JPS63108409A - Operation control mechanism and its method in nc machine tool - Google Patents

Operation control mechanism and its method in nc machine tool

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JPS63108409A
JPS63108409A JP25453186A JP25453186A JPS63108409A JP S63108409 A JPS63108409 A JP S63108409A JP 25453186 A JP25453186 A JP 25453186A JP 25453186 A JP25453186 A JP 25453186A JP S63108409 A JPS63108409 A JP S63108409A
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workpiece
drill
machining program
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Takeshi Momochi
武 百地
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聰 熊本
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Abstract

PURPOSE:To attain the improvement of program forming efficiency, to reduce the working time and to attain the safety for the job by detecting the contact state of a tool, alternating the operating parameter of the tool in the working program so as to apply working. CONSTITUTION:When a Z axis motor 40z is driven while a drive signal is transferred to a servo drive section 42, the motor 40z moves a drill to allow it to make drilling, and when the tip of the drill is in contact with a work and its speed is converted into a working speed (f) from the rapid feed F0 and then its tip is made to cut into the work by a moment of inertia, a command alternation means 54 uses a position data detected by a position detector 58z and stored in a register 52c to correct a value of a command (k) of a register 52b and transfers it to a digital differentiation analyzer 56. Thus, the cut depth due to the feed F0 of the drill is corrected and a hole having an accurate depth is drilled.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はNC工作機械における動作制御機構およびその
方法に関し、一層詳細には、接触検知手段によって被加
工物に対する工具の接触状態を検知し、その検知信号に
基づいて前記工具の動作パラメータを変更し加工動作を
行う構成とすることにより加工プログラムの作成効率を
向上させると共に、加工時間を短縮可能としたNC工作
機械における動作制御機構およびその方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a motion control mechanism and method for an NC machine tool, and more particularly, the present invention relates to a motion control mechanism and a method thereof for an NC machine tool. The present invention relates to an operation control mechanism and method for an NC machine tool that improves the efficiency of creating a machining program and shortens machining time by changing the operating parameters of a tool and performing machining operations.

数値情報に基づいて工具の動作を自動制御し、被加工物
に穴明け、面切削等の加工を行うものとしてNC工作機
械がある。この場合、前記数値情報は、通常、作業内容
を示す制御コードと共に加工プログラムとして穿孔テー
プあるいは磁気テープ等によって当該NC工作機械に入
力される。
There is an NC machine tool that automatically controls the operation of a tool based on numerical information and performs processing such as drilling holes and surface cutting on a workpiece. In this case, the numerical information is usually input to the NC machine tool as a machining program using a perforated tape, magnetic tape, or the like together with a control code indicating the content of the work.

そこで、第1図および第2図に基づき、従来のNC工作
機械による穴明は加工の一例を説明する。この場合、N
C工作機械はホルダ2によって保持されたドリル4をZ
方向に変位させ被加工物6に穴部8を穿設する。すなわ
ち、NC工作機械は、第2図に示す加工プログラムに基
づき制御コードG43に従ってホルダ2の位置をドリル
長HOIだけ補正した後、ドリル4の先端部をZ510
まで速度F0で早送りする。次いで、制御コードGOI
に従ってドリル4を加工速度fで2480まで移動する
ことにより穴部8が穿設される。
Therefore, an example of hole drilling using a conventional NC machine tool will be explained based on FIGS. 1 and 2. In this case, N
C machine tool Z
The hole portion 8 is bored in the workpiece 6 by displacing it in the direction. That is, the NC machine tool corrects the position of the holder 2 by the drill length HOI according to the control code G43 based on the machining program shown in FIG.
Fast forward at speed F0 until Then, the control code GOI
Accordingly, the hole 8 is drilled by moving the drill 4 at a machining speed f to 2480 degrees.

とこ本で、この加工プログラムでは、加工時間を短縮す
るためにドリル4を2510の位置まで速度Foで早送
りした後、加工速度f(f<FO)で被加工物6への穴
明は作業を行っている。この場合、ドリル4が早送りの
速度F0で被加工物6の加工面6aに衝突し、その先端
部が損壊されるのを防止するため、前記加工面6aより
所定距離だけ手前の位置からドリル4を低速の加工速度
fで走行させるように制御している。従って、ドリル4
を損壊することなく被加工物6を加工するには、実際の
加工面6aから所定のクリアランス分だけ手前の位置の
2座標を算出して加工プログラムを作成しなければなら
ない、また、この2座標にはドリル4の長さも考慮して
おく必要がある。そのため、NC工作機械には工具が変
更される度にHOIで規定される工具長データを入力し
なければならず、その作業が煩わしいという不都合が指
摘されている。さらに、前記2座標の設定あるいは工具
長データの設定を誤ると、トリ、ル4が被加工物6に衝
突しドリル4あるいはホルダ2が損壊してしまう危険性
がある。
In this machining program, in order to shorten the machining time, the drill 4 is fast-forwarded to the position 2510 at a speed Fo, and then the work is stopped to drill a hole in the workpiece 6 at a machining speed f (f<FO). Is going. In this case, in order to prevent the drill 4 from colliding with the machining surface 6a of the workpiece 6 at the rapid traverse speed F0 and damaging its tip, the drill 4 is moved from a position a predetermined distance before the machining surface 6a. is controlled to run at a low machining speed f. Therefore, drill 4
In order to machine the workpiece 6 without damaging the workpiece, it is necessary to create a machining program by calculating two coordinates at a position in front of the actual machining surface 6a by a predetermined clearance. It is also necessary to consider the length of the drill 4. Therefore, it has been pointed out that the tool length data defined by the HOI must be input into the NC machine tool every time the tool is changed, which is a cumbersome task. Furthermore, if the two coordinates or the tool length data are incorrectly set, there is a risk that the drill 4 will collide with the workpiece 6 and the drill 4 or holder 2 will be damaged.

