JPH09230920A - 数値制御装置 - Google Patents

数値制御装置

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JPH09230920A
JPH09230920A JP8036798A JP3679896A JPH09230920A JP H09230920 A JPH09230920 A JP H09230920A JP 8036798 A JP8036798 A JP 8036798A JP 3679896 A JP3679896 A JP 3679896A JP H09230920 A JPH09230920 A JP H09230920A
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本 倫 雄 松
Shingo Suzuki
木 進 吾 鈴
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工領域の指定を、加工現場で簡単に指定
し、描画確認をできるようにする数値制御装置を提供す
る。 【解決手段】 数値制御装置12において、指定領域を
設定する領域指定部101と、予め設定された切り込み
変化量を記憶する切り込みパラメータ記憶部107と、
加工プログラムの各命令が指定領域の領域内か領域外か
を判別し、その判定結果に応じて、該当する各命令を切
り込みパラメータ記憶部107の前記切り込み変化量に
より補正する領域判別切り込み算出部109及び切り込
み補正処理部110と、切り込み変化量により補正され
た加工プログラムに従って駆動部13に加工を行なわせ
る出力制御部111とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、数値制御装置に
係り、特に、指定領域を設定して加工する機能を備えた
NC工作機械(数値制御工作機械)に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、金型には、上型と下型がある。
これらの金型が互いに接する部分は、必ずしも全面とは
ならず、部分的にのみ接する場合がある。従来、互いに
接する部分と接しない部分の領域を分けてNC加工デー
タ、CADデータ等を作成するには多大な時間がかか
る。従って、現状では、図10に示されるように、接す
る接しないに拘わらず、上型1及び下型2の全体の広範
囲について、均一に、荒引き、中引き、及び仕上げとい
う工程により加工している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような、従来の技
術では、仕上げ加工において、接しなくてもよい部分ま
でも加工しているため、加工時間が無駄であり、工具の
磨耗も進む。そこで、本発明では、中引き工程と仕上げ
工程とで切り込み量を変化させることにより、仕上げ加
工時、領域外の部分で工具が加工面に接触しなくなり、
工具の寿命を延ばすようにすることを目的とする。この
点は、荒引き工程と中引きの工程、荒引き工程と仕上げ
工程においても、切り込み変化量を適宜設定することに
より、同様の目的が達成できる。
【0004】また、後工程の磨き工程では、領域外の部
分は上型と下型が接しないので本来磨きを必要としない
が、従来においては、全面接する部分について行なうこ
ととなり、大幅な時間がかかる。そこで、本発明では、
接する部分を磨くだけで良くなり、磨き工程を大幅に削
減できるようにすることを目的とする。さらに、仕上げ
工程で工具が接しない部分の送り速度を上げることによ
り仕上げ加工時間を大幅に削減することを目的とする。
【0005】また、一般のNC工作機械やCAD等で領
域の指定データを作成するには、上型、下型、反転等で
データを共有することはできず、それぞれ別個のデータ
を作ることになり、非常に時間がかかった。本発明で
は、加工領域の指定を、加工現場で簡単に指定し、描画
確認をできるようにすることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の数値制御装置に
よると、指定領域データを設定する領域指定部と、前記
領域指定部により指定された前記指定領域データ及び加
工プログラムを記憶する加工プログラム記憶部と、予め
設定された切り込み変化量を記憶する切り込みパラメー
タ記憶部と、前記加工プログラム記憶部に記憶された前
