特許 7513738 数値制御装置、および工作機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-01

(45)【発行日】2024-07-09

(54)【発明の名称】数値制御装置、および工作機械

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/4155 20060101AFI20240702BHJP

   G05B 19/4093 20060101ALI20240702BHJP

【ＦＩ】

G05B19/4155 Z

G05B19/4093 P

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2022555395

(86)(22)【出願日】2021-09-29

(86)【国際出願番号】 JP2021035826

(87)【国際公開番号】W WO2022075141

(87)【国際公開日】2022-04-14

【審査請求日】2023-05-12

(31)【優先権主張番号】P 2020168585

(32)【優先日】2020-10-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001151

【氏名又は名称】あいわ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 俊大

【審査官】樋口 幸太郎

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１５／０９７８８６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００９－３０１２３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１２７０５２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｂ １９／４１５５

Ｇ０５Ｂ １９／４０９３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転座標系における座標値を基準座標系における座標値に変換するための座標変換情報であって、前記回転座標系と前記基準座標系との差分を示す座標差分情報を含む座標変換情報を工具に割り当てられた識別情報に関連付けて記憶する情報記憶部と、
前記識別情報が割り当てられた前記工具の移動経路を示す座標値を加工プログラムから取得する情報取得部と、
前記情報記憶部に記憶された前記座標変換情報に含まれる前記座標差分情報に基づいて、前記情報取得部によって取得された前記移動経路を示す座標値の座標変換を実行する座標変換部と、
を備える数値制御装置。

【請求項2】

回転座標系における座標値を基準座標系における座標値に変換するための座標変換情報であって、前記工具ごとに設定される前記工具の基準となる加工方向を示す基準加工方向情報を含む座標変換情報を工具に割り当てられた識別情報に関連付けて記憶する情報記憶部と、
前記識別情報が割り当てられた前記工具の移動経路を示す座標値を加工プログラムから取得する情報取得部と、
前記情報記憶部に記憶された前記座標変換情報に含まれる前記基準加工方向情報と前記工具の位置情報に基づいて、前記情報取得部によって取得された前記移動経路を示す座標値の座標変換を実行する座標変換部と、
を備える数値制御装置。

【請求項3】

前記座標変換情報は、前記工具ごとに設定される前記工具の基準となる加工方向を示す基準方向情報と、前記工具の切り込み方向を示す切込方向情報とを含み、
前記座標変換部は、前記基準方向情報が示す方向と、前記切込方向情報が示す方向との差に基づいて前記座標変換を実行する請求項１または２に記載の数値制御装置。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項に記載された数値制御装置を備える工作機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、数値制御装置、および工作機械に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、座標変換機能を有する数値制御装置が知られている。座標変換機能を有する数値制御装置では、例えば、基準となる座標系を所定の軸回りに所定角度だけ回転させた座標系における座標値を用いて工具の移動経路が指令される。この場合、移動経路を指令する座標値は、基準となる座標系における座標値に座標変換され、座標変換された座標値に基づいて工具の移動が制御される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平３－２６９６０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、従来の数値制御装置において座標変換を指令する場合、座標系の回転中心、回転方向、および回転量などの情報を加工プログラムに書き込む必要がある。そのため、加工プログラムが複雑化し、加工プログラムの可読性が低下するおそれがある。また、加工プログラムの可読性が低下すると、ワークの加工ミスにつながるおそれがある。

【0005】

本開示は、加工プログラムの可読性を高め、加工ミスを低減することが可能な数値制御装置、および工作機械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】

【0006】

数値制御装置が、回転座標系における座標値を基準座標系における座標値に変換するための座標変換情報であって、前記回転座標系と前記基準座標系との差分を示す座標差分情報を含む座標変換情報を工具に割り当てられた識別情報に関連付けて記憶する情報記憶部と、識別情報が割り当てられた工具の移動経路を示す座標値を加工プログラムから取得する情報取得部と、情報記憶部に記憶された座標変換情報に含まれる前記座標差分情報に基づいて、情報取得部によって取得された移動経路を示す座標値の座標変換を実行する座標変換部と、を備える。
数値制御装置が、回転座標系における座標値を基準座標系における座標値に変換するための座標変換情報であって、前記工具ごとに設定される前記工具の基準となる加工方向を示す基準加工方向情報を含む座標変換情報を工具に割り当てられた識別情報に関連付けて記憶する情報記憶部と、識別情報が割り当てられた工具の移動経路を示す座標値を加工プログラムから取得する情報取得部と、情報記憶部に記憶された座標変換情報に含まれる前記基準加工方向情報と前記工具の位置情報に基づいて、情報取得部によって取得された移動経路を示す座標値の座標変換を実行する座標変換部と、を備える。