本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あって、接触検知手段によって被加工物に対する工具の
接触状態を検知し、その検知信号に基づいて加工プログ
ラムにおける前記工具の動作パラメータを変更して前記
被加工物を加工することにより、前記加工プログラムの
作成効率を向上させると共に、被加工物の加工時間を短
縮し安全な加工作業を遂行することの出来るNC工作機
械における動作制御機構およびその方法を提供すること
を目的とする。
The present invention has been made to overcome the above-mentioned disadvantages, and the present invention detects the state of contact of the tool with the workpiece using a contact detection means, and changes the operating parameters of the tool in the machining program based on the detection signal. An operation control mechanism in an NC machine tool that can improve the efficiency of creating the machining program, shorten the machining time of the workpiece, and perform safe machining operations by machining the workpiece. The purpose is to provide a method for doing so.

前記の目的を達成するために、本発明は工具の動作を規
定した加工プログラムにより指定される動作パラメータ
から工具駆動信号を作成する処理手段と、前記工具駆動
信号に基づいて前記工具を駆動するサーボ駆動手段と、
被加工物に対する前記工具の接触状態を検知し検知信号
を出力する接触検知手段と、前記検知信号に基づいて前
記動作パラメータを変更する変更手段とを備えることを
特徴とする。
To achieve the above object, the present invention includes a processing means for creating a tool drive signal from operation parameters specified by a machining program that defines the operation of a tool, and a servo for driving the tool based on the tool drive signal. a driving means;
The present invention is characterized by comprising a contact detection means for detecting a contact state of the tool with the workpiece and outputting a detection signal, and a changing means for changing the operation parameter based on the detection signal.

また、本発明は工具を加工プログラムの動作パラメータ
に基づいて駆動し被加工物を加工する際、接触検知手段
により工具が前記被加工物に接触したことを検知し、そ
の検知信号によって前記動作パラメータを変更し、次い
で、変更された動作パラメータに基づいて前記工具を駆
動することを特徴とする。
Moreover, when the present invention drives a tool based on the operation parameters of a machining program to machine a workpiece, a contact detection means detects that the tool has contacted the workpiece, and the detection signal is used to control the operation parameters. and then driving the tool based on the changed operating parameters.

次に、本発明に係るNC工作機械における動作制御機構
について好適な実施態様を挙げ、添付の図面を参照しな
がら、以下、詳細に説明する。
Next, preferred embodiments of the motion control mechanism in the NC machine tool according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第3図は本発明に係るNC工作機械における動作制御機
構を示し、この動作制御機構は支持テーブル10に固定
された被加工物12に対してドリル14を用いて穴部1
6を穿設する際の動作制御を行うものである。この場合
、前記動作制御機構は加工プログラムに基づきドリル1
4を駆動するNC装置18と、前記ドリル14の先端部
が被加工物12に接触したことを検知し、前記NC装置
18に対して加工動作を変更するための信号を出力する
接触検知装置20とから基本的に構成される。
FIG. 3 shows a motion control mechanism in an NC machine tool according to the present invention.
This is to control the operation when drilling the hole 6. In this case, the operation control mechanism controls the drill 1 based on the machining program.
4, and a contact detection device 20 that detects when the tip of the drill 14 contacts the workpiece 12 and outputs a signal to the NC device 18 to change the machining operation. It basically consists of.

接触検知装置20は被加工物12の支持テーブル10に
固着された振動検出センサ22と、前記振動検出センサ
22からの出力信号を増幅する増幅器24と、増幅器2
4によって増幅された信号を整流する整流器26と、前
記整流された信号を所定の基準信号と比較しNC装置1
8に対して検知信号(RESP)を出力する比較器28
とを含む。ここで、振動検出センサ22はドリル14が
被加工物12に接触した時に発生する特定の振動を検知
するものであり、この振動検出センサ22にはNC装置
18から出力されるテスト信号(RE Q)に基づいて
振動するテスト用振動発生器30が一体的に取着される
。なお、振動検出センサ22およびテスト用振動発生器
30は圧電素子より構成しておくと好適である。
The contact detection device 20 includes a vibration detection sensor 22 fixed to the support table 10 of the workpiece 12, an amplifier 24 for amplifying the output signal from the vibration detection sensor 22, and an amplifier 2.
4, and a rectifier 26 for rectifying the signal amplified by the NC device 1.
Comparator 28 outputs a detection signal (RESP) for 8.
including. Here, the vibration detection sensor 22 detects a specific vibration that occurs when the drill 14 contacts the workpiece 12, and the vibration detection sensor 22 receives a test signal (REQ) output from the NC device 18. ) is integrally attached to a test vibration generator 30 that vibrates based on the following. Note that it is preferable that the vibration detection sensor 22 and the test vibration generator 30 are formed of piezoelectric elements.

