(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
領域データを設定する領域指定部と、
前記領域指定部により指定された前記領域データと加工プログラムとを記憶する加工プログラム記憶部と、
送り速度用オーバライド変化量と主軸回転数用オーバライド変化量を別々に記憶するパラメータ記憶部と、
前記加工プログラム記憶部に記憶された前記加工プログラムの指令が前記領域データにより指定された領域の領域内か領域外かを判別し、その判別結果により前記加工プログラムで指令された送り速度及び主軸回転数を前記パラメータ記憶部で設定される前記オーバライド変化量に応じてそれぞれ変化させる制御部であって、これらオーバーライド変化量を用いることにより、それぞれ独立して送り速度及び主軸回転数を変化させる制御部と、
前記制御部によって変化させられた送り速度及び主軸回転数によって加工を行うための指令を出力する出力制御部とを備えた数値制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記判別結果により指定領域の領域内又は領域外のいずれかの場合にのみ前記オーバライド変化量により送り速度及び主軸回転数を変化させ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】
前記オーバライド変化量は、
前記パラメータ記憶部に予め設定されるか又は前記加工プログラムによる指令により設定されることを特徴とする請求項１または２に記載の数値制御装置。
【請求項４】
前記オーバライド変化量は、
オーバライド変化率又はオーバライド値として設定されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の数値制御装置。
【請求項５】
前記パラメータ記憶部は、
複数種類又は複数個の前記オーバライド変化量を記憶し、所定の操作又はプログラムによる指令によりいずれかのオーバライド変化量が選択されるようにしたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の数値制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、数値制御装置に係り、特に、指定領域を設定して送り速度・主軸回転数を制御する機能を備えた数値制御装置（ＮＣ装置）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来金型加工において、加工物の材質が同一なときは、予め用意された加工プログラムに従い送り速度及び主軸回転数等が決められていた。
【０００３】
しかしながら、加工物の材質は同一とは限らず、加工物にインサート材などが埋め込まれたような物、例えば鋳鉄材と鋼材が混じっている物のような場合がある。このような加工物に対しては、材質毎にプログラムを分けて作成したり、又はオペレータが材質毎にオーバライド操作をして送り速度や主軸回転数等を変える必要がある。この送り速度等の変更操作は、加工精度及び工具寿命等に大きく影響するため、必要不可欠なものとなっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来においては、一般に金型加工用プログラムは膨大であるため、プログラムを分割するとなると、その作成には多くの時間が必要となる。
【０００５】
また、オペレータがオーバライド操作をする場合には、該当する金型加工に、オペレータは常に操作及び監視をしていなければならず、工作機械から離れることはできなかった。
【０００６】
