JPH1139014A - 加工機の加工プログラムチェック装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速加工する加工プログラムの自動運転時に
工具と被加工物又は治具との干渉が無いかを、安全に確
認できる加工機の加工プログラムチェック装置を提供す
る。 【解決手段】 加工プログラムの中に、被加工物２を高
速で加工できる高速加工用プログラムと、自動運転中に
工具１２，１６の移動の低速実行、及び起動／停止の繰
り返し実行が可能なプログラム構成に作成され、実加工
開始前、被加工物２が設置されてない状態で治具１ａ，
１ｂによりクランプさせたときに、工具１２，１６及び
治具１ａ，１ｂの少なくとも一方の段取り替えミスによ
る、高速加工用プログラムの実行時の工具１２，１６と
被加工物２又は治具１ａ，１ｂとの干渉の有無をチェッ
クすることが可能なチェック用プログラムとを同時に自
動プログラム装置２３により作成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被加工物を高速加
工する加工機の加工プログラムの工具と被加工物又は治
具との干渉をチェックする加工プログラムチェック装置
に関し、特には、ピストンリング等非円形材の加工機の
加工プログラムチェック装置及びその方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のＮＣ制御による加工機において
は、その加工プログラムは、被加工物の形状データに基
づいて、自動プログラム装置により自動作成されること
が多い。この作成された加工プログラムは、データ通信
や、フロッピーディスク、紙テープ又はＩＣカード等の
所定の記録媒体を介して、加工機を制御するＮＣ制御装
置にロードされて実行される。そして、被加工物の種別
が変わるときには、対応した新たな加工プログラムがロ
ードされる。また、通常、被加工物の種別が変わるとき
は、工具や、被加工物クランプ等のための治具等が交換
される場合が多い。この場合、被加工物の種別に対応す
る工具データ及び治具データが自動プログラム装置に入
力されるとともに、この工具データ及び治具データがＮ
Ｃ制御装置側に出力及び表示され、この表示内容に従っ
て作業者が工具及び治具を段取り替えした後に、上記の
新たな加工プログラムによって加工している。

【０００３】また、ピストンリングなどのような非円形
材を加工する場合は、スライス状のピストンリング素材
の被加工物を高速回転させながら、この回転角度に同期
させて工具をピストンリングの半径方向へ直線移動させ
る制御を行っている。そして、この高速加工時にＮＣ制
御装置での制御演算処理速度が加工速度に追従できて、
工具が滑らかに移動できるようにするために、自動プロ
グラム装置により作成される上記加工プログラムは、高
速演算処理が可能な制御プログラム構成としている。す
なわち、この移動制御のための高速演算処理時には、例
えば非常停止などの緊急停止機能を除いて、ＮＣ制御装
置における通常の一時停止機能、シングルブロック機
能、及び工具移動軸の送り速度のオーバライド機能等の
割り込み的な機能が働かないようにしてある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
加工プログラムによる加工制御時には、以下のような問
題が発生している。段取り替え時に人為的な作業ミスが
起こる可能性があり、ＮＣ制御装置にロードされている
加工プログラムと、段取り替えを行った後の工具及び治
具との整合性がとれていないことが発生する。これによ
り、実際の被加工物の種別と工具及び治具との対応の一
致が保証されないので、ロードされた加工プログラムを
実行した時に工具と被加工物又は治具との干渉が起こる
場合がある。ところが、従来の加工プログラムによる高
速加工中には一時停止機能、シングルブロック機能、及
び送り速度のオーバライド機能が働かないので、加工プ
ログラムを実行しながら工具と被加工物又は治具との間
の干渉が無いか否かのチェックを行う際に、安全を確認
しながらの実行ができず、また、工具の移動速度を低速
にできない。このため、実際に干渉するような事態が発
生したときには高速で衝突するので、加工機や治具等の
損傷度が大きくなり、復帰に要する時間及び費用が多く
かかるという問題がある。さらに、ピストンリング等の
被加工物の内径を加工する場合は、工具が被加工物の陰
になり、加工プログラムによる工具の干渉を確認するこ
とが不可能なこともあり、チェック時には非常に慎重な
起動操作を要している。このため、プログラムチェック
時の作業性が良くない。また、ピストンリング等のよう
に被加工物がスライス状のワークが積層された状態であ
る場合、万一干渉が発生したときにワークが飛散するの
で、加工機へのダメージが大きいという問題も生じてい
る。

【０００５】本発明は、上記の問題点に着目してなされ
たものであり、高速加工する加工プログラムの自動運転
時に工具と被加工物又は治具との干渉が無いかを、安全
に確認できる加工機の加工プログラムチェック装置を提
供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段、作用及び効果】上記の目
的を達成するために、請求項１に記載の発明は、加工す
べき被加工物２の形状データを入力する加工データ入力
手段２１と、前記被加工物２の形状データに対応して加
工用の工具１２，１６及び被加工物２のクランプ用の治
具１ａ，１ｂのデータを入力する工具・治具データ入力
手段２２と、前記入力された形状データ、工具データ及
び治具データに基づいて、所定の加工手順を指令する加
工プログラムを作成し、この加工プログラム、及び、前
記被加工物２に対応する工具データ及び治具データを出
力する自動プログラム装置２３と、前記工具データ及び
治具データを表示して作業者に段取り替えを指示すると
共に、前記自動プログラム装置２３から入力した加工プ
ログラムに従って前記工具１２，１６及び治具１ａ，１
ｂの少なくともいずれか一方の移動又は回転を制御して
被加工物２を加工するＮＣ制御装置２４とを備え、実加
工開始前に前記加工プログラムの自動運転により工具１
２，１６と被加工物２又は治具１ａ，１ｂとの干渉が無
いかをチェックする加工機の加工プログラムチェック装
置において、前記加工プログラムは、前記被加工物２の
形状データ、工具１２，１６及び治具１ａ，１ｂに対応
した加工手順に従って、ＮＣ制御装置２４での送り速度
のオーバライド機能、シングルブロック機能及び一時停
止機能等の、前記工具１２，１６の移動の低速実行、及
び起動／停止の繰り返し実行が行えない連続運転状態
で、工具１２，１６及び治具１ａ，１ｂの少なくともい
ずれか一方の移動又は回転を制御して被加工物２を加工
する高速加工用プログラムと、ＮＣ制御装置２４での自
動運転中に前記工具１２，１６の移動の低速実行、及び
起動／停止の繰り返し実行が可能なプログラム構成に作
成され、実加工開始前、被加工物２が設置されてない状
態で前記治具１ａ，１ｂによりクランプさせたときに、
前記工具１２，１６及び治具１ａ，１ｂの少なくとも一
方の段取り替えミスによる、前記高速加工用プログラム
の実行時の工具１２，１６と被加工物２又は治具１ａ，
１ｂとの干渉の有無をチェックすることが可能なチェッ
ク用プログラムとを有するようにしている。

