JP2016103145A - 可動部を直接手動で操作可能な数値制御工作機械 - Google Patents

Abstract

【課題】送り方向を誤ることなく操作でき、手動送りが容易な数値制御工作機械を得る。【解決手段】サーボモータで駆動される可動部に、外部から加えられた力とその力の方向を検出するセンサを配置する。作業者は可動部を移動させる方向の力を可動部に加える。可動部に加えられた力が所定時間継続したことを検出すると、検出した力の方向への移動指令を生成して送り軸のサーボモータを駆動し、可動部をその力の方向に移動させる（Ａ１〜Ａ６）。可動部に加わる力の増減に応じて移動速度を変えて可動部を駆動する（Ａ１２〜Ａ１７）。作業者が可動部に加える力の方向にサーボモータで駆動されるから、作業者は可動部に移動させる方向に軽く力を加えるだけでよい。加える力の方向と駆動される方向が同一であるから、可動部を誤りなく移動させることができる。【選択図】図３

Description

被加工物の切削加工等を行う数値制御工作機械に関する。

数値制御装置で制御される工作機械においては、加工開始前に、工作機械への工具の取り付け、加工する被加工物である材料の取り付け、さらには、工具や材料の工作機械への精密な取り付けの確認等の「段取り作業」を行う。この「段取り作業」においては、工作機械の送り軸で駆動される可動部を、作業者が任意の方向に任意の速度で移動させてこの作業を行う。この可動部を任意の速度と方向に移動させるには、数値制御装置が備える「手動送り」機能を用いて行われ、数値制御装置が備える操作盤または、遠隔操作が可能な手元操作盤を用いて、作業者が速度と移動方向を選択指定することによって、作業者が希望する任意の速度と方向で、可動部を移動させるようにしている（特許文献１〜３参照）。

特開２０１３−１２５４５３号公報 特開２０００−６１７７６号公報 特開平８−２５７８７３号公報

「手動送り」を行うには、操作盤または手元操作盤から、速度と移動方向を入力する必要があるが、そのためには、可動部を移動させる送り軸（例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）を選択し、選択した軸を移動させる方向（プラス方向、マイナス方向）を選択指定し、さらに、その移動速度を設定しなければならない。しかも、作業者は、工作機械に設定されている座標系を予め認識しておかねばならない。操作盤または手元操作盤で指令する送り軸とその移動方向が、作業者が可動部を移動させようとする移動方向と一致していることが必要である。たとえば、作業者は可動部を左から右に移動させようとして、その移動方向がＸ軸プラス方向と判断して、手動送りの送り軸をＸ軸、その方向をプラス方向と入力しても、実際は可動部を左から右に移動させる方向がＸ軸方向マイナスである場合には、可動部は、作業者の意図しない方向に移動することになる。

また、操作盤または手元操作盤には、操作スイッチやキーボード等の多数の操作部材を備えており、作業者はこの多数の操作部材の中から、送り軸と、送り方向、速度を設定する操作部材を選択して操作する必要がある。
このように、操作盤または手元操作盤を操作して、作業者が意図した方向に可動部を移動させることは、簡単なことではなく、一定の習熟が必要である。
そこで、本発明の目的は、可動部の手動送りが容易な数値制御工作機械を提供することにある。

本発明は、数値制御装置によって、各送り軸を駆動するサーボモータを制御して可動部を移動させる数値制御工作機械に適用されるもので、請求項１に係る発明は、該工作機械の可動部に、該可動部に加わる外部からの力と方向を検知するセンサを設けると共に、前記センサで検出された力の方向に、力が検出された可動部を移動させる移動指令を生成する移動指令生成手段とを備え、該移動指令生成手段で生成された移動指令に基づいて、前記各サーボモータが駆動されるようにした。

また、請求項２に係る発明は、前記センサを、力の大きさとその方向を検出する力センサとし、前記移動指令生成手段では、前記センサで検出した力の大きさの変化に応じて移動速度を変えて移動指令を生成するようにした。
請求項３に係る発明は、さらに、前記センサに着脱自在の治具を設け、該治具を介してセンサに力の大きさとその力の方向をセンサに入力するようにした。

