JPH03156507A - 対話型数値制御装置又は自動プログラミング装置のプログラミング方式 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は対話型数値制御装置又は自動プログラミング装
置のプログラミング方式に係り、特に加工形状を操作盤
上の形状記号キー（シンボリックキー）によって入力す
る対話型数値制御装置又は自動プログラミング装置のプ
ログラミング方式に関する。

〔従来の技術〕

対話型数値制御装置又は自動プログラミング装置はオペ
レータが自動プログラミングの言語規約やＮＣテープフ
ォーマット等を知らなくても容易にＮＣプログラムを作
成できるので、各種の工作機械の制御に広く利用されて
いる。

対話型数値制御装置又は自動プログラミング装置の中に
は、形状記号キー（シンボリックキー）を使用して形状
構成要素を入力して、素材形状及び部品形状を入力する
方式を採用しているものがある。これは、水平線、垂直
線、斜線、部分円弧等の形状構成要素を入力できるシン
ボリックキーによって、部品形状を入力して、加ニブロ
グラムを作成するものである。この方式だと、部品形状
を簡単に入力できるので、効率よ＜ＮＣプログラムを作
成できるという利点がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、加工効率を高めるために、複数のヘッドを有
するＣＮＣ旋盤として、２スピンドル２タレツトの４軸
旋盤がある。この４軸旋盤は一方のヘッドで１次加工を
実行し、引き続き他方のヘッドで２次加工（バック加工
又は背面加工とも呼ぶ場合がある）を実行する。

第５図は２スピンドル２タレツトの４軸旋盤の加工の概
略を説明するための図である。まず、第１のヘッドでは
、チャック４１ａにつかまれたワーク４２ａをタレッ）
４３ａ上の工具４４ａで所望形状に加工する。この第１
のヘッド上での加工を１次加工という。次に、第２のヘ
ッドでは、ワーク４２ａをチャック４１ａからチャック
４１ｂに持ち替え、チャック４１ｂにつかまれたワーク
４２ｂをタレッ）４３ｂ上の工具４４ｂで所望形状に加
工する。この第２ヘツド上での加工を２次加工という。

このような２スピンドル２タレツトの４軸旋盤では、１
次加工に要する時間と２次加工に要する時間とを等しく
設定する方が望ましい。それは、次から次へとワークを
持ち替えて加工を施す場合、１次と２次の加工時間を等
しくすることによってタクトタイムを短縮でき、加工効
率を向上できるからである。

従って、対話型数値制御装置又は自動プログラミング装
置を用いてＮＣプログラムを作成する場合、１次と２次
の加工時間が等しくなるように１次加工を行う領域（１
次加工領域）と２次加工を行う領域（２次加工領域）と
を設定しなければならない。

ところが、対話型数値制御装置又は自動プログラミング
装置では、部品形状が形状構成要素で構成されているた
めに、１次と２次の加工時間が等しくなるように加工領
域を設定できないという問題がある。

以下、図面を用いてこの問題点について説明する。

第６図はシンボリックキーによって入力された素材形状
及び部品形状を示す図である。本図では表示画面ｌのみ
を示し、その他の入力キー等は省略しである。

表示画面１には長方形で示された素材形状２と、この素
材形状２内に点へから点Ｊまでの線分（形状構成要素）
で囲まれた部品形状３とが示されている。図中の斜線で
示された部分が工具によって削り取られる加工切削領域
４である。尚、図中のＸは４軸旋盤のＸ軸方向を、Ｚは
Ｚ軸方向をそれぞれ示す。

第７図及び第８図は１次及び２次加工の切削領域を設定
する際の表示画面を示す図である。第６図のように素材
形状２及び部品形状３を定義後、１次加工領域の設定を
行う。まず、部品形状３上の点Ａにカーソル７ａを移動
させ、右矢印キーを押すことによって、分割の始点が設
定される。次に点Ｇにカーソル７ｂを移動させ、上矢印
キーを押すことによって、分割の終点が設定される。こ
の操作によって、点Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｅ−Ｆ−Ｇ−Ｑ−
Ｘで囲まれた領域（横線部分）が１次加工切削領域５と
して設定される。次に、点Ｊにカーソル７ｃを移動させ
、左矢印キーを押すと、点ＱＧ−Ｈ−１−Ｊ−Ｚで囲ま
れた領域〈縦線部分）が２次加工切削領域６として設定
される。

第８図は同様に操作して分割点が点Ｆに設定された場合
を示しており、１次加工切削領域５は点Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ
−Ｅ−Ｆ−Ｑ−Ｘで囲まれた領域（横線部分）であり、
２次加工切削領域６は点Ｑ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｉ−Ｊ−２で
囲まれた領域（縦線部分）である。

