JPS62282845A - 倣い加工による荒どり加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 本発明は、倣い制御装置に関するもので、特に削りしる
が多いときの荒どり加工を簡単に早く行うことができる
倣い制御装置に関するものである。

従来の技術 倣い加工を行う場合、ワークの削りしるが多いとき、ま
ず荒どりを行わねばならないが、従来行われていた荒ど
り方法はトレーサヘッドのスタイラスとカッタの相対的
位置をずらし、一定の切込み量を与え倣ε）加工を行い
、順次この動作を繰り返し行って加工する方法や、スタ
イラスとカッタの行程に制限を与えて加工し、順次カッ
タ位置を下げて荒どりを行う方法がとられていた。

発明が解決しようとする問題点 上述のような荒どり方法においては、スタイラスとカッ
タの相対的位置の調整設定や、又、スタイラスとカッタ
の行程の設定等、１つ１つ行わねばならず、時間と労働
を多大に要するという欠点があった。

そこで、本発明は、倣い加工において、麓どりを簡便に
かつ早く行うことができる倣い制御装置を提供すること
にある。

問題点を解決するための手段 第１図は本発明が従来技術の問題点を解決するために採
用した手段のブロック図で、本発明は、トレーサヘッド
Ｆでモデル形状を倣い、該トレーサヘッドＦからの信号
に基づいてワークをモデル形状どおりに加工する倣い制
御装置において、工具にエンドミルＧを用い、荒どり指
令を入力する荒どり指令手段Ａと、アプローチ開始点、
シフト量、荒どり加工を行う全移動量を設定する設定手
段Ｂと荒どり指令入力により設定されたアプローチ開始
点よりアプローチ速度で上記トレーサヘッドＦを移動す
ると共に上記エンドミルＧを駆動しワークを加工し上記
トレーサヘッドＢがアプローチ完了を検出するとアプロ
ーチ開始点まで上記トレーサヘッドＢを復帰させる荒ど
り加工制御手段Ｃと、設定された全移動量に対し荒どり
加工が行われたか否か判断し、行われていなければシフ
ト駆動手段Ｅでモデル及びワークを設定されたシフト量
だけシフトし再び荒どり加工制御手段Ｃを駆動させる判
別手段りとを設けることによって上記問題点を解決した
。

作用 荒どり指令手段Ａより荒どり指令が入力されると、荒ど
り加工制御手段はエンドミルＧを回転させると共に、ト
レーサヘッドＦ及びエンドミルＧをアプローチ速度で設
定されたアプローチ開始点よりモデル方向に移動させ、
エンドミルＧによりワークの荒どり加工を行いトレーサ
ヘッドＦがモデル表面を検出しアプローチが完了すると
アプローチ開始点へトレーサヘッドＦ及びエンドミルＧ
を復帰させ、次に判別手段りにより設定手段Ｂで設定さ
れたモデルの全領域に対して荒どり加工の倣いが行なわ
れたか否か判断し、行われていなければ、シフト駆動手
段Ｅにより設定されたシフト量だけシフトさせて、再び
荒どり加工制御手段Ｃを駆動し荒どり加工を行いモデル
全領域に対しアプローチ動作を繰り返し行うことにより
、エンドミルＧにより荒どり加工を行う。その結果、ワ
ークにはエンドミルＧにより切削された穴の連続により
荒どり加工が行われることとなる。

実施例　　　′ 第２図は本発明の一実施例のブロック図で、１はマイク
ロプロセッサ（以下ＣＰＵという）、２は制御プログラ
ムを格納するＲＯＭ、３は加ニブログラム及び加工条件
や各種設定値を格納する不揮発性ＲＡＭ、４はデータの
一時記憶等に利用されるＲＡＭ、７は各種指令及び設定
値等を入力する操作盤、５は出力回路、６は入力回路、
８はバス、１０はパルス分配器、１１Ｘ、１１Ｙ、　１
１Ｚはパルス分配器１０から発生する分配パルスＸＰ、
ＹＰ、ＺＰの数と実際の移動により発生するパルスＸｆ
、Ｙｆ、Ｚｆの数の差分ＥＸ　、　ＥＶ　。

