WO1990011558A1 - Systeme de commande d'un dispositif a commande numerique - Google Patents

Description

明 細 書 数値制御装置の指令方式 技 術 分 野

本発明は工作機械等を制御する数値制御装置の指令方式に 係り、 特に複合工作機械を制御する数値制御装置の指令方式 に関する。 背 景 技 術

数値制御装置 （N C ) や P C (プログラマブル · コ ン ト口 ーラ） 等は 1個の制御システムで多数の仕様の異なつた工作 機械等を制御の対象としている。

従来、 数値制御装置ではヮークの断面が一般に円形の場合、 X軸座標の寸法の指定に直径値又は半径値を用いていた。 直 径値で指定する場合を直径指定、 半径値で指定する場合を半 径指定という。 数値制御装置ではいずれの指定を用いるかパ ラメ ータで自由に選択できるようになつていた。

工作機械等を数値制御装置で制御する場合、 パラメ ータで 直径指定又は半径指定のいずれかを一旦設定すると、 設定さ れた指定値に統一して加工プログラムを作成しなければなら ず、 直径指定時における円弧補間の Iや Rの半径値の場合を 除いて、 両者 （直径指定又は半径指定） を混用することはで きなかった。

工作機械の中でも特に旋盤は旋削部品の寸法を図面上、 直 径値で表すことが多いため、 それを制御する数値制御装置で はパラメ ータを直径指定に設定し、 加工プログラムを作成す る場合が多い。

一方、 工作機械の中にはターニングセンタ と呼ばれる複合 加工 N C旋盤がある。 この複合加工 N C旋盤は、 回転するヮ ークを固定形刃物で切削する通常の切削加工の他に、 回転形 刃物を備えており、 この回転形刃物でミ ーリ ング加工 （ェン ド ミ ル加工、 ド リ ル加工、 タ ップ加工等） を行う ことができ る。 このような複合加工: C装置を制御する数値制御装置で は切削加工は直径指定で、 ミ一リ ング加工等は半径指定でプ 口グラ ミ ングする方が望ましい。 しかし、 従来はパラメ ータ 設定されたいずれかの指定値で加工プログラムを作成するし カヽなかった。

従って、 直径指定で作成された旋盤用のプログラムと、 半 径指定で作成されたド リル用のプログラムとを合成して複合 加工 N C装置用のプログラムを作成しょうとした場合、 両プ ログラムをそのまま合成することはできず、 どちらか一方の プログラムを全面的に書き換えなければならず、 大変無駄で めった ο 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、 同一 加工プログラム中で直径指定と半径指定とを混用できる数値 制御装置の指令方式を提供することを目的とする。

本発明では上記課題を解決するために、 加工プログラムに応じて複合工作機械を制御する数値制御 装置の指令方式において、 座標値の直径指定及び半径指定を 加工プログラム中の Gコードで切り換えられるように構成し たことを特徵とする数値制御装置の指令方式が、 提供される。 座標値の直径指定及び半径指定を Gコ一ドで切り換えられ るようにしたので、 工作機械の加工に応じた指定値でプログ ラ ムを作成することができる。 また、 直径指定又は半径指定 で別々に作成された加工プログラムを合成する際に、 プログ ラムの先頭に直径指定又は半径指定のいずれかの Gコードを 指定するだけで両プログラムを容易に合成することができる 図 面 の 簡 単 な 説 明 第 1図は本発明の一実施例の概念を説明するための図、 第 2図は本発明を実施するための数値制御装置 （C N C ) のハ ー ドウエアのブロ ック図である。 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。

第 1図は本発明の一実施例の概念を説明するための図であ る。 図中、 aの付いたものは加工プログラム 8 aによる制御 状態を、 bの付いたものは加工プログラム 8 bによる制御状 態をそれぞれ示す。

工作機械 1 aは数値制御装置 7 aによって制御される。 ヮ —ク 3 aはチャ ッ ク 2 aに保持される。 ワーク 3 a及びチヤ ック 2 aは数値制御装置 7 aの指令で回転する主軸 （図示せ ず） によって回転する。 数値制御装置 7 aは工具台 4 aの Z 軸方向の移動と、 主軸 （C軸） の回転を制御する。 ワーク 3 には工具台 4 aに保持されたバイ ト等の固定形工具 5 aに よって切削加工が施される。 この切削加工によってワーク 3 aは所望形状に加工される。 固定形工具 5 aは切削加工中は 移動しないように工具台 4 aに固定されている。

