JPH0471202B2

JPH0471202B2 -

Info

Publication number: JPH0471202B2
Application number: JP57045945A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Munekata; Yoshio Doi; Isao Suzuki; Shigeru Doi
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 1982-03-23
Filing date: 1982-03-23
Publication date: 1992-11-13
Also published as: DE3381652D1; EP0089561A2; US4513366A; EP0089561B1; JPS58163001A; EP0089561A3

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、数値制御データに従つて相対位置が
制御される工具と工作物の干渉をチエツクする干
渉チエツク機能を備えた数値制御装置に関するも
ので、その目的とするところは、加工動作の遂行
のためには互いに干渉しあう工具と工作物が早送
り速度等、切削送り速度以外の速度のまま接触す
ることがないようにすることであり、他の目的
は、工作物の素材形状と工作物の取付位置を指定
するだけで、加工する工作物の形状に応じた干渉
領域が自動設定されるようにして、干渉領域の設
定および変更をきわめて容易に行なえるようにす
ることにある。

また、本発明の別の目的は、複雑な素材形状で
も極めて簡単な操作で形状を定義できるようにし
て干渉領域の設定作業をより簡単に行なえるよう
にすることにある。

一般に、マシニングセンタのごとき数値制御工
作機械によつて工作物加工を行なう場合、プログ
ラムミスによつて工具が早送り速度で工作物に接
触すると、工具や工作物に損傷を与えるため、数
値制御プログラムの創成時または実際の加工時に
おいて実際に機械を動かして工具が早送り速度の
ままで工作物に接触しないか否かをチエツクする
初期デバツグが必要である。

かかる実機上でのデバツグは、工作機械が他の
工作物を加工している最中にはできない上、工具
と工作物が接触する以前に接触の有無を判断しな
ければならないため、実際の早送り速度に比べて
比常に低い速度に送り速度を設定しなければなら
ず、干渉のチエツクに多大な時間を要していた。
特に、マシニングセンタにて加工される工作物
は、旋盤で加工される工作物に比べて色々な凹凸
があり、極めて複雑な形状をしているため、プロ
グラムミスを生じやすい上、実機上でないとプロ
グラムミスのチエツクができないのが現状であつ
た。

ところで工作物に切込まれて加工を行なう工具
以外の物体、例えば主軸ヘツドとか刃物台の工作
物との干渉の有無をチエツクすることは従来より
行なわれているが、かかる従来の干渉チエツクは
本来接触してはいけない物体どうしの干渉をチエ
ツクしようとするものであり、相互の侵入を絶対
的に禁止する領域として干渉領域が設定されてい
た。

しかしながら、上記のデバツグにおいて必要と
される干渉チエツクにおいては、一方の物体は工
具であり、かかる工具に前記の侵入禁止領域とし
ての干渉領域を設定することは加工ができないこ
とになる。

本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、切削送り速度による加工動作は行な
い得るが、早送り速度等の切削送り速度以外の速
度のままで工具と工作物が接触することは禁止さ
れる干渉領域を設定し、前記のデバツグを短時間
でかつ円滑に行なえるようにしたことを特徴とす
るものである。

また、本発明は、工作物素材の外形形状と寸法
を定義する素材形状データと、工作物の取付位置
を表わす取付位置のデータとから干渉領域の境界
が自動的に演算されるようにして、素材形状の形
と寸法および工作物の取付位置を入力するだけで
干渉領域の境界を設定できるようにしたことを特
徴とするものである。

さらに、本発明の別の特徴は、工作物の素材形
状を基本素材形状と追加素材形状との組合わせに
よつて定義できるようにして、工作物素材形状の
定義を簡単に行なえるようにし、干渉領域の設定
がより短時間で行なえるようにしたことにある。

以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。第１図において１０は、数値制御装置本体を
構成する中央処理装置であり、マイクロプロセツ
サMPU、読出専用メモリROM、バツテリーバ
ツクアツプにより不揮発化されたランダムアクセ
スメモリRAM１、バツフア用ランダムアクセス
メモリRAM２によつて構成されている。そし
て、この中央処理装置１０には、データ入力手段
をなすキーボード１１、表示手段をなすCRT表
示装置１２、サーボモータ駆動回路DUX，
DUY，DUZに指令パルスを供給するパルス発生
回路１３、シーケンス回路１５が図略のインタフ
エイスを介して接続されている。

