JP2898021B2 - 工作機械の位置制御装置 - Google Patents

工作機械の位置制御装置

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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、例えば磁気スケール装置等のリニアスケー
ル装置を使用した工作機械の位置制御装置に関する。
(従来の技術) 従来、例えば円筒研削盤等の工作機械では、被加工対
象である工作物(ワーク)に対して、研削処理を行なう
ための砥石等の加工部を位置決めするために、例えば磁
気スケール装置等のリニアスケール装置が使用されてい
る。このリニアスケール装置により、加工部の相対的位
置(又は相対的移動量)を検出することができるため、
工作物に対して加工部を移動調整し、適正な位置に設定
することができる。
ところで、通常では、工作機械のベッド(基台)には
手送りハンドルが設けられており、このハンドルをマニ
ュアルで操作することにより、加工部を工作物に対して
例えば前進又は後退させて移動調整することになる。こ
こで、加工処理を行なう場合に、加工部は工作物から十
分な距離を有する初期位置に設定されている。この場
合、最初から手送りハンドルを操作して、マニュアルで
加工部を移動して工作物に接近さる方法では、操作効率
が低下する。このため、例えば油圧機構を利用して、加
工部を一定の距離だけ自動送りする自動送り機構が設け
られている。
即ち、第15図に示すように、加工処理の開始時に、例
えば工作機械の電気操作盤に設けられた自動送り機構用
のスイッチを操作すると、加工部10が初期位置10aから
一定の距離Lだけ自動的に移動する。この後、手送りハ
ンドルを操作して、加工部10を工作物11に接近させるよ
うに、前進方向X1へ移動調整することになる。ここで、
加工部10が工作物11に接触して研削する加工処理がなさ
れると、工作物11の表面が研削されて、例えば直径51mm
の工作物11が直径50mmに加工処理されることになる。
加工処理が終了して、自動送り機構用のスイッチが操
作されると、第16図に示すように、加工部10は加工位置
10bから一定の距離Lだけ後退方向(工作物11から離れ
る方向)−X2へ自動的に移動する。この状態で、加工処
理された工作物11を所定の取り付け台から取り外すこと
になる。次に、新たな工作物11を取り付け台にセット
し、再度加工処理を開始する場合に、自動送り機構用の
スイッチを操作すると、加工部10が自動的に移動して新
たな工作物11に衝突するような事態が発生する。即ち、
新たな工作物11の直径が例えば70mm程度の場合には、前
の加工処理後の工作物(直径50mm)より、加工部10と工
作物11との距離が10mm程度短縮することになる。したが
って、第17図に示すように、前の加工処理後に自動送り
機構により後退した位置10cから前進方向X2へ、加工部1
0が自動送り機構により移動した場合に、一定距離Lだ
け移動する前に、新たな工作物11に衝突することにな
る。
(発明が解決しようとする課題) 自動送り機構を有する工作機械では、工作物に対して
加工部を位置調整して、例えば研削等の加工処理が行な
われる場合に、工作物を交換した後に自動送り機構によ
る加工部の自動送りがなされると、加工部が工作物に衝
突するような事態が発生する。この衝突により、工作物
が破損するような不都合が発生することがある。
本発明の目的は、自動送り機構により加工部を自動送
りする際に、加工部が工作物に衝突するような事態を確
実に防止し、かつ加工部を適正な位置に設定することが
できる工作機械の位置制御装置を提供することにある。
(課題を解決するための手段と作用) 本発明は、被加工対象である工作物に対して工作機械
の加工部の移動量を検出する位置検出手段と、前記加工
部を所定距離だけ直線的かつ自動的に移動させ、前記工
作物に対して前進方向又は後退方向へ往復移動させる自
動送り手段と、前記加工部を前進方向または後退方向へ
移動調整させるためのマニュアル機構からなる移動調整
手段とを有する工作機械の位置制御装置であって、前記
自動送り手段及び前記移動調整手段により前記加工部を
前記工作物まで移動させて前記工作物に対する加工処理
を実行した後に、前記加工部が前記工作物に接触してい
る加工終了位置を基準として前記工作物の加工サイズに
応じた基準位置データを入力するための入力手段と、前
記加工終了位置から前記加工部を前記自動送り手段によ
り所定距離だけ後退方向に移動させた後に、次の被加工
対象である工作物に対して加工処理を行うために前記移
動調整手段により前記加工部の初期位置を設定するとき
に、前記位置検出手段により検出される前記加工部の移
動量と前記入力手段により入力された前記基準位置デー
タとを加算して、当該初期位置から前記加工部を前記自
動送り手段により所定距離だけ前進方向に移動させたと
きに前記加工部と前記工作物との距離において両者が衝
突しない当該距離に関係する位置データを算出する算出
手段と、前記入力手段により入力された基準位置データ