本発明は、加工物の材質により、このようなプログラム分割を必要とせず、また、オペレータによるオーバライド操作も必要とせず、時間の節約と人手の省力化を図ることを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、送り速度又は主軸回転数等を材質に応じて最適化し、工具の寿命を延ばすことを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、領域データを設定する領域指定部と、前記領域指定部により指定された前記領域データと加工プログラムとを記憶する加工プログラム記憶部と、送り速度用オーバライド変化量と主軸回転数用オーバライド変化量を別々に記憶するパラメータ記憶部と、前記加工プログラム記憶部に記憶された前記加工プログラムの指令が前記領域データにより指定された領域の領域内か領域外かを判別し、その判別結果により前記加工プログラムで指令された送り速度及び主軸回転数を前記パラメータ記憶部で設定される前記オーバライド変化量に応じてそれぞれ変化させる制御部であって、これらオーバーライド変化量を用いることにより、それぞれ独立して送り速度及び主軸回転数を変化させる制御部と、前記制御部によって変化させられた送り速度及び主軸回転数によって加工を行うための指令を出力する出力制御部とを備えた数値制御装置が提供される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
まず、本発明に係る数値制御装置の動作概要の一例を説明する。
【００１０】
図１に、オーバライドを変化させるようにした加工説明図の一例を示す。図１（Ａ）は上面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ−Ａ′断面図をそれぞれ示す。
【００１１】
図１（Ａ）において、加工材料１は、一例として、３つの領域を備えるものとする。加工材料１は、例えば、斜線部領域▲１▼，▲３▼が硬い鋼材等であり、領域▲２▼が柔かめの鋳鉄材等で構成されているものとする。
【００１２】
加工に際しては、工具２が加工材料１の上面を移動していく。この際、鋼材の領域▲１▼のところでは送り速度、主軸回転数を下げ、鋳鉄材の領域▲２▼のところでは送り速度、主軸回転数を上げ、そして再度鋼材の領域▲３▼では送り速度、主軸回転数を下げるように制御する。このような制御は、工具が左右に移動する毎に行わなわれなければならない。
【００１３】
本発明では、例えば図１の斜線部領域▲１▼及び▲３▼を予め指定領域として設定し、さらに、オーバライド変化率をパラメータとしてＮＣ装置に設定しておく。すなわち、加工プログラム自体で指定されるのは、領域▲２▼の鋳鉄材の送り速度と主軸回転数であり、パラメータとして設定されるのは、領域▲１▼及び▲３▼の鋼材の部分（つまり、指定領域部）を削るとき、オーバライドをどの程度まで変化させるかという数値（例えば％値）である。
【００１４】
例えば設定されたオーバライド変化率が５０であれば、現在使っているオーバライド値を５０／１００に下げることを意味する。このオーバライド変化率は送り速度用の送りオーバライド、主軸回転数の主軸オーバライド等それぞれに対して適宜設定することができる。ここで、送りオーバライドの変化率をｆα、主軸オーバライドの変化率をｒα、プログラムで指令され送り速度と主軸回転数をそれぞれＦ，Ｓとする。
【００１５】
本発明においては、実際に加工を行うとき、現在の加工位置が指定領域の内にあるか外にあるかが常に監視される。そして、加工位置が領域▲１▼になったら、送り速度と主軸回転数のオーバライドは自動的にそれぞれｆα／１００、ｒα／１００に変化する。このとき結果的に得られる送り速度と主軸回転数はそれぞれ
【数１】
0003856917.tif 000002
になる。次に、加工位置が領域▲１▼からはずれ、つまり指定領域外になったらオーバライド変化率は１００に戻される。つまり、送り速度と主軸回転数はプログラム上のＦとＳになる。さらに加工位置が領域▲３▼になると、領域▲１▼の場合と同様に、オーバライドはｆα／１００、ｒα／１００に変化される。
【００１６】
以上のように、指定領域ではオーバライドが変化するため、加工プログラムの指令がこの領域を通過する毎に自動的に送り速度・主軸回転数は変化することになる。
【００１７】
次に、図２に、本発明に係る数値制御装置のシステム構成図を示す。
【００１８】
図示のように、このシステムは、入力部１１、数値制御部１２及び駆動部１３を備える。
【００１９】
入力部１１は、キーボード、マウス等周知の入力装置であり、領域指定部１０１及びＮＣ加工プログラム指定部１０２を含む。
【００２０】
領域指定部１０１はオーバライドを変化させる領域を指定する。この指定は、例えば任意の点（点群）を指定し、その点を直線等で結んでその結ばれた線の内側を領域内とすることができる。なおこの指定領域は、ひとつに限らず、複数個指定可能である。