一方、NC装置18は、第4図に示すように、NCテー
プに記録された加工プログラムを読み込むテープリーダ
32と、前記加工プログラムを機械語に翻訳するデコー
ダ34と、前記デコーダ34によって翻訳された加工プ
ログラムの一行分を格納するバッファレジスタ36と、
加工プログラムの指令値(動作パラメータ)に所定の演
算処理を施し当該指令値を単位時間毎の駆動信号として
出力する演算部38と、前記駆動信号に基づきドリル1
4をx、y、z方向に夫々変位させるX軸モータ40x
、Y軸モータ40yおよびZ軸モータ40zを駆動する
サーボ駆動部42とを含む。
On the other hand, as shown in FIG. 4, the NC device 18 includes a tape reader 32 that reads a machining program recorded on an NC tape, a decoder 34 that translates the machining program into machine language, and a machine language that is translated by the decoder 34. a buffer register 36 for storing one line of the machining program;
a calculation section 38 that performs predetermined calculation processing on command values (operation parameters) of the machining program and outputs the command values as drive signals for each unit time;
X-axis motor 40x that displaces 4 in the x, y, and z directions, respectively.
, a servo drive section 42 that drives a Y-axis motor 40y and a Z-axis motor 40z.

ここで、NCテープから入力される加工プロダラムには
、第2図に示す従来の制御コードの他に、例えば、第5
図に示す制御コードG401で示されるGコードがある
。この場合、Gコードで示される加工プログラムの行番
号Nはデコーダ34におけるGコードレジスタ44に記
録される。なお、このGコードレジスタ44は演算部3
8がN行目の加工プログラムの処理を行う際に接触検知
装置20のテスト用振動発生器30に対してテスト信号
(RE Q)を出力する。この場合、テスト信号(RE
Q)は接触検知装置20からの検知信号(RESP)と
共にアンドゲート46に人力し、前記アンドゲート46
の出力はGコードレジスタ44の出力と共にデコーダ3
4のアンドゲート48に入力する。また、前記検知信号
(RESP)とアンドゲート48の出力信号(ENBL
)は夫々ゲート回路50に入力する。ここで、ゲート回
路50は検知信号(RESP)がHレベルである時、切
換信号(CNT)を出力する。
Here, in addition to the conventional control code shown in FIG. 2, the machining program input from the NC tape includes, for example,
There is a G code indicated by control code G401 shown in the figure. In this case, the line number N of the machining program indicated by the G code is recorded in the G code register 44 in the decoder 34. Note that this G code register 44 is
8 outputs a test signal (REQ) to the test vibration generator 30 of the contact detection device 20 when processing the Nth line machining program. In this case, the test signal (RE
Q) is manually input to the AND gate 46 along with the detection signal (RESP) from the contact detection device 20, and the AND gate 46
The output is sent to the decoder 3 together with the output of the G code register 44.
4 is input to the AND gate 48. Furthermore, the detection signal (RESP) and the output signal (ENBL) of the AND gate 48 are connected to each other.
) are respectively input to the gate circuit 50. Here, the gate circuit 50 outputs a switching signal (CNT) when the detection signal (RESP) is at H level.

演算部38は第1乃至第3のレジスタ52a乃至52c
と、加工プログラムより指定された指令値(動作パラメ
ータ)を変更する指令値変更手段54と、前記指令値を
駆動信号として出力するデジタル微分解析器(以下、D
DAと称する)56とを有する。第ルジスタ52aには
ドリル14の目標座標とその移動速度の指令値が格納さ
れ、第2レジスタ52bにはドリル14によって穿設さ
れる穴部16の深さデータおよび当該穿設時におけるド
リル14の加工速度の指令値が格納さ軌る。
The calculation unit 38 has first to third registers 52a to 52c.
, a command value changing means 54 that changes the command value (operation parameter) specified by the machining program, and a digital differential analyzer (hereinafter referred to as D) that outputs the command value as a drive signal.
(referred to as DA) 56. The target coordinates of the drill 14 and the command value of its movement speed are stored in the first register 52a, and the second register 52b stores the depth data of the hole 16 drilled by the drill 14 and the speed of the drill 14 at the time of drilling. The command value of machining speed is stored.

また、第3レジスタ52cにはX軸モータ40X。Further, the third register 52c has an X-axis motor 40X.

Y軸モータ40y、およびZ軸モータ402に装着され
た位置検出器58x乃至58zからの位置データが格納
される。指令値変更手段54はゲート回路からの切換信
号(CNT)に基づいてDDA56に対する経路を第ル
ジスタ52aから第2レジスク52bに切り換えると共
に、前記第2レジスタ52bに格納された穴部16の深
さデータを必要に応じて第3レジスタ52cに格納され
た位置データに基づいて補正しDDA56に転送する。
Position data from position detectors 58x to 58z attached to the Y-axis motor 40y and the Z-axis motor 402 is stored. The command value changing means 54 switches the path for the DDA 56 from the first resistor 52a to the second register 52b based on the switching signal (CNT) from the gate circuit, and also changes the depth data of the hole 16 stored in the second register 52b. is corrected as necessary based on the position data stored in the third register 52c and transferred to the DDA 56.

