JPH0519824A - 数値制御装置およびワーク姿勢検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 工作機械のテーブルに載置したワークの厳密
な姿勢調整を不要にする。 【構成】 工作機械のテーブルに載置したワークの水平
方向傾斜を補正する水平傾斜補正手段（１３ａ）と、そ
のワークの垂直方向傾斜を補正する垂直傾斜補正手段
（１３ｂ）を設ける。水平傾斜補正手段（１３ａ）と垂
直傾斜補正手段（１３ｂ）により、移動量算出手段（１
１）により算出されたＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の移動量データ
を補正する。軸制御手段（１４）は、補正された移動量
データに基づいてＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸用のサーボモータ
（７１）を制御する。 【効果】 工作機械のテーブルに載置したワークの厳密
な姿勢調整が不要となる。また、ワークの傾斜を考慮し
ない加工プログラムで高精度の加工ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、数値制御装置および
ワーク姿勢検出装置に関し、さらに詳しく言えば、工作
機械のテーブルに載置したワークの水平方向および垂直
方向の傾斜を補正して各制御軸を駆動する数値制御装置
と、工作機械のテーブルに載置したワークの姿勢を検知
してそれを図形表示するワーク姿勢検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０は、従来の数値制御放電加工機
（以下、ＮＣ放電加工機という）の一例のハードウェア
構成図である。従来のＮＣ放電加工機に備えられた数値
制御装置（以下、ＮＣ装置という）（６０）は、中央処
理装置（以下、ＣＰＵという）（６０ａ）と、加工プロ
グラムや加工状況データなどを格納するメモリ（６０
ｂ）と、各制御軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）の作動を制御す
る軸制御装置（６０ｃ）と、データ入力・修正キーおよ
びメニュー選択・画面切換キーを持つキーボード（６０
ｄ）と、加工経路、電極座標などの各種情報を表示する
表示装置（６０ｅ）と、ＣＰＵ（６０ａ）、メモリ（６
０ｂ）、軸制御装置（６０ｃ）、キーボード（６０ｄ）
および表示装置（６０ｅ）を相互に接続するバス（６０
ｆ）とを備えている。

【０００３】ＣＰＵ（６０ａ）は、加工プログラムにし
たがって軸制御装置（６０ｃ）に制御信号を送出する。
軸制御装置（６０ｃ）は、その制御信号を受けて各制御
軸を駆動するサーボモータ（７１）にそれぞれ制御信号
を送出する。各制御軸用のサーボモータ（７１）は、そ
の制御信号に応じて作動し、テーブル（７２）をＸ軸お
よびＹ軸方向に移動させ、また電極（７３）をＺ軸方向
に移動させる。テーブル（７２）および電極（７３）の
位置は、位置検出器（７４）によって検出され、軸制御
装置（６０ｃ）にフィードバックされる。

【０００４】なお、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は直交座標系をな
しており、Ｘ軸およびＹ軸は水平方向に設定され、テー
ブル（７２）を水平方向に移動させる。Ｚ軸は、垂直方
向に設定され、電極（７３）を垂直方向に移動させる。

【０００５】図１１は、上記従来のＮＣ放電加工機の機
能ブロック図である。ＮＣ装置（６０）は、移動量算出
手段（６１）と、傾斜角度入力手段（６２）と、傾斜補
正手段（６３）と、軸制御手段（６４）と、移動量検出
手段（６５）と、座標値演算手段（６６）と、表示手段
（６７）と、移動指令入力手段（６８）とを備えてい
る。

【０００６】移動量算出手段（６１）は、加工プログラ
ムＰから読み取った移動指令あるいは移動指令入力手段
（６８）から入力された移動指令に基づいてＸ軸、Ｙ
軸、Ｚ軸の移動量を算出し、得られた移動量データを傾
斜補正手段（６３）および座標値演算手段（６６）に送
出する。この移動量データの算出および送出は、ＣＰＵ
（６０ａ）がメモリ（６０ｂ）に格納された制御プログ
ラムにしたがって行なう。

【０００７】傾斜角度入力手段（６２）は、テーブル
（７２）上に載置したワークの傾斜角度データを傾斜補
正手段（６３）に入力する。ここで「ワークの傾斜角
度」は、ワークの所定の基準面がＸ−Ｙ平面（水平面）
内でＸ軸またはＹ軸に対してなす角度を意味する。この
傾斜角度データは、後述するように、オペレータがダイ
ヤル式の計測器を用いて基準面の位置を計測し、得られ
た位置データから傾斜角度を算出してキーボード（６０
ｄ）から入力する。入力された傾斜角度データは、メモ
リ（６０ｂ）に格納され、ＣＰＵ（６０ａ）が制御プロ
グラムにしたがって傾斜補正を行なう際に読み出され
る。

【０００８】傾斜補正手段（６３）は、テーブル（７
２）上に載置したワークのＸ−Ｙ平面内での傾斜に応じ
てＸ軸、Ｙ軸の移動量データを補正し、補正したＸ軸、
Ｙ軸の移動量データおよび補正していないＺ軸の移動量
データを軸制御手段（６４）に送出する。移動量データ
の補正は、予め設定されたＸ−Ｙ−Ｚ座標系を原点の周
りにワークの傾斜角度だけＸ−Ｙ平面内で回転すること
によって行なう。この補正は、制御プログラムにしたが
ってＣＰＵ（６０ａ）が行なう。

【０００９】軸制御手段（６４）は、傾斜補正手段（６
３）から送出されたＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の移動量データに
基づいて、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を駆動するサーボモータ
（７１）にそれぞれ制御信号を送出する。各軸用のサー
ボモータ（７１）は、その制御信号に応じて作動し、テ
ーブル（７２）および電極（７３）を移動させる。軸制
御手段（６４）は、軸制御装置（６０ｃ）により構成さ
れる。

