JPH01264742A - Ｎｃプログラムデータ検証装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、ＮＣ加工に先立って行うＮＣプログラムデー
タの検証装置に係わり、特に同時制御軸数が４軸以上と
なる多軸加工のＮＣプログラムデータの検証に好適なＮ
Ｃプログラムデータ検証装置に関する。

（従来の技術） 従来のＮＣプログラムデータ検証装置として、例えば特
開昭６０−５７４０６号公報に記載の装置がある。

この従来装置は、入力されたＮＣプログラムデータに基
づき部品座標系での工具の移動軌跡を計算し、これを２
次元のグラフィック図形として表示すると共に、グラフ
ィック図形中のオペレータが指定した軌跡の始点と終点
の座標をｘ、　ｙ、　　ｚ軸の座標値で表示するもので
ある。この装置によれば、工具移動軌跡の始点と終点の
座標値が明確となるため、グラフィック図形のみから目
視により検証する方法に比べ、厳密な検証が可能になる
というメリットがある。

（発明が解決しようとする課題） しかし、上記従来装置は、工具移動軌跡の２次元のグラ
フィック図形と始点及び終点の座標値から検証を行うも
のであるから、工具軸の旋回運動を含む多軸加工のＮＣ
プログラムデータの検証には適していない。

即ち、第６図（ａ）に示すように、工具軸が例えば直交
座標系のＺ座標軸方向に固定され、工具の相対運動がｘ
、　ｙ、　　ｚ座標軸に平行な移動に限定される同時２
軸または３軸制御の加工態様においては、工具軸ベクト
ルａは常に一定でありかつ各ブロック毎の工具移動軌跡
ｂｌ、ｂ２は夫々直線となるため、各工具移動軌跡ｂｌ
、ｂ２の始点及び終点の座標値から加工の進行状況を正
確に把握出来る。しかし、第６図（ｂ）に示すように、
上記平行移動に加えてｘ、　ｙ、　　ｚ座標軸を中心と
するＡ、Ｂ、Ｃ軸の回転運動も行う同時４軸制御以上の
多軸加工においては、工具軸ベクトルａは逐次変化しか
つ各ブロック毎の工具移動軌跡ｂｌ。

ｂ２は直線とならないため、各工具移動軌跡ｂｌ。

ｂ２の始点及び終点の座標値だけでは、工具軸の方向と
工具移動軌跡の中間位置とが不明であり、確実な検証が
できない。

本発明は上記に鑑みなされたもので、回転運動が含まれ
る多軸加工のＮＣプログラムデータの検証を正確に行な
えるＮＣプログラムデータ検証装置を提供することを目
的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するため、第１図に示す構成
を採用する。即ち、本発明は、ＮＣプログラムデータを
入力するＮＣデータ入力手段１と、前記ＮＣプログラム
データに基づいて前記ＮＣプログラムデータの１ブロッ
クの始点、終点及び所定数の中間点についての機械座標
系における各軸の移動データを演算する移動データ演算
手段２と、前記移動データに基づいて部品座標系におけ
る前記始点、終点及び所定数の中間点での工具先端の座
標値を演算する部品先端座標値演算手段３と、前記移動
データに基づいて部品座標系における前記始点、終点及
び所定の中間点での工具軸ベクトルを演算する工具軸ベ
クトル演算手段４と、前記工具先端座標値及び工具軸ベ
クトルを表示する表示手段５とを備えたＮＣプログラム
データ検証装置を提供するものである。

（作　用） 上記構成によれば、ＮＣプログラムデータに基づいて、
各ブロックの始点、終点及び所定の中間点における部品
座標系における工具先端座標値および工具軸ベクトルが
演算され、それ等が表示される。始点、終点だけでなく
中間点についてもデータが演算されるので、工具移動軌
跡が曲線となる場合にもそれを確実に把握することがで
きる。

また、工具軸ベクトルが表示されるので、工具の方向が
分り、加工状況を確実に把握できる。表示の方法はグラ
フィック表示や数値表示などが採用でき、それにより視
覚的あるいは定量的な把握が可能となる。