一方、２０は上記構成の数値制御装置によつて
制御されるマシニングセンタ形の工作機械であ
り、前記サーボモータ駆動回路DUX，DUY，
DUZのそれぞれによつて駆動されるサーボモー
タ２１，２２，２３の回転によつて、工作物Ｗを
支持する工作物テーブル２５と、主軸２６を軸架
する主軸ヘツド２４との間の相対位置が３次元的
に変更される。また、２７は複数種類の工具を保
持する工具マガジンであり、図略のマガジン割出
装置と工具交換装置２８とによつて工具マガジン
２７内の工具が選択的に主軸２６に装着されて工
作物Ｗの加工が行なわれる。

前記中央処理装置１０は、読出し専用メモリ
ROMに記憶されたシステムプログラムに基づ
き、対話形式で加工に必要なデータを入力して数
値制御プログラムを創成する対話式自動プログラ
ミングの機能と、この創成された数値制御プログ
ラムに基づいて数値制御を行なうための機能を有
している。この両方の機能を並行して行なうに
は、中央処理装置１０に互いに独立して動作可能
な２個のマイクロプロセツサを設け、一方のマイ
クロプロセツサで数値制御プログラムの創成に必
要な処理を行ない他方のマイクロプロセツサで数
値制御の処理を行なうようにすればよいが、本実
施例では説明を簡単にするため、一台のマイクロ
プロセツサで両方の処理を行なうものとして説明
する。

すなわち、中央処理装置１０は、まず最初に第
２図に概略的に示されている自動プログラミング
のための処理を行なつて工作物Ｗの加工を行なう
ための数値制御プログラムを創成し、これをラン
ダムアクセスメモリRAM１内のNCデータエリ
アに記憶させる。そして、この後、第７図に示す
数値制御実行ルーチンを実行して、ランダムアク
セスメモリRAM１内に記憶された数値制御デー
タに応じた処理を行なう。

この数値制御実行ルーチンは、ランダムアクセ
スメモリRAM１に記憶された数値制御データを
１ブロツクずつ読出し、これに応じて各軸に対す
るパルス分配を行なうと同時に、補助機能等の処
理を行うもので、従来の数値制御装置と同様の動
作であるので詳細な説明を省略し、以下に本発明
の特徴部分である自動プログラミングの処理につ
いて説明する。

中央処理装置１０が自動プログラミング時にお
いて行なう処理は、第２図に示されているよう
に、素材形状の定義、機械基準点に対する工作物
取付位置の定義、加工の定義、数値制御データの
創成干渉チエツクの５つステツプに大別でき、こ
れらの処理が順番に実行される。そして、干渉チ
エツク時に干渉が確認された場合には、加工の定
義へ戻つて加工の定義を修正できるようになつて
いる。次に上記各ステツプの具体的な動作につい
て説明する。

素材形状の定義このステツプは、工作機械２０によつて加工す
べき工作物の素材形状を定義するステツプであ
り、このステツプの詳細な処理が第３図ａに示さ
れている。

マシニングセンタ形の工作機械によつて加工す
る工作物Ｗは、凹凸が比較的多いが、多くの工作
物Ｗは、直方体と円柱とを組合せたものに、丸穴
と角穴が穿設された形状に近い形をしている。こ
のため、本実施例においては、直方体と円柱を基
本素材形状、直方体、円柱、丸穴および角穴を追
加素材形状として、この基本素材形状と追加素材
形状の組合わせによつて工作物Ｗの素材形状を定
義するようにしている。

すなわち、中央処理装置１０は第３図ａのステ
ツプ40において第８図ａに示すように、直方体と
円柱をCRT表示装置１２の表示画面１２ａ上に
平面図と立面図で表示し、作業者に工作物Ｗの全
体的な形状が直方体であるのか、円柱であるのか
を、キーボード１１で入力するように指示する。
表示画面上では、直方体の上部にＡが表示され、
円柱の上部にＢが表示されており、工作物Ｗの全
体的な形状が直方体である場合には作業者は
“Ａ”のキーを操作し、円柱である場合には作業
者は“Ｂ”のキーを操作する。

