JPH07281720A - 座標誤差検出方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インクレメンタルディメンションで移動指令
をする加工プログラムの間違いによる機械座標の誤差を
検出できる数値制御装置の座標誤差検出方式を提供する
ことを目的とする。 【構成】 加工プログラム１は、座標誤差検出指令を含
んでいる。前処理演算手段２は、加工プログラム１を解
読し、座標誤差検出指令と工具の移動指令とを出力す
る。機械座標算出手段３は、座標誤差検出指令の実行が
１回目か、もしくは２回目以降かを判断するとともに工
具の機械座標を算出する。座標記憶手段４は、１回目の
座標誤差検出指令の際の機械座標を基準座標として格納
する。座標比較手段５は、２回目以降の座標誤差検出指
令の際に、そのときの機械座標と基準座標とを比較す
る。そして、機械座標と基準座標とが不一致の場合には
加工プログラムの実行を終了させる。このように、加工
プログラムに間違いがあった場合には処理を終了させる
ことができるため、１つの加工が終わるたびに加工開始
点で位置決めをする必要がない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は数値制御装置の座標誤差
検出方式に関し、特にインクレメンタルディメンション
で移動指令をする加工プログラムを繰り返し実行する数
値制御装置の座標誤差検出方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】数値制御装置が加工を行う際に工具の移
動を指令する方法として、インクレメンタルディメンシ
ョン指令がある。インクレメンタルディメンション指令
は、現在位置からの移動量によって目的の位置を表す指
令方法である。

【０００３】図６は従来の方法によるインクレメンタル
ディメンション指令での加工を示す図である。これは、
ワーク７ａを工具８ａで旋削加工を行う場合であり、各
点（Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４）の間の
移動はインクレメンタルディメンションで指令される。

【０００４】先ず、加工開始点Ｐ１０から点Ｐ１１まで
を早送りで移動する。この点Ｐ１１からワーク７ａの切
削が開始される。点Ｐ１１から点Ｐ１２まで直線補間を
行う。点Ｐ１２から点Ｐ１３まで円弧補間を行う。点Ｐ
１３、点Ｐ１４まで直線補間を行う。最後に、加工開始
点Ｐ１０で位置決めを行い、ワーク７ａの切削が終了す
る。ワーク７ａは切削が終わると、バーフィーダによっ
て次のワークと交換され、新たなワークは同じ切削経路
により加工される。

【０００５】このように、数値制御装置は同じ加工を繰
り返し、加工が１サイクル終わるごとにバーフィーダに
よってワークを交換することによって、次々にワークを
加工することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の数値制
御装置では、加工が１サイクル終わるごとに工具を加工
開始点に戻さなければならなかった。そのため、ワーク
を一つ切削するのに余計な時間がかかり、加工効率を悪
くしていた。加工すべきワークが多いほど、加工効率の
悪さが問題になる。

【０００７】工具を加工開始点に戻さずに続けて切削を
行えるようにすれば加工効率を上げることができるが、
インクレメンタルディメンション指令する際のプログラ
ミングミスによる機械座標に誤差があった場合、繰り返
し実行することによって誤差が累積してしまう。そし
て、機械座標のずれが大きくなり切削後のワークの寸法
が狂ってしまう。そのため、工具を加工開始点に戻さず
に続けて切削を行うことができず、必ず１サイクルごと
に加工開始点で位置決めを行う必要があった。

【０００８】このように、工具を加工開始点に戻さずに
続けて切削を行うと、加工プログラムの間違いにより機
械座標に誤差があった場合に、その誤差が累積して不良
ワークが発生してしまう。そして、その加工プログラム
の間違いを検出する手段がなかった。そのため、工具を
加工開始点に戻さずに続けて切削することができないと
いう問題があった。