一方、演算部38から出力される駆動信号はゲート回路
60を介してサーボ駆動部42に出力される。この場合
、前記ゲート回路60はゲート回路50からの切換信号
(CNT)によってクローズされる一方、指令値変更手
段54からの解除信号によりオープンされるように構成
しておく。サーボ駆動部42はゲート回路60を介して
供給される前記駆動信号を格納するサーボレジスタ62
と、前記駆動信号をアナログ信号に変換するD/A変換
回路64と、X他モータ40x、Y他モータ40y、Z
他モータ40zを駆動するドライバ66とで構成される
On the other hand, the drive signal output from the calculation section 38 is output to the servo drive section 42 via the gate circuit 60. In this case, the gate circuit 60 is configured to be closed by a switching signal (CNT) from the gate circuit 50, and opened by a release signal from the command value changing means 54. The servo drive unit 42 includes a servo register 62 that stores the drive signal supplied via the gate circuit 60.
, a D/A conversion circuit 64 that converts the drive signal into an analog signal, an X other motor 40x, a Y other motor 40y, and a Z other motor.
It is composed of a driver 66 that drives another motor 40z.

本発明に係るNC工作機械における動作制御機構は基本
的には以上のように構成されるものであり、次にその作
用並びに効果について説明する。
The operation control mechanism in the NC machine tool according to the present invention is basically constructed as described above, and its operation and effects will be explained next.

先ず、テープリーダ32によって加工プログラムの記録
されたNCテープを読み込み、前記加工プログラムをデ
コーダ34で機械語に翻訳する。
First, the tape reader 32 reads an NC tape on which a machining program is recorded, and the decoder 34 translates the machining program into machine language.

この場合、デコーダ34は前記加工プログラムの各行(
N−2)、(N−1)、N・・・を順次機械語に翻訳し
、N行目の加工プログラムにおいて第5図に示す制御コ
ードG401を検知した場合、その行番号NをGコード
レジスタ44に格納する。
In this case, the decoder 34 controls each line (
N-2), (N-1), N... are translated into machine language sequentially, and when control code G401 shown in FIG. 5 is detected in the Nth line machining program, the line number N is converted into G code. Store in register 44.

次いで、デコーダ34によって翻訳された加工プログラ
ムはバッファレジスタ36を介して演算部38に転送さ
れる。
Next, the processing program translated by the decoder 34 is transferred to the arithmetic unit 38 via the buffer register 36.

ここで、(N−2)行目の前記加工プログラムの制御コ
ードが第2図に示す従来の制御コードである場合、その
加工プログラムにおいて設定された指令値が第ルジスタ
52aに格納される。そして、前記指令値はDDA56
によって駆動信号に変換され、ゲート回路60を介して
サーボ駆動部42に転送される。そこで、前記駆動信号
はサーボレジスタ62に一旦格納された後、D/A変換
回路64によりアナログ信号に変換され、ドライバ66
によってX他モータ40x、Y他モータ40yあるいは
Z他モータ40zが所定量駆動されてドリル14が所望
の動作を行うことになる。
Here, if the control code of the machining program on the (N-2)th line is the conventional control code shown in FIG. 2, the command value set in the machining program is stored in the registor 52a. The command value is DDA56
The signal is converted into a drive signal and transferred to the servo drive unit 42 via the gate circuit 60. Therefore, after the drive signal is once stored in the servo register 62, it is converted into an analog signal by the D/A conversion circuit 64, and the driver 66
As a result, the other X motors 40x, the other Y motors 40y, or the other Z motors 40z are driven by a predetermined amount, and the drill 14 performs the desired operation.

次に、前記の動作が完了すると演算部38はデコーダ3
4に完了信号を出力する。この場合、デコーダ34は次
の(N−1)行目の加工プログラムにGコードがあるか
否かをGコードレジスタ44によってチェックし、その
結果をアンドゲート48の一方の入力端子に出力する。
Next, when the above operation is completed, the arithmetic unit 38 sends the decoder 3
A completion signal is output to 4. In this case, the decoder 34 checks whether or not there is a G code in the next (N-1)th line machining program using the G code register 44, and outputs the result to one input terminal of the AND gate 48.

ここで、(N−1)行目の加工プログラムに第5図に示
すGコードが付されていない場合、Gコードレジスタ4
4からアンドゲート48に出力される信号はLレベルと
なり、前記アンドゲート48の出力信号はLレベルとし
てゲート回路50に入力する。
Here, if the G code shown in FIG. 5 is not attached to the (N-1)th line machining program, the G code register 4
4 to the AND gate 48 becomes L level, and the output signal of the AND gate 48 is input to the gate circuit 50 as L level.

従って、ゲート回路50は演算部38における指令値変
更手段54に切換信号(CNT)を出力せず、演算部3
8は、前述した場合と同様に、第ルジスタ52aに格納
された(N−1)行目の加工プログラムに係る指令値に
基づいて演算処理を行いドリル14を駆動する。
Therefore, the gate circuit 50 does not output a switching signal (CNT) to the command value changing means 54 in the calculation section 38, and
8 drives the drill 14 by performing arithmetic processing based on the command value related to the (N-1)th line machining program stored in the registor 52a.