ＥＺをリアルタイムで演算して記憶する誤差レジスタ、
１２Ｘ、１２Ｙ、１２Ｚは差分Ｅｘ、Ｅｙ。

ＥＺに比例したアナログ電圧を発生するＤＡ変換器、１
３Ｘ、１３Ｙ、１３Ｚはゲート回路、１４Ｘ、１４Ｙ、
１４Ｚは合成回路、１５Ｘ、１５Ｙ。

１５Ｚはサーボアンプ、１６Ｘ、１６Ｙ、１６ＺはＸ軸
モータ、Ｙ軸モータ、Ｚ軸モータ、１７Ｘ。

１７Ｙ、１７Ｚは対応するモータが所定角度回転する毎
に１個のパルスＸｆ、Ｙｆ、Ｚｆ“を発生するパルス発
生器である。２３は上記Ｘ軸モータ１６Ｘ、Ｙ軸モータ
１６ＹでＸ軸方向、Ｙ軸方向に駆動されるテーブル、２
０は上記テーブルに固着されたモデル、１８はトレーサ
ヘッド、１つはスタイラス、２１は上記テーブル２３に
固着されたワーク、２２はカッタである。

以上のような倣い制御装置の構成はすでに公知であるが
、本発明は、以上のような構成において、カッタ２２に
エンドミルを使用し荒どり加工を行うもので、本発明の
該荒どり加工の原理を第３図に示す。

まず、テーブル２３を移動させて加工開始位置（ＸＯ、
ＹＯ）に移動させた後、スタイラス１９及びエンドミル
２２をアプローチ開始点Ｙ軸の７０点に位置づけ、エン
ドミル２２を駆動すると共に、Ｚ軸モータ１６Ｚを駆動
し、スタイラス１９をモデル２０面ヘアプローチする。

その間ワーク２１はエンドミル２２によって加工され、
アプローチが完了すると、アプローチ開始点ＺＯまでＹ
軸を移動して逃がし、Ｘ軸方向に設定された一定のシフ
ト量ＳＸだけ移動させ、再びモデル２０面ヘアプローチ
を行わせ、前述と同じ動作を行わせる。この動作を繰り
返し行い、モデル２０のＸ軸方向に対し全量１行うと、
次にＹ軸方向へ一定のシフトｆｆ１ｓＹだけ移動させ、
前述同様アブ甲二チする。次に、Ｘ軸方向に前回とは逆
方向に一定シフト量ＳＸだけ移動させ、前述同様アプロ
ーチを行い順次これを繰り返しＸ軸の加工開始点ＸＯ１
即ちモデル２０のＸ軸方向の全量１だけ前回とは逆に順
次アプローチする。以下同様に、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に
一定ｆｆ１ｓＸ、ＳＹだけシフトさせながらモデル２０
のＹ軸方向の長ざＬだけ上記アプローチ動作を繰り返せ
ば、ワーク２１に対し、エンドミル２２が各々加工を行
ってワーク２１面に対しモデル２０面と同等な形状に荒
どりされた面が形成されることとなる。

そこで、上記荒どり加工の動作を第４図のフローチャー
トと共に説明する。

まず、操作盤７よりアプローチ開始点のＺ軸座標位置Ｚ
Ｏ，Ｘ軸方向へのシフト量ＳＸ、Ｙ軸方向へのシフトｆ
ｆ１ｓＹ、及びＸ軸、Ｙ軸方向の全移動量１．Ｌを設定
しＲＡＭ３に記憶させ、荒どり開始指令を入力すると、
ＣＰ’Ｕ１はＸ軸、Ｙ軸モータ１６Ｘ、１６Ｙを駆動し
加工開始位置（ＸＯ。

ＹＯ）にテーブル２３を早送りで位置づけると共に、Ｚ
軸モータ１６Ｚをも駆動しアプローチ開始点ＺＯに位置
づける（ステップ３１）。次に、方向フラグＦを「１」
にセットする（後述するように、該方向フラグＦが「１
」のときはＸ軸のプラス方向を、また、ｒＯＪのときは
マイナス方向を意味する）　（ステップＳ２＞。なお、
モデル２０はＸ軸のプラス方向に全長１の長さを有し、
Ｙ軸のプラス方向に全長しの長さを有すものとする。

