JPH11327624A - Numerical controller with feed speed controlling function - Google Patents
Numerical controller with feed speed controlling functionInfo
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- JPH11327624A JPH11327624A JP14205998A JP14205998A JPH11327624A JP H11327624 A JPH11327624 A JP H11327624A JP 14205998 A JP14205998 A JP 14205998A JP 14205998 A JP14205998 A JP 14205998A JP H11327624 A JPH11327624 A JP H11327624A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、送り速度制限機能
付数値制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a numerical controller having a feed speed limiting function.
【0002】[0002]
【従来の技術】加工プログラムや手動パルス発生器また
はガイダンス用操作ハンドル等からの移動指令に基いて
工具またはワークに送りを掛けて切削加工を行う数値制
御装置が公知である。2. Description of the Related Art There is known a numerical controller for performing cutting by feeding a tool or a work based on a machining program or a movement command from a manual pulse generator or a guidance operation handle.
【0003】この種の数値制御装置において加工プログ
ラムをプレイバックして切削加工を行うような場合、最
適化された工具送り速度が予め加工プログラムで与えら
れているので、多くの場合、切削送り速度に関する問題
が発生することはないが、手動パルス発生器やガイダン
ス用操作ハンドル等による手動操作で工具やワークに送
りを掛けて切削加工を行うような場合には、オペレータ
の操作ミス等で工具やワークの送り速度が許容範囲を超
えて大きくなる可能性があり、いわゆる重切削となっ
て、ワークに対する工具の異常な食い込みや過剰な削り
込み、または、工具の折損等の事故に繋がる場合があ
る。[0003] In the case of performing cutting by playing back a machining program in this type of numerical controller, an optimized tool feed speed is given in advance by the machining program. Problem does not occur, but when cutting is performed by manually feeding a tool or workpiece with a manual pulse generator or guidance operation handle, etc. The feed rate of the workpiece may exceed the allowable range and increase, resulting in so-called heavy cutting, which may lead to abnormal biting or excessive cutting of the tool into the workpiece, or accidents such as breakage of the tool .
【0004】特に、旋削に用いるバイト等の工具のよう
に、ワークに対する刃先の切り込み方向によって切削可
能な送り速度に著しい相違を生じたり、また、切削が不
可能となる領域が生じたりする刃物の場合では、正常な
切削加工が可能な最大送り速度が工具の移動方向によっ
て様々に変化するので、手動パルス発生器やガイダンス
用操作ハンドル等による手動操作で工具やワークに送り
を掛けて切削加工を行うような場合、送り速度の調整が
非常に困難となる。[0004] In particular, such as a tool such as a cutting tool used for turning, there is a remarkable difference in a cutting feed speed depending on a cutting direction of a cutting edge with respect to a workpiece, or a cutting tool in which an area where cutting is impossible occurs. In some cases, the maximum feed speed at which normal cutting can be performed varies in various ways depending on the direction of tool movement.Therefore, cutting is performed by manually feeding the tool or workpiece with a manual pulse generator or guidance operation handle. In such a case, it becomes very difficult to adjust the feed speed.
【0005】例えば、旋削加工を行う場合、バイトの形
状によっては同じ刃物を使用して円筒削リと端面削リの
両方をこなすことも可能であるが、円筒削リの場合と端
面削リの場合とでは許容される最大送り速度に違いがあ
り、また、円筒削リ専用のバイトを用いて円筒削リを実
施するような場合であっても、回転体の外形が2次曲線
を描いているような場合では、厳密には、切削個所によ
って刃物とワークの成す角が変動するので、正常な切削
加工が可能な最大送り速度にも微妙な変化が生じ、切削
負荷が過剰となる特定の部分に削り込みが生じる等の問
題がある。For example, in the case of turning, it is possible to use the same tool to perform both cylindrical cutting and end face cutting, depending on the shape of the cutting tool. There is a difference in the maximum feed rate that is allowed in the case, and even when performing cylindrical cutting using a special cutting tool, the outer shape of the rotating body draws a quadratic curve. Strictly speaking, the angle formed by the cutting tool and the workpiece fluctuates depending on the cutting location. There is a problem that a portion is cut off.
【0006】当然、安全をみて工具送り速度を遅めに設
定すれば加工が長引くし、工具送り速度を速めに設定し
てしまうと、相対的に切削量が増大する特定の個所で削
り込みが発生する等の弊害が生じる。Naturally, if the tool feed speed is set lower for safety, machining is prolonged. If the tool feed speed is set higher, cutting is performed at a specific location where the cutting amount relatively increases. The adverse effects such as occurrence of such a problem occur.
