JPH0553635A

JPH0553635A - Ｎｃ工作機械におけるプログラムの動作確認方法およびその装置

Info

Publication number: JPH0553635A
Application number: JP23679291A
Authority: JP
Inventors: Kiyokuni Kawashima; 清洲川嶋; Youji Ishii; 養次石井
Original assignee: Hitachi Seiki Co Ltd
Current assignee: Hitachi Seiki Co Ltd
Priority date: 1991-08-26
Filing date: 1991-08-26
Publication date: 1993-03-05

Abstract

(57)【要約】【目的】実動作をさせないでモニター上で加工プログラ
ムのチェックを行う。【構成】プログラムを表示する加工データ表示プログラ
ム部１０５と、自動プログラミングを制御するシステム
プログラム部１０６と、工具初期設定などのデータが入
っているシステムパラメータ部１０７と、機械本体・工
具・ワークなどに関するデータが格納されているデータ
ファイル部１０８と、位置座標を入力して工作物の加工
軌跡を作成する編集プログラム部１０９と、ＮＣ加工用
のＮＣ加工プログラム部１１１よりなる自動プログラミ
ング装置において、表示装置１０４上に所要のソフトを
選択表示し、前記ＮＣ加工プログラムを実行し、プログ
ラマブル・コントローラに代えて、擬似信号発生手段１
１０により各ステップの加工終了の終了信号を発生させ
て、実機械を駆動することなく前記ＮＣ加工プログラム
の動作確認を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、対話型のＮＣ工作機械
の動作確認をモニター機器を使用して行う方法に関す
る。更に詳しくは、対話型等で作られるＮＣ装置のＮＣ
加工プログラムの動作確認を実機械を使用しないで行う
ＮＣ工作機械におけるプログラム動作確認方法およびそ
の装置に関する。

【０００２】

【従来技術】数値制御旋盤を駆動するための加工プログ
ラムは、対話型の自動プログラミング装置等で通常作成
される。しかし、実動作時にプログラム・バグが発見さ
れる場合が多い。そこでこのプログラムが正常に動作す
るか否かを実際に工作機械を動かして工作物を加工する
前にチェックする必要がある。特に、以下の工作機械の
ように複雑な構造を有するときは問題である。

【０００３】数値制御（ＮＣ）工作機械の中には、被加
工物を保持するための主軸を複数配置し、かつ、刃物台
も主軸に対応して複数有するものが知られている。この
種の数値制御工作機械は、１台の数値制御装置で各刃物
台を各々異なるＮＣプログラムを同時に実行して加工を
実現する。例えば、数値制御旋盤の中には、主軸軸線上
にチャックが対向するように２つの主軸台を一方または
両方を主軸軸線方向（通常Ｚ軸線）に移動可能に配置
し、これに各々対応した２つの刃物台を有したものが知
られている。この数値制御旋盤は、主軸のチャックにそ
れぞれ把持された被加工物をそれぞれ対応する刃物台を
Ｘ、Ｚ方向に数値制御装置により移動制御させて加工を
行う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、こうした複雑
な構造の工作機械のＮＣ加工プログラムは、各刃物台等
の動作が入り込んでいるので実際に工作機械を動作させ
てもプログラム・チエックは簡単ではない。更に、プロ
グラムのチェックのために工作機械を停止させると、そ
のチェックの時間中は加工を停止することになり、工作
機械を使用できないことになり、無駄が多い。本発明は
こうした技術的背景で発明されたものであり、次の目的
を達成する。

【０００５】本発明の目的は、ＮＣ工作機械の加工プロ
グラムを実動作（工作物の加工の空運転）をさせない
で、対話型のモニター画面上に加工プログラムの各種情
報を表示してプログラム・チェックを行なうためのＮＣ
工作機械におけるプログラムの動作確認方法およびその
装置を提供する。

【０００６】

【課題を解決するための手段および作用】プログラムを
表示する加工データ表示プログラム部１０５と、自動プ
ログラミングを制御するシステムプログラム部１０６
と、工具初期設定などのデータが入っているシステムパ
ラメータ部１０７と、機械本体・工具・ワークなどに関
するデータが格納されているデータファイル部１０８
と、位置座標を入力して工作物の加工軌跡を作成する編
集プログラム部１０９と、ＮＣ加工用のＮＣ加工プログ
ラム部１１１よりなる自動プログラミング装置におい
て、表示装置１０４上に所要のソフトを選択表示し、前
記ＮＣ加工プログラムを実行し、プログラマブル・コン
トローラに代えて、擬似信号発生手段１１０により各ス
テップの加工終了の終了信号を発生させて、実機械を駆
動することなく前記ＮＣ加工プログラムの動作確認を行
うことに関する。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面とともに説明す
る。

