KR890001355B1 - 수치 제어장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

수치 제어장치

제 1 도는 본 발명의 실시예의 블록도.

제 2 도는 본 발명에 관한 메뉴얼 NC장치의 정면도.

제 3 도는 그래픽디스플레이장치의 블록도.

제 4 도는, 제 5 도는 각종 형상패턴도.

제 6 도는 표시데이터 편집처리의 플로우챠트.

제 7 도는 CRT에 표시된 형상패턴도.

제 8 도는 메모리의 내용을 설명하는 설명도.

제 9 도는 CRT에 표시된 최종형상도.

제10도, 제11도는 가공프로그램작성처리설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

101, 201 : 마이크로프로세서 102, 202 : ROM

103, 203 : RAM 104, 204 : MDI

105, 205 : 그래픽디스플레이 106 : 인터페이스

206 : 펄스분배기 207X, 207Z : 서어보제어회로

208 : 강전회로 209 : 기계조작반

본 발명은 수치제어장치(NC 장치)에 관한 것으로, 특히 메뉴얼형NC 장치(메뉴얼 NC 장치)에 관한 것이다.

NC장치에는 테이프리더를 전혀 사용하지 않는 간이형의 장치가 있는데, 이 장치를 메뉴얼 NC장치라 부르고 있다. 이 메뉴얼 NC장치에 있어서는 위치결정 또는 절삭데이터를 미리 NC장치의 패널에 장치된 다수의 다이얼에 세트하여 놓고 이 다이얼로부터 순차로 위치결정 또는 절삭데이터를 판독하여 수치제어처리를 실행하며 또는 MDI(malnual data input)로부터 순차로 수치데이터를 입력하여 기억시켜 놓고 그 수치 데이터를 순차로 판독하여 수치제어처리를 실행한다.

즉, 매뉴얼 NC 장치는 (1) 현장에서 가동도면을 보면서 직접 프로그래밍하고 (2) 이 프로그램데이터를 다이얼 또는 MDI로부터 입력하고 (3)이 데이터에 의하여 공작기계에 실제의 가공동작을 실행케 함을 특징으로 한다.

그러나, 이와 같은 종래의 매뉴얼 NC장치에 있어서는 프로그래밍이 대단히 번거로울 뿐만 아니라 프로그래밍에 상당한 시간이 걸리므로 가공능률이 저하하며 또한 입력착오를 일으키는 경우가 많았다. 그러므로 가동도면으로부터 용이하게 프로그래밍이 실행되고 또 프로그래밍의 시간을 단축할 수 있으며 입력착오를 감소시킬 수 있는 매뉴얼 NC장치가 제안되었다. 그러나 이 제안된 매뉴얼 NC장치에 있어서는 프로그래밍에 소요되는 시간을 종래와 비교하여 단축할 수는 있었으나, 내부에 단일의 연산장치밖에 구성되어 있지 않고, 이것으로써 프로그램의 매뉴얼작성과 공작기계의 운전시의 프로그램의 해독과를 행하고 있기 때문에, 프로그래밍의 중간에는 공작기계에 의한 가공제어를 행할 수가 없고, 공작기계의 완전한 효율적인 사용을 가능하게 하는 것은 아니다. 결국, 그 제안된 매뉴얼 NC장치에 있어서도 가공능률이 낮다는 중대한 결함이 있었다.

따라서, 본 발명은 프로그래밍하고 있는 사이라도 기계가공제어를 실행할 수 있는 매뉴얼 NC장치를 제공함을 목적으로 하며 이 목적은 매뉴얼 NC장치내에 가공프로그램작성전용의 하드웨어(마이크로프로세서등)와 기계가공제어전용의 하드웨어(마이크로프로세서등)를 따로따로 설치함과 동시에 서로 독립적으로 움직일 수 있도록 하고 필요에 따라서 작성필의 가공프로그램을 프로그램작성측의 기억역으로부터 기계가공제어측의 기억역으로 전송함으로써 달성된다. 이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 1 도는 본 발명에 관한 메뉴얼 NC 장치의 블록도이고, 제 2 도는 메뉴얼 NC장치의 정면도이다.

