JP5886656B2

JP5886656B2 - 数値制御装置

Info

Publication number: JP5886656B2
Application number: JP2012040560A
Authority: JP
Inventors: 安司深谷
Original assignee: Okuma Corp
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 2012-02-27
Filing date: 2012-02-27
Publication date: 2016-03-16
Anticipated expiration: 2032-02-27
Also published as: JP2013175129A

Description

本発明は工作機械の数値制御装置に関する。

加工プログラムに基づき主軸制御、送り軸制御を行う数値制御装置において、作業者は初品加工時に、主軸回転速度変更手段、または、送り速度変更手段を操作して、適切な切削条件（主軸回転速度や送り速度）を探し出す。

作業者は探し出した適切な主軸回転速度や送り速度を２度目以降の加工に用いる為に、手作業にて加工プログラム上の主軸回転速度指令や送り速度指令を修正することになる。この修正作業は手間がかかり、また、作業ミスも発生する。

下記特許文献１には、切削条件変更指令手段を介して修正された加工プログラムの切削条件をその加工条件と共に、実行された加工プログラムについて記憶し、新たに入力された加工条件と記憶した加工条件を比較検索し、一致した加工条件の場合、記憶した切削条件により加工プログラムを作成する工作機械用数値制御装置が記載されている。

特開昭６４−８７１３３号公報

上記特許文献１に記載された数値制御装置においても、数値制御装置が持つ加工サイクル自動生成、実行機能を用いる場合は、修正作業自体ができないという問題がある。以下、その事例を図１、図２、図３を用いて説明する。

図１は旋削加工の加工プログラムであり、図２で示された径の異なる二つの部分からなる段付き円柱状の部品形状を得るために数値制御装置が持つ加工サイクル自動生成、実行機能を用いた加工プログラムの例である。ここで、数値制御装置は、N0005からN0011で定義された加工サイクル生成指令に従って、N0004とN0007からN0010で定義された加工領域に対し、図２の点線矢印で示される複数の早送り位置決め動作、実線矢印で示される複数の切削送り動作から構成される複数の加工サイクルを含む加工データを内部で自動的に生成して実行する。その際の切削条件は、N0003のS500という指令に従った主軸回転速度500min^-1、N0003のF0.5という指令に従った送り速度0.5mm/rev、N0005のD8.4という指令に従った切込み量8.4/2mmとなる。

ここで、図２の加工サイクルを拡大した図３を用いて説明する。

図１に示した旋削加工の加工プログラムにより、ブロックBLK1、BLK2、BLK3、BLK4からなる１回目の加工サイクル、ブロックBLK5、BLK6、BLK7、BLK8からなる２回目の加工サイクル、・・・・と順次加工サイクルが生成され、加工が行われる。ここで、例えば、作業者が主軸回転速度変更手段を用いて加工中に、BLK6,BLK7で主軸回転速度を470min^-1に変更、BLK10,BLK11で、主軸回転速度を450min^-1、BLK14,BLK15で主軸回転速度を420min^-1、BLK18,BLK19で主軸回転速度を400min^-1に変更した場合、その変更結果を、再度、図１の加工プログラムを用いた加工で使用できるように加工プログラムに反映しようとしても、前述のBLK6,BLK7,BLK10,BLK11,BLK14,BLK15,BLK18,BLK19の動作に相当する動作指令が加工プログラム上には存在しないため、適切に調整した主軸回転速度を加工プログラムに反映することができない。

同様に、図１の加工プログラムを用いて図２で示された円柱状の部品形状を得る加工を行う際、図４に示すように、作業者が切削条件の１つである切込み量に関して、切込み量変更手段を用いて加工中に３回目以降の加工サイクルの切込み量を変更した場合、その変更結果を、再度、図１の加工プログラムを用いた加工で使用できるように加工プログラムに反映しようとしても、それぞれの加工サイクルの切込み位置へ早送り位置決めするBLK9,BLK13,BLK17,BLK21の動作指令が加工プログラム上には存在しないため、適切に調整した切込み量を加工プログラムに反映することができない。

前述の通り、数値制御装置が持つ加工サイクル自動生成、実行機能を用いる場合は、作業者が探し出した適切な主軸回転速度や送り速度や切込み量を加工プログラムに反映するという修正作業自体ができないため、２度目以降の加工においても、毎回、加工中に各種の変更手段を用いて主軸回転速度や送り速度や切込み量などの切削条件を変更するという煩雑な作業が必要となり、また、変更作業ミスも発生しやすい。

