(57)【要約】【課題】主軸の早送りと切削送りの間で停止せずに、二つのブロックを高速に接続できる数値制御装置、制御プログラム及び記憶媒体を提供すること。【解決手段】次の１ブロックの指令が、１軸の切削送りの場合に（Ｓ２：ＹＥＳ）、現在実行中の動作の指令が早送の場合には（Ｓ３：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、現在実行中の動作の終了時の主軸の移動方向を求める（Ｓ４）。現在動作の終了時の主軸の移動方向と、次の主軸の移動方向が同じ場合には（Ｓ５：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、次の指令を入出力インタフェイスを介して工作機械の駆動回路に送る（Ｓ６）。その後、処理を終了する。尚、Ｓ２：ＮＯ，Ｓ３：ＮＯ，Ｓ５：ＮＯの場合は、ＣＰＵは、現在実行中の動作が停止するまで待ち（Ｓ７：ＮＯ）、現在実行中の動作が停止したら（Ｓ７：ＹＥＳ）、次の指令を入出力インタフェイスを介して工作機械の駆動回路に送る（Ｓ６）。【選択図】図３
2013137680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＮＣプログラムの指令により各送り軸を各々モータで駆動し、被加工物を所望形状に加工する数値制御装置において、
前記各モータを制御するモータ制御手段と、
前記ＮＣプログラムの作動指令を解読するプログラム解読手段と、
該プログラム解読手段が解読した次の作動指令が切削送りであり、現在実行中の動作が早送りの場合に、現在実行中の動作の終了時の移動方向を判定する移動方向判定手段と、
該移動方向判定手段が判定した現在実行中の動作の終了時の移動方向と次の移動方向が同一か否かを判断する同一判断手段と、
該同一判断手段が現在実行中の動作の終了時の移動方向と次の移動方向が同一であると判断した場合に、現在実行中の動作の終了を待たずに次の作動指令を前記モータ制御手段に送信する送信手段と
を備えたことを特徴とする数値制御装置。
【請求項２】
前記移動方向判定手段は、現在実行中の動作の終了時の移動方向を、現在実行中の動作の各送り軸方向への移動距離の長い方へ移動しているとして判定することを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
【請求項３】
前記移動方向判定手段は、現在実行中の動作の終了時の移動方向を、現在実行中の動作の各送り軸方向への移動時間の長い方へ移動しているとして判定することを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
【請求項４】
ＮＣプログラムの指令により各送り軸を各々モータで駆動し、被加工物を所望形状に加工する数値制御装置の制御プログラムであって、
前記ＮＣプログラムの作動指令を解読するプログラム解読ステップと、
該プログラム解読ステップで解読した次の作動指令が切削送りであり、現在実行中の動作が早送りの場合に、現在実行中の動作の終了時の移動方向を判定する移動方向判定ステップと、
該移動方向判定ステップで判定した現在実行中の動作の終了時の移動方向と次の移動方向が同一か否かを判断する同一判断ステップと、
該同一判断ステップで現在実行中の動作の終了時の移動方向と次の移動方向が同一であると判断した場合に、現在実行中の動作の終了を待たずに次の作動指令を前記各モータを制御するモータ制御手段に送信する送信ステップと
をコンピュータに実行させることを特徴とする制御プログラム。
【請求項５】
請求項４に記載の制御プログラムを記憶したことを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、数値制御装置、制御プログラム及び記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