記加工プログラムの各命令が、前記指定領域の領域内か
領域外かを判別し、その判別結果に応じて、前記各命令
を前記切り込みパラメータ記憶部の前記切り込み変化量
により補正する補正制御部と、前記補正制御部により補
正された前記加工プログラムに従って加工を行なう駆動
部とを備える。
【0007】また、前記補正制御部は、前記領域指定部
により指定された指定領域データをビットパターンとし
て記憶する領域テーブル記憶部と、前記加工プログラム
の前記各命令を前記ビットパターンと比較する領域判別
部とを備えることにより、前記指定領域の領域内か領域
外かの判別を行なうことを特徴とする。
【0008】さらに、本発明の数値制御装置によると、
前記加工プログラム記憶部に記憶された前記指定領域デ
ータに基づいて前記指定領域の表示データを出力し、該
表示データをビットパターンに変換する表示処理部と、
前記表示処理部から出力された前記表示データにより前
記指定領域を表示する表示部とをさらに備えることを特
徴とする。
【0009】また、前記表示処理部は、入力手段により
前記指定領域を修正又は指定又は選択する手段を含むこ
とを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】まず、本発明に係る数値制御装置
の動作概要の一例を説明する。
【0011】本発明の数値制御装置においては、NC工
作機械に予め設定した領域に対して、工具の切り込み量
を変化させることにより、特定の領域だけの加工を行
う。ここで、例えば、加工領域の指定は、工具と直角の
平面(例えば、XY平面)で指定し、工具の切り込み量
は、工具の方向の軸(例えば、Z軸)に対して変化させ
る。Z軸の切り込み変化量は、例えば、最大0.5mm
程度であり、パラメータとして設定する。そして、加工
時にはこの設定値を加算又は減算して、領域内外の切り
込み量を変える。
【0012】図1に、Z軸切り込み量を変化させるよう
にした加工説明図を示す。図1では、指定領域内と領域
外において、Z軸切り込み変化量だけ、本来の加工プロ
グラムを変化させることができる。具体的には、例え
ば、領域内を本来の加工プログラムとし、領域外を本来
の加工プログラムにZ軸方向に深く切り込むように制御
する場合、またはその逆に、領域外を本来の加工プログ
ラムとし、領域内を本来の加工プログラムにZ軸方向に
浅く切り込むように制御する場合が考えられる。
【0013】また、図2に、荒引き工程及び仕上げ工程
において、Z軸切り込み量を変化させるようにした加工
説明図の一例を示す。図2では、例えば、(1)荒引き
工程においては、工具3のZ軸切り込み変化量を制御す
ることにより、下型2の指定領域外では深く切り込み、
領域内では浅く切り込むように変化させることができ
る。具体的には、領域外では実際の加工プログラムより
深く(−ΔZ)切り込み、領域内では実際の加工プログ
ラムにより切り込むようにする。このようにすると、
(2)仕上げ工程において、実際の加工プログラムを実
行すると、指定領域外は工具3が下型2に接しなくな
り、領域内では工具3が下型2に接して加工できるよう
に設定することができる。具体的には、本来の加工プロ
グラムをそのまま実行しても良いし、また、切り込み変
化量を「0」に設定して、上述のZ軸切り込み量を変化
させるようにした本発明に係るプログラムを実行するこ
とも可能である。
【0014】図3には、上型1及び下型2のそれぞれに
ついて、仕上げ工程等において指定領域のみを磨くこと
ができるようにした加工説明図の一例を示す。図2の説
明のように、適宜切り込み変化量を制御することによ
り、図3のような上型1及び下型2のそれぞれについ
て、指定領域の部分のみを磨くことができる。上型1に
ついては、例えば、領域外では実際の加工プログラムよ
り深く(ΔZ)切り込み、領域内では実際の加工プログ
ラムにより切り込むようにすることにより実現できる。
【0015】つぎに、本発明の実施の形態について、さ
らに詳述する。図4には、本発明による実施の一形態に
かかる数値制御装置の構成図を示す。
【0016】入力装置11は、キーボード、マウス等周
知の入力装置であり、領域指定部101及びNC加工プ
ログラム指定部102を含む。領域指定部101は、加
工領域の指定を行う。指定領域としては、任意の多角
形、円(一周)、円弧等を含む任意の形状を指定するこ
とができる。例えば、直線の両端の端点として、複数の
直線及び端点による多角形を指定することができる。こ