【0007】また、加工プログラムをプレイバックして
切削加工を行うような場合であっても、加工プログラム
の速度指令はブロック単位で設定されるようになってい
るので、外形が2次曲線を描くような回転体を加工する
ような場合、例えば、円弧部分等を加工するような場合
では、前記と同様、切削個所によって刃物とワークの成
す角が変動するといった問題があり、部分的な重切削に
よって削り込みが発生する可能性がある。Further, even in the case where cutting is performed by playing back a machining program, since the speed command of the machining program is set in block units, the outer shape draws a quadratic curve. In the case of processing such a rotating body, for example, in the case of processing an arc portion or the like, similarly to the above, there is a problem that the angle formed by the cutting tool and the workpiece varies depending on the cutting location, and partial heavy cutting is performed. There is a possibility that shaving occurs.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、前記従来技術の欠点を解消し、常に最適な送り速度
で切削加工を行うことのできる送り速度制限機能付数値
制御装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a numerical controller having a feed speed limiting function capable of solving the above-mentioned drawbacks of the prior art and always performing cutting at an optimum feed speed. It is in.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、工具またはワ
ークの移動方向をリアルタイムで算出する移動方向算出
手段と、工具またはワークの送り速度の上限値を工具ま
たはワークの移動方向に対応させて記憶する規制値記憶
手段と、前記移動方向算出手段で算出された工具または
ワークの移動方向と前記規制値記憶手段に記憶された上
限値とに基づいて、送り速度の現在値が上限値を超えな
いように工具またはワークの送り速度を規制する送り速
度制限手段とを備えたことを特徴とする構成により前記
課題を達成した。According to the present invention, a moving direction calculating means for calculating a moving direction of a tool or a work in real time, and an upper limit value of a feed speed of the tool or the work corresponding to the moving direction of the tool or the work. The stored regulation value storage means, and the present value of the feed speed exceeds the upper limit value based on the moving direction of the tool or the work calculated by the movement direction calculation means and the upper limit value stored in the regulation value storage means. The above object has been achieved by a configuration characterized by comprising a feed speed restricting means for restricting a feed speed of a tool or a work so as not to cause the problem.
【0010】また、工具種別毎の規制値記憶手段を設
け、装着されている工具の種別に応じた規制値記憶手段
を選択して工具またはワークの送り速度を規制すること
により、様々な加工に対処できるようにした。[0010] In addition, by providing regulation value storage means for each tool type, selecting the regulation value storage means according to the type of the installed tool and regulating the feed speed of the tool or work, it is possible to perform various processing. I can deal with it.
【0011】更に、切削加工時に限定して工具またはワ
ークの送り速度を規制することにより、工具の空送りや
アプローチ動作の際に工具動作が不必要に制限されるの
を防止し、全体的な加工効率を向上させた。Further, by restricting the feed speed of the tool or the work only during the cutting operation, the tool operation is not unnecessarily restricted at the time of the idle feed or the approach operation of the tool, and the overall operation is prevented. Improved processing efficiency.
【0012】切削加工中であるか否かの判定は、例え
ば、工具またはワークに送りを掛けるサーボモータの負
荷を検出し、その値を設定値と比較することで達成され
得る。The determination as to whether or not cutting is being performed can be achieved, for example, by detecting the load of a servomotor that feeds a tool or a work, and comparing that value with a set value.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。図1は本発明を適用した一実施形態
の送り速度制限機能付数値制御装置10と該数値制御装
置10によって駆動制御される工作機械、例えば、旋盤
等の要部を示すブロック図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a numerical controller 10 having a feed speed limiting function according to an embodiment of the present invention and a main part of a machine tool, for example, a lathe, which is driven and controlled by the numerical controller 10.
【0014】プロセッサ11は数値制御装置10を全体
的に制御するプロセッサであり、バス21を介してRO
M12に格納されたシステムプログラムを読み出し、こ
のシステムプログラムに従って、数値制御装置10を全
体的に制御する。RAM13は一時記憶用のメモリであ
る。The processor 11 is a processor that controls the numerical controller 10 as a whole, and
The system program stored in M12 is read, and the numerical controller 10 is entirely controlled according to the system program. The RAM 13 is a memory for temporary storage.
【0015】CMOSメモリ14は図示しないバッテリ
でバックアップされ、数値制御装置10の電源がオフに
されても記憶状態が保持される不揮発性メモリとして構
成されており、工具送り速度の上限値を工具の移動方向
に対応させて記憶した上限値記憶ファイルもCMOSメ
モリ14内に格納されている。The CMOS memory 14 is configured as a non-volatile memory that is backed up by a battery (not shown) and retains the stored state even when the power of the numerical controller 10 is turned off. The upper limit value storage file stored corresponding to the moving direction is also stored in the CMOS memory 14.
【0016】インターフェイス15は外部機器用のイン
ターフェイスであり、紙テープリーダ,紙テープパンチ
ャー等の外部機器72が接続される。紙テープリーダか
らはNCプログラムが読み込まれ、また、数値制御装置
10内で編集されたNCプログラムを紙テープパンチャ
ーに出力することもできる。The interface 15 is an interface for an external device, to which an external device 72 such as a paper tape reader and a paper tape puncher is connected. The NC program is read from the paper tape reader, and the NC program edited in the numerical controller 10 can be output to the paper tape puncher.
【0017】PMC(プログラマブル・マシン・コント
ローラ)16は数値制御装置10に内蔵されたシーケン
スプログラムで工作機械を制御する。即ち、NCプログ
ラムで指令された機能に従って、これらシーケンスプロ
グラムで工作機械側で必要な信号に変換し、I/Oユニ
ット17から工作機械側に出力する。この出力信号によ
り工作機械側の各種アクチュエータが作動する。また、
工作機械側のリミットスイッチ等の信号を受け、必要な
処理をしてプロセッサ11に渡す。A PMC (programmable machine controller) 16 controls the machine tool by a sequence program stored in the numerical controller 10. That is, in accordance with the functions instructed by the NC program, these sequence programs convert the signals into necessary signals on the machine tool side, and output the signals from the I / O unit 17 to the machine tool. Various actuators on the machine tool are operated by this output signal. Also,
A signal from a limit switch or the like on the machine tool is received, necessary processing is performed, and the signal is passed to the processor 11.
