JP3092099B2 - 数値制御装置 - Google Patents

数値制御装置

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JP3092099B2
JP3092099B2 JP03358462A JP35846291A JP3092099B2 JP 3092099 B2 JP3092099 B2 JP 3092099B2 JP 03358462 A JP03358462 A JP 03358462A JP 35846291 A JP35846291 A JP 35846291A JP 3092099 B2 JP3092099 B2 JP 3092099B2
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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、同一軸上を移動可能な
2つの主軸及び各主軸を移動させる2つの送り軸を有す
る工作機械を制御する数値制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】同一軸上を移動可能な2つの主軸及び各
主軸を移動させる2つの送り軸を有する工作機械を制御
する数値制御装置において、2つの主軸は、オペレータ
がその送り軸と移動方向を押しボタン等で指定し、手動
操作によって各主軸が単独に移動できるようになってい
る。図4は従来の数値制御装置の一例を示すブロック図
であり、この例での旋盤は2つの向かい合った主軸11
a,11bが手動操作入力部1からの指示によって同一
方向(矢印方向)に移動可能である。主軸11aを移動
させる送り軸をZA軸とし、主軸11bを移動させる送
り軸をZB軸とすると、ZA軸とZB軸の前進或いは後
退を指定する入力が、手動操作入力部1の手動操作入力
1−1a,1−1b,1−2a,1−2b(図の例では
押しボタン)である。
【0003】例えば、オペレータが手動操作で主軸11
a側のワーク12を主軸11b側へ受渡したい場合は、
手動操作入力1−1b(ZB前進)を押すことによって
主軸11bを所望の位置まで前進させてワークの受渡し
を行なっている。オペレータによる手動操作入力部1か
らの各入力(1−1a,1−2a,1−1b,1−2
b)は、それぞれの入力ボタンのオン/オフ状態を示す
入力信号SWIとして手動操作入力手段13に送出さ
れ、送り軸の移動方向と移動指示を内容とする単独軸送
り指令AXa,AXbが生成され、入力に対応する各軸
の単独軸送り手段5a,5bに送出される。
【0004】そして、単独軸送り指令AXa,AXbを
受取った各軸の単独軸送り手段5a,5bによって、指
定された移動方向へ所定の距離だけZA軸又はZB軸を
移動させる軸移動量指令COa,CObが生成されて各
軸の駆動手段7a,7bに送出される。次に、軸移動量
指令COa,CObと位置検出器10a,10bによっ
て検出された主軸11a,11bの位置POa,POb
に基づいて、モータ9a,9bの駆動指令DRa,DR
bが各軸の駆動手段7a,7bによって作成される。そ
して駆動指令DRa,DRbによりサーボ制御が行なわ
れ、主軸11a,11bをモータ9a,9bの回転によ
り前進または後退させる。
【0005】図5は図4の手動操作入力手段13の処理
の一例を示すフローチャートである。まず、手動操作入
力部1からの入力信号SWIを解析し、一つの送り軸
(ZA軸又はZB軸)に対して前進と後退の入力が同時
にオンしているか否かを判定し(ステップS1)、同時
にオンしていれば何もしない。これは、一つの軸につい
て前進と後退のボタンが同時に押されている場合は軸送
り処理を行なわないようにするためである。次に、入力
信号SWIのうちでオンの入力に対応する軸と移動方向
に従って単独軸移動指令を生成し、対応する各軸単独軸
送り手段5a,5bに送出し(ステップS3)、手動操
作入力処理を終了する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】同一軸上を移動可能な
2つの主軸及び各主軸を移動させる2つの送り軸を有す
る工作機械を制御する数値制御装置において、主軸から
主軸へ直接ワークの受渡しを行なう場合は、干渉距離内
に主軸を移動させる操作が必要となり、衝突によるワー
ク等の破損の危険性が生じる。従って、安全性の観点か
らこのような数値制御装置においては、上記のようなケ