数値制御工作機械においては、加工能率の向上は目覚ましいものがあり、早送り速度と切削送り速度の高速化も進行している。ところで、早送りと切削送りが連続する加工を行う場合には、一般に、早送りから切削送りに至る移行時には早送り減速、停止、停止確認を行い、続いて切削送り加速を行っている。このことは、切削送りから早送りへの移行時でも同様である。早送りから切削送りへ同一方向に連続する加工指令においては、かかる減速停止、加速は早送り及び切削送りの高速化の阻害要因となる。
【０００３】
この問題を解決するために、特許文献１は、ＮＣプログラムの指令により送り軸を駆動し、ワークを所望形状に加工する数値制御工作機械の速度制御装置を開示する。該速度制御装置は、ＮＣプログラムを読み取り、送り方向が同一で早送りから切削送りに移行する場合、早送りの指令終点位置での送り速度を指令された切削送り速度となるように早送りの減速を行い、切削送りの開始位置での送り速度を指令された切削送り速度とする。また送り方向が同一で切削送り速度から早送りに移行する場合、切削送りの指令終点位置まで指令された切削送り速度で送り、そこから早送りの加速を開始するように送り制御を行う。
【０００４】
ここで、一例として、以下の加工プログラムを用いる。
Ｎ１  Ｇ００  Ｘ１０．０  Ｚ−５０．０
Ｎ２  Ｇ０１  Ｚ−１０．０  Ｆ５０００
図５に示すように、第一指令Ｎ１は、早送り（Ｇ００）で、主軸をＡ点（現在位置）からＸ軸方向に＋１０．０ｍｍ、Ｚ軸方向に−５０．０mm移動（Ｂ点まで）し、被加工物の手前に位置決めすることを指示する。また、第二指令Ｎ２は、切削送りで（Ｇ０１）で、Ｚ軸方向に−１０．０mm（Ｃ点まで）、５０００ｍｍ／分で移動することを指示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２９２５４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、引用文献１の数値制御工作機械の速度制御装置では、上記の加工プログラムでは、第一指令Ｎ１は、最初Ｘ軸方向に＋１０．０ｍｍ送り、第二指令Ｎ２は、Ｚ軸方向に−１０．０mm送るので、送り方向が同一でないと判断される。従って、高速に接続されず、一度、Ｂ点で主軸の移動が停止し加工時間を短縮できないという問題点があった。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、主軸の早送りと切削送りの間で停止せずに、二つのブロックを高速に接続できる数値制御装置、制御プログラム及び記憶媒体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】
【０００８】
本発明の請求項１に係る数値制御装置は、ＮＣプログラムの指令により各送り軸を各々モータで駆動し、被加工物を所望形状に加工する数値制御装置において、前記各モータを制御するモータ制御手段と、前記ＮＣプログラムの作動指令を解読するプログラム解読手段と、該プログラム解読手段が解読した次の作動指令が切削送りであり、現在実行中の動作が早送りの場合に、現在実行中の動作の終了時の移動方向を判定する移動方向判定手段と、該移動方向判定手段が判定した現在実行中の動作の終了時の移動方向と次の移動方向が同一か否かを判断する同一判断手段と、該同一判断手段が現在実行中の動作の終了時の移動方向と次の移動方向が同一であると判断した場合に、現在実行中の動作の終了を待たずに次の作動指令を前記モータ制御手段に送信する送信手段とを備えている。
【０００９】
故に数値制御装置は、プログラム解読手段はＮＣプログラムの作動指令を解読する。該プログラム解読手段が解読した次の作動指令が切削送りであり、現在実行中の動作が早送りの場合に、移動方向判定手段は、現在実行中の動作の終了時の移動方向を判定する。同一判断手段は、該移動方向判定手段が判定した現在実行中の動作の終了時の移動方向と次の移動方向が同一か否かを判断する。該同一判断手段が現在実行中の動作の終了時の移動方向と次の移動方向が同一であると判断した場合に、送信手段は、現在実行中の動作の終了を待たずに次の作動指令を前記モータ制御手段に送信することができる。故に、無駄な減速を行わずに、早送りと切削送りを高速に接続でき、加工能率が改善される。
