JPH04205002A - Ｎｃ工作機械の自動原点復帰方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、各種ＮＣ工作機械において自動的に原点復帰
させることができＮＣ工作機械の自動原点復帰方式に関
し、特に装置構成を簡易にすると共に復帰動作を確実な
らしめたものである。

（従来の技術） 各種ＮＣ工作機械は、サーボ位置決め装置を有しており
、このサーボ位置決め装置には、インクリメンタルエン
コーダ等インクリメンタル式の位置検出器か多用されて
いる。

ここに、インクリメンタル式の位置検出器は、一般に、
移動体の移動量に応して発生されるパルス信号を積算し
、原点位置を基準として現在位置をカウンタて算出する
ものであるから、ＮＣ装置の電源断と共に現在位置を喪
失し、電源オンに次いて再度原点復帰してやらねばなら
ない。

第６図は、この種インクリメンタル式の位置検出器を用
いた従来の位置決め装置の一例を示す説明図である。

第６図において、固定体１にはプラス（＋）及びマイナ
ス（−）方向の移動領域を設定するため、マイナス（−
）及びプラス（＋）方向にオーバトラベル（ＯＴ）検出
用のリミットスイッチ＋０ＴＬＳ、−０ＴＬＳが設けら
れ、プラス（＋）側のオーバトラベル検出用のリミット
スイッチ−０ＴＬＳの近くには、原点設定用のリミット
スイッチＯＬＳが設けられている。また、固定体］に対
して移動される移動体２には、上記の各スイッチ−０Ｔ
ＬＳ、＋０ＴＬＳ、ＯＬＳをそれぞれ作動させるための
ドグ−〇ＴＤ、ＯＤ、　　＋ＯＴＤか設けられている。

本例の原点設定用のドグＯＤでは、その両面側でリミッ
トスイッチＯＬＳを作動させるよう、その両面にテーパ
面が設けられている。

なお、原点設定用のリミットスイッチＯＬＳ及びＯＤは
、オーバトラベル検出用のリミットスイッチ±０ＴＬＳ
及びドグ±ＯＴＤに対し、図において紙面と直交する方
向にオフセットを与えて設けられている。

第７図は上記位置決め装置の原点設定手順を示す説明図
である。

第７図（ａ）にいて、ドグＯＤがリミッスイッチＯＬＳ
の（＋）側に位置するとき、リミットスイッチＯＬＳに
対し、ドグＯＤを（−）方向に移動させると、リミット
スイッチＯＬＳがオンするので、これにて移動体２を減
速させ、第７図（ｂ）に示すように、ドグＯＤの幅で定
まる減速区間にて移動体２を減速動作させる。次いて、
第７図（Ｃ）に示すように、移動体２をさらにマイナス
（−）方向へ移動させると減速区間を過ぎてリミットス
イッチＯＬＳがオフするので、次のＺ相信号発生位置を
原点に設定する。

原点設定用のドグＯＤか、リミットスイッチＯＬＳに対
しマイナス（−）方向側にあるときは、ドグＯＤをプラ
ス（＋）方向に移動させ、リミットスイッチＯＬＳを１
度オン、オフさせて第７図（ａ）の状態に持って行って
も良く、またリミットスイッチＯＬＳのオンでもって減
速反転させて第７図（Ｃ）の状態に持って行っても良い
。

一方、位置管理を行うカウンタを電源バックアップし、
ＮＣ工作機械の電源遮断後も原点位置を保持できるよう
にし、電源立上り時に原点復帰操作をしなくても良いよ
うにした例も有る。しかし、この場合にも、工作機械が
完全に停止したのち電源断とされた場合には、振動によ
る位置ずれはともかく、次の電源オン時まで現在位置を
保持することはできるが、停電時は充電源がオフとされ
てのち移動体２が惰走しているような場合には、やはり
原点復帰されなければならない。

（発明か解決しようとする課題） しかしなから、上記の如き従来よりの位置決め装置にあ
っては、第６図に示すように、原点復帰処理に入る手前
の状態において、原点設定用のドグＯＤがスイッチＯＬ
Ｓに対してとちらの方向に有るのか不明であるので、自
動的に原点復帰させることがきないという問題点があっ
た。

