JP2802867B2 - 動作方向表示機能を備えた工作機械 - Google Patents

動作方向表示機能を備えた工作機械

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JP2802867B2
JP2802867B2 JP4340931A JP34093192A JP2802867B2 JP 2802867 B2 JP2802867 B2 JP 2802867B2 JP 4340931 A JP4340931 A JP 4340931A JP 34093192 A JP34093192 A JP 34093192A JP 2802867 B2 JP2802867 B2 JP 2802867B2
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堅一 大野
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Makino Milling Machine Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はX,Y,Z軸の手動ハン
ドルを有し、工具とワークを相対的に移動させて所望の
加工を行う工作機械に関する。
【0002】
【従来の技術】汎用フライス盤、NCフライス盤、マシ
ニングセンタ等の工作機械は、軸送りを手動で行う手動
ハンドルを備えている。この手動ハンドルは、通常、
X,Y,Z軸とそれぞれ平行な送り動作を行わせるもの
であるが、動作選択手段によって斜線動作に切換える
と、X,Y,Z軸から角度を有した斜め方向へ斜線動作
を行わせること、あるいは、円弧動作に切換えると2軸
座標、または3軸座標における円弧動作を行わせること
ができる。
【0003】斜線動作を選択した場合は、例えばX軸手
動ハンドルで斜線と平行な方向の送り動作を与え、Y軸
手動ハンドルで斜線に対して垂直な法線方向の送り動作
を与えるように各手動ハンドルの役目が変わる。
【0004】また、円弧動作を選択した場合は、例えば
X軸手動ハンドルで円弧の周方向の送り動作を与え、Y
軸手動ハンドルでその周方向に対して垂直な法線方向
(径方向)の送り動作を与えるように各手動ハンドルの
役目が変わる。
【0005】このように手動ハンドルの通常動作、すな
わちX,Y,Z軸と平行な送りを行わせる動作から斜線
動作、円弧動作と云った別の動作に動作選択をした場
合、各手動ハンドルの役目が変わるため、作業者が操作
を誤ったり、まごついたりすることがある。例えば斜線
動作を選択したにもかかわらず通常動作と勘違いした、
あるいは、円弧動作を選択した際、どの手動ハンドルを
どの方向に回すと、径方向でかつ+方向へ送ることがで
きるのか分からなくなると云った問題が発生し易くな
る。
【0006】従来はこのような問題を作業者の熟練と注
意でカバーしていた。よって、加工を間違えたり、工具
とワークを衝突させてしまうと云った事故が起きる恐れ
があった。また、手動ハンドルのみならず、自動送りス
イッチによるいわゆるジョグ送りについても同様の問題
点があった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ここで本発明は、動作
選択手段を備え、手動ハンドルや自動送りスイッチの操
作によって工具とワークを相対的に移動させて所望の加
工を行う工作機械において、手動ハンドルや自動送りス
イッチの動作種類と動作方向が、本来決められている通
常動作と異なるように選択されている場合、これを視覚
的に明示する動作表示手段を設けることにより、作業者
にその動作種類と動作方向がどのようになっているかを
視覚によって確実に認識可能として、前述のような事故
の発生を防止しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、下記のような構成を備えたものとなってい
る。即ち、手動ハンドルまたは自動送りスイッチにより
軸送りを与え、工具とワークを相対的に移動させて種々
の加工を行う工作機械において、X,Y,Z軸に平行な
移動を行う通常の直線動作と、前記X,Y,Z軸に平行
でない斜線に沿って移動を行う斜線動作と、前記X,
