JP2000235411A - 加工情報を用いた数値制御装置 - Google Patents

加工情報を用いた数値制御装置

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JP2000235411A
JP2000235411A JP11035986A JP3598699A JP2000235411A JP 2000235411 A JP2000235411 A JP 2000235411A JP 11035986 A JP11035986 A JP 11035986A JP 3598699 A JP3598699 A JP 3598699A JP 2000235411 A JP2000235411 A JP 2000235411A
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本 一 郎 松
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田 純 藤
Koichi Kato
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 NCプログラムが規定する速度及び回転数以
外の加工情報を利用することにより、効果的な数値制御
を実現したり、あるいは、容易な設定変更によって異な
る工作機械にも流用可能にした数値制御装置を提供する
こと。 【解決手段】 本発明の数値制御装置20は、加工工具
とワークとの相対送り速度及び回転数を規定するNCプ
ログラム1と付加加工情報2とを有する入力プログラム
3が入力される入力部11を有している。解析部12
が、入力部11において入力される入力プログラム3か
ら、付加加工情報2とNCプログラム1とを各々分けて
読みとる。分配部13が、解析部12において読みとら
れたNCプログラム1に基づいて、加工工具についての
分配情報4を作成する。融合部14が、分配部13にお
いて作成された加工工具についての分配情報4と解析部
12で読みとられた付加加工情報2とを融合して、加工
工具のための制御情報5を作成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、NCプログラムに
基づいて数値制御を行う数値制御装置に係り、とりわ
け、NCプログラムが規定する速度及び回転数以外の加
工情報を利用して効果的な数値制御を実現する数値制御
装置に関している。
【0002】
【従来の技術】従来の数値制御装置は、図8に示すよう
に、NCプログラムが入力される入力部51と、入力部
51において入力されたNCプログラムに基づいてサー
ボ53の数値制御を行う制御部52とを有しており、当
該NCプログラムに基づいて数値制御を行うようになっ
ている。
【0003】NCプログラムは、通常CAM等で生成さ
れ、加工工具とワークとの相対送り速度及び回転数を制
御対象として規定している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記のように、従来の
数値制御装置においてNCプログラムが規定するのは、
加工工具とワークとの相対送り速度及び回転数のみであ
る。しかしながら、例えば実際の切削等において得られ
る付加的な情報は、数値制御を行う上で極めて有用な場
合がある。さらに、最近のコンピュータの発達により、
加工上有用な情報である工具負荷率等をシミュレーショ
ンで計算することが可能となっている。
【0005】また、加工工具とワークとの相対送り速度
及び回転数を規定するNCプログラムは、特定の工作機
械のために作成され、異なる工作機械にそのまま流用す
ることは基本的にできない。従って、従来の数値制御装
置の場合、適用する工作機械の種類ごとにNCプログラ
ムを作成する必要がある。
【0006】本発明は、このような点を考慮してなされ
たものであり、NCプログラムが規定する速度及び回転
数以外の加工情報を利用することにより、効果的な数値
制御を実現したり、あるいは、容易な設定変更によって
異なる工作機械にも流用可能にした数値制御装置を提供
することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、加工工具とワ
ークとの相対送り速度及び回転数を規定するNCプログ
ラムと付加加工情報とを有する入力プログラムが入力さ
れる入力部と、入力部において入力される入力プログラ
ムから、付加加工情報とNCプログラムとを各々分けて
読みとる解析部と、解析部において読みとられたNCプ