【０００７】請求項１に記載の発明によると、実加工で
高速加工を行うための高速加工用プログラムと、この高
速加工用プログラムのチェックのためのチェック用プロ
グラムとが自動プログラム装置により作成され、ＮＣ制
御装置にロードされる。このチェック用プログラムは、
自動実行時に工具の移動速度及び起動／停止を作業者が
管理できるようなプログラム構造に作成されているの
で、シングルブロックで実行したり、一時停止及び再起
動を任意の位置で繰り返し実行したり、あるいは送り速
度オーバライドにより低速度で実行することができる。
また、被加工物が設置されてない状態でチェックするの
で、目視でチェックする際に安全であり、そして工具の
移動が確認し易い。これにより、移動時に工具と被加工
物又は治具との干渉が発生しないか否かを目視で確認し
ながら、加工プログラムを実行することができる。この
結果、被加工物に対応させて工具や治具を段取り替えし
た後に、加工プログラム実行時の干渉チェックを安全に
行うことができ、確実に干渉が防止される。

【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
加工機の加工プログラムチェック装置において、自動運
転時に、前記高速加工用プログラム及び前記チェック用
プログラムのいずれか一方を選択して実行させるプログ
ラム選択スイッチ２７を備えた構成としている。

【０００９】請求項２に記載の発明によると、チェック
用プログラム及び高速加工用プログラムのいずれか一方
の実行をプログラム選択スイッチにより選択できるの
で、必要なときに高速加工用プログラム実行時の干渉有
無をチェック用プログラムによって安全に確認すること
ができると共に、実加工のときには高速加工用プログラ
ムによる高速加工が可能となる。したがって、干渉チェ
ックを安全に、そして容易に実行できる。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
記載の加工機の加工プログラムチェック装置において、
前記チェック用プログラムを自動連続で実行中に、前記
工具１２，１６の移動の低速実行、及び／又は起動／停
止の繰り返し実行を可能とする、送り速度のオーバライ
ド機能、シングルブロック機能及び一時停止機能の内少
なくともいずれか１つの操作スイッチを備えた構成とし
ている。

【００１１】請求項３に記載の発明によると、チェック
用プログラムを自動運転で実行時には、送り速度のオー
バライドスイッチ、シングルブロックスイッチ及び一時
停止スイッチ等の操作スイッチによって、工具の移動の
低速実行や起動／停止の繰り返し実行が行える。したが
って、工具の干渉有無を目視で確認しながら、また干渉
状態が見えない場合でも工具を微小距離ずつ移動させ
て、安全に高速加工用プログラムのチェックが行えるの
で、干渉チェック時の安全性が向上する。

【００１２】請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれか一つに記載の加工機の加工プログラムチェック
装置において、前記被加工物２が非円形部材であること
を特徴としている。

【００１３】請求項４に記載の発明によると、ピストン
リング等の非円形部材を加工する場合、被加工物の回転
と工具の移動との同時制御による高速加工を行う必要が
あるが、この場合にも、段取り替え後の前記高速加工用
プログラムの実行時の工具と被加工物又は治具との干渉
の有無を、前記チェック用プログラムにより安全にそし
て確実にチェックできる。したがって、非円形部材の加
工時の干渉を防止でき、安全性が向上する。

【００１４】請求項５に記載の発明は、被加工物２の形
状データと、この形状データに対応した工具１２，１６
及び治具１ａ，１ｂのデータとに基づいて、所定の加工
手順を指令する高速加工用プログラムを作成するとき
に、送り速度のオーバライド機能、シングルブロック機
能及び一時停止機能等の、前記工具１２，１６の移動の
低速実行、及び起動／停止の繰り返し実行ができないプ
ログラム構造に作成し、前記工具１２，１６及び治具１
ａ，１ｂのデータに基づいて作業者に段取り替えを指示
し、前記高速加工用プログラムによる実加工を開始する
前に、前記工具１２，１６と被加工物２又は治具１ａ，
１ｂとの干渉が無いかをチェックする加工機の加工プロ
グラムチェック方法において、実加工時に実行する高速
加工用プログラムの複数の移動目標位置の内、干渉有無
をチェックすべき所定位置を選択し、この所定位置への
移動を所定順序で各移動軸毎に行うように移動命令を組
み合わせたチェック用プログラムを作成し、実加工開始
前に、被加工物２が前記治具１ａ，１ｂに設置されてい
ないときに、送り速度のオーバライド機能、シングルブ
ロック機能及び一時停止機能等の、前記工具１２，１６
の移動の低速実行、及び起動／停止の繰り返し実行の
内、少なくともいずれか１つが可能な状態で前記チェッ
ク用プログラムを自動運転で実行して、前記工具１２，
１６及び治具１ａ，１ｂの少なくとも一方の段取り替え
ミスによる、高速加工用プログラムの実行時の工具１
２，１６と被加工物２又は治具１ａ，１ｂとの干渉の有
無をチェックする方法としている。