【０００８】図１は本発明の工作機械（数値制御旋盤）
の代表的な実施例を示す透視図であり、図２（ａ）、図
２（ｂ）、図２（ｃ）は図１の各平面図、正面図、右側
面図であり、図３は、各軸の名称を示す図であり、図４
は、自動プログラミング装置の機能ブロック図であり、
図５は、３系列の各情報（位置情報）を１画面に集約し
た例であり、図６は、３系列の各情報（メモリ情報）を
一画面に集約表示した例であり、図７（ａ）、図７
（ｂ）は、対話型のＮＣ工作機械の表示装置１０４上の
画面であり、図８は、本発明の作業フローであり、図９
は、ＭＤＩモードにおける表示画面である。

【０００９】まず、本発明の説明に先立って、多系列Ｎ
Ｃ工作機械の実動作を説明する。

【００１０】機械的構成図１、図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）を用いて工
作機械の機械的な実操作について説明を行う。ベッド１
は、本体を構成する基台であり、鋳物、鋼材などで形成
されている。ベッド１上の一端には第１主軸台２が設け
られている。この第１主軸台２内は、ベッド１上では移
動しない。第１主軸台２内には、第１主軸２２が回転自
在に支持されている。この第１主軸２２の先端には、第
１チャック３が一体に設けられている。第１チャック３
は、ワークを握持するためのものである。第１主軸２２
は、ビルトインタイプの第１主軸モータ４により回転駆
動される。

【００１１】この第１主軸２２は、回転割出制御が可能
に設けられている。この回転割出制御は、第１主軸モー
タ４の回転を制御して実現するか、他の割出用のモータ
を設けてその割出用のモータの回転を制御して行う。ベ
ッド１上の第１主軸台２と対向する位置には、第２主軸
台５が設けられている。第２主軸台５は、ベッド１上の
傾斜案内面上に移動自在に設けられている。

【００１２】この傾斜案内面上の駆動は、送りネジを介
してＺ２サーボ６により行われる。この移動方向は、こ
こではＺ２軸と称する。第２主軸台５内には、第２主軸
２３が回転自在に設けられている。第２主軸２３の先端
には、第２チャック８が設けられている。第２主軸２３
は、第２主軸モータ９により回転駆動される。ベッド１
上には第１主軸２２の軸線方向と平行な方向に移動する
第１往復台が設けられている。

【００１３】この第１往復台上には、第１主軸２２の径
方向に移動する第１クロススライドが設けられている。
この第１クロススライド上には、６角形のタレットを有
する第１刃物台１１が設けられている。第１往復台は、
ベッド１上の水平案内面上を第１主軸２２と平行な軸線
（Ｚ１）方向にＺ１サーボモータ１０により送り駆動さ
れる。第１往復台の送り駆動は、Ｚ１サーボモータ１０
に連結された送りネジにより行う。

【００１４】更に、クロススライドは、Ｚ１軸線と垂直
にクロスする方向のＸ１軸線方向、すなわち第１チャッ
ク３に把持したワークの半径方向に駆動される。この駆
動は、Ｘ１サーボモータ１７により送りネジを介して駆
動される。タレット本体は、６角形の形状であり、この
外周に１２面の工具取付面が形成されている。したがっ
て、取付けられる工具本数は、通常は１２本である。ベ
ッド１上には、更に第１刃物台１１に対向して同じ水平
案内面上には第２刃物台２０が設けられている。

【００１５】第２刃物台２０の形状は、第１刃物台１１
と対称的な構造で実質的に同一であり、かつ、機能も軸
線の方向が相違するのみで実質的に同一であるので説明
は省略する。ただし、第２刃物台２０は、本実施例では
主軸線方向の移動はしない。第３刃物台３０は、ベッド
１の前面に設けてある刃物台である。ベッド１の前面
は、垂直案内面が形成されている。垂直案内面上には、
第３往復台が移動自在に設けられている。第３往復台
は、Ｚ３サーボモータ３３により駆動される。

【００１６】Ｚ３サーボモータ３３の出力軸には、送り
ネジ３３ａが直結され、この送りネジ３３ａにより第
１、２主軸の軸線と平行な方向に第３往復台が駆動され
る。第３往復台上には、Ｘ３案内面上には第３クロスス
ライドがＸ３案内面上をＸ３軸線方向に移動自在に設け
られている。このＸ３方向の駆動は、ボールスクリュー
（図示せず）を介してＸ３サーボモータ３７により駆動
される。第３クロススライド上には、タレット本体が設
けられている。