ログラムに基づいて、加工工具についての分配情報を作
成する分配部と、分配部において作成された加工工具に
ついての分配情報と解析部で読みとられた付加加工情報
とを融合して加工工具のための制御情報を作成する融合
部と、を備えたことを特徴とする加工情報を用いた数値
制御装置である。
【0008】本発明によれば、入力プログラムに含まれ
る付加加工情報を利用して、加工工具についての分配情
報と付加加工情報とを融合して加工工具のための制御情
報を作成するため、より高精度な数値制御が実現可能と
なる。
【0009】また本発明は、加工工具とワークとの相対
送り速度及び回転数を規定するNCプログラムが入力さ
れる入力部と、入力部において入力されるNCプログラ
ムから、加工工具についての分配情報を作成する分配部
と、分配部において作成された加工工具についての分配
情報に基づいて、付加加工情報を作成する加工情報生成
部と、分配部において作成された加工工具についての分
配情報と加工情報生成部で作成された付加加工情報とを
融合して加工工具のための制御情報を作成する融合部
と、を備えたことを特徴とする加工情報を用いた数値制
御装置である。
【0010】本発明によれば、加工情報生成部によっ
て、加工工具についての分配情報に基づく付加加工情報
が生成され、加工工具についての分配情報と付加加工情
報とを融合して加工工具のための制御情報を作成するた
め、より高精度な数値制御が実現可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。
【0012】図1は、本発明の第1の実施の形態による
数値制御装置を示す概略ブロック図である。図1に示す
ように、本発明の第1の実施の形態の数値制御装置20
は、加工工具とワークとの相対送り速度及び回転数を規
定するNCプログラム1と付加加工情報2とを有する入
力プログラム3が入力される入力部11を備えている。
【0013】入力部11は、入力部11において入力さ
れる入力プログラム3から、付加加工情報2とNCプロ
グラム1とを各々分けて読みとる解析部12に接続され
ている。解析部12は、解析部12において読みとられ
たNCプログラム1に基づいて、加工工具についての分
配情報4を作成する分配部13に接続されている。
【0014】解析部12及び分配部13は、分配部13
において作成された加工工具についての分配情報4と解
析部12で読みとられた付加加工情報2とを融合して加
工工具のための制御情報5を作成する融合部14に接続
されている。融合部14は、制御対象であるサーボ15
に接続されている。
【0015】付加加工情報2は、本実施の形態では、加
工方式がアップカットであるがダウンカットであるかに
ついての情報である。この情報は、NCプログラム1を
用いた各種のシミュレーションによって加工ブロック毎
の情報として得ることができる。あるいは、CAM等に
よってNCプログラム1を作成する際に、内部に持って
いるデータに基づいて演算等によって得ることができ
る。
【0016】入力プログラム3の一例を図2に示す。図
2においては、アップカットはG881、ダウンカット
はG882、データキャンセルはG883とされ、それ
ぞれモーダルデータである。
【0017】分配情報3とは、例えば単位サンプリング
時間における、加工工具の指令速度及び指令回転数であ
る。
【0018】制御情報5とは、例えば単位サンプリング
時間における、サーボ15の具体的な制御パラメータで
ある。
【0019】また、本実施の形態の融合部14は、付加
加工情報2に基づいて適合するオフセット値を算出する
オフセット値算出部14aと、オフセット値算出部14
aが算出したオフセット値2aと分配情報4とを融合し
て制御情報5を作成する本体部14bとを有している。
【0020】次に、このような構成よりなる本実施の形
態の作用について説明する。
【0021】まず入力部11に、加工工具とワークとの
相対送り速度及び回転数を規定するNCプログラム1と
付加加工情報2とを有する入力プログラム3が入力され
る。
【0022】入力部11において入力された入力プログ
ラム3は、解析部12によって、付加加工情報2とNC
プログラム1とに各々分けて読みとられる。
【0023】解析部12において読みとられたNCプロ
グラム1に基づいて、分配部13が加工工具についての
分配情報4を作成する。
【0024】一方、解析部12において読みとられた付
加加工情報2に基づいて、融合部14のオフセット値算
出部14aが適合するオフセット値2aを算出する。付
加加工情報2により、高精度にオフセット値2aが算出