【0018】各軸の現在位置,アラーム,パラメータ,
画像データ等の画像信号はCRT/MDIユニット70
のディスプレイに送られて表示される。インターフェイ
ス18はCRT/MDIユニット70のキーボードから
のデータを受けてプロセッサ11に渡す。インターフェ
イス19はX軸用,Z軸用およびガイダンス用の3つの
手動パルス発生器によって構成される手動パルス発生器
群71に接続され、これらの手動パルス発生器からのパ
ルスを受ける。The current position of each axis, alarm, parameter,
An image signal such as image data is transmitted to a CRT / MDI unit 70.
Is sent to the display. The interface 18 receives data from the keyboard of the CRT / MDI unit 70 and passes the data to the processor 11. The interface 19 is connected to a manual pulse generator group 71 composed of three manual pulse generators for X-axis, Z-axis and guidance, and receives pulses from these manual pulse generators.
【0019】X軸用,Z軸用およびガイダンス用の3つ
の手動パルス発生器は、図5に示されるような工作機械
側の操作盤113に実装され、各手動パルス発生器に
は、X軸用操作ハンドル108,Z軸用操作ハンドル1
09,ガイダンス用操作ハンドル111が取り付けられ
ている。The three manual pulse generators for the X-axis, the Z-axis, and the guidance are mounted on the operation panel 113 on the machine tool side as shown in FIG. Operating handle 108, Z axis operating handle 1
09, a guidance operation handle 111 is attached.
【0020】X軸用操作ハンドル108とZ軸用操作ハ
ンドル109は完全な手動操作のための操作ハンドルで
あり、いずれか一方を操作すれば、その操作量とハンド
ル回転速度に応じて工具がX軸方向またはZ軸方向に移
動し、更に、X軸用操作ハンドル108とZ軸用操作ハ
ンドル109を同時に操作すれば、その操作量とハンド
ル回転速度比に比例して工具がX−Z平面内で移動す
る。The X-axis operation handle 108 and the Z-axis operation handle 109 are operation handles for complete manual operation. When one of them is operated, the tool is moved to the X-axis according to the operation amount and the handle rotation speed. If the tool is moved in the axial direction or the Z-axis direction, and the X-axis operation handle 108 and the Z-axis operation handle 109 are simultaneously operated, the tool moves in the XZ plane in proportion to the operation amount and the handle rotation speed ratio. Move with.
【0021】また、選択スイッチ110は、ガイダンス
用操作ハンドル111の操作によって加工プログラム上
の加工経路に沿って工具を移動させるか、もしくは、ガ
イダンス用操作ハンドル111の操作によって工具にア
プローチ動作を行わせるかを選択するためのもので、方
向選択キー112は、ガイダンス用操作ハンドル111
を操作して加工経路に沿って工具を移動させる際の工具
送り方向の順行/逆行を指定するために用いる。The selection switch 110 operates the guidance operation handle 111 to move the tool along the machining path in the machining program, or causes the tool to perform an approach operation by operating the guidance operation handle 111. The direction selection key 112 is used to select the guidance operation handle 111.
Is used to specify the forward / reverse direction of the tool feed direction when moving the tool along the machining path by operating.
【0022】選択スイッチ110により前者の機能を選
択してガイダンス用操作ハンドル111を操作した場合
の工具の送り方向は、加工プログラム上の加工経路によ
って規制され、工具の移動速度のみがガイダンス用操作
ハンドル111のハンドル回転速度に応じて変化する。When the former function is selected by the selection switch 110 and the guidance operation handle 111 is operated, the feed direction of the tool is regulated by the machining path in the machining program, and only the moving speed of the tool is controlled by the guidance operation handle. It changes according to the steering wheel rotation speed of 111.
【0023】操作盤113には、更に、主軸の回転を開
始させるためのスピンドルスイッチ101、その回転を
停止させるためのスピンドル停止スイッチ102、工具
先端に加工液を供給するためのクーラントスイッチ10
3、クーラントの供給を停止させるためのクーラント停
止スイッチ104、刃物台の工具を自動交換するための
工具交換スイッチ105、手動運転で生成した加工経路
を加工プログラムとして記憶させるためのティーチング
スイッチ106、教示した加工プログラムを実行させる
ためのプレイバックスイッチ107等が設けられ、これ
らのスイッチからの信号はI/Oユニット17およびP
MC16を介してプロセッサ11に渡される。The operation panel 113 further includes a spindle switch 101 for starting rotation of the spindle, a spindle stop switch 102 for stopping the rotation, and a coolant switch 10 for supplying a machining fluid to the tip of the tool.
3. Coolant stop switch 104 for stopping the supply of coolant, tool change switch 105 for automatically changing the tool of the tool rest, teaching switch 106 for storing the machining path generated by manual operation as a machining program, teaching A playback switch 107 and the like for executing the processed machining program are provided. Signals from these switches are transmitted to the I / O unit 17 and P
It is passed to the processor 11 via the MC 16.
