WO2007074748A1 - 工作機械及びそのプログラム変換方法 - Google Patents

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WO2007074748A1
WO2007074748A1 PCT/JP2006/325705 JP2006325705W WO2007074748A1 WO 2007074748 A1 WO2007074748 A1 WO 2007074748A1 JP 2006325705 W JP2006325705 W JP 2006325705W WO 2007074748 A1 WO2007074748 A1 WO 2007074748A1
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precision machining
program
machining
machine tool
tool
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PCT/JP2006/325705
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Inventor
Noriyuki Yazaki
Satoru Ozawa
Tetsuya Sugiyama
Akihide Takeshita
Takehisa Kajiyama
Hideyuki Yagi
Original Assignee
Star Micronics Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a machine tool that controls operation of a plurality of mechanical units simultaneously based on an NC (numerical control) program, and a program that converts an NC program into another machining program such as an electronic cam. It relates to a conversion method.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-273601
  • the present invention has been made paying attention to such problems existing in the conventional technology.
  • the purpose is to provide a machine tool that can perform precision machining in one mechanism part with high accuracy without being adversely affected by the force of other mechanism parts, and can suppress the risk of reducing machining efficiency. It is to provide a program conversion method.
  • a plurality of basic programs are converted into machining programs, and a plurality of additive programs are simultaneously executed.
  • an analysis means for analyzing whether or not the data for instructing a precision machining operation exists in the basic program, and when the data exists Control for controlling the conversion operation of the machining program so that the speed value of the operation other than the precision machining operation executed by another program during the period of the precision machining operation is lower than the normal speed value.
  • a means for controlling the conversion operation of the machining program so that the speed value of the operation other than the precision machining operation executed by another program during the period of the precision machining operation is lower than the normal speed value.
  • a speed value such as an acceleration of an operation other than the precision machining operation in another mechanism unit is reduced. For this reason, it is possible to suppress the transmission of shocks and vibrations caused by operations other than the precision machining operation in other mechanism units to the mechanism unit executing the precision machining operation.
  • Precision machining can be performed with high accuracy.
  • operations other than precision machining with other mechanisms are not stopped, or the start of precision machining is not awaited. The reduction in processing efficiency can be suppressed.
  • the normal speed value means that when any operation is executed by any one of the processing programs, or when there is no precision processing operation executed by another processing program, The speed value of the operation by one machining program is shown.
  • control means includes the start timing and end timing of the precision machining operation period in the basic program. And the operation timing of the operation other than the precision machining operation with respect to the precision machining operation is determined based on the recognition.
  • control means reduces the speed value of an operation other than the precision machining operation. It is characterized by lowering at least one of the speed, acceleration, and jerk of the operation.
  • the analysis means in the invention described in any one of claims 1 to 3 is characterized in that the analysis means It is characterized by analyzing whether or not there is data for instructing the precision machining operation in the program.
  • a machining program can be created based on the results analyzed before machining, and high-precision machining can be realized with high efficiency based on the machining program.
  • the data of operation other than the precision machining operation in the invention described in one of V and deviation of claims 1 to 4. Is further provided with a determination unit that determines whether or not the data is an additional motion data, and the control unit performs the speed value decrease control when the determination unit determines that the data is not a machining operation. It is what. [0013] Therefore, when the determination means determines that the determination means is not a machining operation, the speed value decrease control is executed. For this reason, it is possible to effectively eliminate the influence of operations such as tool replacement, which has a high possibility of adversely affecting precision machining.
  • the basic program in the program conversion method for a machine tool that converts each of a plurality of basic programs into a machining program, the basic program includes a precision machining operation. Analyzing whether or not there is a period, and if the precision machining period exists, the speed value of the operation other than the precision machining operation executed in another basic program during the precision machining operation period is the same as the basic program. The basic program is converted into a machining program so that the speed is lower than the speed value specified in the program.
  • the invention described in claim 7 the invention described in claim 6 !, and the start timing and end timing of the precision machining operation period in the basic program are determined.
  • the operation timing of operations other than the precision machining operation with respect to the precision machining operation is determined based on the recognition.
  • the machine tool 21 includes a control unit 27.
  • the spindle rotating motor 22 is connected to the control unit 27 via a drive circuit 28 and a spindle rotation control circuit 29.
  • the spindle A1 shown in FIG. 2 is rotatably driven by the spindle rotating motor 22 so as to hold the workpiece in a removable manner.
  • the spindle rotating motor 22 is provided with a pulse encoder 30 for detecting the rotation of the motor 22.
  • the pulse encoder 30 generates a rotation detection signal in synchronization with the rotation of the spindle rotating motor 22 and outputs the rotation detection signal to the control unit 27 and the speed signal generation circuit 31.
  • the speed signal generation circuit 31 converts the rotation detection signal output from the pulse encoder 30 into a spindle rotation speed signal corresponding to the rotation speed of the spindle rotation motor 22, and outputs it to the spindle rotation control circuit 29.
  • the spindle rotation control circuit 29 uses a clock signal output from a clock signal generation circuit 47 of the control unit 27 described later as a reference to rotate the workpiece on the spindle at a desired rotation speed. It is for controlling. That is, the spindle rotation control circuit 29 compares the spindle rotation speed command signal output from the control unit 27 with the spindle rotation speed signal output from the speed signal generation circuit 31, and performs control according to the difference. A signal is generated based on the clock signal. The control signal generated by the spindle rotation control circuit 29 is output to the drive circuit 28.
  • the drive circuit 28 Based on the control signal output from the spindle rotation control circuit 29, the drive circuit 28 makes the rotation speed of the spindle rotation motor 22, that is, the rotation speed of the spindle coincide with a spindle rotation speed command value described later. In addition, the power supplied to the spindle rotating motor 22 is controlled.
  • the drive circuit 28, the spindle rotation control circuit 29, and the speed signal generation circuit 31 constitute a feedback control system for the rotation speed of the spindle rotating motor 22 (spindle).
  • the tool moving motor 23A is connected to the control unit 27 via a drive circuit 32A and a tool feed control circuit 33A.
  • Tool TS1 (turning tool, etc.) force shown in FIG. 2 for machining the workpiece by the tool moving motor 23A, for example, a spindle rotating motor 22, that is, a direction orthogonal to the rotation center axis of the spindle ( Moved in the X-axis direction and Y-axis direction indicated by XI and Y1 in Fig. 2).
  • the tool moving motor 23A is provided with a pulse encoder 34A for detecting the rotation of the motor 23A. This pa The pulse encoder 34A generates a rotation detection signal at every predetermined rotation angle of the tool moving motor 23A and outputs the rotation detection signal to the tool feed control circuit 33A.
  • the tool moving motor 23B is connected to the control unit 27 via a drive circuit 32B and a tool feed control circuit 33B.
  • Tool TS3 (turning tool, etc.) force shown in FIG. 2 for machining the workpiece by this tool moving motor 23B for example, a spindle rotating motor 22, that is, a direction orthogonal to the rotation center axis of the spindle ( It is moved in the X-axis direction and Y-axis direction indicated by X3 and Y3 in Fig. 2 or in the direction parallel to the main axis (Z-axis direction indicated by Z3 in Fig. 2).
  • the tool moving motor 23B is provided with a pulse encoder 34B for detecting the rotation of the motor 23B.
  • the pulse encoder 34B generates a rotation detection signal at every predetermined rotation angle of the tool moving motor 23B and outputs the rotation detection signal to the tool feed control circuit 33B.
  • the tool feed control circuits 33A and 33B recognize the actual tool movement position based on the rotation detection signals output from the pulse encoders 34A and 34B, and recognize the recognized actual tool movement position.
  • a tool position command signal output from a control unit 27 (to be described later) is compared, and a tool drive signal is generated based on the comparison result.
  • the tool drive signals generated by the tool feed control circuits 33A and 33B are output to the drive circuits 32A and 32B.
  • the drive circuits 32A and 32B control the power supplied to the tool moving motors 23A and 23B based on the tool drive signals output from the tool feed control circuits 33A and 33B.
  • These drive circuits 32A, 32B and tool feed control circuits 33A, 33B constitute a feedback control system for the tool movement position.
  • the workpiece moving motor 24 is connected to a control unit 27 via a drive circuit 35 and a workpiece feed control circuit 36.
  • the workpiece moving motor 24 causes the workpiece to move, for example, in a direction parallel to the rotation center axis of the spindle rotation motor 22, that is, the rotation axis of the spindle (Z-axis direction indicated by Z1 in FIG. 2). ).
  • the workpiece moving motor 24 is provided with a pulse encoder 37 for detecting the rotation of the motor 24. It is The pulse encoder 37 generates a rotation detection signal at every predetermined rotation angle of the workpiece moving motor 24 and outputs the rotation detection signal to the workpiece feed control circuit 36.
  • the workpiece feed control circuit 36 recognizes the actual movement position of the workpiece based on the rotation detection signal output from the pulse encoder 37 and moves the recognized actual workpiece movement. The position is compared with the workpiece position command signal output from the control unit 27, and a workpiece drive signal is generated based on the comparison result. The workpiece drive signal generated by the workpiece feed control circuit 36 is output to the drive circuit 35.
  • the drive circuit 35 controls the power supplied to the workpiece moving motor 24 based on the workpiece drive signal output from the workpiece feed control circuit 36.
  • the drive circuit 35 and the driven object feed control circuit 36 constitute a feedback control system for the moving position of the moved object! Speak.
  • the back spindle head moving motor 25 is connected to the control unit 27 via a drive circuit 38 and a back spindle feed control circuit 39.
  • the back spindle head moving power 25 supports the back spindle A2 and the back spindle rotation motor 26 shown in FIG. 2, for example.
  • the rotation center axis of the spindle rotation motor 22, that is, the rotation center of the back spindle It is moved in the direction parallel to the axis (Z-axis direction indicated by Z2 in Fig. 2) or in the direction perpendicular to this (X-axis direction indicated by X2 in Fig. 2).
  • the back spindle head moving motor 25 is provided with a pulse encoder 40 for detecting the rotation of the motor 25.
  • the pulse encoder 40 generates a rotation position signal at every predetermined rotation angle of the back spindle head moving motor 25 and outputs it to the back spindle head feed control circuit 39.
  • the rear headstock feed control circuit 39 recognizes the actual movement position of the rear headstock based on the rotational position signal output from the pulse encoder 40, and recognizes the recognized actual movement position of the rear headstock. Are compared with the back spindle head position command signal output from the control unit 27, and a back spindle head drive signal is generated based on the comparison result. Then, the back spindle drive signal generated by the back spindle feed control circuit 39 is output to the drive circuit 38.