の際、直線の数又は端点の数について、最大値(例えば
30点等)を設定し、その範囲で定めることもできる。
上述のような図形の他、文字パターン(例、A,B,C
等)、特定パターン(例、#、☆、◎、▽等)も指定す
ることができる。NC加工プログラム部102は、実際
の加工プログラムを指定する。また、入力装置11は、
各種設定値、メインテナンス、障害対策等のための入力
も行うことができる。
【0017】数値制御装置12は、NC加工プログラム
記憶部103、NC加工プログラム解析実行部104、
表示処理部105、表示部106、切り込みパラメータ
記憶部107、領域テーブル記憶部108、領域判別切
り込み算出部109、切り込み補正処理部110、出力
制御部111を備えている。
【0018】NC加工プログラム記憶部103は、入力
装置11の領域指定部101及びNC加工プログラム指
定部102によりそれぞれ設定された、加工領域データ
及び加工プログラムを記憶する。加工プログラムとして
は、例えば、1ブロック毎に機械の動作を命令する情報
である加工プログラムデータがある。これらの加工プロ
グラムデータは、通常は、JIS B 6311で規定
されたISOコードとEIAコードのいずれかが用いら
れる。例えば、NC工作装置の加工プログラムデータと
しては、G機能(制御機能、準備機能)、M機能(補助
機能)、F機能(送り機能)、寸法語X、Y、Z(X
軸、Y軸、Z軸の運動ディメンジョン)等がある。
【0019】NC加工プログラム解析実行部104は、
NC加工プログラム記憶部103に記憶された加工プロ
グラムにより、切り込み補正処理部110及び領域判別
切り込み算出部109を制御する。NC加工プログラム
解析実行部104は、マイクロコンピュータ等で構成さ
れ、NC加工プログラム記憶部103に記憶された加工
プログラムの指令データを1ブロックずつ順次読み出し
解析して、所定の制御を行う。また、NC加工プログラ
ム解析実行部104は、NC加工プログラム記憶部10
3に記憶された加工領域データにより、表示処理部10
5に表示命令を出力し、これを制御する。
【0020】表示処理部105は、この表示命令によ
り、表示部106に出力表示するとともに、指定領域を
ビットパターンに変換して、領域テーブル記憶部108
にビットパターンを出力する。また、入力装置11又は
他に設けられている入力手段により、適宜、指定領域の
修正・指定・選択等を行うことができる。例えば、描画
確認及び修正時に、切り込み変化量を与える部分が領域
の内側又は外側かを指定・選択することができる。
【0021】表示部106は、CRT、液晶ディスプレ
ー等の表示装置により構成され、各種のデータ、プログ
ラム等を表示できる。登録された指定領域は、画面上で
描画確認及び修正が可能である。また、2次元又は3次
元のグラフィック機能を備えることにより、全体加工図
又は部分加工図等により、必要に応じて加工範囲、加工
状況等を表示することができる。
【0022】領域テーブル記憶部108には、表示処理
部105で設定・変換されたビットパターンが記憶され
る。
【0023】切り込みパラメータ記憶部107には、切
り込み変化量(ΔZ)が記憶されている。荒引き、中引
き、仕上げ等の各工程において、それぞれ異なる切り込
み変化量を複数設定することも可能である。また、領域
外と領域内とでことなる変化量をそれぞれ設定すること
もできる。ここで、この値を「0」に設定すると通常の
加工プログラムの実行と同等となる。これらの設定値
は、入力装置11又は他に設けられている入力手段によ
り、適宜入力することができる。
【0024】領域判別切り込み算出部では、切り込みパ
ラメータ記憶部107及び領域テーブル記憶部108の
出力により、加工プログラムの切り込み変化量(ΔZ)
を設定する。
【0025】切り込み補正処理部110では、NC加工
プログラム解析実行部104から出力された加工プログ
ラムを、領域判別切り込み算出部109から出力された
切り込み変化量で補正し、出力制御部111に出力す
る。
【0026】出力制御部111は、切り込み補正処理部
110の指令により、所定の駆動装置13に回転数、回
転角度、回転速度、移動幅、移動速度等を指示する。
【0027】駆動装置13は、送りモータ等によるNC
工作機の回転部又は移動部等から構成される。駆動装置
13は、通常、サーボ機構を有し、複数の駆動装置によ
り構成されている。出力制御部111を介して送られて
