JPH04237307A - 工作機械における座標軸自動変換方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、加工機械たとえばＮ
Ｃ工作機械の５面加工機における座標軸自動変換装置に
関し、右手直交座標系（Ｚ軸の−方向の切り込み）によ
るＮＣ加工プログラムを軸切り換えによる変換とミラー
イメージによる変換により５面加工機の各加工面で使用
するに好適な座標軸自動変換装置に関する。

【０００２】

【従来例】ＮＣ工作機械は数値制御装置（ＮＣ装置）に
より、予め作成されたＮＣ加工プログラムに基づいて、
被加工物（ワーク）Ｗと工具を相対的に移動させ、所定
の加工を行うものである。

【０００３】かかるＮＣ加工プログラムはワークの加工
形状データやこの加工形状データに基づきＮＣ工作機械
を制御する指令により構成されている。また、この加工
形状データはワーク固有のワーク座標系に基づき作成さ
れている。これに対し、ＮＣ工作機械の制御（移動）は
、各機械の動作の方向に対して各Ｘ，Ｙ，Ｚ軸を決定す
るＮＣ工作機械固有の機械座標系に基づき行われる。 そこで、ＮＣ工作機械によっては、機械座標系がワーク
固有のワーク座標系と異なるという場合が生じてくる。 すなわち、ワーク固有のワーク座標系は一般に用いられ
るＮＣ工作機械が旋盤やフライス盤であることから、こ
の旋盤やフライス盤等の工具の動作の方向に基づく、右
手直交座標系を用いる事が多い。従って、旋盤やフライ
ス盤等と工具動作方向が異なるＮＣ工作機械においては
、機械座標系がワーク固有のワーク座標系（右手直交座
標系）と異なる。

【０００４】そこで、旋盤やフライス盤等と工具動作方
向が異なるＮＣ工作機械で加工を行う場合、右手直交座
標系に基づくＮＣ加工プログラムはそのまま使用できな
いから、作業者（以下、オペレータという）は使用機械
の加工軸の機械座標系に合わせて加工データの座標系を
切換える作業を、例えば対話画面を参照しながらプログ
ラミング作業を行っていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図６にて示
す５平面加工用門形マシニングセンタのように１回の段
取りで、４側面と上面の５面加工が可能なＮＣ工作機械
がある。かかる５面加工用門形マシニングセンタは、加
工面毎に加工軸を切り換えて５面加工を行うものである
。すなわち、平面０は加工軸Ｍ０　を用いて加工し、平
面■は加工軸Ｍ１　を用いて加工し、平面■は加工軸Ｍ
２　を用いて加工し、平面■は加工軸Ｍ３　を用いて加
工し、平面■は加工軸Ｍ４　を用いて加工し、５面加工
を行う。 従って、５面加工用門形マシニングセンタで用いるＮＣ
加工プログラムを作成する場合、オペレータは５面加工
機の各加工面毎に独立したＮＣ加工プログラムを作成す
る必要があり、加工面（加工軸）が変わるたびに座標系
を頭の中で切換えねばならならないなど、作成作業が非
常に面倒であった。また、切り込み方向がＺ−，Ｘ＋，
Ｘ−，Ｙ＋，Ｙ−と切り換えるために、作成後のＮＣ加
工プログラムのチェックが難しいという問題があった。

【０００６】かかる課題を解決するために、本出願人は
、特開昭６１−２８６９０５号（特願昭６０−１２９２
４７号）公報にて、加工面毎に選択される工具に対応し
て座標軸を自動的に置き換えることによりプログラミン
グミスの解消と、作業時間の短縮化を図った座標軸自動
変換装置を提案している。

【０００７】この発明は、特開昭６１−２８６９０５号
の提案の変換処理をより容易なものに改良したものであ
り、その目的は、右手直交座標系（Ｚ軸の−方向の切り
込み）のＮＣ加工プログラムを軸切り換えによる変換と
ミラーイメージによる変換により５面加工機の各加工面
で使用するに好適な座標軸自動変換装置を提供すること
である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、この発明は、ワークと対向する主軸軸線と直交する
平面内をそれぞれの相対的な移動で加工を施す加工機械
における前記主軸の先端に該主軸軸線と直交する方向に
該方向を軸切換可能な工具主軸と、該加工機の加工を制
御するＮＣ加工プログラム・メモリと、各軸を駆動せし
めるモータに連結された補間器とを有する座標軸自動変
換装置において、前記補間器に連携して右手直交座標系
に基づき作成したＮＣ加工プログラムの加工平面を指定
する面呼び出し指令に基づき、この平面を加工する工具
主軸に対応した座標軸データの軸切り換え処理を行う第
１変換手段と、前記軸切り換え処理された座標軸データ
のミラーイメージ処理を行う第２変換手段とを用いて、
加工平面毎に選択される工具主軸に対応して座標軸を自
動的に置き換えることを特徴とする。