【００１０】
また請求項２に係る発明の数値制御装置は、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記移動方向判定手段は、現在実行中の動作の終了時の移動方向を、現在実行中の動作の各送り軸方向への移動距離の長い方へ移動しているとして判定することを特徴とする。
【００１１】
故に数値制御装置の移動方向判定手段は、現在実行中の動作の終了時の移動方向を、現在実行中の動作の各送り軸方向への移動距離の長い方へ移動しているとして判定する。
【００１２】
また請求項３に係る発明の数値制御装置は、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記移動方向判定手段は、現在実行中の動作の終了時の移動方向を、現在実行中の動作の各送り軸方向への移動時間の長い方へ移動しているとして判定することを特徴とする。
【００１３】
故に数値制御装置の移動方向判定手段は、現在実行中の動作の終了時の移動方向を、現在実行中の動作の各送り軸方向への移動時間の長い方へ移動しているとして判定する。
【００１４】
また請求項４に係る発明の制御プログラムは、ＮＣプログラムの指令により各送り軸を各々モータで駆動し、被加工物を所望形状に加工する数値制御装置の制御プログラムであって、前記ＮＣプログラムの作動指令を解読するプログラム解読ステップと、該プログラム解読ステップで解読した次の作動指令が切削送りであり、現在実行中の動作が早送りの場合に、現在実行中の動作の終了時の移動方向を判定する移動方向判定ステップと、該移動方向判定ステップで判定した現在実行中の動作の終了時の移動方向と次の移動方向が同一か否かを判断する同一判断ステップと、該同一判断ステップで現在実行中の動作の終了時の移動方向と次の移動方向が同一であると判断した場合に、現在実行中の動作の終了を待たずに次の作動指令を前記各モータを制御するモータ制御手段に送信する送信ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１５】
故に数値制御装置の制御プログラムは、プログラム解読ステップでは、ＮＣプログラムの作動指令を解読する。該プログラム解読ステップで解読した次の作動指令が切削送りであり、現在実行中の動作が早送りの場合に、移動方向判定ステップは現在実行中の動作の終了時の移動方向を判定する。同一判断ステップでは該移動方向判定ステップで判定した現在実行中の動作の終了時の移動方向と次の移動方向が同一か否かを判断する。該同一判断ステップで現在実行中の動作の終了時の移動方向と次の移動方向が同一であると判断した場合に、送信ステップで現在実行中の動作の終了を待たずに次の作動指令を前記各モータを制御するモータ制御手段に送信する。故に、無駄な減速を行わずに、早送りと切削送りを高速に接続でき、加工能率が改善される。
【００１６】
また請求項５に係る発明の記憶媒体は、請求項４に記載の制御プログラムを記憶したことを特徴とする。
【００１７】
請求項５に係る発明の記憶媒体では、請求項４に記載の制御プログラムを記憶している。故に、コンピュータが制御プログラムを実行することで、請求項４に記載の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】数値制御装置２０と工作機械２の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】フラッシュメモリ２４の記憶領域を示す概念図である。
【図３】ＣＰＵ２１による主軸移動の接続制御処理のフローチャートである。