【００１５】請求項５に記載の発明によると、送り速度
のオーバライドによる低速移動実行、及び、シングルブ
ロックや一時停止機能による起動／停止の繰り返し実行
ができないプログラム構造の高速加工用プログラムの代
わりに、この高速加工用プログラムに応じたチェック用
プログラムを実行して、工具移動時の干渉有無をチェッ
クすることができる。すなわち、このチェック用プログ
ラムは、高速加工用プログラムの複数の移動目標位置の
内、干渉有無をチェックすべき代表的な所定位置への移
動を所定順序で各移動軸毎に行うように移動命令を組み
合わせて作成される。そして、チェック用プログラム
は、自動運転で実行中に、工具の移動の低速実行、及び
起動／停止の繰り返し実行の内、少なくともいずれか１
つが可能となっている。したがって、代表的な移動目標
位置への工具移動時に、送り速度を低速にしたり、チェ
ックし易いように任意の位置又はタイミングで起動／停
止したりすることによって、順次１軸ずつ移動させなが
ら目視により干渉有無を確認でき、また、確認できない
場合でも工具を微小距離ずつ移動させてチェックでき
る。この結果、安全に干渉有無がチェックできので、確
実に干渉を防止することができる。

【００１６】請求項６に記載の発明は、請求項５記載の
加工機の加工プログラムチェック方法において、前記被
加工物２が、前記治具１ａ，１ｂにクランプされた状態
で、所定の回転軸Ｃを中心に回転可能で、かつ、この回
転軸Ｃに平行な方向のＺ軸方向に移動可能なピストンリ
ングであり、このピストンリングの内径を前記回転軸Ｃ
に直交する方向のＵ軸方向に移動する内径工具１２によ
って前記高速加工用プログラムに基づいて加工するとき
に、前記チェック用プログラムが以下の手順に従って内
径工具１２を移動させて、内径工具１２と被加工物２又
は治具１ａ，１ｂとの干渉有無のチェックを行うことを
特徴とする加工機の加工プログラムチェック方法。 1)内径工具１２を、干渉が確実に発生しない安全位置に
移動する、 2)高速加工用プログラム中の内径工具１２の移動位置の
内、最小内径位置に相当する前記回転軸Ｃの角度位置Ｃ
1 の割り出しを行う、 3)内径工具１２をＵ軸方向のみ前記最小内径位置Ｕ2 に
移動する、 4)内径工具１２をＺ軸方向のみ、被加工物２へのアプロ
ーチを開始するアプローチ位置での前記最小内径位置Ｕ
2 に対応するＺ軸位置Ｚ2 に移動する、 5)内径工具１２を所定の安全位置に移動する、 6)高速加工用プログラム中の内径工具１２の移動位置の
内、最大内径位置に相当する回転軸Ｃの角度位置Ｃ2 の
割り出しを行う、 7)内径工具１２をＵ軸方向のみ前記最大内径位置Ｕ3 に
移動する、 8)内径工具１２を所定の安全位置に移動する、 9)内径工具１２を次回の干渉チェックすべき所定位置に
対応するＺ軸位置Ｚ3に移動する、 10) これ以降、2)〜8)と同様の移動を繰り返し実行する
ことにより、次回の干渉チェックすべき所定位置に対応
する最小内径位置Ｕ2 及び最大内径位置Ｕ3 に順次内径
工具１２を移動させる方法としている。

【００１７】請求項６に記載の発明によると、被加工物
がピストンリングの場合には、チェック用プログラムは
以下のように作成される。すなわち、このピストンリン
グを加工する加工プログラムの中で、内径工具の移動目
標位置の内の、例えばピストンリングへのアプローチを
開始するアプローチ位置などチェックすべき代表的な所
定位置が選択される。そして、これらの各位置に対応す
る、Ｕ軸方向の最小内径位置、Ｕ軸方向の最大内径位
置、この最小内径位置及び最大内径位置に相当する回転
軸Ｃの角度位置、又はこの位置に相当するＺ軸位置に、
所定の安全位置を経由して順次１軸ずつ移動させる。こ
のとき、各軸移動時に、前請求項記載のように送り速度
を低速にしたり、チェックし易いように任意の位置又は
タイミングで起動／停止したりすることによって、内径
工具の干渉を安全に確認できる。また、実加工時にピス
トンリングが設置されている状態では、内径工具がピス
トンリングの内側中空部に隠れてしまうので、目視では
内径工具と治具又はピストンリングとの干渉の有無を確
認できないが、ピストンリングが設置されてない状態で
チェックできるので、目視での干渉有無の確認がし易
い。この結果、ピストンリングの加工プログラムを実行
時の内径工具の干渉有無を安全に、そして確実にチェッ
クできる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
係る実施形態を説明する。本実施形態は、被加工物とし
て非円形部材のピストンリングを加工する加工機を例に
とって示している。図１は、このピストンリングの加工
機の要部説明図である。

【００１９】Ｚ軸スライド４は、図示しないコラムの前
面に上下方向に設けられたガイドレール（図示せず）に
沿ってＺ軸方向に昇降自在に支承されており、図示しな
いＺ軸サーボモータによりボールネジ等を介して昇降さ
れるようになっている。

【００２０】被加工物２のピストンリングは、所定の厚
さを有する略円筒状の素材が積層された状態で加工機の
治具に装着され、クランプされる。この治具は上部クラ
ンプ部材１ａと下部クランプ部材１ｂとを有しており、
上部クランプ部材１ａは上スピンドル３ａの下端部に取
り付けられ、また下部クランプ部材１ｂは下スピンドル
３ｂの上端部に取り付けられている。

【００２１】さらに、上スピンドル３ａはＺ軸スライド
４の上部の穴４ａに上下方向に移動自在に嵌挿されてお
り、Ｚ軸スライド４のこの穴４ａ内に組み込まれた油圧
シリンダ８のピストン８ａにより上下方向に駆動され
る。そして、この油圧シリンダ８によって上スピンドル
３ａが下方に押圧されることにより、上部クランプ部材
１ａと下部クランプ部材１ｂとの間に被加工物２をクラ
ンプするようになっている。また、上スピンドル３ａは
上記ピストン８ａにベアリング７ａを介して、及び下ス
ピンドル３ｂはＺ軸スライド４にベアリング７ｂを介し
て、それぞれ同一の軸心Ｃを中心に回転可能に支承され
ており、図示しないドライブシャフト及びギア列を介し
て互いに同期して回転する。また、このドライブシャフ
トは図示しないＣ軸サーボモータにより回転駆動されて
いる。このとき、被加工物２のピストンリングの加工時
の回転中心軸が前記Ｃ軸と一致するように、例えばハン
ドキャリア治具等によりクランプされた状態で、上部ク
ランプ部材１ａと下部クランプ部材１ｂとの間に位置決
めされる。