【００１０】移動量検出手段（６５）は、テーブル（７
２）および電極（７３）の移動量を検出し、検出した移
動量データを軸制御手段（６４）にフィードバックす
る。また、その移動量データを座標値演算手段（６６）
に送出する。移動量検出手段（６５）は、位置検出器
（７４）によって構成され、具体的にはエンコーダやレ
ゾルバなどから構成される。

【００１１】座標値演算手段（６６）は、移動量検出手
段（６５）から送出されるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の移動量デ
ータ（実際の移動量を示す）に基づいて、各時刻におけ
るＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の座標値を演算する。この演算によ
り得られるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の座標値データは、ワーク
傾斜補正を行なった後のものである。座標値演算手段
（６６）はまた、移動量算出手段（６１）から送出され
るＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の移動量データ（制御信号の移動量
を示す）に基づいて、各時刻におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸
の座標値を演算する。この演算により得られるＸ軸、Ｙ
軸、Ｚ軸の座標値データは、ワーク傾斜補正を行なう前
のものである。したがって、座標値演算手段（６６）で
は、補正処理前の座標値データおよび補正処理後の座標
値データの双方が得られる。こうして得られた各軸の座
標値データは、表示手段（６７）に送出される。なお、
座標値データの演算および送出は、制御プログラムにし
たがってＣＰＵ（６０ａ）が行なう。

【００１２】表示手段（６７）は、座標値演算手段（６
６）から送出されるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の座標値データに
基づいて、ワーク傾斜補正の処理前または処理後の各軸
の座標値を表示する。表示手段（６７）は、ＣＲＴなど
の表示装置（６０ｅ）から構成される。

【００１３】移動指令入力手段（６８）は、オペレータ
が手動で移動指令を入力する際に使用する。入力された
移動指令は、移動量算出手段（６１）に送出される。移
動指令入力手段（６８）は、キーボード（６０ｄ）から
構成される。

【００１４】上記従来のＮＣ装置（６０）の傾斜補正手
段（６３）は、次のように動作する。傾斜補正手段（６
３）は、移動量算出手段（６１）から受け取ったＸ軸、
Ｙ軸、Ｚ軸の移動量データを補正する際に、まずメモリ
（６０ｂ）を読み出しに行き、ワークの水平方向の傾斜
角度が０に設定されているか否かを判定する。そして、
傾斜角度が０である場合は、補正処理をせずに、受け取
ったＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の移動量データをそのまま軸制御
手段（６４）に出力する。傾斜角度が０でない場合は、
その傾斜角度に応じてＸ軸、Ｙ軸の移動量データの補正
を行なう。そして、補正したＸ軸およびＹ軸の移動量デ
ータと補正していないＺ軸の移動量データを軸制御手段
（６４）に出力する。

【００１５】次に、図１２に基づいて、従来のＮＣ放電
加工機においてテーブルに載置したワークの姿勢を検出
する方法を説明する。図１２の従来のＮＣ放電加工機の
ＮＣ装置（８０）は、ＣＰＵ（８０ａ）、メモリ（８０
ｂ）、軸制御装置（８０ｃ）、キーボード（８０ｄ）、
表示装置（８０ｅ）、バス（８０ｆ）を備えている。こ
れらの要素の機能は、図１０のＮＣ装置（６０）の各要
素の機能と同じである。

【００１６】Ｘ軸駆動用のサーボモータ（９１ａ）は、
軸制御装置（８０ｃ）から送出されるＸ軸制御信号に応
じて、Ｘ軸駆動回路（９５ａ）を介して駆動される。Ｙ
軸駆動用のサーボモータ（９１ｂ）は、軸制御装置（８
０ｃ）から送出されるＹ軸制御信号に応じて、Ｙ軸駆動
回路（９５ｂ）を介して駆動される。両サーボモータ
（９１ａ）（９１ｂ）により、テーブル（９２）は水平
方向に移動する。図示していない電極は、図示していな
いＺ軸駆動用のサーボモータにより垂直方向に移動され
る。なお、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、図１０のＮＣ放電加工
機の各軸と同じように設定してある。

【００１７】図１２のＮＣ放電加工機において、テーブ
ル（９２）上に載置されたワーク（Ｗ）の基準面（Ｓ）
の傾斜状況を検出する場合、まず基準面（Ｓ）の一端の
近傍にＡ点を設定し、基準面（Ｓ）の他端の近傍にＢ点
を設定する。次に、ダイヤル式の計測器（１００）をテ
ーブル（９２）の近傍に固定し、その接触子を基準面
（Ｓ）のＡ点に接触させてダイヤルの目盛を読み取る。

【００１８】続いて、キーボード（８０ｄ）を操作して
移動指令をＮＣ装置（８０）に入力し、テーブル（９
２）をＸ軸方向に少し移動させる。こうして、計測器
（１００）の接触子がＡ点の隣の点で基準面（Ｓ）に接
触するようにし、その点で再びダイヤルの目盛を読み取
る。以後、同じ動作を繰り返し、Ａ点からＢ点までの複
数の点で計測器（１００）と基準面（Ｓ）との距離を計
測することによって、基準面（Ｓ）がＸ軸に対してどの
程度傾斜しているかを検出する。

【００１９】以上のようにして基準面（Ｓ）の傾斜状況
が判明すると、計測器（１００）の接触子をいったん基
準面（Ｓ）から離し、その傾斜状況に応じてワーク
（Ｗ）の向きを変更する。そして、再度、上記と同様の
動作を行ない、基準面（Ｓ）の傾斜状況を検出する。そ
の後、必要に応じて同様の動作を繰り返し、基準面
（Ｓ）が最適な傾斜状況となるようにする。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】図１０および図１１に
示した従来のＮＣ装置（６０）では、水平方向の（二次
元的な）傾斜の補正のみが可能であり、テーブル（７
２）と治具とによって生ずるワーク（Ｗ）の垂直方向の
傾斜については対処することができない。このため、ワ
ーク（Ｗ）に垂直方向の傾斜が生じないように手作業で
ワーク（Ｗ）の位置決めを行なう必要があり、その結
果、ワーク位置決め作業に熟練を要するだけでなく長時
間を要する問題点がある。また、垂直方向の傾斜に起因
する誤差を許容して加工を行なうので、高い加工精度が
得られない問題点もある。これらの問題点を解消するに
は、ワーク（Ｗ）の垂直方向の傾斜を加工プログラムに
よって補正することが考えられる。しかし、そうすると
加工プログラムが複雑になる問題点が生じる。