【０００９】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、インクレメンタルディメンションで移動指令
をする加工プログラムの間違いによる機械座標の誤差を
検出できる数値制御装置の座標誤差検出方式を提供する
ことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、インクレメンタルディメンションで移動
指令をする加工プログラムを繰り返し実行する数値制御
装置の座標誤差検出方式において、座標誤差検出指令を
含む加工プログラムを解読し、前記座標誤差検出指令と
工具の移動指令とを出力する前処理演算手段と、前記座
標誤差検出指令が出力されると、前記座標誤差検出指令
が１回目か２回目以降かを判断するとともに、工具の機
械座標を算出する機械座標算出手段と、１回目の前記座
標誤差検出指令の際の機械座標を、基準座標として格納
する座標記憶手段と、２回目以降の前記座標誤差検出指
令の際の機械座標と前記基準座標とを比較し、機械座標
と前記基準座標とが不一致の場合には加工プログラムの
実行を終了させる座標比較手段と、を有することを特徴
とする座標誤差検出方式が提供される。

【００１１】

【作用】加工プログラムは、座標誤差検出指令を含んで
いる。前処理演算手段は、加工プログラムを解読し、座
標誤差検出指令と工具の移動指令とを出力する。機械座
標算出手段は、座標誤差検出指令の実行が１回目か、も
しくは２回目以降かを判断するとともに工具の機械座標
を算出する。座標記憶手段は、１回目の座標誤差検出指
令の際の機械座標を基準座標として格納する。座標比較
手段は、２回目以降の座標誤差検出指令の際に、そのと
きの機械座標と基準座標とを比較する。そして、機械座
標と基準座標とが不一致の場合には加工プログラムの実
行を終了させる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明の概略構成を示すブロック図であ
る。加工プログラム１は、インクレメンタルディメンシ
ョン指令での加工を繰り返し行うためにプログラムされ
ており、座標誤差検出指令を含んでいる。

【００１３】前処理演算手段２は加工プログラム１を解
読し、座標誤差検出指令は機械座標算出手段３に出力
し、軸の移動指令は補間手段６に出力する。補間手段６
は、移動指令をうけて補間処理を行い補間パルスを出力
する。軸制御回路１８は補間パルスに従ってサーボアン
プ１９に移動指令を出力し、サーボアンプ１９はその指
令に従いサーボモータ２４を駆動する。この図において
は説明を分かりやすくするために、軸制御回路１８、サ
ーボアンプ１９、およびサーボモータ２４は一つずつし
か図示していないが、実際には各移動軸ごとにそれぞれ
設けられている。

【００１４】機械座標算出手段３は、座標誤差検出指令
を受け取ると、そのときの機械座標を求める。つまり、
工具はインクレメンタルディメンション指令で移動して
いるため、そのときの機械座標は加工プログラムでは指
定されていない。そのため、加工開始点からのインクレ
メンタルディメンションの値を全て加算することによっ
て、現在の機械座標を求める。さらに、座標誤差検出指
令の実行が１回目であるか、あるいは２回目以降である
かを判断する。

【００１５】座標記憶手段４は、座標誤差検出指令の実
行が１回目の場合に、前処理演算手段２で求められた機
械座標を格納する。この格納された機械座標を基準座標
とする。座標比較手段５は、座標誤差検出指令の実行が
２回目以降の場合に、前処理演算手段２で求められた機
械座標と基準座標とを比較する。その結果不一致だった
場合、前処理演算手段２に対し加工プログラム１の実行
を終了させると同時に、グラフィック制御回路１５にア
ラームメッセージの出力指令を出力する。グラフィック
制御回路１５はアラームメッセージの出力指令を受け取
ると、表示装置１６にアラームメッセージを表示する。

【００１６】図２は本発明を実施するための数値制御装
置のハードウェアの概略構成図である。プロセッサ１１
はＲＯＭ１２に格納されたシステムプログラムに従って
数値制御装置全体を制御する。ＲＡＭ１３には加工プロ
グラム、各種のデータ、および基準座標が格納される。
不揮発性メモリ１４は、電源切断後も保持すべきパラメ
ータ、ピッチ誤差補正量、工具補正量等が格納されてい
る。

