JPH05169342A - 工具ホルダ・主軸ユニットの衝突防止装置 - Google Patents
工具ホルダ・主軸ユニットの衝突防止装置Info
- Publication number
- JPH05169342A JPH05169342A JP35600991A JP35600991A JPH05169342A JP H05169342 A JPH05169342 A JP H05169342A JP 35600991 A JP35600991 A JP 35600991A JP 35600991 A JP35600991 A JP 35600991A JP H05169342 A JPH05169342 A JP H05169342A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 自動プログラム作成機等で作られた金型加工
用等の長いプログラムをノーチェックで安心して無人加
工運転に使用することができる衝突防止装置を提供す
る。 【構成】 主軸スリーブ２の先端部と、工具ホルダ４の
外周に、ワークＷと衝突した際、破裂音又は破砕音を発
して容易に壊れる保護リング６，７を取付け、この破裂
音又は破砕音をキャッチするマイク８を主軸頭１の下端
面に設け、マイク出力を増幅して破裂音又は破砕音に近
い特定周波数のみを取出し、これを予め設定されている
設定値と比較して設定値を越えたときアラーム信号を出
力する制御装置９を設け、保護リング６又は７がワーク
と衝突したときの音で機械を緊急停止して本機とワーク
の衝突を未然に防止する。
用等の長いプログラムをノーチェックで安心して無人加
工運転に使用することができる衝突防止装置を提供す
る。 【構成】 主軸スリーブ２の先端部と、工具ホルダ４の
外周に、ワークＷと衝突した際、破裂音又は破砕音を発
して容易に壊れる保護リング６，７を取付け、この破裂
音又は破砕音をキャッチするマイク８を主軸頭１の下端
面に設け、マイク出力を増幅して破裂音又は破砕音に近
い特定周波数のみを取出し、これを予め設定されている
設定値と比較して設定値を越えたときアラーム信号を出
力する制御装置９を設け、保護リング６又は７がワーク
と衝突したときの音で機械を緊急停止して本機とワーク
の衝突を未然に防止する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はマシニングセンタ等工作
機械の主軸クイル又は主軸に装着される工具ホルダが、
ワークに衝突しそうになったとき機械をアラーム停止し
て衝突のダメージを回避する衝突防止装置に関するもの
である。
機械の主軸クイル又は主軸に装着される工具ホルダが、
ワークに衝突しそうになったとき機械をアラーム停止し
て衝突のダメージを回避する衝突防止装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】最近、マシニングセンタ等で金型加工を
行う場合の加工プログラムは自動プログラム作成機或い
はＣＡＤ・ＣＡＭ等を用いて作られることが多くなっ
た。この自動プログラム作成機等で作られた加工プログ
ラムは、自動車メーカー等親会社から下請会社に貸与さ
れるケースが多く、これらの加工プログラムには使用機
の種類によって異なる主軸クイル又は主軸ラムの寸法や
工具ホルダの形状まで考慮して作られることは殆どな
く、例えば図６，図７に示すように、主軸クイル１０１
又は工具ホルダ１０２のＸ軸又はＹ軸移動でワークＷを
削っているとき、削り残し部１０３を完全に削り取るた
め更に移動すると、主軸クイル１０１又は工具ホルダ１
０２がワークＷと衝突するケースが時々ある。そのうえ
プログラム作成上のミスや、加工データをＮＣテープに
転送するときのデータミス等が重なることもあるため、
実際に動かして見るまで、どこで衝突事故が発生するか
分からないのが現状である。従って衝突事故のない加工
プログラムは、加工実績のある加工プログラムか、作業
者がつききりで空運転で一つ一つチェックを行ったチェ
ック済加工プログラムしかないが、膨大なシーケンスよ
りなる加工プログラムのチェックは不可能に近く、夜間
等の無人運転は加工実績のある加工プログラムに限定
し、初品加工は作業者を一台ごとに配置して加工を行っ
ているのが現状である。
行う場合の加工プログラムは自動プログラム作成機或い
はＣＡＤ・ＣＡＭ等を用いて作られることが多くなっ