【００２１】
また、指定領域としては、任意の多角形、円（一周）、円弧等を含む任意の形状を指定することもできる。また、指定領域としては、直線の両端の端点として、複数の直線及び端点による多角形を指定することができる。この際、直線の数又は端点の数について、最大値（例えば３０点等）を設定し、その範囲で定めることもできる。指定領域のパターンとして、図形パターンの他、文字パターン（例、Ａ，Ｂ，Ｃ等）、特定パターン（例、＃，☆，◎，▽等）も指定することができる。
【００２２】
ＮＣ加工プログラム部１０２は、実際の加工プログラムを指定する。また、入力部１１は、各種設定値、メンテナンス、障害対策等のための入力も行うことができる。
【００２３】
数値制御部１２は、ＮＣ加工プログラム記憶部１０３、ＮＣ加工プログラム解析実行部１０４、表示処理部１０５、表示部１０６、オーバライド変化量パラメータ記憶部１０７、領域テーブル記憶部１０８、領域判別オーバライド算出部１０９、速度制御部１１０、出力制御部１１１を備えている。
【００２４】
ＮＣ加工プログラム記憶部１０３は、入力部１１の領域指定部１０１及びＮＣ加工プログラム指定部１０２によりそれぞれ設定された、領域データ及び加工プログラムを記憶する。加工プログラムとしては、例えば、１ブロック毎に機械の動作を命令する情報である加工プログラムデータがある。これらの加工プログラムデータは、通常は、ＪＩＳ  Ｂ  ６３１１で規定されたＩＳＯコードとＥＩＡコード等が用いられる。ＮＣ工作装置の加工プログラムデータとしては、例えば、Ｇ機能（制御機能、準備機能）、Ｎ機能（補助機能）、Ｆ機能（送り機能）、寸法語Ｘ、Ｙ、Ｚ（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の運動ディメンジョン）等がある。
【００２５】
ＮＣ加工プログラム解析実行部１０４は、ＮＣ加工プログラム記憶部１０３に記憶された加工プログラムにより、速度制御部１１０及び領域判別オーバライド算出部１０９を制御する。ＮＣ加工プログラム解析実行部１０４は、マイクロコンピュータ等で構成され、ＮＣ加工プログラム記憶部１０３に記憶された加工プログラムの指令データを１ブロックずつ順次読み出し解析して、所定の制御を行う。また、ＮＣ加工プログラム解析実行部１０４は、ＮＣ加工プログラム記憶部１０３に記憶された領域データにより、表示処理部１０５に表示命令を出力し、これを制御することができる。
【００２６】
表示処理部１０５は、表示命令により、指定された点群やプログラム等を表示部１０６に出力表示するとともに、指定領域をビットパターンに変換して、領域テーブル記憶部１０８にビットパターンを出力する。また、入力部１１又は他に設けられている入力手段により、適宜、指定領域の修正・指定・選択等を行うことができる。例えば、描画確認及び修正時に、オーバライド変化量を与える部分が領域の内側又は外側かを指定・選択することができる。
【００２７】
表示部１０６は、ＣＲＴ、液晶ディスプレー等の表示装置により構成され、各種のデータ、プログラム等を表示できる。登録された指定領域は、画面上で描画確認及び修正等が可能である。また、２次元又は３次元のグラフイック機能を備えることにより、全体加工図又は部分加工図等により、必要に応じて加工範囲、加工状況等を表示することができる。
【００２８】
領域テーブル記憶部１０８には、表示処理部１０５で設定・変換されたビットパターンが記憶される。
【００２９】
オーバライド変化量パラメータ記憶部１０７には、オーバライド変化量が記憶されている。設定値は、入力部１１又は他に設けられている入力手段等により、適宜入力することができる。
【００３０】
オーバライド変化量は、前述したように、変化率で指定しても良いし、オーバライド値として特定の値を指定しても良い。また、送り速度・主軸回転数のそれぞれ又は一方について指定しても良いし、その他の加工指定のための回転数、移動速度等について必要に応じて適宜指定することもできる。
【００３１】
領域判別オーバライド算出部１０９では、オーバライド変化量パラメータ記憶部１０７及び領域データ記憶部１０８の出力により、加工プログラムのオーバライド値を算出する。