また、この対策として、オーバトラベル検出用のドグ及
びスイッチに近接させて、原点復帰処理時に移動体２を
折り返し動作させるためのドグ及びスイッチを設けるこ
とも考えられるのが、この場合にはドグ及びスイッチ数
が増加しコスト高となる。また、第６図に示すオーバト
ラベル検出用のドグ及びスイッチを折り返し用に利用す
ることも考えられるが、この場合には、このドグ及びス
イッチの外側にもう一つのオーバトラベル検出用のドグ
及びセンサを設けなければならず、やはり同じである。

さらに、これらの場合には移動体を移動可能領域の外方
に向けても移動させることになるので、実際にオーバト
ラベルとなってしまう可能性かあり、この場合にはオー
バトラヘルによるアラームが発生するので、その解除操
作が必要となり、自動化が確実に行えないという問題点
がある。

ところで、近年完全自動化ラインを目指して、特に夜間
の無人化運転が行われるようになってきたが、夜間の無
人運転中に停電が発生することがあり、この停電復旧時
に機械を自動的に立上げる必要性が生している。

この場合、インクリメンタル式の位置検出器を備えたＮ
Ｃ工作機械においては、電源立上げ時に自動的に原点復
帰させることかどうしても必要となる。

そこで、本発明は、装置構成を複雑とせす、迅速、確実
に自動的な原点復帰処理を行うことができるＮＣ工作機
械の自動原点復帰方式を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記課題を解決するための本発明は、インクリメンタル
式の位置検出器を有し、予め設定された原点位置を基準
として、移動体を予め設定された移動可能領域内で移動
制御するＮＣ工作機械の自動原点復帰方式において、 前記移動体が前記移動可能領域の一端を含めて内側の一
位置までの間に有ることを検出するセンサを設け、 前記移動可能領域の一端から前記内側の一位置までの距
離を、前記ＮＣ工作機械の元電源遮断を仮定して、前記
移動体の惰走距離以上の距離に設定し、 自動または手動操作による自動原点復帰指令に基いて、
前記センサの作動状態に応じて前記移動体が前記内側の
一位置の一方側に有るかまたは他方側に有るかを状態判
別し、前記内側の一位置を基点として前記インクリメン
タル式の位置検出器のＺ相信号を探索し自動的に原点設
定することを特徴とする。

また、前記移動可能領域は、前記自動原点復帰指令によ
り自動的に設定された原点に対し、ソフトウェアにより
プラス（＋）及びマイナス（−）方向に自動的に設定さ
れることを特徴とする。

また、前記自動原点復帰指令は、停電復旧後、自動的に
出力されることを特徴とする。

（作用） 本発明のＮＣ工作機械における自動原点復帰方式では、
移動体が移動可能領域の一端を含めて内側の一位置まで
の間に有ることを検出するセンサを設け、前記移動可能
領域の一端から前記内側の一位買までの距離を、前記Ｎ
Ｃ工作機械の元電源遮断を仮定して、前記移動体の惰走
距離以上の距離に設定し、自動または手動操作による自
動原点復帰指令に基いて、前記センサの作動状態に応じ
て前記移動体が前記内側の一位置の一方側に有るかまた
は他方側に有るかを状態判別し、前記内側の一位置を基
点として前記インクリメンタル式の位置検出器のＺ相信
号を探索し自動的に原点設定する。

したがって、本発明では、前記センサの状態判別により
、前記移動体が前記基点としての内側の一位置のどちら
側に有るかを判別できるので、移動体を基点に対して原
点復帰てきＯＴアラームを生ずることなく最小移動距離
で迅速、確実に原点復帰できる。また、１個のセンサ、
例えば一対のドグ及びリミットスイッチで原点復帰させ
ることができるので、装置構成が複数とすることもない
。

また、移動可能領域を定めるオーバトラベル位置±ＯＴ
を設定された原点に対してソフトウェアにより定めるこ
とにより、センサ数を減少させることができる。この場
合、ソフトウェアにより定められるオーバトラベル位置
出ＳＯＴは、原点復帰時に用いられるものではないので
、何ら問題ない。

さらに、自動原点復帰指令を停電復旧後に自動的に出力
するようにしておくことにより、特に夜間の無人運転に
おいて確実に自動立上げを行うことができ、夜間の停電
において、ＮＣ工作機械が朝まで休止されるのを防止す
ることかできる。