【発明の効果】

【0007】

本開示により、加工プログラムの可読性を高め、加工ミスを低減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】工作機械のハードウェア構成の一例を示す図である。

【図2】数値制御装置の機能の一例を示すブロック図である。

【図3】基準座標系と回転座標系との関係を説明する図である。

【図4】第１の実施形態における情報記憶部が記憶する情報の一例を示す図である。

【図5】加工プログラムの一例を示す図である。

【図6】ワークの加工時に実行される処理の一例を示すフローチャートである。

【図7】基準となる加工方向と切り込み方向を説明する図である。

【図8】第２の実施形態における情報記憶部が記憶する情報の一例を示す図である。

【図9】加工プログラムの別の例を示す図である。

【図10】第３の実施形態における情報記憶部が記憶する情報の一例を示す図である。

【図11】加工プログラムのさらに別の例を示す図である。

【図12】ワークの加工時に実行される処理の他の例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［第１の実施形態］
以下、第１の実施形態について図面を用いて説明する。

【0010】

図１は、工作機械のハードウェア構成の一例を示す図である。工作機械１は、工具を用いてワークの加工を行う機械である。工作機械１は、エンドミル、バイト、ドリルなどの工具を用いてワークの切削加工を行う。工作機械１は、例えば、マシニングセンタ、旋盤、ボール盤、または複合加工機である。

【0011】

工作機械１は、数値制御装置２と、表示装置３と、入力装置４と、サーボアンプ５およびサーボモータ６と、スピンドルアンプ７およびスピンドルモータ８と、周辺機器９とを備える。

【0012】

数値制御装置２は、工作機械１の全体を制御する装置である。数値制御装置２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１１と、バス１２と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１３と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１４と、不揮発性メモリ１５とを備えている。

【0013】

ＣＰＵ１１は、システムプログラムに従って数値制御装置２の全体を制御するプロセッサである。ＣＰＵ１１は、バス１２を介してＲＯＭ１３に格納されたシステムプログラムなどを読み出す。また、ＣＰＵ１１は、加工プログラムに従って、サーボモータ６およびスピンドルモータ８などを制御し、ワークの加工を行う。

【0014】

バス１２は、数値制御装置２内の各ハードウェアを互いに接続する通信路である。数値制御装置２内の各ハードウェアはバス１２を介してデータをやり取りする。

【0015】

ＲＯＭ１３は、数値制御装置２全体を制御するためのシステムプログラムなどを記憶する記憶装置である。

【0016】

ＲＡＭ１４は、各種データを一時的に格納する記憶装置である。ＲＡＭ１４は、工具の移動経路を示す指令情報、表示用のデータ、外部から入力されるデータなどを一時的に記憶する。ＲＡＭ１４は、ＣＰＵ１１が各種データを処理するための作業領域として機能する。

【0017】

不揮発性メモリ１５は、工作機械１の電源が切られ、数値制御装置２に電力が供給されていない状態でもデータを保持する記憶装置である。不揮発性メモリ１５は、例えば、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）で構成される。不揮発性メモリ１５は、例えば、入力装置４から入力された工具径などの工具の仕様に関する情報、工具補正に関する情報、工具寿命に関する情報、および、加工プログラムを記憶する。

【0018】

数値制御装置２は、さらに、第１のインタフェース１６と、第２のインタフェース１７と、軸制御回路１８と、スピンドル制御回路１９と、ＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２０と、Ｉ／Ｏユニット２１とを備えている。

【0019】

第１のインタフェース１６は、バス１２と表示装置３とを接続する。第１のインタフェース１６は、例えば、ＣＰＵ１１が処理した各種データを表示装置３に送る。

【0020】

表示装置３は、第１のインタフェース１６を介して各種データを受け、各種データを表示する。表示装置３は、例えば、不揮発性メモリ１５に記憶された加工プログラム、工具補正に関する情報などを表示する。表示装置３は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）などのディスプレイである。

【0021】

第２のインタフェース１７は、バス１２と入力装置４とを接続する。第２のインタフェース１７は、例えば、入力装置４から入力されたデータをバス１２を介してＣＰＵ１１に送る。

【0022】

入力装置４は、各種データを入力するための装置である。入力装置４は、例えば、工具補正に関する情報、および工具の仕様に関する情報の入力を受け、入力されたデータを第２のインタフェース１７を介して不揮発性メモリ１５に送る。入力装置４は、例えば、キーボード、およびマウスである。なお、入力装置４と表示装置３とは、例えば、タッチパネルのように１つの装置として構成されてもよい。

【0023】

軸制御回路１８は、サーボモータ６を制御する回路である。軸制御回路１８は、ＣＰＵ１１からの制御指令を受けてサーボモータ６を駆動させるための指令をサーボアンプ５に出力する。軸制御回路１８は、例えば、サーボモータ６のトルクを制御するトルクコマンドをサーボアンプ５に送る。また、軸制御回路１８は、サーボモータ６の回転速度を制御する回転速度コマンドをサーボアンプ５に送ってもよい。