た。この自動プログラム作成機等で作られた加工プログ
ラムは、自動車メーカー等親会社から下請会社に貸与さ
れるケースが多く、これらの加工プログラムには使用機
の種類によって異なる主軸クイル又は主軸ラムの寸法や
工具ホルダの形状まで考慮して作られることは殆どな
く、例えば図６，図７に示すように、主軸クイル１０１
又は工具ホルダ１０２のＸ軸又はＹ軸移動でワークＷを
削っているとき、削り残し部１０３を完全に削り取るた
め更に移動すると、主軸クイル１０１又は工具ホルダ１
０２がワークＷと衝突するケースが時々ある。そのうえ
プログラム作成上のミスや、加工データをＮＣテープに
転送するときのデータミス等が重なることもあるため、
実際に動かして見るまで、どこで衝突事故が発生するか
分からないのが現状である。従って衝突事故のない加工
プログラムは、加工実績のある加工プログラムか、作業
者がつききりで空運転で一つ一つチェックを行ったチェ
ック済加工プログラムしかないが、膨大なシーケンスよ
りなる加工プログラムのチェックは不可能に近く、夜間
等の無人運転は加工実績のある加工プログラムに限定
し、初品加工は作業者を一台ごとに配置して加工を行っ
ているのが現状である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べた作
業者が干渉の有無を確認しながら作業を進める方法は、
無人化を阻害するという大きな問題点を有している。本
考案は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑みな
されたものであり、その目的とするところは、万一主軸
クイル又は工具ホルダがワークと干渉しそうになっても
機械をアラーム停止して、衝突のダメージを避けること
のできる衝突防止装置を提供しようとするものである。
業者が干渉の有無を確認しながら作業を進める方法は、
無人化を阻害するという大きな問題点を有している。本
考案は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑みな
されたものであり、その目的とするところは、万一主軸
クイル又は工具ホルダがワークと干渉しそうになっても
機械をアラーム停止して、衝突のダメージを避けること
のできる衝突防止装置を提供しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明における工具ホルダ・主軸ユニットの衝突防止
装置は、ワークと衝突した際に破裂音又は破砕音を発し
て容易に壊れる保護リングを工具ホルダ及び又は主軸ユ
ニットに設け、前記破裂音又は破砕音を検知するセンサ
を前記保護リング近くの固定部に設け、前記センサ出力
信号を増幅して前記破裂音又は破砕音の固有周波数を中
心とする特定周波数範囲のみを取出して予め設定されて
いる許容値と比較し前記許容値を越えたときアラーム停
止信号を出力する手段を設けてなるものである。
に本発明における工具ホルダ・主軸ユニットの衝突防止
装置は、ワークと衝突した際に破裂音又は破砕音を発し
て容易に壊れる保護リングを工具ホルダ及び又は主軸ユ
ニットに設け、前記破裂音又は破砕音を検知するセンサ
を前記保護リング近くの固定部に設け、前記センサ出力
信号を増幅して前記破裂音又は破砕音の固有周波数を中
心とする特定周波数範囲のみを取出して予め設定されて
いる許容値と比較し前記許容値を越えたときアラーム停
止信号を出力する手段を設けてなるものである。
【０００５】
【作用】工具ホルダ又は主軸ユニットに取付けられた保
護リングが、誤ってワークに衝突して破裂音又は破砕音
を発すると、これをセンサ（マイク）でキャッチして制
御装置に出力する。そして制御装置内で、マイク出力信
号を増幅して破裂音又は破砕音の固有周波数を中心とす
る特定周波数範囲のみ取出して、予め設定されている許
容値と比較し、許容値を越えたときアラーム信号をＮＣ
を送って機械を緊急停止し、工具ホルダ又は主軸ユニッ
トがワークに衝突するのを未然に防止する。
護リングが、誤ってワークに衝突して破裂音又は破砕音
を発すると、これをセンサ（マイク）でキャッチして制
御装置に出力する。そして制御装置内で、マイク出力信
号を増幅して破裂音又は破砕音の固有周波数を中心とす
る特定周波数範囲のみ取出して、予め設定されている許
容値と比較し、許容値を越えたときアラーム信号をＮＣ
を送って機械を緊急停止し、工具ホルダ又は主軸ユニッ