【００１７】グラフィック制御回路１５はディジタル信
号を表示用の信号に変換し、表示装置１６に与える。表
示装置１６にはＣＲＴあるいは液晶表示装置が使用され
る。表示装置１６は対話形式で加工プログラムを作成し
ていくときに、形状、加工条件、および座標誤差が検出
された際のアラームメッセージ等を表示する。キーボー
ド１７はシンボリックキー、数値キー等からなり、必要
な図形データ、ＮＣデータをこれらのキーを使用して入
力する。グラフィック制御回路１５、表示装置１６、ソ
フトウェアキー２３、およびキーボード１７でＣＲＴ／
ＭＤＩ装置２５を構成している。

【００１８】軸制御回路１８はプロセッサ１１から、軸
の移動指令を受けて、その移動指令をサーボアンプ１９
に出力する。サーボアンプ１９は移動指令を受けて、工
作機械２０のサーボモータを駆動する。これらの構成要
素はバス２１によって互いに結合されている。

【００１９】プログラマブル・マシン・コントローラ
（ＰＭＣ）２２はＮＣプログラムの実行時に、バス２１
経由でＴ機能信号（工具選択指令）等を受け取る。そし
て、この信号をシーケンス・プログラムで処理して、動
作指令として信号を出力し、工作機械２０を制御する。
また、工作機械２０から状態信号を受けて、シーケンス
処理を行い、バス２１を経由して、プロセッサ１１に必
要な入力信号を転送する。

【００２０】図３は本発明によるワークの加工例を示す
図である。これは旋削加工であり、この図において各点
間（Ｐ０〜Ｐ１、Ｐ１〜Ｐ２、Ｐ２〜Ｐ３、Ｐ３〜Ｐ
４、Ｐ４〜Ｐ５、Ｐ５〜Ｐ６、Ｐ６〜Ｐ１）の工具８の
移動は、インクレメンタルディメンション指令である。
工具８は加工開始点Ｐ０から点Ｐ１へ早送りで移動した
後、点Ｐ１からワーク７の切削が開始される。点Ｐ１か
ら点Ｐ２までは直線補間、点Ｐ２から点Ｐ３は円弧補
間、点Ｐ３から点Ｐ４は直線補間である。そして、点Ｐ
４から点Ｐ５まで早送りで移動した後、座標誤差検出指
令が出されると、点Ｐ５の機械座標を算出しＲＡＭ１３
（図２に示す）に格納する。この格納された座標が基準
座標である。その後、早送りで点Ｐ６に移動し、さらに
点Ｐ１に移動する。この間に、ワーク７はバーフィーダ
によって次のワークと交換される。これで１回目のサイ
クルが終わる。

【００２１】２回目のサイクルでは、Ｐ１からＰ５まで
は１回目のサイクルと同じである。そして、点Ｐ５に移
動した後、座標誤差検出指令が出されると、点Ｐ５の機
械座標が算出する。そして、算出された機械座標と基準
座標とを比較する。比較の結果一致すれば加工を継続す
る。逆に、不一致の場合は加工を終了する。

【００２２】図４は本発明を実施するための加工プログ
ラムの例を示す図である。この加工プログラム１は、図
３に示す加工を行うためのプログラムであり、この例で
は「Ｇ５１」を座標誤差検出指令とする。図３の各点間
の移動量（Ｘ軸方向の移動量、Ｚ軸方向の移動量）は次
の通りとする。 点Ｐ０→点Ｐ１（ａ₁ ，ｂ₁ ）。 点Ｐ１→点Ｐ２（０ ，ｂ₂ ）。 点Ｐ２→点Ｐ３（ａ₃ ，ｂ₃ ）。 点Ｐ３→点Ｐ４（ａ₄ ，ｂ₄ ）。 点Ｐ４→点Ｐ５（ａ₅ ，０ ）。 点Ｐ５→点Ｐ６（０ ，ｂ₆ ）。 点Ｐ６→点Ｐ１（ａ₇ ，０ ）。 また、点Ｐ２から点Ｐ３までの円弧の半径は「ｒ₀ 」と
する。