【0024】

サーボアンプ５は、軸制御回路１８からの指令を受けて、サーボモータ６に電力を供給する。

【0025】

サーボモータ６は、サーボアンプ５から電力の供給を受けて駆動する。サーボモータ６は、例えば、刃物台、主軸頭、テーブルを駆動させるボールねじに連結される。サーボモータ６が駆動することにより、刃物台、主軸頭、テーブルなどの工作機械１の構成要素は、例えば、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、またはＺ軸方向に移動する。

【0026】

スピンドル制御回路１９は、スピンドルモータ８を制御するための回路である。スピンドル制御回路１９は、ＣＰＵ１１からの制御指令を受けてスピンドルモータ８を駆動させるための指令をスピンドルアンプ７に出力する。スピンドル制御回路１９は、例えば、スピンドルモータ８のトルクを制御するトルクコマンドをスピンドルアンプ７に送る。また、スピンドル制御回路１９は、スピンドルモータ８の回転速度を制御する回転速度コマンドをスピンドルアンプ７に送ってもよい。

【0027】

スピンドルアンプ７は、スピンドル制御回路１９からの指令を受けて、スピンドルモータ８に電力を供給する。

【0028】

スピンドルモータ８は、スピンドルアンプ７から電力の供給を受けて駆動する。スピンドルモータ８は、主軸に連結され、主軸を回転させる。

【0029】

ＰＬＣ２０は、ラダープログラムを実行して周辺機器９を制御する制御装置である。ＰＬＣ２０は、Ｉ／Ｏユニット２１を介して周辺機器９を制御する。

【0030】

Ｉ／Ｏユニット２１は、ＰＬＣ２０と周辺機器９とを接続するインタフェースである。Ｉ／Ｏユニット２１は、ＰＬＣ２０から受けた指令を周辺機器９に送る。

【0031】

周辺機器９は、工作機械１に設置され、工作機械１がワークの加工を行う際の補助的な動作を行う装置である。周辺機器９は、工作機械１の周辺に設置される装置であってもよい。周辺機器９は、例えば、工具交換装置、およびマニピュレータなどのロボットである。

【0032】

次に、数値制御装置２の各部の機能について説明する。

【0033】

図２は、数値制御装置２の機能の一例を示すブロック図である。数値制御装置２は、例えば、情報記憶部３１と、情報取得部３２と、座標変換部３３と、制御部３４とを備えている。

【0034】

情報記憶部３１は、入力装置４などから入力されたデータ、またはＣＰＵ１１による演算処理の演算結果がＲＡＭ１４、または不揮発性メモリ１５に記憶されることにより実現される。また、情報取得部３２、座標変換部３３、および制御部３４は、例えば、ＣＰＵ１１がＲＯＭ１３に記憶されているシステムプログラム、および各種データを用いて演算処理することにより実現される。ＣＰＵ１１は、作業領域としてＲＡＭ１４を用いて演算処理を実行する。

【0035】

情報記憶部３１は、回転座標系における座標値を基準座標系における座標値に変換するための座標変換情報を記憶する。

【0036】

座標系とは工作機械１上における位置を表すための基準となる原点、座標軸などの総称である。座標系は、例えば、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸からなる３軸直交座標系である。

【0037】

工作機械１は、基準座標系における座標値に基づいてワークの加工を行う。工作機械１がマシニングセンタである場合、基準座標系は、例えば、Ｚ軸と主軸とが平行であり、かつ、Ｘ軸とＹ軸とがそれぞれ、テーブルの移動方向に平行になるように設定される。また、工作機械１が旋盤である場合、基準座標系は、例えば、Ｚ軸と主軸とが平行であり、かつ、Ｘ軸とＹ軸とがそれぞれ、刃物台の移動方向に平行になるように設定される。

【0038】

回転座標系とは、工具の向き、または工具の切り込み方向に合わせて設定される座標系であり、基準座標系を所定の軸回りに所定の角度回転させた座標系である。回転座標系は、さらに、必要に応じて所定の軸方向に平行移動させた座標系であってもよい。

【0039】

図３は、基準座標系と回転座標系との関係を説明する図である。基準座標系ＣｃのＺ軸は主軸Ｓの長手方向に平行であり、Ｘ軸およびＹ軸は、テーブルＴＢの移動方向にそれぞれ平行である。回転座標系ＣｒのＺ軸は、工具Ｔの長手方向に平行である。回転座標系Ｃｒは、基準座標系ＣｃをＸ軸回りに角度θだけ回転させた座標系である。基準座標系Ｃｃの原点と回転座標系Ｃｒの原点とは必ずしも一致している必要はない。回転座標系Ｃｒの原点は、基準座標系Ｃｃの原点をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向にそれぞれΔＸ、ΔＹ、ΔＺだけ平行移動した点であってもよい。