次に、ＣＰＵ１は出力回路５を介してアプローチ速度指
令ＶＺを出力し、Ｚ軸モータ１６Ｚを駆動し、−２軸方
向に向けてトレーサヘッド１８及びエンドミル２２を移
動させると共にスピンドルモータ（図示せず）を駆動し
てエンドミル２２を回転させる（ステップ３３）。その
結果、エンドミル２２はワーク２１を切削しながら下降
することとなる。Ｚ軸モータ１６Ｚが駆動されると、パ
ルス発生器１７Ｚより発生するプラス方向及びマイナス
方向のパルスを入力回路６を介して入力し、ＲＡＭａ内
に設けられたＹ軸の現在値が現在値レジスタＲＺに記憶
される。なあ、Ｘ軸、Ｙ軸に対してもＲＡＭ３内に現在
値レジスタＲＸ、ＲＹが設けられ、パルス発生器１７Ｘ
、１７Ｙからの出力パルスを計数し、現在値を記憶する
ようになっており、ステップＳ３の処理中はＸ、Ｙ軸方
向に移動がないから現在は始め設定したＸＯ、ＹＯの値
を各々記憶している。こうしてトレーサヘッド１８を移
動させ、スタイラス１９がモデル２０の表面を検出し、
アプローチ点に達すると、トレーきくなるから、これを
検知すると（ステップ３４）、Ｚ軸モータ１６Ｚを逆転
させて、＋Ｚ軸方向にトレーサヘッド１８及びエンドミ
ル２２を移動させアプローチ開始点ＺＯまで移動させる
（ステップ３５）。次に、方向フラグＦが「１」か否か
判断しくステップＳ６）、り台めは「１」にステップＳ
２で設定しているから、ステップＳ７へ移行し、Ｘ軸の
現在値レジスタＲＸの値が加工開始のＸ軸座標位置ＸＯ
に設定されたモデル２０のＸ軸方向の全長１を加算した
値以上か否か判断しくステップ＄７）、始めは現在値レ
ジスタＲＸの値は初期値のＸＯであるから、Ｙ軸の現在
値レジスタＲＸの値の方が小さいのでステップ＄８へ進
み、ＣＰＬＪｌｌは出力回路５を介してパルス分配器１
０より設定されたＸ軸方向のシフトＩＳＸに対応するプ
ラス方向の分配パルスＸＰ数を誤差レジスタ１１Ｘに出
力し、又、出力回路５から出力される信号ＧＸにより開
かれたゲート回路１３Ｘを介して、Ｙ軸のパルス発生器
１７ＸからのパルスＸｆを誤差レジスタ１１Ｘに入力し
て、該誤差レジスタ１１Ｘで分配パルスＸＰの数とパル
ス発生器１７ＸからのパルスＸｆ数の差を算出し、この
差分をＤＡ変換器１２Ｘでアナログ電圧に変換し、合成
回路１４Ｘ、サーボ回路１５Ｘを介して、Ｘ軸モータ１
６Ｘを駆動し、テーブル２３をＸ軸プラス方向に設定さ
れたシフト量ＳＸだけプラス方向に移動させ（ステップ
Ｓ８）、再びステップ８３以下の処理を繰り返す。即ち
、第３図に示すように、加工開始点（ＸＯ、ＹＯ）から
Ｘ軸方向にシフト量ＳＸだけシフトさせながら、トレー
サヘッド１　　−８をアプローチ速度で移動させモデル
２０にアプローチさせ、その間エンドミル２２によって
ワーク２１を切削することとなる。かくして、トレーサ
ヘッド１８のスタイラス１９がモデル２０のＸ軸方向の
全長１以上まで移動し、Ｙ軸の現在値レジスタＲＸが加
