JP5199425B2 - 自動的に加工方向を切換え可能な手動加工機能を備えた数値制御装置 - Google Patents
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Description
ところが、斜め直線加工や円弧加工等をこれらの汎用の工作機械を用いて加工することは困難である。こうした問題を対応するための、汎用の工作機械を用いて試作品などの加工を行うことができる数値制御装置がある。例えば、特許文献1には、斜め直線、円弧の形状などの指定形状を指定し、手動パルス発生器などを用いて前記指定形状に対して並行方向と垂直方向に工具の現在位置の移動を指令する手段を具備する数値制御装置の技術が開示されている。ここで、並行方向とは工具の現在位置と指定形状との距離を維持しつつ前記指定形状に沿う方向を意味し、垂直方向とは工具の現在位置から前記指定形状の法線方向に沿う方向を意味する。
特許文献1に開示される数値制御装置を用いて図11に示す経路のように工具の移動を行いワークの加工を行う場合、特許文献1の段落「0042」〜「0044」に記載されるように、オペレータは手動パルス発生器の選択スイッチ(特許文献1に記載される符号41bの部位)を繰り返し操作しなければならない。また、図12に示す経路でワークの加工を行うこともできるが、この場合は切換えスイッチ(特許文献1に記載される符号43の部位)を繰り返し操作することになる。このように、選択スイッチや切換えスイッチを切換える操作が頻繁に発生することはオペレータにとって操作性が悪く作業効率も向上しにくいという課題があった。
請求項2に係る発明は、前記移動方向自動切換え部によって切換わった相対移動の方向を表示する表示部を有することを特徴とする請求項1に記載の数値制御装置である。
請求項3に係る発明は、前記指定形状の法線方向に沿う工具と被加工物の相対移動の1回あたりの移動量を設定する設定部を有し、前記移動方向自動切換え部で法線方向に沿う工具と被加工物の相対移動に切換わった後の切換わった位置からの移動量が前記1回あたりの移動量に達した場合には、工具と被加工物の相対移動の方向を前記指定形状の法線方向に沿う工具と被加工物の相対移動から前記指定形状に沿う工具と被加工物の相対移動に切換えることを特徴とする請求項1に記載の数値制御装置である。
請求項5に係る発明は、前記指定形状の法線方向に沿う工具と被加工物の相対移動の1回あたりの移動量を指定形状からの距離によって設定できることを特徴とする請求項4に記載の数値制御装置である。
請求項6に係る発明は、加工する被加工物の素材形状を入力する入力部と、工具の形状情報を入力する入力部と、前記被加工物の素材形状、工具の形状情報、工具の現在位置から工具が素材形状の領域外であるかどうか判断する判断部と、を有し、工具の現在位置が素材形状の領域外の場合のみ前記移動方向自動切換え部が有効となることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一つに記載の数値制御装置である。
図1は本発明の数値制御装置の概要を説明する図である。数値制御装置1は、図形記憶部2、補間部4、軸制御回路18、サーボアンプ19、表示装置/MDIパネル25、機械操作盤40を備える。移動指令部としての機械操作盤40には工具の移動を指令するパルス信号を出力する手動パルス発生器41の移動方向を指示するハンドル41aが取付けられている。
図形記憶部2は、グラフィック制御回路15を介してガイダンス情報を表示装置16に表示する。また、図形記憶部2は、オペレータがキーボード17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、図形記憶部2に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15を介して表示装置16に表示される。なお、キーボード17は請求項1の指定形状入力部に対応する。また表示装置16は請求項2の表示部に対応する。
なお本明細書において、並行方向とは工具の現在位置と指定形状との距離を維持しつつ前記指定形状に沿う方向を意味し、垂直方向とは工具の現在位置から前記指定形状の法線方向に沿う方向を意味する。
グラフィック制御回路15はガイダンス情報や入力された指定形状等を表示可能な信号に変換し、表示装置16に与える。表示装置16には液晶表示装置が使用される。軸制御回路18はプロセッサ11から補間パルスCP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19に出力制御する。
PMC(プログラマブル・マシン・コントローラ)22は加工プログラムの実行時に、バス30を経由してT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20を制御する。また、対話型数値制御装置では工作機械20から状態信号を受けて、シーケンス処理を行い、バス30を経由してプロセッサ11に必要な入力信号を転送する。
なお、バス30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ェアキー23が接続されている。このソフトウェアキー23は、表示装置16、キーボード17とともに、表示装置/MDIパネル25に設けられる。
●[ステップSA01]補間のためのパルス信号の出力は0か否か判断し、出力が0(つまり、YES)の場合にはステップSA02へ移行し、出力が0でない(つまり、NO)場合にはステップSA04に移行する。
●[ステップSA02]自動切換えフラグFAは0か否か判断し、FAが0(つまり、YES)の場合にはステップSA03へ移行し、出力が0でない(つまり、NO)場合にはステップSA05へ移行する。
●[ステップSA03]時間カウンタをインクリメントする。
●[ステップSA04]自動切換えフラグFAを0にする。
●[ステップSA05]時間カウンタをクリアし、処理を終了する。
●[ステップSA06]時間カウンタの時間は設定した時間を超過したか否か判断し、時間カウンタの時間が設定した時間を超過した場合(つまり、YESの場合)にはステップSA07に移行し、超過していない場合(つまり、NOの場合)には処理を終了する。