以上の動作は数値制御装置 7 aの加工プログラム 8 aによ つて実行される。 加工プログラム 8 aの先頭には Γ G d d J の Gコー ド 9 aが指定される。 この Gコー ド 9 a Γ G d d J は X軸座標の寸法を直径値に指定するものであり、 この Gコ ード 9 a以降の X軸座標の寸法は全て直径指定として数値制 御装置 7 a内部では処理される。 「HJ には使用されてい ない Gコ一ドの審号を任意に設定する。

加工プログラム 8 aが終了し、 次に加工プログラム 8 が 実行される。 工作機械 1 bは工具台 4 bを回転させ、 固定形 工具 5 bをエ ン ド ミ ル等の回転形工具 6 bに交換する。 そし て、 この回転形工具 6 bによってワーク 3 bの側面にミーリ ング加工が施される。 数値制御装置 7 bは工具台 4 bの Z軸 方向の移動と、 回転形工具 6 bの回転と、 ワーク 3 bの回転 と、 工具合 4 bの回転を制御する。

この動作を行う時の加工プログラム 8 bの先頭には 「G丄 丄 J の Gコード 9 bが指定される。 この Gコード 9 b Γ G r 上」 は X軸座標の寸法を半径値に指定するものであり、 この Gコード 9 b以降の X軸座標の寸法は全て半径指定として数 値制御装置 7 b内部では処理される。 Γ r r j には使用され ていない Gコードの審号を任意に設定する。

従って、 従来のようにパラメ 一夕で設定していた指定値 （ 直径指定又は半径指定） のいずれかで加工プログラムを統一 する必要はなく、 工作機械の加工に応じた指定値でプログラ ムを作成することができる。 また、 直径指定と半径指定とで 別々に作られていた加工プログラムを合成する際に、 プログ ラムの先頭に Gコ一ド 「G_^J 及び 「GJ^J を措定する だけで両プ σグラムを容易に合成することが可能となる。

次に、 本実施例の数値制御装置の構成を説明する。

第 2図は本発明を実施するための数値制御装置 （C N C) のハードウエアのブロッ ク図である。

図において、 1 0は数値制御装置 （C N C) である。 プロ セッサ 1 1 は数値制御装置 （C N C) 1 0全体の制御の中心 となるプロセッサであり、 バス 2 1を介して、 R ΟΜ 1 2に 格納されたシステムプログラムを読み出し、 このシステムプ □グラムに従って、 数値制御装置 （C N C) 全体の制御を実 行する。 R AM I 3には一時的な計算データ、 表示データ等 が格納される。 R AM 1 3には D R AMが使用される。 CM 0 S 1 には工具補正量、 ピッチ誤差補正量、 加工プ πグラ ム及びパラメ ータ等が格納される。 本実施例ではここに格納 された加工プログラム中の Gコー ド rG d d， G r r j によ つて直径指定と半径指定の選択がなされる。 CMO S 1 4は、 図示されていないバッテリでバックアツプされ、 数値制御装 置 （C N C) 1 0の電源がオフされても不揮発性メモリ とな つているので、 それらのデータはそのまま保持される。 イ ンタフヱース 1 5は外部機器用のィ ンタフヱースであり、 紙テープリーダ、 紙テープパンチヤー、 紙テープリーダ 'パ ンチヤ一等の外部機器が接続される。 紙テープリ一ダからは 加工プログラム 8 a及び 8 bが読み込まれる。 また、 数値制 御装置 （CNC) 1 0内で編集された加工プログラムを紙テ ープパンチヤ一に出力することができる。

P M C (プ σグラマブル ♦ マシン · コ ン ト ローラ） 1 6は CNC 1 0に内蔵され、 ラダー形式で作成されたシーケ ンス プログラムで機械側を制御する。 すなわち、 加工プログラム で指令された、 Μ機能、 S機能及び Τ機能に従って、 これら をシーケンスプ πグラムで機械側で必要な信号に変換し、 I ΖΟュニッ ト 1 7から機械側に出力する。 この出力信号は機 械側のマグネッ ト等を駆動し、 油圧バルブ、 空圧バルブ及び 電気ァクチユエ一タ等を作動させたり、 工具台 4 a及び 4 b を回転させて工具を交換したりする。 また、 機械側のリ ミ ッ ト スイ ツチ及び機械操作盤のスィ ッチ等の信号を受けて、 必 要な処理をして、 プロセッサ 1 1に渡す。