  • the drive circuit 38 controls the power supplied to the back spindle stock movement motor 25 based on the drive signal output from the back spindle stock feed control circuit 39. Then, by this drive circuit 38 and the back spindle feed control circuit 39, the movement position of the back spindle stock The feedback control system is configured.
  • the back spindle rotation motor 26 is connected to the control unit 27 via a drive circuit 41 and a back spindle rotation control circuit 42.
  • the back spindle rotating motor 26 rotationally drives the back spindle (A2 shown in FIG. 2) that detachably holds the workpiece.
  • the back main shaft rotating motor 26 is provided with a pulse encoder 43 for detecting the rotation of the motor 26.
  • the pulse encoder 43 generates a rotation detection signal in synchronization with the rotation of the back spindle rotating motor 26, that is, the rotation of the back spindle, and outputs the rotation detection signal to the control unit 27 and the speed signal generation circuit 44.
  • the speed signal generation circuit 44 converts the rotation detection signal output from the pulse encoder 43 into a rear spindle rotation speed signal corresponding to the rotation speed of the rear spindle rotation motor 26, and outputs it to the rear spindle rotation control circuit 42.
  • the back spindle rotation control circuit 42 rotates the back spindle rotation motor 26 so that a desired rotation speed is obtained with reference to a clock signal generated from a clock signal generation circuit 47 described later, that is, a workpiece. It is for controlling the rotation of the back spindle that holds the object. That is, this back spindle rotation control circuit 42 compares the back spindle rotation speed command signal output from the control unit 27 with the back spindle rotation speed signal output from the speed signal generation circuit 44, and A control signal corresponding to the difference is generated based on the clock signal. The control signal generated by the back spindle rotation control circuit 42 is output to the drive circuit 41.
  • the drive circuit 41 Based on the control signal output from the back spindle rotation control circuit 42, the drive circuit 41 is arranged so that the rotation speed of the back spindle rotation motor 26 becomes a back spindle rotation speed command value described later. Controls the power supplied to the spindle rotation motor 26.
  • the drive circuit 41, the rear spindle rotation control circuit 42, and the speed signal generation circuit 44 constitute a feedback control system for the rotation speed of the rear spindle rotation motor 26, that is, the rear spindle.
  • control unit 27 includes a central processing unit 45, pulse signal generation circuits 46a and 46b, a clock signal generation circuit 47, a division timing signal generation circuit 48, an NC unit RAM (random access memory) 49, Electronic cam data creation button 50, ROM (read only memory) 5 1 and PC unit RAM52.
  • the central processing unit 45 is a processing unit that controls signal processing and the like of the entire control unit 27, and performs known multiprocessing processing, that is, multiprocessing.
  • multiple processing refers to storing a plurality of programs and executing the programs while switching them in a short time so that a plurality of programs seem to be processed simultaneously.
  • priorities are assigned to the programs to be time-division processed and each program is assigned a priority, and task processing is executed while switching the processing in order.
  • Each of the pulse signal generation circuits 46a and 46b is connected to the pulse encoders 30 and 43, and is also connected to the central processing unit 45.
  • Each of the pulse signal generation circuits 46a and 46b receives the rotation detection signal output from the pulse encoders 30 and 43 through an interface or the like, and generates a pulse signal for each predetermined rotation angle based on the rotation detection signal. Generated and output to the central processing unit 45.
  • the pulse signal generation circuits 46a and 46b are connected to the main spindle rotating motor 22 and the rear main spindle rotating motor 26 while the main spindle rotating motor 22 or the rear main spindle rotating motor 26 rotates. Synchronously, a predetermined number of pulse signals are output at equal intervals.
  • the clock signal generation circuit 47 receives a predetermined command signal output from the central processing unit 45, generates a clock signal having a predetermined cycle, for example, a 0.25 millisecond cycle, and generates a divided timing signal. Output to circuit 48.
  • the division timing signal generation circuit 48 counts the number of generations of the clock signal output from the clock signal generation circuit 47, and generates a division timing signal every 1 millisecond, for example, based on the count result. Output to the central processing unit 45. Therefore, the division timing signal generation circuit 48 outputs a division timing signal having a 1-millisecond period to the central processing unit 45 as an interrupt timing signal described later.
  • the period of the clock signal and the division timing signal is not limited to the above-mentioned numerical values.
  • the NC unit RAM 49 is configured to temporarily store the results of various calculations in the central processing unit 45 so as to be readable.
  • This NC part RAM 49 is used for various program data including an NC program for causing the machine tool 21 to perform an actual machining operation. Data is stored. That is, in a part of the NC unit RAM 49, a first system machining procedure storage unit 49a that stores NC programs corresponding to the first to third systems, respectively, and a second system machining procedure storage A unit 49b, a third system machining procedure storage unit 49c, and an electronic cam data table storage unit 49d that stores a machining program to be described later are provided.
  • the data table stored in the electronic cam data table storage unit 49d is for performing various electronic cam controls.
  • This electronic cam control is the rotation position data by the pulse signal output from the pulse encoder attached to the reference axis such as the main shaft and the movement axis set for each unit rotation position of the reference axis. From the command position data, general motion data of the moving axis is generated every moment. Then, command speed data of the moving axis synchronized with the rotation speed of the rotating object is generated from the general operation data and the rotation position data, and the position of the tool is determined based on the command speed data and the general operation data. To control.
  • the movement control of the headstock 61, the rotation control of the spindle A1, and the movement control of the tool rest 62 supporting the tool TS1 in the direction of each arrow are performed.
  • the tool TS1 is installed on the tool post 62, and a non-movable fixed tool such as a cutting tool or a rotatable tool such as a drill can be attached.
  • a non-movable fixed tool such as a cutting tool or a rotatable tool such as a drill
  • the rotation is controlled by an additive program based on the NC program stored in the first system machining procedure storage unit 49a.
  • the back spindle drive motor 25, the back spindle rotation motor of the second system mechanism section by an additional program based on the NC program stored in the second system machining procedure storage section 49b. 26 and the rotation of tool TS2 are controlled.
  • the back spindle A2 is controlled to move in the X2 axis direction and the Z2 axis direction as shown by arrows in FIG.
  • the tool TS2 is installed on the fixed tool post 64 and, like the tool TS1, a non-movable fixed tool such as a cutting tool or a rotatable tool such as a drill can be attached.
  • the rotation is controlled by a machining program based on the NC program stored in the second system machining procedure storage unit 49b.
  • the tool moving motors 23A and 23B are controlled by a machining program based on the NC program stored in the third system machining procedure storage unit 49c.
  • the third tool TS3 is controlled to move in the X3, Y3, and Z3 axis directions together with the tool post 65 as indicated by arrows in FIG. That is, in the mechanism part of the third system, the turret 65 supporting the tool TS3 is moved and controlled, and when the tool TS3 held by the turret 65 is a rotary tool such as a drill, the rotation of the tool is prevented. Be controlled.
  • the tool TS1 or the tool TS3 in which the tool TS1 is assigned to the first system, the tool TS2 is assigned to the first system, and the tool TS3 is assigned to the third system is The system assignment of this tool, which can be controlled by any system, can be changed as needed. Similarly, the system assignment of the main spindle A1 and the rear main spindle A2 can be arbitrarily changed as necessary.
  • the electronic cam data table storage unit 49d of the NC unit RAM 49 stores a plurality of electronic cam data tables to which identification numbers are assigned.
  • Each electronic cam data table contains workpiece position data and tool position data set for each specific cumulative rotation speed and position of a predetermined axis such as the spindle rotation motor 22 (spindle). It is for memorizing.
  • Each electronic cam data table is called by the first to third system machining procedure storage units 49a to 49c to control the operation of the mechanism unit of each system. To do.
  • the above-mentioned predetermined cumulative rotational speed requires a large storage capacity, but is stored in correspondence with the specific rotational angle rotational speed and predetermined position (for each cumulative rotational angle) of a predetermined shaft such as the spindle motor 22. You may let them.
  • the electronic cam data creation button 50 shown in FIG. 1 is provided on a non-illustrated operation panel of the machine tool, and when creating an update program file for operating the machine for operating the machine tool, Operated for startup.
  • the ROM 51 is a storage unit that stores various processing programs.
  • a calculation program for determining the movement position of the workpiece and the movement position of the tool at predetermined time intervals (for example, every 1 millisecond) when performing threading for example.
  • a calculation program for determining the workpiece and tool movement position at every predetermined rotation angle of the spindle rotating motor 22 when performing drilling or cutting is stored.
  • the central processing unit 45 counts the number of generations of pulse signals output from the pulse signal generation circuits 46a and 46b based on a program stored in the ROM 51, and based on the count result Calculate the cumulative rotational speed or cumulative rotational angle of the spindle rotating motor 22 (spindle).
  • the PC unit RAM 52 is configured to temporarily store the results of various calculations in the central processing unit 45 so as to be readable.
  • the PC section RAM 52 is configured by a storage section of a personal computer (not shown) connected to the central processing unit 45.
  • the PC unit RAM 52 stores all data to be referred to when a program creation tool or an NC program created manually is converted or changed.
  • a part of the PC unit RAM 52 includes a data conversion program storage unit 52a, an electronic cam data storage table 52b, a machine specific information storage unit 52c, an NC program storage unit 52d, and a force S. ing.
  • the NC program file stored in the NC program storage unit 52d is created in advance by a program creation tool or manually.
  • the NC program file created in this way uses the communication function with the numerical controller provided in the program creation tool, or uses a medium such as a flexible disk or a disk outside the comparator. Storage medium reading device Through which the parts are loaded prior to processing.
  • the data conversion program storage unit 52a stores a data conversion program.
  • the electronic cam data storage table 52b stores the data when the data conversion program is executed.
  • the machine specific information storage unit 52c stores data referred to when the data conversion program is executed, such as the time and operating conditions required for executing the command described in the NC program.
  • the NC program storage unit 52d stores an NC program to be processed by the data conversion program.
  • control unit 27 including the central processing unit 45 converts a plurality of NC programs based on the operation of the electronic cam data creation button 50, that is, the operation program of each system.
  • an analysis means is provided to analyze whether each NC program has a precision machining operation period.
  • control unit 27 recognizes, when there is a precision machining operation period in the above analysis, a start timing and an end timing of the commanded precision machining for each NC program. Is configured. Further, the control unit 27 designates the precision machining operation period !, and at least the operation speed, acceleration or jerk up to the start timing end timing in the NC program. Control means for suppressing and controlling one below a predetermined value is configured.
  • the control unit 27 constitutes determination means for determining whether or not the operation in the NC program in which the precision machining operation period is not specified is a machining operation. When the control unit 27 determines that the machining operation is not performed, the control unit 27 performs the suppression control. When the control unit unit 27 determines that the machining operation is not performed, the control unit 27 performs the specified operation without performing the suppression control. It comes to let you.