請求項４に係る発明は、前記センサをタッチセンサで構成し、該タッチセンサは、該タッチセンサにタッチする方向が、可動部を移動させる移動軸の方向と向きと一致するように、可動部の表面に配設され、該タッチセンサで外部から加えられた力の方向を検出するようにした。
請求項５に係る発明は、前記移動指令生成手段を、切替設定可能な設定移動速度で移動指令を生成するものとした。

請求項６に係る発明は、前記センサが検出した検出信号を数値制御装置に伝達する伝達手段の途中に、信号伝達を遮断する信号遮断手段を設けた。
請求項７に係る発明は前記センサは、前記可動部の表面に設けられているものとした。

作業者が可動部を移動させようとする方向に直接力を加えると、その加えられた方向に可動部は、送り軸のサーボモータによって駆動されるので、作業者は小さな力で、可動部を、あたかも手動で移動させているように移動させることができる。作業者は、工作機械に設定されている座標系（ＸＹＺ座標系）を認識していなくても、作業者が所望する方向に力を可動部に加えるだけで、可動部は加えられた方向に駆動されて移動するので、作業者が意図しない誤った方向に移動するようなことはない。

そのため、加工開始前に実施される工作機械への工具の取り付け、加工する被加工物である材料の取り付け、工具や材料の工作機械への精密な取り付けの確認等の「段取り作業」を容易に実施することができる。

数値制御装置で制御される工作機械の一従来例の概要図である。 本発明の一実施形態の概要図である。 同実施形態における手動送り処理の第１の態様のアルゴリズムを示すフローチャートである。 同実施形態における手動送り処理の第２の態様のアルゴリズムを示すフローチャートである。

図１は、数値制御装置で制御される工作機械、（以下ＮＣ工作機械という）の一例の概要図である。本発明はこのような従来から周知慣用のＮＣ工作機械に適用されるものである。この例では、直交するＸ、Ｙ、Ｚの３軸方向に可動部を移動させる送り軸を有する工作機械の例を示している。可動部のテーブル４にはワーク置き台３が取り付けられており、被加工物の材料２が該ワーク置き台３に取り付け固定される。テーブル４はベッド６上を、サーボモータで駆動される送り軸により、ガイド５等によってガイドされて直交する２軸方向（この例ではＸ軸、Ｙ軸とする）に移動する。図１では、図１中、横方向をＸ軸、紙面垂直方向Ｙ軸、縦方向をＺ軸とし、Ｘ軸方向にテーブル等を駆動するＸ軸用のサーボモータ８のみを図示している。該Ｘ軸に直交するＹ軸方向に駆動するサーボモータも備えるものであるが、図示を省略している。

また、サーボモータ１１は、テーブル４等の移動平面（ＸＹ軸平面）に対して垂直方向のＺ軸方向に移動する可動部である機構部１０を駆動する。該機構部１０には工具９が取り付けられており、工具９のＺ軸方向への移動は、軸送りサーボモータ１１によって行う。該工具９は機構部１０に取り付けられた主軸モータ１２で駆動される。各サーボモータは位置速度を検出する位置・速度検出器を備え、該サーボモータ、位置・速度検出器は、数値制御装置７に接続され、該数値制御装置７は各サーボモータを駆動制御して、可動部のテーブル４、ワーク置き台３、材料２をＸ、Ｙ方向に、工具９をＺ軸方向に移動制御する。

図２は、上述したような従来のＮＣ工作機械に、本発明を適用した一実施形態で、力センサ１３、１４および安全スイッチ１５を設け、各力センサ１３、１４で検出された信号に基づいて数値制御装置７が、可動部（テーブル４、機構部１０等）を駆動制御するようにしている。