【００２２】また、油圧シリンダ８のピストン８ａには
レバー５の一端部が取り付けられており、このレバー５
の中間部はＺ軸スライド４に回動自在に取着されてい
る。これにより、ピストン８ａの上下動、すなわち、上
部クランプ部材１ａの上下動に伴ってレバー５の他端部
が上下動するようになっている。そして、レバー５の前
記他端部が上下動する経路の近傍の３か所には、例えば
近接スイッチなどのクランプ位置検出器６がそれぞれ設
けられており、各クランプ位置検出器６ａ，６ｂ，６ｃ
はそれぞれ未クランプ位置、被加工物２のクランプ位
置、及び被加工物２が装着されてない状態でのクランプ
位置を検出している。

【００２３】また、被加工物２の外部には、被加工物２
の外周部を加工する外径工具１６が配設されており、こ
の外径工具１６は前記Ｃ軸に垂直なＸ軸方向に移動可能
なＸ軸スライド１５の前端部に取着されている。そし
て、このＸ軸スライド１５は、前記コラムの所定位置に
移動自在に支持されている。

【００２４】そして、被加工物２、下部クランプ部材１
ｂ及び下スピンドル３ｂの中心部は中空になっており、
この中空部には下方から挿入された状態でボーリングバ
ー１１が配設されている。ボーリングバー１１の上端部
には、被加工物２の内面を加工する内径工具１２が取着
されている。また、ボーリングバー１１の下部にはＵ軸
スライド１３が配設されており、このＵ軸スライド１３
は図示しないベッド上面をＣ軸に垂直なＵ軸方向に移動
自在に設けられている。

【００２５】なお、被加工物２の種別、すなわちピスト
ンリングの内径及び外径等の大きさに応じて、作業者が
上部クランプ部材１ａ及び下部クランプ部材１ｂの治具
を交換できるように、上部クランプ部材１ａ及び下部ク
ランプ部材１ｂはそれぞれ上スピンドル３ａ及び下スピ
ンドル３ｂに装着自在に取着されている。また、ボーリ
ングバー１１をＵ軸方向に所定距離以上移動させると、
ボーリングバー１１と下部クランプ部材１ｂ又は下スピ
ンドル３ｂの内面とが干渉するので、本実施形態ではピ
ストンリングの内径の大きさに応じて内径工具１２のカ
ートリッジ（以後、バイトカートリッジと呼ぶ）も交換
するようにしている。

【００２６】図２は、被加工物２のピストンリングの形
状データの説明図である。図１に示した加工機により加
工された後のピストンリングは非円形の略ハート型をし
た環状形状をしており、このハート型の外周面凹部近傍
を所定量切断することにより、目的のピストンリングが
得られる。このピストンリングの形状データは適用され
るシリンダの直径（いわゆる、ボア）の仕様から一義的
に設定されるものであり、例えば外径基準径ＤL 、最大
リフト量Ｌ、及び幅寸法Ｔ等の各形状データが与えられ
ると一般的なプレスコット理論式により、目標とするピ
ストンリングの加工軌跡が演算される。ここで、この外
径基準径ＤL は外面の最小直径を表し、最大リフト量Ｌ
は外面の半径と最小半径（すなわち、外径基準径ＤL ／
２）との差の最大値を表し、また幅寸法Ｔはピストンリ
ングの内面と外面との距離、つまり径方向の幅を表して
いる。

【００２７】そして、上記のような形状のピストンリン
グを加工するには、Ｃ軸回りの被加工物２の回転角度に
同期して、内径工具１２及び外径工具１６が前記所定の
加工軌跡に沿って移動するように、Ｃ軸、Ｘ軸、Ｕ軸及
びＺ軸の各軸が制御される。このため、前記加工軌跡に
基づいて、Ｃ軸、Ｘ軸、Ｕ軸及びＺ軸の移動量を指令す
る加工プログラムが自動プログラム装置によって作成さ
れる。この加工プログラムは、実際に被加工物２を加工
する時に前記各軸を高速で制御するための高速加工用プ
ログラムと、この高速加工用プログラムによる各軸の移
動時の干渉の有無を確認するためのチェック用プログラ
ムとを有している。高速加工用プログラムは、各軸を高
速で、かつ、滑らかに制御するために、実行中に各軸制
御演算処理を高速で行えるプログラム構造になってい
る。また、チェック用プログラムは、内径工具１２及び
外径工具１６と、被加工物２又は治具との干渉を自動運
転で確認できるようなプログラム構造となっている。

【００２８】図３は、本発明に係る加工プログラムチェ
ック装置の制御構成ブロック図を表す。加工データ入力
手段２１は、被加工物２の加工すべき前記形状データを
被加工物２の種別毎に入力する手段であり、スイッチで
構成する場合は、例えば、被加工物２の種別を指定する
スイッチ、設定する形状データの区別を指定するスイッ
チ、データの数値を入力するテンキー、及び入力された
データを取り込む書込みスイッチ等から構成される。あ
るいは、この加工データ入力手段２１は、例えばフロッ
ピーディスク等の記憶媒体を介して、又はＬＡＮ等のデ
ータ通信を介して、他の管理コンピュータ等から形状デ
ータを入力するものであってもよい。これらの入力デー
タは、自動プログラム装置２３に出力される。なお、被
加工物２の各種別に対応する形状データを自動プログラ
ム装置２３の内部に予め記憶しておき、そして、形状デ
ータを直接入力する代わりに被加工物２の識別番号等の
種別データを入力するようにし、入力された種別データ
に対応する形状データを前記記憶された複数種別の形状
データの中から選択するようにしてもよい。