【００２１】また、図１２に示した方法でワーク（Ｗ）
の基準面（Ｓ）の傾斜状況を検出する場合、オペレータ
が、テーブル（９２）の移動・停止を繰り返しながら計
測器（１００）のダイヤルの目盛を読み取って基準面
（Ｓ）の傾斜状況を判断しなければならないため、作業
が煩雑であるだけでなく判断が不正確となる問題点があ
る。

【００２２】そこで、この発明の目的は、工作機械のテ
ーブルに載置したワークに水平方向および垂直方向の傾
斜が生じないようにワークの厳密な姿勢調整を行なう必
要がなく、しかも、ワークの傾斜を考慮していない加工
プログラムによって高精度の加工を行なうことができる
ＮＣ装置を提供することにある。この発明の他の目的
は、工作機械のテーブルに載置したワークの姿勢を容易
かつ正確に検出することができるワーク姿勢検出装置を
提供することにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】この発明のＮＣ装置は、
移動指令に応じて各制御軸の移動量を算出する移動量算
出手段と、前記移動量算出手段により算出された各制御
軸の移動量データを、工作機械のテーブルに載置したワ
ークの水平方向の傾斜に応じて補正する水平傾斜補正手
段と、前記移動量算出手段により算出された各制御軸の
移動量データを、工作機械のテーブルに載置したワーク
の垂直方向の傾斜に応じて補正する垂直傾斜補正手段
と、前記水平傾斜補正手段および垂直傾斜補正手段によ
り補正された移動量データに基づいて前記各制御軸を制
御する軸制御手段とを具備することを特徴とする。

【００２４】この発明のＮＣ装置は、さらに、ワークの
水平方向および垂直方向の傾斜に応じて補正された各制
御軸の移動量データを表示する表示手段を設けるのが好
ましい。

【００２５】この発明のワーク姿勢検出装置は、工作機
械のテーブルに載置したワークの基準面の位置の検知方
法を指示する検知情報を入力する検知情報入力手段と、
前記検知情報入力手段により入力された検知情報にした
がって工作機械の各制御軸を制御して前記ワークの基準
面の位置を複数点で検知する検知手段と、前記検知手段
により得られた複数点の位置データに基づいて図形デー
タを演算する演算手段と、前記演算手段により得られた
図形データに基づいて前記ワークの基準面の姿勢を図形
表示する表示手段とを具備することを特徴とする。

【００２６】

【作用】この発明のＮＣ装置は、工作機械のテーブルに
載置したワークの水平方向の傾斜に応じて移動量データ
を補正する水平傾斜補正手段の他に、そのワークの垂直
方向の傾斜に応じて移動量データを補正する垂直傾斜補
正手段を有しているので、そのワークに水平方向のみな
らず垂直方向の傾斜があっても、それらの傾斜を補正し
た移動量データを得ることができる。したがって、前記
ワークに水平方向や垂直方向の傾斜が生じないように厳
密な姿勢調整を行なう必要がない。また、ワークの傾斜
を考慮していない加工プログラムによって高精度の加工
を行なうことができる。

【００２７】この発明のワーク姿勢検出装置は、工作機
械の各制御軸を制御することにより、工作機械のテーブ
ルに載置したワークの基準面の位置を複数点で検知し、
得られた複数点の位置データに基づいてワークの基準面
の姿勢を図形表示する。このため、ワークの姿勢を容易
かつ正確に検出することができる。

【００２８】

【実施例】

（ＮＣ装置の構成）以下、この発明のＮＣ装置の一実施
例を添付図面に基づいて説明する。図１は、この発明の
ＮＣ装置の一実施例を備えたＮＣ放電加工機の機能ブロ
ック図である。

【００２９】この発明のＮＣ装置（１０）は、移動量算
出手段（１１）と、傾斜角度入力手段（１２）と、水平
傾斜補正手段（１３ａ）および垂直傾斜補正手段（１３
ｂ）からなる傾斜補正手段（１３）と、軸制御手段（１
４）と、移動量検出手段（１５）と、座標値演算手段
（１６）と、表示手段（１７）と、移動指令入力手段
（１８）と、移動量評価手段（１９）とを備えている。

【００３０】この発明のＮＣ装置（１０）のハードウェ
ア構成は、図１０に示した従来のＮＣ装置（６０）のそ
れと同じである。また、テーブル（７２）および電極
（７３）に設定されたＸ−Ｙ−Ｚ座標系も、図１０に示
した従来のＮＣ装置（６０）のそれと同じである。

【００３１】移動量算出手段（１１）は、加工プログラ
ムＰから読み取った移動指令あるいは移動指令入力手段
（１８）から入力された移動指令に基づいてＸ軸、Ｙ
軸、Ｚ軸の移動量を算出し、得られた移動量データを水
平傾斜補正手段（１３ａ）に送出する。

【００３２】傾斜角度入力手段（１２）は、テーブル
（７２）上に載置したワークの水平方向の傾斜角度デー
タを水平傾斜補正手段（１３ａ）に入力し、また、その
ワークの垂直方向の傾斜角度データを垂直傾斜補正手段
（１３ｂ）に入力する。入力された水平方向および垂直
方向の傾斜角度データは、図示しないメモリに格納され
る。