도면중 TPC는 가공프로그램작성측이고, NCC는 기계가공제어측이며, MAC는 공작기계이다. 가공프로그램작성측 TPC는 가공프로그램작성등의 처리를 실행하는 마이크로프로세서(101)와, 테이프작용성 및 표시데이터 편집용 제어프로그램을 기억하는 판독전용메모리(ROM)(102)와, 작성된 가공프로그램을 기억하는 메모리(RAM)(103)와, 데이터입력용의 키이보오드(또는 MDI)와, 이 키이보오드로부터 입력된 데이터에 의하여 형상패턴을 표시하고 또는 작성된 가공프로그램에 의한 가공궤적등을 표시하는 그래픽디스플레이장치(105)와, 기계가공제어측(NCC)와의 사이에서 데이터의 접수를 관장하는 입출력 인터페이스(106)를 갖고 있다. 키이보오드(104)상에는 여러가지의 키이 예를들면, 소망의 형상패턴(치수가 정해져 있지 않으면 형상만이 정해져 있는 패턴)을 입력하기 위한 패턴입력키이, 계단상의 형상 패턴의 단수를 입력하는 단수키이, 치수 또는 현재 위치 및 패턴수식 정보입력용의 알파뉴메릭키이, 입력데이터를 마이크로프로세서(단지 프로세서라 약칭한다)(101)에 송출하는 송신키이, 작성된 가공프로그램에 의하여 공구의 가공궤적을 표시장치(105)에 표시시키는 테스키이등이 배설되어 있다. 그리고, 키이입력된 데이터가 기억되며 송신키이의 압압에 의하여 프로세서(101)에 송출된다. 또, 그래픽디스플레이장치(105)는 제 3 도에 예시한 바와 같이 표시제어회로(DCC), 브라운관(CRT), 프로세서(101)로부터 송출되어 오는 표시데이터를 기억하는 리프레시메모리(RFM), 표시제어회로(DCC)를 통하여 리프레시메모리(FRM)로부터 연속적으로 판독된 표시데이터에 의하여 도형, 문자를 발생하는 패턴발생회로를 갖고 있다. 한편, 기계가공제어측(NCC)는 가공프로그램 및 제어프로그램에 의하여 기계가공제어를 실행하는 마이크로프로세서(이하, 프로세서라 칭함)(201)와, 제어프로그램을 기억하는 판독전용메모리( ROM)(202)와, 가공 프로그램을 기억하는 대체 서입가능한 메모리(RAM)(203)와, 1블록분의 수치제어데이터를 입력하거나 프로그램의 수정데이터를 입력하는 MDI장치(204)와, 표시장치(205)와, 위치지력Xc, Zc, 이송속도 FOO를 입력하여 공지의 펄스분배연산을 실행하는 펄스분배기(206)와, 모우터Mx, My를 구동제어하는 X축 및 Z축형의 서어보제어회로(207X, 207Z)와, 가공프로그램으로부터 M.S.T기능명령이 판독되었을때 이를 기계 MAC에 출력하며 또, 기계 MAC로부터의 릴레이접점신호, 리렛신호등을 프로세서(201)에 송출하는 강전회로(208)와, 기계조작반(209)과, 입출력인터페이스(210)를 갖고 있다. 그리고 이 기계가공제어측(NCC)은 통상의 컴퓨터구성의 NC장치와 거의 같은 구성을 갖고 있다.

이하, 본 발명의 동작을 설명한다. (A) 가공프로그램의 작성처리 여기서는 선반에 의한 선삭가공프로그램을 작성하는 것으로 하여 설명한다.

여기서, 키이보오드(104)로부터 입력할 수 있는 형상패턴을 제 4(a)도~제4(d)도라 하면, 이 키이보오드(104)상에는 이들 향상패턴에 따라서 4개의 패턴입력키이가 배설된다. 물론 수치키이를 조작하여 패턴을 선택하도록 할 수도 있다. 따라서 제 5 도에 나타내는 가공형상의 수치데이터의 입력에 있어서는 먼저 그 형상패턴에 따른 패턴입력키이를 압압하고 이어서 단수(3)를 입력하여 송신키이를 압압한다. 이에 의하여 형상패턴정보 및 단수정보가 프로세서(101)에 입력된다.

형상패턴정보 및 단수정보가 입력되면 프로세서(101)는 표시데이터의 편집처리를 제 6 도에 나타낸프로우챠트에 따라서 실행한다.