今、工作物Ｗが直方体であり、作業者が“Ａ”
のキーを操作したものとすると、中央処理装置１
０は基本素材形状が直方体であることを表わすデ
ータをランダムアクセスメモリRAM１の所定の
エリアに記憶した後、ステツプ41へ移行して第８
図ａに示す画面を消し、第８図ｂに示すように
CRT表示装置１２の画面の左端に設けられたス
ケーリングゾーン１２ｂに直方体の平面図と立面
図を上下に表示するとともに、画面の右側には、
直方体工作物のＸ軸方向（横）の寸法ａ、Ｙ軸方
向（縦）の寸法ｂ、Ｚ軸方向（高さ）の寸法ｈの
各データの入力を要求するコメントを表示する。

これに応じて作業者が寸法データを入力する
と、中央処理装置１０はこれを読込んで一時記憶
し、この後ステツプ42へ移行する。ステツプ42へ
移行すると、第８図ｃに示すように、画面のスケ
ーリングゾーン１２ｂに入力された寸法値に比例
した縦、横および高さ方向の長さを有する直方体
の平面図と立面図を表示すると同時に画面の右側
に４個の追加素材形状、すなわち、直方体、円
柱、丸穴、角穴を抽象化した平面図と立面図を表
示し、画面の右下には追加素材形状を選択すべき
ことを作業者に指示するコメントを表示する。

もし、工作物Ｗが単純な直方体で追加素材形状
がない場合はここで“Ｎ”のキーを操作すれば、
ステツプ43からステツプ46へ移行して素材形状の
追加処理を行なわないが、例えば、第１２図ａ，
ｂに示すように工作物Ｗの中央に円柱状の突部が
上方に突出している場合には、画面上において円
柱の平面図と立面図の左側に付されている“Ｂ”
をキーボード１１によつて入力する。すると、中
央処理装置１０は工作物の追加素材形状が円柱で
あることを表わすデータを記憶した後、ステツプ
43からステツプ45へ移行し、第８図ｄに示すよう
に、円柱状の突起を抽象化したものに、基本素材
形状の基準位置から円柱突起の中心までのＸ軸お
よびＹ軸方向の距離をそれぞれｘ，ｙとし、突起
の直径と高さをそれぞれｄ，ｈとすることを表わ
す寸法関係図が表示され、これらのデータを入力
すべきことを作業者に報知する。なお、基本素材
形状が直方体の場合には、平面図において左下の
角がXY平面での基準位置となるが、基本素材形
状が円柱の場合には円の中心がXY平面での基準
位置となる。

これに応答して作業者が上記の寸法を数値キー
を用いて順次入力し、全ての寸法が入力される
と、中央処理装置１０はステツプ45から42へ戻
り、入力された円柱状突起の大きさ及び位置のデ
ータを基にして、基本素材形状である直方体の上
に追加素材形状である円柱状突起を組合せた平面
図と立面図をスケーリングゾーン１２ｂに表示す
る。

以下同様の操作の繰返しにより、追加素材形状
の積上げを継続して行なうことができるが、第１
２図ａ，ｂに示した工作物では加工点Ｐ１〜Ｐ４
の丸穴は加工穴で素材形状として定義する必要は
ないため、この段階で追加素材形状がないことを
表わす“Ｎ”のキーを押す。これにより、中央処
理装置１０はステツプ43から第３図ｂのステツプ
50へ移行して素材形状定義の処理を完了する。

工作物取付位置の定義第３図ｂのステツプ50へ移行すると、中央処理
装置１０は第９図に示すように、工作機械のテー
ブルと基本素材形状とを抽象化してスケーリング
ゾーン１２ｂに表示するとともに、工作物の基準
位置と工作機械のXY平面内における基準位置と
なつているテーブル中心とのＸ，Ｙ軸方向のずれ
をそれぞれｘ，ｙとし、テーブル上面から工作物
Ｗの底面までの距離をｚとすることを表わす寸法
関係図をこれと同時にスケーリングゾーン１２ｂ
に表示して作業者にこれらのデータを入力すべき
ことを指示する。

そして、この後、中央処理装置１０はステツプ
50から51へ移行し、ｘ，ｙ，ｚのそれぞれに対応
する寸法データが作業者のキー操作によつて入力
されると、これらのデータをランダムアクセスメ
モリRAM１内に記憶した後、第３図ｃのステツ
プ60へ移行する。