（実施例） 実施例の説明に先立ち、多軸加工を制御するＮＣプログ
ラムデータに関し若干の説明を行う。

ＮＣプログラムデータは工作機械の可動部に対する運動
の指令値を与えるものであるが、その運動を規定するた
めに、直交座標系のｘ、ｙ、ｚ座標軸によりそれら各座
標軸に平行な直線運動を規定し、ｘ、　ｙ、　　ｚ座標
軸まわりに回転するＡ、　　Ｂ。

Ｃ軸によりそれら各座標軸まわりの回転運動を規定する
ことは周知の通りである。以下、ｘ、　ｙ。

Ｚ軸を直線軸、Ａ、Ｂ、Ｃ軸を回転軸と呼ぶ。

機械により、回転運動の方式としてテーブルを回転させ
るマシニングセンタタイプのものと工具軸を旋回させる
プロファイラタイプのものとがあり、それにより回転軸
の仕様が異なる。また、プロファイラタイプの中にも、
工具軸の架装方式により、例えば工具軸（２軸）まわり
の旋回運動であるＣ軸の運動を含むタイプと含まないタ
イプ、旋回運動によりＺ軸の方向が変わるタイプと変わ
らないタイプというように異なったタイプがあり、それ
によっても回転軸の仕様が異なる。このように回転軸仕
様が異なると、ＮＣプログラムデータの仕様も異なって
くる。例えばプロファイラタイプのものでは、第２図（
ａ）に示すように、工具軸を旋回させるピボット中心点
ｐの座標値であるｘ、　ｙ、　ｚ軸の指令値（Ｘ、　Ｙ
、　Ｚ）と、工具軸の旋回角であるＡ、　Ｂ軸の指令値
（Ａ、　　Ｂ）またはＢ、　Ｃ軸の指令値（Ｂ、　Ｃ）
とからＮＣプログラムデータが構成される。一方、マシ
ニングセンタタイプのものでは、第２図（ｂ）に示すよ
うに、工具取付基準点ｑの座標値であるｘ、ｙ、ｚ軸の
指令値（Ｘ、Ｙ、Ｚ）と、テーブルの回転角であるＡ、
Ｂ軸の指令値（Ａ、Ｂ）とからＮＣプログラムデータが
構成される。このように、ＮＣプログラムデータの仕様
は機械の回転軸仕様によって異なり、さらにその他諸々
の機械仕様の相違によっても細部が異なってくる。

ＮＣプログラムデータは機械座標系に基づいて作成され
るが、後述する実施例ではこのＮＣプログラムデータを
、第２図（Ｃ）に示すような部品座標系に基づく工具先
端Ｃの座標値（Ｘ、Ｙ、Ｚ）　　　’と工具軸ベクトル
ａの座標軸方向成分（１，Ｊ。

Ｋ）に変換する作業を行う。これを行う手順は当然、上
述したＮＣプログラムデータの仕様の相違に応じて異な
るものになる。そこで、後述の実施例では機械仕様に応
じて変換手順の内容を変更出来る構成を採る。

以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第３図は本実施例のシステム構成図、第４図は機能ブロ
ック図、第５図は動作フローチャートを示す。

第３図に示すように、この実施例はＮＣプログラムデー
タ及び機械仕様のコード番号や工具の長さ等の仕様デー
タを入力する入力装置１０と、この入力装置１０に接続
され入力された仕様データに適した変換手順によりＮＣ
プログラムデータを部品座標系に基づく工具先端座標値
及び工具軸ベクトルからなる検証データに変換する演算
装置１１と、この演算装置１１に接続され前記ＮＣプロ
グラムデータおよび検証データが書込まれ、また回転軸
仕様を含む諸々の機械仕様が予め記述されている記憶装
置１２と、演算装置１１に接続され演算装置１１からの
検証データをグラフィック表示のための画像データに変
換する表示データ作成装置１３と、表示データ作成装置
１３に接続され表示データ作成装置１３からの画像デー
タをグラフィック表示するグラフィック表示装置１４と
、演算装置１１に接続され演算装置１１からの検証デー
タをプロッタ作画表示するための作画データに変換する
作画データ作成装置１５と、作画データ作成装置１５か
らの作画データをプロッタ作画表示するプロッタ装置１
６と、演算装置１１に接続され演算装置１１からの検証
データをプリントアウトする印刷装置１７とを備える。