【００３３】ここで、「ワークの水平方向の傾斜角度」
は、ワークの垂直方向の基準面がＸ−Ｙ平面内でＸ軸ま
たはＹ軸に対してなす角度を意味する。「ワークの垂直
方向の傾斜角度」は、ワークの水平方向の基準面がＸ−
Ｚ平面内でＸ軸あるいはＺ軸に対してなす角度、または
Ｙ−Ｚ平面内でＹ軸あるいはＺ軸に対してなす角度を意
味する。

【００３４】水平傾斜補正手段（１３ａ）は、テーブル
（７２）上に載置したワークの水平方向の傾斜に応じて
Ｘ軸、Ｙ軸の移動量データを補正し、補正したＸ軸、Ｙ
軸の移動量データおよび補正していないＺ軸の移動量デ
ータを垂直傾斜補正手段（１３ｂ）に送出する。この補
正は、ＮＣ装置（１０）において予め設定されたＸ−Ｙ
−Ｚ座標系を原点の周りに水平方向の傾斜角度だけＸ−
Ｙ平面内で回転することによって行なう。

【００３５】垂直傾斜補正手段（１３ｂ）は、テーブル
（７２）上に載置したワークの垂直方向の傾斜に応じ
て、水平傾斜補正手段（１３ａ）から送出されたＸ軸、
Ｙ軸、Ｚ軸の移動量データを補正し、補正したＸ軸、Ｙ
軸、Ｚ軸の移動量データを軸制御手段（１４）、座標値
演算手段（１６）および移動量評価手段（１９）に送出
する。この補正は、ＮＣ装置（１０）において予め設定
されたＸ−Ｙ−Ｚ座標系を原点の周りに垂直方向の傾斜
角度だけＸ−Ｚ平面内あるいはＹ−Ｚ平面内で回転する
ことによって行なう。

【００３６】軸制御手段（１４）は、垂直傾斜補正手段
（１３ｂ）から送出されるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の移動量デ
ータに基づいてＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸用のサーボモータ（７
１）にそれぞれ制御信号を送出する。各軸用のサーボモ
ータ（７１）は、その制御信号に応じて作動し、Ｘ軸ま
たはＹ軸方向にテーブル（７２）を移動させ、Ｚ軸方向
に電極（７３）を移動させる。

【００３７】移動量検出手段（１５）は、テーブル（７
２）および電極（７３）の移動量を検出し、検出した移
動量データを軸制御手段（１４）にフィードバックす
る。また、その移動量データを座標値演算手段（１６）
に送出する。

【００３８】座標値演算手段（１６）は、移動量検出手
段（１５）から送出されるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の移動量デ
ータに基づいて、各時刻におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の座
標値を演算する。この演算により得られるＸ軸、Ｙ軸、
Ｚ軸の座標値データは、ワーク傾斜補正を行なった後の
ものである。座標値演算手段（１６）はまた、垂直傾斜
補正手段（１３ｂ）から送出されるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の
移動量データに基づいて、各時刻におけるＸ軸、Ｙ軸、
Ｚ軸の座標値を演算する。この演算により得られるＸ
軸、Ｙ軸、Ｚ軸の座標値データは、ワーク傾斜補正を行
なった後のものであるが、座標値演算手段（１６）は、
これらの補正後のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の座標値データにつ
いて水平傾斜補正および垂直傾斜補正を解除し、補正前
の移動量データを算出する。

【００３９】したがって、座標値演算手段（１６）で
は、補正処理前の座標値データおよび補正処理後の座標
値データの双方を得ることができる。こうして得られた
各軸の座標値データは、表示手段（１７）および移動量
評価手段（１９）に送出される。

【００４０】表示手段（１７）は、座標値演算手段（１
６）から送出される補正処理前および補正処理後のＸ
軸、Ｙ軸、Ｚ軸の座標値データに基づいて、各時刻にお
ける座標値を表示する。また、移動量評価手段（１９）
から送出されるデータに基づき、テーブル（７２）およ
び電極（７３）の実際の移動量と移動指令により指令さ
れた移動量との差が所定範囲にあるか否かを表示する。

【００４１】移動指令入力手段（１８）は、オペレータ
が手動で移動指令を入力する際に使用する。入力された
移動指令は、移動量算出手段（１１）に送出される。

【００４２】移動量評価手段（１９）は、座標値演算手
段（１６）で得られる補正前の移動量データ（移動指令
の移動量）に基づいて、移動量検出手段（１５）から送
出される移動量データ（実際の移動量）を評価し、両者
の差が所定範囲内にない場合はエラー情報を表示手段
（１７）に送出する。このエラー情報を受けて、表示手
段（１７）は「エラー」を表示し、オペレータにその旨
を告知する。

【００４３】（ＮＣ装置の動作）次に、以上の構成を持
つＮＣ装置（１０）の動作を図２〜図４に基づいて説明
する。テーブル（７２）に載置されたワーク（Ｗ）は、
図５および図６に示すように、「水平方向傾斜角度」す
なわち垂直方向の基準面（Ｓ１）がＸ−Ｙ平面内でＸ軸
に対してなす角度をθ、「垂直方向傾斜角度」すなわち
水平方向の基準面（Ｓ２）がＸ−Ｚ平面内でＸ軸に対し
てなす角度をφとする。

【００４４】水平方向傾斜角度θおよび垂直方向傾斜角
度φは、オペレータが予め計測し、例えばキーボードよ
り入力する。入力された傾斜角度データは、メモリに格
納される。

【００４５】（水平傾斜補正手段の動作）ＮＣ装置（１
０）の水平傾斜補正手段（１３ａ）の動作は、図２のフ
ローチャートの通りである。ステップＳ１では、加工プ
ログラムＰの１ブロックから読み取った移動指令または
移動指令入力手段（１８）により入力された１ブロック
分の移動指令に基づいて、移動量算出手段（１１）が算
出したＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の移動量データを受け取る。

