(57)【要約】【課題】従来のツール交換の際の、一連の付随作業における複数の指令ブロックを、単一の指令ブロックで指令し、マシニングセンタを動作させるプログラムを提供する。【解決手段】少なくとも、ツール交換指令ブロックと、スピンドル回転指令ブロックと、ツール測定指令ブロックと、座標系原点移動指令ブロックと、切削液選択指令ブロックとを有し、指定コードリストと該指定リストを用いて作成された一つの指令ブロックで、前記のツール交換指令ブロックと、スピンドル回転指令ブロックと、ツール測定指令ブロックと、座標系原点移動指令ブロックと、切削液選択指令ブロックの指令が可能にしたツール交換指令プログラムとする。【選択図】      図３
2004355464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、ツール交換指令ブロックと、スピンドル回転指令ブロックと、ツール測定指令ブロックと、座標系原点移動指令ブロックと、切削液選択指令ブロックとを有し、指定コードリストと該指定リストを用いて作成された一つの指令ブロックで、前記のツール交換指令ブロックと、スピンドル回転指令ブロックと、ツール測定指令ブロックと、座標系原点移動指令ブロックと、切削液選択指令ブロックの指令が可能な事を特徴とするツール交換指令プログラム。
【請求項２】
少なくとも、ツール長測定用コード確認ブロックと、ツール番号コード確認ブロックと、ツール直径コード確認ブロックと、Ｚ軸原点復帰指令ブロックと、ツール交換指令ブロックと、スピンドル回転指令ブロックと、空転待機指令ブロックと、ツール測定確認ブロックと、ツール測定指令ブロックと、座標系原点移動指令ブロックと、切削液選択指令ブロックと、プログラム一旦停止ブロックを有し、指定コードリストと該指定コードリストを用いて作成された一つの指令ブロックで、前記のツール交換指令ブロックと、スピンドル回転指令ブロックと、空転待機指令ブロックと、ツール測定指令ブロックと、座標系原点移動指令ブロックと、切削液選択指令ブロックの指令が可能な事を特徴とするツール交換指令プログラム。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載のツール交換指令プログラムを搭載したことを特徴とする、少なくともツール自動交換機能とツール測定機能を有する数値制御工作機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ツール交換指令プログラム及びそれを用いた数値制御工作機械に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、従来のツール自動交換機能とツール測定機能を有する数値制御工作機械に用いられている、ツール交換指令プログラムの一例のフローチャートである。
【０００３】
本説明において、ツール自動交換機能とツール測定機能を有する数値制御工作機械を、立形マシニングセンタとして説明するが横型マシニングセンタやターニングセンタでも同様である。
【０００４】
図１のフローチャートにおいて、１はＺ軸原点復帰指令ブロックで、ツールを装着するスピンドルヘッド部が、機械の可動範囲内において最大限ＸＹテーブルから離れる動きを指令するブロックであり、２はツール長補正キャンセル指令ブロックで、Ｇ４３やＧ４４（マシニングセンタでツール長を考慮し、スピンドルヘッド位置を調整するコード）で指令したツール長補正を、キャンセルする指令ブロックである。（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の座標系は一般のマシニングセンタで使用される座標系である）
【０００５】
３はツール交換指令ブロックで、使用するツール番号（以下、Ｔ番号）指示による、ツール交換動作を指令するブロックである。４はＺ軸原点復帰指令ブロックで、前記Ｚ軸原点復帰指令ブロック１と同様の動きを指令するブロックである。
【０００６】
５はスピンドル回転指令ブロックで、Ｓと数字で回転数（ｒｐｍ）を表し、該回転数でスピンドルを回転動作させる指示をするブロックである。６は空転待機指令ブロックで、Ｘと数字で待機時間（秒）を表し、前記指示された時間の間スピンドルを回転させたまま待機する動作を指令するブロックである。
【０００７】
７はツール測定指令ブロックで、マシニングセンタメーカーからの提供によりすでに機械に搭載済みのツール測定プログラムを呼び出し、前記プログラムに対して使用ツールごとに必要項目７ａを入れ込むことで動作を指令するブロックである。８はＺ軸原点復帰指令ブロックで、前記Ｚ軸原点復帰指令ブロック１と同様の動きを指令するブロックである。
【０００８】