●[ステップSA07]時間カウンタをクリアする。
●[ステップSA08]自動切換えフラグFAを1にする。
●[ステップSA09]移動方向は並行方向か否か判断し、並行方向の場合(つまり、YESの場合)にはステップSA10へ移行し、並行方向ではない場合(つまり、NOの場合)にはステップSA11へ移行する。
●[ステップSA10]移動方向を垂直方向に切換え、処理を終了する。
●[ステップSA11]移動方向を並行方向に切換え、処理を終了する。
本発明の第3の実際形態(「請求項3」に対応)は、垂直方向に沿う工具移動において1回あたりの移動量が、あらかじめ設定した値に達した場合には垂直方向に沿う工具移動から並行方向に沿う工具移動に工具の移動方向を切換えるというものである。なお、工具131を移動すること、あるいは、ワーク200側を移動することにより、前記垂直方向に沿う工具移動が行われる。
前記あらかじめ設定した値は、例えばキーボード17を用いて数値制御装置1の不揮発性メモリ14に格納格納されているものとする。ここで、不揮発性メモリ14が請求項3の設定部に対応する。
●[ステップSB01]移動方向は垂直方向か否か判断し、垂直方向(つまり、YES)の場合、ステップSB02へ移行し、垂直方向ではない(つまり、NO)場合、処理を終了する。
●[ステップSB02]前回、移動方向自動切換え部が実行されたときの工具の位置からの工具の移動量は設定した移動量以上か否か判断し、以上の場合(つまり、YESの場合)、ステップSB03へ移行し、以上ではない場合(つまり、NOの場合)、処理を終了する。
●[ステップSB03]移動方向を並行方向に切換え、処理を終了する。
例えば、並行方向のハンドルを回す方向と工具移動の向きの関連付けはaとcを交互に行う、同様に垂直方向はbとdを交互に行う、という仕組みを設ければ、一方向にハンドルを回したり止めたりするだけで図8の加工ができるようになる。
ここで垂直方向の移動量の設定された値は例えばキーボード17を用いて不揮発性メモリ14に予め格納しておく。
ここでキーボード17を用いて不揮発性メモリ14に指定形状からの距離によって変化する垂直方向の1回あたりの移動量を予め格納しておく。
なお、工具の形状情報や加工する被加工物の素材形状は図示しないインタフェースを介して予め不揮発性メモリ14に格納しておくことができる。ここで、不揮発性メモリ14が請求項6の入力部に対応する。
●[ステップSC01]移動指令監視部の判断結果は自動切換え実行可能か否か判断し、自動切換え可能な場合(つまり、YESの場合)、ステップSC02へ移行し、自動切換え可能ではない場合(つまり、NOの場合)、処理を終了する。
●[ステップSC02]工具の現在位置は素材形状の領域外であるか否か判断し、領域外の場合(つまり、YESの場合)、ステップSC03へ移行し、領域外ではない場合(つまり、NOの場合)、処理を終了する。
●[ステップSC03]移動方向自動切換え部の処理を実行し、処理を終了する。
2 図形記憶部
4 補間部
15 グラフィック制御回路
16 表示装置
17 キーボード
18 軸制御回路
19 サーボアンプ
20 工作機械
23 ソフトウェアキー
25 表示装置/MDIパネル
40 機械操作盤
41 手動パルス発生器
130 指定形状
131 工具
200 ワーク
HP パルス信号
JP パルス信号
CP 補間パルス
Claims (6)
- 少なくとも2軸以上の可動部を有し、該可動部を駆動して工具と被加工物を相対移動させることによって被加工物を加工する工作機械を制御する数値制御装置において、
斜め直線又は円弧を含む指定形状を入力する指定形状入力部と、
前記指定形状入力部により入力された前記指定形状を記憶する図形記憶部と、
手動操作に従って補間のためのパルス信号を出力する移動指令部と、
前記パルス信号を受けて、前記可動部を駆動するための補間パルスを出力する補間部と、
予め設定された時間内に前記補間のためのパルス信号が出力されたか否かを監視する移動指令監視部と、
前記移動指令監視部で一定時間パルス信号が出力されなかったと判断した場合には、前記指定形状に沿う工具と被加工物の相対移動と、工具の現在位置から前記指定形状の法線方向に沿う工具と被加工物の相対移動とを切換える移動方向自動切換え部と、
を有することを特徴とする数値制御装置。 - 前記移動方向自動切換え部によって切換わった相対移動の方向を表示する表示部を有することを特徴とする請求項1に記載の数値制御装置。
- 前記指定形状の法線方向に沿う工具と被加工物の相対移動の1回あたりの移動量を設定する設定部を有し、
前記移動方向自動切換え部で法線方向に沿う工具と被加工物の相対移動に切換わった後の切換わった位置からの移動量が前記1回あたりの移動量に達した場合には、工具と被加工物の相対移動の方向を前記指定形状の法線方向に沿う工具と被加工物の相対移動から前記指定形状に沿う工具と被加工物の相対移動に切換えることを特徴とする請求項1に記載の数値制御装置。 - 前記指定形状の法線方向に沿う工具と被加工物の相対移動の1回あたりの移動量は、指定形状に近づく方向と、指定形状から離れる方向でそれぞれ異なる値を設定できることを特徴とする請求項3に記載の数値制御装置。
- 前記指定形状の法線方向に沿う工具と被加工物の相対移動の1回あたりの移動量を指定形状からの距離によって設定できることを特徴とする請求項4に記載の数値制御装置。
- 加工する被加工物の素材形状を入力する入力部と、
工具の形状情報を入力する入力部と、
前記被加工物の素材形状、工具の形状情報、工具の現在位置から工具が素材形状の領域外であるかどうか判断する判断部と、を有し、
工具の現在位置が素材形状の領域外の場合のみ前記移動方向自動切換え部が有効となることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一つに記載の数値制御装置。
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