（実施例） 以下、発明の詳細な説明する。

第１図及び第２図は本発明を実施した位置決め装置の一
例を示す正面説明図及び側面説明図である。

図において、固定体１には従来例同様の原点検出用のリ
ミットスイッチＯＬＳか設けられ、移動体２にはこれに
対応するトゲＯＤ’か設けられている。たたし、本例の
ドグＯＤ’　は、従来例のドグＯＤとは異なり、第１図
においてドグＯＤ’がプラス（＋）方向側からリミット
スイッチＯＬＳに対して移動するときにのみドグＯＤ′
をリミットスイッチＯＬＳて検出てきるよう、−刃側の
みテーバ面とさせている。また、ドグＯＤ’　のスイッ
チオン区間を定めるドグＯＤ’の長さ印は、マイナス（
−）端に移動してもスイッチオンの状態を十分保持てき
る以上の長さとされている。ここに、この長さ口は、電
源断時の移動体２の惰走距離囚。を考慮して、次式によ
り、それより大きく取られている。

圏−皿。＋Δ凶］＋Δ良］ ΔΩ１は、機械の振動により、停電ＩＩ＋において移動
体が稀かなからもずれを生ずる恐れに対する１ｍｍ以下
程度の量、Δ■２は１ｍｍ〜数ｍｍ程度の余裕量である
。

前記リミットスイッチＯＬＳの検出信号はＮＣ装置３に
入力されさるようになっている。ＮＣ装置３には前記移
動体２の位置検出系４及び駆動系５と接続され、インク
リメンタル式のリニアスケールやエンコーダ等の帰還信
号を入力して前記移動体２をポールねし等の回転により
駆動する。

第３図は上記位置決め装置の自動原点復帰方式を示すフ
ローチャートである。

ステップ３０１で電源オンし、ステップ３０２で原点復
帰指令が出力されたとする。

この原点復帰指令は手動操作によっても良いか、夜間の
無人運転において停電となり、その後停電復旧された場
合の電源オンに基いて自動的に出力されても良い。

そこで、ＮＣ装置３は、ステップ３０３で原点設定用の
リミットスイッチＯＬＳの信号状態を判別する。

ここで、原点復帰では、第１図において、ドグＯＤ’　
かりミツトスイッチＯＬＳに対し、第４図（ａ）に示す
ようにプラス＋方向側に有るが、または第５図（ａ）に
示すように直上に有るかのいずれかであるので、リミッ
トスイッチＯＬＳのオンがオフかによって、その状態を
判別可能である。即ち、ドグＯＤ’のスイッチオン区間
を定めるドグＯＤ′の長さ圏は移動体２の惰走距離■。

より長く取っているので、通常はリミットスイッチＯＬ
Ｓがオフとなる状態で動作している移動体２が、リミッ
トスイッチＯＬＳをオンさせてのち距離■以上惰走する
ことは有り得ない。

そこで、ステップ３０３で、リミットスイッチＯＬＳの
オフが判別された、即ち第４図（ａ）の状態が判別され
た場合には、ステップ３０４へ移行し、ステップ３０５
で、第４図（ｂ）に示すようにリミットスイッチＯＬＳ
がオンとなるまでマイナス（−）方向へ移動させる。

次いで、ステップ３０５でリミットスイッチＯＬＳがオ
ンとなったらステップ３０６へ移行し、−法停止Ｌ２、
低速にて反転移動させ、第４図（Ｃ）に示すように次の
ステップ３０７て２相信号を検出してステップ３０８で
原点設定し、ステップ３゜９てソフトオーバトラベル位
置出ＳＯＴを設定する。

一方、ステップ３０３でリミットスイッチＯＬＳがオン
であった場合には、第５図（ａ）の状態を判別して、ス
テップ３１０へ移行し、第５図（ｂ）に示すようにステ
ップ３１１てリミットスイッチＯＬＳがオフとなるまで
移動体２をマイナス（−）方向へ移動させ、ステップ３
１２で減速処理を行ってステップ３１３で第５図（Ｃ）
の２相信号の検出により、ステップ３０８以下の処理に
移り、原点設定及びソフトオーバトラベル位置を設定す
る。