【0024】軸制御回路30,31はプロセッサ11か
らの各軸の移動指令パルスを受けてサーボアンプ40,
41に出力する。サーボアンプ40,41はこの指令を
受けて各軸のサーボモータ50,51を駆動する。X,
Z軸のサーボモータ50,51には位置速度検出用のパ
ルスコーダが内蔵されており、これらのパルスコーダか
らのフィードバック信号が軸制御回路30,31にフィ
ードバックされる。また、軸制御回路30,31に内蔵
されたサーボ制御CPUの各々はこれらのフィードバッ
ク信号と前述の移動指令とに基いて位置ループ,速度ル
ープ,電流ループの各処理を行い、最終的な駆動制御の
ための電流指令を各軸毎に求めて各軸のサーボモータ5
0,51の位置,速度を制御する。The axis control circuits 30 and 31 receive a movement command pulse for each axis from the processor 11 and
41. The servo amplifiers 40 and 41 receive the command and drive the servo motors 50 and 51 of each axis. X,
The Z-axis servo motors 50 and 51 have built-in pulse coders for detecting position and speed, and feedback signals from these pulse coders are fed back to the axis control circuits 30 and 31. Further, each of the servo control CPUs incorporated in the axis control circuits 30 and 31 performs each processing of a position loop, a speed loop, and a current loop based on these feedback signals and the above-described movement command, and performs final drive control. Current command for each axis is calculated for each axis,
The positions and speeds of 0 and 51 are controlled.
【0025】スピンドル制御回路60はスピンドル回転
指令およびスピンドルのオリエンテーション等の指令を
受けて、スピンドルアンプ61にスピンドル速度信号を
出力する。スピンドルアンプ61はこのスピンドル速度
信号を受けて、スピンドルモータ62を指令された回転
速度で回転させる。また、オリエンテーション指令によ
って、所定の位置にスピンドルモータ62の回転位置を
位置決めする。The spindle control circuit 60 outputs a spindle speed signal to the spindle amplifier 61 in response to a spindle rotation command and a command such as spindle orientation. Upon receiving the spindle speed signal, the spindle amplifier 61 rotates the spindle motor 62 at the commanded rotation speed. Further, the rotational position of the spindle motor 62 is positioned at a predetermined position in accordance with the orientation command.
【0026】図4は、CMOSメモリ14に格納された
上限値記憶ファイル(規制値記憶手段)の一例を示す概
念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram showing an example of an upper limit value storage file (restriction value storage means) stored in the CMOS memory 14.
【0027】本実施形態においては、工具となるバイト
1が図2に示すようにX−Z平面内で縦横に移動するも
のとして、その移動方向を45°のピッチで8つの方向
性に分類し、それぞれの方向性に対して許容される切削
送り速度の上限値が規制値として上限値記憶ファイルに
記憶されている。In this embodiment, assuming that the cutting tool 1 as a tool moves vertically and horizontally in the XZ plane as shown in FIG. 2, the moving direction is classified into eight directions at a pitch of 45 °. The upper limit value of the cutting feed speed allowed for each direction is stored in the upper limit value storage file as a regulation value.
【0028】無論、バイト1等を始めとする切削工具の
種類によって切削が可能な方向や各送り方向に対して許
容される切削送り速度は様々に異なるので、移動方向の
分割数や分割ピッチの角度、また、分割を等ピッチとす
るか不等ピッチとするか等については各工具の種類に応
じて決定する必要があり、該数値制御装置10で駆動制
御する旋盤に取り付けて用いる可能性のある工具毎に、
最適化した上限値記憶ファイルを予め作成して、工具番
号等に対応させてCMOSメモリ14に登録しておくよ
うにする。Needless to say, the direction in which cutting can be performed and the cutting feed speed allowed for each feed direction vary depending on the type of cutting tool such as the cutting tool 1 and the like. It is necessary to determine the angle and whether the division is to be performed at an equal pitch or an unequal pitch, depending on the type of each tool. For each tool,
An optimized upper limit value storage file is created in advance and registered in the CMOS memory 14 in association with the tool number and the like.
【0029】図6はプロセッサ11が加工プログラムや
各種ハンドル108,109,111からの移動指令を
受けて所定周期毎の各軸の移動指令(=速度)を算出す
る際に実施する速度制限処理の概略を示すフローチャー
トである。FIG. 6 shows a speed limiting process which is executed when the processor 11 receives a machining program and a movement command from the various handles 108, 109, 111 and calculates a movement command (= speed) of each axis at a predetermined cycle. It is a flowchart which shows an outline.
【0030】実質的な位置,速度,電流ループの各処理
に関しては従来と同様であるので、ここでは特に説明し
ない。The actual position, speed, and current loop processes are the same as those in the related art, and therefore will not be described here.
【0031】速度制限処理を開始したプロセッサ11
は、まず、各軸の軸制御回路30,31およびサーボア
ンプ40,41を介してX,Z軸のサーボモータ50,
51の駆動電流Ix,Izの値、要するに、バイト1に
送りを掛けるX,Z軸のサーボモータ50,51に作用
している負荷Ix,Izの値を読み込み(ステップS
1)、その合成負荷Ix2+Iz2が設定値Is2 を超え
ているか否かを判別する(ステップS2)。The processor 11 which has started the speed limiting process
First, the X, Z axis servo motors 50,
The values of the drive currents Ix and Iz at 51, in other words, the values of the loads Ix and Iz acting on the X and Z axis servomotors 50 and 51 for feeding the byte 1 are read (step S).
1) It is determined whether or not the combined load Ix 2 + Iz 2 exceeds the set value Is 2 (step S2).
【0032】設定値Is2 はバイト1が加工素材2を切
削しているか否かを判定するための設定値であり、アプ
ローチ動作や加工経路外のバイト1の早送り動作、およ
び、既に加工が完了している面に対してバイト1をトレ
ースする際にX,Z軸のサーボモータ50,51に作用
する負荷Ix0 2+Iz0 2に比べて僅かに大きめに設定し
ておく。The set value Is 2 is a set value for determining whether or not the cutting tool 1 is cutting the work material 2. The setting operation Is 2 is an approach operation, a rapid feed operation of the cutting tool 1 outside the processing path, and processing has already been completed. X when tracing the bytes 1 against it has a plane, and is set slightly larger than the load Ix 0 2 + Iz 0 2 acting on the servomotor 50 and 51 of the Z-axis.
