JPH0635096B2 - Ｎｃ加工方法と装置 - Google Patents
Ｎｃ加工方法と装置Info
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- JPH0635096B2 JPH0635096B2 JP61250752A JP25075286A JPH0635096B2 JP H0635096 B2 JPH0635096 B2 JP H0635096B2 JP 61250752 A JP61250752 A JP 61250752A JP 25075286 A JP25075286 A JP 25075286A JP H0635096 B2 JPH0635096 B2 JP H0635096B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ＮＣ工作機械のＮＣ加工方法と装置に関し、
特にＮＣ加工プログラムにおける位置指令データを各送
り軸の移動指令データに変換した後にその各送り軸の移
動量をスケーリングしてＮＣ加工を行うＮＣ加工方法及
び装置に関する。
特にＮＣ加工プログラムにおける位置指令データを各送
り軸の移動指令データに変換した後にその各送り軸の移
動量をスケーリングしてＮＣ加工を行うＮＣ加工方法及
び装置に関する。
従来、ＮＣ工作機械のＮＣ加工プログラムに拡大、縮小
のスケーリングをする場合にはＮＣ装置でＮＣ指令デー
タを補間演算する前にＮＣ指令データに対してスケーリ
ング分の倍率を掛けるようにしていた。この場合に、Ｎ
Ｃ工作機械の各送り軸のＮＣ指令データに互いに異なる
スケールを掛けると、直線移動の指令に関しては問題な
かったが、円弧移動の指令に対して異なるスケールを掛
けると、移動軌跡が楕円に変化した。然るに従来のＮＣ
装置には楕円補間機能が実現されていないから、補間演
算の前段でスケーリングの倍率を乗算する方式を採る
と、各軸間相互に異なるスケーリングの倍率を乗算する
ことは不可能であった。故に、３次元自由曲面を持つ立
体形状の金型等をＮＣ加工する場合には、ＮＣ指令デー
タの情報量が多いことはもとより、金型の材質によって
は縦横の伸び率が違うものが存在し、金型使用中の精度
維持に問題があった。例えば、アルミ材料で作製した金
型では、材料の方向性から縦と横では伸び又は収縮率が
違うことが判り、これが、製品金型に影響して上記の問
題が発生するものであることが、判って来た。そこで、
材料方向の縦と横で異なるスケーリングの倍率でＮＣ加
工を実施する必要性が生じてきたのである。従って、本
発明は、かかる問題の解決を図らんとするものである。
のスケーリングをする場合にはＮＣ装置でＮＣ指令デー
タを補間演算する前にＮＣ指令データに対してスケーリ
ング分の倍率を掛けるようにしていた。この場合に、Ｎ
Ｃ工作機械の各送り軸のＮＣ指令データに互いに異なる
スケールを掛けると、直線移動の指令に関しては問題な
かったが、円弧移動の指令に対して異なるスケールを掛
けると、移動軌跡が楕円に変化した。然るに従来のＮＣ
装置には楕円補間機能が実現されていないから、補間演
算の前段でスケーリングの倍率を乗算する方式を採る
と、各軸間相互に異なるスケーリングの倍率を乗算する
ことは不可能であった。故に、３次元自由曲面を持つ立
体形状の金型等をＮＣ加工する場合には、ＮＣ指令デー
タの情報量が多いことはもとより、金型の材質によって
は縦横の伸び率が違うものが存在し、金型使用中の精度
維持に問題があった。例えば、アルミ材料で作製した金
型では、材料の方向性から縦と横では伸び又は収縮率が
違うことが判り、これが、製品金型に影響して上記の問
題が発生するものであることが、判って来た。そこで、
材料方向の縦と横で異なるスケーリングの倍率でＮＣ加
工を実施する必要性が生じてきたのである。従って、本
発明は、かかる問題の解決を図らんとするものである。
所で、規定のＮＣ加工プログラムを型材の材質やその他
の条件に応じて変更作成することはプログラム作成上で
手間が掛かり、困難であるため、ＮＣ加工プログラムに
おける位置指令データを補間演算して各送り軸の移動指
令データに変換した後に、各送り軸毎に独立して所望の
スケーリングの倍率を掛けて、材料の縦、横又はＸ、
Ｙ、Ｚ軸に対して夫々異なるスケールの移動指令データ
を作成して、ＮＣ装置のサーボ機構に伝送してＮＣ加工
を行うようにしたものである。
の条件に応じて変更作成することはプログラム作成上で
手間が掛かり、困難であるため、ＮＣ加工プログラムに
おける位置指令データを補間演算して各送り軸の移動指
令データに変換した後に、各送り軸毎に独立して所望の
スケーリングの倍率を掛けて、材料の縦、横又はＸ、
Ｙ、Ｚ軸に対して夫々異なるスケールの移動指令データ
を作成して、ＮＣ装置のサーボ機構に伝送してＮＣ加工
を行うようにしたものである。
即ち、本発明によれば、ＮＣ加工プログラム読取り部と
情報処理部とサーボ機構を備えたＮＣ装置に外部からの
命令によってＮＣ加工プログラムに基づく移動指令デー
タを上記サーボ機構に直送してＮＣ加工動作をすること
ができるＮＣ工作機械のＮＣ加工方法において、上記Ｎ