즉, 제 5 도에 나타내는 형상패턴의 각 코너(포인터)를 P1, 72, ……로 하였을때, 각 포인트(Pi(i=1, 2, ……)의 좌표치를 결정하고, 그 좌표치로부터 표시데이터를 편집하여 그래픽디스플레이장치(105)에 출력한다. 다음에 이 편집처리에 대하여 설명한다.

먼저 시점(포인트 P1)을 원점으로 한다. 즉, Z1=Z1=0으로 한다. 이어서 포인터 Pi(i=2, 3, ……)의 좌표(Xi, Zi)를 구한다. 예를들면 포인트 P2에 대하여는

X1＋K→X2, Z1→Z2

의 연산을 실행하여 (X2, Z2)를 구하고, 그리고 나서 i가 (2S＋1)(단, S는 단수이며, 제 5 도의 예에서는 S=3)와 같은가를 판정한다. 만약 부등이면 i＋1→i로 하여 포인트 P3의 좌표(X3, Y3)를

X2→X3, Z1-K'→Z3

의 연산을 실행한다. 이후, i=2S＋1(=7)이 될때까지 같은 연산을 반복한다. 그리하여 i=7이 되면 포인트P8의 좌표 (X8, Z8)를

X1→X8, S·K'→Z8

으로부터 구한다. 이상에 의하여 각 포이트 Pi의 좌표치의 결정처치가 종료한다. 여기서 K, K'는 미리 정해진 수치이다.

이어서, 프로세서(101)는 각 좌표치를 사용하여 표시데이터를 편집한다. 이 표시데이터는 예를들면

포인트 10, 01 블랭크……원점에의 비임위치결정데이터

벡터 1K, 01 실선……선분 ①의 표시데이터

벡터 10, K' 1 실선……선분 ②의 표시데이터

벡터 1K, 01 실선……선분 ③의 표시데이터

벡터 10, 3K' 1 실선……선분 ⑧의 표시데이터

이와 같이 구성되며, 편집후 그래픽디스플레이장치(105)에 송출된다. 즉, 표시데이터는 표시제어부 DCC(제 3 도)를 통하여 리프레시메모리(RFM)에 기억된다. 그리하여 이후 표시제어부 DCC는 연속적으로 또 반복하여 리프레시메모리(RFM)로부터 표시데이터를 판독하여 패턴발생기(PGC)에 입력한다. 패턴발생기(PGC)는 표시데이터에 의하여 패턴을 발생하여 이를 브라운관(CRT)에 표시한다. 제 7 도는 이상의 처리에 의하여 CRT에 표시된 형상패턴이다. 그리고, 도면중의 ○내의 번호는 전술한 표시데이터중의 번호에 대응하고 있다.

여기서, 소망의 형상패턴의 CRT에 표시되면 조작자는 이후 각 포인트 Pi의 현실의 위치좌표 또는 치수를 표시도형과 가공도면을 보면서 입력한다. 그리고 CRT에 표시되어 있는 형상패턴의 각 코너에는 그 코너를 특정하는 번호(알파벳등이어도 무방함)1, 2……, 7을 표시한다.

그런데, 전술한 표시데이터의 편집처리가 종료하면 메모리(103)에는 제 8(a)도에 나타내는 바와 같이 각 코너의 가정의 위치좌표가 격납된다. 이 상태에서 키이보드(104)상의 알파뉴메릭키이를 조작하여

1 X1, Y1

을 입력하면 각 코너의 좌표가 재차 연산되어 메모리(103)의 내용은 제 8(b)도에 나타내는 바와 같이 변한다. 이후 같이 소정의 코너의 위치좌표를 입력하면 전 코너의 위치좌표가 구해지며 데이터메모리의 내용은 제 8(c)도와 같이 된다. 그런데, 실제에는 코너 1, 3, 4, 6의 위치좌표를

1 0., 50.

3 40., 40.

4 80., 30.

6 100., 20.

을 입력함으로써 최종형상이 제 9 도에 나타내는 바와 같이 결정된다. 여기서 주의할 점은 코너 2, 5의 위치좌표를 꼭 입력하지 않아도 최종형상이 정해진다는 점이다. 즉, 위치좌표, 치수등의 수치데이터는 도형이 정해지는 최소한만 입력하면 되며 또 입력순서는 임의대로도 무방하다.