ースでも、一定の距離までは主軸間の相対的な距離で干
渉のチェックを行なうべきである。しかし、現状の手動
操作においては干渉チェック機能はあるが干渉チェック
入り切りの機能がない。そのため、干渉距離内に侵入す
る必要のない手動操作の安全性を犠牲にして干渉チェッ
クを常時行なわないことによりワークの受渡しを可能に
している。
【0007】また、一方の主軸のワークの把持部分が芯
押しの役割を果たすような加工を行なう場合があるが、
このような加工を行なうには2つの主軸を同期して移動
させる同期送りの制御が必要となる。ところが、現在の
手動モード操作において同期送りは実現されていない。
以上のように、従来技術では手動操作の安全性に問題が
あり、かつ、主軸送り軸の同期送りが手動操作で実現さ
れていないという欠点が有った。本発明は、上記の問題
に鑑みて成されたものであり、手動操作において安全性
を犠牲にすることなくワーク受渡しが行なえ、さらに、
主軸の同期送りが行なえる数値制御装置を提供すること
にある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、同一軸上を移
動可能な2つの主軸及び前記各主軸を移動させる2つの
送り軸を有する工作機械を制御する数値制御装置に関す
るものであり、本発明の上記目的は、計測した前記2つ
の主軸間の距離が予め設定された干渉距離以上か未満か
を判定する干渉チェック手段と、前記干渉チャック手段
の判定に基づき前記2つの主軸が前記干渉距離内に接近
したことをオペレータに通知する通知手段と、前記2つ
の送り軸各々の移動方向の指令を入力する手動操作入力
手段と、前記2つの主軸間の距離が前記干渉距離以上の
ときは前記手動操作入力手段から入力される前記送り軸
の移動方向に対応した軸移動指令を生成し、前記干渉距
離未満のときで且つ前記2つの送り軸について前記手動
操作入力手段から入力される移動方向の指令が互いに離
れる方向の指令のときは該移動方向に対応した軸移動指
令を生成し、前記干渉距離未満のときで且つ前記手動操
作入力手段から入力される移動方向の指令のうち一方の
送り軸に対する指令が干渉する方向の指令のときは他方
の送り軸に対して既に干渉する方向の指令が入力されて
いるのであれば前記一方の送り軸の軸移動指令を生成
し、前記干渉距離未満のときで且つ前記手動操作入力手
段から入力される移動方向の指令が前記2つの送り軸で
同一方向の指令のときは同期送り指令を生成する手動コ
マンド解析手段と、前記手動コマンド解析手段が生成す
る軸移動指令に基づき前記2つの送り軸を単独に移動さ
せる単独軸送り手段と、前記手動コマンド解析手段が生
成する同期送り指令に基づき前記2つの送り軸を等しい
速度で同一方向に移動させる同期送り手段とを備えるこ
とにより達成される。
【0009】
【作用】本発明にあっては、主軸が干渉距離内に侵入す
る必要がある手動操作においては所定の条件のもとで干
渉距離内に侵入可能とし、それ以外の通常の手動操作に
おいては常時干渉チェックを行なうようにするので手動
操作における安全性が高まる。また、手動操作による主
軸の同期送りが可能となるので、同期送りを必要とする
加工が容易な操作で行なえるようになる。
【0010】
【実施例】図1は本発明の数値制御装置の一例を図4に
対応させて示すブロック図であり、同一構成箇所は同符
号を付して説明を省略する。本発明の数値制御装置は従
来の数値制御装置に対し、干渉距離内に侵入する必要が
ない手動操作については主軸の干渉チェックにより主軸
の侵入を防止し、ワークの受渡しなどの干渉距離内に侵
入する必要がある手動操作については主軸の侵入を可能
とし、また、一方の主軸のワークの把持部分が芯押しの
役割を果たすような加工を行なう際の主軸の同期送り
を、手動操作で可能とする手段を加えたものである。
【0011】干渉チェック手段8は位置検出器10a,
10bが検出した主軸11a,11bの位置POa,P
Obにより主軸間の距離を計測し、予め設定された干渉
距離と比較することにより干渉距離内に侵入したか否か
を判定し、主軸11a,11bが干渉距離内に位置する
ときは干渉信号SIFをオンにし、干渉距離外に位置す
るときは干渉信号SIFをオフにして手動コマンド解析
手段3とLED出力手段4へ干渉信号SIFを送出す
る。
【0012】干渉信号SIFがオフの場合は、手動操作
入力1の入力ボタンが押されてオンとなっている入力信
号SWIに従い、単独軸送り指令AXa,AXbが手動