トがワークに衝突するのを未然に防止する。
【０００６】
【実施例】実施例について図１〜図６を参照して説明す
る。マニシングセンタにおいて、Ｙ軸方向に移動位置決
め可能な主軸頭１に、主軸クイル２がＺ軸方向に移動位
置決め可能に支持されており、主軸クイル２に主軸３が
回転可能に軸承され、主軸３に工具Ｔを有する工具ホル
ダ４が着脱可能に装着されている。一方、Ｘ軸方向に移
動位置決め可能なテーブル５上にワークＷが載置されて
いる。主軸クイル２の先端部と工具ホルダ４の外周には
Ｌ形断面形状で中空の保護リング１６と円筒形状で中空
の保護リング７がそれぞれ取付けられており、主軸頭１
の下端面には防塵，防水性で小型の指向性マイク８が保
護リング６，７に向けて取付けられている。
る。マニシングセンタにおいて、Ｙ軸方向に移動位置決
め可能な主軸頭１に、主軸クイル２がＺ軸方向に移動位
置決め可能に支持されており、主軸クイル２に主軸３が
回転可能に軸承され、主軸３に工具Ｔを有する工具ホル
ダ４が着脱可能に装着されている。一方、Ｘ軸方向に移
動位置決め可能なテーブル５上にワークＷが載置されて
いる。主軸クイル２の先端部と工具ホルダ４の外周には
Ｌ形断面形状で中空の保護リング１６と円筒形状で中空
の保護リング７がそれぞれ取付けられており、主軸頭１
の下端面には防塵，防水性で小型の指向性マイク８が保
護リング６，７に向けて取付けられている。
【０００７】保護リング６，７は共にワーク又は治具等
に衝突したとき固有振動数の破裂音又は破砕音を発して
容易に壊れる物体が使用されており、破裂音又は破砕音
の固有振動数は、機械の運転音及び通常の切削音等比較
的低い周波数の騒音や、比較的高い周波数の切削時のび
びり音等と区別しやすい周波数になるように設定されて
いる。従って保護リング６，７の材質，形状等は例えば
図２に示すように伸縮性の耐熱フィルム６ａ，７ａ内
に、大きな破裂音を発する性質の高圧ガス又は圧縮空気
等の圧縮気体６ｂ，７ｂが封入されたもの、又は図３に
示すように圧縮気体６ｂ，７ｂが封入された耐熱フィル
ム６ａ，７ａの外周を、壊れやすい合成樹脂材又は鋳物
材の薄肉カバー６ｃ，７ｃで覆ったものとすることがで
き、この場合の取付方法は、図２のリングは接着剤を用
いて固定し、図３のリングは圧縮気体による内側への押
圧力で固定する。
に衝突したとき固有振動数の破裂音又は破砕音を発して
容易に壊れる物体が使用されており、破裂音又は破砕音
の固有振動数は、機械の運転音及び通常の切削音等比較
的低い周波数の騒音や、比較的高い周波数の切削時のび
びり音等と区別しやすい周波数になるように設定されて
いる。従って保護リング６，７の材質，形状等は例えば
図２に示すように伸縮性の耐熱フィルム６ａ，７ａ内
に、大きな破裂音を発する性質の高圧ガス又は圧縮空気
等の圧縮気体６ｂ，７ｂが封入されたもの、又は図３に
示すように圧縮気体６ｂ，７ｂが封入された耐熱フィル
ム６ａ，７ａの外周を、壊れやすい合成樹脂材又は鋳物
材の薄肉カバー６ｃ，７ｃで覆ったものとすることがで
き、この場合の取付方法は、図２のリングは接着剤を用
いて固定し、図３のリングは圧縮気体による内側への押
圧力で固定する。
【０００８】また図４，図５に示すように破壊しやす
く、破壊音が騒音又はびびり音等と区別しやすい固有振
動数を有する材質、例えば薄肉鋳物材又は硬い合成樹脂
材等の枠体６ｄ，７ｄ又は６ｅ，７ｅからなる保護リン
グ６及び７とすることもでき、この場合の取付方法は、
図４のリング６，７は接着剤を用いて固定し、図５のリ
ング６，７は突起部６ｆ，７ｆを金属又は樹脂の弾性力
を利用して相手の穴又は凹部に係合させて固定する。一
方機外には制御装置９が設置されており、制御装置９内
の増幅回路１１はマイク８からの微弱信号を所定増幅率
だけ増幅するもので、普通のオペアンプが使用されてい
る。ローカットフィルタ回路１２は、マイク８の出力信
号周波数のうち低い周波数をカットする回路で、ハイカ
ットフィルタ回路は高い周波数をカットする回路であ
り、比較回路１４に出力される信号は保護リング６，７
の破裂音又は破砕音の固有周波数を中心として前後０．
５〜１オクターブ程度の周波数成分の信号に限定される
ようカット周波数が設定されている。比較回路１４は許
容値設定部１５を有し、入力信号がこの許容値を越えた
ときアラーム信号をＮＣ装置１６に出力するものであ
る。
く、破壊音が騒音又はびびり音等と区別しやすい固有振