Ｃ工作機械のＮＣ装置の前段で、高速加工命令に応じて
ＮＣ加工プログラムによる位置指令データを予めバイナ
リーデータでなる各送り軸の移動指令データに演算変換
し、該移動指令データにおける各送り軸の移動量に各送
り軸毎に独立して所望のスケーリングの倍率を乗算して
各送り軸毎に独立したスケールの移動指令データを作成
し、該移動指令データを一時的にバッファリングして加
工途中で移動指令データの送出が中断することなく出力
可能にし、該バッファリングした移動指令データを前記
ＮＣ装置のサーボ機構へ前記情報処理部を介さずに伝送
することによって前記ＮＣ工作機械を高速加工動作させ
るように構成したＮＣ加工方法を提供し、また、この方
法を直接実施すべく、ＮＣ加工プログラム読取り部と情
報処理部とサーボ機構を備えたＮＣ装置に外部からの命
令によってＮＣ加工プログラムに基づく移動指令データ
を上記サーボ機構に直送してＮＣ加工動作をすることが
できるＮＣ工作機械のＮＣ加工装置において、高速加工
命令に応じてＮＣ加工プログラムによる位置指令データ
を予めバイナリーデータでなる各送り軸の移動指令デー
タに演算変換する高速ＮＣデータ処理手段と、上記移動
指令データにおける各送り軸の移動量に各送り軸毎に独
立して所望のスケーリングの倍率を乗算し、各送り軸に
独立したスケールの移動指令データを作成するスケーリ
ング演算手段と、該スケーリング演算後の移動指令デー
タを一時的に記憶するバッファメモリ手段とを前記ＮＣ
工作機械のＮＣ装置の前段に設け、更に前記バッファメ
モリ手段から出力される上記移動指令データを上記ＮＣ
装置のサーボ機構へ上記情報処理部を介さずに伝送する
接続手段を備えて構成され、上記ＮＣ工作機械を高速Ｎ
Ｃ加工動作させるようにしたＮＣ加工装置を提供するも
のである。以下、本発明を添付図面に示す実施例に基づ
いて詳細に説明する。
情報処理部とサーボ機構を備えたＮＣ装置に外部からの
命令によってＮＣ加工プログラムに基づく移動指令デー
タを上記サーボ機構に直送してＮＣ加工動作をすること
ができるＮＣ工作機械のＮＣ加工方法において、上記Ｎ
Ｃ工作機械のＮＣ装置の前段で、高速加工命令に応じて
ＮＣ加工プログラムによる位置指令データを予めバイナ
リーデータでなる各送り軸の移動指令データに演算変換
し、該移動指令データにおける各送り軸の移動量に各送
り軸毎に独立して所望のスケーリングの倍率を乗算して
各送り軸毎に独立したスケールの移動指令データを作成
し、該移動指令データを一時的にバッファリングして加
工途中で移動指令データの送出が中断することなく出力
可能にし、該バッファリングした移動指令データを前記
ＮＣ装置のサーボ機構へ前記情報処理部を介さずに伝送
することによって前記ＮＣ工作機械を高速加工動作させ
るように構成したＮＣ加工方法を提供し、また、この方
法を直接実施すべく、ＮＣ加工プログラム読取り部と情
報処理部とサーボ機構を備えたＮＣ装置に外部からの命
令によってＮＣ加工プログラムに基づく移動指令データ
を上記サーボ機構に直送してＮＣ加工動作をすることが
できるＮＣ工作機械のＮＣ加工装置において、高速加工
命令に応じてＮＣ加工プログラムによる位置指令データ
を予めバイナリーデータでなる各送り軸の移動指令デー
タに演算変換する高速ＮＣデータ処理手段と、上記移動
指令データにおける各送り軸の移動量に各送り軸毎に独
立して所望のスケーリングの倍率を乗算し、各送り軸に
独立したスケールの移動指令データを作成するスケーリ
ング演算手段と、該スケーリング演算後の移動指令デー
タを一時的に記憶するバッファメモリ手段とを前記ＮＣ
工作機械のＮＣ装置の前段に設け、更に前記バッファメ
モリ手段から出力される上記移動指令データを上記ＮＣ
装置のサーボ機構へ上記情報処理部を介さずに伝送する
接続手段を備えて構成され、上記ＮＣ工作機械を高速Ｎ
Ｃ加工動作させるようにしたＮＣ加工装置を提供するも
のである。以下、本発明を添付図面に示す実施例に基づ
いて詳細に説明する。
第１図は、本発明によるＮＣ加工方法と装置の実施例と
して構成された高速ＮＣ加工装置の概略構成を示す機構
図、第２図は第１図に示した高速ＮＣ加工装置における
高速ＮＣ加工データの演算変換処理を行う高速ＮＣデー
タ作成装置の構成を示したブロック図である。
して構成された高速ＮＣ加工装置の概略構成を示す機構
図、第２図は第１図に示した高速ＮＣ加工装置における
高速ＮＣ加工データの演算変換処理を行う高速ＮＣデー
タ作成装置の構成を示したブロック図である。
さて、第１図に示す高速ＮＣ加工装置は、ＮＣ装置１
０、このＮＣ装置１０と分離又は付属設備されるＮＣ加
工データの格納用バッファメモリ手段１２、ＮＣ加工プ
ログラムを供給するＮＣ加工プログラム供給装置１４、
該ＮＣ加工プログラム供給装置１４から供給されるＮＣ
加工プログラムから高速加工指令に応じて所定のＮＣ加
工データを高速ＮＣ加工用の加工データに演算、変換す
る高速ＮＣ加工データ作成装置１６、上記ＮＣ装置１０
からのＮＣ加工指令データに従って作動制御される駆動
モータ群１８（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸モータ）等を具備して