Y,Z軸のいずれか2軸又は3軸の移動による円弧に沿
って移動を行う円弧動作との少くとも1つの動作を選択
する動作選択手段と、該動作選択手段で選択した動作種
類と、その動作の動作方向とを表示する表示手段とを設
けた動作方向表示機能を備えた工作機械。
【0009】
【作用】本発明においては、動作選択手段を「通常」に
選択すれば、各軸の手動ハンドルの操作によって、X,
Y,Z軸にそれぞれ平行な直線動作が可能であり、動作
選択スイッチを「角度」に選択すれば、各軸の手動ハン
ドルの操作によって、X,Y,Z軸の軸線に平行でない
斜線動作が可能となり、更に、動作選択スイッチを「円
弧」に選択すれば、各軸の手動ハンドルの操作によっ
て、X,Y,Z軸のいずれか2軸又は3軸の移動による
円弧動作が可能となるよう制御され、前記各加工動作に
おいて、動作表示手段に動作選択手段で選択された動作
に対応する動作図が、機械がどう動くかを視覚的に表示
されるので、手動ハンドルや自動送りスイッチの手動操
作における誤作動防止に役立てることができる。
【0010】
【実施例】次に本発明の実施例を図面を参照しながら説
明する。図5は汎用フライス盤による実施例を示す外観
正面図である。ベース1上にコラム2が立設され、コラ
ム2の前面の案内面に沿ってニー3が上下移動可能に装
架されている。ニー3はZ軸手動ハンドル6を操作する
と上下移動可能でZ軸を形成している。そのZ軸には図
示しないZ軸送りモータが設けられ、自動送りも可能に
なっている。テーブル7はニー3の上面の案内面に沿っ
て左右移動可能で、X軸手動ハンドル4の操作で左右に
動き、X軸を形成している。そのX軸はZ軸と同様に図
示しないX軸送りモータの駆動によっても自動送りが可
能になっている。
【0011】コラム2の上にラムベース8が取付けら
れ、ラムベース8の上面の案内面に沿ってラム9が前後
移動可能に装着されており、Y軸手動ハンドル5を操作
すると前後に移動し、Y軸を形成している。そのY軸は
他の軸と同様に図示せずY軸送りモータの駆動によって
も自動送りが可能になっている。そのラム9の前面に主
軸ヘッド10が取付けられ、その中に主軸11が回転可
能でしかもZ軸と平行に装着されている。主軸11の先
端に工具12が装着され、主軸モータ13によって回転
力が与えられる。本実施例では各軸の手動ハンドルの操
作によるか又は各軸の送りモータによる自動送りによっ
て、工具12とワーク14とを相対的に移動させて所望
の加工を行うようになっている。
【0012】手動ハンドル操作部20はX軸手動ハンド
ル4,Y軸手動ハンドル5,Z軸手動ハンドル6からな
っている。手動ハンドル操作部20の近傍に自動送り速
度設定ダイヤル21,X軸自動送りスイッチ22,Y軸
自動送りスイッチ23,Z軸自動送りスイッチ24が設
けられ、それらのスイッチを操作することにより手動送
りか自動送りかの選択が可能になっている。更に非常停
止の場合等に使用する停止釦25が設けられている。
【0013】機械本体の右側には機械制御装置30があ
り、その中に機械制御部と送り制御部が装填されてい
る。機械制御装置30の上部には機械操作装置31が設
けられ後述する種々の操作機器が取付けられている。更
にX,Y,Z軸の各送り軸には機械の位置を読取るX軸
スケール32,Y軸スケール33,Z軸スケール34が
取付けられ、機械の位置を機械操作装置31内の表示部
35に表示できるようになっている。
【0014】また、機械操作装置31には、動作選択ス
イッチ40,数値設定ダイヤル41,数値設定スイッチ
42,主軸速度設定ダイヤル43,主軸回転ONスイッ
チ44,主軸回転OFFスイッチ45,位置設定スイッ
チ46,制限方向設定スイッチ群47,表示部35等が
設けられている。
【0015】図6は汎用フライス盤の実施例を示す構成
ブロック図である。図中の構成要素で前記機械操作装置
31に機械操作部70と表示部35が組込まれ、前記機
械制御装置30に機械制御部72と送り制御部73が組
込まれている。手動ハンドル操作部20は、図5に示す
ように、X軸手動ハンドル4,Y軸手動ハンドル5,Z
軸手動ハンドル6が設けられているが、この実施例で
は、機械本体77の各送り軸の送りねじに連結されてお
らず、そのかわり、各軸の手動ハンドル4,5,6には