９は座標系原点移動指令ブロックで、すでに指定されている座標系のＸＹ原点位置へスピンドルヘッドを移動させる動きを指令するブロックである。１０はツール長補正指令ブロックで、マシニングセンタ搭載メモリー内に格納したツール長の値を用いＧ４３またはＧ４４で指令し補正を行う動作を指令するブロックである。
【０００９】
１１は切削液選択指令ブロックで、いくつかの切削液の中から使用する切削液を選び指令するブロックである。１２は実加工プログラムで、実際の加工データによる加工動作を指令するブロックである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
マシニングセンタの被切削物に対する加工においては、何本ものツールを使う為に何回ものツール交換を行う。またそのツール交換作業には、前記の従来の技術でも説明したように、いくつかのブロックで指令をし動作させることが一連の流れである。その環境下において、複雑で大量のツールを使用する加工においては、それに使用するプログラム容量の増大と、機械オペレータによる加工プログラム確認時間が負担になってしまう。またプログラム作成者側においても、ツール交換の際の一連の指令をいくつかのブロックで指令しなければならないため、ミスを起こす危険性も高い。
【００１１】
本発明の目的は、前記課題を解決しようとするもので、従来のツール交換の際の、一連の付随作業における複数の指令ブロックを、単一の指令ブロックで指令し、マシニングセンタを動作させるプログラムを提供することが目的である。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
少なくとも、ツール交換指令ブロックと、スピンドル回転指令ブロックと、ツール測定指令ブロックと、座標系原点移動指令ブロックと、切削液選択指令ブロックとを有し、指定コードリストと該指定リストを用いて作成された一つの指令ブロックで、前記のツール交換指令ブロックと、スピンドル回転指令ブロックと、ツール測定指令ブロックと、座標系原点移動指令ブロックと、切削液選択指令ブロックの指令が可能にしたツール交換指令プログラムとする。
【００１３】
少なくとも、ツール長測定用コード確認ブロックと、ツール番号コード確認ブロックと、ツール直径コード確認ブロックと、Ｚ軸原点復帰指令ブロックと、ツール交換指令ブロックと、スピンドル回転指令ブロックと、空転待機指令ブロックと、ツール測定確認ブロックと、ツール測定指令ブロックと、座標系原点移動指令ブロックと、切削液選択指令ブロックと、プログラム一旦停止ブロックを有し、指定コードリストと該指定コードリストを用いて作成された一つの指令ブロックで、前記のツール交換指令ブロックと、スピンドル回転指令ブロックと、空転待機指令ブロックと、ツール測定指令ブロックと、座標系原点移動指令ブロックと、切削液選択指令ブロックの指令が可能にしたツール交換指令プログラムとする。
【００１４】
前述のツール交換指令プログラムを搭載したツール自動交換機能とツール測定機能を有する数値制御工作機械とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明の一実施形態を示す図であり、ツール自動交換機能とツール測定機能を有する数値制御工作機械に用いられるツール交換指令プログラムの単一指令ブロックのフォーマット（以下  単一ブロック指令フォーマット）とコード説明リストである。
【００１６】
本説明において、ツール自動交換機能とツール測定機能を有する数値制御工作機械を、立形マシニングセンタとして説明する。
【００１７】
２１は単一ブロック指令フォーマットであり、先頭コードを一般の縦型マシニングセンタでは使用しない、明確に差別化を図ったコードのＧ１５０で表記し、以下にＴコードと、Ｅコードと、Ｈコードと、Ｄコードと、Ｃコードと、Ｓコードと、Ｆコードと、Ｍコードと、Ｗコードとを列記したマシニングセンタツール交換指令フォーマットである。
【００１８】
２２は前記単一ブロック指令フォーマット２１に使用される各コードの説明リストである。Ｔコードは使用ツールコードであり、本発明のプログラムを使用するマシニングセンタのツール自動交換機能で使用される番号である。Ｅコードはツール直径コードであり、前記Ｔコードで使用するツールの直径を示すものである。
【００１９】
Ｈコードはツール長測定時の径方向位置コードであり、Ｈ１指令であればツール中心部の長さを測定し、Ｈ２であればツール直径に０．２５を掛けた値を、ツール中心位置よりオフセットした位置のツール長さを測定する事を示し、Ｈ３であればツール直径に０．４５を掛けた値を、ツール中心位置よりオフセットした位置のツール長さを測定する事を示したものである。またＨ０であれば、ツール長さとツール径の測定は行わないことを示すものである。この際、Ｈコードを省略するとエラーとなり、プログラムは停止することを示すものである。