【００１７】円筒状の第３タレット本体の外周には、６
本の工具が取付けられてある。第３刃物台３０は、第１
刃物台１１、第２刃物台２０の加工支援を目的とするも
のである。具体的には、内・外径の加工分担、外径加工
の断層切削（同時に２本の工具で外径加工する加工のこ
と）、ネジ切り加工などの支援、計測支援、バー材送り
装置付のバーストッパーの役割などの加工支援を行う。
第２主軸台５の前面には、第１刃物台１１、第２刃物台
２０、第３刃物台３０、第２主軸台５を制御するための
数値制御装置の操作盤４０が前面に設けられている。

【００１８】制御系列まず、図３にしたがって、軸構成について説明する。前
記説明で明らかなように、軸の持つ機能、性質に沿って
ワークの半径方向の移動をＸ軸、軸線方向の移動をＺ軸
とする。第１主軸台２に対向する第２主軸台５が主軸軸
線方向に移動する場合はＺ２軸と称する。これらの原則
によりＸ、Ｚ軸をそれぞれ第１刃物台１１では、Ｘ１，
Ｚ１、第２刃物台２０ではＸ２，第３刃物台ではＸ３，
Ｚ３と称する。

【００１９】以下で言う数値制御装置の第１系列、第２
系列、第３系列とは、次の意味で使用する。第１系列
は、第１刃物台１１による第１主軸２２の加工を指し、
制御される軸は第１刃物台１１のＸ１，Ｚ１の２軸が制
御される。同様に、第２系列は第２刃物台２０による第
２主軸２３の加工を指し、Ｘ２，Ｚ２の２軸が制御され
る。第３系列は第３刃物台３０の軸Ｘ３，Ｚ３の２軸が
制御される。しかし、第３刃物台３０は、第１主軸２２
の加工支援または第２主軸２３の加工支援を行うので、
第２主軸２３の加工を支援するときは第２主軸２３の移
動軸Ｚ２と補間制御される。すなわち３軸の同時補間制
御が行われる。

【００２０】自動プログラミング装置図４は、プログラムを作るための自動プログラミング装
置１０１を示す機能ブロック図である。ＣＰＵ１０２
は、ＮＣ装置全体を制御統括する中央処理装置である。
ＣＰＵ１０２には、バス１０３を介して各メモリ領域、
各制御回路が連結されている。ＣＲＴ（表示装置）１０
４は、図形、文字などを画面に表示するための周知のデ
イスプレイ装置であり、キーボード（ＫＢ）１０４ａを
備えてマニュアル操作が可能である。

【００２１】加工データ表示プログラム部１０５は、加
工プログラム、工具軌跡、説明文などを表示させるため
の制御プログラムが記憶保持されている。システムプロ
グラム１０６部は、ハードウエアと直結していて機械語
のプログラムのロードに用いたり、プログラムが内部で
ロスなく遂行されるよう制御したりすることに用いられ
る制御プログラムが記憶保持されている。

【００２２】システムパラメータ部１０７は、工具初期
設定などのデータが予め設定され入っている。データフ
ァイル１０８部には、機械本体・工具・ワークなどに関
する種々のデータが記憶保持されている。編集プログラ
ム１０９部は、Ｘ軸、Ｚ軸のデータを入力すると加工の
軌跡を自動的に作成するプログラムである。例えば、特
開平２−２１６５０４号公報には、切削ＮＣデータの加
工領域自動決定方法が記載されている。

【００２３】擬似信号発生手段１１０は、加工終了（プ
ログラム実行）の信号を発生させるための手段である。
モータ回転数、加工物の送り速度などより実動作の時間
が予測でき、終了信号を発生させる。実作業では、第
１、２、３刃物台１１、２０、３０の各サーボモータお
よび第２主軸台５のサーボモータを駆動制御する制御回
路があり、加工を終了すると、通常はプログラマブル・
コントローラから終了信号がでる。

【００２４】ＮＣ加工プログラムメモリ部１１１は、各
刃物台毎に作られたＮＣ加工用のプログラムが記憶保持
されている。このＮＣ加工用のプログラムは、第１系列
用加工プログラム１１２、第２系列用加工プログラム１
１３、第３系列用加工プログラム１１４からなりそれぞ
れが記憶保持されている。

【００２５】作動以上、説明したように多系列ＮＣ装置は、２つの主軸と
３つの刃物台で構成されていて、各系列複数の加工プロ
グラムを同時又は選択的に実行する。

【００２６】図５は、３系列の各情報（位置情報）を一
画面に集約表示した例である。左上の表示が第１系列、
右上の表示が第２系列、左下の表示が第３系列を示す。
各系列のＸ軸、Ｚ軸、Ｃ軸（主軸の角度を示す）の刃先
位置、などが一目で分かる。