本発明は、加工サイクル自動生成、実行機能を有する数値制御装置において、作業者が探し出した適切な切削条件にて２度目以降の加工を行うことができるようにすることを目的とする。

本発明に係る数値制御装置は、切削条件を含む加工プログラムに従って加工サイクルを自動生成し、生成された加工サイクルを実行して工作機械を制御する数値制御装置であって、自動生成された加工サイクルの切削条件を作業者が加工中に修正した場合に、同一の加工プログラムに従う２度目の加工において前記作業者の修正を反映した加工を行う装置である。

より具体的には、本発明に係る数値制御装置は、加工プログラムの加工サイクル生成指令に従って複数のブロックから構成される加工サイクルを生成し、該加工サイクルを実行することにより工作機械を制御する。さらに、当該数値制御装置は、加工サイクルの実行中に、作業者が切削条件を変更するための切削条件変更手段と、前記切削条件変更手段により切削条件が変更された場合、加工サイクルの実行中に、当該切削条件が変更された加工サイクルの実行中のブロックを識別するブロック識別情報と変更された切削条件とを関連付けて記憶する切削条件記憶手段と、再度、前記加工プログラムに従って加工サイクルを生成し実行する際に、加工サイクルの実行ブロックが前記切削条件記憶手段に記憶されたブロック識別情報と一致するか判断し、一致する場合実行ブロックの切削条件を前記切削条件記憶手段に記憶された、加工サイクルの実行中に作業者によって変更された切削条件に置き換えて加工サイクルを実行させる切削条件再現手段と、を有する。

本発明に係る他の数値制御装置は、加工プログラムの加工サイクル生成指令に従って複数の加工サイクルを生成し、該加工サイクルを実行することにより工作機械を制御する。さらに、当該数値制御装置は、加工サイクルの実行中に、作業者が切削条件を変更するための切削条件変更手段と、前記切削条件変更手段により切削条件が変更された場合、加工サイクルの実行中に、当該切削条件が変更された加工サイクルを識別する加工サイクル識別情報と変更された切削条件とを関連付けて記憶する切削条件記憶手段と、再度、前記加工プログラムに従って加工サイクルを生成し実行する際に、実行する加工サイクルが前記切削条件記憶手段に記憶された加工サイクル識別情報と一致するか判断し、一致する場合実行する加工サイクルの切削条件を前記切削条件記憶手段に記憶された、加工サイクルの実行中に作業者によって変更された切削条件に置き換えて加工サイクルを実行させる切削条件再現手段と、を有する。

本発明では、数値制御装置が持つ加工サイクル自動生成、実行機能を用いた加工においても、作業者が加工プログラムを用いた加工運転時に行なった主軸回転速度や送り速度や切込み量といった切削条件の変更された情報を記憶しておき、再度、前記加工プログラムを用いて加工サイクルを自動生成する加工運転の際に、前記記憶された情報に基づいて、主軸回転速度や送り速度や切込み量といった切削条件が再現される。これにより、作業者は、数値制御装置が持つ加工サイクル自動生成、実行機能を使った場合でも制限なく、加工運転時に行なった主軸回転速度や送り速度や切込み量といった切削条件の変更を次の加工でも自動的に再現できる。

数値制御装置が持つ加工サイクル自動生成、実行機能を用いた旋削加工の加工プログラムを示す図である。図１で示された加工プログラムで生成される加工サイクルとその結果として加工された円柱状の部品形状を示す図である。図２で示された加工サイクルの詳細な加工経路を示す図である。図３で示された加工サイクルにおいて、途中で切込み量を変更した場合の加工経路を示す図である。本発明の実施形態を説明するブロック図であり、変更された主軸回転速度や送り速度や切込み量の情報が記憶される過程を説明するための図である。本発明の実施形態を説明するブロック図であり、記憶された主軸回転速度や送り速度や切込み量の変更が再現される過程を説明するためのブロック図である。穴あけ加工を示す図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。図５（ａ）および図５（ｂ）は、本実施形態の数値制御装置の機能を示すブロック図である。