このように従来は部品形状が形状構成要素で作成されて
いるため、分割点を設定する時に、カーソルを形状構成
要素の交点Ａ、Ｂ・・・Ｊ上にしかセットできないため
に、第７図のように分割した場合では、１次加工切削領
域５の方が２次加工切削領域６よりも約１５％程大きく
設定され、第８図のように分割した場合では、１次加工
切削領域５の方が２次加工切削領域６よりも約２０％程
小さく設定される。

従って、１次加工切削領域と２次加工切削領域との間で
加工時間を等しくすることができず、加工効率を向上さ
せることができなかった。

また、部品形状に対して、仕上げ用の加工プログラｌ、
を作成する際にも、同様にカーソルを形状構成要素の交
点Ａ、Ｂ・・・Ｊ上にしかセットできないためにき約こ
まかな仕上げ用船ニブログラムを作成できないという問
題があった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、形
状構成要素で作成された部品形状の任意の位置にカーソ
ルを設定することのできる対話型数値制御装置又は自動
プログラミング装置のプログラミング方式を提供するこ
とを目的とする。

〔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、捏作慇上の形状
構成要素入力用の形状記号キーによって入力された素材
形状及び部品形状に基づいてＮＣプログラムを作成する
対話型数値制御装置又は自動プログラミング装置のプロ
グラミング方式において、前記部品形状の前記形状構成
要素の交点と交点との間の各点の位置情報を記憶し、前
記位置情報に基づいて前記形状構成要素上の任意の位置
にカーソルが設定できるようにしたことを特徴とする対
話型数値制御装置又は自動プログラミング装置のプログ
ラミング方式が提供される。

〔作用〕

従来は形状構成要素の交点の位置情報しか記憶していな
かったが、本発明では形状構成要素の交点と交点との間
の位置情報をも記憶するようにした。そして、交点間の
位置情報に基づいてカーソルを移動することによって、
形状構成要素上の任意の位置にカーソルを設定できる。

これによって、１次加工切削領域と２次加工切削領域と
の加工時間を等しくでき、加工効率を向上させることが
できる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第２図は本発明の一実施例である対話型数値制御装置の
概略構成を示す図である。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対話型数値制
御装置全体の動作を制御する。ＲＯＭ１２にはＥＰＲＯ
ＭあるいはＥＥＰＲＯＭが使用される。ＲＡＭ１３には
ＤＲＡＭ等が使用され、各種のデータ（形状構成要素の
交点の位置情報等）あるいは入出力信号が格納される。

不揮発性メモ’Ｊ１４にはバッテリバックアップされた
ＣＭＯ３が使用され、電源切断後も保持すべきパラメー
タ、ピッチ誤差補正量及び工具補正量等が格納されてい
る。

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、表示器１６に与える。表示器１６はＣＲ
Ｔあるいは液晶表示装置が使用され、素材形状、部品形
状、加工定義画面、各軸の位置表示、パラメータ等が表
示される。操作盤１７はキーボード等から構成され、各
種のデータの入力あるいは工作機械１９の操作に使用さ
れる。

ＰＭＣ（７’ログラマブル・マシン・コントローラ）１
８はバス２０経出で出力信号を受けて、出力信号をシー
ケンス・プログラムで処理して、工作機械１９を制御す
る。また、機械側からの入力信号を受けて、シーケンス
・プログラムで処理を行い、バス２０を経由して、プロ
セッサ１１に入力信号を転送する。これらの構成要素は
バス２０によって互いに結合されている。

なお、第２図では軸制御回路、サーボアンプ、サーボモ
ータ、スピンドルアンプ及びスピンドルモータ等の構成
要素は省略しである。また、プロセッサを複数個にして
、マルチプロセッサシステムとすることもできる。

第１図は本発明の一実施例である対話型数値制御装置の
表示画面の一例を示す図である。第１図において、第７
図と同一の構成要素には同一の符号が付しであるので、
その説明は省略する。

本実施例では、分割点の設定を形状構成要素上の任意の
点で行えるようにした。即ち、従来は形状構成要素の交
点Ａ、Ｂ・・・Ｊ上でしか分割点を設定できなかったが
、本実施例では形状構成要素ＦＧ上の交点Ｆと交点Ｇと
の間の各点の位置情報をＲＡＭ１３に記憶し、点Ｆと点
Ｇとの間の任意の位置にカーソルを移動できるようにし
た。従って、１次加工切削領域５と２次加工切削領域６
との面積が互いに等しくなるような点Ｐを分割点として
設定できる。