演算装置１１は本実施例の中核をなすもので、マイクロ
コンピュータあるいはミニコンピユータ等により構成さ
れる。グラフィック表示装置１４とプロッタ装置１６は
、共に用いることも、一方で代用することも出来る。

次に、第４図を参照して本実施例の機能を説明する。

入力装置１０はＮＣデータ入力装置１０１及び仕様デー
タ入力装置１０２を備える。ＮＣデータ入力装置１０１
と仕様データ入力装置１０２は夫々テープリーダやキー
ボードのような適当な入力手段が採用でき、また同一手
段で両者を兼ねる構成とすることもできる。ＮＣプログ
ラムデータはＮＣデータ入力装置１０１により本実施例
装置内に入力され、記憶装置１２のＮＣデータ記憶部１
２１に送られ記憶される。また、機械仕様をタイプ別に
分類したコード番号及び使用工具の工具長等の仕様デー
タは仕様データ入力装置１０２により演算装置１１に入
力される。

演算装置１１は検証データ作成装置１１１として機能す
る。検証データ作成装置１１１は先ず機械仕様コード番
号に応じて記憶装置１２の機械仕様記憶部１２２から対
応する機械の回転軸仕様を含む機械仕様を読み出し、そ
れに基づき変換手順を機械仕様に適したものに書き変え
る。この作業を変換手順初期化と呼ぶ。また工具長から
旋回のアーム基を割出し、このアーム基やその他の機械
仕様に応じて変換に使用するパラメータの値を変更する
。次いで、初期化した手順に従い、ＮＣデータ記憶部１
２１から読み出したＮＣプログラムデータを検証データ
に変換する。この検証データは各ブロックの工具移動軌
跡の始点、終点及び所定数の中間点の各々について作成
される。そして、これら検証データを記憶装置１２の検
証データ記憶部１２３に書込む。

検証データは所定の言語、例えばＡＰＤ言語で表現され
て、表示データ作成装置１３及び印刷装置１７に送られ
る。表示データ作成装置１３は検証データに基づき画像
データを作成してグラフィック表示装置１４に送り、グ
ラフィック表示装置１４は画像データに基づき工具先端
移動軌跡及び工具軸ベクトルのグラフィック表示を行う
。このグラフィック表示の図形形式には、例えば各ブロ
ックの工具先端移動軌跡をその始点、終点及び所定数の
中間点の座標値をつなげた直線又は曲線で表示し、かつ
その軌跡の始点、終点及び所定数の中間点に工具軸ベク
トルを示す線分又は工具形状を付したような図形が採用
できる。この図形は６面図的な表示とすることも、斜視
図的な表示とすることも可能である。一方、印刷装置１
５はＡＰＴ言語で表現された検証データをプリントアウ
トする。これにより、工具先端移動軌跡の始点、終点及
び所定数の中間点の座標値並びに工具軸ベクトルを数値
により正確に把握できる。

次に、本実施例の検証データ作成装置１１１の動作を第
５図を参照して説明する。

先ず、仕様データ入力装置１０２からの機械仕様コード
に基づき機械仕様記憶部１２２から対応する機械の回転
軸仕様を含む諸々の仕様を選択して読み出し、これに基
づき変換手順を初期化する（ステップＳｌ）。また、使
用データ入力装置１０２から入力される使用工具の工具
長に基づき工具軸の旋回に関するアーム基を決定し、こ
のアーム基及び機械仕様の中の所定のデータに基づき変
換に使用するパラメータの値を設定する（ステップＳ２
）。