図示しない手動パルス発生器が内蔵されており、その手
動パルス発生器のハンドルの操作により各軸の送りモー
タ78,79,80を駆動するようになっている。
【0016】また、機械本体77は主軸モータ13,X
軸送りモータ78,Y軸送りモータ79,Z軸送りモー
タ80を包含し、更に各送り軸の機械位置を読取る各軸
のスケール32,33,34を有している。
【0017】送り制御部73は、機械位置の情報等を記
憶するメモリ74と、後述する斜線の角度等を計算する
演算部75と、各軸の手動ハンドルの操作に応じて各軸
の送りモータへ移動指令を発生する関数発生器76とか
らなっている。
【0018】図5において、動作選択スイッチ40は
「通常」、「角度」、「円弧」を選択できるようになっ
ており、汎用フライス盤として通常のX,Y,Z軸に平
行な3軸の直線動作で加工を行う場合は動作選択スイッ
チ40を「通常」に選択する。X,Y,Z軸の軸に平行
でない傾斜した角度を有する斜線に沿ってワークを加工
したい場合は、動作選択スイッチ40を「角度」に選択
する。更にX,Y,Z軸のいずれか2軸あるいは3軸の
合成運動による円弧動作でワークを加工したい場合は、
動作選択スイッチ40を「円弧」に選択する。
【0019】動作選択スイッチ40で「通常」を選択し
た場合は、各軸の手動ハンドル4,5,6を操作するこ
とにより、そのハンドルが機械本体の各軸の送りねじに
連動されているので通常の汎用フライス盤と何ら変わり
なく操作できる。また各軸について自動送りをかけたい
ときは、図5に示す各軸の自動送りスイッチ22,2
3,24の操作によって自動送りが可能になっている。
その時の送り速度は自動送り速度設定ダイヤル21によ
って設定した所望の速度によって送られる。
【0020】図6における送り制御部73は、機械位置
の情報等を記憶するメモリ74と、後述する斜線の角度
等を計算する演算部75と、各軸の手動ハンドルの操作
に応じて各軸の送りモータへ移動指令を発生する関数発
生器76とからなっている。
【0021】図5の実施例において、動作選択スイッチ
40で「角度」を選択し、加工したい所望のある角度を
設定する場合は、数値設定ダイヤル41により所望の角
度値を入力して数値設定スイッチ42を押すと送り制御
部73内のメモリ74に所望の角度が記憶される。斜線
加工の場合はその斜線方向の切削送りをX軸手動ハンド
ル4で行い、その斜線と直交する法線方向の切込み送り
をY軸手動ハンドル5で行うようになっている。
【0022】動作選択スイッチ40で「円弧」を選択し
ている場合は、円弧方向加工の場合は切削送りをX軸手
動ハンドル4で行い、切込み(径方向)送りをY軸手動
ハンドル5で行うようになっている。
【0023】次に、本発明について、図5における機械
操作装置31の動作選択スイッチ40を「円弧」に合わ
せて加工を行う場合を、表示部35に示される状態を示
す図1と、その作動フローを示す図2に従って説明す
る。
【0024】この場合、動作選択スイッチ40を「円
弧」に合わせて、その中心位置を設定した後、その円弧
動作に対応する動作図(機械がどう動くかを視覚的に表
示する図)は、設定した中心位置が原点Oにあり、位置
読取手段(各軸のスケール32,33,34)で読み取
った現在位置が該当円弧上にあるよう作動図上に表示さ
れる。なお、位置読取手段は、各送りモータに付属して
いるパルスエンコーダから読取る方法もある。
【0025】例えば、円弧動作の場合は、設定中心位置
(点O)に対し現在位置が円周方向120°の位置な
ら、円周表示部の120°の位置に表示点を表示すると
ともに、その表示点を基点として円周方向両側に矢印、
手動ハンドルの名称(例えばX)、および+,−等を表
示する。また、径方向にも表示点を基点に両側に矢印、
手動ハンドルの名称(例えばY)および+,−を表示す
る。
【0026】表示制御手段は、図2の作動フロー図のよ
うに行われるのであるが、これは、機械制御装置30の
一部に設けられている。そして、まず、設定されている
円弧の中心位置(X0 ,Y0 )を読み取り、次に現在位
置(X1 ,Y1 )を読み取り、これを基に送り制御部7
3の演算部75で計算して中心よりの位置(ΔX,Δ