以上のように、本例では、簡易な装置によって、迅速、
確実に自動的な原点復帰を行うことができる。

したがってＮＣ装置の電源オンに次いでの手動の原点復
帰指令に基いて自動的な原点復帰を行わせることができ
るのは勿論のこと、例えば夜間の無人運転において停電
し、停電復旧した場合にも、停電復旧検出した上で自動
的に自動原点復帰指令を出力することにより、自動的に
原点復帰させ、加工を続行することができ、これにより
長時間の機械停止による生産性の低下を防止できる。

また、本例では、ソフトオーバトラベルに位置±ＳＯＴ
を自動設定したので、オーツ鳴トラベル位置を機械的に
設定するのと異なって、装置をその分区コストとするこ
とができる。

本発明の自動原点復帰方式は、各種のＮＣ工作機械、例
えば、ワイヤーカット放電加工機、形彫り放電加工機、
研削盤、旋盤、パンチプレス機、プレスブレーキ等に応
用することができ、これら機械を設置した金属加ニジス
テム、特に無人加ニジステムに適用できるものである。

例えば、機械Ａ、Ｂ、Ｃ・・・を有する無人加ニジステ
ムに本発明を実施した場合には、例えば夜間停電が生じ
、これが復旧した場合には、機械Ａ。

Ｂ、Ｃが順次または同時に自動的に原点復帰され、各機
械の原点復帰終了信号をメインコントローラて検出して
、原点復帰終了した機械に対して続けての生産指令か送
られる。

上記実施例では、原点設定用のセンサとしてトゲＯＤ′
及びリミットスイッチＯＬＳを固定体１または移動体２
に取付けた例を示したか、ドグＯＤ′とリミットスイッ
チＯＬＳの取付関係を逆にしても同様である。またドグ
ＯＤ’　のオン・オフを反転させても同様である。ざら
にセンサをトゲ及びリミットスイッチ外の近接センサと
しても同様である。

本発明は、上記実施例に限定されるものではな（、適宜
の設計的変更を行うことにより、適宜態様で実施し得る
ものである。

［発明の効果コ 以上の通り、本発明は特許請求の範囲に記載の通りのＮ
Ｃ工作機械の自動原点復帰方式であるので、装置構成を
簡易にして、迅速、確実に自動的な原点復帰を行うこと
かでき、例えば夜間の無人運転において停電復旧後の自
動立上げを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した位置決め装置の構成例を示す
説明図、第２図は第１図に対し示す側面説明図、第３図
は上記位置決め装置の自動原点復帰処理方式を示すフロ
ーチャート、第４図及び第５図は第３図の処理の過程に
おいてセンサの状態を示す説明図、第６図は従来の位置
決め装置の一例を示す説明図、第７図は第６図の原点復
帰方式を示す説明図である。 １・・・固定体 ２・・・移動体 ３・・・ＮＣ装置 ＯＬＳ・・・原点設定用のリミ・ソトスイツチＯＤ’　
・・・原点設定用のドグ 叩・・・スイッチオン区間を定めるドグの長さ代理人　
弁理士　　三　好　秀　和 第３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）インクリメンタル式の位置検出器を有し、予め設
   定された原点位置を基準として、移動体を予め設定され
   た移動可能領域内で移動制御するＮＣ工作機械の自動原
   点復帰方式において、 前記移動体が前記移動可能領域の一端を含めて内側の一
   位置までの間に有ることを検出するセンサを設け、 前記移動可能領域の一端から前記内側の一位置までの距
   離を、前記ＮＣ工作機械の元電源遮断を仮定して、前記
   移動体の惰走距離以上の距離に設定し、 自動または手動操作による自動原点復帰指令に基いて、
   前記センサの作動状態に応じて前記移動体が前記内側の
   一位置の一方側に有るかまたは他方側に有るかを状態判
   別し、前記内側の一位置を基点として前記インクリメン
   タル式の位置検出器のＺ相信号を探索し自動的に原点設
   定することを特徴とするＮＣ工作機械の自動原点復帰方
   式。
2. （２）請求項１において、前記移動可能領域は、前記自
   動原点復帰指令により自動的に設定された原点に対し、
   ソフトウェアによりプラス（＋）及びマイナス（−）方
   向に自動的に設定されることを特徴とするＮＣ工作機械
   の自動原点復帰方式。
3. （３）請求項１において、前記自動原点復帰指令は、停
   電復旧後、自動的に出力されることを特徴とするＮＣ工
   作機械の自動原点復帰方式。