【００２７】図６は、３つの系列の各情報（メモリ情
報）を一画面に集約表示した例である。左側画面が第１
系列、中側画面が第２系列、右側画面が第３系列を示
す。

【００２８】本発明の説明図７（ａ）、図７（ｂ）は、対話型のＮＣ装置の表示装
置１０４上の画面である。

【００２９】本件発明を、図８に従って以下説明する。
作業開始（Ｓ１）で図７が画面にでる。モニターによる
プログラムチェックを開始する（Ｓ２）。次に、画面表
示に出るパラメータにより実機なしモードを選択する
（Ｓ３）。これによって、擬似信号発生手段１１０より
終了信号を発生させることになる。次に、ソフトキー部
分に「第１系列」、「第２系列」、「第３系列」、「Ｅ
ＤＴ」、「ＭＥＭ」、「ＭＤＩ」、「ＪＯＧ」、「ＱＳ
ＥＴ」を表示する（Ｓ４）。次に、所要のソフトキーを
選択し（Ｓ５）、プログラムの実行を行い（Ｓ６）、プ
ログラムチェックを行う。

【００３０】ステップＳ５で、「第１系列」、「第３系
列」を選択すると、図５（内容については前述）が表示
される。また、ステップＳ５で「第１系列」、「ＭＥ
Ｍ」を選択すると図６が表示され、第１系列のプログラ
ム・チェックを行うことができる。チェック項目は、刃
先位置、残移動量、機械位置、実回転数、などである。

【００３１】ステップＳ５で、ＭＤＩ（手動によるデー
タ入力モード）を選択すると、図９のプログラムが表示
される。現在指令値、刃先位置、残移動量、回転制限、
機械位置、ゼロセット位置、実回転数などについてプロ
グラム・チェックを行う。

【００３２】

【発明の効果】以上詳記したように、この発明は、新機
種用のＮＣ加工プログラム作成時に、機械の製作と平行
してソフトのチェックが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は工作機械（数値制御旋盤）の代表的な透
視図例である。

【図２】図２（ａ）は図１の平面図である。図２（ｂ）は図１の正面図である図２（ｃ）は図１の右側面図である。

【図３】図３は各軸の名称を示す図である。

【図４】図４は自動プログラミング装置の機能ブロック
図である。

【図５】図５は３系列の各情報（位置情報）を一画面に
集約表示した例である。

【図６】図６は３系列の各情報（メモリ情報）を一画面
に集約表示した例である。

【図７】図７（ａ），（ｂ）は対話型のＮＣ装置の表示
画面である。

【図８】図８は本発明の作業フローである。

【図９】図９はＭＤＩモードの表示画面である。

【符号の説明】１０４…ＣＲＴ（表示装置）、１０５…加工データ表示
プログラム部、１０６…加工データ表示プログラム部、
１０７…システムパラメータ部、１０８…データファイ
ル部、１０９…編集プログラム部、１１０…擬似信号発
生手段、１１１…ＮＣ加工プログラム部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プログラムを表示する加工データ表示プロ
グラム部（１０５）と、自動プログラミングを制御するシステムプログラム部
（１０６）と、工具初期設定などのデータが入っているシステムパラメ
ータ部（１０７）と、機械本体・工具・ワークなどに関するデータが格納され
ているデータファイル部（１０８）と、位置座標を入力して工作物の加工軌跡を作成する編集プ
ログラム部（１０９）と、ＮＣ加工用のＮＣ加工プログラム部（１１１）よりなる
自動プログラミング装置において、表示装置（１０４）上に所要のソフトを選択表示し、前
記ＮＣ加工プログラムを実行し、プログラマブル・コン
トローラに代えて、各ステップの加工終了の終了信号を
擬似的に発生させて、実機械を駆動することなく前記Ｎ
Ｃ加工プログラムの動作確認を行うことを特徴とする、ＮＣ工作機械におけるプログラムの動作確認方法。
【請求項２】プログラムを表示する加工データ表示プロ
グラム部（１０５）と、自動プログラミングを制御するシステムプログラム部
（１０６）と、工具初期設定などのデータが入っているシステムパラメ
ータ部（１０７）と、機械本体・工具・ワークなどに関するデータが格納され
ているデータファイル部（１０８）と、位置座標を入力して工作物の加工軌跡を作成する編集プ
ログラム部（１０９）と、ＮＣ加工用のＮＣ加工プログラム部（１１１）よりなる
自動プログラミング装置において、表示装置（１０４）上に所要のソフトを選択表示し、前
記ＮＣ加工プログラムを実行し、擬似信号発生手段（１
１０）により各ステップの加工終了の終了信号を発生さ
せて、実機械を駆動することなく前記ＮＣ加工プログラ
ムの動作確認を行うことを特徴とする、ＮＣ工作機械に
おけるプログラムの動作確認装置。