그런데 하나의 수치제어데이터가 입력될때마다 프로세서(101)는 전술과 같이 표시데이터편집처리를 실행하고, 그 표시데이터를 그래픽디스플레이 장치(105)에 출력하여 CRT에 표시한다. 즉, 그랙픽디스플레이장치(105)의 CRT에는 입력된 수치데이터에 의하여 차례로 변경된 도형이 표시된다. 그리하여, 이때 표시도형은 CRT의 표시틀로 부터 벗어나지 않도록 또 역으로 너무 작아지지 않도록 가장 적당하게 표시된다.

이와 같이 하나의 수치데이터를 입력한 후 곧 도형을 변경표시함으로써 그 수치데이터에 의하여 표시도형이 변화하므로 그 수치데이터의 정당성이 시각적으로 판단되며 또 최종형상으로 향하여 점점 도형이 변화해가는 과정도 시각적으로 파악할 수가 있으므로 고도하고 착오가 적은 수치제어정보의 작성이 가능하다.

이상의 조작에 의하여 최종형상을 특정하는 위치좌표 또는 치수등의 수치데이터를 입력한 후 공고의 시점 및 종점 위치, X방향의 다듬질시의 거리 및 방향 ±△u, E 방향의 다듬질시의 거리 및 방향 ±△w, 이송속도(F00), 주축회전수(S00), 절삭폭△d 등을 입력하면 선반에 의한 선삭가공의 전 수치제어데이터의 입력이 완료한다.

전수치제어데이터의 입력이 완료되면 프로세서(101)는 가공프로그램 작성의 제어프로그램의 제어하에서 이들 수치제어데이터를 사용하여 가공프로그램을 작성한다. 예를들면 최종형상이 제10도에 나타내는 형상으로서 △u=4.0, △w=2.0, △d=7.0㎜ 외경초벌절삭사이클시의 속도 및 주축회전수가 F30.S55, 다듬질사이클시의 속도 및 주축회전수가 F15,S58 이면 프로세서(101)는 다음의 가공프로그램을 작성한다.

NO 10 G50×100.0 Z220.0 ;

NO 11 G00×160.0 Z1180.0 ;

NO 12 G71 P013 Q019 U4.0 W2.0 D7000 F30 S55 ;

NO 13 G00×80.0 F15 S58 ;

NO 14 G01 W-40.0 ;

NO 15 X120.0 W-30.0 ;

NO 16 W-20.0 ;

NO 17 X200.0 W-10.0 ;

NO 18 W-20.2 ;

NO 19 X280.0 W-20.0 ;

NO 20 G70 P013 Q019 ;

단, 상기 프로그램은 직경지정으로써 구성되어 있다. 또, 가공프로그램 중 Ni(i=010~020)은 시이킨스번호, G50은 좌표계설정의 G기능명령, G00은 위치결정, G01은 직선보간, G71은 외경초벌절삭사이클, G70은 사상사이클을 나타내는 G기능명령, X, Z는 절대치지령, U, W는 인크리멘탈지령이다. 또한 NO 10의 블록은 공구시점좌표치를, NO 11의 블록은 종점의 좌표치를, NO 12의 블록은 사이킨스번호 NO 13으로부터 NO 19까지의 블록으로써 지시되는 형상으로 절삭폭 7.0으로 초벌절삭하는 명령을, NP 13~NO 19는 최종가공형상을, NO 20의 블록은 NO 13으로부터 NO 19까지의 블록으로써 지시되는 형상으로 다듬질 가공하는 명령을 각각 뜻한다.

이상의 사이킨스로써 가공프로그램이 작성되면 이 가공프로그에 프로그램번호가 주어져서 메모리(103)에 기억되어 가공프로그램의 작성처리가 종료한다. 그리하여 키이보오드상의 테스트키이를 압압하면 가공프로그램데이터가 순차로 판독되어 그래픽디스플레이장치(105)의 CRT에 제11도에 나타내는 가공궤적이 표시된다.