(N−1)行目の加工プロクミラムによって指定された
動作が完了すると、演算部38は再びデコーダ34に完
了信号を出力する。
When the operation specified by the (N-1)th processing program is completed, the calculation unit 38 outputs a completion signal to the decoder 34 again.

そこで、次のN行目の加工プログラムに第5図に示すG
コードが付された場合の処理工程について、第6図のフ
ローチャートに基づき説明する。
Therefore, in the next Nth line machining program, the G shown in FIG.
The processing steps when a code is attached will be explained based on the flowchart of FIG.

演算部38から(N−1)行目の加工プログラムの完了
信号を受けると、デコーダ34はGコードレジスタ44
においてN行目の加工プログラムにGコードがあるか否
かを調べ、第5図に示すGコードが付されている場合、
すなわち、制御コードが0401である場合、Hレベル
の信号をアンドゲート48の一方の入力端子に出力する
Upon receiving the completion signal of the (N-1)th line machining program from the calculation unit 38, the decoder 34 outputs the G code register 44.
Check whether or not there is a G code in the Nth line machining program, and if the G code shown in Fig. 5 is attached,
That is, when the control code is 0401, an H level signal is output to one input terminal of the AND gate 48.

また、デコーダ34は接触検知装置20に対してテスト
信号(REQ)を出力する<5TPI)。
Further, the decoder 34 outputs a test signal (REQ) to the contact detection device 20 (<5TPI).

ここで、接触検知装置20は前記テスト信号(REQ)
を受けてテスト用振動発生器30に振動を発生させる。
Here, the contact detection device 20 receives the test signal (REQ).
In response to this, the test vibration generator 30 generates vibration.

この振動は振動検出センサ22に伝達し、次いで、振動
検出センサ22が正常に動作した場合、前記振動が電気
信号に変換され増幅器24、整流器26および比較器2
8を介して検知信号(RESP)としてアンドゲート4
6の一方の入力端子に出力される。なお、前記アンドゲ
ート46の他方の入力端子にはHレベルの前記テスト信
号(RE Q)が入力しており、アンドゲート46の出
力端子からはアンドゲート48の他方の入力端子に対し
てHレベルの信号が出力されることになる。従って、ゲ
ート回路50にはアンドゲート48からのHレベルの出
力信号(ENBL)が入力され、振動検出センサ22が
正常に動作することが確認される(SrF2)。
This vibration is transmitted to the vibration detection sensor 22, and then, if the vibration detection sensor 22 operates normally, the vibration is converted into an electrical signal by an amplifier 24, a rectifier 26 and a comparator 22.
AND gate 4 as a detection signal (RESP) through 8
It is output to one input terminal of 6. The test signal (REQ) at H level is input to the other input terminal of the AND gate 46, and the output terminal of the AND gate 46 outputs an H level signal to the other input terminal of the AND gate 48. The signal will be output. Therefore, the H level output signal (ENBL) from the AND gate 48 is input to the gate circuit 50, and it is confirmed that the vibration detection sensor 22 operates normally (SrF2).

一方、デコーダ34から接触検知装置20に対してテス
ト信号(RE Q)が出力されてから所定時間(To)
経過しても検知信号(RESP)が得られない場合には
(SrF2) 、NC装置18は警報を発して振動検出
センサ22の動作不良を知らせる(SrF2)。
On the other hand, a predetermined period of time (To) has elapsed since the test signal (REQ) was output from the decoder 34 to the contact detection device 20.
If the detection signal (RESP) is not obtained even after the elapse of time (SrF2), the NC device 18 issues an alarm to notify that the vibration detection sensor 22 is malfunctioning (SrF2).

次に、振動検出センサ22が正常に動作している場合に
ついて説明する。この場合、ドリル14が第5図に示す
加工プログラムに基づいて動作するものとすれば、第ル
ジスタ52aには第7図aまたはbに示す目標点のZ座
標2と前記目標点までのドリル14の移動速度F、(予
め設定されているものとする)とが格納され、また、第
2レジスタ52bには被加工物12に穿設される穴部1
6の深さkと加工速度fとが格納される。
Next, a case where the vibration detection sensor 22 is operating normally will be described. In this case, assuming that the drill 14 operates based on the machining program shown in FIG. 5, the Z coordinate 2 of the target point shown in FIG. The moving speed F, (assumed to be set in advance) is stored in the second register 52b.
The depth k and machining speed f of 6 are stored.

そこで、先ず、目標点のZ座標2を第7図aのように設
定した場合、DDA56は第ルジスタ52aの指令値2
に基づき所定の駆動信号をゲート回路60を介してサー
ボ駆動部42に出力する。
Therefore, first, when the Z coordinate 2 of the target point is set as shown in FIG.
Based on this, a predetermined drive signal is output to the servo drive section 42 via the gate circuit 60.

サーボ駆動部42は前記駆動信号をサーボレジスタ62
に格納した後、D/A変換回路64によってアナログ信
号に変換し、前記アナログ信号に基づいてドライバ66
によりZ軸モータ40zを駆動する。この結果、ドリル
14が被加工物12に指向してZ方向に早送り速度F。
The servo drive section 42 sends the drive signal to the servo register 62.
After storing the signal in
to drive the Z-axis motor 40z. As a result, the drill 14 is directed toward the workpiece 12 at a rapid traverse speed F in the Z direction.