グラフ イ ツク制御回路 1 8は各軸の現在位置、 ァラ ーム、 パラメ ータ、 画像データ等のディ ジタルデータを画像信号に 変換して出力する。 この画像信号は C R TZMD Iユニッ ト 2 5の表示装置 2 6に送られ、 表示装置 2 6に表示される。 ィ ンタフヱース 1 9は C RT/MD Iュニッ ト 2 5内のキー ボード 2 7からのデータを受けて、 プロセッサ 1 1に渡す。

イ ンタ フ ェース 2 0は手動パルス発生器 3 2に接続され、 手動パルス発生器 3 2からのパルスを受ける。 手動パルス発 生器 3 2は機械操作盤に実装され、 手動で機械稼働部を精密 に移動させるのに使用される。

軸制御回路 4 1、 4 2及び 4 3はプロセッサ 1 1からの各 軸の移動指令を受けて、 各軸の指令をサ一ボアンプ 5 1、 5 2及び 5 3に出力する。 サ一ボアンプ 5 1、 5 2及び 5 3は この移動指令を受けて、 各軸のサーボモータ 6 1、 6 2及び 6 3を駆動する。 サーボモータ 6 1 は直線軸 （X軸） 用、 サ ーボモータ 6 2は Z軸用、 サ一ボモータ 6 3は回転軸 （C軸 ) 用のモータである。 サーボモータ 6 1、 6 2及び 6 3には 位置検出用のパルスコーダが内蔵されており、 このパルス コ ーダから位置信号がパルス列としてフ ィードバッ クされる。 場合によっては、 位置検出器として、 リニアスケールが使用 される。 また、 このパルス列を F Z V (周波数 Z速度） 変換 することにより、 速度信号を生成することができる。 さらに、 速度検出用にタコジェネレータが使用される場合もある。 図 ではこれらの位置信号のフイ ードバッ クライ ン及び速度フィ 一ドバックは省略してある。

ス ピン ドル制御回路 7 1及び 7 4はスピン ドル回転指令及 びスピン ドルのォ リ エンテーショ ン等の指令を受けて、 スピ ン ドルアンプ 7 2及び 7 5にスピン ドル速度信号を出力する。 スピン ドルアンプ 7 2及び 7 5 はこのスピン ドル速度信号 を受けて、 ス ピン ドルモータ 7 3及び 7 6を指令された回転 速度で回転させる。 また、 オ リ エンテーショ ン指令によって、 所定の位置にスピンドルを位置決めする。

ス ピン ドルモータ 7 3はワークを回転させるためのモータ であり、 加工の種類に応じてサーボモータ 6 3と交互に切り 換えられるようになっている。 ス ピン ドルモータ 7 6は回転 形工具 6 a及び 6 bを回転させるためのモータであり、 ミ ー リ ング加工の際に使用される。 ス ピン ドルモータ 7 3には歯 車あるいはベル トでポジショ ンコーダ 8 2が結合されている ₍ 従って、 ポジショ ンコーダ 8 2はス ピン ドル 7 3に同期して 回転し、 帰還パルスを出力し、 その帰還パルスはィ ンタフヱ ース 8 1を経由して、 プロセッサ 1 1 によって、 読み取られ る。 この帰還パルスは他の軸をスピン ドルモータ 7 3に同期 して移動させてネジ切り等の加工を行うために使用される。 以上説明したように本発明によれば、 同一の加工プログラ ム中で直径指定と半径指定とを混用することができるので、 複合加工を行う工作機械等のプログラ ミ ングが容易になる。 また、 直径指定と半径指定とで別々に作られていた加工プロ グラムを容易に合成することが可能となる。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 加工プログラムに応じて複合工作機械を制御する数值 制御装置の指令方式において、

座標値の直径指定及び半径指定を加工プログラム中の Gコ — ドで切り換えられるように構成したことを特徵とする数値 制御装置の指令方式。

2 . 前記加工プログラムは直径指定で作成された第 1のプ 口グラムと半径指定で作成された第 2のプログラムを合成し て作成されたことを特徵とする特許請求の範囲第 1項記載の 数値制御装置の指令方式。