【0040】

座標変換情報は、回転座標系Ｃｒにおける座標値を基準座標系Ｃｃにおける座標値に変換するための情報である。座標変換情報は、例えば、基準座標系Ｃｃと回転座標系Ｃｒとの差分を示す座標差分情報である。座標差分情報は、回転座標系Ｃｒの回転中心を示す情報、および回転角度を示す情報を含む。ただし、座標差分情報には基準座標系Ｃｃの原点から回転座標系Ｃｒの原点への平行移動量ΔＸ、ΔＹ、ΔＺは含まれない。

【0041】

座標変換情報は、主軸Ｓに対する工具Ｔの取り付け方向に応じて設定される。図３に示す例では、工具Ｔは、主軸Ｓに対してＸ軸周りに角度θだけ傾けるためのアングルヘッドＡＨに取り付けられている。この場合、座標変換情報は、回転座標系Ｃｒの回転中心であるＸ軸、および角度θを示す情報を含む。

【0042】

また、情報記憶部３１は、座標変換情報を各工具Ｔに割り当てられた固有の識別情報に関連付けて記憶する。工具Ｔに割り当てられた固有の識別情報とは、例えば、各工具Ｔの工具番号である。情報記憶部３１は、各工具Ｔに固有の識別情報に関連付けて工具種類を示す情報を記憶してもよい。

【0043】

図４は、情報記憶部３１が記憶する情報の一例を示す図である。情報記憶部３１は、工具番号に関連付けて、工具種類を示す情報および座標変換情報を記憶する。

【0044】

具体的に、工具番号１１には、工具種類として「ドリル」、座標変換情報として「Ｘ：４５」が関連付けて記憶されている。「Ｘ：４５」は、回転座標系Ｃｒが基準座標系ＣｃのＸ軸回りに４５°回転したものであることを示す。換言すれば、工具Ｔが主軸Ｓの長手方向に対してＸ軸回りに４５°回転した向きに取り付けられていることを示す。

【0045】

工具番号１２には、工具種類として「タップ」、座標変換情報として「Ｘ：４５」が関連付けて記憶されている。また、工具番号１３には、工具種類として「エンドミル」、座標変換情報として「Ｎｕｌｌ」が関連付けて記憶されている。「Ｎｕｌｌ」は、回転座標系Ｃｒと基準座標系Ｃｃとの間に差がなく、工具Ｔの長手方向が主軸Ｓの長手方向と平行に取り付けられていることを示す。

【0046】

座標変換情報は、例えば、ユーザにより、入力装置４から入力されて情報記憶部３１に記憶される。

【0047】

ここで、図２の説明に戻る。

【0048】

情報取得部３２は、加工プログラムを読み込み、読み込んだ加工プログラムを解読する。また、情報取得部３２は、解読した加工プログラムから加工指令情報を取得する。加工指令情報は、工具交換指令、および座標変換指令を含む。また、加工指令情報は、位置決め指令、および直線補間指令などの工具Ｔの移動経路を示す指令情報を含む。

【0049】

図５は、ワークの加工に用いられる加工プログラムの一例を示す図である。

【0050】

第１行目の指令「Ｍ６ Ｔ１１」は、工具番号１１の工具Ｔへの工具交換指令である。

【0051】

第２行目の指令「Ｇ９０」、および「Ｇ００ Ｘ０．０ Ｙ０．０ Ｚ１０．０」はそれぞれ、アブソリュート指令、および位置決め指令である。これらの指令は、基準座標系Ｃｃにおける位置（０．０，０．０，１０．０）に工具Ｔを位置決めする指令である。

【0052】

第３行目の指令「Ｇ６８．１」、および「Ｘ０．０ Ｙ－２０．０ Ｚ－２０．０」はそれぞれ、座標変換指令、および基準座標系Ｃｃの原点から回転座標系Ｃｒの原点への平行移動量を示している。この平行移動量は基準座標系Ｃｃでの座標値で指定される。また、「Ｇ６８．１」のみを指令した場合、平行移動量はないものとみなされる。すなわち、基準座標系Ｃｃの原点と回転座標系Ｃｒの原点は一致する。座標変換指令は、座標変換がキャンセルされるまでの座標値を、基準座標系Ｃｃにおける座標値に座標変換する指令である。つまり、座標変換指令と座標変換のキャンセル指令との間に書かれている座標値は、回転座標系Ｃｒにおける座標値であり、後述する座標変換部３３によって基準座標系Ｃｃにおける座標値に座標変換される。