で移動を開始する(SrF5)。Start moving at (SrF5).

ドリル14がZ方向に所定量移動し先端部が被加工物1
2に接触すると、その接触時に発生する振動が振動検出
センサ22によって検知される。
The drill 14 moves a predetermined amount in the Z direction, and the tip reaches the workpiece 1.
2, the vibrations generated at the time of contact are detected by the vibration detection sensor 22.

振動検出センサ22からの出力信号は増幅器24によっ
て増幅された後、整流器26により整流され比較器28
において基準信号と比較され、当該信号が所定レベル以
上である場合には検知信号(RE S P)  として
NC装置18に出力される(SrF2)。なお、振動検
出センサ22から出力される信号は、例えば、第8図に
示す特性を有しており、比較器28に所定の闇値を設定
しておけばドリル14が被加工物12に接触したことを
容易に検知することが可能である。
The output signal from the vibration detection sensor 22 is amplified by an amplifier 24, then rectified by a rectifier 26, and then sent to a comparator 28.
The detected signal is compared with a reference signal in the step SrF2, and if the signal is higher than a predetermined level, it is outputted to the NC device 18 as a detection signal (RESP) (SrF2). The signal output from the vibration detection sensor 22 has, for example, the characteristics shown in FIG. It is possible to easily detect what has happened.

そこで、比較器28から出力された検知信号(RE S
 P)はゲート回路50を駆動して前記ゲート回路50
から切換信号(CN T)が指令値変更手段54および
ゲート回路60に夫々出力される。
Therefore, the detection signal (RE S
P) drives the gate circuit 50 to
A switching signal (CNT) is outputted to the command value changing means 54 and the gate circuit 60, respectively.

この場合、ゲート回路60は前記切換信号(CNT)に
よってクローズされ、サーボ駆動部42への駆動信号の
送出を停止する。一方、指令値変更手段54は前記切換
信号(CNT)に基づいて第2レジスタ52bに格納さ
れた指令値を必要に応じて補正してDDA56に転送す
る。DDA56は前記指令値に基づいて駆動信号をゲー
ト回路60に出力する。この時゛、指令値変更手段54
は解除信号を出力して前記ゲート回路60をオープンし
、前記駆動信号がサーボ駆動部42に転送され、この結
果、Z軸モータ40zが駆動される。この場合、Z軸モ
ータ40zはドリル14を加工速度rでZ方向に指令値
にだけ移動させ穴部16を穿設する(SrF7)。
In this case, the gate circuit 60 is closed by the switching signal (CNT) and stops sending the drive signal to the servo drive unit 42. On the other hand, the command value changing means 54 corrects the command value stored in the second register 52b as necessary based on the switching signal (CNT) and transfers it to the DDA 56. The DDA 56 outputs a drive signal to the gate circuit 60 based on the command value. At this time, the command value changing means 54
outputs a release signal to open the gate circuit 60, the drive signal is transferred to the servo drive unit 42, and as a result, the Z-axis motor 40z is driven. In this case, the Z-axis motor 40z moves the drill 14 in the Z direction at a machining speed r by the command value to drill the hole 16 (SrF7).

ここで、ドリル14の先端部が被加工物12に接触し、
その速度が早送り速度F0から加工速度fに変換される
際、当該先端部が慣性力によって被加工物12に所定量
食い込んでいる場合が考えられる。、このような場合、
指令値変更手段54はZ軸モータ40zの位置検出器5
8zにより検出され第3レジスタ52cに格納される位
置データを用いて第2レジスタ52bの指令値にの値を
補正しDDA56に転送すれば、ドリル14の早送り速
度F0による食込み量を補正して正確な深さの穴部16
を穿設することが可能である。なお、補正の仕方は種々
あるが、例えば、切換信号(CNT)の発生時点でのサ
ーボ誤差αを算出し、「k−α」をDDA56へ与える
ことも可能である。
Here, the tip of the drill 14 comes into contact with the workpiece 12,
When the speed is converted from the rapid feed speed F0 to the machining speed f, it is conceivable that the tip end has bitten into the workpiece 12 by a predetermined amount due to inertial force. , in such a case,
The command value changing means 54 is the position detector 5 of the Z-axis motor 40z.
If the command value of the second register 52b is corrected using the position data detected by the 8z and stored in the third register 52c and transferred to the DDA 56, the amount of penetration due to the rapid feed speed F0 of the drill 14 is corrected and accurate. Hole 16 with a depth of
It is possible to drill. Note that there are various methods of correction, but for example, it is also possible to calculate the servo error α at the time of generation of the switching signal (CNT) and provide "k-α" to the DDA 56.