される。
【0025】そして、融合部14の本体部14bが、オ
フセット値算出部14aが算出したオフセット値2aと
分配情報4とを融合して制御情報5を作成する。高精度
に算出されたオフセット値2aを利用して分配情報を補
正することにより、高精度な制御情報5が得られる。制
御情報5は、制御対象であるサーボ15に送られる。
【0026】以上のように、本実施の形態によれば、付
加加工情報2によって高精度にオフセット値2aが算出
されるため、その加工に最適なオフセット値での加工が
より容易であり、そのオフセット値によって分配情報4
が補正されるため、加工誤差の少ない高精度な制御情報
5が得られる。
【0027】特に、同じ経路を加工する場合でもアップ
カットとダウンカットとでは切削抵抗の掛かり方が異な
るため、本実施の形態においてアップカットであるかダ
ウンカットであるかの情報を付加加工情報2としてオフ
セット値の決定に利用していることは、極めて有効であ
る。
【0028】なお、アップカットまたはダウンカットの
各々の加工方式に対応するオフセット値は、各種のシミ
ュレーションやCAMでの演算の他、例えば実際のテス
ト加工の結果などから求めることができる。そのオフセ
ット値そのものを付加加工情報2とすることも可能であ
る。
【0029】次に、本発明の第2の実施の形態の数値制
御装置について図3を用いて説明する。図3は、第2の
実施の形態の数値制御装置の概略ブロック図である。
【0030】図3に示すように、本実施の形態の数値制
御装置20においては、付加加工情報2が、加工工具の
工具負荷率に関する情報となっている。工具負荷率は、
NCプログラム1を用いた各種のシミュレーションによ
って加工ブロック毎の情報として得ることができる。あ
るいは、CAM等によってNCプログラム1を作成する
際に、内部に持っているデータに基づいて演算等によっ
て得ることができる。
【0031】この場合の入力プログラム3の一例を図4
に示す。NCプログラム1で指令された速度(分配速
度)をF、その速度で加工した場合の負荷率をLとし、
目標の工具負荷率をLMとした場合、工具負荷を考慮し
た場合の速度FLは、FL=F×LM/Lから求められ
る。すなわち、どの機械で加工されるかを考慮せずCA
Mが最適な速度指令Fを付けてNCプログラムを生成し
た場合、その最適な速度で加工した場合の工具負荷率L
を付加情報とすれば、目標とする工具負荷率LMによっ
て速度FLを生成することができる。
【0032】また、本実施の形態の融合部14は、付加
加工情報2に基づいて適合する工具負荷率2b(L)を
算出する工具負荷率算出部14cと、工具負荷率算出部
14cが算出した工具負荷率2bと分配情報4(Fを含
む)とを融合して、工具負荷率(LM)を一定の値に保
つような制御情報5(FLを含む)を作成する本体部1
4dとを有している。本体部14dは、例えば、指定さ
れた除去量の場合の負荷を100%とした場合の割合を
指令するような態様で、制御情報5を作成するようにな
っている。
【0033】その他の構成は、図1に示す第1の実施の
形態と同様の構成である。第2の実施の形態において、
図1に示す第1の実施の形態と同一の部分には同一の符
号を付して詳細な説明は省略する。
【0034】本実施の形態においては、融合部14の本
体部14dが、工具負荷率算出部14cが算出した工具
負荷率2b(L)と分配情報4(Fを含む)とを融合し
て、工具負荷率(LM)を所定の値において一定に保つ
ような制御情報5(FLを含む)を作成する。
【0035】本実施の形態によれば、工具負荷率を加工
情報として利用する制御を行うことにより、加工工具の
異常な摩耗や損傷を防ぎ、最適な速度で加工を行うこと
ができる。
【0036】また、本実施の形態の数値制御装置20
は、工具負荷率が低くないと加工できない工作機械に、
工具負荷率が高いNCプログラムを変更すること無く適
用して、最適な加工を行うことができる。例えば、指令
速度Fが2000で工具負荷率が60%になるNCプロ
グラムがあったとして、このNCプログラムを工具負荷
率が30%までしか耐えられない工作機械に適用すると
する。従来の数値制御装置では、工具負荷が30%以下
になるようにNCプログラムの指令速度を低く書き直す
必要があるが、本実施の形態の数値制御装置では、FL
=F×LM/Lより、FL=2000×30/60=1
000となり、NCプログラムを書き直さなくても、速
度を低くして工具負荷を30%に保つような制御情報を
生成することができる。
【0037】なお、前記の実施の形態において、工具負