【0053】

第４行目の指令「Ｇ００ Ｘ１０．０ Ｙ－２０．０ Ｚ５．０」は、位置決め指令である。この位置決め指令における座標値は、回転座標系Ｃｒにおける座標値である。

【0054】

第５行目の指令「Ｍ３ Ｓ１０００」は主軸正転指令である。主軸正転指令は、主軸Ｓを回転数１，０００［ｒｐｍ］で正転させる指令である。

【0055】

第６行目の指令「Ｇ０１ Ｚ－２０．０ Ｆ０．１」は、直線補間指令である。この直線補間指令は、Ｚ：－２０の位置まで０．１［ｍｍ／ｒｅｖ］の送り速度で工具Ｔを移動させる指令である。

【0056】

第９行目の指令「Ｇ６９」は座標変換キャンセル指令である。この指令により座標変換がキャンセルされる。

【0057】

情報取得部３２は、加工プログラムからこれらの加工指令情報を取得する。

【0058】

ここで、再び、図２の説明に戻る。

【0059】

座標変換部３３は、情報取得部３２によって座標変換指令が取得された場合、情報取得部３２によって取得された工具Ｔの移動経路を示す座標値を座標変換情報に基づいて座標変換する。座標変換部３３は、座標変換指令が実行されてから座標変換キャンセル指令が実行されるまでの間の工具Ｔの移動経路を示す座標値を座標変換する。

【0060】

例えば、情報記憶部３１に図４に示す情報が記憶され、図５に示す加工プログラムが実行された場合、座標変換部３３は、工具Ｔの位置決め指令における座標値（１０．０，－２０．０，５．０）、および直線補間指令における座標値（１０．０，－２０．０，－２０.０）を工具番号１１の工具Ｔに関連付けられた座標変換情報「Ｘ：４５」、および基準座標系Ｃｃの原点からの平行移動量「Ｘ０．０ Ｙ－２０．０ Ｚ－２０．０」に基づいて座標変換する。具体的に、座標変換部３３は、これらの座標値をＸ軸回りに４５°回転させ、かつ、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向にそれぞれ０．０、－２０．０、－２０．０だけ平行移動させることにより座標変換を行う。

【0061】

座標変換部３３は、例えば、座標変換情報に基づいて回転座標系Ｃｒにおける座標値を基準座標系Ｃｃにおける座標値に座標変換するための座標変換行列を生成する。回転座標系Ｃｒが基準座標系Ｃｃに対してＸ軸回りに角度θだけ回転した座標系である場合、座標変換部３３は、以下の数１式で示す座標変換行列Ｒ_ｘ（θ）を加工プログラムから取得された座標値に乗算することにより基準座標系Ｃｃにおける座標値を求める。これにより、加工プログラムから取得された回転座標系Ｃｒにおける座標値を基準座標系Ｃｃにおける座標値に変換することができる。

【0062】

【数1】

【0063】

ここで、図２の説明に戻る。

【0064】

制御部３４は、情報取得部３２によって解読された加工プログラムに基づいて各軸の制御を行い、ワークの加工を行う。制御部３４は、基準座標系Ｃｃにおける座標値に基づいて各軸の制御を行う。加工プログラムにおいて座標変換指令が指令されている場合、制御部３４は、座標変換部３３によって座標変換された座標値に基づいて、工具Ｔの移動を制御する。

【0065】

次に、ワークの加工時に数値制御装置２において実行される処理について説明する。

【0066】

図６は、ワークの加工時に数値制御装置２おいて実行される処理を示すフローチャートである。

【0067】

まず、情報取得部３２は、加工プログラムを読み込む（ステップＳＡ０１）。

【0068】

次に、情報取得部３２は、読み込んだ加工プログラムの解読を行う（ステップＳＡ０２）。

【0069】

次に、情報取得部３２は、解読を行った加工プログラムから加工指令情報を取得する（ステップＳＡ０３）。

【0070】

次に、情報取得部３２は、加工指令情報に座標変換指令が含まれている場合、情報記憶部３１に記憶されている座標変換情報を取得する（ステップＳＡ０４）。

【0071】

次に、座標変換部３３は、座標変換指令と座標変換キャンセル指令との間に書かれた工具Ｔの移動経路を示す座標値を座標変換情報に基づいて座標変換する（ステップＳＡ０５）。

【0072】

最後に、制御部３４は、加工指令情報および座標変換された座標値などに基づいて各軸の制御を行う（ステップＳＡ０６）。

【0073】

以上説明したように、第１の実施形態の数値制御装置２では、回転座標系Ｃｒにおける座標値を基準座標系Ｃｃにおける座標値に変換するための座標変換情報を工具Ｔに割り当てられた識別情報に関連付けて記憶する情報記憶部３１と、識別情報が割り当てられた工具Ｔの移動経路を示す座標値を加工プログラムから取得する情報取得部３２と、情報記憶部３１に記憶された座標変換情報に基づいて、情報取得部３２によって取得された座標値の座標変換を実行する座標変換部３３と、を備える。