一方、第7図すに示すように、目標点のZ座標を被加工
物12の加工面よりもやや手前に設定した場合、ドリル
14は次のように動作する。すなわち、ドリル14が早
送り速度F0でZ方向に2だけ移動すると(STP8)
、指令値変更手段54はDDA56に第2レジスタ52
bに格納された指令値fを転送し、前記ドリル14を加
工速度fで予め設定された許容値z、の範囲内でZ方向
に移動する(STP9)。ドリル14の先端部が被加工
物12に接触すると振動検出センサ22がその接触状態
を検知し、接触検知装置20によって検知信号(RE 
S P)がゲート回路50に出力される(STPIO)
。この場合、ゲート回路50は切換信号(CNT)を指
令値変更手段54およびゲート回路60に出力する。そ
こで、指令値変更手段54は第2レジスタ52bに格納
された指令値をDDA56に出力すると共にゲート回路
60をオープンする。従って、DDA56はゲート回路
60を介してサーボ駆動部42に所定の駆動信号を出力
し、前記サーボ駆動部42がZ軸モータ40zを駆動し
てドリル14を加工速度fでZ方向にkだけ移動させ穴
部16を穿設する(STP7)。
On the other hand, as shown in FIG. 7, when the Z coordinate of the target point is set slightly in front of the machining surface of the workpiece 12, the drill 14 operates as follows. That is, when the drill 14 moves by 2 in the Z direction at the rapid traverse speed F0 (STP8)
, the command value changing means 54 inputs the second register 52 to the DDA 56.
The command value f stored in b is transferred, and the drill 14 is moved in the Z direction at a machining speed f within a preset tolerance value z (STP9). When the tip of the drill 14 contacts the workpiece 12, the vibration detection sensor 22 detects the contact state, and the contact detection device 20 outputs a detection signal (RE
SP) is output to the gate circuit 50 (STPIO)
. In this case, the gate circuit 50 outputs a switching signal (CNT) to the command value changing means 54 and the gate circuit 60. Therefore, the command value changing means 54 outputs the command value stored in the second register 52b to the DDA 56 and opens the gate circuit 60. Therefore, the DDA 56 outputs a predetermined drive signal to the servo drive unit 42 via the gate circuit 60, and the servo drive unit 42 drives the Z-axis motor 40z to move the drill 14 by k in the Z direction at a processing speed f. A hole portion 16 is bored (STP7).

なお、所定時間経過しても接触検知装置20から検知信
号(RE S P)が出力されず、しかも、ドリル14
のZ方向の移動量が許容値z1を超過した場合(STP
II) 、NC装置18は警報信号を発して装置の動作
異常を知らせる(STP12)。
Note that the detection signal (RE S P) is not output from the contact detection device 20 even after a predetermined period of time has elapsed, and the drill 14
If the amount of movement in the Z direction exceeds the allowable value z1 (STP
II) The NC device 18 issues an alarm signal to notify abnormal operation of the device (STP12).

なお、上述した実施例ではドリル14によって被加工物
12に穴部16を穿設する場合について説明したが、例
えば、フライスカッターによって任意形状の被加工物の
面切削作業を行うことも出来る。すなわち、第9図aお
よびbに示ずように、不定形曲面からなるボス68を有
する被加工物70をフライスカンクー72によって面切
削する場合、フライスカフターフ2の周縁部がボス68
に接触した時の振動を振動検出センサ22によって検知
しその動作パラメータを指令値変更手段54によって変
更すれば、フライスカッター72とボス68との接触点
Aの座標を何ら算出することなく極めて簡単な加工プロ
グラムに基づき一点鎖線で示す経路に沿って面切削作業
を行うことが出来る。
In the above-described embodiment, the hole 16 is drilled in the workpiece 12 using the drill 14, but for example, a milling cutter may be used to cut the surface of the workpiece in any shape. That is, as shown in FIGS. 9a and 9b, when a workpiece 70 having a boss 68 made of an irregular curved surface is surface-cut by the milling canker 72, the peripheral edge of the milling scuff turf 2 is cut by the boss 68.
If the vibration when the milling cutter 72 contacts the boss 68 is detected by the vibration detection sensor 22 and its operating parameters are changed by the command value changing means 54, the coordinates of the contact point A between the milling cutter 72 and the boss 68 can be extremely easily calculated without having to calculate the coordinates of the contact point A between the milling cutter 72 and the boss 68. Based on the machining program, surface cutting work can be performed along the route shown by the dashed line.

以上のように本発明によれば、被加工物に対する工具の
接触状態を接触検知手段によって検知し、その検知信号
に基づいて前記工具の動作パラメータを変更して加工作
業を遂行するように構成している。そのため、従来のよ
うに工具の先端部が被加工物に接触する直前の座標デー
タや工具形状等のデータを考慮して加工プログラムを作
成する必要性がなく、従って、当該加工プログラムの作
成時間が著しく短縮されるという利点が得られる。また
、従来のように、当該データの設定ミスによって工具等
を損壊する虞もない。さらに、工具を被加工物に接触す
るまで早送り速度で移動させることが出来るため被加工
物の加工に要する時間を短縮することが可能となる。
As described above, according to the present invention, the contact state of the tool with respect to the workpiece is detected by the contact detection means, and the operating parameters of the tool are changed based on the detection signal to perform the machining operation. ing. Therefore, unlike in the past, there is no need to create a machining program by taking into consideration data such as coordinate data and tool shape just before the tip of the tool contacts the workpiece, and therefore the creation time of the machining program is reduced. The advantage is that it is significantly shortened. Further, there is no risk of damage to tools etc. due to a setting error in the data, unlike in the conventional case. Furthermore, since the tool can be moved at a rapid traverse speed until it comes into contact with the workpiece, it is possible to shorten the time required for machining the workpiece.