【００２０】
Ｄコードはツール径測定時の軸方向位置コードである。Ｄ１指令であればツール先端位置より１ｍｍ奥（図中上方向、以下同じ）の径を測定し、Ｄ２であれば、ツール半径の値を、ツール先端位置より奥へオフセットした位置のツール径を測定する事を示し、Ｄ３であれば、ツール直径の値を、ツール先端位置より奥へオフセットした位置のツール径を測定する事を示したものである。またＤ０やＤコードを省略すると、ツール径測定は行わないことを示すものである。
【００２１】
Ｃコードは切削液選択コードである。Ｃ１はミストブロー切削液、Ｃ２はノズルクーラント切削液、Ｃ３はエアーブロー、Ｃ４はスピンドルスルー切削液を使用する事を示すものであり、Ｃ０は切削液を使用しないドライ加工を示すものである。
【００２２】
Ｓコードはマシニングセンタのスピンドル回転数を指令するコードである。Ｆコードは前記スピンドルの切削加工時の移動速度を指令するコードである。Ｍコードはツール測定前の空転待機時間を分単位で指示するコードである。Ｗコードは使用する座標系を指示するコードである。
【００２３】
単一ブロック指令フォーマット２１と、単一ブロック指令フォーマットに使用される各コードの説明リスト２２を説明したが、実際に使用する例を挙げて説明する。Ｇ１５０Ｔ５．Ｅ３．Ｈ３．Ｄ１．Ｃ２．Ｓ８０００．Ｆ２５０．Ｍ１．Ｗ５４．と入力されたプログラムは、ツールコード５番にセットされている直径３ｍｍのツールを使用し、マシニングセンタに搭載されているツール測定器で、回転数８０００ｒｐｍで  １分間空転待機させた後、ツール直径に０．４５を掛けた値を、ツール中心位置よりオフセットした位置でツール長さを測定し、ツール先端位置より１ｍｍ奥の径を測定したツールを、ノズルクーラントを使用し、５４の座標系で加工に入る直前までの動作が行える指令となる。
【００２４】
図３は、本発明のツール自動交換機能とツール測定機能を有する数値制御工作機械に用いられる、ツール交換指令プログラムのフローチャートである。
【００２５】
本説明において、ツール自動交換機能とツール測定機能を有する数値制御工作機械を、立形マシニングセンタとして説明する。
【００２６】
３１は単一ブロック指令フォーマットで指定したＨコード（ツール長測定時の径方向位置）確認ブロックで、Ｈコードを確認し、そのコードが省略されている場合はエラー４４になりプログラムは終了する。３２は単一ブロック指令フォーマットで指定したＴコード（使用ツール番号）確認ブロックで、Ｔコードを確認し、そのコードが省略されている場合は前記Ｈコード確認ブロック３１と同様にエラー４４になりプログラムは終了する。３３は単一ブロック指令フォーマットで指定したＥコード（ツール直径）確認ブロックで、Ｅコードを確認し、そのコードが省略されているか、または０ならば、前記Ｈコード確認ブロック３１やＴコード確認ブロック３２と同様に、エラー４４になりプログラムは終了する。
【００２７】
３４はＺ軸原点復帰指令ブロックで、ツール交換指令プログラム内で自動的にマシニングセンタへ指令をするブロックである。
【００２８】
３５は単一ブロック指令フォーマットで指定したＴコードにより指定ツール番号のツールを自動交換指令するブロック、３６は単一ブロック指令フォーマットで指定したＳコードにより指定回転数でツール回転指令させるブロック、３７は単一ブロック指令フォーマットで指定したＭコードにより指定時間（分）ツール回転したまま待機させる事を指令するブロックである。
【００２９】
３８はツール測定確認ブロックで、単一ブロック指令フォーマットで指定したＨコードにより、該コードが０ならばツール測定ブロックを使用せず、０以外の場合はツール測定ブロックに移る事を自動判断するブロックである。
【００３０】
３９はツール測定ブロックであり、単一ブロック指令フォーマットで指定のＤコードとＨコードを用い、使用ツールの測定場所を指令してツール測定を行うブロックである。Ｄコードはツール径測定時の軸方向位置コードであり、Ｄ１指令であればツール先端位置より１ｍｍ奥の径を測定し、Ｄ２であれば、ツール半径の値を、ツール先端位置より奥へオフセットした位置のツール径を測定し、Ｄ３であれば、ツール直径の値を、ツール先端位置より奥へオフセットした位置のツール径を測定する事を指令するものである。またＤ０やＤコードを省略すると、ツール径測定は行わない指令となる。またＨコードはツール長測定時の径方向位置コードであり、Ｈ１指令であればツール中心部の長さを測定し、Ｈ２であれば、ツール直径に０．２５を掛けた値を、ツール中心位置よりオフセットした位置のツール長さを測定し、Ｈ３であれば、ツール直径に０．４５を掛けた値を、ツール中心位置よりオフセットした位置のツール長さを測定する事を指令するものである。