構成されている。
０、このＮＣ装置１０と分離又は付属設備されるＮＣ加
工データの格納用バッファメモリ手段１２、ＮＣ加工プ
ログラムを供給するＮＣ加工プログラム供給装置１４、
該ＮＣ加工プログラム供給装置１４から供給されるＮＣ
加工プログラムから高速加工指令に応じて所定のＮＣ加
工データを高速ＮＣ加工用の加工データに演算、変換す
る高速ＮＣ加工データ作成装置１６、上記ＮＣ装置１０
からのＮＣ加工指令データに従って作動制御される駆動
モータ群１８（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸モータ）等を具備して
構成されている。
上述したＮＣ加工プログラム供給装置１４は、例えば、
周知の自動プログラミング装置、ホストコンピュータ、
或いはフロッピー装置等によって構成すればよく、ＮＣ
工作機械（図示略）で加工されるワークに対して設計図
面に従って予めプログラムされたＮＣ加工プログラムを
供給、送出するものである。そして、このＮＣ加工プロ
グラム供給装置１４と高速ＮＣ加工データ作成装置１６
とはインターフェース手段２０によって結合されてお
り、同様に高速ＮＣ加工データ作成装置１６と上述のバ
ッファメモリ手段１２との間も同様のインターフェース
手段２２によって結合されている。
周知の自動プログラミング装置、ホストコンピュータ、
或いはフロッピー装置等によって構成すればよく、ＮＣ
工作機械（図示略）で加工されるワークに対して設計図
面に従って予めプログラムされたＮＣ加工プログラムを
供給、送出するものである。そして、このＮＣ加工プロ
グラム供給装置１４と高速ＮＣ加工データ作成装置１６
とはインターフェース手段２０によって結合されてお
り、同様に高速ＮＣ加工データ作成装置１６と上述のバ
ッファメモリ手段１２との間も同様のインターフェース
手段２２によって結合されている。
ＮＣ加工プログラム供給装置１４から供給されるＮＣ加
工プログラムは、通常または標準の速度モードでＮＣ加
工を実行すべきＮＣ加工指令と高速モードでＮＣ加工を
実行すべきＮＣ加工指令との両者を含んでおり、周知の
ブロック単位で次々と供給されるようになっている。こ
のとき、本発明によれば、第３図のＮＣフォーマットに
示すように、標準ＮＣ加工から高速ＮＣ加工への移行に
際して該高速ＮＣ加工過程でスケーリングが行われると
きは、スケーリングの倍率の掛け算指令（以下、スケー
リング指令と記載する。）を予め含めておくのである。
そして、高速ＮＣ加工の開始を例えば、準備機能Ｇ０５
で予めＮＣプログラミングの段階で指令するのである。
工プログラムは、通常または標準の速度モードでＮＣ加
工を実行すべきＮＣ加工指令と高速モードでＮＣ加工を
実行すべきＮＣ加工指令との両者を含んでおり、周知の
ブロック単位で次々と供給されるようになっている。こ
のとき、本発明によれば、第３図のＮＣフォーマットに
示すように、標準ＮＣ加工から高速ＮＣ加工への移行に
際して該高速ＮＣ加工過程でスケーリングが行われると
きは、スケーリングの倍率の掛け算指令（以下、スケー
リング指令と記載する。）を予め含めておくのである。
そして、高速ＮＣ加工の開始を例えば、準備機能Ｇ０５
で予めＮＣプログラミングの段階で指令するのである。
勿論、外部から加工の進捗状況に応じて高速ＮＣ加工を
指令できるような外部操作手段を設けるようにしても良
い。
指令できるような外部操作手段を設けるようにしても良
い。
このようにスケーリング指令と高速ＮＣ加工指令Ｇ０５
とを含んだＮＣ加工プログラムが供給されると、高速Ｎ
Ｃデータ作成装置１６は第２図に示すデータ受信部２４
において、そのＮＣ加工プログラムを受信する。データ
受信部２４は該ＮＣ加工プログラムの各ブロックのＮＣ
指令データ毎に高速加工指令Ｇ０５の有無に応じて、次
段のデータ処理部２６における高速ＮＣデータ処理部２
６ａを経由して又は該高速ＮＣデータ処理部２６ａをバ
イパスしてＮＣ指令データをデータ送信部28に送信す
る。さて、高速モードのときはそのＮＣ指令データは高
速ＮＣデータ処理部２６ａにおいて補間演算等を行いＮ
Ｃ装置のサーボ機構１８に直接供給可能なバイナリーデ
ータの移動指令（分配パルス数）に演算変換される。ま
た、本発明の特徴として、スケーリング指令が含まれて
いると、スケーリング演算部２６ｂにおいて、各送り軸
毎に指定された所望のスケーリングの倍率を上述のバイ
ナリーデータの移動指令に乗算して、各送り軸に独立し
たスケールの移動指令を形成する。即ち、例えば、第３
図に示したＮＣフォーマットのスケーリング指令では、
標準ＮＣ加工の指令データに含まれているものではある
が、Ｘ軸方向には△印で示した数値、Ｙ軸方向には□印
で示した数値、Ｚ軸方向には○印で示した数値のように
異なる倍率数値を有したスケーリング指令が高速ＮＣ加
工の指令データ中に含まれていると、各軸毎にスケーリ
ング演算部２６ｂで乗算するのである。スケーリング指
令がないときには、スケーリング演算部２６ｂを経由し
ない。
とを含んだＮＣ加工プログラムが供給されると、高速Ｎ
Ｃデータ作成装置１６は第２図に示すデータ受信部２４
において、そのＮＣ加工プログラムを受信する。データ