この実施形態では、可動部の一部であるワーク置き台３の内部に力センサ１３を配置し、材料２、またはワーク置き台３、テーブル４に加わる力の方向と大きさを検出するようにしている。また、工具９、主軸モータ１２が取り付けられ、サーボモータ１１によってＺ軸方向に駆動される機構部１０の内部にも力センサ１４が設けられ、該力センサ１４によって、機構部１０や該機構部１０に取り付けられた工具９に加わる力の方向と大きさを検出するようにしている。なお、力センサ１３を配置する位置は可動部の表面でもよい。また、作業者が加える力の方向と大きさが、着脱可能な治具を用いて力センサ１３、１４に検出されるようにしてもよい。さらに、力センサの代わりにひずみゲージを用いて、力の方向と大きさを検出するようにしてもよい。

力センサ１３、１４からの信号は数値制御装置７に入力されるが、該信号を遮断する安全スイッチ１５を設けて、可動部（テーブル４、ワーク置き台３、材料２、機構部１０、工具９等）が作業者の意に反して動作することを防止するように構成されている。

そこで、作業者が材料２のワーク置き台３への取り付け、工具９の取り付け、およびその確認等の、いわゆる「段取り作業」を行うときなどの可動部を手動で移動させるとき、数値制御装置７を手動送りモードにセットし、フッドペダル等で安全スイッチ１５をオンとし、力センサ１３、１４からの信号を受信できる状態とし、手動送り動作を開始する。

作業者が可動部（テーブル４、ワーク置き台３、材料２、機構部１０、工具９等）に直接力を加えると、力センサ１３若しくは力センサ１４は、加えられた力と同じ方向と大きさを検出し数値制御装置７にアナログもしくはデジタル信号で出力する。数値制御装置７は、この力センサ１３若しくは力センサ１４からの検出信号に基づいて、作業者によって可動部に加えられた力の方向に当該可動部を移動させるように、当該可動部を駆動する送り軸のサーボモータを駆動し、可動部を移動させる。作業者が加えた力をアシストするようにサーボモータが力を出力することになるから、作業者は軽く可動部を押すだけで、この押す力とサーボモータからのアシスト力で可動部が移動する。また、作業者が可動部に加える力を停止すると、数値制御装置は、力センサから、力検出信号がなくなることから、サーボモータへの移動指令を停止し、サーボモータのアシスト力も停止させ、可動部の移動を停止させる。

例えば、作業者が可動部である材料２又はワーク置き台３又はテーブル４にＸ軸方向（紙面上横方向）の力を加えると、力センサ１３がそれを検知し、数値制御装置７はこの検知信号を受けて、Ｘ軸用のサーボモータ８を検知された力の方向に駆動して、アシスト力を可動部（テーブル４）に加える。可動部（材料２、ワーク置き台３、テーブル４）には作業者が加えた力とサーボモータ８からのアシスト力の合力が加わることになり、作業者が加える小さな力で可動部はＸ軸方向で力が加えられた向きに移動する。同様に、材料２又はワーク置き台３又はテーブル５の可動部にＹ軸方向の力を作業者が加えれば、Ｙ軸用のサーボモータが駆動されて、加えられた方向に可動部を移動させる。また、工具９又は機構部１０に作業者が力を加えれば、Ｚ軸用のサーボモータ１１が駆動されて、加えられた力をアシストするアシスト力を発生して機構部１０、力が加えられた方向に工具９を移動させる。

このように、手動操作モードにおいては、作業者が可動部を移動させようとする方向に軽く力を加えるだけで、可動部を駆動するサーボモータがその加えられた力の方向に可動部を移動させるように駆動され、アシスト力を発生させる。

作業者が加える力をアシストするように、各送り軸のサーボモータを駆動する方法として、本発明は、作業者が加える力の大きさに関係せず、アシストするサーボモータを所定速度で駆動する方法と、作業者が加える力の大きさに応じてアシストするサーボモータの速度を変更して駆動する方法を用いる。