  • the NC program as the basic program operates the machine tool as shown in Figs.
  • the operations shown in FIGS. 4 and 5 are provided in the NC program. An example of each of the various types of operation modes is shown.
  • FIG. 4 shows the time chart of the NC program of the first system and the second system when force is applied in the headstock 61 of the first system and the tool change operation is performed in the second system. And a time chart of the cache program (electronic cam data) converted from the NC program. Based on the NC program in the first system! /, The time chart of the cache program is not shown in the figure because it appears similar to the NC program.
  • the tool post 62 approaches the workpiece at a high speed, and subsequently, the spindle A1 is set rotation suitable for precision machining.
  • a speed change operation is performed so as to achieve a speed (the period of transition to the set rotational speed is shown as a “wait for speed change” period).
  • precision machining is performed on the workpiece, and the turret 62 is retracted when the precision machining is completed.
  • another tool changing operation is started simultaneously with the start of the tool changing operation of the first system, and the tool changing operation of the second system is finished during the precision machining operation of the first system.
  • the tool of the second system is controlled so that the vibration and impact associated with the end of the tool change operation of the second system are prevented from adversely affecting the precision machining of the first system.
  • Control is performed so that at least one speed value of the speed, acceleration, and jerk of the exchange operation is lower than the normal speed value.
  • the tool change period B is extended in the machining program.
  • FIG. 5 is a time chart of the NC program when force is applied to the first headstock 61 and machining is also performed on the second rear headstock 63.
  • the time chart of the cache program (electronic cam data) converted by the NC program is shown.
  • the tool post 62 approaches the workpiece at a high speed, and then the spindle A1 is suitable for precision machining. The speed is changed so that the predetermined rotational speed is obtained. Next, the first precision machining is performed on the workpiece, and the turret 62 is retracted upon completion of the precision machining. Further, after the spindle A1 is shifted so as to have a predetermined rotational speed suitable for the second precision machining, the tool post 62 is approached toward the workpiece at a high speed. Then, the second precision machining is performed on the workpiece, and the turret 62 is retracted when the precision machining is completed.
  • the tool change operation is started simultaneously with the start of the tool change operation of the first system, and then the high speed approach operation of the tool post 64 is executed, and then the back spindle.
  • the speed is changed so that A2 has a predetermined rotational speed suitable for precision machining.
  • the precision machining operation is started, and with the end, the retracting operation of the tool post 64 is performed.
  • the start timing of the precision machining operation of the second system is during the first precision machining period of the first system
  • the end timing of the precision machining of the second system is the second timing of the first system.
  • the precision machining is in progress.
  • the first precision machining end timing of the first system and the second precision machining start timing are during the precision machining period of the second system.
  • the approach operation period D corresponding to the precision machining period of the other system and the retracting operation are performed so that the power of other systems is not adversely affected by the precision machining of the first and second systems.
  • period E at least one speed value of the speed, acceleration, and jerk of the motion is reduced below the normal speed value.
  • the approach operation period D and the retracting operation period E are extended, and the extended approach operation and retracting operation and the shifting operation of the main spindle A1 and the rear main spindle A2 are executed simultaneously.
  • an NC program stored in the PC unit RAM 52 is read out from each machining procedure storage unit 49a to 49c of the NC unit RAM 49 or an external storage medium force NC program (not shown). Stored in part 52d. Then, from this NC program storage unit 52d, the data of each block such as tool replacement, approach operation, precision machining, etc. of a plurality of NC programs that respectively operate the first to third systems are read out, and the next S Analyzed at 102. In S102, the time required for the operation of each block of each read NC program is calculated. Further, in S103, as shown in FIGS. 4 and 5, the data of each block is aligned in time series for each of the first to third systems so that the end timing of the previous block becomes the start timing of the next block. Arranged and temporarily written in a working area (not shown) of the PC unit RAM 52.
  • the precision machining end command M500 and the subsequent precision machining end commands searched in S104 (in this embodiment, the codes shown in FIGS. 4 and 5). If it exists, the period between both commands M500 and M501 is specified as the precision machining operation period, and the start timing and end of that precision machining operation period Timing is recognized.
  • the priority of the lowering change is the order of the acceleration / acceleration example, the acceleration a, and the speed V. This is because it is effective to reduce the velocity value in the order of acceleration acceleration, acceleration ⁇ , and velocity V in order to reduce vibration and impact.
  • FIGS. 8 (a) to (c) when the general operation is accelerating at the start of the precision machining operation, at least one of the acceleration or jerk of the acceleration operation is used. However, the force at the start of acceleration or acceleration is reduced (Fig. 8 (a) shows the case where acceleration OC is reduced in linear acceleration / deceleration). In addition, at the start of the machining section, if the general motion is at a constant speed, at least one of the acceleration or jerk during deceleration without decreasing the speed is reduced (Fig. 8 (b)). Shows an example in which acceleration ⁇ is reduced during linear acceleration / deceleration.
  • FIG. 8 ( c) shows an example in which acceleration ⁇ is reduced during linear acceleration / deceleration.
  • the tool change period ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ , approach operation period D, and retraction operation period ⁇ ⁇ corresponding to the precision machining period of other systems are extended in the machining program.
  • the general machining operation is stopped at the start of the precision machining operation and the general machining operation is started during the precision machining operation, at least one of the acceleration or the jerk of the acceleration operation is the same.
  • the starting time force is reduced (Fig. 8 (d) shows an example in which acceleration O and speed are reduced during linear acceleration / deceleration).
  • FIGS. 9A to 9C when the general operation is accelerating at the end of the precision machining operation, the acceleration operation after the completion of the precision machining is the original. At least one of the acceleration and jerk is changed immediately after the precision machining operation is finished (Fig. 9 (a) shows an example in which the acceleration ⁇ is changed in the linear acceleration / deceleration operation). ). In addition, if the general operation is at a constant speed at the end of the precision machining operation period, the speed is increased so that the original acceleration or jerk is accelerated immediately after the precision machining is finished and the original maximum speed is reached. Or at least one of acceleration or jerk is changed (Fig.
  • FIG. 9 (b) shows an example in which the speed V is changed during linear acceleration / deceleration).
  • the acceleration or deceleration of the deceleration operation is set so that the deceleration operation after the end of the precision machining operation period becomes the original acceleration or jerk. At least one of the jerk is changed immediately after the end of the precision machining operation (Fig. 9 (c) shows an example in which the acceleration ⁇ is changed in the linear acceleration / deceleration operation).
  • the time required for the general operation such as tool change after the change is calculated. Further, in S111, the delay time when the speed value such as the acceleration of the general motion is reduced is calculated by subtracting the time required for the general motion before the change from the required time calculated in S110.
  • the execution start timing of various operations after the general operation is adjusted using the allowance time according to the length of the delay time.
  • the surplus time refers to the time during which the axis movement directly related to machining is stopped.
  • the spindle angle indexing time time required for spindle indexing
  • the spindle shift waiting time see “ There is a waiting time for auxiliary equipment operation, such as the “waiting for gearshift” time, and waiting time between systems.
  • the execution start timing using the allowance time as is apparent from FIG. 5, for example, the approach operation period D and the retreat operation period ⁇ overlap with the “shift waiting” time, which is the allowance time.
  • the execution start timing of the auxiliary machine operation in which the time until the operation is completed is set based on the start time of the general operation regardless of the delay of the general operation completion timing. It overlaps with auxiliary machine operation. Even if a delay time occurs, the delay time is absorbed by reducing or eliminating the margin time (the time during which axis movement is stopped due to waiting) in waiting between systems. For this reason, when the delay time is shorter than the allowance time, the delay time is hidden within the allowance time and effectively disappears. Alternatively, if the delay time is longer than the margin time, the waiting time between the first system after the changed general operation and the execution start timing of the subsequent operation are set so that there is no deviation in the waiting time between the systems.
  • a machining program as electronic cam data is created.
  • the speed of acceleration, etc. of general operations such as tool change in other systems
  • the value is lowered. For this reason, it is possible to suppress the impact and vibration caused by the operation in the other system from being transmitted to the system that performs the precise machining operation, and it is possible to perform the precision machining with high accuracy. Since the acceleration or jerk of the general operation corresponding to the start and end of the precision machining operation is executed from the acceleration or acceleration start time, the speed value of the general operation is the normal value at the beginning of the precision machining.
  • the speed is surely lower than the speed value in acceleration or acceleration, and the adverse effects on precision machining can be effectively reduced. Furthermore, when the precision machining operation ends, the acceleration or jerk of the general operation shifts to the normal speed value at the end, so that the machining time delay can be suppressed as much as possible.
  • steps S204 to S206 are mainly the operations of steps S104 to S106 of the first embodiment shown in FIG. Is different.
  • the operations of other steps S101 to S103 and S107 to S114 are basically the same as those of the first embodiment, although the operations of S204 to S206 are basically the same. Description is omitted.
  • the normal machining commands other than just the precise machining designation are retrieved in time series from the NC programs arranged in time series in S103.
  • this embodiment can be specifically modified as follows. •
  • a cache program is created from the NC program so that the machining program does not adversely affect precision machining or normal machining due to vibrations from other systems.
  • the central processing unit 45 reads the NC program from the NC unit RAM 49, at least one of the speed, acceleration, and jerk of the general operation shown in the first or second embodiment is simultaneously read. You may perform the process which lowers and changes a speed value.
  • the NC program is prefetched as appropriate to interpret whether there is a precision machining operation, and the machine tool is operated after performing the speed value reduction process described above based on the interpretation. Constitute.
  • the following technical ideas can be extracted from the above configuration.
  • control is performed so that the speed value of the operation other than the precision machining operation executed by another program during the period of the precision machining operation is lower than the speed value specified by the program.
  • a machine tool comprising a control means.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an electric circuit in a machine tool according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing a system configuration as each mechanism section in the machine tool of FIG.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a program conversion operation in the machine tool of FIG.
  • FIG. 4 A time chart illustrating an example of part of the program conversion operation.
  • FIG. 5 is a time chart illustrating another part of the program conversion operation.
  • FIG. 6 is a diagram showing the speed of linear acceleration / deceleration operation in the general operation in the program.
  • FIG. 7 A diagram showing the acceleration and speed of S-curve acceleration / deceleration in general operation during programming.
  • FIG. 8 (a), (b), (c), (d) change the general operation acceleration of the program that does not have the precise machining operation period, corresponding to the program that has the precision machining operation period Diagram showing how to do.
  • FIG. 9 (a), (b), and (c) show how to change the acceleration of the general operation of a program that does not have a precision machining operation period, corresponding to the program that has a precision machining operation period. Diagram.