【００４６】ステップＳ２では、メモリを読み出しに行
き、水平方向傾斜角度θが０に設定されているか否かを
判定する。θが０でない場合は、ステップＳ３に進み、
Ｘ軸およびＹ軸の移動量データを補正する。Ｚ軸の移動
量データの補正は行なわない。

【００４７】補正前のＸ−Ｙ−Ｚ座標系におけるＸ軸、
Ｙ軸、Ｚ軸の移動量データをそれぞれＸ₀、Ｙ₀、Ｚ₀と
し、水平傾斜補正後のＸ’−Ｙ’−Ｚ’座標系における
Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の移動量データをそれぞれＸ₁、Ｙ₁、
Ｚ₁とすると、ステップＳ３の補正は下記の式（１）に
したがって行なわれる。

【００４８】

【数１】

【００４９】式（１）は、図５に示すように、補正前の
座標系であるＸ−Ｙ−Ｚ座標系をＸ−Ｙ平面内で原点Ｏ
の周りに角度θだけ回転することを意味する。この回転
により得られるＸ’−Ｙ’−Ｚ’座標系では、水平方向
傾斜角度θは０となり、基準面（Ｓ１）の水平方向傾斜
が存在しなくなる。なお、式（１）にはＺ₀が含まれて
いないので、Ｚ₀とＺ₁は常に等しい。

【００５０】ステップＳ４では、ステップＳ３の補正に
より得られたＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の移動量データＸ₁、
Ｙ₁、Ｚ₁を出力にセットする。

【００５１】ステップＳ２でθが０である場合は、ステ
ップＳ５に進み、ステップＳ１で受け取ったＸ軸、Ｙ
軸、Ｚ軸の移動量データＸ₀、Ｙ₀、Ｚ₀をそのまま補正
後の移動量データＸ₁、Ｙ₁、Ｚ₁として出力にセットす
る。

【００５２】ステップＳ６では、ステップＳ４またはス
テップＳ５で出力にセットされた移動量データＸ₁、
Ｙ₁、Ｚ₁を垂直傾斜補正手段（１３ｂ）に送出する。以
後、各ブロックについて同じ動作を繰り返す。

【００５３】（垂直傾斜補正手段の動作）次に、図３の
フローチャートに基づいて垂直傾斜補正手段（１３ｂ）
の動作を説明する。ステップＳ１１では、水平傾斜補正
手段（１３ａ）から送出されたＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の移動
量データＸ₁、Ｙ₁、Ｚ₁を受け取る。

【００５４】ステップＳ１２では、メモリを読み出しに
行き、垂直方向傾斜角度φが０に設定されているか否か
を判定する。φが０でない場合は、ステップＳ１３に進
み、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の移動量データＸ₁、Ｙ₁、Ｚ₁を
補正する。垂直傾斜補正後のＸ”−Ｙ”−Ｚ”座標系に
おけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の移動量データをそれぞれ
Ｘ₂、Ｙ₂、Ｚ₂とすると、ステップＳ１３の補正は下記
の式（２）にしたがって行なわれる。

【００５５】

【数２】

【００５６】式（２）は、図６に示すように、補正前の
座標系であるＸ−Ｙ−Ｚ座標系をＸ−Ｚ平面内で原点Ｏ
の周りに角度φだけ回転することを意味する。この回転
により得られるＸ”−Ｙ”−Ｚ”座標系では、垂直方向
傾斜角度φは０となり、基準面Ｓ２の垂直方向傾斜が存
在しなくなる。

【００５７】ステップＳ１４では、ステップＳ１３の補
正により得られたＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の移動量データ
Ｘ₂、Ｙ₂、Ｚ₂を出力にセットする。

【００５８】ステップＳ１２でφが０である場合は、ス
テップＳ１５に進み、ステップＳ１１で受け取ったＸ
軸、Ｙ軸、Ｚ軸の移動量データＸ₁、Ｙ₁、Ｚ₁をそのま
ま補正後の移動量データＸ₂、Ｙ₂、Ｚ₂として出力にセ
ットする。

【００５９】ステップＳ１６では、ステップＳ１４また
はステップＳ１５でセットされた移動量データＸ₂、
Ｙ₂、Ｚ₂を軸制御手段（１４）に送出する。以後、各ブ
ロックについて同じ動作を繰り返す。

【００６０】（座標値演算手段の動作）続いて、図４の
フローチャートに基づいて座標値演算手段（１６）の動
作を説明する。ステップＳ２１では、垂直傾斜補正手段
（１３ｂ）から送出されるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の移動量デ
ータＸ₂、Ｙ₂、Ｚ₂を受け取る。また、移動量検出手段
（１５）から送出されるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の移動量デー
タを受け取る。

【００６１】ステップＳ２２では、メモリを読み出しに
行き、垂直方向傾斜角度φが０に設定されているか否か
を判定する。φが０でない場合は、ステップＳ２３に進
み、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の移動量データＸ₂、Ｙ₂、Ｚ₂の
垂直傾斜補正を解除する。この補正解除は下記の式
（３）にしたがって行なわれる。

【００６２】

【数３】

【００６３】式（３）は、式（２）にしたがって行なっ
た補正を解除するもので、Ｘ”−Ｙ”−Ｚ”座標系を
Ｘ”−Ｚ”平面内で原点Ｏの周りに角度φだけ逆方向に
回転することを意味する。この回転により、Ｘ”−Ｙ”
−Ｚ”座標系におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の移動量データ
Ｘ₂、Ｙ₂、Ｚ₂が、Ｘ’−Ｙ’−Ｚ’座標系における移
動量データＸ₁、Ｙ₁、Ｚ₁に復帰する。