受信部２４は該ＮＣ加工プログラムの各ブロックのＮＣ
指令データ毎に高速加工指令Ｇ０５の有無に応じて、次
段のデータ処理部２６における高速ＮＣデータ処理部２
６ａを経由して又は該高速ＮＣデータ処理部２６ａをバ
イパスしてＮＣ指令データをデータ送信部28に送信す
る。さて、高速モードのときはそのＮＣ指令データは高
速ＮＣデータ処理部２６ａにおいて補間演算等を行いＮ
Ｃ装置のサーボ機構１８に直接供給可能なバイナリーデ
ータの移動指令（分配パルス数）に演算変換される。ま
た、本発明の特徴として、スケーリング指令が含まれて
いると、スケーリング演算部２６ｂにおいて、各送り軸
毎に指定された所望のスケーリングの倍率を上述のバイ
ナリーデータの移動指令に乗算して、各送り軸に独立し
たスケールの移動指令を形成する。即ち、例えば、第３
図に示したＮＣフォーマットのスケーリング指令では、
標準ＮＣ加工の指令データに含まれているものではある
が、Ｘ軸方向には△印で示した数値、Ｙ軸方向には□印
で示した数値、Ｚ軸方向には○印で示した数値のように
異なる倍率数値を有したスケーリング指令が高速ＮＣ加
工の指令データ中に含まれていると、各軸毎にスケーリ
ング演算部２６ｂで乗算するのである。スケーリング指
令がないときには、スケーリング演算部２６ｂを経由し
ない。
一方、通常速度モードのときは、ＮＣ指令データは、デ
ータ受信部２４からそのままデータ送信部２８へ送出さ
れる。ここで注目すべき点は、高速ＮＣ加工を行うＮＣ
指令データは、３次元曲面形状等のように微小補間距離
毎にＮＣ加工を遂行して滑らかな加工曲面を得ようとす
る場合であり、斯る微小補間距離毎のＮＣ加工を連続し
て３次元曲面を得るのに通常のごとくＮＣ装置１０にお
いて演算処理を遂行していては、演算処理に多大の時間
を要し、ＮＣ加工による自動加工の高能率化を達成しえ
ない場合である。即ち、高速ＮＣデータ作成装置１６
は、ＮＣ装置１０内のサーボ機構へ直送できるデータを
ＮＣ装置１０とは別の演算処理手段で予め高速度に作成
してＮＣ装置１０によるオフセット処理、補間演算処理
を全て省略し得るようにする機能を外部に保有している
のである。
ータ受信部２４からそのままデータ送信部２８へ送出さ
れる。ここで注目すべき点は、高速ＮＣ加工を行うＮＣ
指令データは、３次元曲面形状等のように微小補間距離
毎にＮＣ加工を遂行して滑らかな加工曲面を得ようとす
る場合であり、斯る微小補間距離毎のＮＣ加工を連続し
て３次元曲面を得るのに通常のごとくＮＣ装置１０にお
いて演算処理を遂行していては、演算処理に多大の時間
を要し、ＮＣ加工による自動加工の高能率化を達成しえ
ない場合である。即ち、高速ＮＣデータ作成装置１６
は、ＮＣ装置１０内のサーボ機構へ直送できるデータを
ＮＣ装置１０とは別の演算処理手段で予め高速度に作成
してＮＣ装置１０によるオフセット処理、補間演算処理
を全て省略し得るようにする機能を外部に保有している
のである。
高速ＮＣデータ作成装置１６のデータ送信部２８から送
信されるＮＣ指令データはそのままスケーリングされた
ものもスケーリングされていないものも全てインターフ
ェース２２を介してバッファ装置１２に格納され、そこ
から更にＮＣ装置１０に次々と送られる。上記バッファ
装置１２は高速度で作成されたＮＣ加工指令データを含
めた全てのＮＣ指令データを一時的に格納し、次々に後
段のＮＣ装置１０へ送出する機能を持つものである。つ
まり、加工途中にＮＣ加工指令データの送出が一時的に
中断することなく、継続して出力されるように機能する
ものである。
信されるＮＣ指令データはそのままスケーリングされた
ものもスケーリングされていないものも全てインターフ
ェース２２を介してバッファ装置１２に格納され、そこ
から更にＮＣ装置１０に次々と送られる。上記バッファ
装置１２は高速度で作成されたＮＣ加工指令データを含
めた全てのＮＣ指令データを一時的に格納し、次々に後
段のＮＣ装置１０へ送出する機能を持つものである。つ
まり、加工途中にＮＣ加工指令データの送出が一時的に
中断することなく、継続して出力されるように機能する
ものである。
なお、高速ＮＣデータ作成装置１６には操作盤３０が接
続され、前述のように高速ＮＣ加工指令Ｇ０５とは別に
高速ＮＣ加工指令を人が印加することも可能であり、ま
た、送り速度をＮＣプログラム中の指令による送り速度
の変更設定を行うことも可能になっている。
続され、前述のように高速ＮＣ加工指令Ｇ０５とは別に
高速ＮＣ加工指令を人が印加することも可能であり、ま
た、送り速度をＮＣプログラム中の指令による送り速度
の変更設定を行うことも可能になっている。
高速モードのときはＮＣ装置１０は、既に各軸の移動指
令データに変換された高速ＮＣ加工用データをバッファ
メモリ手段１２から一定時間間隔で読み取り、既述のよ
うに直ちにサーボ機構１８に送り、これに従って、高速
ＮＣ加工が実行される。また、通常速度モード（標準Ｎ
Ｃ加工モード）の場合には、ＮＣ加工データは、ＮＣ装
置１０内の演算処理部において、オフセット処理、直線
補間処理、円弧補間処理等の必要な処理を受けてから、
サーボ機構１８に各軸の移動指令データとして送出さ