加工の定義上述のようにして、工作物Ｗの素材形状と取付
位置の定義が完了すると、中央処理装置１０は、
第３図ｃのステツプ60において、第１０図ａに示
すように、工作物Ｗの加工に使用される工具、す
なわち、センタドリル、ドリル、タツプ等の工具
を抽象化して表示し、どの工具によつて加工を行
なうかを作業者に選択させる。

例えば、第１２図ａ，ｂに示す工作物におい
て、工作物Ｗの４隅に設けられた加工位置Ｐ１〜
Ｐ４に同径の貫通穴明けるものとすると、ドリル
の上に表示されている“２”の番号を入力する。
これにより、中央処理装置１０は加工の種類がド
リル加工であることを識別し、ステツプ61におい
て第１０図ｂに示すように、ドリル穴を抽象化し
た図形をCRT表示装置１２の表示画面１２ａに
表示し、穴の直径ｄと深さｌを表わすデータの入
力を作業者に指示する。

これに応答して、穴の直径ｄと深さｌの寸法を
入力すると、中央処理装置１０は第１０図ｃに示
すように、穴を抽象化した図形と、その穴の中心
から工作物の基準位置までのＸ軸，Ｙ軸方向の距
離をｘ，ｙとし、工具の工作物上面からの戻し量
および空切削送り量をｃ，ａとする寸法関係図と
を画面上に表示し、これらのデータを入力すべき
ことを指示する。

これに応答して、作業者が工作物Ｗ上における
４隅の穴の位置を図面を参照して順番に入力した
後、戻し量ｃと空切削送り量ａのデータを入力す
ると、中央処理装置１０は、ステツプ62からステ
ツプ63へ移行し、第１０図ｄに示すように入力さ
れた穴位置データに従つた穴の図形を素材形状に
重ねてスケーリングゾーン１２ｂに表示すると同
時に画面の右側に次の加工があるか否かを作業者
に問合わせるコメントを表示する。

この場合には、加工箇所はＰ１〜Ｐ４のみであ
るのでこの段階で作業者は追加加工がないことを
表わす“２”のキーを操作し、これに応答して中
央処理装置１０はステツプ65から第３図ｄのステ
ツプ70へ移行して加工定義の処理を完了する。

数値制御データの創成上記の処理によつて加工の定義が完了し、ステ
ツプ70へ移行すると、数値制御データの創成処理
を開始する。すなわち、まず最初に、ステツプ70
においてランダムアクセスメモリRAM１内の工
具フアイルに登録されている工具の中から加工の
種類と加工形状に合つた工具を選択し、選択され
た工具の工具番号を工具フアイルを参照して識別
する。そして、工具の選択が完了すると、ステツ
プ70からステツプ71へ移行し、最初の工程で使用
される工具を工具交換位置に割出して主軸に取付
けるための数値制御プログラムを創成する。第１
３図に示される数値制御プログラムの内、ブロツ
クNOO1，NOO2のプログラムが、この処理によ
つて創成された数値制御プログラムである。

この処理が完了すると、ステツプ72において加
工の種類を判別し、ステツプ73において、加工の
種類に応じた手順で数値制御プログラムの創成を
行なう。この場合にはドリル加工であるので、工
具中心を加工位置Ｐ１〜Ｐ４に順次位置決めし、
工具をＺ軸に沿つて上下動させるプログラムを創
成する。

すなわち、XY平面内の移動によつて工具を加
工位置の上方に早送りで位置決めした後、空切削
送り開始位置まで工具を早送りで下降させ、この
後、工作物上面位置と穴深さのデータとによつて
決定される下降端まで工具を所定の切削速度で下
降させ、この後、工作物上面から工具戻し寸法ｃ
だけ工具を上方に移動させるプログラムを各加工
位置Ｐ１〜Ｐ４のそれぞれについて順番に創成
し、この創成した数値制御プログラムをランダム
アクセスメモリRAM１のNCデータエリアに順
次記憶して行く。そして、加工位置Ｐ１〜Ｐ４を
ドリル加工するための数値制御プログラムの創成
が完了すると、ステツプ73からステツプ75へ移行
し、追加加工があるか否かを判別する。

この場合は加工位置Ｐ１〜Ｐ４におけるドリル
加工だけが加工定義によつて定義されているた
め、追加加工はないものと判断し、ステツプ75か
ら第３図ｅのステツプ80へ移行して、数値制御デ
ータの創成処理を完了する。