まず、作業者が加工プログラムを用いて主軸回転速度や送り速度といった切削条件を調整する作業を行う場合の数値制御装置の動作を図５（ａ）にて説明することにより、主軸回転速度や送り速度が変更された場合に、その変更情報を記憶する過程を説明する。

加工プログラム読込部２は加工プログラムメモリ１から加工プログラムを読込み、加工プログラムに示された主軸回転速度指令、送り速度指令、切削送り補間指令、早送り指令などを実行ブロック管理部４へ出力する。また、加工サイクル生成指令の場合は、加工サイクル生成指令を加工サイクル生成部３へ出力する。

加工サイクル生成部３は加工サイクル生成指令に基づき、切削補間指令、早送り指令を順次生成し、実行ブロック管理部４へ出力する。前述の説明で用いた図１、図２において、加工サイクル生成指令とは図１のN0005からN0011であり、順次生成される切削補間指令と早送り指令とは図２の実線矢印と点線矢印とである。即ち、加工サイクル生成部３は、図３に示すブロックBLK1の早送り指令、ブロックBLK2、ブロックBLK3の切削補間指令、ブロックBLK4の早送り指令から構成される１回目の加工サイクル、ブロックBLK5の早送り指令、ブロックBLK6、ブロックBLK7の切削補間指令、ブロックBLK8の早送り指令から構成される２回目の加工サイクル・・・・の加工サイクルを順次生成し、実行ブロック管理部４へ出力する。つまり、加工プログラムに従って生成される加工データは、複数の加工サイクルから構成され、更に個々の加工サイクルは複数の加工ブロックBLK1,BLK2,・・・から構成される。

実行ブロック管理部４は、加工プログラム読込部２や加工サイクル生成部３から受け取った各種データに応じて、次のように動作する。
・主軸回転速度指令を受け取った場合は、主軸回転速度指令を主軸制御部５へ出力する。主軸制御部５は受け取った指令に基づき主軸回転速度を制御する。
・送り速度指令を受け取った場合は、送り速度指令を送り速度制御部６へ出力する。送り速度制御部６は受け取った指令に基づき、切削送りの補間速度を算出し、切削送り補間制御部７へ出力する。
・切削送り補間指令を受け取った場合は、切削送り補間指令を切削送り補間制御部７へ通知する。切削送り補間制御部７は、送り速度制御部６から受け取った補間速度と実行ブロック管理部４から受け取った切削送り補間指令に基づき切削送り補間制御を行う。
・早送り指令を受け取った場合は、早送り指令を早送り制御部８へ通知する。早送り制御部８は受け取った指令に基づき早送り制御を行う。

また、実行ブロック管理部４は加工プログラム読込部２や加工サイクル生成部３から受け取った指令のブロックを実行する都度順次実行ブロックをカウントし、カウント値を主軸回転速度変更情報記憶部１１と送り速度変更情報記憶部１２へ出力する。

ここで、加工サイクル生成部３が生成したブロックBLK1，BLK2・・・をその指令に応じて各制御部が制御しているときに、作業者が主軸回転速度変更部９を用いて主軸回転速度を変更した場合は、主軸回転速度変更情報が主軸制御部５へ出力され、主軸制御部５は受け取った情報に基づき主軸回転速度の変更を制御する。例えば、作業者は、加工プログラムに示された、または加工プログラムに基づき算出された主軸回転速度に対し、割合によって増減を指示することができる。つまり、９０％などと入力することにより、主軸回転速度を減速させる指示を行う。割合で増減指示を行うことに替えて、直接回転速度を入力指示することもできる。

また、主軸回転速度変更情報は、主軸回転速度変更情報記憶部１１へ出力される。主軸回転速度変更情報記憶部１１は、送られてきた主軸回転速度変更情報を実行ブロック管理部４から送られた実行ブロックカウント値と共に記憶する。実行ブロックカウント値は、加工ブロックを特定するための情報であり、主軸回転速度変更情報記憶部１１には、作業者が変更した主軸回転速度の情報と、この変更を行った加工ブロックとが関連付けられて記憶される。