【００６４】ステップＳ２２で垂直方向傾斜角度φが０
である場合は、移動量データＸ₂、Ｙ₂、Ｚ₂の補正解除
をせずに、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の移動量データＸ₂、Ｙ₂、
Ｚ₂をそのまま移動量データＸ₁、Ｙ₁、Ｚ₁としてステッ
プＳ２４に飛ぶ。

【００６５】ステップＳ２４では、メモリを読み出しに
行き、水平方向傾斜角度θが０に設定されているか否か
を判定する。θが０でない場合は、ステップＳ２５に進
み、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の移動量データＸ₁、Ｙ₁、Ｚ₁の
水平傾斜補正を解除してからステップＳ２６に進む。こ
の補正解除は下記の式（４）にしたがって行なわれる。

【００６６】

【数４】

【００６７】式（４）は、式（１）にしたがって行なっ
た補正を解除するもので、Ｘ’−Ｙ’−Ｚ’座標系を
Ｘ’−Ｙ’平面内で原点Ｏの周りに角度θだけ逆方向に
回転することを意味する。この回転により、Ｘ’−Ｙ’
−Ｚ’座標系における移動量データＸ₁、Ｙ₁、Ｚ₁が、
Ｘ−Ｙ−Ｚ座標系における移動量データＸ₀、Ｙ₀、Ｚ₀
に復帰する。

【００６８】ステップＳ２４で水平方向傾斜角度θが０
である場合は、移動量データＸ₁、Ｙ₁、Ｚ₁の補正解除
をせずに、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の移動量データＸ₁、Ｙ₁、
Ｚ₁をそのまま移動量データＸ₀、Ｙ₀、Ｚ₀としてステッ
プＳ２６に飛ぶ。

【００６９】ステップＳ２６では、補正を解除して得た
移動量データＸ₀、Ｙ₀、Ｚ₀を移動量評価手段（１９）
に送出する。また、これらの移動量データＸ₀、Ｙ₀、Ｚ
₀に基づいて補正前のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の座標値を演算
し、得られた座標値データを表示手段（１７）に送出す
る。以後、各ブロックについて同じ動作を繰り返す。

【００７０】傾斜角度の補正の有無により、加工軌跡は
図５および図６に示すように変化する。図５では、ワー
ク（Ｗ）が水平方向に角度θだけ傾斜しているため、補
正をしない場合は、ワーク（Ｗ）の基準面（Ｓ１）に直
交する（Ｙ軸に平行な）はずの加工軌跡が角度θだけ傾
斜するが、補正をした場合は、その加工軌跡はＹ’軸に
平行となり、ワーク（Ｗ）の基準面（Ｓ１）に直交す
る。したがって、傾斜角度θが０として作成された加工
プログラムＰを用いて高精度に加工を行なうことができ
る。

【００７１】図６では、ワーク（Ｗ）が垂直方向に角度
φだけ傾斜しているため、補正をしない場合は、ワーク
（Ｗ）の基準面（Ｓ２）に平行（Ｘ軸に平行）なはずの
加工軌跡が角度φだけ傾斜するが、補正をした場合は、
その加工軌跡はＸ’軸に平行となり、ワーク（Ｗ）の基
準面（Ｓ２）に平行になる。したがって、垂直方向に傾
斜がある場合も、傾斜角度φが０として作成された加工
プログラム（Ｐ）を用いて高精度に加工を行なうことが
できる。

【００７２】以上のように、この発明のＮＣ装置（１
０）は、ワーク（Ｗ）の水平方向および垂直方向の傾斜
を補正して加工を行なうので、高精度の加工ができる。
また、厳密に平行出しを行ないながらワーク（Ｗ）をテ
ーブル（７２）に載置する必要がなくなるため、段取り
時間が大幅に短縮され、作業効率が著しく向上する。さ
らに、ワーク（Ｗ）の傾斜を補正した座標値と補正しな
い座標値とが表示されるため、加工作業の進行状況を正
確に知ることができる、などの利点がある。

【００７３】上記実施例では、傾斜角度入力手段（１
９）としてキーボード（５４）を用い、オペレータがキ
ーボード（５４）から傾斜角度データを入力して設定す
るとして説明したが、次に述べるワーク姿勢検出装置を
用いて傾斜角度を検出し、得られた傾斜角度データを自
動的に入力するようにしてもよい。また、垂直方向傾斜
角度としてＸ−Ｚ平面内でのＸ軸に対する傾斜角度φを
用い、水平方向傾斜角度としてＸ−Ｙ平面内でのＸ軸に
対する傾斜角度θを用いて説明したが、垂直方向傾斜角
度としてＹ−Ｚ平面内でのＹ軸に対する傾斜角度を用い
てもよいし、水平方向傾斜角度としてＹ軸に対する傾斜
角度を用いてもよい。

【００７４】（ワーク姿勢検出装置の構成）次に、この
発明のワーク姿勢検出装置の一実施例を添付図面に基づ
いて説明する。このワーク姿勢検出装置は、上記ＮＣ装
置（１０）の傾斜角度入力手段（１９）として好適なも
のである。

【００７５】図８は、この発明のワーク姿勢検出装置の
機能ブロック図である。この発明のワーク姿勢検出装置
（３０）は、検知情報入力手段（３１）と、検知手段
（３２）と、演算手段（３３）と、表示手段（３４）と
を備えている。

【００７６】検知情報入力手段（３１）は、工作機械の
テーブルに載置したワークの基準面の位置の検知方法を
指示する検知情報を検知手段（３２）に入力する。検知
情報の入力は、ワークの姿勢検出の際にオペレータが行
なう。

【００７７】検知手段（３２）は、検知情報入力手段
（３１）により入力された検知情報にしたがって工作機
械の制御軸（例えばＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）を制御すること
により、ワークの基準面の位置を複数点で検知する。