及び前記算出手段により算出された位置データのそれぞ
れを表示画面上に表示させる制御手段とを具備したこと
を特徴とする工作機械の位置制御装置である。
このような構成により、工作機械のオペレータは、最
初の工作物に対する加工処理後に次の工作物をセットし
た場合に、表示画面上のデータを参照することにより、
前の工作物の加工サイズに応じて自動送り手段による加
工部の移動距離を考慮することができる。従って、次の
工作物に対する加工処理時において、自動送り手段を操
作したときに加工部が当該工作物に衝突しない初期位置
まで、当該加工部を確実に移動調整することができる。
(実施例) 以下図面を参照して本発明の実施例を説明する。
第1図は第1の実施例に係わる位置制御装置の構成を
示すブロック図である。同実施例では、例えば円筒研削
盤等の工作機械20に適用した場合であり、この工作機械
20の加工部(例えば砥石)10の位置制御を行うためのリ
ニアスケール装置21が設けられている。工作機械20に
は、工作物に対して加工部10を直線的に往復移動(前進
または後退)させるためのマニュアル機構及び自動送り
機構が設けられている。マニュアル機構は、第4図に示
すように、工作機械20のベッド20aに設けられた手送り
ハンドル20bをマニュアルで操作することにより、加工
部10を往復移動させて、工作物11に対して位置決めする
ように移動調整するための機構である。一方、自動送り
機構は、工作機械20のベッド20aに設けられた電気盤の
自動送り機構用のスイッチ20cの操作により、例えば油
圧機構を利用して、加工部10を一定の距離Lだけ前進又
は後退するように自動送りする機構である。
リニアスケール装置21は、例えば第3図に示すような
磁気スケール装置であり、スケール装置本体21a及びヘ
ッド21bからなる。スケール装置本体21aには等間隔に磁
気目盛が記録されたスケールが設けられており、ヘッド
21bはスケールに沿って移動し、磁気目盛を検出する。
即ち、ヘッド21bの移動量に応じた検出信号がスケール
装置本体21aに取り付けられたケーブル21cを通じて出力
される。スケール装置本体21aは、第4図に示すよう
に、工作機械20のベッド20aに固定されている。一方、
ヘッド21bは、加工部10の移動機構を構成する例えばテ
ーブル22に取り付けられている。即ち、ヘッド21bは加
工部10の移動に伴って、前進又は後退方向へ直線的に移
動することになる。
リニアスケール装置21から出力される検出信号は、第
1図に示すディスプレイ装置23の信号処理回路24へ転送
される。信号処理回路24はアナログ信号である検出信号
の増幅及びA/D変換処理等の信号処理を実行し、ヘッド2
1bの移動量に対応する位置データ(移動方向を含む)を
マイクロプロセッサ(CPU)25に出力する。CPU25は、同
実施例の要旨である加工部10の位置制御に関係する表示
制御を行なう制御回路である。CPU25は信号処理回路24
から出力される位置データに基づいて加工部10の移動量
を算出する。
制御部26はCPU25の制御に応じて、加工部10の移動量
を表示部27に表示させる。表示部27は、第2図に示すよ
うに、ディスプレイ装置23のパネル部を構成し、前進方
向の移動量を表示するA表示器27a及び後退方向の移動
量を表示するB表示器27bを有する。さらに、表示部27
は外部から位置データ等を入力するためのキーボード27
cを備えている。キーボード27cから入力された位置デー
タ等はCPU25に転送される。また、表示部27は加工部10
の移動方向を指示するためのLED(発光ダイオード素
子)27dを有する。LED27dは、第4図に示すように、テ
ーブル22の位置を検出するためのセンサ28からの検出信
号に基づいて発光動作する。センサ28は例えばマイクロ
スイッチからなり、前進方向の所定の位置でテーブル22
が接触するとオンし、後退方向へ移動した際にオフする
動作を行なう。
次に、同実施例の動作を説明する。
先ず、第5図のステップS1に示すように、工作機械20
の加工部10を、自動送り機構により初期位置10aから距
離Lの設定位置10bまで移動させる(第6図及び第7図
を参照)。即ち、自動送り機構用のスイッチ20cの操作
することにより、テーブル22に支持された加工部10は、
第7図に示すように、最初の位置10aから前進方向Xへ
一定距離Lだけ移動する。一方、工作機械20の所定の取
り付け台には、例えば直径51mmの工作物11がセットされ
ている。この後、手送りハンドル20bをマニュアルで操
作し、加工部10をマニュアル機構により移動調整し、工
作物11の表面に接触させる(ステップS2)。この状態
で、加工部10の例えば砥石を回転運動させて、工作物11
の表面を研削する加工処理を実行する(ステップS3)。
加工処理を所定の期間実行後に、工作物11の直径φを
マイクロメーター等により測定し、目標値(例えば50m
m)に到達した場合には、加工処理を終了する(ステッ
プS4)。このとき、第8図に示すように、加工部10は加
工処理後の工作物11に接触しており、初期設定位置(自
動送り後の位置)10bから距離X1だけ前進方向Xへ移動