同様に、加工サイクル生成部３が生成したブロックBLK1，BLK2・・・をその指令に応じて各制御部が制御しているときに、作業者が送り速度変更部１０を用いて送り速度を変更した場合は、送り速度変更情報が送り速度制御部６へ出力され、送り速度制御部６は受け取った情報に基づき補間速度を算出し、切削送り補間制御部７へ通知され、切削送り補間制御部７は変更された補間速度に基づいて切削送り補間制御を行う。また、送り速度変更情報は、送り速度変更情報記憶部１２へ出力される。送り速度変更情報記憶部１２は送られてきた送り速度変更情報を実行ブロック管理部４から送られた実行ブロックカウント値と共に記憶する。送り速度についても、作業者が変更した送り速度の情報と、この変更を行った加工ブロックとが関連付けられて記憶される。

以上が主軸回転速度や送り速度が変更された場合に、その変更情報を記憶する過程である。

一方、切込み量が変更された場合にその変更情報を記憶する過程は次の通りである。加工サイクル生成部３は、図３のBLK1,BLK2,BLK3,BLK4,BLK5,BLK6,．．．．で示すように、点線矢印で示される早送り位置決め動作指令と実線矢印で示される切削送り動作指令とを生成する。即ち、加工サイクル生成部３は、１回目の加工サイクルであるBLK1からBLK4を生成すると共に加工サイクルカウント値を１とし、続いて、２回目の加工サイクルであるBLK5からBLK8を生成すると共に加工サイクルカウント値を２とする処理を繰り返す。

ここで、加工サイクル生成部３が３回目の加工サイクルの切込み位置へ早送り位置決めするBLK9を生成する際に、作業者が切込み量変更部１５を用いて切込み量が小さくなるように変更した場合、生成されるBLK9は図４に示すように変更され、加工サイクル２回目の切込み量より小さくなる。切込み量の変更も、主軸回転速度や送り速度の変更と同様加工プログラムで指令された切込み量（例えば、図１のN0005のD8.4という指令に従った８．４／２ｍｍ）に対する増減割合を指示してもよく、また直接切込み量を指示してもよい。

このように加工サイクルの切込み量が変更された場合、加工サイクル生成部３は、現在生成している加工サイクルの加工サイクルカウント値(上記の例の場合は「３」)とともに切込み量の変更情報を切込み量変更情報記憶部１６に通知し、切込み量変更情報記憶部１６は加工サイクルカウント値とともに切込み量の変更情報を記憶する。これにより、変更された切込み量の情報と、変更が成された加工サイクルが関連付けられて記憶される。

以上が切込み量が変更された場合に、その変更情報を記憶する過程である。

次に、図５（ｂ）を用いて、作業者が変更した主軸回転速度や送り速度を、次の加工で利用する場合の数値制御装置の動作を説明することにより、前述の記憶された変更情報に基づいて所望のブロックで主軸回転速度や送り速度の変更が再現される過程を説明する。

同一の加工プログラムを用いた２度目以降の加工においても、加工プログラムメモリから加工プログラムが読み出され、実行されていく過程は図５（ａ）に従って説明したとおりである。ここで、実行ブロック管理部４は加工プログラム読込部２や加工サイクル生成部３から受け取った指令のブロックを実行する都度順次実行ブロックをカウントし、カウント値を主軸回転速度変更情報記憶部１１と送り速度変更情報記憶部１２へ通知するのではなく、主軸回転速度変更再現部１３と送り速度変更再現部１４へ出力する。

主軸回転速度変更再現部１３は、実行ブロック管理部４から受け取った実行ブロックカウント値に符合する実行ブロックカウント値が主軸回転速度変更情報記憶部１１に記憶されているかどうかを検索し、符合する実行ブロックカウント値が有れば、その実行ブロックカウント値と関連付けられて記憶されている主軸回転速度変更情報を主軸制御部５へ通知する。主軸制御部５は受け取った変更情報に基づいて主軸回転速度の変更制御を行う。

同様に、送り速度変更再現部１４は、実行ブロック管理部４から受け取った実行ブロックカウント値に符合する実行ブロックカウント値が送り速度変更情報記憶部１２に記憶されているかどうかを検索し、符合する実行ブロックカウント値があれば、その実行ブロックカウント値と関連付けられて記憶されている送り速度変更情報を送り速度制御部６へ通知する。送り速度制御部６は受け取った変更情報に基づいて補間速度の算出を行い、切削送り補間制御部７へ通知する。切削送り補間制御部７は変更された補間速度に基づいて切削送り補間制御を行う。