きた指令信号により、所定の駆動装置13が駆動され、
NC工作機の位置決め、移動幅、移動速度又は回転速度
等が制御される。
【0028】つぎに、図5に、領域指定部101により
指定される加工領域データ構成の一例を示す。このよう
なデータが、NC加工プログラム記憶部103に記憶さ
れる。また、図6に、図5のような加工領域データによ
り指定された加工領域の表示例を示す。このような加工
領域は、表示部106等のNC画面上に描画して確認す
ることができる。
【0029】このような例で、図5におけるデータAで
は、準備機能として、領域全体範囲の指定を行うもの
で、図6中の領域a(X:1000、Y:500)を指
定する。図5におけるデータBでは、X座標Y座標を設
定した軸移動命令により、図6中領域aの多角形が加工
領域として指定される。図5におけるデータCでは、X
座標Y座標の設定による軸移動命令及びX軸方向の平行
移動命令により、図6中領域cの平行四変形が加工領域
として指定される。図5におけるデータDでは、中心点
のX座標Y座標及び半径等の設定により、図6中領域d
の円が加工領域として指定される。図5におけるデータ
Eでは、X座標Y座標を設定した軸移動命令、円弧を描
く軸移動命令により、図6中領域eの円弧領域が加工領
域として指定される。さらに、図5におけるデータFで
は、文字データを設定する命令により、図6中領域fの
文字が加工領域として指定される。図5中データGは、
プログラムエンドを示す。
【0030】これらの加工領域は、適宜組み合わせるこ
とにより、1つ又は複数箇所設定することができる。
【0031】つぎに、図7及び図8のフローチャートを
参照して、本発明に係る領域加工の詳細な動作を説明す
る。図7に示すフローチャートは、主に、加工領域の指
定に係るものである。ここでは、一例として、前述の図
2(1)に示すような荒引き工程において、四角形領域
と文字領域を指定するものとし、これら指定領域外につ
いて切り込み量を深く設定する場合を想定する。
【0032】まず、図4に示した領域指定部101によ
り領域指定の作成を行う(S01)。つぎにこのデータ
をNC加工プログラム記憶部103に読み込み、記憶す
る(S02)。NC加工プログラム解析実行部104に
より、領域指定の解析を行う(S03)とともに、表示
処理部105に表示命令を出力する(S04)。以後、
領域指定が終了するまで表示命令を繰り返し出力する
(S05)。ここで、領域指定データが全て入力され、
領域指定が終了すると、表示処理部105は、表示部1
06により加工領域を表示する(S06)。この際、縮
尺を変えて表示してもよいし、また、塗りつぶし、色等
により加工範囲内外を区別して表示することができる。
【0033】操作者は、表示部106に表示に基づき、
必要に応じて、表示用データを修正することができる
(S07)。さらに、切り込み変化量を与える部分が、
領域の内側又は外側かを指定・選択することができる
(S07)。このような修正・指定・選択等を行なうた
めには、例えば入力装置11又は他の入力手段により所
定の命令を入力する。つぎに、加工領域が適切に指定さ
れていると確認されると(S08)、表示処理部105
により、表示データがビットパターンに変換され、領域
テーブル記憶部108に転送される(S09)。
【0034】図9に、この例でのビットパターンの一例
を示す。ここでは、切り込み変化量を与える部分を
「0」、与えない部分を「1」で表している。上述した
ステップS07において、入力装置11等の入力により
このビットパターンを反転させることにより、「0」と
「1」とを逆にして、変化量を与える領域を指定領域の
内側又は外側に適宜指定することができる。
【0035】図8に示すフローチャートは、主に、加工
プログラムの実行に係るものである。
【0036】引き続き、上述のように登録されたビット
パターンにより、荒引き工程を行う場合で説明する。
【0037】ここで、登録した指定領域を確認後に、加
工を開始するための操作(例えば、サイクルスタートボ
タンの押圧、入力装置11等によるスタートコマンドの
入力、等)を行ない、領域加工モードにする(S1
0)。この段階で通常の加工プログラムの実行と、本発
明のような領域指定した加工プログラムの実行とを選択
することもできる。つぎに、NC加工プログラム指定部
102に記憶された加工プログラムをNC加工プログラ
ム記憶部103に読み込み、記憶する(S11)。この
加工プログラムにより、NC加工プログラム解析実行部