コマンド解析手段3によって生成され、対応する各軸の
駆動手段7a,7bに送出されて主軸11a,11bの
移動が行なわれる。干渉信号SIFがオンの場合は、入
力信号SWIのうち2つの主軸の干渉する方向への入力
(手動操作入力1−1a,1−1b)が同時にオンのと
きは干渉する方向への単独軸送り指令AXa,AXbが
生成され、対応する各軸の駆動手段7a,7bに送出さ
れて主軸11a,11bの移動が行なわれる。
【0013】また、干渉信号SIFがオンで、かつ、入
力信号SWIのうち2つの主軸の同一方向への入力(手
動操作入力1−1a,1−2b又は1−2a,1−1
b)がオンのときは、2つの主軸の送り軸が同期して移
動するように、移動方向と移動指示を内容とする同期送
り指令SYNが生成され同期送り手段6に送出される。
そして、同期送り手段6によって同期送り指令SYNに
基づいて等速の軸移動量指令COa,CObがそれぞれ
ZA軸駆動手段7aとZB軸駆動手段7bに同時に送出
され、主軸11aと主軸11bが同一方向に同一速度で
移動する同期送りが行なわれる。一方、干渉チェック手
段8からLED出力手段4に送られた干渉信号SIF
は、LED点灯信号LEOとしてLED出力手段4によ
ってLED2a,2bに出力される。そして、LED2
aとLED2bを点灯させることにより、干渉距離内に
主軸11a,11bが侵入していることをオペレータに
通知する。
【0014】ここで、干渉チェック手段8における主軸
間の距離の計測方法を図2を用いて説明する。OFaは
主軸11aの送り軸であるZA軸の座標系の原点を示
し、OFbはZB軸の座標系の原点を示し、OFDはO
FaとOFbとの距離を示している。また、位置検出器
10aによって検出されるZA軸の座標系上の位置をP
Oaとし、位置検出器10bによって検出されるZB軸
の座標系上の位置をPObとすると、主軸間の距離SP
Dは数1の式で求まる。但し、図2においてPOa>
0、POb>0、OFD>0、SPD>0とする。
【数1】SPD=OFD−POa−POb 干渉チェック手段8は予め設定されている干渉距離と数
1で求められた主軸間距離SPDとを比較することによ
り、主軸が干渉距離内に侵入したか否かを判定する。
【0015】次に、手動コマンド解析手段3の処理の一
例を図3に示すフローチャートを用いて説明する。手動
コマンド解析手段3の処理は一定周期ごとに実行される
ものとする。まず、入力信号SWIのうち主軸を送る一
つの軸について前進と後退の入力が同時にオンしている
か判定し(ステップS1)、そうでなければステップS
2に進み、そうであればステップS4に進む。これは、
一つの軸について前進と後退のボタンが同時に押されて
いる場合は軸送り処理を行なわないようにするためであ
る。次に、2つの主軸が干渉距離内に侵入して干渉して
いるか否かを干渉信号SFIで判定し(ステップS
2)、干渉していない場合は、入力信号SWIのうちで
オンしている入力に対応する軸と移動方向に従って単独
軸移動指令を生成し(ステップS3)その後にステップ
S4へ進む。
【0016】ステップS2において2つの主軸が干渉し
ている場合は、後退方向の入力だけがオンしているか判
定し(ステップS5)、そうであれば干渉距離内から出
る方向なので軸移動は禁止せず、ステップS3に進み単
独軸移動指令を生成し(ステップS3)、その後ステッ
プS4へ進む。ステップS5において前進方向の入力が
オンしている場合は、入力信号SWIのうち2つの主軸
の送り軸に対して同一方向の入力がオンしているか判定
し(ステップS6)、そうであれば入力信号が示す方向
に従って同期送り指令を生成し(ステップS7)、その
後にステップS4に進む。ステップS6において同一方
向の入力でない場合は、入力信号SWIのうち干渉方向
の入力である前進方向の入力のいずれか一方だけがオン
しているか判定し(ステップS8)、そうであれば入力
信号SWIを変数SWIBに代入することにより入力状
態を保存し(ステップS9)、干渉方向へ移動すること
を許可するフラグFPERMITをオンにする(ステッ
プS10)。
【0017】ステップS8において前進方向の入力の一
方だけがオンの状態以外の場合は、入力信号SWIのう
ち干渉方向の2つの前進入力が同時にオンしているか否
かを判定し(ステップS11)、そうでなければなにも
せず、そうであれば更にフラグFPERMITがオンで
あるか判定し(ステップS12)、オンでなければなに