した状態である。この状態で、表示部27のキーボード27
cから工作物11の加工結果に応じた基準位置データ(加
工処理による直径50mmに相当する値)を入力する(ステ
ップS5)。制御部26はCPU25からの基準位置データを、
表示部27の前進方向のA表示エリア27aに表示させる
(ステップS6)。このとき、センサ28は、加工部10と共
に移動したテーブル22の前進方向の位置を検出し、その
検出信号を制御部26に出力する。これにより、表示部27
のLED27dが点灯し、加工部10は前進方向X(プラス方
向)側へ移動したことを指示している。
次に、自動送り機構用のスイッチ20cを操作して、加
工部10を加工終了位置10cから後退方向−Xへ一定距離
Lだけ、自動送りにより移動させる(ステップS7)。即
ち、第9図に示すように、加工部10は工作物11から一定
距離Lだけ離れた位置まで移動する。このとき、表示部
27のキーボード27cから、前記のような加工結果に応じ
た基準位置データ(50mmに相当する値)を入力する(ス
テップS8)。制御部26はCPU25からの基準位置データ
を、表示部27の後退方向のB表示器27bに表示させる
(ステップS9)。このとき、CPU25は、加工部10が後退
方向へ移動したことにより、A表示器27aを不表示状態
にする。また、センサ28はオフとなるため、表示部27の
LED27dは消灯する。この様な状態(第10図)において、
加工処理が終了した工作物11を工作機械20の所定の取り
付け台から取り外す。
次に、工作機械20の所定の取り付け台には、例えば直
径φが72mmの新たな工作物11aがセットされる(ステッ
プS10)。このとき、表示部27のB表示器27bには、第10
図に示すように、前の工作物11の加工処理後の直径φに
相当する値(50)が表示されている。この状態で、加工
部10を前進方向Xへ自動送りさせると、加工部10は新た
な工作物11aに衝突することになる(第17図を参照)。
そこで、手送りハンドル20bをマニュアルで操作し、
加工部10を後退方向−Xへ移動調整する(ステップS1
1)。この加工部10の移動により、ヘッド21bが移動して
検出信号を信号処理回路24に出力する。CPU25は信号処
理回路24からの位置データに基づいてヘッド21bの移動
量を算出し、この移動量と入力された基準位置データ
(ここでは50)とを加算した結果を表示部27のB表示器
27bに表示させる(ステップS12)。表示部27のB表示器
27bには、自動送りされた位置10fから新たな初期位置10
dまで、後退方向−Xへ移動した距離Rが加算された値
が表示される。具体的には、第11図に示すように、距離
Rが例えば11mmであれば、B表示器27bには、「61」が
表示される。B表示器27bの表示データに応じて、直径7
2mmの新たな工作物11aに対して、加工部10を一定距離L
だけ自動送りした場合に、加工部10と工作物11aとが衝
突しない位置まで加工部10を移動調整する(ステップS1
3)。
そして、第12図に示すように、移動調整後の初期位置
10dから位置10eまで、加工部10を前進方向Xへ一定距離
Lだけ、自動送りにより移動させる(ステップS14)。
この後、手送りハンドル20bをマニュアルで操作し、加
工部10をマニュアル機構により移動調整し、新たな工作
物11aの表面に接触させる(ステップS15)。この状態
で、加工部10の例えば砥石を回転運動させて、工作物11
aの表面を研削する加工処理を実行する(ステップS1
6)。加工処理が終了すると、表示部27のキーボート27c
から工作物11の加工結果に応じた基準位置データ(加工
処理による直径70mmに相当する値)を入力し、第13図に
示すように、表示部27のA表示器27aに表示させること
になる。
このようにして、加工終了後に新たな工作物11aをセ
ットした場合に、表示部27に表示されたデータを確認し
ながら、加工部10を後退方向へ移動調整して、自動送り
の際に加工部10を工作物11aから十分な距離だけ離れた
位置に設定することができる。したがって、加工された
工作物の加工サイズ及び新たにセットされる工作物のサ
イズに基づいて、加工処理の開始時に加工部を自動送り
により、常に適正な位置に設定することができる。言替
えれば、初期位置設定時に、自動送りにより加工部と工
作物とが衝突するような事態を確実に防止することがで
きる。
第14図は第2の実施例に係わる表示部27の構成を示す
図である。第2の実施例では、表示部27の表示器30は一
つだけであり、加工部10が前進方向又は後退方向へ移動
する際の一方の移動量を表示する。この場合、表示部27
に設けられたLED27dの点灯に応じて、加工部10の移動方
向を確認することができる。なお、他の構成及び動作
は、前記第1の実施例の場合と同様のため、説明を省略
する。
[発明の効果] 以上詳述したように本発明によれば、自動送り機構を
有する工作機械において、工作物を交換した後に自動送
り機構により加工部を自動送りする際に、移動調整分の
十分な距離を有する適正な位置に加工部を設定すること
ができる。したがって、自動送りする際に、加工部が工