干渉チエツクステツプ80以降の処理は創成された数値制御プ
ログラムに従つて工具を移動させた場合に工具も
しくは主軸ヘツドが早送り状態すなわち、工具の
位置決め動作中に工作物に接触しないか否かを、
数値制御プログラムをシミユレートすることで確
認するための処理であり、まず最初にステツプ80
において、すでに入力されている素材形状に従つ
た干渉領域を工作物バリアとして創成し、この後
ステツプ81以降へ移行して、干渉チエツクを行な
う。この干渉チエツクの処理は、創成された数値
制御プログラム中の移動指令データに従う工具の
位置変化を演算し、移動指令データが早送り指令
である場合には、工具が移動径路に沿つて一定量
移動する度に干渉チエツクを行なうもので、干渉
が検出され、加工定義を変更する必要がある場合
にはステツプ90から第３図ｃのステツプ60へ戻
り、加工定義の修正を行なうようになつている。

ステツプ80で行なう工作物バリア創成の処理は
第４図に示されている。素材形状として穴が定義
されている場合には、穴も考慮して干渉領域の設
定を行なうが本実施例では簡単のため、穴は考慮
しないものとして説明する。

すなわち、第４図のステツプ100において、最
初の素材形状、すなわち基本素材形状のデータを
読出し、ステツプ101において高さ方向の境界を
演算する。高さ方向の境界は第１４図に示されて
いるように工作物Ｗの上面から、加工定義におい
て入力された空切削送り量ａに一定の距離αを加
えたクリアランス量Ｓだけ上方に設定され、この
境界のＺ軸座標値Znが、工作物Ｗの高さ方向の
寸法、工作物Ｗの取付高さ、空切削送り量、テー
ブル上面のＺ軸座標値等から演算される。

そして、この後ステツプ102へ移行して素材形
状が円柱か直方体かを判別し、素材形状が円柱で
ある場合にはステツプ103へ移行して円柱のXY
平面内における中心位置の絶対座標値（Xw，
Yw）を工作物の取付位置のデータ等に基づいて
演算するとともに、円柱の半径に前記クリアラン
ス量Ｓを加えて工作物バリア半径Rwを演算す
る。一方、本実施例の場合のように基本素材形状
が直方体である場合にはステツプ102からステツ
プ105へ移行し、第１５図ｂに示すように、直方
体上面の４隅から、Ｘ，Ｙ方向へそれぞれクリア
ランス量Ｓだけずれた点の座標Xw１，Yw１，
Xw１，Yw２，Xw２，Xw１，Xw２，Yw２の
絶対座標値を、工作物取付位置および工作物寸法
のデータから演算する。

すなわち、本実施例ではテーブル中心がXY平
面における機械座標の原点となつており、工作物
取付位置として入力されるのは、第１５図ｂにお
いて左下に位置する頂点WRPのテーブル中心か
らのＸおよびＹ方向の距離であり、さらに第１５
図ｂにおいて右側がＸ軸の正方向、下側がＹ軸の
正方向であるため、この取付位置のデータとして
入力された寸法データｘからクリアランス量Ｓを
引いて座標値Xw１の値を求め、寸法データｙに
クリアランス量Ｓを加えることで座標値Yw１の
値を求める。そして、座標値Xw１，Yw１とと
もに残る頂点を定義する座標値Xw２，Yw２の
内、Xw２は、座標値Xw１に工作物Ｗの横方向
の長さとクリアランス量Ｓの２倍を加えることで
算出し、Yw２は座標値Yw１から工作物Ｗの縦
方向の長さとクリアランス量Ｓの２倍を減じるこ
とで算出する。

これが完了すると中央処理装置１０はステツプ
106で追加素材形状であるか否かを判別し、追加
素材形状がある場合にはステツプ106から100へ戻
り、追加素材形状について上記と同様の手順で干
渉領域の境界を演算する。なお、追加素材形状に
ついての境界設定を行なう場合には、基本素材形
状の基準位置に対する追加素材形状の追加位置を
表わすデータが利用される。本実施例では円柱が
追加素材形状として定義されているため、第１４
図に示されているように、工作物Ｗの上方に突出
する円柱部の回わりにも干渉領域の境界が設定さ
れる。