  • FIG. 10 is a flowchart showing a program conversion operation in the machine tool of the second embodiment.

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Description

明 細 書
工作機械及びそのプログラム変換方法
技術分野
[0001] この発明は、複数の機構部を NC (numerical control)プログラムに基づいて同時に 作動制御するようにした工作機械及び NCプログラムを電子カム等の他の加工プログ ラムに変換するようにしたプログラム変換方法に関するものである。
背景技術
[0002] この種の複数の機構部を有する工作機械においては、例えば 1つの機構部で切削 加工等の精密加工動作が実行されているときに、他の機構部で工具交換等の動作 が行われると、その動作における特に加減速の衝撃が精密加工を実行して 、る機構 部側に伝達されて、精密加工に悪影響を与え、加工精度が低下したり、被加工物に ツールマークが形成されたりするおそれがある。このおそれは、当然ながら工作機械 の運転速度が高速化するほど、また、高精度加工であるほど高くなる。このため、従 来の工作機械においては、 1つの機構部で精密加工動作が実行される場合、その他 の機構部では前記精密加工動作に影響を与えるような工具交換等の動作が停止さ れるようになっていた。し力しながら、このように 1つの機構部のみを動作させて精密 加工動作を行うようにした場合には、工作機械全体としての加工効率の低下を招くと いう別の問題が生じた。
[0003] このような問題点に対処するために、例えば特許文献 1に開示されるような構成の 工作機械も従来力も提案されている。この従来構成においては、 1つの機構部で精 密加工が開始されるときに、その他の機構部で工具交換等の動作が実行されている 場合、その工具交換等の動作が終了するまで、精密加工の開始が待たれるようにな つている。そして、他の機構部における次の動作が低速に変更され、 1つの機構部で 精密加工動作が開始されると同時に、他の機構部でこの低速の動作が開始されるよ うになつている。
特許文献 1:特開 2002— 273601号公報
発明の開示 発明が解決しょうとする課題
[0004] ところが、この特許文献 1に記載の従来の工作機械においては、前記のように、他 の機構部での動作が終了するのを待って、 1つの機構部で精密加工動作が開始さ れるようになっているため、その精密加工動作以降のすべての動作が待ち時間の分 だけ遅延することになる。従って、トータルの加工時間が延長されて、依然として加工 効率の低下を招くという問題があった。
[0005] この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであ る。その目的は、 1つの機構部における精密加工を他の機構部力もの悪影響を受け ることなく高精度に行うことができるとともに、加工効率の低下を招くおそれを抑制す ることができる工作機械及びそのプログラム変換方法を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0006] 上記の目的を達成するために、工作機械に係る請求の範囲第 1項に記載の発明で は、複数の基本プログラムをそれぞれ加工プログラムに変換するとともに、複数の加 ェプログラムを同時に実行して被加工物に対する加工を行うようにした工作機械にお いて、前記基本プログラムに精密加工動作を指令するデータが存在するか否かを解 析する解析手段と、前記データが存在する場合に、その前記精密加工動作の期間 中に他のプログラムにより実行される精密加工動作以外の動作の速度値が通常の速 度値よりも低下されるように、前記加工プログラムの変換動作を制御する制御手段と を備えたことを特徴とするものである。
[0007] 従って、機構部で精密加工動作が実行される場合、他の機構部での精密加工動 作以外の動作の加速度等の速度値が低下される。このため、他の機構部における精 密加工動作以外の動作に起因する衝撃や振動が精密加工動作を実行している機構 部に伝達されるのを抑制することができて、その機構部での精密加工を高精度に行う ことができる。また、この 1つの機構部での精密加工中に、他の機構部での精密加工 動作以外の動作が停止されたり、あるいは精密加工の開始が待たれたりすることがな いため、工作機械全体としての加工効率の低下を抑えることができる。なお、通常の 速度値とは、いずれかひとつの加工プログラムによって何らかの動作が実行される場 合、他の加工プログラムにより実行される精密加工動作が無い場合において、前記 ひとつの加工プログラムによる動作の速度値を示す。
[0008] 請求の範囲第 2項に記載の発明においては、請求の範囲第 1項に記載の発明に おいて、前記制御手段は、基本プログラムにおける精密加工動作期間の開始タイミ ングと終了タイミングとを認識するとともに、その認識に基づいて精密加工動作に対 する前記精密加工動作以外の動作の動作タイミングを判別することを特徴とするもの である。
[0009] 従って、精密加工動作以外の動作の速度値の低下を精密加工動作期間に合わせ て正確なタイミングで実現することができる。
請求の範囲第 3項に記載の発明においては、請求の範囲第 1項または第 2項に記 載の発明において、前記制御手段は、前記精密加工動作以外の動作の速度値の低 下に際して、同動作の速度,加速度及び加加速度のうちの少なくとも一つの値を低 下させることを特徴とするちのである。
[0010] 従って、精密加工動作中においては、他の機構部の精密加工動作以外の動作の 速度、加速度または加加速度のうちの少なくとも一つが所定値以下となるように抑制 される。よって、他の機構部における精密加工動作以外の動作の衝撃が精密加工を 実行して 、る機構部に伝達されるのを抑制することができて、その機構部での精密 加工を他の機構部力もの悪影響を受けることなく高精度に行うことができる。
[0011] 請求の範囲第 4項に記載の発明においては、請求の範囲第 1項〜第 3項のうちの いずれか一項に記載の発明において、前記解析手段は、加工開始前に前記基本プ ログラムに前記精密加工動作を指令するデータが存在するか否かを解析することを 特徴とするものである。
[0012] 従って、加工前に解析した結果に基づいて加工プログラムを作成でき、その加工プ ログラムに基づ 、て高精度加工を高 、効率で実現できる。
請求の範囲第 5項に記載の発明においては、請求の範囲第 1項〜第 4項のうちの V、ずれか一項に記載の発明にお 、て、前記精密加工動作以外の動作のデータが加 ェ動作のデータであるか否かを判定する判定手段をさらに備え、前記制御手段は、 前記判定手段が加工動作ではないと判定した場合に前記速度値の低下制御を実行 することを特徴とするものである。 [0013] 従って、制御手段は、判定手段が加工動作ではな!、と判定した場合には前記速度 値の低下制御が実行される。このため、精密加工に悪影響を与える可能性の高いェ 具交換等の動作による影響を有効に排除できる。
[0014] 工作機械のプログラム変換方法に関する請求の範囲第 6項に記載の発明において は、複数の基本プログラムをそれぞれ加工プログラムに変換する工作機械のプロダラ ム変換方法において、前記基本プログラムに精密加工動作期間が存在するカゝ否か を解析し、前記精密加工期間が存在する場合に、その精密加工動作期間中に別の 基本プログラムにおいて実行される精密加工動作以外の動作の速度値が同基本プ ログラムで指定される速度値よりも低下されるように、基本プログラムを加工プログラム に変換することを特徴とするものである。
[0015] 請求の範囲第 7項に記載の発明にお 、ては、請求の範囲第 6項に記載の発明に お!、て、基本プログラムにおける精密加工動作期間の開始タイミングと終了タイミング とを認識するとともに、その認識に基づいて精密加工動作に対する前記精密加工動 作以外の動作の動作タイミングを判別することを特徴とするものである。
[0016] 従って、請求の範囲第 2項と同様に、精密加工動作以外の動作の速度値の低下を 精密加工動作期間に合わせて正確なタイミングで実現することができる。
発明の効果
[0017] 以上のように、この発明によれば、 1つの機構部における精密加工を他の機構部か らの悪影響を受けることなく高精度に行うことができるとともに、加工効率の低下を招 くおそれを抑制することができて、高精度加工と高効率加工との双方を達成すること ができる。
発明を実施するための最良の形態
[0018] (第 1実施形態)
以下に、この発明の第 1実施形態を、図 1〜図 9に基づいて説明する。
図 1に示すように、この実施形態の工作機械 21は、制御ユニット部 27を備えている
。この制御ユニット部 27により、主軸回転用モータ 22、工具移動用モータ 23A, 23B
、被加工物移動用モータ 24、背面主軸台移動用モータ 25、背面主軸回転用モータ
26の駆動がそれぞれ制御される。 [0019] 前記主軸回転用モータ 22は、駆動回路 28及び主軸回転制御回路 29を介して制 御ユニット部 27に接続されている。この主軸回転用モータ 22により、被加工物を着 脱可能に保持するための図 2に示す主軸 A1が回転駆動される。また、主軸回転用 モータ 22には、そのモータ 22の回転を検出するためのパルスエンコーダ 30が設けら れている。このパルスエンコーダ 30は、主軸回転用モータ 22の回転に同期して回転 検出信号を発生して、制御ユニット部 27及び速度信号生成回路 31に対して出力す る。速度信号生成回路 31は、パルスエンコーダ 30から出力される回転検出信号を主 軸回転用モータ 22の回転速度に相当する主軸回転速度信号に変換して、主軸回転 制御回路 29に対して出力する。
[0020] 前記主軸回転制御回路 29は、後述する制御ユニット部 27のクロック信号発生回路 47から出力されるクロック信号を基準にして、主軸上の被加工物の回転を所望の回 転速度となるように制御するためのものである。すなわち、この主軸回転制御回路 29 は、制御ユニット部 27から出力される主軸回転速度指令信号と、速度信号生成回路 31から出力される主軸回転速度信号とを比較して、その差に応じた制御信号を前記 クロック信号に基づいて生成する。そして、主軸回転制御回路 29にて生成された制 御信号は、駆動回路 28に出力される。
[0021] 前記駆動回路 28は、主軸回転制御回路 29から出力された制御信号に基づいて、 主軸回転用モータ 22の回転速度、すなわち主軸の回転速度が後述する主軸回転 速度指令値と一致するように、主軸回転用モータ 22への供給電力を制御する。そし て、これらの駆動回路 28、主軸回転制御回路 29、及び速度信号生成回路 31によつ て、主軸回転用モータ 22 (主軸)の回転速度に対するフィードバック制御系が構成さ れている。