【０００９】

【作用】ＮＣ加工プログラムのプログラムアドレスを各
軸に対応させた直後に、右手直交座標系（Ｚ軸の−方向
の切り込み）のＮＣ加工プログラムを軸切り換えによる
変換手段とミラーイメージを併用して処理し、加工面毎
に選択される工具に対応して座標軸を自動的に変換処理
する。

【００１０】この座標軸変換処理により、５面加工機の
各加工面でも、右手直交座標系でのＮＣ加工プログラム
が使用できる。

【００１１】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
詳しく説明する。

【００１２】図１はこの発明を実施するＮＣ装置のブロ
ック図である。図において、１は右手直交座標系に基づ
き作成されたＮＣ加工プログラム、２はＮＣ加工プログ
ラム１を読み込みＮＣ加工プログラム・メモリに登録す
るプログラム入力部、３はＮＣ加工プログラム１をＮＣ
処理するプログラム処理部、４はＮＣ処理された移動量
を各Ｘ，Ｙ，Ｚ軸に補間する補間器、５は各軸のサーボ
機構である。

【００１３】プログラム処理部３は、送信されたＮＣ加
工プログラム１を解釈し、このＮＣ加工プログラム１を
各Ｘ，Ｙ，Ｚ軸に対応させる処理３１　と、加工する平
面を選択する平面選択Ｇコードの処理３２　と、選択さ
れた平面に対応して各Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の軸切り換えを行う
軸切換ａの処理３３（図３のフローチャート参照）と、
固定サイクルＧコードの処理３４　、ミラーイメージ処
理を行う軸切換ｂの処理３５　（図４のフローチャート
参照）と、その他のＧコードの処理３６　とを順次行い
、各Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の移動量を各軸補間器４を通してサー
ボ機構５に指令するものである。

【００１４】図２は軸切換処理３３　，３５　にて変換
されるデータの格納状態を説明する説明図である。この
データは、軸切換Ｇコード指令（例えば、Ｇ２４８，Ｇ
２４９等）や加工面選択Ｇコード指令（例えば、Ｇ２４
１，Ｇ２４２等）のグループ別Ｇコード・データと各軸
の軸指令・データと円弧の中心成分・データと平面選択
Ｇコードに対応する軸番号・データとから構成され、Ｎ
Ｃ加工プログラム１に予め挿入されているものとする。

【００１５】図３はこの軸切換ａの処理３３　のフロー
チャートである。この軸切換ａの処理はＮＣ加工プログ
ラム１（右手直交座標系）の各Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の移動量に
関するデータを図５に示す軸切換の規則に従って、機械
の各加工軸（加工平面）に対応するデータに変換する。 すなわち、ＮＣ加工プログラム１の１ブロックを読み取
り、軸切換Ｇコード指令が存在するかどうかを判断し（
ステップ１１）、軸切換Ｇコード指令が存在すれば、次
に加工平面選択Ｇコード指令が存在するかどうかを判断
し（ステップ１２）、加工平面選択Ｇコード指令が存在
すれば、加工平面選択Ｇコード指令に該当する加工平面
の各軸の軸指令に基づき変換処理し（ステップ１３）、
加工平面に対応して平面選択Ｇコードの軸選択番号を図
５に示す軸切換の規則に従って変換処理し（ステップ１
４）、軸切換ａの処理を終了する。

【００１６】例えば、図６にて示す５面加工用門形マシ
ニングセンタの加工平面■の場合、機械のＹ軸とＺ軸に
相当する軸データを交換（Ｙ軸の軸データをＺ軸に設定
し、Ｚ軸の軸データをＹ軸に設定）する。また、平面選
択の軸番号を図５に示す軸切換の規則に従ってＹ軸⇔Ｚ
軸に相当するように変換する。

【００１７】図４は軸切換ｂの処理のフローチャートで
ある。この軸切換ｂの処理は、軸切換ａの処理によって
変換されたデータに対して、図５に示す軸切換の規則に
従って、機械の各軸の相当する軸にミラーイメージをか
けることにより、相当する軸の符号を「−」あるいは「
＋」に反転処理する。

【００１８】すなわち、ＮＣ加工プログラム１の１ブロ
ックを読み取り、軸切換ａの処理と同様に、軸切換Ｇコ
ード指令が存在するかどうか、つづいて、加工平面選択
Ｇコード指令が存在するかどうかを判断し（ステップ２
１，２２）、軸切換Ｇコード指令あるいは加工平面選択
Ｇコード指令に対応する図５の軸切換の規則に従い、軸
指令の符号反転処理を行うかどうかを判断し（ステップ
２３）、符号反転処理を行わなければ、ステップ２５以
降の処理を行い、符号反転処理であれば、相当する軸指
令の符号を「−」あるいは「＋」に反転処理する（ステ
ップ２３）。