このようにして干渉領域の境界が設定されると
前述したようにステツプ80〜ステツプ91のプログ
ラムにより数値制御プログラムがシユミレートさ
れ、工具が早送りで移動する場合は、工具が一定
量移動する度にステツプ88において干渉チエツク
が行なわれる。この干渉チエツクでは第５図に示
されているように、工具と工作物との間の干渉チ
エツクだけでなく、主軸ヘツドと工作物との間の
干渉チエツクも行なうようになつている。

すなわち、まず最初にステツプ110において、
工作機械の工具マガジンに貯蔵されている複数の
工具のそれぞれについて定義され、各工具の干渉
領域を表わす工具バリアデータの中から、数値制
御データによつて選択された工具に対応するバリ
アデータを選択し、この後、ステツプ111におい
て、使用工具に対応する工具バリアBtの下端面
SAが工作物の最上面の上方に設定されたＺ軸方
向の干渉領域の境界Znより下方に位置するか否
かを、主軸ヘツドの位置、工具バリアデータに合
まれる工具長のデータ等に基づいて判断し、下端
面SAが境界Znより下方に位置する場合にはステ
ツプ112において工具バリアに基づく干渉チエツ
クを行ない、さらに、この後、ステツプ113にお
いて主軸ヘツドバリアBhの下端面SBが境界Znよ
り下方に位置しているか否かを、主軸ヘツドの位
置と主軸の干渉領域を表わす主軸バリアのデータ
とによつて判定し、主軸ヘツドバリアBhの下端
面SBがZnよりも下側に位置すると判断された場
合にはステツプ115へ移行し、主軸ヘツドバリア
に基づく干渉チエツクが実行される。

前記工具バリアは、第１４図に示されているよ
うに、各工具を主軸に装着した時の主軸下端面か
ら工具先端までの寸法ltと、工具径に応じた工具
バリア半径ｒとで定義され、工具ホルダの把持部
よりも工具径が小さい場合には、工具ホルダの把
持部の半径が工具バリア半径ｒとして設定され、
工具ホルダの把持部よりも工具の方が径が大きい
場合には工具半径が工具バリア半径ｒに設定され
る。また、主軸バリアとしては第１４図に示され
ているように、主軸の下端面を含むXY平面と平
行な面と主軸ヘツドの外側面を取り囲む４平面と
によつて囲まれる領域が定義される。

ステツプ112で行なわれる干渉チエツクとステ
ツプ115で行なわれる干渉チエツクは、工具バリ
アはXY平面に沿う断面形状が円であるのに対
し、主軸バリアはXY平面に沿う断面形状が方形
であることから、干渉チエツクの処理に若干の相
違はあるが、概略的には同じであるので、以下に
ステツプ112において行なわれる工具バリアに基
づく干渉チエツクを例にして干渉チエツクの処理
を説明する。

この干渉チエツクの処理は、第６図に示されて
おり、まず最初のステツプ120において、工具バ
リアBtの下端面SAのＺ軸方向位置から領域判定
を行なう。この領域判定により、本実施例では、
工具バリアBtの下端面SAの位置が、基本素材形
状の位置する範囲にあるのか追加素材形状の位置
する範囲にあるのかが判定される。この判定が完
了すると、工具バリアBtの下端面SAの位置する
領域内の素材形状が直方体であるのか円柱である
のかをステツプ121において判断し、それに応じ
た干渉チエツクを行なう。

領域内の素材形状が円柱である場合には第１５
図ａに示されているようにXY平面における円と
円の干渉として考えることができ、ステツプ122，
123に示されるように工具中心と素材形状中心と
の間の距離lsが、工作物バリア半径Rwに工具バ
リア半径ｒを加えた値よりも小さくなつたことで
干渉と判断する。一方、領域内の素材形状が直方
体である場合には、第１５図ｂに示されているよ
うにXY平面内における円と長方形の干渉として
考えることができ、ステツプ126からステツプ128
までの処理により、前記ステツプ80において創成
された工作物バリアで定義される方形の境界内に
工具バリアが侵入したか否かを判別し、これによ
つて干渉チエツクを行なう。なお、ステツプ126
〜128の処理で利用される工作物バリアBwを定
義する方形の境界の４頂点の絶対座標値Xw１，
Yw１，Xw１，Yw２，Xw２，Yw１，Xw２，
Yw２は、前述した工作物バリア創成処理のステ
ツプ105で創成したデータが利用される。