【００２９】工具・治具データ入力手段２２は、被加工
物２の種別に対応する工具及び治具のデータを入力する
手段であり、被加工物２を加工するために必要な工具の
大きさや治具の種別等を入力するものである。本実施形
態におけるピストンリングの加工機の例では、加工すべ
きピストンリングの内径の大きさに対応して、この内径
を加工可能なバイトカートリッジの品番（これは、識別
番号に相当する）、及び治具の品番を入力する。すなわ
ち、各バイトカートリッジ毎に、ボーリングバー１１に
装着したときに下部クランプ部材１ｂ及び下スピンドル
３ｂとの干渉無しに加工可能な最小内径から最大内径ま
での範囲（以後、加工可能内径範囲と呼ぶ）データを有
しており、前記加工すべきピストンリングの内径の大き
さがこの加工可能内径範囲内に入っているようなバイト
カートリッジの品番が入力又は選択されるようにする。
この工具・治具データ入力手段２２は、例えば、工具及
び治具の品番をそれぞれ入力できるスイッチで構成して
もよいし、あるいは、前記加工データ入力手段２１と同
様に、フロッピーディスク等の記憶媒体を介して、又は
ＬＡＮ等のデータ通信を介して、他の管理コンピュータ
等からこの品番を入力するようにしてもよい。これらの
品番データは、自動プログラム装置２３に出力される。
なお、被加工物２の各種別に対応する工具及び治具の品
番データを自動プログラム装置２３の内部に予め記憶し
ておき、そしてこの工具及び治具の品番を直接入力する
代わりに被加工物２の種別データを入力するようにし、
この入力された種別データに対応する品番データを前記
記憶されたデータの中から選択するようにしてもよい。

【００３０】自動プログラム装置２３は、例えば、マイ
クロコンピュータ等を主体としたコンピュータ装置から
構成されており、前記入力又は選択された被加工物２の
形状データと、工具及び治具の品番データとに基づい
て、指定された種別の被加工物２を切削加工するための
加工プログラム、すなわち、高速加工用プログラムとチ
ェック用プログラムを自動的に作成する。そして、自動
プログラム装置２３はこの作成した加工プログラムと、
被加工物２の種別に対応した工具及び治具の品番データ
とを例えばＲＳ２３２Ｃ等による通信ライン２５を介し
てＮＣ制御装置２４に送信する。

【００３１】加工プログラムの内の高速加工用プログラ
ムは、各ＮＣ軸（Ｕ軸、Ｘ軸、及びＺ軸）が被加工物２
の前記加工軌跡に沿って高速に、かつ、滑らかに制御さ
れるように、各軸のサーボ制御を行うための所定の周期
処理時間毎の各軸の微小移動量データからなる移動量テ
ーブルを有している。この移動量テーブルには、サーボ
制御の周期処理を実行する毎に順次読み込まれ、かつ、
各ＮＣ軸のサーボ指令値としてそれぞれ出力される各Ｎ
Ｃ軸の移動量データが時系列的にセットされている。

【００３２】また、チェック用プログラムは、高速加工
用プログラム中の各ＮＣ軸の複数の移動目標位置の中か
ら選択され、かつ、工具と被加工物２又は治具との干渉
チェックが可能な代表的な幾つかの移動目標位置に、各
ＮＣ軸を順次一軸ずつ移動させるような移動命令により
構成されている。本実施形態では、この代表的な移動目
標位置として、以下のような複数の位置が選択されてい
る。すなわち、加工開始時に工具が被加工物２へのアプ
ローチを開始するアプローチ位置、被加工物２の最小内
径を示す最小内径位置、被加工物２の最大内径を示す最
大内径位置、及び加工終了時の逃げ位置が選択されてい
る。なお、このチェック用プログラム中の前記移動命令
は、通常のＮＣ言語により記述されてもよいし、あるい
は、他のコンピュータ処理言語等で記述されてもよい。

【００３３】ＮＣ制御装置２４は、上記自動プログラム
装置２３から入力した加工プログラムと工具及び治具の
データとに基づいて自動運転を実行する。このＮＣ制御
装置２４はマイクロコンピュータ等のコンピュータ装置
を主体に構成されており、内部に有する記憶部には上記
入力した加工プログラムを記憶すると共に、自動運転時
にこの加工プログラムに記述された移動命令に従って所
定時間毎にサーボ演算処理を行ってサーボ軸駆動手段３
０にサーボ指令値を出力し、加工機の各ＮＣ軸（Ｃ軸、
Ｕ軸、Ｘ軸及びＺ軸）を制御する。ここで、高速加工用
プログラムの実行時は、前記移動量テーブルの各微小移
動量データを所定時間毎に順次読み出してサーボ指令値
として出力すると共に、滑らかに、かつ、高速に各軸を
制御するために、一時停止機能や送り速度オーバライド
機能等のような割り込み的な処理が行われないようにし
ている。また、被加工物２の種別が変わったときには、
ＮＣ制御装置２４は前記入力した工具及び治具の品番を
表示器２６に出力して作業者に段取り替えの指示を出
す。

【００３４】また、このＮＣ制御装置２４にはプログラ
ム選択スイッチ２７のスイッチ信号が入力されており、
このプログラム選択スイッチ２７によって、チェック用
プログラム及び高速加工用プログラムのいずれか一方を
選択して実行することができる。ＮＣ制御装置２４は、
このプログラム選択スイッチ２７のチェック運転モード
信号が入力されていて、かつ、上部クランプ部材１ａ及
び下部クランプ部材１ｂによるクランプが被加工物２の
無しの状態、すなわち、クランプ位置検出器６ｃの検出
信号がオンの状態のときのみ、通常の自動運転モードで
チェック用プログラムを実行できる。そして、ＮＣ制御
装置２４は前記各クランプ位置検出器６ａ，６ｂ，６ｃ
からの検出信号を入力しており、自動運転開始時に、そ
れぞれの検出信号のオン／オフ状態に基づいて、チェッ
ク用プログラム又は高速加工用プログラムの実行が可能
か否かを判断している。