第１の態様
この第１の態様は作業者が加える力の大きさに応じて、アシスト力を発生するサーボモータの速度を変更して駆動する方法であり、図３は数値制御装置７のプロセッサが実施する手動送り制御処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。
数値制御装置７の操作盤等で手動送りモードに設定すると数値制御装置７のプロセッサは図３に示す処理を開始する。作業者は、フッドペダル等で安全スイッチ１５をオンとし、可動部（テーブル４、ワーク置き台３、材料２、機構部１０、工具９等）を移動させようとする方向に直接力を加える。数値制御装置７のプロセッサは、まず、可動部が移動中か否か判別し（ステップＡ１）、移動中でなければ、力センサ１３、１４からの信号を読み取り、所定値以上の力とその方向が検出されるか判断し（ステップＡ２）、所定値以上の力を検出しなければ、ステップＡ１に戻る。

以下、ステップＡ１、Ａ２を繰り返し処理し、所定値以上の力とその力の方向を検出すると、タイマＴが「０」か判別し（ステップＡ３）、最初は、「０」であるから、該タイマＴによる計時をスタートさせ（ステップＡ４）、該タイマＴの計時時間が設定閾値を越えたか判別する（ステップＡ５）。すなわち、所定値以上の力を所定時間以上継続して検出したか判別する。タイマＴの計時時間が設定閾値を越えてなければ、ステップＡ１に戻り、所定値以上の力を継続して設定閾値を越える時間までステップＡ１〜ステップＡ５を繰り返し実行する。なお、タイマＴはステップＡ４でスタートされた後は、ステップＡ３からステップＡ５に移行する。

このステップＡ１からステップＡ５の処理を繰り返し実行するのは、作業者が意図せず瞬間的に可動部に触れて可動部が移動開始することを防止するものであり、所定値以上の力が設定閾値を超える時間まで継続して加えられたことが検知されると、作業者が意図して操作しているものとして、力が加えられた方向に可動部を移動させるものである。

所定値以上の力が設定閾値を超える時間継続して加えられたことがステップＡ５で判別されると、移動速度Ｖを予め設定されている設定速度とし、加えられた力Ｆの方向（力センサ１３、１４で検出される力の方向）に可動部を移動させる移動指令を生成し、サーボ制御部に出力して、その可動部を移動される送り軸を駆動するサーボモータを駆動し、可動部の移動を開始する（ステップＡ６）。すなわち、数値制御装置７のプロセッサは、力が加えられた方向の送り軸のサーボモータのサーボ制御部へ、設定速度の移動指令を出力して該軸のサーボモータを駆動し可動部を移動される。そして、ステップＡ１に戻る。

可動部が移動開始すると、ステップＡ１では、可動部は移動中と判断されステップＡ７に移行する。ステップＡ７で、力センサ１３、１４で所定値以上の力とその方向を検出したか判別され、所定値以上の力と方向を検出してなければ、ステップＡ１８に移行し、可動部の移動を停止し、タイマＴを「０」にリセットし（ステップＡ１９）、ステップＡ１に戻る。

ステップＡ７で、力センサ１３、１４で所定値以上の力とその方向を検出したと判別されると、安全のために設けられたタイマＴで計時する時間が設定限界時間Ｔｍａｘ以上か、検出された力Ｆが設定最大力Ｆｍａｘ以上か判別する（ステップＡ８、Ａ９）。通常の操作では、タイマＴによる計時時間は設定限界時間Ｔｍａｘを超えることはなく、検出される力Ｆも設定最大力Ｆｍａｘ以上となることはないので、ステップＡ１０に進み、力センサ１３、１４で検出される力Ｆの方向がそれまでの方向と同じか判別し、同じであれば、次に検出される力Ｆの大きさがそれまでと同じか判別され（ステップＡ１１）、変化がなく同じ大きさであれば、移動速度Ｖは変更せず、今までと同じ速度を維持し移動指令を生成してサーボ制御部に出力しサーボモータを駆動して可動部を移動させる（ステップＡ１４）。また、検出される力Ｆが同じでないときは、今までより大きくなったか、すなわち、作業者が操作する力が増大したか否か判別し（ステップＡ１２）、増大しておれば、現在の移動指令の速度Ｖが上限値Ｖｍａｘ以上か判別し（ステップＡ１３）、上限値Ｖｍａｘ以上でなければ、移動指令の速度Ｖを所定量Δｖ増加させ、増加された移動速度での移動指令が生成されサーボ制御部に出力され、サーボモータが駆動され（ステップＡ１５）、ステップＡ１に戻る。指令される移動指令の速度が増大したことから、可動部の移動速度はその分速くなる。また、ステップＡ１３で現在の移動指令の速度Ｖが上限値Ｖｍａｘ以上であると判別されると、ステップＡ１４に移行し、指令速度Ｖは変更せず、今までの指令速度で、移動指令が生成されて、サーボモータを駆動し、ステップＡ１に戻る。