【００１９】ついで、円弧平面の符号反転処理を行うか
どうかを判断し（ステップ２５）、円弧平面の符号反転
処理を行わなければ、ステップ２７以降の処理を行い、
円弧平面の符号反転処理であれば、相当する円弧指令の
成分の符号を「−」あるいは「＋」に反転処理する（ス
テップ２６）。

【００２０】次に、円弧平面の１軸符号反転処理を行う
かどうかを判断し（ステップ２７）、円弧平面の１軸符
号反転処理を行わなければ、ステップ２９以降の処理を
行い、円弧平面の１軸符号反転処理であれば、相当する
円弧指令の廻る方向を反転処理する（ＧＯ２⇔Ｇ０３、
ステップ２６）。

【００２１】更に、補正平面の１軸符号反転処理を行う
かどうかを判断し（ステップ２９）、補正平面の１軸符
号反転処理を行わなければ、処理を終了し、補正平面の
１軸符号反転処理であれば、工具径補正の補正方向を反
転処理し（Ｇ４１⇔Ｇ４２、ステップ３０）、軸切換ｂ
の処理を終了する。

【００２２】例えば、図６にて示す５面加工用門形マシ
ニングセンタの加工平面■の場合、機械のＹ軸に関する
データに対してＸ軸対称でミラーイメージ処理を行う。 すなわち、このミラーイメージ処理ではＹ軸の軸データ
の符号を反転させる。

【００２３】また、ステップ２５およびステップ２６に
て示すようにＹ軸を含んだ円弧指令の場合は、Ｙ軸に相
当する円弧成分の符号を反転させ、ステップ２７および
ステップ２８にて示すようにＹ軸を含んだ円弧指令で円
弧平面内で１軸のミラーイメージ処理の場合は、円弧の
回る方向を反転（Ｇ０２⇔Ｇ０３）させる。さらに、ス
テップ２９およびステップ３０にて示すようにＹ軸を含
んだ補正平面が１軸のミラーイメージ処理の場合は、工
具径補正の補正方向（Ｇ４１⇔Ｇ４２）を反転させる。

【００２４】

【発明の効果】この発明は、右手直交座標系に基づき作
成したＮＣ加工プログラムの面呼び出し指令を、複数軸
の対応を図った軸切り換えによる変換手段とミラーイメ
ージによる変換手段とを用いて、加工面毎に選択される
工具に対応して座標軸を自動的に置き換えるように構成
したから、加工面毎に選択される工具に対応して座標軸
を自動的に置き換えることによりプログラミングミスの
解消と、プログラミング作成時間の短縮化を図れる。ま
た、特開昭６１−２８６９０５号（特願昭６０−１２９
２４７号）公報にて提案した変換装置より構成が一層簡
単になり、右手直交座標系でのＮＣ加工プログラムが所
定のＧコード・データを挿入するだけで使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を実施するＮＣ装置のブロック図であ
る。

【図２】軸切り換えの処理で変換するデータの格納状態
の説明図である。

【図３】この軸切換ａの処理のフローチャートである。

【図４】この軸切換ｂのミラーイメージ処理のフローチ
ャートである。

【図５】この発明の軸切換の規則の説明図である。

【図６】この発明を用いた５面加工用門形マシニングセ
ンタと加工面の説明図である。

【符号の説明】

１　　ＮＣ加工プログラム ２　　プログラム入力部 ３　　プログラム処理部 ４　　補間器 ５　　各軸のサーボ機構

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ワークと対向する主軸軸線と直交する
   平面内をそれぞれの相対的な移動で加工を施す加工機械
   における前記主軸の先端に該主軸軸線と直交する方向に
   該方向を軸切換可能な工具主軸と、該加工機の加工を制
   御するＮＣ加工プログラム・メモリと、各軸を駆動せし
   めるモータに連結された補間器とを有する座標軸自動変
   換装置において、前記補間器に連携して右手直交座標系
   に基づき作成したＮＣ加工プログラムの加工平面を指定
   する面呼び出し指令に基づき、この平面を加工する工具
   主軸に対応した座標軸データの軸切り換え処理を行う第
   １変換手段と、前記軸切り換え処理された座標軸データ
   のミラーイメージ処理を行う第２変換手段とを用いて、
   加工平面毎に選択される工具主軸に対応して座標軸を自
   動的に置き換えることを特徴とする座標軸自動変換装置
   。