(B) 가공프로그램의 전송처리

(A)에 나타내는 사아킨스에 의하여 가공프로그램이 작성되면 잔송용구에 의하여 또는 기계가공제어측 NCC가 기계가공제어중이 아님을 검출하여 프로세서(101)는 가공프로그램의 전송처리를 개시한다. 즉, 가공프로그램데이터를 순차로 입출력인터페이스(106)이 도시하지 않은 버퍼레지스터에 입력한다. 이에 의하여 입출력인터페이스(106)내의 도시하지 않은 입출력제어부는 그 가공프로그램데이터를 전송선 L을 통하여 비트시리얼로 또는 병렬적으로 입출력인터페이스(210)의 도시하지 않은 버퍼레지스터에 전송한다. 한편, 기계가 공제어측 NCC의 프로세서(201)는 입출력인터페이스(21)에 전송되어 온 가공프로그램데이터를 판독하여 메모리(203)에 저장한다. 이후, 프로세서(101, 201)에 의하여 가공프로그램데이터는 순차로 메모리(103)→입출력인터페이스(106)→전송선 L→입출력인터페이스(210)의 루우트로 전술과 똑같이 메모리(203)에 기어되어 가공프로그램의 메모리(203)로의 전송처리가 종료된다.

(C) 기계가공제어처리

가공프로그램이 메모리(203)에 기억되면 기계가공제어측은 NCC는 통상의 수치제어처리(기계가공제어)가 가능한 상태로 된다. 이 상태에서 조작반(209)상의 사이클스타트단추를 압압하면 프로세서(201)는 메모리(201)로부터 가공프로그램데이터를 순차로 판독하여 제어프로그램의 제어하에서 외경초벌절삭 사이클가공, 다듬질사이클가공을 실행한다.

(D) 가공프로그램작성과 기계가공제어의 병행처리

제 1 도의 구성으로부터 명백한 바와같이 본 발명에 있어서는 가공프로그램작성전용의 하드웨어(가공프로그램 작성측 TPC)와 기계가공전용의하드웨어(기계가공제어측 NCC)를 각각 별개로 설정함과 동시에 이들이 서로 독립하여 처리할 수 있도록 되어 있다. 그러므로, 필요에 따라서 작성필의 가공프로그램을 가공프로그램작성층 TPC의 메모리로부터 기계가공제어측 NCC의 메모리에 전송하고, 그 가공프로그램에 의하여 가공제어를 실행하며 이와 병행하여 가공프로그램작성측 TPC에서 가공프로그램의 작성처리를 할 수 있다.

이상 본 발명에 의하면 프로그램작성과 병행하며 이미 작성되어 있는 다른 가공프로그램에 의한 기계가공제어를 동시에 행할 수 있는 수치제어장치를 제공할 수 있다. 따라서, 또, 기계가공제어중에 다음에 필요하게 되는 가공프로그램을 작성할 수 있으므로 가공프로그램이 작성될때까지의 대기시간이 없고, 매뉴얼 NC에서의 가공능률을 현저하게 높일 수가 있다. 그리고, 본 발명은 실시예에 한정되는 것은 아니며 특허청구의 범위내에 있어 여러가지 변경이 가능하다. 예를들면 키이보오드(104)와 MDI(204)를 공용할 수도 있다. 또, 메모리(103, 203)에는 2이상의 가공프로그램을 기억시킬 경우에는 각 가공프로그램에 프로그램식별 기호를 붙여 놓고 그 식별기호와 함께 전송요구를 발하거나 또는 그 식별기호를 입력하여 소망의 가공프로그램을 선택하여 이에 의하여 가공을 실행하도록 할 필요가 있다.

Claims (3)

1. 메뉴얼로 입력되는 가공프로그램데이터에 의하여 수치제어처리를 행하는 수치제어장치에 있어서, 가공프로그램을 매뉴얼로 작성하기 위한 전용의 연산수단과, 작성된 가공프로그램을 전송하는 데이터전송수단과, 전송된 가공프로그램을 가억하는 기억수단과, 이 기억하고 있는 가공프로그램을 해독하여 가공지령을 작성하는 기계가공제어용의 연산수단과를 구비하고, 가공프로그램의 작성과 동시병행하여 상기 기억수단으로 기억하고 있는 가공프로그램에 의하여 공작기계의 제어를 행하도록 한 것을 특징으로 하는 수치제어장치.
2. 제 1 항에 있어서, 가공프로그램작성측과 기계가공제어측에서의 연산수단 사이에 입출력 인터페이스회로를 설치하고, 양 연산수단 사이를 결합하는 신호전송 라인에 의하여 데이터전송을 행하도록 한 것을 특징으로 하는 수치제어장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 가공프로그램 작성측과 기계가공제어측과의 연산수단에 각각 적어도 1이상의 가공프로그램을 기억시킬 수 있는 메모리를 설치한 것을 특징으로 하는 수치제어장치.

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