本実施例では、工作物が直本体の素材形状の上
に円柱の素材形状が積み上げられた形状をしてい
るので、工具バリアBtの下端面SAが追加素材形
状のある領域まで下つて来た場合には、ステツプ
122，123の処理によつて干渉チエツクが行なわ
れ、工具バリアBtの下端面SAが更に下降して基
本素材形状のある領域に入ると、ステツプ126か
らステツプ128の処理により干渉チエツクがなさ
れることになる。

上記のようにして干渉チエツクのために数値制
御プログラムのシミユレートが行なわれると、表
示装置１２の表示画面１２ａには第１１図に示す
ように、工作物の素材形状を表わす平面図と立面
図の上に工具の移動軌跡が表示され、この過程で
干渉が検出されると、画面の右側に干渉が生じた
ことを表わすコメントが表示されるとともに、工
作物の素材形状の内、干渉した部分に干渉したこ
とを示すマークが表示され、干渉が生じたことが
作業者に報知される。

前述したように、工具ホルダの把持部の径より
も工具径の方が小さい場合には、工具バリア半径
が工具ホルダの把持部の半径と等しく設定される
ため、上述のように干渉表示がなされた場合でも
実際には工具と工作物が干渉しないことがある。
このため、作業者はこの段階で工具径等を確認の
上、実際に干渉するか否かを確認し、例えば、加
工定義において、工具の戻し量を少なく定義した
ために実際に干渉が生じているものと判断した場
合には、作業者はここで、加工の定義を修正する
ことを中央処理装置１０に知らせるべく“１”の
キーを押圧する。

これにより中央処理装置１０は前述のように加
工定義を行なう第３図ｃのステツプ60へ戻り、こ
の場合には工具の戻り量ｃを大きくすべく、ステ
ツプ62で工具戻り量ｃを再設定し、修正動作を完
了する。

なお、上記実施例は、数値制御プログラムの創
成時に、数値制御プログラムをシミユレートする
ことで干渉チエツクを行なうものであつたが、数
値制御プログラムの実行時において、一定時間毎
に工具と工作物の位置を検出し、これに基づいて
干渉チエツクを行なうものにも本発明を適用する
ことができる。

また、上記実施例では早送り動作時を位置決め
動作時として、この早送り動作時のみ干渉チエツ
クを行なうようにしていたが、早送り速度でない
速度で位置決めを行なう場合も干渉チエツクを行
なうようにしてもよい。この場合には速度指令値
が一定値以上であることで、位置決め動作中であ
ると判断し、この区間だけ干渉チエツクを行うよ
うにする。

以上述べたように本発明においては、工作物の
素材形状に応じた干渉領域を設定し、数値制御デ
ータから位置決め動作中であることを判断し、位
置決め動作中の場合のみ干渉チエツク機能を有効
にして干渉領域に工具が侵入したことを検出する
ようにしたものであるから、加工時において工具
が早送り速度等の早い速度のままで工作物に接触
することを未然に防止できる上、切削送り時にお
いて工作物と工具が干渉した場合には干渉とみな
されないため、プログラムのデバツグ時において
工具が切削送り速度で工作物Ｗに接触した時には
干渉として検出されることがなく、プログラムの
デバツグを円滑に行なえる利点がある。

また、本発明においては、予め入力された素材
形状を定義するデータと工作物取付位置のデータ
とから工作物の素材形状に応じた干渉領域の境界
を演算する演算手段を設けたものであるから、工
作機械上における工作物の取付位置を想定して工
作物を取囲む境界の絶対座標値を演算して設定す
るもののように、煩雑な計算をしなくても境界の
設定できるだけでなく、工作物の取付位置が変更
になつた場合には取付位置のデータを修正するこ
とで境界の位置が自動的に変更され、工作物の取
付位置が変更された場合にも容易に対応できる利
点がある。