【図４】連続する第一指令Ｎ１，第二指令Ｎ２の移動速度を説明するグラフである。
【図５】第一指令Ｎ１，第二指令Ｎ２からなる移動経路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態である数値制御装置２０、制御プログラム及び記憶媒体について、図面を参照して説明する。図１に示す数値制御装置２０は、加工プログラムが指令する経路にしたがい、工作機械２の主軸の移動を制御する。工作機械２は、加工物と工具の相対移動により、加工物を切削する。
【００２０】
数値制御装置２０の電気的構成について、図１を参照して説明する。数値制御装置２０は、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、フラッシュメモリ２４を有するマイクロコンピュータと、入力インタフェイス２５と、入出力インタフェイス２６とを備えている。入力インタフェイス２５は、キーボード１２及びＺ軸原点センサ１３に接続している。
【００２１】
ＲＯＭ２２は、数値制御装置２０のメインプログラムに加え、加工プログラムを１ブロックずつ読込んで工作機械２の主軸（図示外）の移動等を制御する本発明の「制御プログラム」等を記憶する。「制御プログラム」は、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体としてのフラッシュメモリ２４等に記憶してもよい。図２に示すように、フラッシュメモリ２４は、加工プログラムを記憶する加工プログラム記憶領域２４１と、その他のデータの記憶領域を少なくとも備えている。
【００２２】
入出力インタフェイス２６は、工作機械２のＸ軸モータ５１を駆動する駆動回路４１と、工作機械２のＹ軸モータ５２を駆動する駆動回路４２と、工作機械２のＺ軸モータ５３を駆動する駆動回路４３と、工作機械２の主軸モータ５４を駆動する駆動回路４４に接続している。Ｘ軸モータ５１及びＹ軸モータ５２の駆動は、工作機械２のテーブル（図示省略）をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動する。Ｚ軸モータ５３の駆動は、工作機械の主軸をＺ軸方向に移動する。入出力インタフェイス２６は、工作機械２のマガジンモータ５５を駆動する駆動回路４５、ディスプレイ１１を駆動する駆動回路４６と接続している。マガジンモータ５５は、複数の工具を収納した工具マガジン(図示略)を工具交換時に回転する。ディスプレイ１１は、作業者が後述する加工プログラム等を入力する際、キーボード１２を介して入力した情報を表示する。
【００２３】
Ｘ軸モータ５１、Ｙ軸モータ５２、Ｚ軸モータ５３、主軸モータ５４、マガジンモータ５５は、各モータの位置を検出するエンコーダ（図示省略）を備えている。各エンコーダは、各駆動回路４１、４２、４３、４４、４５に接続している。
【００２４】
次に、図３に示すフローチャートと、図４に示す主軸の移動速度のグラフと、図５に示す主軸の移動経路の図を参照して主軸移動の接続制御処理について説明する。ここでは、以下の加工プログラムを一例として説明する。
Ｎ１  Ｇ００  Ｘ１０．０  Ｚ−５０．０
Ｎ２  Ｇ０１  Ｚ−１０．０  Ｆ５０００
【００２５】
数値制御装置２０のＣＰＵ２１は、加工プログラムを１ブロックずつ読込んで、内部処理形式（ブロックデータ）に変換する。現在、数値制御装置２０は、第一指令Ｎ１を現在実行中である。尚、第一指令Ｎ１は、早送り（Ｇ００）で、主軸をＡ点（現在位置）からＸ軸方向に＋１０．０ｍｍ、Ｚ軸方向に−５０．０mm移動（Ｂ点まで）し、ワーク手前に位置決めすることを指示している。
【００２６】
ＣＰＵ２１は、フラッシュメモリ２４の加工プログラム記憶領域２４１（図２参照）に記憶した加工プログラムの次の１ブロックの指令Ｎ２を解析する（Ｓ１）。ここで、ＣＰＵ２１は、次の１ブロックの指令Ｎ２は、Ｇ０１：切削送り、Ｚ−１０．０：Ｚ軸方向に−１０．０mm移動（Ｃ点まで）、Ｆ５０００：５０００ｍｍ／分で移動と解析する（Ｓ１）。