もせず、オンであれば、以前の処理において干渉距離内
にあるけれども干渉方向への移動を許可されたと判断し
て、SWIBに保存されている前進入力信号の送り軸と
反対側の送り軸の前進方向への単独軸移動指令を生成す
る(ステップS13)。ステップS4は、干渉方向への
移動時以外のときに干渉方向へ送ることを許可するフラ
グFPERMITをオフする処理である。以上の処理に
より手動コマンド解析手段3の1周期の処理が終了す
る。
【0018】
【発明の効果】以上のように本発明の数値制御装置によ
れば、手動操作により主軸の同期送りが可能となる。さ
らに、干渉距離内に侵入する必要のない手動操作におけ
る干渉距離内への侵入を禁止することが可能になり安全
性が向上する。干渉距離内への侵入は主軸が近距離で近
づく方向へ移動するため衝突する危険性が高く、軸の同
期送りではさらに2つの主軸が同時に移動するため、予
め2つの対象が移動することを想定しておかなければ衝
突する危険性が高い。それに対し、本発明は、干渉距離
未満における干渉方向への軸移動を、予め他方の軸の干
渉方向の入力をオンにしておいてから移動させる軸の干
渉方向の入力をオンすることにより実行する。また、2
つの軸の同期送りもそれぞれ同一方向の入力をオンする
ことにより実行する。このように、本発明は干渉距離内
への侵入及び軸の同期送りの際に入力を2つ必要とする
ことによりオペレータに危険性の高い動作を意識させる
ことができるので、誤操作の予防になり安全性が向上す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の数値制御装置の一例を示すブロック図
である。
【図2】図1の干渉チェック手段における主軸間の距離
の計測方法の一例を示す図である。
【図3】図1の手動コマンド解析手段の処理の一例を示
すフローチャートである。
【図4】従来の数値制御装置の一例を示すブロック図で
ある。
【図5】図4の手動操作入力手段の処理の一例を示すフ
ローチャートである。
【符号の説明】
3 手動コマンド解析手段 4 LED出力手段 6 同期送り手段 8 干渉チェック手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23Q 15/00 305 G05B 19/18 G05B 19/19 G05B 19/4155

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 同一軸上を移動可能な2つの主軸及び前
    記各主軸を移動させる2つの送り軸を有する工作機械を
    制御する数値制御装置において、計測した前記2つの主
    軸間の距離が予め設定された干渉距離以上か未満かを判
    定する干渉チェック手段と、前記干渉チャック手段の判
    定に基づき前記2つの主軸が前記干渉距離内に接近した
    ことをオペレータに通知する通知手段と、前記2つの送
    り軸各々の移動方向の指令を入力する手動操作入力手段
    と、前記2つの主軸間の距離が前記干渉距離以上のとき
    前記手動操作入力手段から入力される前記送り軸の移
    動方向に対応した軸移動指令を生成し、前記干渉距離未
    満のときで且つ前記2つの送り軸について前記手動操作
    入力手段から入力される移動方向の指令が互いに離れる
    方向の指令のときは該移動方向に対応した軸移動指令を
    生成し、前記干渉距離未満のときで且つ前記手動操作入
    力手段から入力される移動方向の指令のうち一方の送り
    軸に対する指令が干渉する方向の指令のときは他方の送
    り軸に対して既に干渉する方向の指令が入力されている
    のであれば前記一方の送り軸の軸移動指令を生成し、前
    記干渉距離未満のときで且つ前記手動操作入力手段から
    入力される移動方向の指令が前記2つの送り軸で同一方
    向の指令のときは同期送り指令を生成する手動コマンド
    解析手段と、前記手動コマンド解析手段が生成する軸移
    動指令に基づき前記2つの送り軸を単独に移動させる単
    独軸送り手段と、前記手動コマンド解析手段が生成する
    同期送り指令に基づき前記2つの送り軸を等しい速度で
    同一方向に移動させる同期送り手段とを備えたことを特
    徴とする数値制御装置。
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