【００３５】表示器２６は、ＮＣ制御装置２４からの表
示指令に従って、工具及び治具の品番を表示したり、自
動運転中の異常メッセージを表示する。この表示器２６
は、例えばＣＲＴ表示器、液晶表示器、ＥＬ表示器等の
グラフィック表示器で構成されたり、あるいは、ＬＥＤ
表示素子等によるキャラクタ表示器及びランプ表示器等
で構成される。

【００３６】サーボ軸駆動手段３０は、ＮＣ制御装置２
４からのサーボ指令値に基づいて、前述の各軸サーボモ
ータの速度を制御している。なお、このサーボ軸駆動手
段３０は、例えば各軸毎の一般的なサーボアンプ等から
構成されており、各軸サーボモータに取り付けられた、
図示しない各軸速度センサからの速度信号と、前記サー
ボ指令値との偏差に基づいて速度を制御している。

【００３７】次に、図４に基づいて加工プログラムの作
成手順を説明する。同図は、自動プログラム装置２３に
おける高速加工用プログラム及びチェック用プログラム
の作成手順例を表すフローチャートを示している。Ｓ１
で、被加工物２の形状データを加工データ入力手段２１
から読み込み、次にＳ２で、工具及び治具のデータを工
具・治具データ入力手段２２から読み込む。ここで、Ｓ
２においては、前記形状データに対応した工具及び治具
のデータと品番を所定の記憶データの内から選択するよ
うにしてもよい。そしてこの後、Ｓ３〜Ｓ７とＳ８とが
並列処理される。

【００３８】Ｓ３では、前記アプローチ位置のＸ軸、Ｕ
軸、Ｚ軸の各位置データＸ1 ，Ｕ1，Ｚ1 を求める。つ
ぎに、Ｓ４で前記最小内径位置のＵ軸、Ｃ軸、Ｚ軸の各
位置データＵ2 ，Ｃ1 ，Ｚ2 を求め、さらにＳ５で前記
最大内径位置のＵ軸、Ｃ軸、Ｚ軸の各位置データＵ3 ，
Ｃ2 ，Ｚ2 を求める。つぎに、Ｓ６で、前記逃げ位置の
Ｘ軸、Ｕ軸、Ｚ軸の各位置データＸ2 ，Ｕ4 ，Ｚ3 を求
める。この後Ｓ７では、Ｓ３〜Ｓ６までで求めた各移動
目標位置データに基づいて、作業者が目視により干渉有
無をチェックし易いような所定の順序で、一軸ずつ順次
移動させる移動命令を組み合わせてチェック用プログラ
ムを作成する。この後、Ｓ９へ処理を移行する。

【００３９】また、Ｓ８では、Ｓ１で読み込まれた形状
データと、Ｓ２で読み込まれた工具及び治具のデータと
に基づいて前記高速加工用プログラムを自動作成する処
理が行われ、この後Ｓ９へ処理を移行する。そして、Ｓ
９では、Ｓ２〜Ｓ７で作成されたチェック用プログラム
と、Ｓ８で作成された高速加工用プログラムとを合わせ
て、被加工物２に対応する１個の加工プログラムを作成
し、この加工プログラムを加工機側のＮＣ制御装置２４
へ通信ライン２５を介して送信する。

【００４０】このように作成されたチェック用プログラ
ムにおいて、各移動命令は、作業者が目視により干渉有
無を容易に、そして安全に確認できるような所定の順序
で、一軸ずつ順次移動させるように構成されている。し
たがって、この移動命令を順次起動／停止を繰り返して
実行しながら、また、送り速度をオーバライドにより低
速にして実行しながら、干渉チェックを安全に行うこと
が可能となる。

【００４１】また、被加工物２がピストンリングの場合
における、このチェック用プログラムでの内径工具１２
の各目標位置への移動手順の例を下記に示す。 1)内径工具１２を、干渉が確実に発生しない安全位置に
移動する。 2)高速加工用プログラム中の内径工具１２の移動位置の
内、最小内径位置に相当する回転軸Ｃの角度位置Ｃ1 の
割り出しを行う。 3)内径工具１２をＵ軸のみ前記最小内径位置Ｕ2 に移動
する。 4)内径工具１２をＺ軸のみ前記最小内径位置Ｕ2 に対応
するＺ軸位置Ｚ2 に移動する。 5)内径工具１２を所定の安全位置に移動する。 6)高速加工用プログラム中の内径工具１２の移動位置の
内、最大内径位置に相当する回転軸Ｃの角度位置Ｃ2 の
割り出しを行う。 7)内径工具１２をＵ軸のみ前記最大内径位置Ｕ3 に移動
する。 8)内径工具１２を所定の安全位置に移動する。 9)内径工具１２を前記逃げ位置に対応するＺ軸位置Ｚ3
に移動する。 そして、これ以降、2)〜8)と同様の移動を実行すること
により、逃げ位置に対応する最小内径位置Ｕ2 及び最大
内径位置Ｕ3 に順次内径工具１２を移動させる。このよ
うに、1 軸ずつ移動させるので、目視により確認し易
い。

【００４２】次に、実際の自動運転でのチェック用プロ
グラムの実行する手順を図５に示し、同図に基づいて加
工プログラムのチェック方法を説明する。Ｓ１１では、
プログラム選択スイッチ２７の入力信号に基づいて、加
工プログラムをチェックするモードのチェック運転モー
ドが選択されているか否かを判断する。チェック運転モ
ードが選択されているときは、Ｓ１２で、クランプ位置
検出器６ｃの検出信号に基づいてクランプ信号がミスク
ランプ状態か否かを判断し、この結果がミスクランプ状
態のときは、Ｓ１３でチェック用プログラムを実行す
る。また、Ｓ１２でクランプ信号がミスクランプ状態で
ないときは、Ｓ１４でクランプ異常のメッセージを表示
器２６に出力する。