【0074】

したがって、加工プログラムに座標変換のための座標系の回転中心、回転方向、および回転量などの情報を書き込む必要がない。その結果、加工プログラムの可読性を高め、加工ミスを低減することができる。

【0075】

また、第１の実施形態の数値制御装置２では、座標変換情報には、回転座標系Ｃｒと基準座標系Ｃｃとの差分を示す座標差分情報が含まれ、座標変換部３３は、座標差分情報に基づいて座標変換を実行する。

【0076】

そのため、情報記憶部３１に記憶させる情報を簡略化することができる。

【0077】

［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態について図面を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同じ構成については、説明を省略する。

【0078】

数値制御装置２は、図２に示すとおり、例えば、情報記憶部３１と、情報取得部３２と、座標変換部３３と、制御部３４とを備えている。

【0079】

情報記憶部３１は、回転座標系Ｃｒにおける座標値を基準座標系Ｃｃにおける座標値に変換するための座標変換情報を記憶する。座標変換情報は、基準方向情報と、切込方向情報とを含む。

【0080】

基準方向情報は、工具種類に応じて定められた基準となる加工方向を示す情報である。例えば、工具Ｔがバイトなどの旋削工具である場合、基準となる加工方向は、基準座標系Ｃｃにおける－Ｘ方向である。

【0081】

切込方向情報は、工具Ｔの切り込み方向を示す情報である。例えば、旋削工具が基準座標系ＣｃにおけるＸ－Ｚ平面に略平行に取り付けられ、－Ｘ方向に向けて切り込みが行われる場合、旋削工具の切り込み方向は－Ｘ方向である。この場合、基準となる加工方向と工具Ｔの切り込み方向とは一致する。

【0082】

一方、旋削工具が基準座標系ＣｃにおけるＹ－Ｚ平面に略平行に取り付けられ、－Ｙ方向に向けて切り込みが行われる場合、旋削工具の切り込み方向は－Ｙ方向である。この場合、工具の切り込み方向は、基準となる加工方向をＺ軸回りに９０°回転させた方向となる。

【0083】

図７は、基準となる加工方向と切り込み方向を説明する図である。図７において、工具ホルダＴＨには旋削工具Ｔｔが取り付けられている。この場合、基準となる加工方向は、基準座標系Ｃｃにおける－Ｘ方向である。また、旋削工具Ｔｔは基準座標系ＣｃにおけるＹ－Ｚ平面に対して略平行に取り付けられており、ワークの旋削時に旋削工具Ｔｔは－Ｙ方向に向けて切り込まれる。この場合、旋削工具Ｔｔの切り込み方向は－Ｙ方向である。つまり、旋削工具Ｔｔの切り込み方向は、基準となる加工方向をＺ軸回りに９０°回転させた向きとなる。

【0084】

図８は、情報記憶部３１が記憶する情報の一例を示す図である。情報記憶部３１には、工具番号に関連付けて、工具種類を示す情報、基準方向情報、および切込方向情報が記憶される。

【0085】

具体的に、工具番号１２１には、工具種類として「旋削」、基準方向情報として「－Ｘ」、切込方向情報として「Ｎｕｌｌ」が関連付けて記憶されている。この場合、工具Ｔの切込方向は、基準となる加工方向に一致する。

【0086】

工具番号１２２には、工具種類として「旋削」、基準方向情報として「－Ｘ」、切込方向情報として「－Ｙ」が関連付けて記憶されている。この場合、工具Ｔは、基準座標系ＣｃにおけるＹ－Ｚ平面に略平行に取り付けられ、かつ、－Ｙ方向に向けて切り込みが行われる。

【0087】

工具番号１２３には、工具種類として「ねじ切り」、基準方向情報として「－Ｘ」、切込方向情報として「Ｎｕｌｌ」が関連付けて記憶されている。この場合、ねじ切り工具の切り込み方向は、基準となる加工方向に一致する。

【0088】

情報取得部３２（図２参照）は、加工プログラムの読み込みを行い、加工プログラムを解読する。情報取得部３２は、解読した加工プログラムから加工指令情報を取得する。加工指令情報は、工具交換指令、および座標変換指令を含む。また、加工指令情報は、位置決め指令、および直線補間指令などの工具Ｔの移動経路を示す指令情報を含む。