以上、本発明について好適な実施例を挙げて説明したが
、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設
計の変更が可能なことは勿論である。
Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, and various improvements and changes in design can be made without departing from the gist of the present invention. Of course.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来技術に係る被加工物の加工方法の説明図、 第2図は従来技術に係る加工プログラムの説明図、 第3図は本発明に係るNC工作機械における動作制御機
構の構成説明図、 、 第4図は本発明に係るNC工作機械における動作制御機
構の構成ブロック図、 第5図は本発明に係るNC工作機械における動作制御機
構に適用される加工プログラムの説明図、 第6図は本発明に係るNC工作機械における動作制御方
法を示すフローチャート、 第7図aおよびbは本発明に係るNC工作機械における
動作制御方法の説明図、 第8図は第3図に示す振動検出センサの出力特性図、 第9図aおよびbは本発明に係るNC工作機械における
動作制御方法の他の適用例を示す平面説明図および断面
説明図である。 10・・・支持テーブル    12・・・被加工物1
4・・・ドリル       18・・・NC装置20
・・・接触検知装置    22・・・振動検出センサ
30・・・テスト用振動発生器 32・・・テープリー
ダ34・・・デコーダ 36・・・バッファレジスタ  38・・・演算部40
x・・・X軸モータ    40y・・・Y軸モータ4
0z・・・Z軸モータ    42・・・サーボ駆動部
44・・・Gコードレジスタ
Fig. 1 is an explanatory diagram of a method for machining a workpiece according to the prior art, Fig. 2 is an explanatory diagram of a machining program according to the prior art, and Fig. 3 is an explanatory diagram of the configuration of a motion control mechanism in an NC machine tool according to the present invention. 4 is a block diagram of the configuration of the motion control mechanism in the NC machine tool according to the present invention, FIG. 5 is an explanatory diagram of a machining program applied to the motion control mechanism in the NC machine tool according to the present invention, and 6 The figure is a flowchart showing the operation control method in the NC machine tool according to the present invention, Figures 7a and b are explanatory diagrams of the operation control method in the NC machine tool according to the present invention, and Figure 8 is the vibration detection shown in Figure 3. 9A and 9B are an explanatory plan view and a cross-sectional view showing another application example of the operation control method in an NC machine tool according to the present invention. 10... Support table 12... Workpiece 1
4...Drill 18...NC device 20
... Contact detection device 22 ... Vibration detection sensor 30 ... Test vibration generator 32 ... Tape reader 34 ... Decoder 36 ... Buffer register 38 ... Arithmetic unit 40
x...X-axis motor 40y...Y-axis motor 4
0z...Z-axis motor 42...Servo drive section 44...G code register

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)工具の動作を規定した加工プログラムにより指定
される動作パラメータから工具駆動信号を作成する処理
手段と、前記工具駆動信号に基づいて前記工具を駆動す
るサーボ駆動手段と、被加工物に対する前記工具の接触
状態を検知し検知信号を出力する接触検知手段と、前記
検知信号に基づいて前記動作パラメータを変更する変更
手段とを備えることを特徴とするNC工作機械における
動作制御機構。
(1) processing means for creating a tool drive signal from operation parameters specified by a machining program that defines the operation of the tool; a servo drive means for driving the tool based on the tool drive signal; An operation control mechanism for an NC machine tool, comprising a contact detection means for detecting a contact state of a tool and outputting a detection signal, and a changing means for changing the operation parameter based on the detection signal.
(2)特許請求の範囲第1項記載の機構において、接触
検知手段は被加工物の支持テーブルに固着され前記被加
工物に対する工具の接触時に発生する振動を検知する振
動検知センサより構成してなるNC工作機械における動
作制御機構。
(2) In the mechanism set forth in claim 1, the contact detection means is constituted by a vibration detection sensor that is fixed to a support table of a workpiece and detects vibrations generated when a tool contacts the workpiece. A motion control mechanism for NC machine tools.
(3)特許請求の範囲第2項記載の機構において、振動
検知センサには処理手段から出力されるテスト信号に基
づいて擬似振動を発生し前記振動検知センサの動作テス
トを行う振動発生器が取着されてなるNC工作機械にお
ける動作制御機構。
(3) In the mechanism set forth in claim 2, the vibration detection sensor is equipped with a vibration generator that generates pseudo vibration based on a test signal output from the processing means to test the operation of the vibration detection sensor. A motion control mechanism in an NC machine tool.
(4)工具を加工プログラムの動作パラメータに基づい
て駆動し被加工物を加工する際、接触検知手段により工
具が前記被加工物に接触したことを検知し、その検知信
号によって前記動作パラメータを変更し、次いで、変更
された動作パラメータに基づいて前記工具を駆動するこ
とを特徴とするNC工作機械における動作制御方法。
(4) When driving the tool based on the operation parameters of the machining program to machine the workpiece, the contact detection means detects that the tool has come into contact with the workpiece, and the operation parameters are changed based on the detection signal. and then driving the tool based on the changed operation parameters.
(5)特許請求の範囲第4項記載の方法において、加工
プログラムは動作パラメータを変更する制御コードを有
し、前記制御コードに基づいて接触検知手段を動作可能
とするNC工作機械における動作制御方法。
(5) In the method according to claim 4, the machining program has a control code for changing operation parameters, and the contact detection means is enabled to operate based on the control code. .
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