【００７８】演算手段（３３）は、検知手段（３２）に
よって得た複数点における位置データに基づいて図形デ
ータを演算する。

【００７９】表示手段（３４）は、演算手段（３３）に
より得られた図形データに基づいてワークの基準面の姿
勢（例えば傾斜状況）を図形表示する。

【００８０】図７は、この発明のワーク姿勢検出装置を
ＮＣ放電加工機に適用した一実施例を示すハードウェア
構成図である。図７において、図１２に示したＮＣ放電
加工機の要素と対応する要素には、対応する符号が付し
てある。Ｚ軸駆動用のサーボモータ（５１ｃ）は、軸制
御装置（４０ｃ）から送出されるＺ軸制御信号に応じ
て、Ｚ軸駆動回路（５５ｃ）を介して駆動される。サー
ボモータ（５１ｃ）により、電極（５３）は垂直方向に
移動する。テーブル（５２）は、Ｘ軸駆動用のサーボモ
ータ（５１ａ）とＹ軸駆動用のサーボモータ（５１ｂ）
の作動により、水平方向に移動する。

【００８１】電極（５３）は、ワーク（Ｗ）と接触する
ことによりその位置を検知するもので、ここでは位置検
出専用としている。しかし、通常の加工用電極も使用可
能である。接触感知回路（５６）は、電極（５３）のワ
ーク（Ｗ）との接触を感知すると、感知信号をＮＣ装置
（４０）に送出する。ＮＣ装置（４０）は、この感知信
号を受けてその接触点の位置を検知し、得られた位置デ
ータに基づいて図形データを演算する。演算により得ら
れた図形データは、表示装置（４０ｅ）に送出され、図
形として表示される。

【００８２】検知情報入力手段（３１）は、キーボード
（４０ｄ）から構成される。検知手段（３２）は、ＮＣ
装置（４０）、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸用の駆動回路（５５
ａ）（５５ｂ）（５５ｃ）、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸用のサー
ボモータ（５１ａ）（５１ｂ）（５１ｃ）、電極（５
３）および接触感知回路（５６）から構成される。演算
手段（３３）は、ＮＣ装置（４０）から構成される。表
示手段（３４）は、表示装置（４０ｅ）から構成され
る。

【００８３】（ワーク傾斜表示装置の動作）次に、以上
の構成を持つこの発明のワーク姿勢検出装置（３０）の
動作を説明する。ここでは、図７に示すワーク（Ｗ）の
垂直方向の基準面（Ｓ１）の姿勢を検出する場合につい
て述べる。

【００８４】まず最初に、オペレータは、キーボード
（４０ｄ）を操作して、姿勢を検出しようとするワーク
（Ｗ）の垂直方向の基準面（Ｓ１）の計測範囲を設定す
る。この設定は、計測範囲の両側の端点であるＡ点およ
びＢ点の位置座標を設定することにより行なう。設定さ
れたＡ点およびＢ点の位置座標データは、メモリ（４０
ｂ）に格納される。

【００８５】次に、ＮＣ装置（４０）を運転状態にし、
Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸駆動用のサーボモータ（５１ａ）（５
１ｂ）（５１ｃ）を作動させて電極（５３）の先端をＡ
点の近傍に停止させる。そこで、スタートボタンを押
す。すると、制御プログラムにより、テーブル（５２）
が自動的に移動して電極（５３）の先端をＡ点において
基準面（Ｓ１）に接触させる。すると、接触感知回路
（５６）が感知信号をＮＣ装置（４０）に送出する。Ｎ
Ｃ装置（４０）は、この感知信号によりＡ点の位置を検
知し、その位置座標をメモリ（４０ｂ）に格納する。

【００８６】次に、ＮＣ装置（４０）は、先に設定され
た基準面（Ｓ１）の計測範囲データと、予めパラメータ
により設定された検知回数とに基づき、Ａ点の隣の第２
接触点の位置座標を算出する。そして、Ｘ軸、Ｙ軸駆動
用サーボモータ（５１ａ）（５１ｂ）を作動させ、第２
接触点において電極（５３）の先端を基準面（Ｓ１）に
接触させて、第２接触点の位置座標をメモリ（４０ｂ）
に格納する。以後、同じ操作を繰り返し、Ａ点からＢ点
までの複数の接触点の位置座標をメモリ（４０ｂ）に格
納する。

【００８７】次に、ＮＣ装置（４０）は、得られたＡ点
からＢ点までの複数の接触点の位置座標データをメモリ
（４０ｂ）から読み出し、それらの位置座標データに基
づき、図形データを演算する。その際に、Ａ点およびＢ
点の位置座標データにより、表示装置（４０ｅ）の画面
に図形が適当な配置および大きさで描かれるように、原
点位置およびスケールを設定する。

【００８８】次に、演算により得られた図形データと原
点位置およびスケールのデータとは、表示装置（４０
ｅ）に送出され、そこで図形として表示される。表示す
る図形としては、例えば図９に示すように、各接触点の
位置を点で示すとともにそれらの点を直線で結んだ図形
がある。このように、基準面（Ｓ１）の複数の接触点の
位置を図形として表示すると、この図形とＸ軸およびＹ
軸との関係を見ることにより、直ちにしかも正確に基準
面（Ｓ１）の姿勢すなわち傾斜状況を知ることができ
る。

【００８９】図７に示すワーク（Ｗ）の水平方向の基準
面（Ｓ２）の姿勢を検出する場合も、基準面（Ｓ２）上
に適当に計測範囲を設定することにより、上記とまった
く同様にして行なうことができる。したがって、この発
明のワーク姿勢検出装置（３０）を使用することによ
り、ワーク（Ｗ）の水平方向の傾斜状況だけでなく垂直
方向の傾斜状況など、ワーク（Ｗ）の任意の姿勢（例え
ば、基準面の撓み）も検出することができる。