【００３２】
速度制御部１１０では、加工プログラム解析実行部１０４から出力された加工プログラムによる加工命令を、又は／及び、領域判別オーバライド算出部１０９から出力されたオーバライド値で補正した加工命令を、出力制御部１１１に出力する。
【００３３】
出力制御部１１１は、速度制御部１１０の指令により、所定の駆動装置１３に送り速度、主軸回転数等の駆動指令を指示する。
【００３４】
駆動部１３は、送りモータ等によるＮＣ工作機の回転部又は移動部等から構成される。駆動部１３は、通常、サーボ機構を有し、複数の駆動装置により構成されている。出力制御部１１１を介して送られてきた駆動指令信号により、所定の駆動部１３が駆動され、ＮＣ工作機の送り速度、主軸回転数等が制御される。
【００３５】
以下に、フローチャートを参照して、本発明に係る領域加工の詳細な動作を説明する。
【００３６】
図３に、本発明による領域指定に関するフローチャートを示す。
【００３７】
ここでは、一例として、前述の図１に示すような加工材料において、領域▲１▼及び▲２▼を指定領域とし、これら指定領域についてオーバライドを行う場合を想定する。
【００３８】
まず、図１に示したように、領域指定部１０１により領域指定の作成を行う（Ｓ０１）。つぎにこのデータをＮＣ加工プログラム記憶部１０３に読み込み記憶する（Ｓ０２）。ＮＣ加工プログラム解析実行部１０４は、ＮＣ加工プログラム記憶部１０３の記憶内容に従い、領域指定の解析を行う（Ｓ０３）。以後、領域指定が終了するまで領域指定データが全て入力される（Ｓ０５）。領域指定が終了すると表示命令により、表示処理部１０５は、ＮＣ加工プログラム記憶部１０３の内容を呼び出し、表示部１０６により加工領域を表示する（Ｓ０６）。この際、縮尺を変えて表示してもよいし、また、塗りつぶし、色等により加工範囲内外を区別して表示することができる。さらに、表示処理部１０５は、指定領域のデータをビットパターンに細分化して領域データ記憶部１０８に記憶する（Ｓ０６）。
【００３９】
操作者は、表示部１０６に表示に基づき、必要に応じて、表示用データを修正することができる（Ｓ０７）。さらに、オーバライド変化量を与える部分が、領域の内側又は外側かを指定・選択することができる（Ｓ０７）。このような修正・指定・選択等を行うためには、例えば入力部１１又は他の入力手段により所定の命令を入力するか、加工プログラム自体で指定することができる。この際、表示処理部１０５により、表示データが必要に応じてビットパターンに変換され、領域テーブル記憶部１０８に転送される（Ｓ０７）。つぎに、領域が適切に指定されていることが確認されると（Ｓ０８）、領域指定に関するフローを終了する。
【００４０】
ここで、図４に、領域テーブル記憶部に記憶されたビットパターンの説明図の一例を示す。ここでは、オーバライド変化量を与える部分を「０」、与えない部分を「１」で表している。上述したステップＳ０７において、入力装置１１等に入力によりこのビットパターンを反転させることにより、「０」と「１」とを逆にして、変化量を与える領域を指定領域の内側又は外側に適宜指定することもできる。
【００４１】
つぎに、図５に、本発明による加工プログラムの実行に関するフローチャートを示す。
【００４２】
引き続き、上述のように登録されたビットパターンにより、加工工程を行う場合で説明する。
【００４３】
ここで、登録した指定領域を確認後に、加工を開始するための操作（例えば、サイクルスタートボタンの押圧、入力部１１等によるスタートコマンドの入力、等）を行い、領域加工モードになる（Ｓ１０）。なお、この段階で通常の加工プログラムの実行と、本発明のような領域指定した加工プログラムの実行とを選択することもできる。つぎに、ＮＣ加工プログラム指定部１０２に記憶された加工プログラムを、ＮＣ加工プログラム記憶部１０３に読み込み、記憶する（Ｓ１１）。ＮＣ加工プログラム記憶部１０３から実行プログラムを呼び出し、ＮＣ加工プログラム解析実行部１０４は、所定の加工を行うように必要な制御命令（例えばＸ，Ｙ，Ｚ座標、移動量等）を、領域判別オーバライド算出部１０９及び速度制御部１１０に出力する（Ｓ１２）。領域判別オーバライド算出部１０９は、現在のＸ座標Ｙ座標等の加工位置情報と、領域テーブル記憶部１０８で指定された指定領域とを比較し、指定領域外又は領域内を判別する（Ｓ１３）。例えば、ＮＣ加工プログラム解析実行部１０４の出力である平面軸のＸ，Ｙ座標値から領域テーブル記憶部１０８のビットパターンの位置を計算し、該当ビットが「０」又は「１」により、領域の外又は内を判断することができる。