ステップＡ１２で、検出された力Ｆが今までの検出力より小さいと判別されたときには、指令速度Ｖが下限値Ｖｍｉｎ以下でなければ（ステップＡ１６）、移動指令の速度Ｖを所定量Δｖ減少させ、これによって、今までの速度よりΔｖだけ減速された移動速度での移動指令が生成されて送り軸のサーボモータが駆動され（ステップＡ１７）、ステップＡ１に戻る。これにより、可動部の移動速度は減少する。また、ステップＡ１６で指令速度Ｖが下限値Ｖｍｉｎ以下と判別されたときには、ステップＡ１８に移行し可動部の移動を停止させタイマＴを「０」にリセットしステップＡ１に戻る。

即ち、ステップＡ１１からステップＡ１７の処理は、作業者が可動部を押圧する力の大きさに応じて、可動部の移動速度を増減させるもので、押圧する力を増大させれば、指令する移動速度は速くなり可動部の移動速度は速くなる。また押圧する力を減少させれば、指令度は遅くなり可動部の移動速度は遅くなる。これにより、作業者は、可動部を押圧する力によって可動部の移動速度を制御することができる。

また、ステップＡ１０で、検出した力Ｆの方向が今までと異なると場合判別されたとき、すなわち、作業者が今までとは異なった方向の力を可動部に加えたときは、ステップＡ１０からステップＡ１８に移行し、可動部の移動を停止し、タイマＴを「０」にリセットし（ステップＡ１９）、ステップＡ１に戻る。

前述したようにステップＡ８、ステップＡ９の処理は安全対策のために設けられた処理であり、可動部に同じ方向の力が設定限界時間Ｔｍａｘ以上の長時間にわたって加えられたときや、設定最大力Ｆｍａｘ以上の大きな力が加えせれたときは、異常が発生したと判別し、アラームを出して可動部の移動を停止させる（ステップＡ２０）。また安全スイッチ１５が解放されると、力センサ１３、１４の信号が遮断されるから、サーボモータへの移動指令は停止し、可動部の移動は停止する。

可動部を手動送りして、所望位置に位置決めすることが必要な場合には、手動送りモードで位置決めモードに切り替える。この位置決めモードでは、ステップＡ６で用いられる設定速度が、位置決め用の低速の設定速度に切り替えられる。また、ステップＡ１３、ステップＡ１６での上限値Ｖｍａｘ、下限値Ｖｍｉｎの値も小さな値に変更され、ステップＡ１５、ステップＡ１７で用いられる速度増減量Δｖの値も位置決め用の小さな値に切り替えられる。
その結果、手動送りの位置決めモードでは、可動部の動作速度は低速となり、作業者が意図した位置に可動部を停止させ位置決めすることができる。

以上のように、本発明の第１の態様では、作業者が可動部に加える力の方向を検出すると共に、その加える力の大きさ増減に応じて、可動部の移動速度を変えて検出された方向に可動部を移動させるものであり、可動部の移動速度が遅ければ、可動部に加える力を大きくし、可動部の移動速度が速ければ、可動部に加える力を小さくすることによって、可動部の移動速度を自由に制御することができる。しかも、可動部の移動方向は、作業者が可動部に加える力の方向と一致するから、手動送りによる可動部の移動を作業者の意図どおりにすることができる。