れ、通常のＮＣ装置の機能により、ＮＣ加工が実行され
るものである。その場合に、通常の標準ＮＣ加工モード
にもＮＣ装置１０内に上述した演算処理部の後段にスケ
ーリング演算部を設けて、各送り軸の移動量にスケーリ
ングの倍率を乗算する構成にしておけば良い。
令データに変換された高速ＮＣ加工用データをバッファ
メモリ手段１２から一定時間間隔で読み取り、既述のよ
うに直ちにサーボ機構１８に送り、これに従って、高速
ＮＣ加工が実行される。また、通常速度モード（標準Ｎ
Ｃ加工モード）の場合には、ＮＣ加工データは、ＮＣ装
置１０内の演算処理部において、オフセット処理、直線
補間処理、円弧補間処理等の必要な処理を受けてから、
サーボ機構１８に各軸の移動指令データとして送出さ
れ、通常のＮＣ装置の機能により、ＮＣ加工が実行され
るものである。その場合に、通常の標準ＮＣ加工モード
にもＮＣ装置１０内に上述した演算処理部の後段にスケ
ーリング演算部を設けて、各送り軸の移動量にスケーリ
ングの倍率を乗算する構成にしておけば良い。
他方、ＮＣ加工においては、サーボ機構１８、ＮＣ工作
機械の送り機構等の機械的作動部を有することによっ
て、ＮＣ指令による指令速度が大きい程これら機構部分
の追従に遅れ、つまりドループが生じ、特にコーナ部に
おいて指令された加工経路に対して誤差が発生する。従
って、上述した高速ＮＣデータ作成装置１６によって演
算、変換された移動指令データ形成の高速ＮＣ加工デー
タによって実行される高速ＮＣ加工に当たってもＮＣ装
置１０によって、特にコーナ部の経路に沿う高速ＮＣ加
工、変曲点における高速ＮＣ加工、円弧等の大きな曲率
を有した経路の高速ＮＣ加工等を実行するときは、上記
ドループによる誤差が発生して加工精度が低下するの
で、これを極力防止する必要がある。そこで、本出願人
は既に特願昭61−169936号において、ドループによる誤
差の発生を防止する発明を開示しており、それは、ＮＣ
工作機械の加工動作経路を進行方向の変化の程度に応じ
て、ＮＣ工作機械側における各軸（通常、工作機械の技
術分野では、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸が
用いられる。）の送り速度を減速させるように制御を行
い、ドループによる誤差の発生を防止するものである。
即ち、高速ＮＣデータ作成装置１６において、上述した
コーナ部の経路における前記移動指令データの各ブロッ
クによって指令される微小な補間直線を示すベクトルに
就いて、相隣る前後の２ブロックのベクトル間における
角度変位を次々と演算し、これらの角度変化率の大きさ
に応じて上記送り速度を低下させるような移動指令デー
タを作成するものである。
機械の送り機構等の機械的作動部を有することによっ
て、ＮＣ指令による指令速度が大きい程これら機構部分
の追従に遅れ、つまりドループが生じ、特にコーナ部に
おいて指令された加工経路に対して誤差が発生する。従
って、上述した高速ＮＣデータ作成装置１６によって演
算、変換された移動指令データ形成の高速ＮＣ加工デー
タによって実行される高速ＮＣ加工に当たってもＮＣ装
置１０によって、特にコーナ部の経路に沿う高速ＮＣ加
工、変曲点における高速ＮＣ加工、円弧等の大きな曲率
を有した経路の高速ＮＣ加工等を実行するときは、上記
ドループによる誤差が発生して加工精度が低下するの
で、これを極力防止する必要がある。そこで、本出願人
は既に特願昭61−169936号において、ドループによる誤
差の発生を防止する発明を開示しており、それは、ＮＣ
工作機械の加工動作経路を進行方向の変化の程度に応じ
て、ＮＣ工作機械側における各軸（通常、工作機械の技
術分野では、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸が
用いられる。）の送り速度を減速させるように制御を行
い、ドループによる誤差の発生を防止するものである。
即ち、高速ＮＣデータ作成装置１６において、上述した
コーナ部の経路における前記移動指令データの各ブロッ
クによって指令される微小な補間直線を示すベクトルに
就いて、相隣る前後の２ブロックのベクトル間における
角度変位を次々と演算し、これらの角度変化率の大きさ
に応じて上記送り速度を低下させるような移動指令デー
タを作成するものである。
一般にＮＣ加工における送り速度の制御は、一定時間間
隔で移動指令データをサーボ機構に与えるようにした制
御方式においては、一回で与える移動量（パルス分配
数）を大きくしたりあるいは小さくしたりすることによ
って行われる。例えば１０ミリ秒間隔で移動指令データ
を与えるものとすると、一回で与える移動量を０．５mm
にすると、送り速度は3000mm/minとなり、該移動量を0.
1mm にすると600mm/min となる。
隔で移動指令データをサーボ機構に与えるようにした制
御方式においては、一回で与える移動量（パルス分配
数）を大きくしたりあるいは小さくしたりすることによ
って行われる。例えば１０ミリ秒間隔で移動指令データ
を与えるものとすると、一回で与える移動量を０．５mm
にすると、送り速度は3000mm/minとなり、該移動量を0.