【００３１】
４０はＺ軸原点復帰指令ブロックで、ツール交換指令プログラム内で自動的にマシニングセンタへ指令をするブロックであり、４１は単一ブロック指令フォーマットで指定したＷコードにより指定座標系原点へ移動指令するブロックである。
【００３２】
４２は切削液選択ブロックで、単一ブロック指令フォーマットで指定したＣコードにより、切削液の種類を選択するか、もしくは使用の有無を指令するブロックである。４３は一時停止ブロックで、マシニングセンタのストップスイッチがオンしている状態であれば、プログラムが一旦停止する状態になる。またこの状態は、機械オペレータが一連の動きを最終チェックすることが目的である。前記ストップスイッチを解除するか、マシニングセンタのスタートスイッチを押すと一時停止が解除され、本発明によるツール交換指令プログラムが終了し、実加工プログラムに自動移行され加工が開始する。
【００３３】
【発明の効果】
本発明のツール交換指令プログラムによる請求項１の効果は、少なくともツール交換指令と、スピンドル回転指令と、ツール測定指令と、座標系原点移動指令と、切削液選択指令が単一ブロック指令により可能で、指令が単一化することで、加工プログラム全体の容量削減し、機械オペレータによる加工プログラム確認時間が軽減や、プログラム作成者側の負担もいくつかのブロックで指令する必要がなく、ミスを起こす可能性は低い。
【００３４】
本発明のツール交換指令プログラムによる請求項２の効果は、請求項１の効果に加え、ツール長測定用コード確認と、ツール番号コード確認と、ツール直径コード確認による単一ブロック指令コードの欠落を未然に防ぎ、機械の動作を停止させる事が可能で、空転待機指令と、ツール測定確認と、プログラム一旦停止を含めることで、よりきめ細かな設定項目を単一ブロックで機械側へ指令することが可能となる。
【００３５】
本発明のツール交換指令プログラムによる請求項３の効果は、前記で挙げた効果を搭載した、少なくともツール自動交換機能とツール測定機能を有する数値制御工作機械を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のツール自動交換機能とツール測定機能を有する数値制御工作機械に用いられている、ツール交換指令プログラムの一例のフローチャート
【図２】本発明の一実施形態を示す図であり、ツール自動交換機能とツール測定機能を有する数値制御工作機械に用いられるツール交換指令プログラムの単一指令ブロックのフォーマット（以下  単一ブロック指令フォーマット）とコード説明リスト
【図３】本発明のツール自動交換機能とツール測定機能を有する数値制御工作機械に用いられている、ツール交換指令プログラムのフローチャート
【符号の説明】
１        Ｚ軸原点復帰指令ブロック
２        ツール長補正キャンセル指令ブロック
３        ツール交換指令ブロック
４        Ｚ軸原点復帰指令ブロック
５        スピンドル回転指令ブロック
６        待機指令ブロック
７        ツール測定指令ブロック
７ａ    ツール測定指令ブロックに使用するツール情報
８        Ｚ軸原点復帰指令ブロック
９        座標系原点移動指令ブロック
１０    ツール長補正指令ブロック
１１    切削液選択指令ブロック
１２    実加工プログラム
２１    単一ブロック指令フォーマット
２２    単一ブロック指令フォーマット２１に使用される各コードの説明リスト
３１    Ｈコード（ツール長測定時の径方向位置）確認ブロック
３２    Ｔコード（使用ツール番号）確認ブロック
３３    Ｅコード（ツール直径）確認ブロック
３４    Ｚ軸原点復帰指令ブロック
３５    Ｔコードによるツール自動交換指令ブロック
３６    Ｓコードによる回転数指令ブロック
３７    Ｍコードによる指定時間（分）回転待機指令ブロック
３８    ツール測定確認ブロック
３９    ツール測定ブロック
４０    Ｚ軸原点復帰指令ブロック
４１    Ｗコードによる座標系原点移動指令ブロック
４２    切削液選択ブロック
４３    一時停止ブロック
４４    エラーブロック
【図１】
2004355464.tif 000003
【図２】
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【図３】
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