【0089】

座標変換部３３（図２参照）は、情報取得部３２によって座標変換指令が取得された場合、情報取得部３２によって取得された工具Ｔの移動経路を示す座標値を座標変換情報に基づいて座標変換する。座標変換部３３は、座標変換指令が実行されてから座標変換キャンセル指令が実行されるまでの間の工具Ｔの移動経路を示す座標値を座標変換する。

【0090】

座標変換部３３は、基準方向情報と切込方向情報とに基づいて座標変換を行う。座標変換部３３は、基準方向情報が示す基準となる加工方向と切込方向情報が示す切り込み方向と差に基づいて座標変換を実行する。

【0091】

例えば、情報記憶部３１に図８に示す情報が記憶され、図９に示す加工プログラムが実行された場合、座標変換部３３は、座標変換指令「Ｇ６８．１」と座標変換キャンセル指令「Ｇ６９」との間で指令された座標値を工具番号１２２に関連付けられた基準方向情報「－Ｘ」および切込方向情報「－Ｙ」に基づいて座標変換する。

【0092】

ここで、工具番号１２２の旋削工具Ｔｔの切り込み方向と、基準となる加工方向との差は、Ｚ軸回りにおいて９０°である。この場合、回転座標系Ｃｒは基準座標系ＣｃをＺ軸回りに９０°回転させた座標系である。したがって、座標変換部３３は、座標変換指令と座標変換キャンセル指令との間で指令された座標値をＺ軸回りに９０°回転させた座標値を求めることにより、座標変換を行う。

【0093】

座標変換部３３は、例えば、座標変換情報に基づいて回転座標系Ｃｒにおける座標値を基準座標系Ｃｃにおける座標値に座標変換するための座標変換行列を生成する。座標変換部３３は、生成した座標変換行列と回転座標系Ｃｒにおける座標値を乗算して基準座標系Ｃｃにおける座標値を求める。

【0094】

制御部３４は、情報取得部３２によって解読された加工プログラムに基づいて各軸の制御を行い、ワークの加工を行う。制御部３４は、基準座標系Ｃｃにおける座標値に基づいて各軸の制御を行う。加工プログラムにおいて座標変換指令が指令されている場合、制御部３４は、座標変換部３３によって座標変換された基準座標系Ｃｃにおける座標値に基づいて、工具Ｔの移動を制御する。

【0095】

以上説明したように、第２の実施形態の数値制御装置２では、座標変換情報が、工具Ｔごとに設定される工具Ｔの基準となる加工方向を示す基準方向情報と、工具Ｔの切り込み方向を示す切込方向情報とを含み、座標変換部３３が、基準方向情報が示す方向と、切込方向情報が示す方向との差に基づいて座標変換を実行する。

【0096】

したがって、加工プログラムに座標変換のための座標系の回転中心、回転方向、および回転量などの情報を書き込む必要がない。その結果、加工プログラムの可読性を高め、加工ミスを低減することができる。

【0097】

［第３の実施形態］
次に、第３の実施形態について図面を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同じ構成については、説明を省略する。

【0098】

数値制御装置２は、図２に示すとおり、例えば、情報記憶部３１と、情報取得部３２と、座標変換部３３と、制御部３４とを備えている。

【0099】

情報記憶部３１は、回転座標系Ｃｒにおける座標値を基準座標系Ｃｃにおける座標値に変換するための座標変換情報を記憶する。座標変換情報は、基準方向情報を含む。

【0100】

基準方向情報は、工具種類に応じて定められる基準となる加工方向を示す情報である。例えば、工具Ｔがバイトなどの旋削工具Ｔｔである場合、工具Ｔの基準となる加工方向は、基準座標系Ｃｃにおける－Ｘ方向である。

【0101】

図１０は、情報記憶部３１が記憶する情報の一例を示す図である。情報記憶部３１には、工具番号に関連付けて、工具種類を示す情報、および基準方向情報が記憶される。具体的には、工具番号１３１には、工具種類として「旋削」、基準方向情報として「－Ｘ」が関連付けて記憶されている。

【0102】

工具番号１３２には、工具種類として「旋削」、基準方向情報として「－Ｘ」が関連付けて記憶されている。

【0103】

工具番号１３３には、工具種類として「ねじ切り」、基準方向情報として「－Ｘ」が関連付けて記憶されている。

【0104】

情報取得部３２（図２参照）は、加工プログラムの読み込みを行い、加工プログラムを解読する。情報取得部３２は、解読した加工プログラムから加工指令情報を取得する。加工指令情報は、工具交換指令、および座標変換指令を含む。また、加工指令情報は、位置決め指令、および直線補間指令などの工具Ｔの移動経路を示す指令情報を含む。