工開始位置ＸＯにモデル２０のＸ軸方向の全長１を加算
した値（ＸＯ＋　ｌ　）以上になると（ステップ３７）
、ＣＰＵＩはＹ軸方向の現在値レジスタＲＹの値がＹ軸
の加工開始座標位置ＹＯに設定されたモデル２０のＹ軸
方向の長ざＬを加算した値以上か否か判断しくステップ
３９）、始めは現在値レジスタＲＹの値はＹＯであるか
ら焔えておらず、ステップ３１０へ進み、ＣＰｔＪｌは
出力回路５．パルス分配器１０を介して設定されたＹ軸
方向のシフトｆｆ１ｓＹに対応するプラス方向のＹ軸方
向の分配パルス発生器を誤差レジスタ１１Ｙに出力し、
又、出力回路５から出力された信号ＧＹにより開かれた
ゲート回路１３Ｙを介してＹｆｉ［ｌＩのパルス発生器
１１ＹからのパルスＹｆを誤差レジスタ１１Ｙに入力し
て、該誤差レジスタ１１Ｙで分配パルスＹＰの数とパル
ス発生器１７ＹからのパルスＹｆの数の差を算出し、そ
の差分をＤＡ変換器１２Ｙでアナログ電圧に一変換し、
合成回路１４Ｙ、サーボ回路１５Ｙを介してＹ軸モータ
１６Ｙを駆動してテーブル２３をＹ軸プラス方向に設定
されたシフト量ＳＹだけ移動させる（ステップ５１０）
。次に、方向フラグを反転させ（「１」を「Ｏ」に、ま
たは「Ｏ」を「１」に反転させる）（ステップ５１１）
、再びステップ８３以下の処理を行わせるが、ステップ
Ｓ６にあいで今回は方向フラグＦがｒＯＪに反転させら
れているから、ステップ３１２へ進み、Ｙ軸の現在値レ
ジスタＲＸが加工開始Ｘ軸座標位置ＸＯ以下か否か判断
する。即ち、始めＹ軸のプラス方向にモデル１２０°の
Ｘ軸方向の全長１まで加工し、Ｙ軸方向へシフトｆｆｉ
＋ｓＹだけシフトしたものであるからＹ軸の現在値レジ
スタＲＸは加工開始Ｘ軸座標位置ＸＯにＹ軸のパルス発
生器１６Ｘからの全長１に対応するパルスＸｆ数が加算
されており、現在値レジスタＲＸの値の方が大きいので
ステップＳ１・３へ進み、ステップＳ８で述べたように
Ｙ軸をシフトｆｆ１ｓＸだけ移動させるが、今回はマイ
ナス方向にＸ軸モータ１６Ｘを駆動し、テーブル２３を
マイナス方向にシフト量ＳＸだけ移動させ、再びステッ
プ８３以下の処理を行う。即ち、ステップＳ３．Ｓ４．
Ｓ５，３６，３１２．８１３の処理を繰り返し行い、ト
レーサヘッド１８をＸ軸マイナス方向にシフトｍｓ×だ
けシフトしながら、アプローチ速度によりトレーサヘッ
ド１８をアプローチさせながらエンドミル２２によりワ
ーク２１を切削することとなる。かくして加工が進み、
ステップ３１２でＹ軸の現在値レジスタＲＸの値が加工
開始Ｘ軸座標位置ＸＯ以下となると、ステップＳ９へ進
み、前述したステップ８９〜Ｓ１１の処理を行う。即ち
、Ｙ軸の現在値レジスタＲＹの直がＹ軸の加工開始座標
位置ＹＯに設定されたＹ軸方向のモデル２０の仝長りを
加算した値以上でないならば、Ｙ軸方向にテーブル２３
をシフトｍ＋ｓＹだけシフトし、方向フラグＦを反転さ
せてステップ８３以下の処理を行う。