1mm にすると600mm/min となる。
他方、高速ＮＣ加工を直線補間によって遂行する際の各
ブロック毎の微小補間直線をベクトル表示した第４図を
参照すると、同図の相隣る前後ブロックのベクトルＡ，
Ｂ間の角度変位は内積の定理によって、cos θ＝Ａ・Ｂ
／｜Ａ｜・｜Ｂ｜の関係からθが求められる。このθの
０から９０゜までの角度の変化に応じて例えば、０゜付
近のときは一回で与える移動量は指令速度に対応する量
とし、θが大きくなるに従って前記移動量を分割して数
回にわたって与えるようにすれば、送り速度は減速さ
れ、結果的に高速ＮＣ加工の遂行時にドループによる誤
差を僅少にすることができるのである。
ブロック毎の微小補間直線をベクトル表示した第４図を
参照すると、同図の相隣る前後ブロックのベクトルＡ，
Ｂ間の角度変位は内積の定理によって、cos θ＝Ａ・Ｂ
／｜Ａ｜・｜Ｂ｜の関係からθが求められる。このθの
０から９０゜までの角度の変化に応じて例えば、０゜付
近のときは一回で与える移動量は指令速度に対応する量
とし、θが大きくなるに従って前記移動量を分割して数
回にわたって与えるようにすれば、送り速度は減速さ
れ、結果的に高速ＮＣ加工の遂行時にドループによる誤
差を僅少にすることができるのである。
さて、ここで第５図を参照すると、本発明によるＮＣ加
工方法を適用して、ＮＣ工作機械の送り軸におけるＸ軸
とＹ軸とにスケーリングを施してＮＣ加工を行った場合
の工具軌跡（カッター経路）と、ワークの形状との関係
の１例を示してある。第５図において、工具の径はカッ
ター径Ｄのものを用いて略正方形の直線形状加工をＮＣ
加工でワークに施す場合であり、カッター経路Ｔ１はス
ケーリングの倍率が１で拡張、縮尺が行われない通常の
ＮＣ加工を示し、そのとき、ワークにはワーク形状Ｗ１
で示した形状が形成される。これに対して、カッター軌
跡Ｔ２は、Ｘ軸、Ｙ軸共に例えば、1.5 倍のスケーリン
グ倍率を指令してＮＣ加工を行う場合であり、それによ
って、ワークにはワーク形状Ｗ２で示す拡大された形状
が加工された様子を示している。
工方法を適用して、ＮＣ工作機械の送り軸におけるＸ軸
とＹ軸とにスケーリングを施してＮＣ加工を行った場合
の工具軌跡（カッター経路）と、ワークの形状との関係
の１例を示してある。第５図において、工具の径はカッ
ター径Ｄのものを用いて略正方形の直線形状加工をＮＣ
加工でワークに施す場合であり、カッター経路Ｔ１はス
ケーリングの倍率が１で拡張、縮尺が行われない通常の
ＮＣ加工を示し、そのとき、ワークにはワーク形状Ｗ１
で示した形状が形成される。これに対して、カッター軌
跡Ｔ２は、Ｘ軸、Ｙ軸共に例えば、1.5 倍のスケーリン
グ倍率を指令してＮＣ加工を行う場合であり、それによ
って、ワークにはワーク形状Ｗ２で示す拡大された形状
が加工された様子を示している。
第６図は、本発明によるＮＣ加工方法を適用して、円を
ＮＣ加工するＮＣプログラムに対してＮＣ工作機械の送
り軸におけるＸ軸にだけ拡大スケーリングを施して、実
行した場合のの工具軌跡（カッター経路）と、ワークの
形状との関係を示している。この場合に、ＮＣフォーマ
ットは、円弧補間モードを示すＧ０２指令と共にスケー
リング指令を示す（ SCALE X **** Y 1024 Z 1024）
がプログラムされている。そして、Ｘ軸のスケールの倍
率はｋとなるような数値（＊＊＊＊）が記入されてい
る。なお、スケーリングは、単位時間（例えば、１０m
sec ）の各軸の移動量に掛ける倍率で、＊＊＊＊／1024
がｋとなるように与えられ、1024で割った余りは、スケ
ーリング演算部のメモリに格納され、商をＮＣ装置１０
のサーボ機構１０に送出する。そして、次の移動量も同
様に計算をして商と余りを求め、この余りに前回メモリ
に格納した余りを加算して最小移動量に相当する桁上が
りが出たら、商に１を加えると言う演算手法が用いら
れ、余りを切り捨てることによる移動量の集積誤差から
所望の形状に対して大きな誤差を発生するのを防止して
いる。
ＮＣ加工するＮＣプログラムに対してＮＣ工作機械の送
り軸におけるＸ軸にだけ拡大スケーリングを施して、実
行した場合のの工具軌跡（カッター経路）と、ワークの
形状との関係を示している。この場合に、ＮＣフォーマ
ットは、円弧補間モードを示すＧ０２指令と共にスケー
リング指令を示す（ SCALE X **** Y 1024 Z 1024）
がプログラムされている。そして、Ｘ軸のスケールの倍
率はｋとなるような数値（＊＊＊＊）が記入されてい
る。なお、スケーリングは、単位時間（例えば、１０m
sec ）の各軸の移動量に掛ける倍率で、＊＊＊＊／1024
がｋとなるように与えられ、1024で割った余りは、スケ
ーリング演算部のメモリに格納され、商をＮＣ装置１０
のサーボ機構１０に送出する。そして、次の移動量も同
様に計算をして商と余りを求め、この余りに前回メモリ
に格納した余りを加算して最小移動量に相当する桁上が
りが出たら、商に１を加えると言う演算手法が用いら
れ、余りを切り捨てることによる移動量の集積誤差から
所望の形状に対して大きな誤差を発生するのを防止して
いる。
さて、第６図は、半径ｒのカッタを用いて、円弧補間で
円弧形状をＮＣ加工するプログラムにＸ軸方向だけｋ倍
のスケーリング倍率を乗算することにより、楕円のＮＣ
加工が達成された場合のカッター経路とワーク形状との
関係を示している。この場合に、カッター経路Ｔ３とワ
ーク形状Ｗ３とはスケーリングが各軸共に1.0 倍である
通常の円弧形状のＮＣ加工の場合で、一方、カッター経