【0033】従って、加工プログラムのプレイバック動
作中であろうと、ガイダンス用操作ハンドル111もし
くはX軸用操作ハンドル108やZ軸用操作ハンドル1
09の操作中であろうと、ステップS2の判別結果が偽
となった場合には、アプローチ動作や加工経路外のバイ
ト1の早送り動作、もしくは、既に加工が完了している
面に対してバイト1をトレースするための送り動作が実
施されていることを意味し、また、ステップS2の判別
結果が真となった場合には、何らかのかたちでバイト1
による実際の切削動作が実施されていることを意味す
る。Therefore, regardless of whether the machining program is being played back, the operation handle 111 for guidance, the operation handle 108 for X-axis, the operation handle 1 for Z-axis,
If the result of the determination in step S2 is false regardless of whether the operation is in operation 09 or not, the approach operation, the rapid traverse operation of byte 1 outside the machining path, or the byte 1 with respect to the face that has already been machined is performed. Means that the sending operation for tracing is performed, and if the result of the determination in step S2 is true, the byte 1
Means that the actual cutting operation is performed.
【0034】ステップS2の判別結果が偽となった場
合、工具であるバイト1による実質的な切削動作は行わ
れていないので、工具送り速度に制限を加える必要はな
く、プロセッサ11は、加工プログラムもしくはガイダ
ンス用操作ハンドル111やX軸用操作ハンドル10
8,Z軸用操作ハンドル109の操作量および操作速度
に応じた移動指令Vを、そのままX,Z各軸の軸制御回
路30,31に出力してバイト1の送りを駆動制御する
(ステップS7)。When the result of the determination in step S2 is false, since the actual cutting operation by the cutting tool 1 is not performed, it is not necessary to limit the tool feed speed. Alternatively, the guidance operation handle 111 or the X-axis operation handle 10
8. The movement command V corresponding to the operation amount and operation speed of the Z-axis operation handle 109 is directly output to the axis control circuits 30 and 31 of the X and Z axes to drive and control the feed of the byte 1 (step S7). ).
【0035】従って、工具送り速度の制限がバイト1の
アプローチ動作や加工経路外のバイト1の早送り動作に
影響を与えることはなく、加工開始位置へのバイト1の
移動や次の加工位置へのバイト1の移動等は、加工プロ
グラムによる指定速度またはガイダンス用操作ハンドル
111やX軸用操作ハンドル108,Z軸用操作ハンド
ル109の操作速度に応じて高速に実施することができ
る。Accordingly, the limitation of the tool feed speed does not affect the approach operation of the cutting tool 1 and the rapid traverse operation of the cutting tool 1 outside the machining path, and the movement of the cutting tool 1 to the machining start position and the movement to the next machining position. The movement of the cutting tool 1 can be performed at a high speed in accordance with the speed specified by the machining program or the operation speed of the guidance operation handle 111, the X-axis operation handle 108, and the Z-axis operation handle 109.
【0036】また、ステップS2の判別結果が真となっ
て切削加工中であることが検出された場合、プロセッサ
11は、加工プログラムもしくはガイダンス用操作ハン
ドル111またはX軸用操作ハンドル108やZ軸用操
作ハンドル109の操作量および操作速度に基づいてバ
イト1の移動方向をリアルタイムで算出し(ステップS
3)、更に、現段階で刃物台に装着されているバイト1
の工具番号、要するに、直前の工具交換指令で指定され
たバイト1の工具番号を参照して、その工具番号に対応
する図4のような上限値記憶ファイルから、ステップS
3の処理で算出した移動方向に対応して記憶された切削
送り速度の上限値Vmax.の値を読み込んで(ステッ
プS4)、加工プログラムもしくはハンドル操作で与え
られた移動指令Vとの大小関係を比較する(ステップS
5)。If the result of the determination in step S2 is true and it is detected that cutting is being performed, the processor 11 operates the machining handle or guidance operation handle 111, the X-axis operation handle 108, or the Z-axis operation handle. The moving direction of the cutting tool 1 is calculated in real time based on the operation amount and operation speed of the operation handle 109 (step S).
3) In addition, the cutting tool 1 currently mounted on the tool post
Referring to the tool number of byte 1, that is, the tool number of byte 1 designated by the immediately preceding tool change command, the upper limit value storage file as shown in FIG.
3 and the upper limit value Vmax. Of the cutting feed speed stored corresponding to the moving direction calculated in the process of FIG. Is read (step S4), and the magnitude relation with the movement command V given by the machining program or the handle operation is compared (step S4).
5).
【0037】そして、加工プログラムもしくはハンドル
操作で与えられた移動指令Vが上限値Vmax.を超え
ていなければ、前記と同様にして加工プログラムもしく
はハンドル操作で与えられた移動指令Vをそのまま出力
し(ステップS7)、また、加工プログラムもしくはハ
ンドル操作で与えられた移動指令Vが上限値Vmax.