[0022] 前記工具移動用モータ 23Aは、駆動回路 32A及び工具送り制御回路 33Aを介し て制御ユニット部 27に接続されている。この工具移動用モータ 23Aにより、被加工物 を加工するための図 2に示す工具 TS1 (旋削加工用バイト等)力 例えば主軸回転用 モータ 22、すなわち主軸の回転中心軸に対して直交する方向(図 2に XI, Y1で示 す X軸方向、 Y軸方向)等に移動される。また、工具移動用モータ 23Aには、そのモ ータ 23Aの回転を検出するためのパルスエンコーダ 34Aが設けられている。このパ ルスエンコーダ 34Aは、工具移動用モータ 23Aの所定回転角度毎に回転検出信号 を発生して、工具送り制御回路 33Aに出力する。
[0023] 前記工具移動用モータ 23Bは、駆動回路 32B及び工具送り制御回路 33Bを介し て制御ユニット部 27に接続されている。この工具移動用モータ 23Bにより、被加工物 を加工するための図 2に示す工具 TS3 (旋削加工用バイト等)力 例えば主軸回転用 モータ 22、すなわち主軸の回転中心軸に対して直交する方向(図 2に X3, Y3で示 す X軸方向、 Y軸方向)、または主軸と平行な方向(図 2に Z3で示す Z軸方向)等に 移動される。また、工具移動用モータ 23Bには、そのモータ 23Bの回転を検出するた めのパルスエンコーダ 34Bが設けられている。このパルスエンコーダ 34Bは、工具移 動用モータ 23Bの所定回転角度毎に回転検出信号を発生して、工具送り制御回路 33Bに出力する。
[0024] なお、図 1においては、図面の煩雑さを避けるために、工具移動用モータ 23A, 23 B及びそれらの関連部材 32A, 32B等のブロックを共通のものとしてに描いた力 実 際にはそれぞれ別のブロックとして表れるものである。
[0025] 前記工具送り制御回路 33A, 33Bは、パルスエンコーダ 34A, 34Bから出力される 回転検出信号に基づいて、実際の工具の移動位置を認識するとともに、認識した実 際の工具の移動位置と後述する制御ユニット部 27から出力される工具位置指令信 号とを比較して、この比較結果に基づいて工具駆動信号を生成する。そして、工具 送り制御回路 33A, 33Bにて生成された工具駆動信号は、駆動回路 32A, 32Bに 出力される。駆動回路 32A, 32Bは、工具送り制御回路 33A, 33Bから出力された 工具駆動信号に基づいて、工具移動用モータ 23A, 23Bへの供給電力を制御する 。そして、これらの駆動回路 32A, 32B及び工具送り制御回路 33A, 33Bによって、 工具の移動位置に対するフィードバック制御系が構成されている。
[0026] 前記被加工物移動用モータ 24は、駆動回路 35及び被加工物送り制御回路 36を 介して制御ユニット部 27に接続されている。この被力卩ェ物移動用モータ 24により、被 加工物が、例えば主軸回転用モータ 22の回転中心軸、すなわち主軸の回転中心軸 に対して平行な方向(図 2に Z1で示す Z軸方向)に移動される。また、被加工物移動 用モータ 24には、そのモータ 24の回転を検出するためのパルスエンコーダ 37が設 けられている。このパルスエンコーダ 37は、被加工物移動用モータ 24の所定回転角 度毎に回転検出信号を発生して、被加工物送り制御回路 36に出力する。
[0027] 前記被加工物送り制御回路 36は、パルスエンコーダ 37から出力される回転検出信 号に基づいて、実際の被加工物の移動位置を認識するとともに、認識した実際の被 加工物の移動位置と制御ユニット部 27から出力される被加工物位置指令信号とを比 較して、この比較結果に基づいて被加工物駆動信号を生成する。そして、被加工物 送り制御回路 36にて生成された被加工物駆動信号は、駆動回路 35に出力される。 駆動回路 35は、被加工物送り制御回路 36から出力された被加工物駆動信号に基 づいて、被加工物移動用モータ 24への供給電力を制御する。そして、この駆動回路 35及び被力卩ェ物送り制御回路 36によって、被カ卩ェ物の移動位置に対するフィード バック制御系が構成されて!ヽる。
[0028] 前記背面主軸台移動用モータ 25は、駆動回路 38及び背面主軸台送り制御回路 3 9を介して制御ユニット部 27に接続されている。この背面主軸台移動用モータ 25に より、図 2に示す背面主軸 A2及び背面主軸回転用モータ 26等を支持する背面主軸 台力 例えば主軸回転用モータ 22の回転中心軸、すなわち背面主軸の回転中心軸 に対して平行な方向(図 2に Z2で示す Z軸方向)または、これと直交する方向(図 2に X2で示す X軸方向)に移動される。また、背面主軸台移動用モータ 25には、そのモ ータ 25の回転を検出するためのパルスエンコーダ 40が設けられている。このパルス エンコーダ 40は、背面主軸台移動用モータ 25の所定回転角度毎に回転位置信号 を発生して、背面主軸台送り制御回路 39に出力する。
[0029] 前記背面主軸台送り制御回路 39は、パルスエンコーダ 40から出力される回転位置 信号に基づいて、実際の背面主軸台の移動位置を認識するとともに、認識した実際 の背面主軸台の移動位置と制御ユニット部 27から出力される背面主軸台位置指令 信号とを比較して、この比較結果に基づいて背面主軸台駆動信号を生成する。そし て、背面主軸台送り制御回路 39にて生成された背面主軸台駆動信号は、駆動回路 38に出力される。駆動回路 38は、背面主軸台送り制御回路 39から出力された駆動 信号に基づいて、背面主軸台移動用モータ 25への供給電力を制御する。そして、こ の駆動回路 38及び背面主軸台送り制御回路 39によって、背面主軸台の移動位置 のフィードバック制御系が構成されて 、る。
[0030] 前記背面主軸回転用モータ 26は、駆動回路 41及び背面主軸回転制御回路 42を 介して制御ユニット部 27に接続されている。この背面主軸回転用モータ 26により、被 加工物を着脱可能に保持する前記背面主軸(図 2に示す A2)が回転駆動される。ま た、背面主軸回転用モータ 26には、そのモータ 26の回転を検出するためのパルス エンコーダ 43が設けられている。このパルスエンコーダ 43は、背面主軸回転用モー タ 26の回転、すなわち背面主軸の回転に同期して回転検出信号を発生して、制御 ユニット部 27及び速度信号生成回路 44に出力する。速度信号生成回路 44は、パル スエンコーダ 43から出力される回転検出信号を背面主軸回転用モータ 26の回転速 度に相当する背面主軸回転速度信号に変換して、背面主軸回転制御回路 42に出 力する。
[0031] 前記背面主軸回転制御回路 42は、後述するクロック信号発生回路 47から発生す るクロック信号を基準にして、所望の回転速度となるように背面主軸回転用モータ 26 の回転、すなわち被加工物を保持する背面主軸の回転を制御するためのものである 。すなわち、この背面主軸回転制御回路 42は、制御ユニット部 27から出力される背 面主軸回転速度指令信号と、速度信号生成回路 44から出力される背面主軸回転速 度信号とを比較して、その差に応じた制御信号を前記クロック信号に基づ 、て生成 する。そして、背面主軸回転制御回路 42にて生成された制御信号は、駆動回路 41 に対して出力される。
[0032] 前記駆動回路 41は、背面主軸回転制御回路 42から出力された制御信号に基づ いて、背面主軸回転用モータ 26の回転速度が後述する背面主軸回転速度指令値と なるように、背面主軸回転用モータ 26への供給電力を制御する。そして、これらの駆 動回路 41、背面主軸回転制御回路 42、及び速度信号生成回路 44によって、背面 主軸回転用モータ 26、すなわち、背面主軸の回転速度のフィードバック制御系が構 成されている。
[0033] 一方、前記制御ユニット部 27は、中央演算ユニット 45、パルス信号発生回路 46a、 46b、クロック信号発生回路 47、分割タイミング信号発生回路 48、 NC部用 RAM (ラ ンダムアクセスメモリ) 49、電子カムデータ作成ボタン 50、 ROM (リードオンリメモリ) 5 1、及び PC部用 RAM52を備えている。
[0034] 前記中央演算ユニット 45は、制御ユニット部 27全体の信号処理等を司る演算部で あって、周知のマルチプロセッシング処理、すなわち多重処理を行う。ここで、多重処 理とは、複数のプログラムを記憶しておき、これらのプログラムを短い時間で切り換え ながら実行させて、見かけ上、複数のプログラムが同時処理されているようにするもの を指す。この場合、時分割処理するものや、各々のプログラムに優先順位を付してお V、て、その優先順位が高 、順に処理を切り換えながらタスク処理が実行される。
[0035] 前記各パルス信号発生回路 46a, 46bは、前記パルスエンコーダ 30, 43に接続さ れるとともに、中央演算ユニット 45にも接続されている。そして、各パルス信号発生回 路 46a, 46bは、パルスエンコーダ 30, 43から出力された回転検出信号をインターフ エース等を介して入力し、その回転検出信号に基づいて所定回転角度毎にパルス 信号を発生して、中央演算ユニット 45に対して出力する。この実施形態において、パ ルス信号発生回路 46a, 46bは、主軸回転用モータ 22あるいは、背面主軸回転用モ ータ 26がー回転する間に、主軸回転用モータ 22、背面主軸回転用モータ 26に同期 して、等間隔で所定個数のパルス信号を出力するようになって 、る。
[0036] 前記クロック信号発生回路 47は、中央演算ユニット 45から出力される所定の指令 信号を受けて、所定の周期、例えば 0. 25ミリ秒周期のクロック信号を生成し、分割タ イミング信号発生回路 48に出力する。この分割タイミング信号発生回路 48は、クロッ ク信号発生回路 47から出力されたクロック信号の発生回数をカウントし、そのカウント の結果に基づいて例えば 1ミリ秒経過する毎に分割タイミング信号を生成して中央演 算ユニット 45に出力する。従って、分割タイミング信号発生回路 48は、 1ミリ秒周期の 分割タイミング信号を後述する割込みタイミング信号として中央演算ユニット 45に出 力すること〖こなる。なお、クロック信号及び分割タイミング信号の周期は上述した数値 に限られることなぐ中央演算ユニット 45の処理能力、パルスエンコーダ 30, 34, 37 , 40, 43の分解能、各モータ 22〜26の性能等を考慮して適宜設定可能である。
[0037] 前記 NC部用 RAM49は、中央演算ユニット 45における各種演算の結果を読み出 し可能に一時的に記憶するように構成されている。この NC部用 RAM49は、工作機 械 21に実際の加工動作を行わせるための NCプログラムを含む各種のプログラムデ ータを格納している。すなわち、 NC部用 RAM49の一部には、第 1〜第 3系統にそ れぞれ対応した NCプログラムを記憶する第 1の系統カ卩工手順記憶部 49aと、第 2の 系統加工手順記憶部 49bと、第 3の系統加工手順記憶部 49cと、後述の加工プログ ラムを記憶する電子カムデータテーブル記憶部 49dとが設けられている。