【0105】

座標変換部３３は、情報取得部３２によって座標変換指令が取得された場合、工具Ｔの位置を示す位置情報を取得する。座標変換部３３は、情報取得部３２によって取得された工具Ｔの移動経路を示す座標値を座標変換情報および工具Ｔの位置を示す位置情報に基づいて座標変換する。座標変換部３３は、座標変換指令が実行されてから座標変換キャンセル指令が実行されるまでの間の工具Ｔの移動経路を示す座標値を座標変換する。

【0106】

例えば、情報記憶部３１に図１０に示す情報が記憶され、図１１に示す加工プログラムが実行された場合、工具番号１３２の工具Ｔの位置決め指令「Ｇ９０ Ｇ００ Ｘ０．０ Ｙ５０．０ Ｚ５０．０」から工具Ｔの位置情報が取得される。つまり、座標変換時における工具の位置を示す位置情報が取得される。また、取得された工具Ｔの位置情報に基づいて工具Ｔの切り込み方向が判断される。例えば、上記位置決め指令によって工具ＴがＹ－Ｚ平面上における＋Ｙ側に位置決めされた場合、工具Ｔの切り込み方向は－Ｙ方向であると判断される。

【0107】

一方、工具番号１３２の工具Ｔの基準となる加工方向は「－Ｘ」方向である。つまり、工具Ｔの切り込み方向は、基準となる加工方向をＺ軸回りに９０°回転させた方向である。換言すれば、工具Ｔの基準となる加工方向と切り込み方向との差はＺ軸回りにおいて９０°である。この場合、工具の移動経路が指令される回転座標系Ｃｒは基準座標系ＣｃをＺ軸回りに９０°回転させた座標系である。したがって、座標変換部３３は、座標変換指令と座標変換キャンセル指令との間で指令された座標値をＺ軸回りに９０°回転させた座標値を求めることにより、座標変換を行う。

【0108】

制御部３４は、情報取得部３２によって解読された加工プログラムに基づいて各軸の制御を行い、ワークの加工を行う。加工プログラムにおいて座標変換指令が指令されている場合、制御部３４は、座標変換部３３によって座標変換された基準座標系Ｃｃにおける座標値に基づいて、工具Ｔの移動を制御する。

【0109】

図１２は、ワークの加工時に数値制御装置２において実行される処理の一例を示すフローチャートである。

【0110】

まず、情報取得部３２は、加工プログラムを読み込む（ステップＳＢ０１）。

【0111】

次に、情報取得部３２は、読み込んだ加工プログラムの解読を行う（ステップＳＢ０２）。

【0112】

次に、情報取得部３２は、解読を行った加工プログラムから加工指令情報を取得する（ステップＳＢ０３）。

【0113】

次に、情報取得部３２は、加工指令情報に座標変換指令が含まれている場合、情報記憶部３１に記憶されている座標変換情報を取得する（ステップＳＢ０４）。

【0114】

次に、座標変換部３３は、工具Ｔの位置を示す位置情報を取得する（ステップＳＢ０５）。

【0115】

次に、座標変換部３３は、座標変換指令と座標変換キャンセル指令との間に書かれた工具Ｔの移動経路を示す座標値を座標変換情報と工具Ｔの位置を示す位置情報とに基づいて基準座標系Ｃｃにおける座標値に座標変換する（ステップＳＢ０６）。

【0116】

最後に、制御部３４は、加工指令情報および座標変換された座標値などに基づいて各軸の制御を行う（ステップＳＢ０７）。

【0117】

以上説明したように、第３の実施形態の数値制御装置２では、座標変換情報が、工具Ｔごとに設定される基準加工方向を示す基準加工方向情報を含み、座標変換部３３は、基準加工方向情報と工具Ｔの位置情報に基づいて座標変換を実行する。

【0118】

したがって、加工プログラムに座標変換のための座標系に係る情報を書き込む必要がない。その結果、加工プログラムの可読性を高め、加工ミスを低減することができる。

【0119】

なお、上述した第１の実施の形態、第２の実施形態、および第３の実施形態における各構成は、適宜、組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0120】

１ 工作機械
２ 数値制御装置
３ 表示装置
４ 入力装置
５ サーボアンプ
６ サーボモータ
７ スピンドルアンプ
８ スピンドルモータ
９ 周辺機器
１１ ＣＰＵ
１２ バス
１３ ＲＯＭ
１４ ＲＡＭ
１５ 不揮発性メモリ
１６ 第１のインタフェース
１７ 第２のインタフェース
１８ 軸制御回路
１９ スピンドル制御回路
２０ ＰＬＣ
２１ Ｉ／Ｏユニット
３１ 情報記憶部
３２ 情報取得部
３３ 座標変換部
３４ 制御部
ＡＨ アングルヘッド
Ｃｃ 基準座標系
Ｃｒ 回転座標系
Ｓ 主軸
ＴＢ テーブル
Ｔ 工具
Ｔｔ 旋削工具
ＴＨ 工具ホルダ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】