を超えていた場合には、加工プログラムもしくはハンド
ル操作で与えられた移動指令Vに代えて(ステップS
6)、現在の工具および工具送り方向に対して許容され
る安全な工具送り速度の上限値Vmax.を出力する
(ステップS7)。Then, the movement command V given by the machining program or the handle operation is changed to the upper limit value Vmax. If not, the movement command V given by the machining program or the handle operation is output as it is in the same manner as described above (step S7), and the movement command V given by the machining program or the handle operation is changed to the upper limit value Vmax. .
Is exceeded (step S) instead of the movement command V given by the machining program or the handle operation.
6), the upper limit value Vmax. Of the safe tool feed speed allowed for the current tool and the tool feed direction. Is output (step S7).
【0038】従って、オペレータがガイダンス用操作ハ
ンドル111またはX軸用操作ハンドル108やZ軸用
操作ハンドル109を用いてバイト1に手動送りを掛け
ながら切削作業を行うような場合、または、加工プログ
ラム上の送り速度として誤って過剰な切削送り速度が設
定されていたような場合であっても、切削能力以上の重
切削によって加工素材2に食い込みが生じたり、バイト
1の折損事故が生じたりすることはない。Therefore, when the operator performs a cutting operation while manually feeding the cutting tool 1 using the guidance operation handle 111, the X-axis operation handle 108, or the Z-axis operation handle 109, Even if an excessive cutting feed rate is set by mistake as the feed rate of the workpiece, heavy cutting exceeding the cutting ability may cause cutting into the workpiece 2 or breakage of the cutting tool 1 There is no.
【0039】また、回転体の外形が2次曲線を描いてい
るような場合には、加工位置によって変動するバイト1
の移動方向に応じて、各移動方向毎に定められた送り速
度の上限値Vmax.による規制が掛かるので、円弧等
を始めとする2次曲線の輪郭をプログラム制御で加工す
るような場合においても、不用意な重切削による削り込
み等を防止して精密な加工を達成することができる。In the case where the outer shape of the rotator draws a quadratic curve, the cutting tool 1 which varies depending on the machining position is used.
, The upper limit value Vmax. Of the feed speed determined for each moving direction. Therefore, even if the contour of a quadratic curve such as an arc is machined under program control, it is possible to prevent inadvertent heavy cutting and achieve precise machining. it can.
【0040】加工プログラムで送り速度を指定する場
合、送り速度の指定が可能な最小加工単位が1ブロック
に制限されるので、加工プログラム上の指令送り速度を
どの様に調整したとしても、1ブロックで指令された円
弧等の2次曲線の輪郭を全区間に亘って最適の送り速度
で切削することはできないが、本実施形態の場合、工具
の移動指令の算出周期毎にリアルタイムで工具の移動方
向を求め、その移動方向に対応して工具送り速度の最大
値を規制するようにしているので、1加工ブロックとい
った指令送り速度の設定単位に制限されることなく、常
に工具の送り方向に応じた最適の工具送り速度で切削加
工を行うことが可能となる。When the feed rate is designated by the machining program, the minimum machining unit for which the feed rate can be designated is limited to one block. Therefore, no matter how the commanded feed rate in the machining program is adjusted, one block is required. It is not possible to cut the contour of a quadratic curve such as an arc specified by the above at the optimum feed rate over the entire section. However, in the case of the present embodiment, the movement of the tool is performed in real time for each calculation cycle of the tool movement command. Since the direction is determined and the maximum value of the tool feed speed is regulated in accordance with the direction of movement, it is not limited to the command feed speed setting unit such as one machining block, but always responds to the tool feed direction. It is possible to perform cutting at the optimum tool feed speed.
【0041】例えば、図3の例に示すように円柱状の加
工素材2の端面外周部に1/4円弧の周溝を形成するよ
うな場合、加工プログラム上ではA−Bの円弧区間が1
つの加工ブロックとして定義されるので、この1ブロッ
クに対しては単一の送り速度しか指定できず、の区間
に対してもの区間に対しても同じ工具送り速度を適用
する以外にない。For example, as shown in the example of FIG. 3, in the case where a circumferential groove of 1/4 arc is formed on the outer peripheral portion of the end face of the cylindrical processing material 2, the arc section AB is 1 in the machining program.
Since it is defined as one machining block, only a single feed speed can be specified for this one block, and there is no other choice but to apply the same tool feed speed to the section.
【0042】そこで、もし、図4に示すようにの区間
に合わせて最大送り速度0.5m/min.を円弧区間A−B
に設定したとすると、必然的に、の区間においても
0.5m/min.の送り速度が適用されることになる。しか
し、実際にはの区間で適用できる最大送り速度は0.
1m/min.であり、の区間が重切削となって削り込み等
の加工異常が生じる可能性がある。Therefore, if the maximum feed speed is 0.5 m / min. In accordance with the section shown in FIG.
, A feed speed of 0.5 m / min. Is inevitably applied to the section. However, in practice, the maximum feed rate that can be applied in a section is 0.
It is 1 m / min., And the section of heavy machining may cause machining abnormalities such as cutting.
【0043】また、の区間に正常な加工を行うことを
優先して円弧区間A−Bに対して0.1m/min.の送り速
度を設定したとすると、の区間においても0.1m/mi
n.の送り速度が適用されることになり、円弧区間A−B
の加工時間が全体として冗長されるといった問題が生じ
る。If a feed speed of 0.1 m / min. Is set for the circular arc section AB with priority given to performing normal machining in the section, the 0.1 m / min.
n. The feed speed of n. will be applied, and the arc section AB
There is a problem that the machining time is redundant as a whole.