[0038] なお、電子カムデータテーブル記憶部 49dに記憶されるデータテーブルは、 、わゆ る電子カム制御を行うためのものである。この電子カム制御とは、主軸等の基準軸に 取り付けられたパルスエンコーダが出力するパルス信号による時々刻々の回転位置 データと、基準軸の単位回転位置ごとに対応してそれぞれ設定された移動軸の指令 位置データとから、時々刻々の移動軸の一般動作データを生成する。そして、この一 般動作データと回転位置データとから回転物の回転速度に同期する移動軸の指令 速度データを生成して、その指令速度データと前記一般動作データに基づいて、ェ 具の位置を制御するようにして 、る。
[0039] 次に、前記 NC部用 RAM49の第 1の系統加工手順記憶部 49a、第 2の系統加工 手順記憶部 49b、及び第 3の系統カ卩工手順記憶部 49cに記憶された NCプログラム に基づいて、作動される機構部を、図 1及び図 2に基づいて説明する。つまり、後述 の説明から理解されるように、第 1〜第 3系統ごとの NCプログラムから、各系統ごとの 加工プログラムが作成され、各系統は、この加工プログラムによって動作される。
[0040] まず、第 1の系統カ卩工手順記憶部 49aに記憶された NCプログラムに基づく電子力 ムデータとしての加工プログラムより、第 1系統の機構部における前記主軸回転用モ ータ 22、工具移動用モータ 23A, 23B及び被力卩ェ物移動用モータ 24の動作が制御 される。これによつて、主軸台 61上の主軸 A1は、図 2に矢印で示すように主軸台 61 とともに Z1軸方向に移動制御されるとともに、 C1回転方向に回転制御される。一方、 刃物台 62上の工具 TS1は、刃物台 62とともに同図に矢印で示すように XI軸及び Y 1軸方向に移動制御される。
[0041] すなわち、第 1系統では、主軸台 61の移動制御、主軸 A1の回転制御、工具 TS1 を支持する刃物台 62の各矢印方向の移動制御が行われる。一方、工具 TS1は、刃 物台 62に設置されていて、バイト等の非可動の固定のもの、あるいはドリル等の回転 可能なものを取り付け可能としている。この場合、ドリル等の回転可能なものを使う場 合には、第 1の系統加工手順記憶部 49aに記憶された NCプログラムに基づく加エブ ログラムより、回転が制御される。
[0042] また、前記第 2の系統加工手順記憶部 49bに記憶された NCプログラムに基づく加 ェプログラムにより、第 2系統の機構部の前記背面主軸台移動用モータ 25、背面主 軸回転用モータ 26及び工具 TS2の回転が制御される。これによつて、背面主軸 A2 は、背面主軸台 63とともに図 2に矢印で示すように X2軸方向及び Z2軸方向に移動 制御されるとともに、 C2回転方向に回転制御される。一方、工具 TS2は、固定刃物 台 64に設置されていて、前記工具 TS1と同様に、バイト等の非可動の固定のもの、 あるいはドリル等の回転可能なものを取り付け可能としている。この場合、ドリル等の 回転可能なものを使う場合には、第 2の系統加工手順記憶部 49bに記憶された NC プログラムに基づく加工プログラムにより、回転が制御される。
[0043] さらに、前記第 3の系統加工手順記憶部 49cに記憶された NCプログラムに基づく 加工プログラムより、前記工具移動用モータ 23A, 23Bが制御される。これによつて、 第 3系統の工具 TS3は、刃物台 65とともに図 2に矢印で示すように X3, Y3, Z3軸方 向に移動制御される。すなわち、第 3系統の機構部では、この工具 TS3を支持する 刃物台 65が移動制御されるとともに、刃物台 65に保持される工具 TS3がドリル等の 回転工具の場合は、その工具の回転が制御される。
[0044] なお、この実施形態では、前記のように、工具 TS1が第 1系統に、工具 TS2が第 1 系統に、工具 TS3が第 3系統に割り付けられている力 工具 TS1あるいは工具 TS3 は、いずれの系統で制御しても良ぐこの工具の系統割り当ては必要に応じて適宜に 変更することができる。同様に主軸 A1及び背面主軸 A2についても、系統割り当ては 、必要に応じて任意に変更することができる。
[0045] 前記 NC部用 RAM49の電子カムデータテーブル記憶部 49dは、識別番号が付与 された複数の電子カムデータテーブルを記憶している。各々の電子カムデータテー ブルは、主軸回転用モータ 22 (主軸)等の所定の軸の特定累積回転数やポジション 毎に対応して設定された被加工物の位置データ、及び工具の位置データを記憶して おくためのものである。それぞれの電子カムデータテーブルは、前記第 1〜第 3の系 統加工手順記憶部 49a〜49cにより呼び出されて、各系統の機構部の動作を制御 する。なお、前述した所定の累積回転数は、大きな記憶容量を必要とするが、主軸回 転用モータ 22等の所定の軸の特定回転角度回転数やポジション毎(累積回転角度 毎)に対応して記憶させてもよい。
[0046] 図 1に示す前記電子カムデータ作成ボタン 50は、工作機械の図示しな ヽ操作パネ ルに設けられ、工作機械を動作させるための機械稼動用の更新プログラムファイルを 作成する際に、起動用として操作される。
[0047] 前記 ROM51は、各種処理プログラムを記憶する記憶部である。そして、この ROM 51には、例えばねじ切り加工を行う際の、所定時間間隔毎 (例えば 1ミリ秒毎)におけ る被カ卩ェ物の移動位置及び工具の移動位置を確定するための演算プログラムや、 孔加工や切削加工等を行う際の、主軸回転用モータ 22の所定回転角度毎における 被加工物、工具の移動位置を確定するための演算プログラム等が記憶されて 、る。
[0048] また、前記中央演算ユニット 45は、 ROM51内に記憶されたプログラムに基づいて 、 ノ ルス信号発生回路 46a, 46bから出力されたパルス信号の発生回数をカウントし 、そのカウント結果に基づいて、主軸回転用モータ 22 (主軸)の累積回転数あるいは 累積回転角を算出する。
[0049] 前記 PC部用 RAM52は、中央演算ユニット 45における各種演算の結果を読み出 し可能に一時的に記憶するように構成されている。この PC部用 RAM52は、中央演 算ユニット 45に接続されたパーソナルコンピュータ(図示しない)の記憶部により構成 されている。そして、この PC部用 RAM52には、プログラム作成ツールあるいは人手 により作成された NCプログラムを変換若しくは変更するときに、参照するデータの全 てが格納されるようになって 、る。
[0050] すなわち、 PC部用 RAM52の一部には、データ変換プログラム記憶部 52aと、電 子カムデータ記憶テーブル 52bと、機械固有情報記憶部 52cと、 NCプログラム記憶 部 52dと力 S設けられている。なお、 NCプログラム記憶部 52dに記憶される NCプログ ラムファイルは、プログラム作成ツール、あるいは、人手により予め作成されたもので ある。このようにして作成された NCプログラムファイルは、プログラム作成ツールに準 備される数値制御装置との通信機能を利用して、あるいはフレキシブルディスクゃコ ンパ外ディスク等の媒体を利用して数値制御装置に備えられる記憶媒体読込装置 を介して、部品の加工に先立ちロードされる。
[0051] 前記データ変換プログラム記憶部 52aには、データ変換プログラムが格納される。
電子カムデータ記憶テーブル 52bには、データ変換プログラムを実行したことにより た際に、そのデータが格納される。機械固有情報記憶部 52cには、 NCプログラムに 記述されるコマンドの実行に必要な時間や動作条件等、データ変換プログラムが実 行の時に参照されるデータが格納される。 NCプログラム記憶部 52dには、データ変 換プログラムの処理対象となる NCプログラムが格納される。
[0052] そして、この実施形態においては、前記中央演算ユニット 45を含む制御ユニット部 27により、前記電子カムデータ作成ボタン 50の操作に基づく複数の NCプログラムの 変換時、すなわち各系統の動作プログラムである加工プログラムの作成時に、各 NC プログラムに精密加工動作期間が存在するカゝ否かを解析するための解析手段が構 成されている。
[0053] また、同制御ユニット部 27により、前記の解析において精密加工動作期間が存在 する場合に、指令された精密加工の開始タイミングと終了タイミングとを各 NCプログ ラム毎に各々計測する認識手段が構成されている。さらに、同制御ユニット部 27によ り、精密加工動作期間が指定されて!、な 、NCプログラムにおける前記開始タイミン ダカ 終了タイミングまでの間の動作の速度または加速度または加加速度のうち、少 なくとも一つを所定値以下に抑制制御するための制御手段が構成されている。
[0054] カロえて、同制御ユニット部 27により、精密加工動作期間が指定されていない NCプ ログラムにおける前記動作が加工動作であるか否かを判定する判定手段が構成され ている。そして、同制御ユニット部 27は、加工動作ではないと判定した場合には前記 抑制制御を実行し、加工動作であると判定した場合には前記抑制制御を実行しな 、 で指定の動作を行わせるようになって 、る。
[0055] 次に、前記のように構成された工作機械において、加工プログラム、すなわち電子 カムカムデータの作成動作につ 、て説明する。
まず、基本プログラムとしての NCプログラムは、工作機械を図 4及び図 5に示すよう に動作させるものである。なお、図 4及び図 5に示す動作は、 NCプログラムが備える 多種類の動作形態のうちの各一例を示すものである。
[0056] 図 4は、第 1系統の主軸台 61において力卩ェが行われるとともに、第 2系統において 工具交換動作が行われる場合において、第 1系統の NCプログラムのタイムチャート と、第 2系統の NCプログラム及び同 NCプログラムが変換されたカ卩ェプログラム (電子 カムデータ)のタイムチャートとを示している。なお、第 1系統における NCプログラム に基づ!/、たカ卩ェプログラムのタイムチャートは、 NCプログラムと相似形に表れるため 、図示していない。
[0057] さて、第 1系統では、工具交換が実行された後に、刃物台 62が高速度で被加工物 に向かってアプローチ動作し、これに続いて、主軸 A1が精密加工に適する設定回 転速度となるように変速動作される(この設定回転速度に移行する期間を「変速待ち 」の期間として図示している)。そして、被加工物に対する精密加工が実行され、精密 加工終了にともなって刃物台 62の退避動作が行われる。一方、第 2系統においては 、第 1系統の工具交換動作の開始と同時に別の工具交換動作が開始され、その第 2 系統の工具交換動作が第 1系統の精密加工動作中に終了する。このため、この第 2 系統の工具交換動作の終了にともなう振動や衝撃により第 1系統の精密加工に対し て悪影響が与えられるのが抑制されるように、加工プログラムにおいては、第 2系統 の工具交換動作の速度,加速度,加加速度の少なくとも 1つの速度値が通常の速度 値よりも低下されるように制御される。このため、加工プログラムにおいては、結果とし て工具交換期間 Bが延長される。