【００２７】
次に、ＣＰＵ２１は、Ｓ１で解析した次の１ブロック（指令Ｎ２）が、１軸の切削送りか否かを判断する（Ｓ２）。指令Ｎ２は、Ｚ軸方向に−１０．０mm（Ｃ点）まで、５０００ｍｍ／分の切削送りであるので、１軸の切削送りと判断できる（Ｓ２：ＹＥＳ）。
【００２８】
次に、ＣＰＵ２１は、現在実行中の主軸の動作が早送りか否かを判断する（Ｓ３）。現在実行中の動作の指令Ｎ１は、Ｇ００：早送りなので、ＣＰＵ２１は、現在実行中の動作が早送りと判断する（Ｓ３：ＹＥＳ）。次に、ＣＰＵ２１は、現在実行中の動作の終了時の主軸の移動方向を求める（Ｓ４）。このＳ４の処理は、移動距離で判断するか移動時間で判断する。
【００２９】
移動距離で判断する場合には、各軸の移動方向の絶対値の大きいものが終了時の主軸の移動方向とされる。現在実行中の動作（指令Ｎ１）では、Ｘ軸方向に＋１０．０ｍｍ、Ｚ軸方向に−５０．０mmの移動なので、｜−５０．０｜＞｜＋１０．０｜であり、現在実行中の動作の終了時の主軸の移動方向は、Ｚ軸方向（Ｚ軸の−方向）と求められる（Ｓ４）。
【００３０】
移動時間で判断する場合には、予め設定しておいた早送りの移動速度を５００００［ｍｍ／分］とすると、現在実行中の動作（指令Ｎ１）は、
Ｘ軸移動時間：１０．０ｍｍ÷５００００［ｍｍ／分］＝０．０１２秒
Ｚ軸移動時間：５０．０ｍｍ÷５００００［ｍｍ／分］＝０．０６０秒
従って、Ｘ軸移動に０．０１２秒、Ｚ軸移動に０．０６０秒かかり、Ｘ軸移動が早く終了するため、現在の動作終了時の主軸の移動方向はＺ軸方向（Ｚ軸の−方向）と求められる（Ｓ４）。
【００３１】
次に、ＣＰＵ２１は、現在動作の終了時の主軸の移動方向と、次の主軸の移動方向が同じか否かを判断する（Ｓ５）。上記の例では、同じＺ軸方向（Ｚ軸の−方向）なので（Ｓ５：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、次の指令Ｎ２を入出力インタフェイス２６を介して工作機械２の駆動回路４３に送る（Ｓ６）。その後、処理を終了する。尚、Ｓ２：ＮＯ，Ｓ３：ＮＯ，Ｓ５：ＮＯの場合は、ＣＰＵ２１は、現在実行中の動作が停止するまで待ち（Ｓ７：ＮＯ）、現在実行中の動作が停止したら（Ｓ７：ＹＥＳ）、次の指令Ｎ２を入出力インタフェイス２６を介して工作機械２の駆動回路４３に送る（Ｓ６）。工作機械２では、図５に示すＢ地点で減速せずに、続けて指令Ｎ２の切削加工を開始できる。
【００３２】
以上説明したように、本実施の形態では、ＮＣプログラムの指令上は、同一方向ではないが、二つの指令（ブロック）が最終的に同一方向となる場合、早送りと切削送りとの間で停止せずに、二つの指令（ブロック）を高速に接続することができる。従って、加工時間を短縮することができる。例えば、図４に示すグラフのように、ｔ０〜ｔ１タイミング間は主軸の早送りを行い、ｔ１〜ｔ２タイミング間は定速で送り、ｔ２〜ｔ３タイミング間で主軸の早送りを行い、ｔ３〜ｔ４タイミング間で切削加工を行い、ｔ５タイミングで停止する場合でも、途中のｔ３タイミングで、動作を停止せずに、高速に切削加工ができる。
【００３３】
上記実施形態である数値制御装置２０は、縦型の工作機械２を制御するものであるが、本発明は横型の工作機械にも適用可能である。
【符号の説明】
【００３４】
２  工作機械
１２  キーボード
２０  数値制御装置
２４  フラッシュメモリ
４１〜４４  駆動回路
５１  Ｘ軸モータ
５２  Ｙ軸モータ
５３  Ｚ軸モータ
５４  主軸モータ
２４１  加工プログラム記憶領域
【図１】
2013137680.tif 000003
【図２】
2013137680.tif 000004
【図３】
2013137680.tif 000005
【図４】
2013137680.tif 000006
【図５】
2013137680.tif 000007