104は、所定の加工を行うように必要な制御命令(例
えば、X,Y,Z座標等)を、領域判別切り込み算出部
109及び切り込み補正処理部110に出力する(S1
2)。領域判別切り込み算出部109は、実行すべき軸
移動のX座標Y座標と、領域テーブル記憶部108で指
定された加工領域とを比較し、加工領域外又は領域内を
判断する(S13)。例えば、NC加工プログラム解析
実行部104の出力である平面軸のX,Y座標値から領
域テーブル記憶部108のビットパターンの位置を計算
し、該当ビットが「0」又は「1」により、領域の外又
は内を判断する。
【0038】ここで、領域外であると判断されると、切
り込みパラメータ記憶部107に記憶された切り込み変
化量(ΔZ)により切り込み変化量を設定する(S1
4)。例えば、切り込みパラメータ記憶部107には、
予め補正する切り込み変化量(例えば、0.5mmの値
をとる。)が記憶されている。また、この変化量は、各
工程等に応じて複数記憶することもできる。その場合
は、自動的にプログラムにより設定することもできる
し、また、プログラム実行の際に、入力装置11又は他
の入力手段等によりマニュアルで設定することもでき
る。また、本来の加工プログラムと同様にするために、
変化量を「0」に設定することも可能である。
【0039】次にこの切り込み変化量をもとに、領域判
別切り込み算出部109は、Z軸方向の切り込み補正を
算出する(S15)。
【0040】切り込み補正処理部110では、領域外で
ある場合は、切り込み変化量(ΔZ)を加算又は減算し
(例えば、ΔZの極性による方法、上記ステップS07
又はS14で設定する方法等がある)、X,Y,Zの各
座標をもとに加工プログラムデータの補正処理を行う
(S16)。一方、領域内と判断されると(S13)、
変化量による補正をせずに本来の加工プログラムのまま
加工命令を出力する(S16)。出力制御部111は、
切り込み補正処理部110の出力データにより駆動装置
13を駆動して、所定の領域の加工を行う(S17)。
【0041】以後、加工プログラムを1ステップずつ順
次実行する(S18)。
【0042】本発明の他の実施の形態によると、領域内
外で送り速度に変化量を与えるように切り込みパラメー
タ記憶部107にパラメータを記憶することにより、領
域判別切り込み算出部109及び切り込み補正処理部1
10において送り速度を変更するように制御することも
できる。この際も、各工程や領域内外において、異なる
速度を複数設定することも可能である。さらに、切り込
み変化量と送り速度の両方について適宜組み合わせて変
更するようにしても良い。
【0043】さらに、本発明の他の実施の形態による
と、領域内願の判定(図8、ステップS12)におい
て、領域外のとき補正する動作を行っているが、領域内
について変化量を補正することも可能である。また、図
8では領域外の場合のみ切り込み変化量で補正するよう
にしているが(ステップS14及びS15)、領域外及
び領域内の両方の場合について、図8中のステップS1
3の後にステップS14及びS15のような切り込み変
化量を補正するステップをそれぞれ具備することによ
り、領域内外で異なる変化量を設定することも可能であ
る。
【0044】
【発明の効果】以上のように、本発明の数値制御装置に
よれば、中引き工程と仕上げ工程とで切り込み量を変化
させることにより、仕上げ加工時、領域外の部分で工具
が加工面に接触しなくなり、工具の寿命を延ばすように
することができる。この点は、荒引き工程と中引きの工
程、荒引き工程と仕上げ工程においても、切り込み変化
量を適宜設定することにより、同様の効果を奏すること
ができる。
【0045】また、後工程の磨き工程では、接する部分
を磨くだけで良くなり、磨き工程を大幅に削減できるよ
うにすることができる。さらに、仕上げ工程で工具が接
しない部分の送り速度を上げることにより仕上げ加工時
間を大幅に削減することができる。
【0046】また、本発明では、加工領域の指定を、加
工現場で簡単に指定し、描画確認をできるようにするこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】Z軸切り込み量を変化させるようにした加工説
明図。
【図2】荒引き工程及び仕上げ工程においてZ軸切り込
み量を変化させるようにした加工説明図。
【図3】指定領域のみを磨くことができるようにした加
工説明図。