なお、本発明この第１の態様では作業者が可動部に加える力の方向を可動部を、移動される移動軸の方向とした。すなわち、図２に示すように。テーブル４は直交するＸ軸、Ｙ軸方向に、それぞれの送り軸を駆動するサーボモータによって移動させられるものであり、作業者はこのＸ軸、Ｙ軸方向（図２において前後、左右方向）に力を加えるものとしている。また、機構部１０はＺ軸方向（図２において上下方向）に加えるものとしている。しかし、移動方向が２以上の自由度がある可動部（図２に示す実施形態における可動部のテーブルはＸ軸、Ｙ軸の２自由度）においては、自由度内で任意の方向に移動可能であり、任意の方向に力を加えることができる。図２に示す実施形態の場合で説明すると、テーブル４等の可動部に対してはＸＹ平面上の任意の方向に力を加えてテーブル等を移動させることができる。テーブル等の可動部に対してＸＹ平面上の任意の方向に力を加えて、これを検出し加えられた力の方向にサーボモータによってアシスト力を発生させるようにする場合には、図３のステップＡ２で、力センサから送られてくる検出力からＸ軸成分の力Ｆｘ、Ｙ軸成分の力Ｆｙ、合成力Ｆを求め、この合成力Ｆが所定値以上か判別し、ステップＡ５で、この合成力Ｆが設定閾値以上の時間継続した場合と判断されると、ステップＡ６で、合成力Ｆの方向の移動速度が設定速度とし、この設定速度のＸ軸、Ｙ軸成分の速度を、Ｘ軸成分の力Ｆｘ、Ｙ軸成分の力Ｆｙ、合成力Ｆの関係から求めて、各軸（Ｘ軸、Ｙ軸）の指令速度として、各軸のサーボモータを駆動するようにする。また、可動部に加える力の方向が同じであるが、力Ｆの大きさが変わったときには、ステップＡ１５、１７で増減させる各軸の速度増分も、検出した力の各軸成分に応じた変化量Δｖｘ、Δｖｙを各軸の指令速度Ｖｘ、Ｖｙに増減するようにすればよい。

また、可動部に加わる力の方向が変わったとき（ステップＡ１０）、上述した第１の態様の実施形態では、可動部を停止させたが、可動部の自由度内での力の方向が変わったときには（ＸＹ平面における力の方向が変わったとき）は、それまでの速度を合成速度とし、この合成速度から各軸のＸ軸、Ｙ軸の速度成分を求め、これを各軸への指令速度とするようにしてもよい。

第２の態様
この第２の態様は、作業者が加える力の大きさに関係せず、単に作業者が可動部を移動させる方向に力を加えると、その方向に可動部を所定速度で駆動するようにサーボモータを制御する方法である。
この第２の態様の場合、力センサ１３、１４として、力の大きさを出力せず、力を検出した検出信号とその方向を出力するものでよい。また力の大きさも出力するものでも、本第２の態様では、その大きさを無視するものである。この第２の態様では、数値制御装置７のプロセッサは、図３のステップＡ１〜Ａ６、Ａ７、Ａ８、Ａ１０、Ａ１８、Ａ１９、Ａ２０の処理と同等な処理を行うものである、図４は、この処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。

