が前記指定形状との交点に達した後は前記指 定形状に沿った位置信号を前記判別信号として出力するように 構成したことを特徴とする請求項 6記載の数値制御装置。
9 . 前記交点判別手段は、 前記現在位置が前記指定形状との 交点に達した後、 前記パルス信号の単位べク ト ルと前記位置信 号の単位べク トルとを同一に構成したことを特徴とする請求項
8記載の数値制御装置。
1 0 . 少なく とも 2軸以上の工作機械を制御する数値制御装 置において、
ガイダンス情報により対話的に入力された斜め直線及び円弧 等の指定形状を記憶する図形記憶手段と、
工具の移動を指令するパルス信号を出力する移動指令手段と、 前記パルス信号を受けて、 工具の現在位置を記憶する現在位 置記憶手段と、
前記工具の現在位置と前記指定形状との間の距離を計算して 表示装置に表示する距離演算手段と、
を有することを特徴とする数値制御装置。
1 1 . 前記距離演算手段は、 前記法線方向距離を算出する際 に工具径を補正する工具径補正手段を有することを特徴とする 請求項 1 0記載の数値制御装置。
1 2 . 少なく とも 2軸以上の工作機械を制御する数値制御装 置において、
ガイダンス情報に従ってオペレータにより対話的に入力され た直線および円弧等の指定形状を記憶する図形記憶手段と、 前記オペレータに指令された工具の移動速度に応じてパルス 信号を出力する移動指令手段と、
前記パルス信号に応じて前記指定形状に沿う工具経路に前記 工具を接近させ、 前記工具が前記オペレータにより指定された 加工開始点にく ると前記工具経路上の切削開始点まで円弧状に アプローチさせ、 前記ァプロ一チ後は前記工具が前記工具経路 上を移動するように補間パルスを出力する補間手段と、
を有することを特徴とする数値制御装置。
1 3 . 前記移動指令手段は、 手動パルス発生器であることを 特徴とする請求項 1 2記載の数値制御装置。
1 4 . 前記移動指令手段は、 ジョグ送り釦であることを特徴 とする請求項 1 2記載の数値制御装置。
1 5 . 前記円弧状にアプローチするための軌道半径は、 前記 加工開始点と前記切削開始点との法線距離であることを特徵と する請求項 1 2記載の数値制御装置。
1 6 . 前記補間手段は、 前記工具が前記工具経路上の切削終 了点までく ると、 予め設定された加工終了点まで円弧状に逃げ 動作するように補間パルスを出力するように構成されているこ とを特徴とする請求項 1 2記載の数値制御装置。
1 7 . 前記円弧状に逃げ動作するための軌道半径は、 前記加 ェ終了点と前記切削終了点との法線距離であることを特徴とす る請求項 1 6記載の数値制御装置。
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