尚、全ての形状構成要素の任意の位置にカーソルを移動
できるようにすると、その各点の位置をＲＡＭ１３に記
憶しなければならないので、ＲＡＭ１３の記憶容量が膨
大となる。そこで、本実施例では分割点の必要な形状構
成要素ＦＧ上の各点の位置のみをＲＡＭ１３に記憶し、
その形状構成要素上の任意の位置にカーソルを移動でき
るようにする。

以下、本実施例の動作を第１図を用いて説明する。第６
図のように素材形状２及び部品形状３を定義後、１次加
工領域の設定を行う。まず、部品形状３上の点Ａにカー
ソル７ａを移動させ、右矢印キーを押すことによって、
分割の始点が設定される。次に点Ｆにカーソルを移動さ
せ、分割キーを押すことによって、形状構成要素ＦＥ又
はＦＧが点線で表示される。そこで、形状構成要素ＦＧ
が点線表示されるように指定キーを押す。これによって
、形状構成要素ＦＧの各点の位置情報がＲＡＭ１３に記
憶され、カーソルは形状構成要素ＦＧ上の任意の位置を
移動できるようになる。そこで、分割点Ｐにカーソル７
ｂを移動させ、上矢印キーを押すことによって、形状構
成要素ＦＧ上の中間点付近に分割の終点が設定される。

この操作によって、点Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｅ−Ｆ−Ｐ−Ｑ
Ｘで囲まれた領域（横線部分）が１次加工切削領域５と
して設定される。次に、点Ｊにカーソル７Ｃを移動させ
、左矢印キーを押すと、点Ｑ−Ｐ−Ｇ−Ｈ−Ｉ−Ｊ−Ｚ
で囲まれた領域（縦線部分）が２次加工切削領域６とし
て設定される。

以上の説明では、オペレータがカーソルを移動して分割
点を設定する場合について説明したが、以下、対話型数
値制御装置内部で自動的に分割点を算出する場合につい
て説明する。

第３図は本発明を応用して自動的に分割点を算出する場
合のフローチャートを示す図である。図において、Ｓに
続く数値はステップ番号を示す。

〔Ｓ１〕素材−形状２を定義する。

〔Ｓ２〕部品形状３を定義する。

〔Ｓ３〕素材形状２及び部品形状３の定義が終了したら
、これらに基づいて第１図の分割点Ｐの位置を計算し、
第１図の画面を表示器１６上に表示する。ここでは、素
材形状２及び部品形状３に基づいて切削加工される加工
領域を算出し、その加工領域の面積が４軸旋盤のＺ軸方
向に沿って約２分の１となるような１次加工及び２次加
工の分割点Ｐを算出する。この時、分割点Ｐが存在する
形状構成要素ＦＧ上の各点の位置情報をＲＡＭ１３に記
憶し、カーソルが形状構成要素ＦＧ上の任意の位置を移
動できるようにする。そして、その分割点Ｐを基準に１
次加工切削領域５及び２次加工切削領域６を決定する。

従って、計算された分割点Ｐは１次加工切削領域５と２
次加工切削領域６との面積が互いに等しくなるような点
である。

〔Ｓ４〕表示された分割点Ｐでよいかどうかを表示器１
６を介してオペレータに質関し、オペレータによる操作
盤１７からの回答に応じて処理が分かれる。Ｓ３で計算
された分割点Ｐでよい場合はＳ６へ進み、よくない場合
はＳ５へ進む。

〔Ｓ５〕カーソルを移動して、Ｓ３で計算された分割点
Ｐを手動で修正する。

〔Ｓ６〕分割点Ｐに基づいて指定された１次加工切削領
域５の加工工程（加ニブログラム）を対話型数値制御装
置内部で自動的に決定する。

〔Ｓ７〕分割点Ｐに基づいて指定された２次加工切削領
域６の加工工程（加ニブログラム）を対話型数値制御装
置内部で自動的に決定する。

［Ｓ８］Ｓ６及びＳ７で決定された加工工程に基づいて
１次及び２次の加工に要する時間を画面上に表示し、こ
の加工時間が適当であるかどうかを表示器１６を介して
オペレータに質問する。Ｓ３で計算された分割点Ｐは単
に１次加工切削領域５と２次加工切削領域６との間の面
積が等しくなるように選択された点であるから、加工工
程の種類等を考處して加工時間を算出して見なければ、
本当の１次加工及び２次加工に要する加工時間を等しく
することはできないからである。

〔Ｓ９〕オペレータが表示器１６上に表示された加工時
間でよいと判断し、操作盤１７を介して、ｒＹＥｓＪを
入力した場合はＳＩＯへ進み、「ＮＯ」を入力した場合
は再びＳ５へ戻り、分割点Ｐの設定を再度行い、Ｓ６、
Ｓ７及びＳ８を繰り返す。