【0044】本実施形態においては、区間と区間に
適用される最大送り速度のうち値の大きな方の送り速
度、即ち、の区間に適用される最大送り速度0.5m/
min.、もしくは、それよりも大きな値を円弧区間A−B
の送り速度として加工プログラム上に設定しておけば、
工具移動方向が315°〜360°の範囲にある図3の
の区間に対してはその区間の上限値である0.5m/mi
n.の切削送り速度が適用され、また、工具移動方向が2
70°〜315°の範囲にある図3のの区間に対して
はその区間の上限値である0.1m/min.の切削送り速度
が適用されることになるので、重切削による削り込みが
生じたり全体の加工時間が冗長されたりするといった問
題を解消して、精密かつ円滑な加工を達成することがで
きる。In this embodiment, the feed rate having the larger value among the sections and the maximum feed rate applied to the section, that is, the maximum feed rate 0.5 m /
min. or a value larger than min.
If you set it as a feed rate on the machining program,
For the section of FIG. 3 in which the tool moving direction is in the range of 315 ° to 360 °, the upper limit value of the section is 0.5 m / mi.
n. The feed rate of cutting is applied, and the tool moving direction is 2
Since the cutting feed rate of 0.1 m / min, which is the upper limit of the section, is applied to the section of FIG. 3 in the range of 70 ° to 315 °, cutting by heavy cutting is performed. It is possible to eliminate the problems that occur and make the entire processing time redundant, thereby achieving precise and smooth processing.
【0045】なお、図4において工具移動方向が180
°〜225°の範囲となるの方向、および、工具移動
方向が225°〜270°の範囲となるの方向に対し
ては切削送り速度の上限値を0m/min.として設定してい
るが、これはバイト1を用いた切削加工が不可能な領域
への工具送り、例えば、刃のない部分で加工素材2を切
削しようとする誤操作を防止することを目的としてい
る。In FIG. 4, the tool moving direction is 180
Although the upper limit of the cutting feed rate is set as 0 m / min. For the direction of the range of ° to 225 ° and the direction of the tool moving direction of the range of 225 to 270 °, The purpose of this is to prevent a tool feed to an area where cutting using the cutting tool 1 is impossible, for example, to prevent an erroneous operation of cutting the work material 2 in a portion without a blade.
【0046】当然、の方向に送りを掛けて切削を行っ
てからの方向にバイト1を逃がしたり、または、の
方向に送りを掛けて切削を行ってからの方向にバイト
1を逃がしたりといった操作を行うこともあるが、加工
素材2からバイト1を退避させる場合にはバイト1に実
質的な切削負荷が作用しないので、図6におけるステッ
プS2の判別結果が偽となり、バイト1の退避動作、つ
まり、の方向やの方向への工具送りは許容される。Naturally, operations such as feeding in the natural direction and cutting the tool 1 and letting the cutting tool 1 escape in the direction after cutting, or feeding in the direction and cutting and cutting the tool 1 in the direction after cutting are performed. However, when the cutting tool 1 is retracted from the workpiece 2, a substantial cutting load does not act on the cutting tool 1, so that the determination result of step S <b> 2 in FIG. In other words, the tool feed in the direction and the direction is allowed.
【0047】以上、一実施形態としてバイト1を用いた
切削加工を例にとって説明したが、前述した通り、数値
制御装置10で駆動制御する旋盤に取り付ける工具の種
別毎に上限値記憶ファイルを作成してCMOSメモリ1
4に登録するようにしているので、刃物台に装着した工
具の種別に応じて常に最適の加工制御を実施することが
できる。As described above, the cutting process using the cutting tool 1 has been described as an example of the embodiment. As described above, the upper limit value storage file is created for each type of tool attached to the lathe driven and controlled by the numerical controller 10. CMOS memory 1
4, the optimum machining control can always be performed according to the type of the tool mounted on the tool rest.
【0048】無論、3軸以上の送り軸を備えた工作機
械、例えば、フライス盤等に対して本発明を適用しても
よい。Of course, the present invention may be applied to a machine tool having three or more feed shafts, such as a milling machine.
【0049】[0049]
【発明の効果】本発明によれば、工具の移動方向および
工具の種別に応じて常に最適な送り速度で切削加工を行
うことができるので、手動運転時におけるハンドル操作
が不適当な場合や加工プログラムに設定された工具送り
速度が不適当な場合であっても、重切削による削り込み
の発生を防止して円滑な加工作業を実施することができ
る。According to the present invention, it is possible to carry out cutting at an optimum feed speed at all times according to the moving direction of the tool and the type of the tool. Even when the tool feed speed set in the program is inappropriate, it is possible to prevent the occurrence of cutting due to heavy cutting and perform a smooth machining operation.
【0050】また、工具送り速度の制限は切削加工時に
おいてのみ適用されるので、アプローチ動作や加工経路
外における工具の早送りは、これまでと同様、通常のハ
ンドル操作によって高速で実施することができる。Further, since the limitation of the tool feed speed is applied only at the time of cutting, the approach operation and the rapid traverse of the tool outside the machining path can be carried out at a high speed by the usual handle operation as before. .
【図1】本発明を適用した一実施形態の送り速度制限機
能付数値制御装置と該数値制御装置によって駆動制御さ
れる旋盤の要部を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a main part of a numerical control device with a feed speed limiting function according to an embodiment to which the present invention is applied and a lathe driven and controlled by the numerical control device.
【図2】工具送り方向の分割例を示す概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating an example of division in a tool feed direction.