【図4】本発明にかかる数値制御装置の構成図。
【図5】領域指定部101で設定された加工領域指定デ
ータ構成。
【図6】図5の加工領域指定データにより指定された加
工領域の表示例。
【図7】本発明による加工領域の指定に係るフローチャ
ート。
【図8】本発明による加工プログラムの実行に係るフロ
ーチャート。
【図9】領域テーブル記憶部108に記憶されたビット
パターンの説明図。
【図10】従来の数値制御装置による加工説明図。
【符号の説明】
11 入力装置 12 数値制御装置 101 領域指定部 103 NC加工プログラム記憶部 104 NC加工プログラム解析実行部 108 領域テーブル記憶部 109 領域判別切り込み算出部 111 出力制御部 13 駆動装置

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】指定領域データを設定する領域指定部と、 前記領域指定部により指定された前記指定領域データ及
    び加工プログラムを記憶する加工プログラム記憶部と、 予め設定された切り込み変化量を記憶する切り込みパラ
    メータ記憶部と、 前記加工プログラム記憶部に記憶された前記加工プログ
    ラムの各命令が、前記指定領域の領域内か領域外かを判
    別し、その判別結果に応じて、前記各命令を前記切り込
    みパラメータ記憶部の前記切り込み変化量により補正す
    る補正制御部と、 前記補正制御部により補正された前記加工プログラムに
    従って加工を行なう駆動部とを備えた数値制御装置。
  2. 【請求項2】前記補正制御部は、 前記領域指定部により指定された指定領域データをビッ
    トパターンとして記憶する領域テーブル記憶部と、 前記加工プログラムの前記各命令を前記ビットパターン
    と比較する領域判別部とを備えることにより、 前記指定領域の領域内か領域外かの判別を行なうことを
    特徴とする請求項1に記載の数値制御装置。
  3. 【請求項3】前記補正制御部は、 前記判別結果が前記指定領域の領域内又は領域外のいず
    れかの場合のみ、前記各命令を前記切り込み変化量によ
    り補正することを特徴とする請求項1又は2に記載の数
    値制御装置。
  4. 【請求項4】前記補正制御部は、 前記判別結果が前記指定領域の領域内又は領域外のそれ
    ぞれの場合に、前記各命令をそれぞれ別々の前記切り込
    み変化量により補正することを特徴とする請求項1乃至
    3のいずれかに記載の数値制御装置。
  5. 【請求項5】前記加工プログラム記憶部に記憶された前
    記指定領域データに基づいて前記指定領域の表示データ
    を出力し、該表示データをビットパターンに変換する表
    示処理部と、 前記表示処理部から出力された前記表示データにより前
    記指定領域を表示する表示部とをさらに備えることを特
    徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の数値制御装
    置。
  6. 【請求項6】前記表示処理部は、入力手段により前記指
    定領域を修正又は指定又は選択する手段を含むことを特
    徴とする請求項5に記載の数値制御装置。
  7. 【請求項7】前記切り込みパラメータ記憶部に記憶され
    た前記切り込み変化量は、各工程又は領域内外に応じて
    1つ又は複数設定されることを特徴とする請求項1乃至
    6のいずれかに記載の数値制御装置。
  8. 【請求項8】前記切り込み変化量として、切り込み深さ
    又は送り速度を記憶し、所定の操作又は実行命令により
    いずれかを選択するようにしたことを特徴とする請求項
    1乃至7のいずれかに記載の数値制御装置。
  9. 【請求項9】前記切り込み変化量は、ある工程において
    所定の値をとり、次の工程では0であることを特徴とす
    る請求項1乃至8のいずれかに記載の数値制御装置。
  10. 【請求項10】前記領域指定部に記憶された指定領域デ
    ータは、多角形、円、円弧、文字パターン、又は特定パ
    ターンの内の1つ又は複数を示す領域データであること
    を特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の数値制
    御装置。
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