手動送りモードに設定されると、数値制御装置７のプロセッサは、図４に示す処理を開始し、安全スイッチ１５が閉じられると、力センサ１３、１４からの信号が数値制御装置７に入力される。数値制御装置７のプロセッサは、可動部は移動中か判別し（ステップＢ１）、移動中でなければ、力センサ１３、１４から力検出信号とその方向が入力されたか判別し（ステップＢ２）、力検出信号が入力されたときは、タイマＴをスタートさせ（ステップＢ３、Ｂ４）、このタイマＴで計時される時間が設定閾値を超えたか判別し（ステップＢ５）、この設定閾値を超えるまで、ステップＢ１〜Ｂ５の処理を繰り返し実行し、設定閾値を超えると、可動部の移動速度を設定速度として、力を加えた方向（検出された力の方向）への移動指令を生成してサーボ制御部に出力して、サーボモータを駆動して可動部を移動開始させ（ステップＢ６）、ステップＢ１に戻る。可動部が移動中であるから、ステップＢ１からステップＢ７に移行し、力センサから力検出信号が出力されているか判別し（ステップＢ７）、タイマＴで計時する時間が設定限界時間Ｔｍａｘ以上でなければ（ステップＢ８）、検出された力の方向が今までと同じか判別し（ステップＢ９）、同じならば、再びステップＢ１に戻る。以下、力センサで同一方向の力を検出している間、可動部は設定速度で力を加えられた方向に移動する。

そして、ステップＢ７で力センサから力検出信号が出力されていないことを検出したとき、および、検出される力の方向が変化したことが検出されたとき（ステップＢ９）には、可動部の移動を停止させ（ステップＢ１０）、タイマＴを「０」にリセットして（ステップＢ１１）、ステップＢ１に戻る。また、タイマＴで計時される力センサからの力検出信号を検出している時間が設定限界時間Ｔｍａｘ以上になると、異常が発生していると判別し、アラームを出して可動部の移動を停止させる（ステップＢ１２）。

この第２の態様においても、可動部を目標とする位置近傍まで移動させ、該可動部を正確に位置決めする場合には、位置決めモードに切り替えことによって、ステップＢ６で設定される移動速度を位置決め用の設定速度にして、通常の速度よりもより低速で可動部を移動させるようにする。

この第２の態様では、可動部の移動速度は、一定であり、通常の手動送り時の移動速度と、位置決め用の移動速度の２種類しか用意していない。しかし、移動速度を３以上に変化できるようにしてもよく、移動速度１、２、３、・・・と設定可能とし、この移動速度を選択しステップＢ６で選択されている移動速度を設定するようにすればよい。

また、この第２の態様では、力の大きさは検出しない、もしくは、力の大きさは制御には利用していない。このことから、力センサの代わりに、タッチセンサを用いてもよい。
このタッチセンサを用いる場合、タッチセンサは、センサにタッチする方向と可動部を移動させる方向が一致するように配設する。たとえば、図１に示すようなテーブル４等の可動部が直交するＸ軸、Ｙ軸方向に駆動され、機構部１０がＸＹ平面に垂直なＺ軸方向に駆動されるような工作機械に適用する場合、テーブル４やワーク置き台３等の可動部に対しては、タッチセンサにタッチする方向がＸ軸と並行なＸ軸プラス方向、Ｘ軸マイナス方向になる面に当該タッチセンサを配置する（このタッチセンサをタッチセンサＸ＋、Ｘ−という）。また、タッチセンサにタッチする方向がＹ軸と並行なＹ軸プラス方向、Ｙ軸マイナス方向になる面に当該タッチセンサを配置する（このタッチセンサをタッチセンサＹ＋、Ｙ−という）。また、機構部１０に対しては、タッチセンサにタッチする方向がＺ軸と並行なＺ軸プラス方向、Ｚ軸マイナス方向になる面に当該タッチセンサを配置する（このタッチセンサをタッチセンサＺ＋、Ｚ−という）。

たとえば、作業者がタッチセンサＸ＋をタッチすれば、このタッチ方向と一致するＸ軸プラス方向に可動部（テーブル４、ワーク置台等）は移動し、タッチセンサＸ−をタッチすれば、このタッチ方向と一致するＸ軸マイナス方向に可動部（テーブル４、ワーク置台等）は移動する。同様にタッチセンサＹ＋をタッチすれば、このタッチ方向と一致するＹ軸プラス方向に可動部（テーブル４、ワーク置台等）は移動し、タッチセンサＹ−をタッチすれば、このタッチ方向と一致するＹ軸マイナス方向に可動部（テーブル４、ワーク置台等）は移動する。さらに、タッチセンサＺ＋をタッチすれば、このタッチ方向と一致するＺ軸プラス方向に可動部（機構部１０）は移動し、タッチセンサＺ−をタッチすれば、このタッチ方向と一致するＺ軸マイナス方向に可動部（機構部１０）は移動する。