【００４３】また、前記Ｓ１１でチェック運転モードが
選択されていないときは、Ｓ１５でクランプ位置検出器
６ｂの検出信号に基づいてクランプ信号がクランプ状態
か否かを判断し、この結果がクランプ状態のときは、Ｓ
１６で高速加工用プログラムを実行する。また、上記Ｓ
１５でクランプ状態でないときは、前記Ｓ１４でクラン
プ異常のメッセージを表示器２６に出力する。

【００４４】以上説明したように、自動運転時に高速加
工用プログラムで実加工を開始する前に、この高速加工
用プログラム実行時の干渉有無をチェックするためのチ
ェック用プログラムを実行することにより、容易に、安
全に、そして確実に干渉を防止することができる。すな
わち、被加工物の種別、及びこの種別に対応する工具と
治具の各データを自動プログラム装置に入力し、自動プ
ログラム装置はこの入力データに基づいて実加工のため
の高速加工用プログラムと前記チェック用プログラムと
を同時に作成する。このとき、チェック用プログラム
は、高速加工用プログラム中の複数の移動目標位置の内
の干渉有無をチェックすべき代表的な所定位置へ所定順
序で各移動軸毎に移動させるように、移動命令を組み合
わせたプログラム構造で作成される。そして、この移動
命令を自動運転で実行中は、送り速度オーバライド機
能、シングルブロック機能、及び一時停止機能等のよう
に、工具の移動を低速で実行したり、起動／停止を繰り
返し実行したりできるようになっている。

【００４５】一方、高速加工用プログラムは、自動運転
実行時に工具及び治具のいずれか一方の移動又は回転を
高速で、かつ、滑らかに制御するために、高速演算処理
が可能なプログラム構造で作成されると共に、自動運転
時の高速演算処理中には割り込み的な処理を実行しない
ように実行処理されるようになっている。よって、高速
加工用プログラムによる実加工時には、送り速度オーバ
ライド機能、シングルブロック機能、及び一時停止機能
等を実行できないので、干渉有無のチェックを行う際に
目視による確認では干渉を確実に防止できない。

【００４６】このとき、高速加工用プログラムの実行前
に、チェック用プログラムを自動運転で実行し、送り速
度オーバライド機能、シングルブロック機能、及び一時
停止機能等を使用することにより、工具の移動を低速で
実行したり、起動／停止を繰り返し実行したりできるの
で、干渉有無のチェックを安全に、かつ、容易に目視で
行える。この結果、干渉を未然に確実に防止できるの
で、段取り替え後の高速加工用プログラムによる実加工
時の安全性を向上できる。また、上記のように、干渉有
無をチェックすべき代表的な所定位置のみを選択して、
この幾つかの所定位置への移動時の干渉チェックに基づ
いて高速加工用プログラム全体の干渉チェックを行って
いるので、チェックに要する時間を短縮化でき、加工機
の実加工を行う稼働率を向上できる。

【００４７】なお、上記の実施形態においては、チェッ
ク用プログラムは、高速加工用プログラム中の予め選択
された代表的な所定の移動目標位置へ所定順序で各移動
軸毎に移動するように、移動命令を組み合わせて作成さ
れているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、
高速加工用プログラム中の全ての移動目標位置へ高速加
工用プログラムと同一の移動順序で移動するように移動
命令を組み合わせ、かつ、この移動命令の実行中に送り
速度オーバライド機能、シングルブロック機能、及び一
時停止機能等を使用できるようにプログラムを構成する
ようにしてもよい。また、本実施形態では被加工物２と
してピストンリングを例に挙げて説明しているが、これ
に限定するものではなく、他の非円形部材及び円形部材
等であってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る加工機の要部説明図を
示す。