[0058] 図 5は、第 1系統の主軸台 61で力卩ェが行われるとともに、第 2系統の背面主軸台 63 にお 、ても加工が行われる場合の NCプログラムのタイムチャートと、その NCプロダラ ムが変換されたカ卩ェプログラム (電子カムデータ)のタイムチャートとを示して 、る。
[0059] すなわち、第 1系統の NCプログラムでは、工具交換が実行された後に、刃物台 62 が高速度で被カ卩ェ物に向力つてアプローチ動作し、次いで、主軸 A1が精密加工に 適した所定の回転速度となるように変速動作される。次に、被加工物に対する 1回目 の精密加工が実行され、精密加工終了にともなって刃物台 62の退避動作が行われ る。さらに、主軸 A1が 2回目の精密加工に適する所定の回転速度となるように変速 動作された後に、刃物台 62が高速度で被加工物に向かってアプローチ動作される。 そして、被加工物に対する 2回目の精密加工が実行され、精密加工終了にともなつ て刃物台 62の退避動作が行われる。
[0060] 一方、第 2系統においては、第 1系統の工具交換動作の開始と同時に工具交換動 作が開始され、次いで、刃物台 64の高速度のアプローチ動作が実行された後に、背 面主軸 A2が精密加工に適する所定の回転速度となるように変速動作される。続いて 、精密加工動作が開始され、終了にともなって刃物台 64の退避動作が行われる。
[0061] ここで、第 2系統の精密加工動作の開始タイミングは、第 1系統の 1回目の精密加 工期間中であり、同第 2系統の精密加工の終了タイミングは第 1系統の 2回目の精密 加工期間中である。また、第 1系統の 1回目の精密加工終了タイミング及び 2回目の 精密加工開始タイミングは、第 2系統の精密加工期間中である。このため、第 1,第 2 系統の各精密加工に対して他系統力も悪影響が与えられな 、ように、加工プロダラ ムにおいては、他系統の精密加工期間に対応するアプローチ動作期間 D及び退避 動作期間 Eにおける動作の速度,加速度,加加速度の少なくとも 1つの速度値が通 常の速度値よりも低下される。このため、加工プログラムにおいては、結果としてァプ ローチ動作期間 D及び退避動作期間 Eが延長されるとともに、延長されたアプローチ 動作及び退避動作と主軸 A1及び背面主軸 A2との変速動作とが同時に実行される
[0062] さて、この工作機械 21において、被カ卩ェ物の加工に先立って、前述した基本プロ グラムとしての NCプログラムを電子カムデータとしての加工プログラム変更する場合 には、操作パネル上の電子カムデータ作成ボタン 50を操作する。このようにすると、 前記制御ユニット部 27の制御のもとで、データ変換プログラム記憶部 52aに記憶され たデータ変換用のプログラムが稼働されて、図 3のフローチャートに示す各ステップ( 以下単に Sという) 101〜114の動作が順に実行される。
[0063] すなわち、 S101においては、 NC部用 RAM49の各加工手順記憶部 49a〜49cか ら、あるいは、図示しない外部の記憶媒体力 NCプログラムが読み出されて、 PC部 用 RAM52の NCプログラム記憶部 52dに記憶される。そして、この NCプログラム記 憶部 52dから、第 1〜第 3の各系統をそれぞれ動作させる複数の NCプログラムのェ 具交換,アプローチ動作,精密加工等の各ブロックのデータが読み出されて、次の S 102において解析される。 S102においては、読み込まれた各 NCプログラムの各ブ ロックについて、その動作に要する所要時間が算出される。さらに、 S103においては 、図 4及び図 5に示すように、前ブロックの終了タイミングが次ブロックの開始タイミン グになるように、第 1〜第 3系統ごとに各ブロックのデータが時系列に整列配置されて 、 PC部用 RAM52の図示しないワーキング領域に一時的に書き込まれる。
[0064] 続いて、 S104においては、前記のように時系列に配置された NCプログラム中から 精密加工開始指令 (この実施形態では図 4及び図 5に示すコード「M500」とする)の 有無が検索される。その検索に基づき、次の S105においては、 NCプログラム中に 精密加工開始指令 M500が存在する力否かが判別され、精密加工開始指令 M500 が存在する場合には S 106へ移行され、存在しない場合には後述の S 114へ移行さ れる。
[0065] そして、前記 S106においては、図 4及び図 5に示すように、前記 S104で検索され た精密加工開始指令 M500以降に精密加工終了指令 (この実施形態では図 4及び 図 5に示すコード「M501」とする)が存在しているか否かが検索され、存在していれ ば両指令 M500, M501間の期間が精密加工動作期間として特定されて、その精密 加工動作期間の開始タイミングと終了タイミングが認識される。
[0066] さらに、 S107においては、前記 S106で特定された精密加工動作期間の開始タイ ミングから終了タイミングまでの間に、他の系統において力卩ェとは直接関係なぐ精密 加工動作及び通常加工動作を除いた工具交換,アプローチ動作,退避動作等の一 般動作指令が存在するか否かが検索される。そして、その S107の検索に基づき、 S 108において、一般動作指令が存在した力否かが判別され、一般動作指令があった 場合には S109へ移行され、一般動作指令がな力つた場合には S114へ移行される
[0067] 次に、 S109においては、他の系統の精密加工動作期間と対応すると S108で判別 された工具交換等の一般動作において、速度、加速度、加加速度のうちの少なくとも 1つの速度値が低下変更される。すなわち、例えば図 6に示すように、一般動作が等 速動作部分を有する直線的加減速動作である場合には、速度 Vまたは加速度 ocのう ちの少なくとも 1つの速度値が低下される。また、図 7に示すように、一般動作が等速 動作部分を有する s字加減速動作である場合には、速度 Vまたは加速度 αまたは加 加速¾のうちの少なくとも 1つの速度値が通常の速度値よりも低下される。ここで、速 度 V,加速度 a ,加加速¾のうち、低下変更の優先順位は、加加速¾,加速度 a , 速度 Vの順序である。これは、振動や衝撃の低減のためには、加加速¾,加速度 α ,速度 Vの順序で速度値を低下させることが有効であるためである。
[0068] 例えば、図 8 (a)〜(c)に示すように、精密加工動作の開始時において、一般動作 が加速中である場合には、その加速動作の加速度または加加速度の少なくとも 1つ がそれらの加速あるいは加加速開始時点力 低下される(図 8 (a)では直線的加減 速動作において加速度 OCが低下された場合を例示)。また、加工区間の開始時にお いて、一般動作が等速中である場合には、速度が低下されることなぐ減速時の加速 度または加加速度の少なくとも一つが低下される(図 8 (b)では直線的加減速動作に おいて加速度 αが低下された場合を例示)。同様に、精密加工動作の開始時におい て、一般動作が減速中である場合には、その減速の加速度または加加速度の少なく とも 1つが加速および加加速の開始時点力 低下される(図 8 (c)では直線的加減速 動作において加速度 αが低下された場合を例示)。このようにすれば、図 4及び図 5 に示すように、加工プログラムにおいて他系統の精密加工期間と対応する工具交換 期間 Β,アプローチ動作期間 D,退避動作期間 Εが延長される。さらに、精密加工動 作の開始時において一般加工動作が停止状態にあって、精密加工動作中に一般加 ェ動作が開始される場合、その加速動作の加速度または加加速度の少なくとも 1つ がそれらの開始時点力 低下される(図 8 (d)では直線的加減速動作において加速 度 O及び速度が低下された場合を例示)。
[0069] これに対して、図 9 (a)〜(c)に示すように、精密加工動作の終了時において、一般 動作が加速中である場合には、精密加工終了後の加速動作が元の加速度またはカロ 加速度になるように、加速度または加加速度の少なくとも 1つが精密加工動作の終了 直後に変更される(図 9 (a)では直線的加減速動作において加速度 αが変更された 場合を例示)。また、精密加工動作期間の終了時において、一般動作が等速中であ る場合には、精密加工終了直後から元の加速度または加加速度で加速して、元の 最高速度になるように、速度または加速度または加加速度の少なくとも一つが変更さ れる(図 9 (b)では直線的加減速動作にぉ 、て速度 Vが変更された場合を例示)。同 様に、精密加工動作期間の終了時において、一般動作が減速中である場合には、 精密加工動作期間終了後の減速動作が元の加速度または加加速度になるように、 減速動作の加速度または加加速度の少なくとも 1つが精密加工動作の終了直後に 変更される(図 9 (c)では直線的加減速動作において加速度 αが変更された場合を 例示)。
[0070] そして、 S110においては、変更後の工具交換等の前記一般動作の所要時間が算 出される。さらに、 S111においては、前記 S110で算出された所要時間から、変更前 の一般動作の所要時間を引くことにより、一般動作の加速度等の速度値を低下させ た場合の遅延時間が計算される。
[0071] 次の S112においては、図 4及び図 5に示すように、前記遅延時間の長さに応じて、 余裕時間を利用して、一般動作以降にある各種の動作の実行開始タイミングが調整 される。ここで、余裕時間とは、加工に直接関与する軸移動が停止している時間を指 し、具体的には、主軸角度割出し時間(主軸割り出しに要する時間)、主軸変速待ち 時間 (前記「変速待ち」の時間)等の動作待ち時間が設定される補機動作の待ち時 間や、系統間待ち合わせ待ち時間がある。そして、余裕時間を利用した前記実行開 始タイミングの調整により、例えば図 5から明らかなように、アプローチ動作期間 Dや 退避動作期間 Εが余裕時間である「変速待ち」時間とオーバーラップされる。この実 施形態の場合、動作完了までの時間が設定される補機動作の実行開始タイミングを 、一般動作完了タイミングの遅延に関わらず一般動作開始時点を基準として設定す ることで、一般動作と補機動作とをオーバーラップさせている。また、遅延時間が生じ ても系統間待ち合わせにおける余裕時間(待ち合わせのために軸移動が停止してい る時間)を減らす若しくは無くすことで遅延時間を吸収している。このため、前記遅延 時間が余裕時間より短い場合は、その遅延時間が余裕時間内に隠れてしまい、事実 上消滅される。あるいは遅延時間が余裕時間より長い場合は、変更した一般動作以 降の最初の系統間待ち合わせと、それ以降の動作の実行開始タイミングが、系統間 の待ち合わせにおいてずれがないようにされた状態で、最小限の遅延時間 F (図 5の 下側部分参照)となるように調整される。 [0072] 続いて、 SI 13においては、 NCデータの検索が精密加工期間の終了タイミングま で終了したか否かが判別され、終了した場合には S114に移行され、終了していない 場合には S 107に移行される。次の S114においては、加工動作データの検索が NC プログラムの終了タイミングまで終了したか否かが判別され、終了した場合には変更 された動作データが加工プログラム,すなわち電子カムデータとして PC部用 RAM5 2に格納された後に、 NC部用 RAM49の電子カムデータテーブル記憶部 49dに口 ードされて、プログラムの変更動作が完了する。これに対して、加工動作データの検 索が NCプログラムの終了タイミングまで終了していない場合には、再度 S104に移 行される。