動数を有する材質、例えば薄肉鋳物材又は硬い合成樹脂
材等の枠体６ｄ，７ｄ又は６ｅ，７ｅからなる保護リン
グ６及び７とすることもでき、この場合の取付方法は、
図４のリング６，７は接着剤を用いて固定し、図５のリ
ング６，７は突起部６ｆ，７ｆを金属又は樹脂の弾性力
を利用して相手の穴又は凹部に係合させて固定する。一
方機外には制御装置９が設置されており、制御装置９内
の増幅回路１１はマイク８からの微弱信号を所定増幅率
だけ増幅するもので、普通のオペアンプが使用されてい
る。ローカットフィルタ回路１２は、マイク８の出力信
号周波数のうち低い周波数をカットする回路で、ハイカ
ットフィルタ回路は高い周波数をカットする回路であ
り、比較回路１４に出力される信号は保護リング６，７
の破裂音又は破砕音の固有周波数を中心として前後０．
５〜１オクターブ程度の周波数成分の信号に限定される
ようカット周波数が設定されている。比較回路１４は許
容値設定部１５を有し、入力信号がこの許容値を越えた
ときアラーム信号をＮＣ装置１６に出力するものであ
る。
【０００９】続いて本実施例の作用について説明する。
例えば主軸頭１がＹ軸方向に移動して、誤って工具ホル
ダ４の保護リング７が工作物Ｗの壁に衝突して破裂音又
は破壊音を発すると、マイク８がこの音をキャッチして
電気信号に変え、増幅回路１１に信号を出力する。増幅
回路１１では入力された微弱な入力信号を増幅し、ロー
カットフィルタ回路１２，ハイカットフィルタ回路１３
により破裂音又は破砕音を中心とする特定周波数範囲の
みに限定された出力信号を比較回路１４に送る。比較回
路１４では許容値設定部１５に設定された許容値と入力
された信号が比較され、入力信号が許容値を越すとリミ
ッタが働いてアラーム信号をＮＣ装置１６に送り、機械
が緊急停止されて工具ホルダ４がワークＷに衝突するの
を防止する。尚、保護リング６，７内に封入される高圧
ガス又は圧縮空気等の圧縮気体に限定されるものではな
く固有振動数を有する破裂音を発すものであれば油，水
等の液体を含む圧力流体とすることもできる。
例えば主軸頭１がＹ軸方向に移動して、誤って工具ホル
ダ４の保護リング７が工作物Ｗの壁に衝突して破裂音又
は破壊音を発すると、マイク８がこの音をキャッチして
電気信号に変え、増幅回路１１に信号を出力する。増幅
回路１１では入力された微弱な入力信号を増幅し、ロー
カットフィルタ回路１２，ハイカットフィルタ回路１３
により破裂音又は破砕音を中心とする特定周波数範囲の
みに限定された出力信号を比較回路１４に送る。比較回
路１４では許容値設定部１５に設定された許容値と入力
された信号が比較され、入力信号が許容値を越すとリミ
ッタが働いてアラーム信号をＮＣ装置１６に送り、機械
が緊急停止されて工具ホルダ４がワークＷに衝突するの
を防止する。尚、保護リング６，７内に封入される高圧
ガス又は圧縮空気等の圧縮気体に限定されるものではな
く固有振動数を有する破裂音を発すものであれば油，水
等の液体を含む圧力流体とすることもできる。
【００１０】
【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、次に記載する効果を奏する。工具ホルダ及び主軸ス
リーブに、ワークと衝突したとき破裂音又は破砕音を発
して容易に壊れる保護リングを設け、保護リング近くの
固定部に、破裂音又は破砕音を検知するセンサを設け
て、このセンサの出力信号を増幅して破裂音又は破砕音
の固有振動数を中心とする特定周波数範囲のみを取出し
て、この値が許容値を越えたとき、アラーム信号を出力
して機械を緊急停止するようにしたので、衝突事故を未
然に防止することができ、金型等の加工プログラムチェ
ックなしでの長時間無人加工運転を安心して行うことが
できるようになる。
で、次に記載する効果を奏する。工具ホルダ及び主軸ス
リーブに、ワークと衝突したとき破裂音又は破砕音を発
して容易に壊れる保護リングを設け、保護リング近くの
固定部に、破裂音又は破砕音を検知するセンサを設け
て、このセンサの出力信号を増幅して破裂音又は破砕音
の固有振動数を中心とする特定周波数範囲のみを取出し
て、この値が許容値を越えたとき、アラーム信号を出力
して機械を緊急停止するようにしたので、衝突事故を未
然に防止することができ、金型等の加工プログラムチェ
ックなしでの長時間無人加工運転を安心して行うことが
できるようになる。
【図１】本実施例の構成図と制御回路ブロック線図であ
る。
る。