【００９０】なお、Ａ点からＢ点までの複数の接触点の
位置座標データに基づき、基準面（Ｓ１）の傾斜角度を
容易に算出することができるので、ＮＣ装置（４０）で
基準面（Ｓ１）（Ｓ２）の傾斜角度を算出し、メモリ
（４０ｂ）に格納するようにしておけば、必要に応じて
メモリ（４０ｂ）から読み出して傾斜角度を送出するこ
とが可能となる。こうすると、この発明のワーク姿勢検
出装置（３０）は、上記ＮＣ装置（１０）の傾斜角度入
力手段（１９）として好適なものとなる。

【００９１】この実施例では、電極（５３）とワーク
（Ｗ）との接触を感知してワーク（Ｗ）の位置を検知す
るようにしているが、ワーク（Ｗ）の位置を検知できれ
ば他の方法でもよい。また、複数点でワーク（Ｗ）の位
置を検知する方法は、図示したような直線に沿って検知
する方法の他に、曲線に沿って検知する方法や二次元的
により広い範囲で検知する方法などでもよい。

【００９２】以上の説明では、この発明のＮＣ装置およ
びワーク姿勢検出装置をＮＣ放電加工機に適用した例を
説明したが、ＮＣ放電加工機以外の他の工作機械にも適
用することができる。

【００９３】

【発明の効果】この発明のＮＣ装置は、工作機械のテー
ブルに載置したワークに水平方向や垂直方向の傾斜が生
じないようにワークの厳密な姿勢調整を行なう必要がな
く、しかも、ワークの傾斜を考慮していない加工プログ
ラムによって高精度の加工を行なうことができる。ま
た、ワークの水平方向および垂直方向の傾斜に応じて補
正された各制御軸の移動量データを表示する表示手段を
設けた場合は、上記効果に加え、加工中にオペレータが
実際の加工状況を知ることができる効果がある。この発
明のワーク姿勢検出装置は、工作機械のテーブルに載置
したワークの姿勢を容易かつ正確に検出することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のＮＣ装置を備えたＮＣ放電加工機の
機能ブロック図である。

【図２】図１のＮＣ装置の水平傾斜補正動作を示すフロ
ーチャートである。

【図３】図１のＮＣ装置の垂直傾斜補正動作を示すフロ
ーチャートである。

【図４】図１のＮＣ装置の座標値演算動作を示すフロー
チャートである。

【図５】ＮＣ放電加工機のテーブルに載置されたワーク
の水平傾斜補正動作を示す説明図である。

【図６】ＮＣ放電加工機のテーブルに載置されたワーク
の垂直傾斜補正動作を示す説明図である。

【図７】この発明のワーク姿勢検出装置をＮＣ放電加工
機に適用した一実施例のハードウェア構成図である。

【図８】この発明のワーク姿勢検出装置の機能ブロック
図である。

【図９】ワーク基準面の状況を表示した画面の説明図で
ある。

【図１０】従来のＮＣ放電加工機の一例のハードウェア
構成図である。

【図１１】図１０のＮＣ放電加工機の機能ブロック図で
ある。

【図１２】従来のＮＣ放電加工機におけるワーク姿勢の
検出方法を示す、ＮＣ放電加工機のハードウェア構成図
である。

【符号の説明】

１０ ＮＣ装置 １１ 移動量算出手段 １２ 傾斜角度入力手段 １３ 傾斜補正手段 １３ａ 水平傾斜補正手段 １３ｂ 垂直傾斜補正手段 １４ 軸制御手段 １５ 移動量検出手段 １６ 座標値演算手段 １７ 表示手段 １８ 移動指令入力手段 １９ 位置量評価手段 ３０ ワーク姿勢検出装置 ３１ 検知情報入力手段 ３２ 検知手段 ３３ 演算手段 ３４ 表示手段 ４０ ＮＣ装置 ４０ａ ＣＰＵ ４０ｂ メモリ ４０ｃ 軸制御装置 ４０ｄ キーボード ４０ｅ 表示装置 ４０ｆ バス ５１ａ Ｘ軸用サーボモータ ５１ｂ Ｙ軸用サーボモータ ５１ｃ Ｚ軸用サーボモータ ５２ テーブル ５３ 電極 ５５ａ Ｘ軸駆動回路 ５５ｂ Ｙ軸駆動回路 ５５ｃ Ｚ軸駆動回路 ５６ 接触感知回路 Ｗ ワーク Ｓ１、Ｓ２ 基準面 Ｐ 加工プログラム

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動指令に応じて各制御軸の移動量を算
   出する移動量算出手段と、前記移動量算出手段により算
   出された各制御軸の移動量データを、工作機械のテーブ
   ルに載置したワークの水平方向の傾斜に応じて補正する
   水平傾斜補正手段と、前記移動量算出手段により算出さ
   れた各制御軸の移動量データを、工作機械のテーブルに
   載置したワークの垂直方向の傾斜に応じて補正する垂直
   傾斜補正手段と、前記水平傾斜補正手段および垂直傾斜
   補正手段により補正された移動量データに基づいて前記
   各制御軸を制御する軸制御手段とを具備することを特徴
   とする数値制御装置。
2. 【請求項２】 ワークの水平方向および垂直方向の傾斜
   に応じて補正された各制御軸の移動量データを表示する
   表示手段を具備する請求項１に記載の数値制御装置。
3. 【請求項３】 工作機械のテーブルに載置したワークの
   基準面の位置の検知方法を指示する検知情報を入力する
   検知情報入力手段と、前記検知情報入力手段により入力
   された検知情報にしたがって工作機械の各制御軸を制御
   して前記ワークの基準面の位置を複数点で検知する検知
   手段と、前記検知手段により得られた複数点の位置デー
   タに基づいて図形データを演算する演算手段と、前記演
   算手段により得られた図形データに基づいて前記ワーク
   の基準面の姿勢を図形表示する表示手段とを具備するこ
   とを特徴とするワーク姿勢検出装置。