路Ｔ４とワーク形状Ｗ４とは、Ｘ軸方向のみ常にスケー
リングの倍率ｋが乗算されていることによって、楕円が
形成されることを示している。つまり、半径ｒのカッタ
ーが半径ｂのカッター経路Ｔ３を経由して円弧をＮＣ加
工するときには、 Ｘ２＋ Ｙ２＝ ｂ２・・・（１） ここで、 Ｘ軸はその移動量Ｘ′がスケーリング倍率ｋを乗算され
ている場合を考察すると、その移動量に１／ｋを掛けた
値としたとき、即ち、１／ｋ・Ｘ′を（１）式のＸに代
えて代入すると、（１）式は、 （Ｘ′／ｋ）２＋ Ｙ２＝ ｂ２・・・（２） 即ち、 （１／ｋｂ）２Ｘ′２＋Ｙ２／ｂ２＝１・・（３） 故にａ＝ｋｂとすれば、 Ｘ′２／ａ２＋Ｙ２／ｂ２＝１となり、実質的には楕円
形状が得られることがわかる。
円弧形状をＮＣ加工するプログラムにＸ軸方向だけｋ倍
のスケーリング倍率を乗算することにより、楕円のＮＣ
加工が達成された場合のカッター経路とワーク形状との
関係を示している。この場合に、カッター経路Ｔ３とワ
ーク形状Ｗ３とはスケーリングが各軸共に1.0 倍である
通常の円弧形状のＮＣ加工の場合で、一方、カッター経
路Ｔ４とワーク形状Ｗ４とは、Ｘ軸方向のみ常にスケー
リングの倍率ｋが乗算されていることによって、楕円が
形成されることを示している。つまり、半径ｒのカッタ
ーが半径ｂのカッター経路Ｔ３を経由して円弧をＮＣ加
工するときには、 Ｘ２＋ Ｙ２＝ ｂ２・・・（１） ここで、 Ｘ軸はその移動量Ｘ′がスケーリング倍率ｋを乗算され
ている場合を考察すると、その移動量に１／ｋを掛けた
値としたとき、即ち、１／ｋ・Ｘ′を（１）式のＸに代
えて代入すると、（１）式は、 （Ｘ′／ｋ）２＋ Ｙ２＝ ｂ２・・・（２） 即ち、 （１／ｋｂ）２Ｘ′２＋Ｙ２／ｂ２＝１・・（３） 故にａ＝ｋｂとすれば、 Ｘ′２／ａ２＋Ｙ２／ｂ２＝１となり、実質的には楕円
形状が得られることがわかる。
第６図のカッター経路Ｔ４とワーク形状Ｗ４とは、こう
してＮＣ加工された楕円形状を示している。勿論、ワー
ク形状Ｗ４は半径ｒのカッターのときには、カッター経
路Ｔ４の内側にｒだけ入り込んだ形状となっていること
は言うまでもない。
してＮＣ加工された楕円形状を示している。勿論、ワー
ク形状Ｗ４は半径ｒのカッターのときには、カッター経
路Ｔ４の内側にｒだけ入り込んだ形状となっていること
は言うまでもない。
以上の実施例の説明に基づいて、本発明によれば、各送
り軸に異なる倍率のスケーリングを施した高速ＮＣ加工
データを作成し、それをＮＣ装置のサーボ機構に情報処
理部を介さずに伝送することにより、複雑な三次元形状
をした金型加工が迅速にかつ中断なく行われ、中断によ
るカッタマークのない良好な仕上面が得られる。
り軸に異なる倍率のスケーリングを施した高速ＮＣ加工
データを作成し、それをＮＣ装置のサーボ機構に情報処
理部を介さずに伝送することにより、複雑な三次元形状
をした金型加工が迅速にかつ中断なく行われ、中断によ
るカッタマークのない良好な仕上面が得られる。
しかも各軸毎に異なる倍率のスケーリングが可能になっ
たことから、縦、横方向の収縮率が違うような製品用の
金型を１つのＮＣ加工プログラムを利用して、容易に作
成できるようになったと言う効果を奏するものである。
たことから、縦、横方向の収縮率が違うような製品用の
金型を１つのＮＣ加工プログラムを利用して、容易に作
成できるようになったと言う効果を奏するものである。
第１図は本発明によるＮＣ加工方法を実施するために適
したＮＣ加工装置の１実施例の構成図、第２図は第１図
の高速ＮＣデータ作成装置の構成を示したブロック図、
第３図はスケーリング指令を含んだＮＣプログラムのフ
ォーマットの例を示した図、第４図は高速ＮＣ加工デー
タにおける次々のブロックによって指令される微小な補
間直線を表すベクトルの角度変位を説明する図、第５図
はＸ軸、Ｙ軸の２軸方向に同じスケーリングの倍率を掛
けて直線形状のＮＣ加工をワークに行った例を説明する
図、第６図は円を加工するＮＣ加工プログラムにおいて
一方のＸ軸方向にスケーリング倍率ｋを掛けて楕円加工
を行った例を説明するための図。 １０……ＮＣ装置、 １４……ＮＣプログラム供給手段、 １６……高速ＮＣデータ作成装置、 １８……サーボ機構、 ２６ａ、１０３……高速ＮＣデータ処理部、 ２６ｂ、１０４……スケーリング演算部。
したＮＣ加工装置の１実施例の構成図、第２図は第１図
の高速ＮＣデータ作成装置の構成を示したブロック図、
第３図はスケーリング指令を含んだＮＣプログラムのフ
ォーマットの例を示した図、第４図は高速ＮＣ加工デー
タにおける次々のブロックによって指令される微小な補
間直線を表すベクトルの角度変位を説明する図、第５図
はＸ軸、Ｙ軸の２軸方向に同じスケーリングの倍率を掛
けて直線形状のＮＣ加工をワークに行った例を説明する
図、第６図は円を加工するＮＣ加工プログラムにおいて
一方のＸ軸方向にスケーリング倍率ｋを掛けて楕円加工
を行った例を説明するための図。 １０……ＮＣ装置、 １４……ＮＣプログラム供給手段、 １６……高速ＮＣデータ作成装置、 １８……サーボ機構、 ２６ａ、１０３……高速ＮＣデータ処理部、 ２６ｂ、１０４……スケーリング演算部。
Claims (2)
- 【請求項１】ＮＣ加工プログラム読取り部と情報処理部
とサーボ機構を備えたＮＣ装置に外部からの命令によっ
てＮＣ加工プログラムに基づく移動指令データを前記サ
ーボ機構に直送してＮＣ加工動作をすることができるＮ
Ｃ工作機械のＮＣ加工方法において、 前記ＮＣ工作機械のＮＣ装置の前段で、高速加工命令に
応じてＮＣ加工プログラムによる位置指令データを予め