【００２３】この加工プログラム１は、シーケンスナン
バーＮ０２０のブロックからシーケンスナンバーＮ０９
０のブロック間でループしており、シーケンスナンバー
Ｎ０６０のブロックが座標誤差検出指令である。

【００２４】シーケンスナンバーＮ０１０のブロック
で、工具８を加工開始点Ｐ０から点Ｐ１（Ｕａ₁ 、Ｗｂ
₁ ）へ早送り（Ｇ００）で移動する。シーケンスナンバ
ーＮ０２０のブロックで、点Ｐ１から点Ｐ２（Ｗｂ₂ ）
へ直線補間（Ｇ０１）で切削送りを行う。送り速度は３
０ｍｍ／ｍｉｎである。

【００２５】シーケンスナンバーＮ０３０のブロック
で、点Ｐ２から点Ｐ３（Ｕａ₃ Ｗｂ ₃ ）へ円弧補間
（Ｇ０２）で切削送りを行う。円弧の半径はｒ₀ （Ｒｒ
₀ ）である。

【００２６】シーケンスナンバーＮ０４０のブロック
で、点Ｐ３から点Ｐ４（Ｕａ₄ Ｗｂ ₄ ）へ直線補間
（Ｇ０１）で切削送りを行う。シーケンスナンバーＮ０
５０のブロックで、点Ｐ４から点Ｐ５（Ｕａ₅ ）へ早送
り（Ｇ００）で移動する。

【００２７】シーケンスナンバーＮ０６０のブロック
で、座標誤差検出指令（Ｇ５１）が出される。シーケン
スナンバーＮ０７０のブロックで、点Ｐ５から点Ｐ６
（Ｗｂ₆ ）へ早送り（Ｇ００）で移動する。

【００２８】シーケンスナンバーＮ０８０のブロック
で、点Ｐ６から点Ｐ１（Ｕａ₇ ）へ早送り（Ｇ００）で
移動する。シーケンスナンバーＮ０９０のブロックで、
シーケンスナンバーＮ０２０のブロックにジャンプ（Ｇ
ＯＴＯ ０２０）する。

【００２９】シーケンスナンバーＮ１００のブロック
（Ｍ９９）は、この加工プログラムを呼び出したプログ
ラムに復帰する指令である。図５は本発明の処理手順を
示すフローチャートである。このフローチャートを図１
のブロック図を用いて説明する。

【００３０】ステップ１では、前処理演算手段２が加工
プログラム１を解読し座標誤差検出指令を出力すると、
機械座標算出手段３が加工プログラム１の実行（座標誤
差検出指令の実行回数で判断する）が１回目か、あるい
は２回目以降かを判断し、１回目の場合はステップ２へ
進み、２回目以降の場合はステップ５へ進む。

【００３１】ステップ２では機械座標算出手段３が、座
標誤差検出指令が出力されたときの工具の機械座標を算
出する。ステップ３では座標記憶手段４が、ステップ２
で算出された機械座標を、基準座標として記憶する。

【００３２】ステップ４では前処理演算手段２が、加工
プログラムを解読し、全てのワークの加工が終わった場
合は加工を終了し、そうでない場合は加工を継続するた
めステップ１に進む。

【００３３】ステップ５では機械座標算出手段３が、座
標誤差検出指令が出力されたときの工具の機械座標を算
出する。ステップ６では座標比較手段５が、ステップ３
で座標記憶手段３が記憶した基準座標とステップ５で算
出した機械座標を比較し、一致していた場合はステップ
４に進み、不一致の場合はステップ７に進む。

【００３４】ステップ７では座標比較手段５が、表示装
置１６にアラームメッセージを出力し、さらに、前処理
演算手段２に加工プログラム１の実行を中止させること
により、処理を終了する。