荷率は、シミュレーションに限られずテスト加工等から
も得られることは言うまでもない。例えば、主軸電流フ
ィードバックにより工具負荷率を求める数値制御装置を
利用してもよい。このような数値制御装置を用いて工具
負荷率を付加加工情報2とした入力プログラム3を作成
するシステムを、図5に示す。
【0038】図5のプログラム作成システム30は、N
Cプログラム1が入力される入力部31と、制御対象の
サーボ33と、入力部31によって入力されたNCプロ
グラム1に従ってサーボ33を制御する数値制御装置3
2と、サーボ33の加工状態における主軸電流を検出す
る主軸電流センサ34とを備えている。
【0039】主軸電流センサ34は数値制御装置32に
接続されており、数値制御装置32は、主軸電流センサ
34が検出した主軸電流に基づいて工具負荷率を演算
し、その情報をNCプログラム1に付加することができ
るようになっている。また、数値制御装置32には出力
部35が接続され、工具負荷率の情報が付加されたNC
プログラムが出力部35から出力されるようになってい
る。
【0040】このようなシステム30によれば、実際の
加工状態から工具負荷率に関する情報を得て、工具負荷
率を付加加工情報2とする入力プログラム3を容易に作
成することができる。
【0041】以上から、付加加工情報を付加したプログ
ラムを得る方法は、以下のように整理される。 (1)CAMが内部に持っている加工情報をNCプログ
ラムに付加する。 (2)NCプログラムをシミュレーションに用いて加工
情報を得て、NCプログラムに付加する。 (3)実際に加工を行い、その時の加工情報をNCプロ
グラムに付加する。
【0042】その他、数値制御装置内部で加工情報を得
る方法もある。このような態様を採用した本発明の第3
の実施の形態を図6に示す。図6に示すように、本発明
の第3の実施の形態の数値制御装置40は、加工工具と
ワークとの相対送り速度及び回転数を規定するNCプロ
グラム1が入力される入力部41を備えている。
【0043】入力部41は、入力部41において入力さ
れるNCプログラム1に基づいて、加工工具についての
分配情報4を作成する分配部43に接続されている。
【0044】分配部43には、分配部43において作成
された加工工具についての分配情報4に基づいて付加加
工情報2を作成する加工情報生成部46が接続されてい
る。また、分配部43には、分配部43において作成さ
れた加工工具についての分配情報4と加工情報生成部4
6で作成された付加加工情報2とを融合して加工工具の
ための制御情報5を作成する融合部44が接続されてい
る。融合部44は、制御対象であるサーボ45に接続さ
れている。
【0045】本実施の形態の加工情報生成部46は、ワ
ークデータ6が設定入力され、分配部43による分配情
報4に基づいてシミュレーションを行って付加加工情報
2を生成するようになっている。ワークデータ6として
は、CADデータを用いることも可能であるが、レーザ
測定器等で測定した実際のデータを用いる方が、より正
確な付加加工情報を得ることができるので好ましい。
【0046】次に、このような構成よりなる本実施の形
態の作用について説明する。
【0047】まず入力部41に、加工工具とワークとの
相対送り速度及び回転数を規定するNCプログラム1が
入力される。
【0048】入力部41において入力されたNCプログ
ラム1に基づいて、分配部43が加工工具についての分
配情報4を作成する。
【0049】分配部43において作成された分配情報4
に基づいて、加工情報生成部46が、ワークデータ6を
用いたシミュレーションにより、付加加工情報2を生成
する。
【0050】そして、融合部44が、加工情報生成部4
6が生成した付加加工情報2と分配情報4とを融合して
制御情報5を作成する。制御情報5は、制御対象である
サーボ45に送られる。
【0051】本実施の形態によれば、加工情報生成部4
6が付加加工情報2を生成し、これを制御に用いること
により、より高精度な制御が実現できる。
【0052】次に、本発明の第4の実施の形態の数値制
御装置について図7を用いて説明する。図7は、第4の
実施の形態の数値制御装置の概略ブロック図である。
【0053】図7に示すように、本実施の形態の数値制
御装置20は、融合部14とサーボ15との間に、制御
情報5に形状情報を考慮した処理を施して形状考慮情報
5sとしてサーボ15に送る形状考慮部16が設けられ
ている他は、図1に示す第1の実施の形態と同様の構成
である。第4の実施の形態において、図1に示す第1の