また、タッチセンサを可動部の前面に配置し、送り方向が明確に認識できる表示を付けるようにしてもよい。図１に示される例で説明すると、テーブル４等の可動部の前面に、「右方向」、「左方向」「前方向」「後方向」と表示して、それぞれタッチセンサを配置する。また機構部１０に対しては、「上方向」、「下方向」の表示と共にタッチセンサを機構部１０の全面に配置し、「右方向」または「左方向」のタッチセンサがタッチされたときには、テーブル４等の可動部を左右方向に移動させるサーボモータを指令された方向に駆動するようにすればよい。また「前方向」または「後方向」のタッチセンサがタッチされたときには、テーブル４等の可動部を前後方向に移動させるサーボモータを指令された方向に駆動するようにすればよい。さらに、「上方向」または「下方向」のタッチセンサがタッチされたときには、可動部の機構部１０を上、または下へ指令された方向に移動させるよう該機構部を移動させるサーボモータを駆動するようにすればよい。

この第２の態様では、センサで力とその方向を検出し、力の大きさレベルは検出せず、またそれを利用しないものである。そのため、第１の態様のように、送り軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）方向と異なる方向に力が加えられたとき、この力を送り軸方向の分力に分解して、その分力に応じた、送り軸の送り速度を決定することはできない。そのため、たとえばＸ軸、Ｙ軸方向の力を同時に検出したとき（例えばタッチセンサＸ＋、Ｙ＋が同時にタッチされたとき等）、Ｘ軸、Ｙ軸のサーボモータは同時に駆動されることになり、ＸＹ平面座標で可動部（テーブル４等）は、４５度の方向に移動させられることになる。

１ 工作機械
２ 材料（被加工物）
３ ワーク置き台
４ テーブル
５ ガイド
６ ベッド
７ 数値制御装置
８ サーボモータ
９ 工具
１０ 機構部
１１ サーボモータ
１２ 主軸モータ
１３ 力センサ
１４ 力センサ
１５ 安全スイッチ

Claims (7)

1. 数値制御装置によって、各送り軸を駆動するサーボモータを制御して可動部を移動させる数値制御工作機械において、
   可動部に設けられ、該可動部に加わる外部からの力と方向を検知するセンサと、
   該センサで検出された力の方向に、力が検出された可動部を移動させる移動指令を生成する移動指令生成手段とを備え、
   前記移動指令生成手段で生成された移動指令に基づいて、前記各サーボモータが駆動されることを特徴とする数値制御工作機械。
2. 前記センサは、力の大きさとその方向を検出する力センサであって、前記移動指令生成手段は、前記センサで検出した力の大きさの変化に応じて移動速度を変えて移動指令を生成する請求項１に記載の数値制御工作機械。
3. 前記センサに着脱自在の治具を設け、該治具を介してセンサに力の大きさとその力の方向をセンサに入力するようにした請求項１又は請求項２に記載の数値制御工作機械。
4. 前記センサはタッチセンサで構成され、該タッチセンサは、該タッチセンサにタッチする方向が、可動部を移動させる移動軸の方向と向きと一致するように、可動部の表面に配設され、該タッチセンサで外部から加えられた力の方向を検出するようにした請求項１に記載の数値制御工作機械。
5. 前記移動指令生成手段は、切替設定可能な設定移動速度で移動指令を生成する請求項１または請求項４に記載の数値制御工作機械。
6. 前記センサが検出した検出信号を数値制御装置に伝達する伝達手段の途中に、信号伝達を遮断する信号遮断手段を設けた請求項１乃至５の内いずれか１項に記載の数値制御工作機械。
7. 前記センサは、前記可動部の表面に設けられている請求項１乃至６の内いずれか１項に記載の数値制御工作機械。