【図3】円弧切削の場合に適用される工具送り速度の一
例を示した概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram showing an example of a tool feed speed applied in the case of arc cutting.
【図4】規制値記憶手段となる上限値記憶ファイルの一
例を示す概念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating an example of an upper limit value storage file serving as a regulation value storage unit.
【図5】工具送り用のハンドルを装備した操作盤の外観
を示した図である。FIG. 5 is a view showing the appearance of an operation panel equipped with a tool feed handle.
【図6】速度制限処理の概略を示すフローチャートであ
る。FIG. 6 is a flowchart illustrating an outline of a speed limit process.
1 バイト 2 加工素材 10 送り速度制限機能付数値制御装置 11 プロセッサ 12 ROM 13 RAM 14 CMOSメモリ 15 インターフェイス 16 プログラマブル・マシン・コントローラ 17 I/Oユニット 18 インターフェイス 19 インターフェイス 21 バス 30,31 軸制御回路 40,41 サーボアンプ 50,51 サーボモータ 60 スピンドル制御回路 61 スピンドルアンプ 62 スピンドルモータ 70 CRT/MDIユニット 71 手動パルス発生器群 72 外部機器 101 スピンドルスイッチ 102 スピンドル停止スイッチ 103 クーラントスイッチ 104 クーラント停止スイッチ 105 工具交換スイッチ 106 ティーチングスイッチ 107 プレイバックスイッチ 108 X軸用操作ハンドル 109 Z軸用操作ハンドル 110 選択スイッチ 111 ガイダンス用操作ハンドル 112 方向選択キー 113 操作盤 1 byte 2 Work material 10 Numerical control device with feed rate limiting function 11 Processor 12 ROM 13 RAM 14 CMOS memory 15 Interface 16 Programmable machine controller 17 I / O unit 18 Interface 19 Interface 21 Bus 30, 31 Axis control circuit 40, 41 Servo amplifier 50, 51 Servo motor 60 Spindle control circuit 61 Spindle amplifier 62 Spindle motor 70 CRT / MDI unit 71 Manual pulse generator group 72 External equipment 101 Spindle switch 102 Spindle stop switch 103 Coolant switch 104 Coolant stop switch 105 Tool change switch 106 Teaching switch 107 Playback switch 108 Operation handle for X-axis 109 Z Axis operation handle 110 Selection switch 111 Guidance operation handle 112 Direction selection key 113 Operation panel
Claims (5)
相対的移動を与える機能を有する数値制御装置におい
て、工具またはワークの移動方向をリアルタイムで算出
する移動方向算出手段と、工具またはワークの送り速度
の上限値を工具またはワークの移動方向に対応させて記
憶する規制値記憶手段と、前記移動方向算出手段で算出
された工具またはワークの移動方向と前記規制値記憶手
段に記憶された上限値とに基づいて、送り速度の現在値
が上限値を超えないように工具またはワークの送り速度
を規制する送り速度制限手段とを備えたことを特徴とす
る送り速度制限機能付数値制御装置。1. A numerical control device having a function of giving a relative movement between a tool and a work based on a movement command, a moving direction calculating means for calculating a moving direction of the tool or the work in real time, a tool or a work. Control value storage means for storing the upper limit value of the feed speed in correspondence with the movement direction of the tool or the work, and the movement direction of the tool or work calculated by the movement direction calculation means and the control value stored in the control value storage means. A feed rate limiting means for limiting a feed rate of a tool or a work based on the upper limit value so that a current value of the feed rate does not exceed the upper limit value. .
着されている工具の種別に応じた規制値記憶手段を選択
して工具またはワークの送り速度を規制するようにした
ことを特徴とする請求項1記載の送り速度制限機能付数
値制御装置。2. The apparatus according to claim 1, further comprising a restriction value storage means for each tool type, wherein the restriction value storage means is selected according to the type of the installed tool to regulate the feed speed of the tool or the workpiece. The numerical control device with a feed speed limiting function according to claim 1.
の送り速度を規制するようにしたことを特徴とする請求
項1または請求項2記載の送り速度制限機能付数値制御
装置。3. The numerical controller according to claim 1, wherein the feed speed of the tool or the workpiece is restricted only during cutting.
モータの負荷を検出し、その値を設定値と比較して切削
加工中であるか否かを判定するようにしたことを特徴と
する請求項3記載の送り速度制限機能付数値制御装置。4. The apparatus according to claim 1, wherein a load of a servomotor for feeding the tool or the workpiece is detected, and a value thereof is compared with a set value to determine whether or not cutting is being performed. 3. A numerical controller with a feed speed limiting function according to 3.
ル操作による手動運転時に工具またはワークの送り速度
を規制するようにしたことを特徴とする請求項1ないし
請求項4のうち何れか1項に記載の送り速度制限機能付
数値制御装置。5. The method according to claim 1, wherein the feed speed of the tool or the workpiece is regulated during execution of the machining program and / or manual operation by operating the handle. Numerical control unit with feed speed limit function.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14205998A JPH11327624A (en) | 1998-05-11 | 1998-05-11 | Numerical controller with feed speed controlling function |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP14205998A JPH11327624A (en) | 1998-05-11 | 1998-05-11 | Numerical controller with feed speed controlling function |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11327624A true JPH11327624A (en) | 1999-11-26 |
Family
ID=15306472
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14205998A Withdrawn JPH11327624A (en) | 1998-05-11 | 1998-05-11 | Numerical controller with feed speed controlling function |
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Country | Link |
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