【００３５】このように、インクレメンタルディメンシ
ョン指令での加工プログラムを繰り返し実行する場合
に、１回目の実行の際に予め決められた場所で機械座標
を基準座標として記憶し、２回目以降の実行の際には同
じ場所での機械座標と基準座標を比較するようにしたた
め、インクレメンタルディメンション指令による加工プ
ログラムの間違いによる移動距離のずれを検出し、その
間違いを見つけることができる。作業者は、表示装置に
表示されたアラームメッセージによって、加工プログラ
ムに間違いがあったことを確認することができる。さら
に、移動距離のずれが検出されたときは、すぐに加工プ
ログラムの実行を終了させるため、不良ワークの発生を
防ぐことができる。このことにより、繰り返し加工を行
う際に、ワークを一つ加工する度に工具を加工開始点に
戻す必要がなくなり、加工の高速化が図れる。

【００３６】上記の説明では、機械座標と基準座標を比
較し不一致の場合に処理を終了するとしたが、誤差の許
容範囲を設け、機械座標と基準座標との差の絶対値が誤
差の許容範囲以内の場合には、処理を継続するようにす
ることもできる。例えば、許容範囲を０．０１ｍｍに設
定し、機械座標と基準座標との誤差が０．０１ｍｍ以下
の場合には処理を継続する。

【００３７】誤差の許容範囲を設けた場合、機械座標と
基準座標との誤差は加工を繰り返す度に累積するため、
いずれ許容範囲を超えてしまう。しかし、許容範囲が
０．０１ｍｍのときに、プログラミングの間違いにより
発生する誤差が１μｍであった場合、許容範囲を超える
までには１０回のループが必要である。もし、加工する
べきワークが１０個以下の場合には、加工プログラムを
直す必要がない。

【００３８】このように、誤差の許容範囲を設けること
によって、作業者が不必要な加工プログラムの修正作業
を行わずにすみ、加工プログラムの作成に費やす時間を
短くすることができる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、インク
レメンタルディメンション指令での加工プログラムを繰
り返し実行する場合に、１回目の実行の際に予め決めら
れた場所で機械座標を基準座標として記憶し、２回目以
降の実行の際には同じ場所でのそのときの機械座標と、
１回目で記憶されている基準座標とを比較し、不一致の
場合には処理を終了させるようにしたため、加工プログ
ラムの間違いによる機械座標の誤差を発見することがで
き、不良ワークの発生を防ぐことができる。よって、ワ
ークを一つ加工する度に工具を加工開始点に戻すことを
せずに、繰り返し加工を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概略構成を示すブロック図である。

【図２】本発明を実施するための数値制御装置のハード
ウェアの概略構成図である。

【図３】本発明によるワークの加工例を示す図である。

【図４】本発明を実施するための加工プログラムの例を
示す図である。

【図５】本発明の処理手順を示すフローチャートであ
る。

【図６】従来の方法によるインクレメンタルディメンシ
ョン指令での加工を示す図である。

【符号の説明】

１ 加工プログラム ２ 前処理演算手段 ３ 機械座標算出手段 ４ 座標記憶手段 ５ 座標比較手段 ６ 補間手段 １５ グラフィック制御回路 １６ 表示装置 １８ 軸制御回路 １９ サーボアンプ ２４ サーボモータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクレメンタルディメンションで移動
   指令をする加工プログラムを繰り返し実行する数値制御
   装置の座標誤差検出方式において、 座標誤差検出指令を含む加工プログラムを解読し、前記
   座標誤差検出指令と工具の移動指令とを出力する前処理
   演算手段と、 前記座標誤差検出指令が出力されると、前記座標誤差検
   出指令が１回目か２回目以降かを判断するとともに、工
   具の機械座標を算出する機械座標算出手段と、 １回目の前記座標誤差検出指令の際の機械座標を、基準
   座標として格納する座標記憶手段と、 ２回目以降の前記座標誤差検出指令の際の機械座標と前
   記基準座標とを比較し、機械座標と前記基準座標とが不
   一致の場合には加工プログラムの実行を終了させる座標
   比較手段と、 を有することを特徴とする座標誤差検出方式。
2. 【請求項２】 前記座標比較手段は、２回目以降の前記
   座標誤差検出指令の際の機械座標と前記基準座標との誤
   差が、予め設定された値を超えていると加工プログラム
   の実行を終了させることを特徴とする請求項１記載の座
   標誤差検出方式。