実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な
説明は省略する。
【0054】本実施の形態においては、付加加工情報を
用いて位置・速度制御を行った後、形状考慮部16によ
って形状に対応した加減速制御を実施するため、より高
品位な加工面を得ることができる。
【0055】
【発明の効果】以上のように、本発明の数値制御装置に
よれば、NCプログラムが規定する速度及び回転数以外
の加工情報を利用するため、効果的な数値制御を実現す
ることができる。あるいは、異なる工作機械にも、容易
な設定変更によって流用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による数値制御装置の第1の実施の形態
を示す概略ブロック図。
【図2】図1の入力部に入力される入力プログラムの一
例を示す図。
【図3】本発明による数値制御装置の第2の実施の形態
を示す概略ブロック図。
【図4】図3の入力部に入力される入力プログラムの一
例を示す図。
【図5】プログラム作成システムの一例を示す図。
【図6】本発明による数値制御装置の第3の実施の形態
を示す概略ブロック図。
【図7】本発明による数値制御装置の第4の実施の形態
を示す概略ブロック図。
【図8】従来の数値制御装置を示す概略ブロック図。
【符号の説明】
1 NCプログラム 2 付加加工情報 2a オフセット値 2b 工具負荷率 3 入力プログラム 4 分配情報 5 制御情報 5s 形状考慮情報 6 ワークデータ 11 入力部 12 解析部 13 分配部 14 融合部 14a オフセット値算出部 14b 本体部 14c 工具負荷率算出部 14d 本体部 15 サーボ 16 形状考慮部 20 数値制御装置 30 プログラム作成システム 31 入力部 32 数値制御装置 33 サーボ 34 主軸電流センサ 35 出力部 40 数値制御装置 41 入力部 43 分配部 44 融合部 45 サーボ 46 加工情報生成部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加 藤 孝 一 静岡県沼津市大岡2068の3 東芝機械株式 会社沼津事業所内 Fターム(参考) 5H269 AB05 BB08 CC17 EE01 EE07 EE13 EE29 FF07 GG06 NN07 NN16

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】加工工具とワークとの相対送り速度及び回
    転数を規定するNCプログラムと付加加工情報とを有す
    る入力プログラムが入力される入力部と、 入力部において入力される入力プログラムから、付加加
    工情報とNCプログラムとを各々分けて読みとる解析部
    と、 解析部において読みとられたNCプログラムに基づい
    て、加工工具についての分配情報を作成する分配部と、 分配部において作成された加工工具についての分配情報
    と解析部で読みとられた付加加工情報とを融合して加工
    工具のための制御情報を作成する融合部と、を備えたこ
    とを特徴とする加工情報を用いた数値制御装置。
  2. 【請求項2】加工工具とワークとの相対送り速度及び回
    転数を規定するNCプログラムが入力される入力部と、 入力部において入力されるNCプログラムから、加工工
    具についての分配情報を作成する分配部と、 分配部において作成された加工工具についての分配情報
    に基づいて、付加加工情報を作成する加工情報生成部
    と、 分配部において作成された加工工具についての分配情報
    と加工情報生成部で作成された付加加工情報とを融合し
    て加工工具のための制御情報を作成する融合部と、を備
    えたことを特徴とする加工情報を用いた数値制御装置。
  3. 【請求項3】付加加工情報は、加工方式がアップカット
    であるかダウンカットであるかについての情報であるこ
    とを特徴とする請求項1または2に記載の数値制御装
    置。
  4. 【請求項4】付加加工情報は、加工工具の工具負荷率に
    ついての情報であることを特徴とする請求項1または2
    に記載の数値制御装置。
JP03598699A 1999-02-15 1999-02-15 加工情報を用いた数値制御装置 Expired - Lifetime JP3998846B2 (ja)

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