[0073] 以上のようにして、電子カムデータとしての加工プログラムが作成される。そして、こ のような加工プログラムにより工作機械を稼働させると、第 1系統または第 2系統で精 密加工動作が実行される場合、他の系統での工具交換等の一般動作の加速度等の 速度値が低下される。このため、他の系統における動作に起因する衝撃や振動が精 密加工動作を実行している系統に伝達されるのを抑制することができて、精密加工を 高精度に行うことができる。し力も、精密加工動作開始および終了に対応する一般動 作の加速度または加加速度の減速がその加速または加加速の開始時点から実行さ れるため、精密加工開始時点では一般動作の速度値が通常の加速または加加速に おける速度値よりも確実に低下していることなり、精密加工に対する悪影響を有効に 低減できる。さらに精密加工動作終了の際には、その終了にともなって一般動作の 加速度または加加速度が通常の速度値に移行するため、加工時間の遅延を極力抑 制できる。
[0074] また、 1つの系統での精密加工中に、他の系統での動作が停止されたり、他の系統 での動作が終了するまで、 1つの系統での精密加工の開始が待たれたりすることがな ぐ単に、一般動作時間の加加速度や加速度等が低速度値になって、同一般動作 時間が終了遅延によりわずかに延長されるだけである。このため、前記のように、遅 延時間が余裕時間より短い場合は、遅延は消滅して延長時間は表出せず、遅延時 間が余裕時間より長い場合にのみ、その長い部分が延長時間として表出するだけで ある。従って、遅延が発生されたタイミング以降のすべての動作に対して遅延による 直接影響が与えられる前記特許文献 1の従来技術とは異なり、加工時間が無闇に長 くなることがなぐ加工効率を向上させることができる。
[0075] さらに、 1つの系統で精密加工が実行されるときに、他の系統で別の精密加工や通 常カ卩ェ等の加工が行われる場合には、その加工の動作速度等が抑制されることなく 、指定速度で加工動作が実行される。そして、精密加工の途中で、他の系統におい て、精密加工動作あるいは通常加工動作が開始あるいは終了したとしても、通常、そ の開始あるいは終了による振動等の変動は、工具交換等の一般動作と比較して無 視できる程度であり、加工精度に対する影響はほとんどない。よって、異なった系統 間で精密加工と精密加工あるいは通常カ卩ェとが並行して行われる際に、その加工精 度が低下したり、加工速度が遅くなつたりすることを防止することができる。
[0076] (第 2実施形態)
次に、この発明の第 2実施形態を、前記第 1実施形態と異なる部分を中心に説明す る。
この第 2実施形態では、図 10に示すように、加工プログラムの作成動作において、 主としてステップ S 204〜S 206の動作が、前述した図 3に示す第 1実施形態のステツ プ S104〜S106の動作と相違している。なお、その他のステップ S101〜S103及び S107〜S114の動作【こつ!ヽて ίま、 S204〜S206の動作【こ従うものの第 1実施形態 の動作と基本的に同一であるため、それらの動作の説明は省略する。
[0077] さて、この第 2実施形態の S204においては、前記 S103で時系列に配置された NC プログラムから、精密加工指定だけではなぐ通常加工指令も時系列に検索される。 次の S205においては、前記 S204の検索の結果、精密及び通常加工指令が存在し た力否かが判別され、それらの加工指令が存在した場合には S206へ移行され、カロ ェ指令が存在しなかった場合には S 114へ移行される。続いて、 S206においては、 前記 S204で検索された加工指令以降にも別の精密または通常加工指令が存在し ているかどうかが検索され、存在していれば前後の両加工指令間が精密加工動作を 含む加工期間として特定されて、その加工期間の開始タイミングと終了タイミングが 求められる。
[0078] その後は、前記第 1実施形態の場合と同様に、この加工期間の開始タイミングから 終了タイミングまでの間に、他の系統において工具交換等の一般動作が存在するか 否かが検索され、一般動作が存在する場合には、その一般動作の速度,加速度また は加加速度のうち、少なくとも一つの速度値が低下変更される。
[0079] 従って、この第 2実施形態においては、精密加工期間だけではなぐ通常加工期間 においても、一般動作の速度,加速度または加加速度のうち、少なくとも一つの速度 値が低下変更されるため、通常加工においても、高精度加工を達成できる。
[0080] (変更例)
なお、この実施形態は、次のように変更して具体ィ匕することも可能である。 • 前記実施形態においては、 NCプログラムからカ卩ェプログラムを作成して、その 加工プログラムにおいて精密加工または通常加工に対して他系統からの振動ゃ衝 撃により悪影響が与えられないようにした。これに対し、 NC部用 RAM49から中央演 算ユニット 45が NCプログラムを読み出す段階において、読み出しと同時に前記第 1 または第 2実施形態に示した一般動作の速度,加速度,加加速度の少なくとも一つ の速度値を低下変更する処理を実行してもよい。この場合は、 NCプログラムを適宜 先読みして精密加工動作が存在する力否かの解釈を行い、その解釈に基づいて上 述した速度値の低下処理を行った上で工作機械を動作させるように構成する。以上 のような構成からは、以下のような技術的思想を抽出できる。
[0081] · 複数のプログラムを同時に実行して被カ卩ェ物に対する加工を行うようにした工作 機械において、
前記プログラムに精密加工動作を指令するデータが存在するか否かを解析する解 析手段と、
前記データが存在する場合に、その前記精密加工動作の期間中に他のプログラム により実行される精密加工動作以外の動作の速度値がプログラムで指定される速度 値よりも低下されるように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする工作機械。
[0082] · 加工プログラムに基づいて力卩ェを実行した際に、実際の加工における一般動作 の遅延時間及び余裕時間を測定して、その測定結果に基づ 、て加工プラグラムを修 正して更新するようにしてもょ 、。
図面の簡単な説明 [0083] [図 1]第 1実施形態の工作機械における電気回路の構成を示すブロック図。
[図 2]図 1の工作機械における各機構部としての系統構成を示す図。
[図 3]図 1の工作機械におけるプログラムの変換動作を示すフローチャート。
[図 4]同じくプログラムの変換動作の一部を例示するタイムチャート。
[図 5]同じくプログラムの変換動作の他の一部を例示するタイムチャート。
[図 6]プログラム中の一般動作における直線的加減速動作の速度を示す線図。
[図 7]プログラム中の一般動作における S字加減速動作の加速度及び速度を示す線 図。
[図 8] (a) , (b) , (c) , (d)は精密加工動作期間が存在するプログラムに対応して、精 密加工動作期間が存在しないプログラムの一般動作の加速度等を変更する方法を 示す線図。
[図 9] (a) , (b) , (c)は精密加工動作期間が存在するプログラムに対応して、精密加 ェ動作期間が存在しないプログラムの一般動作の加速度等を変更する方法を示す 線図。
[図 10]第 2実施形態の工作機械におけるプログラムの変換動作を示すフローチャート 符号の説明
[0084] 21· ··工作機械、 22· ··主軸回転用モータ、 23Α· ··工具移動用モータ、 23B…工具 移動用モータ、 24…被力卩ェ物移動用モータ、 25…背面主軸台移動用モータ、 26· ·· 背面主軸回転用モータ、 27· ··解析手段、判定手段及び制御手段を構成する制御ュ ニット部、 45· ··中央演算ユニット、 49- --NC¾j¾RAM, 50…電子カムデータ作成ボ タン、 51"-ROM、 52- PC部用 RAM、 Α1 · ··主軸、 Α2· ··背面主軸、 TS1, TS2, T S3· ··工具、 · · ·加速度、 J- · *加加速度、 Μ500· · ·指令、 M501 · · ·指令、 V…速度

Claims

請求の範囲
[1] 複数の基本プログラムをそれぞれ加工プログラムに変換するとともに、複数の加工プ ログラムを同時に実行して被カ卩ェ物に対する加工を行うようにした工作機械において 前記基本プログラムに精密加工動作を指令するデータが存在するか否かを解析す る解析手段と、
前記データが存在する場合に、その前記精密加工動作の期間中に他のプログラム により実行される精密加工動作以外の動作の速度値が通常の速度値よりも低下され るように、前記加工プログラムの変換動作を制御する制御手段とを備えたことを特徴 とする工作機械。
[2] 前記制御手段は、基本プログラムにおける精密加工動作期間の開始タイミングと終 了タイミングとを認識するとともに、その認識に基づいて精密加工動作に対する前記 精密加工動作以外の動作の動作タイミングを判別することを特徴とする請求の範囲 第 1項に記載の工作機械。
[3] 前記制御手段は、前記精密加工動作以外の動作の速度値の低下に際して、同動 作の速度,加速度及び加加速度のうちの少なくとも一つの値を低下させることを特徴 とする請求の範囲第 1項または 2項に記載の工作機械。
[4] 前記解析手段は、加工開始前に前記基本プログラムに前記精密加工動作を指令 するデータが存在するか否かを解析することを特徴とする請求の範囲第 1項〜 3項の うちのいずれか一項に記載の工作機械。
[5] 前記精密加工動作以外の動作のデータが加工動作のデータである力否かを判定 する判定手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記判定手段が加工動作ではな!、と判定した場合に前記速度 値の低下制御を実行することを特徴とする請求の範囲第 1項〜 4項のうちのいずれか 一項に記載の工作機械。
[6] 複数の基本プログラムをそれぞれ加工プログラムに変換する工作機械のプログラム 変換方法において、
前記基本プログラムに精密加工動作期間が存在するか否かを解析し、 前記精密加工動作期間が存在する場合に、その精密加工動作期間中に別の基本 プログラムにおいて実行される精密加工動作以外の動作の速度値が通常の速度値 よりも低下されるように、基本プログラムを加工プログラムに変換することを特徴とする 工作機械のプログラム変換方法。
前記基本プログラムにおける精密加工動作期間の開始タイミングと終了タイミングと を認識するとともに、その認識に基づいて精密加工動作に対する前記精密加工動作 以外の動作の動作タイミングを判別することを特徴とする請求の範囲第 6項に記載の 工作機械のプログラム変換方法。
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