バイナリーデータでなる各送り軸の移動指令データに演
算変換し、 該移動指令データにおける各送り軸の移動量に各送り軸
毎に独立して所望のスケーリングの倍率を乗算して各送
り軸毎に独立したスケールの移動指令データを作成し、 該移動指令データを一時的にバッファリングして加工途
中で移動指令データの送出が中断することなく出力可能
にし、 該バッファリングした移動指令データを前記ＮＣ装置の
サーボ機構へ前記情報処理部を介さずに伝送することに
よって前記ＮＣ工作機械を高速加工動作させるように構
成したことを特徴とするＮＣ加工方法。 - 【請求項２】ＮＣ加工プログラム読取り部と情報処理部
とサーボ機構を備えたＮＣ装置に外部からの命令によっ
てＮＣ加工プログラムに基づく移動指令データを前記サ
ーボ機構に直送してＮＣ加工動作をすることができるＮ
Ｃ工作機械のＮＣ加工装置において、 高速加工命令に応じてＮＣ加工プログラムによる位置指
令データを予めバイナリーデータでなる各送り軸の移動
指令データに演算変換する高速ＮＣデータ処理手段と、 前記移動指令データにおける各送り軸の移動量に各送り
軸毎に独立して所望のスケーリングの倍率を乗算し、各
送り軸に独立したスケールの移動指令データを作成する
スケーリング演算手段と、 該スケーリング演算後の移動指令データを一時的に記憶
するバッファメモリ手段とを、 前記ＮＣ工作機械のＮＣ装置の前段に設け、更に、前記
バッファメモリ手段から出力される前記移動指令データ
を前記ＮＣ装置のサーボ機構へ前記情報処理部を介さず
に伝送する接続手段を備えて構成され、前記ＮＣ工作機
械を高速ＮＣ加工動作させるようにしたことを特徴とす
るＮＣ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61250752A JPH0635096B2 (ja) | 1986-10-23 | 1986-10-23 | Ｎｃ加工方法と装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61250752A JPH0635096B2 (ja) | 1986-10-23 | 1986-10-23 | Ｎｃ加工方法と装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63105864A JPS63105864A (ja) | 1988-05-11 |
| JPH0635096B2 true JPH0635096B2 (ja) | 1994-05-11 |
Family
ID=17212512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61250752A Expired - Lifetime JPH0635096B2 (ja) | 1986-10-23 | 1986-10-23 | Ｎｃ加工方法と装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0635096B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07276187A (ja) * | 1994-04-07 | 1995-10-24 | Mitsubishi Electric Corp | 生産装置 |
| US9823644B2 (en) | 2012-07-17 | 2017-11-21 | Mitsubishi Electric Corporation | Numerical control device and numerical control system |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04160505A (ja) * | 1990-10-24 | 1992-06-03 | Okuma Mach Works Ltd | 楕円形状の補間機能を有する数値制御装置 |
| JP6325625B2 (ja) | 2016-10-14 | 2018-05-16 | ファナック株式会社 | プログラム最適化システム |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51113081A (en) * | 1975-03-29 | 1976-10-05 | Toshiba Corp | A dividing apparatus of ellipsoidal pulse for numerical control |
-
1986
- 1986-10-23 JP JP61250752A patent/JPH0635096B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07276187A (ja) * | 1994-04-07 | 1995-10-24 | Mitsubishi Electric Corp | 生産装置 |
| US9823644B2 (en) | 2012-07-17 | 2017-11-21 | Mitsubishi Electric Corporation | Numerical control device and numerical control system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63105864A (ja) | 1988-05-11 |
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