このように、加工開始Ｘ、Ｙ軸座標位置（ＸＯ。

ＹＯ）より、アプローチ速度でアプローチが完了するま
で加工を行い、次に、Ｘ軸プラス方向に設定されたシフ
ト量ＳＸだけシフトさせて同様に加工を行い、モデル２
０のＸ軸方向全長１にわたって加工が終了すると、Ｙ軸
方向に設定されたシフトｍｓＹだけシフトして同様に加
工し、次に、Ｘ軸マイナス方向にシフト量ＳＸだけシフ
トして同様に加工を行い、モデル２０のＸ軸方向の全長
１にわたって加工が終了すると再びＹ軸方向にシフト量
ＳＹだけシフトし、再び同じ処理を行う。かくして、Ｘ
軸方向に往復しながらＹ軸方向に順次シフトしてアプロ
ーチ速度でモデル形状に沿って加工を行い、最終的に、
ステップＳ９において、Ｙ軸の現在値レジスタＲＹの値
が加工開始Ｙ軸座標位置ＹＯにＹ軸方向のモデル２０の
全長りを加えた値以上になったとき、即ち、加工が順次
進み、Ｙ軸方向のモデル２０の全長しに対して加工が終
了すると、荒どり加工は終了する。

なあ、上記実施例では、Ｘ軸方向に往復動させながらＹ
軸方向に移動させたが、逆にＹ軸方向に往復動ざぜなが
らＸ軸方向に移動させてもよい。

即ち、上記実施例でＸ軸とＹ軸を入れ変えてもよい。

ざらに、上記実施例ではアプローチによる加工を往復動
作中行わせるようにしたが、片道方向のみ加工を行い、
順次モデル表面を倣うようにしてもよい。即ち、例えば
、Ｘ軸プラス方向に前述したように順次シフトしながら
アプローチによる加工を行い、Ｘ軸方向のモデルの全量
加工が終了すると、Ｘ軸の加工開始点位置に復帰し、Ｙ
軸方向に一定量シフトして再びＸ軸プラス方向に前述同
様加工を行う。この動作を繰り返してモデル表面を倣い
加工を行わせてもよい。

又、加工を行うワークが一方の軸方向には長く、他方の
軸方向には短い場合には、一方の軸方向のみ加工を行え
ばよいので、例えばＸ軸方向に長く、Ｙ軸方向には短く
、１回の荒どりにより加工が終るようなものはＹ軸方向
にはシフトする必要なく、Ｘ軸方向に１回のみ前述した
ような動作を繰り返して荒どりを行えばよい。

発明の効果 以上述べたように、本発明は、アプローチ動作の繰り返
しによりワークに対しモデル形状どおりの荒どっかエン
ドミルによって自動的に行われるから、荒どり加工の加
工速度が向上し、かつ簡単に荒どり加工を行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が従来技術の問題点を解決する−ために
採用した手段のブロック図、第２図は本発明の一実施例
のブロック図、第３図は本発明の詳細な説明図、第４図
は本発明の上記実施例の動作フローチャートでおる。 １０・・・パルス分配器、１１Ｘ、　１１Ｙ、１１Ｚ・
・・誤差レジスタ、１２Ｘ、１２Ｙ、１２Ｚ・・・ＤＡ
変換器、１３Ｘ、１３Ｙ、　１３Ｚ・・・ゲート回路、
１５Ｘ、１５Ｙ、１５Ｚ・・・サーボアンプ、１６Ｘ、
１６Ｙ、１６Ｚ・Ｘ、Ｙ、Ｚ軸の各モータ、１７Ｘ、１
７Ｙ、１７Ｚ・・・パルス発生器、１８・・・トレーサ
ヘッド、２０・・・モデル、２１・・・ワーク、２２・
・・エンドミル。 特許出願人　　ファナック　株式会社 第１図 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）トレーサヘッドでモデル形状を倣い、該トレーサ
   ヘッドからの信号に基づいてワークをモデル形状どおり
   に加工する倣い制御装置において、工具にエンドミルを
   用い、荒どり指令を入力する荒どり指令手段と、アプロ
   ーチ開始点、シフト量、荒どり加工を行う全移動量を設
   定する設定手段と、荒どり指令入力により設定されたア
   プローチ開始点よりアプローチ速度で上記トレーサヘッ
   ドを移動すると共に上記エンドミルを駆動してワークを
   加工し、上記トレーサヘッドがアプローチ完了を検出す
   るとアプローチ開始点まで上記トレーサヘッドを復帰さ
   せる荒どり加工制御手段と、設定された全移動量に対し
   荒どり加工が行われたか否か判断し、行われていなけれ
   ばシフト駆動手段モデル及びワークを設定されたシフト
   量だけシフトし再び荒どり加工制御手段を駆動させる判
   別手段とを備えたことを特徴とする倣い制御装置。
2. （２）上記設定手段はモデルのトレーサヘッドに対し垂
   直な平面の直交座標軸の各々の長さを各々各軸の全移動
   量及び各軸に対するシフト量を設定でき、上記判別手段
   は一方の軸方向に対する全移動量に対し荒どり加工が行
   われたことを判別すると、他方の軸方向に設定されたシ
   フト量だけシフトさせ荒どり加工制御手段を再び駆動し
   、各々の軸に設定された全移動量荒どり加工を行わせる
   特許請求の範囲第１項記載の倣い制御装置。