さらに、素材形状を基本素材形状と追加素材形
状の組合わせで定義するようにしたものでは、凹
凸のある工作物でもその素材形状をきわめて簡単
に定義でき、干渉領域の設定をより短時間で行な
える利点もある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明にかかる干渉チエツク機能を備え
た数値制御装置の実施例を示すもので、第１図は
数値制御装置の構成を示すブロツク図に工作機械
の概略側面図を併記した図、第２図〜第７図は第
１図における中央処理装置１０の動作を示すフロ
ーチヤート、第８図ａ〜第１１図は第１図におけ
る表示装置１２の表示画面を示す図であり、第８
図ａは基本素材形状を指定する工程中に表示され
る画面図、第８図ｂは基本素材形状の寸法を入力
する工程中に表示される画面図、第８図ｃは追加
素材形状を指定する工程中に表示される画面図、
第８図ｄは追加素材形状の大きさと位置を表すデ
ータを入力する工程中に表示される画面図、第８
図ｅは追加素材形状を指令する工程中に表示され
る画面図、第９図は素材の取付位置を入力する工
程中に表示される画面図、第１０図ａは加工工具
を選択する工程中に表示される画面図、第１０図
ｂは加工工具がドリルである場合に加工形状を入
力する工程中に表示される画面図、第１０図ｃは
加工位置を入力する工程中に表示される画面図、
第１０図ｄは工作物の素材形状に加工形状を重ね
合わせて表示した画面図、第１１図は干渉チエツ
ク工程において表示される工具の移動軌跡を示す
画面図、第１２図ａ，ｂは工作物の加工形状の一
例を示す平面図および立面図、第１３図は第１２
図に示される加工箇所Ｐ１〜Ｐ４を加工する数値
制御プログラムを示す図、第１４図は工作物バリ
ア、工具バリアおよび主軸ヘツドバリアを示す
図、第１５図ａ，ｂは工具バリアと工作物バリア
の相対位置関係を示す図である。１０…中央処理装置、１１…キーボード、１２
…表示装置、１２ａ…表示画面、１３…パルス発
生回路、Bh…主軸ヘツドバリア、Bt…工具バリ
ア、Bw…工作物バリア、RAM１，RAM２…ラ
ンダムアクセスメモリ、ROM…読出専用メモ
リ、Ｔ…工具、Ｗ…工作物。

Claims

【特許請求の範囲】１数値制御データに従つて相対移動する工具と
工作物との間の干渉をチエツクする干渉チエツク
機能を備えた数値制御装置であつて、工作物の素
材形状と大きさを定義する素材形状データと、工
作物の工作機械上における取付位置のデータとを
入力するデータ入力手段と、このデータ入力手段
によつて入力された前記素材形状データと取付位
置のデータとから工作機械上における工作物の外
表面の位置に応じた工作物干渉領域を演算する演
算手段と、前記工具と工作物の相対移動が位置決
め動作であるかを前記数値制御データから判別す
る動作判別手段と、この動作判別手段にて位置決
め動作と判別されたとき前記演算手段によつて演
算された工作物干渉領域に工具が侵入したことを
検出する検出手段とを設けたことを特徴とする干
渉チエツク機能を備えた数値制御装置。２前記データ入力手段は、少なくとも直方体と
円柱を含む複数の基本素材形状と、少なくとも直
方体と円柱を含む複数の追加素材形状との組合わ
せを定義する形状定義データと、前記素材形状お
よび追加素材形状の寸法と前記追加素材形状の追
加位置とを定義する寸法データとを前記素材形状
データとして入力するものであることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の干渉チエツク機能
を備えた数値制御装置。３前記データ入力手段は、前記形状定義データ
の入力時において前記複数の基本素材形状および
追加素材形状を表示画面上に表示して基本素材形
状と追加素材形状の選択を作業者に指示する表示
制御手段と、作業者によつて入力された選択デー
タを基本素材形状と追加素材形状の種類を表わす
データとして読込んで記憶するとともに、作業者
によつて入力された前記寸法データおよび取付位
置のデータを読込んで記憶するデータ読込み手段
とによつて構成されることを特徴とする特許請求
の範囲第２項記載の干渉チエツク機能を備えた数
値制御装置。４前記検出手段は、使用する工具に応じて工具
の外周に設定された工具干渉領域を記憶する記憶
手段と、この記憶手段に記憶されている工具干渉
領域のデータと工具の位置と前記演算手段によつ
て演算された工作物干渉領域にデータとから工具
干渉領域の一部が工作物干渉領域内に入つたこと
を検出しこれによつて工具と工作物の干渉を判別
する干渉判別手段によつて構成されていることを
特徴とする特許請求の範囲第１項，第２項もしく
は第３項記載の干渉チエツク機能を備えた数値制
御装置。