【図２】本発明の実機形態に係るピストンリングの形状
データの説明図を示す。

【図３】本発明に係る加工プログラムチェック装置の制
御構成ブロック図を示す。

【図４】本発明に係るチェック用プログラムの自動作成
手順例の説明図を示す。

【図５】本発明に係るチェック用プログラムの実行手順
例を示す。

【符号の説明】

１ａ…上部クランプ部材、１ｂ…下部クランプ部材、２
…被加工物、３ａ…上スピンドル、３ｂ…下スピンド
ル、４…Ｚ軸スライド、４ａ…穴、５…レバー、６，６
ａ，６ｂ，６ｃ…クランプ位置検出器、７ａ，７ｂ…ベ
アリング、８…油圧シリンダ、８ａ…ピストン、１１…
ボーリングバー、１２…内径工具、１３…Ｕ軸スライ
ド、１５…Ｘ軸スライド、１６…外径工具、２１…加工
データ入力手段、２２…工具・治具データ入力手段、２
３…自動プログラム装置、２４…ＮＣ制御装置、２５…
通信ライン、２６…表示器、２７…プログラム選択スイ
ッチ、３０…サーボ軸駆動手段。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工すべき被加工物(2) の形状データを
   入力する加工データ入力手段(21)と、前記被加工物(2)
   の形状データに対応して加工用の工具(12,16) 及び被加
   工物(2) のクランプ用の治具(1a,1b) のデータを入力す
   る工具・治具データ入力手段(22)と、前記入力された形
   状データ、工具データ及び治具データに基づいて、所定
   の加工手順を指令する加工プログラムを作成し、この加
   工プログラム、及び、前記被加工物(2) に対応する工具
   データ及び治具データを出力する自動プログラム装置(2
   3)と、前記工具データ及び治具データを表示して作業者
   に段取り替えを指示すると共に、前記自動プログラム装
   置(23)から入力した加工プログラムに従って前記工具(1
   2,16) 及び治具(1a,1b) の少なくともいずれか一方の移
   動又は回転を制御して被加工物(2) を加工するＮＣ制御
   装置(24)とを備え、実加工開始前に前記加工プログラム
   の自動運転により工具(12,16) と被加工物(2) 又は治具
   (1a,1b) との干渉が無いかをチェックする加工機の加工
   プログラムチェック装置において、 前記加工プログラムは、 前記被加工物(2) の形状データ、工具(12,16) 及び治具
   (1a,1b) に対応した加工手順に従って、ＮＣ制御装置(2
   4)での送り速度のオーバライド機能、シングルブロック
   機能及び一時停止機能等の、前記工具(12,16) の移動の
   低速実行、及び起動／停止の繰り返し実行が行えない連
   続運転状態で、工具(12,16) 及び治具(1a,1b) の少なく
   ともいずれか一方の移動又は回転を制御して被加工物
   (2) を加工する高速加工用プログラムと、 ＮＣ制御装置(24)での自動運転中に前記工具(12,16) の
   移動の低速実行、及び起動／停止の繰り返し実行が可能
   なプログラム構成に作成され、実加工開始前、被加工物
   (2) が設置されてない状態で前記治具(1a,1b) によりク
   ランプさせたときに、前記工具(12,16) 及び治具(1a,1
   b) の少なくとも一方の段取り替えミスによる、前記高
   速加工用プログラムの実行時の工具(12,16) と被加工物
   (2) 又は治具(1a,1b) との干渉の有無をチェックするこ
   とが可能なチェック用プログラムとを有することを特徴
   とする加工機の加工プログラムチェック装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の加工機の加工プログラム
   チェック装置において、 自動運転時に、前記高速加工用プログラム及び前記チェ
   ック用プログラムのいずれか一方を選択して実行させる
   プログラム選択スイッチ(27)を備えたことを特徴とする
   加工機の加工プログラムチェック装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の加工機の加工プロ
   グラムチェック装置において、 前記チェック用プログラムを自動連続で実行中に、前記
   工具(12,16) の移動の低速実行、及び／又は起動／停止
   の繰り返し実行を可能とする、送り速度のオーバライド
   機能、シングルブロック機能及び一時停止機能の内少な
   くともいずれか１つの操作スイッチを備えたことを特徴
   とする加工機の加工プログラムチェック装置。
4. 【請求項４】 前記被加工物(2) が非円形部材であるこ
   とを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の加
   工機の加工プログラムチェック装置。
5. 【請求項５】 被加工物(2) の形状データと、この形状
   データに対応した工具(12,16) 及び治具(1a,1b) のデー
   タとに基づいて、所定の加工手順を指令する高速加工用
   プログラムを作成するときに、送り速度のオーバライド
   機能、シングルブロック機能及び一時停止機能等の、前
   記工具(12,16) の移動の低速実行、及び起動／停止の繰
   り返し実行ができないプログラム構造に作成し、前記工
   具(12,16) 及び治具(1a,1b) のデータに基づいて作業者
   に段取り替えを指示し、前記高速加工用プログラムによ
   る実加工を開始する前に、前記工具(12,16) と被加工物
   (2) 又は治具(1a,1b) との干渉が無いかをチェックする
   加工機の加工プログラムチェック方法において、 実加工時に実行する高速加工用プログラムの複数の移動
   目標位置の内、干渉有無をチェックすべき所定位置を選
   択し、この所定位置への移動を所定順序で各移動軸毎に
   行うように移動命令を組み合わせたチェック用プログラ
   ムを作成し、実加工開始前に、被加工物(2) が前記治具
   (1a,1b) に設置されていないときに、送り速度のオーバ
   ライド機能、シングルブロック機能及び一時停止機能等
   の、前記工具(12,16) の移動の低速実行、及び起動／停
   止の繰り返し実行の内、少なくともいずれか１つが可能
   な状態で前記チェック用プログラムを自動運転で実行し
   て、前記工具(12,16) 及び治具(1a,1b) の少なくとも一
   方の段取り替えミスによる、高速加工用プログラムの実
   行時の工具(12,16) と被加工物(2) 又は治具(1a,1b) と
   の干渉の有無をチェックするすることを特徴とする加工
   機の加工プログラムチェック方法。
6. 【請求項６】 請求項５記載の加工機の加工プログラム
   チェック方法において、 前記被加工物(2) が、前記治具(1a,1b) にクランプされ
   た状態で、所定の回転軸(C) を中心に回転可能で、か
   つ、この回転軸(C) に平行な方向のＺ軸方向に移動可能
   なピストンリングであり、 このピストンリングの内径を前記回転軸(C) に直交する
   方向のＵ軸方向に移動する内径工具(12)によって前記高
   速加工用プログラムに基づいて加工するときに、前記チ
   ェック用プログラムが以下の手順に従って内径工具(12)
   を移動させて、内径工具(12)と被加工物(2) 又は治具(1
   a,1b) との干渉有無のチェックを行うことを特徴とする
   加工機の加工プログラムチェック方法。 1)内径工具(12)を、干渉が確実に発生しない安全位置に
   移動する、 2)高速加工用プログラム中の内径工具(12)の移動位置の
   内、最小内径位置に相当する前記回転軸(C) の角度位置
   (C1)の割り出しを行う、 3)内径工具(12)をＵ軸方向のみ前記最小内径位置(U2)に
   移動する、 4)内径工具(12)をＺ軸方向のみ、被加工物(2) へのアプ
   ローチを開始するアプローチ位置での前記最小内径位置
   (U2)に対応するＺ軸位置(Z2)に移動する、 5)内径工具(12)を所定の安全位置に移動する、 6)高速加工用プログラム中の内径工具(12)の移動位置の
   内、最大内径位置に相当する回転軸(C) の角度位置(C2)
   の割り出しを行う、 7)内径工具(12)をＵ軸方向のみ前記最大内径位置(U3)に
   移動する、 8)内径工具(12)を所定の安全位置に移動する、 9)内径工具(12)を次回の干渉チェックすべき所定位置に
   対応するＺ軸位置(Z3)に移動する、 10) これ以降、2)〜8)と同様の移動を繰り返し実行する
   ことにより、次回の干渉チェックすべき所定位置に対応
   する最小内径位置(U2)及び最大内径位置(U3)に順次内径
   工具(12)を移動させる。