Y)、半径R、角度θを算出し、これに基いてその状態
を図形として機械操作装置31の表示部35の画面に上
述のような必要事項とともに表示する。
【0027】図3及び図4は動作選択スイッチ40を
「角度」に合わせた場合を示すもので、角度θと角度θ
だけ傾いた斜線を示す図形が表示部35の画面上に表示
される。前記斜線の両側端には矢印、手動ハンドルの名
称および+,−が表示される。また、同斜線に直交する
線分にも両側端に矢印、手動ハンドルの名称および+,
−が表示される。
【0028】尚本発明は、実施例として立形フライス盤
について説明したが、NCフライス盤、マシニングセン
タ等他の工作機械にも適用可能なものである。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による工作
機械は、機械操作装置31の表示部35の画面上に、動
作選択手段で選択された、「通常」、「円弧」、「角
度」のように選択された動作に対応して、機械がどう動
くかを視覚的に表示するよう構成されてあるので、作業
者にとって動作種類と動作方向が直ちに理解でき、熟練
していないものでも誤操作を起こす恐れがなくなり、作
業能率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】円弧加工を行う場合の表示部画面に表示される
動作図を示す図である。
【図2】図1の作動フロー図である。
【図3】傾斜加工を行う場合の表示部画面に表示される
動作図を示す図である。
【図4】図3の作動フロー図である。
【図5】本発明の実施例を汎用フライス盤に実施した外
観正面図である。
【図6】図5に示す汎用フライス盤の構成ブロック図で
ある。
【符号の説明】
4 X軸手動ハンドル 5 Y軸手動ハンドル 6 Z軸手動ハンドル 20 手動ハンドル操作部 22 X軸自動送りスイッチ 23 Y軸自動送りスイッチ 24 Z軸自動送りスイッチ 31 機械操作装置 32,33,34 各軸のスケール 35 表示部 40 動作選択スイッチ 41 数値設定ダイヤル 46 位置設定スイッチ 72 機械制御部 73 送り制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B23Q 17/00 B23Q 5/22 B23Q 15/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 手動ハンドルまたは自動送りスイッチに
    より軸送りを与え、工具とワークを相対的に移動させて
    種々の加工を行う工作機械において、 X,Y,Z軸に平行な移動を行う通常の直線動作と、前
    記X,Y,Z軸に平行でない斜線に沿って移動を行う斜
    線動作と、前記X,Y,Z軸のいずれか2軸又は3軸の
    移動による円弧に沿って移動を行う円弧動作との少くと
    も1つの動作を選択する動作選択手段と、 前記動作選択手段で斜線動作を選択した場合、予め設定
    した斜線の角度値に応じて前記選択した斜線動作及びそ
    の動作方向を表わした動作図を表示する表示手段と、 を設けたことを特徴とする動作方向表示機能を備えた工
    作機械。
  2. 【請求項2】 手動ハンドルまたは自動送りスイッチに
    より軸送りを与え、工具とワークを相対的に移動させて
    種々の加工を行う工作機械において、 X,Y,Z軸に平行な移動を行う通常の直線動作と、前
    記X,Y,Z軸に平行でない斜線に沿って移動を行う斜
    線動作と、前記X,Y,Z軸のいずれか2軸又は3軸の
    移動による円弧に沿って移動を行う円弧動作との少くと
    も1つの動作を選択する動作選択手段と、 送り軸の現在位置を読み取り、位置データを送出する位
    置読取手段と、 前記動作選択手段で円弧動作を選択した場合、前記位置
    読取手段で読み取った位置データと予め設定した円弧の
    中心位置とに応じた円弧上の位置に、前記選択した円弧
    動作及びその動作方向を表わした動作図を表示する表示
    手段と、 を設けたことを特徴とする動作方向表示機能を備えた工
    作機械。
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