【図２】伸縮性の耐熱フィルム内に圧縮気体を封入した
保護リングの一実施態様を表す図である。
保護リングの一実施態様を表す図である。
【図３】図２の伸縮性の耐熱フィルムの外側を硬質の薄
肉カバーで覆った保護リングの一実施態様を表す図であ
る。
肉カバーで覆った保護リングの一実施態様を表す図であ
る。
【図４】硬質の中空枠体により構成される保護リングの
一実施態様を表す図である。
一実施態様を表す図である。
【図５】硬質の枠体により構成される保護リングの一実
施態様を表す図である。
施態様を表す図である。
【図６】従来の技術の主軸スリーブがワークに衝突する
直前の姿を表す説明図である。
直前の姿を表す説明図である。
【図７】従来の技術の工具ホルダがワークに衝突する直
前の姿を表す説明図である。
前の姿を表す説明図である。
１ 主軸頭 ２ 主
軸スリーブ ４ 工具ホルダ ５ テ
ーブル ６，７ 保護リング ８ マ
イク ９ 制御装置 Ｗ ワ
ーク
軸スリーブ ４ 工具ホルダ ５ テ
ーブル ６，７ 保護リング ８ マ
イク ９ 制御装置 Ｗ ワ
ーク
Claims (1)
- 【請求項１】 ワークと衝突した際に破裂音又は破砕音
を発して容易に壊れる保護リングを工具ホルダ及び又は
主軸ユニットに設け、前記破裂音又は破砕音を検知する
センサを前記保護リング近くの固定部に設け、前記セン
サ出力信号を増幅して前記破裂音又は破砕音の固有周波
数を中心とする特定周波数範囲のみを取出して予め設定
されている許容値と比較し前記許容値を越えたときアラ
ーム停止信号を出力する手段を設けてなることを特徴と
する工具ホルダ・主軸ユニットの衝突防止装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3356009A JP2553428B2 (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 工具ホルダ・主軸ユニットの衝突防止装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3356009A JP2553428B2 (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 工具ホルダ・主軸ユニットの衝突防止装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05169342A true JPH05169342A (ja) | 1993-07-09 |
| JP2553428B2 JP2553428B2 (ja) | 1996-11-13 |
Family
ID=18446864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3356009A Expired - Lifetime JP2553428B2 (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 工具ホルダ・主軸ユニットの衝突防止装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2553428B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116652680A (zh) * | 2023-08-02 | 2023-08-29 | 宜宾职业技术学院 | 一种五轴数控机床碰撞防护装置及其方法 |
-
1991
- 1991-12-20 JP JP3356009A patent/JP2553428B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116652680A (zh) * | 2023-08-02 | 2023-08-29 | 宜宾职业技术学院 | 一种五轴数控机床碰撞防护装置及其方法 |
| CN116652680B (zh) * | 2023-08-02 | 2023-09-26 | 宜宾职业技术学院 | 一种五轴数控机床碰撞防护装置及其方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2553428B2 (ja) | 1996-11-13 |
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