次に、ＮＣデータ記憶部１２１から１ブロック分のＮＣ
プログラムデータを入力しくステップＳ３）、このＮＣ
プログラムデータに文法上の誤りがないかチエツクした
後（ステップＳ４）、ＮＣプログラムデータ内の各軸指
令値に基づき、機械座標系における原点からの各軸方向
の移動データを計算する。これにより、１ブロックの始
点と終点の移動データが求まる（ステップＳ５）。

なお、指令値がアブソリュート方式の場合には指令値が
そのまま移動データとなり、インクリメンタル方式の場
合には指令値の積算値が移動データとなる。次に、始点
と終点の各軸移動データに基づき、その間を中間点の数
で比例配分することに中間点の各軸移動データを算出す
る（ステップＳ６）。なお、中間点の数はどのブロック
についても同じ数を一律に設定することも、ブロックに
応じて異なる数を設定することも可能である。

こうして始点、終点及び所定数の中間点の各軸移動デー
タを求めたならば、初期化した変換手順と設定したパラ
メータ値を使用して、上記各軸移動データから前記始点
、終点及び所定数の中間点における部品座標系での工具
軸先端の座標値及び工具軸ベクトルの座標軸方向成分を
算出する（ステップＳ７）。なお、基本的には、工具軸
ベクトルは軸移動データ中の回転軸データにより、また
工具先端座標値は直線軸データ、回転軸データ及び工具
軸のアーム基により、幾何学の座標変換の手法を用いて
算出することができる。

次に、算出した工具先端座標値及び工具軸ベクトルから
なる検証データを所定の言語、例えばアブトにより表現
したデータ形式に変換しくステップＳ８）、これを検証
データ記憶部１２３に出力する（ステップＳ９）。ステ
ップＳ３からＳ９までの手順を最後のブロックまで繰返
し、ＮＣプログラムデータが無くなった時点で変換作業
を終了する。

この変換作業終了時点で、検証データ記憶部１２３には
全ブロックの始点、終点及び所定数の中間点での工具先
端座標値及び工具軸ベクトルが記憶される。これをグラ
フィック表示したりプリントアウトしたりすることによ
り、工具軸が逐次変化する多軸加工の加工状況を、その
始点、終点だけでなく中間点も含めた全般に亙って視覚
的また数値的に適確に把握することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、ＮＣデータの各
ブロックの始点、終点及び所定数の中間点における工具
軸先端座標値及び工具軸ベクトルを演算し表示するよう
にしているので、工具軸が逐次変化し工具移動軌跡が直
線とならない多軸加工においても加工状況が確実に把握
でき、多軸加工ＮＣデータの正確な検証が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック構成図、第２図は
ＮＣデータ及び検証データの内容を説明する説明図、第
３図は本発明の一実施例のシステム構成を示すブロック
構成図、第４図は第３図の実施例の機能を説明する機能
ブロック図、第５図は第４図の検証データ作成装置の動
作を示すフローチャート、第６図は従来技術の問題点を
説明するための工具と工具軌跡の挙動を示す説明図であ
る。 １・・・ＮＣデータ入力手段、２・・・移動データ演算
手段、３・・・部品先端座標値演算手段、４・・・工具
軸ベクトル演算手段、５・・・表示手段。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 第１図 （ｂ）　　　　　第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＮＣプログラムデータを入力するＮＣデータ入力手段と
   、前記ＮＣプログラムデータに基づいて前記ＮＣプログ
   ラムデータの１ブロックの始点、終点及び所定数の中間
   点についての機械座標系における各軸の移動データを演
   算する移動データ演算手段と、前記移動データに基づい
   て部品座標系における前記始点、終点及び所定数の中間
   点での工具先端の座標値を演算する部品先端座標値演算
   手段と、前記移動データに基づいて部品座標系における
   前記始点、終点及び所定の中間点での工具軸ベクトルを
   演算する工具軸ベクトル演算手段と、前記工具先端座標
   値及び工具軸ベクトルを表示する表示手段とを備えたＮ
   Ｃプログラムデータ検証装置。