【００４４】
ここで、指定領域内であると判断されると、オーバライド変化量パラメータ記憶部１０７に記憶されたオーバライド変化率等のオーバライド変化量を設定する（Ｓ１４）。オーバライド変化量が各材質等に応じて複数記憶されている場合は、自動的にプログラムにより設定することもできるし、また、プログラム実行の際に、入力部１１又は他の入力手段等によりマニュアルで設定することもできる。また、本来の加工プログラムと同様にするために、オーバライド変化量を「０」に設定することも可能である。
【００４５】
次に、このオーバライド変化量と領域内外の判別結果をもとに、領域判別オーバライド算出部１０９は、送り速度・主軸回転数等のオーバライド値を算出する（Ｓ１５）。
【００４６】
速度制御部１１０では、指定領域内である場合は、オーバライド値をもとに加工プログラムの送り速度、主軸回転数の補正処理を行う（Ｓ１６）。一方、領域外と判断されると（Ｓ１３）、変化量による補正をせずに本来の加工プログラムのまま加工命令を出力する（Ｓ１６）。出力制御部１１１は、速度制御部１１０の出力データにより駆動部１３に対してモータ回転量、回転数を指示して、所定の領域の加工を行う（Ｓ１７）。以後、加工プログラムを１ステップずつ順次実行する（Ｓ１８）。
【００４７】
なお、領域内及び領域外の材料としては、どのような材料でも本発明を適用することができる。
【００４８】
また、領域指定としては、オーバライド変化量により変化させる領域を指定するようにしても、変化させない領域を指定するようにしても、本発明を適宜適用することができる。
【００４９】
上述の実施の形態では領域及びオーバライド変化量を２種類備えるようにしたが、これに限らず、複数種類の材質に対応して、複数領域及び複数のオーバライド量を設定することにより、より汎用性のあるＮＣ装置を実現することもできる。
【００５０】
さらに、材質の異なる材料以外にも、同一材質の材料に対して本発明を適用することもできる。この場合、所望のモータによる送り速度、回転数等を変化させるデータを記憶することにより、加工領域に応じて、精密加工、荒削り工程、仕上げ工程等の区別をして加工を行うことができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によると、材質によってプログラムを分割したり、オーバライド操作を必要としないため、時間と人手の省力が図れる。
【００５２】
また、加工物の材質に応じて送り速度又は主軸回転数等を最適化できるようになるため、工具寿命を延ばすこともできる。
【００５３】
なお、加工物の材質が一定である場合には、オーバライドを変えることにより指定した領域での加工精度（面精度）を変えるという応用も可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】オーバライドを変化させるようにした加工説明図。
【図２】本発明にかかる数値制御装置のシステム構成図。
【図３】本発明による加工領域指定に関するフローチャート。
【図４】領域テーブル記憶部に記憶されたビットパターンの説明図。
【図５】本発明による加工プログラムの実行に関するフローチャート。
【符号の説明】
１１  入力部
１２  数値制御部
１３  駆動部
１０１  領域指定部
１０３  ＮＣ加工プログラム記憶部
１０４  ＮＣ加工プログラム解析実行部
１０７  オーバライド変化量パラメータ記憶部
１０８  領域テーブル記憶部
１０９  領域判別オーバライド算出部
１１０  速度制御部
１１１  出力制御部
【図１】
0003856917.tif 000003
【図２】
0003856917.tif 000004
【図３】
0003856917.tif 000005
【図４】
0003856917.tif 000006
【図５】
0003856917.tif 000007