［Ｓ　１　（Ｄ表示された加工時間でよい場合はこの分
割点Ｐに基づいてＮＣプログラム（ＮＣ文）を出力する
。

以上のフローチャートによって１次加工に要する加工時
間と２次加工に要する加工時間とが共に等しいＮＣプロ
グラムを作成することができる。

上述のフローチャートではオペレータが表示された加工
時間を見て、その良否を判断しているが、対話型数値制
御装置又は自動プログラミング装置の内部で加工時間の
良否を判定できるようにしてもよい。

本発明を応用して自動的に分割点を算出する場合の別の
フローチャートを示す図である。第４図において、第３
図と同一のステップには同一の符号が付しであるので、
その説明は省略する。

本フローチャートでは第３図の８４及びＳ５を省略し、
Ｓ９の判定内容を変更し、Ｓｉｔを新たに追加した。

［Ｓ９］　１次加工に要する時間と２次加工に要する時
間との差が全体の加工時間（１次と２次の加工時間の和
）の±５５パーセント内であるかどうかを判定し、±５
５パーセント内の場合はＳＩＯに進み、ＮＣ文を出力す
る。±５５パーセント上の場合はＳｌｌへ進む。

ここでは１次加工に要する時間と２次加工に要する時間
との差が±５パーセントの所定誤差範囲内にあるかどう
かで判断するようにしたが、これを１次加工に要する時
間と２次加工に要する時間との差が所定時間の範囲（１
〜３分）内にあるかどうかで判定するようにしてもよい
。これらの誤差範囲又は時間範囲はパラメータとして設
定する。

［５１１］加工時間の大きい方の加工領域が小さくなる
ように分割点を所定量だけ変更移動する。

この場合に、変更移動する所定量は、Ｓ９で求めた１次
加工に要する時間と２次加工に要する時間との差の大き
さに応じて決定する。例えば、１次加工の加工時間が１
次加工の加工時間よりも１０パーセント程大きい場合は
、１次加工切削領域５の面積が１０パーセント程小さく
なるように変更移動する。これによって、次回からは１
次加工に要する時間と２次加工に要する時間との差が上
記誤差範囲又は時間範囲内に入るようになる。

以上のように、本フローチャートでは、１次と２次の加
工時間が等しくなるように分割点を自動的に算出し、算
出された分割点に基づいてＮＣ文が出力される。

また、部品形状に対して、仕上げ用の加ニブログラムを
作成する際にも、同様にカーソルを形状構成要素上の任
意位置にセットできるようになったため、きめこまかな
仕上げ用加ニブログラムを作成することができる。

尚、本実施例は対話型数値制御装置の場合について説明
したが、自動プログラミング装置の場合も同様に適用で
きる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、部品形状が形状構
成要素で作成されている場合でも、その形状構成要素上
の任意位置にカーソルを移動できる。また、これによっ
て、１次加工切削領域と２次加工切削領域との間で加工
時間を等しくすることができ、加工効率を大幅に向上で
き、仕上げ用加ニブログラムの作成も容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である対話型数値制御装置の
表示画面の一例を示す図、 第２図は本発明の一実施例である対話型数値制御装置の
概略構成を示す図、 第３図は本発明を応用して自動的に分割点を算出する場
合のフローチャートを示す図、第４図は本発明を応用し
て自動的に分割点を算出する場合の別のフローチャート
を示す図、第５図は２スピンドル２タレツトの４軸旋盤
の加工の概略を説明するための図、 第６図はシンボリックキーによって入力された素材形状
及び部品形状を示す図、 第７図及び第８図は１次及び２次加工の切削領域を設定
する際の表示画面を示す図である。 １　　　　表示画面 ２　　　　素材形状 ３　　　　部品形状 第１図 切削領域 １次加工切削領域 ２次加工切削領域 プロセッサ ＯＭ ＡＭ 不揮発性メモリ グラフィック制御回路 表示器 操作盤 ＭＣ 工作機械 ノイス

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）操作盤上の形状構成要素入力用の形状記号キーに
   よって入力された素材形状及び部品形状に基づいてＮＣ
   プログラムを作成する対話型数値制御装置又は自動プロ
   グラミング装置のプログラミング方式において、 前記部品形状の前記形状構成要素の交点と交点との間の
   各点の位置情報を記憶し、前記位置情報に基づいて前記
   形状構成要素上の任意の位置にカーソルが設定できるよ
   うにしたことを特徴とする対話型数値制御装置又は自動
   プログラミング装置のプログラミング方式。
2. （２）上記操作盤で指定された前記形状構成要素につい
   てのみ前記位置情報を記憶することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の対話型数値制御装置又は自動プロ
   グラミング装置のプログラミング方式。