これにより、記憶された主軸回転速度や送り速度の変更が次の加工作業で再現される。

一方、記憶された切込み量の変更情報が次の加工作業で再現される過程は次の通りである。加工サイクル生成部３は、１回目、２回目、・・・とそれぞれの加工サイクルを生成する前に、加工サイクルカウント値を切込み量変更再現部１７に通知する。切込み量変更再現部１７は、加工サイクル生成部３から受け取った加工サイクルカウント値に符合する加工サイクルカウント値が切込み量変更情報記憶部１６に記憶されているかどうかを検索し、符合する加工サイクルカウント値があれば、その加工サイクルカウント値と関連付けられて記憶されている切込み量変更情報を加工サイクル生成部３へ通知する。加工サイクル生成部３は受け取った変更情報に基づいて切込み量を変更した加工サイクルを生成する。

これにより、記憶された切込み量の変更が次の加工作業で再現される。

以上は、図３に示した旋削加工における加工サイクルを例として説明したが、図６に示す穴あけ加工、その他、指定された加工領域を順次加工していくフライス加工、ポケット加工等のマシニングセンタにおける加工サイクルにも適用できることは言うまでもない。

以上説明したように、本実施形態の数値制御装置によれば、数値制御装置が持つ加工サイクル自動生成、実行機能を用いる場合でも、作業者が加工プログラムを用いて加工運転を行ない、切削条件の調整作業で適切な主軸回転速度や送り速度や切込み量を探し出し、その探し出した適切な主軸回転速度や送り速度や切込み量を用いて、再度加工プログラムを用いて加工サイクルを自動生成し加工運転を行う場合に、従来とは違って、毎回、加工中に行っていた各種の変更手段を用いた切削条件の変更作業が不要になり、変更作業ミスが発生することもない。

１加工プログラムメモリ、２加工プログラム読込部、３加工サイクル生成部、４実行ブロック管理部、５主軸制御部、６送り速度制御部、７切削送り補間制御部、８早送り制御部、９主軸回転速度変更部、１０送り速度変更部、１１主軸回転速度変更情報記憶部、１２送り速度変更情報記憶部、１３主軸回転速度変更再現部、１４送り速度変更再現部、１５切込み量変更部、１６切込み量変更情報記憶部、１７切込み量変更再現部。

Claims

加工プログラムの加工サイクル生成指令に従って複数のブロックから構成される加工サイクルを生成し、該加工サイクルを実行することにより工作機械を制御する数値制御装置において、
加工サイクルの実行中に、作業者が切削条件を変更するための切削条件変更手段と、
前記切削条件変更手段により切削条件が変更された場合、加工サイクルの実行中に、当該切削条件が変更された加工サイクルの実行中のブロックを識別するブロック識別情報と変更された切削条件とを関連付けて記憶する切削条件記憶手段と、
再度、前記加工プログラムに従って加工サイクルを生成し実行する際に、加工サイクルの実行ブロックが前記切削条件記憶手段に記憶されたブロック識別情報と一致するか判断し、一致する場合実行ブロックの切削条件を前記切削条件記憶手段に記憶された、加工サイクルの実行中に作業者によって変更された切削条件に置き換えて加工サイクルを実行させる切削条件再現手段と、
を有することを特徴とする数値制御装置。
前記切削条件は主軸回転速度であることを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
前記切削条件は送り速度であることを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
加工プログラムの加工サイクル生成指令に従って複数の加工サイクルを生成し、該加工サイクルを実行することにより工作機械を制御する数値制御装置において、
加工サイクルの実行中に、作業者が切削条件を変更するための切削条件変更手段と、
前記切削条件変更手段により切削条件が変更された場合、加工サイクルの実行中に、当該切削条件が変更された加工サイクルを識別する加工サイクル識別情報と変更された切削条件とを関連付けて記憶する切削条件記憶手段と、
再度、前記加工プログラムに従って加工サイクルを生成し実行する際に、実行する加工サイクルが前記切削条件記憶手段に記憶された加工サイクル識別情報と一致するか判断し、一致する場合実行する加工サイクルの切削条件を前記切削条件記憶手段に記憶された、加工サイクルの実行中に作業者によって変更された切削条件に置き換えて加工サイクルを実行させる切削条件再現手段と、
を有することを特徴とする数値制御装置。
前記切削条件は切込み量であることを特徴とする請求項４に記載の数値制御装置。