作物に衝突するような事態を確実に防止することができ
る。これにより、結果的に加工部の確実な位置制御を実
現することができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例に係わる位置制御装置の
構成を示すブロック図、第2図は同実施例に係わる表示
部の構成を示すブロック図、第3図は同実施例に係わる
リニアスケール装置の構成を示す斜視図、第4図は同実
施例に係わる工作機械の構成を説明するための概念図、
第5図は同実施例の動作を説明するためのフローチャー
ト、第6図乃至第13図はそれぞれ同実施例の動作を説明
するための概念図、第14図は第2の実施例に係わる表示
部の構成を示すブロック図、第15図乃至第17図はそれぞ
れ従来技術を説明するための概念図である。 10……加工部、11……工作物、21……リニアスケール装
置、23……ディスプレイ装置。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被加工対象である工作物に対して工作機械
    の加工部の移動量を検出する位置検出手段と、 前記加工部を所定距離だけ直線的かつ自動的に移動さ
    せ、前記工作物に対して前進方向又は後退方向へ往復移
    動させる自動送り手段と、 前記加工部を前進方向または後退方向へ移動調整させる
    ためのマニュアル機構からなる移動調整手段とを有する
    工作機械の位置制御装置であって、 前記自動送り手段及び前記移動調整手段により前記加工
    部を前記工作物まで移動させて前記工作物に対する加工
    処理を実行した後に、前記加工部が前記工作物に接触し
    ている加工終了位置を基準として前記工作物の加工サイ
    ズに応じた基準位置データを入力するための入力手段
    と、 前記加工終了位置から前記加工部を前記自動送り手段に
    より所定距離だけ後退方向に移動させた後で、次の被加
    工対象である工作物に対して加工処理を行うために前記
    移動調整手段により前記加工部の初期位置を設定すると
    きに、前記位置検出手段により検出される前記加工部の
    移動量と前記入力手段により入力された前記基準位置デ
    ータとを加算して算出する位置データであって、当該初
    期位置から前記加工部を前記自動送り手段により所定距
    離だけ前進方向に移動させたときに前記加工部と前記工
    作物との距離において両者が衝突しない当該距離に関係
    する前記位置データを算出する算出手段と、 前記入力手段により入力された基準位置データ及び前記
    算出手段により算出された位置データのそれぞれを表示
    画面上に表示させる制御手段とを具備したことを特徴と
    する工作機械の位置制御装置。
  2. 【請求項2】被加工対象である工作物に対して工作機械
    の加工部の移動量を検出する位置検出手段と、 前記加工部を所定距離だけ直線的かつ自動的に移動さ
    せ、前記工作物に対して前進方向又は後退方向へ往復移
    動させる自動送り手段と、 前記加工部を前進方向または後退方向へ移動調整させる
    ためのマニュアル機構からなる移動調整手段とを有する
    工作機械の位置制御装置であって、 前記加工部が前進方向または後退方向へ移動したときの
    移動方向を検出するための検出手段と、 前記自動送り手段及び前記移動調整手段により前記加工
    部を前記工作物まで移動させて前記工作物に対する加工
    処理を実行した後に、前記加工部が前記工作物に接触し
    ている加工終了位置を基準として前記工作物の加工サイ
    ズに応じた基準位置データを入力するための入力手段
    と、 前記加工終了位置から前記加工部を前記自動送り手段に
    より所定距離だけ後退方向に移動させた後で、次の被加
    工対象である工作物に対して加工処理を行うために前記
    移動調整手段により前記加工部の初期位置を設定すると
    きに、前記位置検出手段により検出される前記加工部の
    移動量と前記入力手段により入力された前記基準位置デ
    ータとを加算して算出する位置データであって、当該初
    期位置から前記加工部を前記自動送り手段により所定距
    離だけ前進方向に移動させたときに前記加工部と前記工
    作物との距離において両者が衝突しない当該距離に関係
    する前記位置データを算出する算出手段と、 前記前進方向に関係するデータを表示するための第1の
    表示画面(A)及び前記後退方向に関係するデータを表
    示するための第2の表示画面(B)を有する表示手段を
    制御し、前記検出手段により検出された移動方向に応じ
    て前記入力手段により入力された基準位置データ及び前
    記算出手段により算出された位置データのそれぞれを前
    記第1表示画面(A)または前記第2の表示画面(B)
    上に表示させる制御手段とを具備したことを特徴とする
    工作機械の位置制御装置。
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