JPH0516977B2 - - Google Patents
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- JPH0516977B2 JPH0516977B2 JP62121832A JP12183287A JPH0516977B2 JP H0516977 B2 JPH0516977 B2 JP H0516977B2 JP 62121832 A JP62121832 A JP 62121832A JP 12183287 A JP12183287 A JP 12183287A JP H0516977 B2 JPH0516977 B2 JP H0516977B2
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- JP
- Japan
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- tool
- machining
- cutting edge
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- machine tool
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- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 31
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
- B23Q5/54—Arrangements or details not restricted to group B23Q5/02 or group B23Q5/22 respectively, e.g. control handles
- B23Q5/58—Safety devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、工作機械において、特に、高価な材
料の工作物や精度を要する工作物を加工する際、
作業者のミスや数値制御装置（NC装置）等の誤
動作、プログラムミス等により加工ミスが発生す
ることを防止するシステムに関する。
料の工作物や精度を要する工作物を加工する際、
作業者のミスや数値制御装置（NC装置）等の誤
動作、プログラムミス等により加工ミスが発生す
ることを防止するシステムに関する。
NC装置等の自動工作機械では、無人で加工を
行うため、誤動作やプログラムミス等により気付
かない間に加工物に加工ミスや精度上の誤差が生
じたりする。特に、高価な材料を使用する場合の
加工ミスは、その材料を全く駄目にすることにな
るため、絶対に避ける必要がある。
行うため、誤動作やプログラムミス等により気付
かない間に加工物に加工ミスや精度上の誤差が生
じたりする。特に、高価な材料を使用する場合の
加工ミスは、その材料を全く駄目にすることにな
るため、絶対に避ける必要がある。
従来は、このような加工ミスの発生を防止する
目的で、テンプレート等により加工禁止領域を作
り、検出器がテンプレートの一部に接触したとき
に機械を停止させ、これにより加工ミスを防止す
る構成のシステムが一般的であつた。
目的で、テンプレート等により加工禁止領域を作
り、検出器がテンプレートの一部に接触したとき
に機械を停止させ、これにより加工ミスを防止す
る構成のシステムが一般的であつた。
しかしながら、このような方法では、加工物が
変わる度にテンプレートを作成しなければなら
ず、また段取りも困難を伴うものであつた。しか
も精度的には10μｍ程度が限界で振動や取付にも
注意を必要とした。
変わる度にテンプレートを作成しなければなら
ず、また段取りも困難を伴うものであつた。しか
も精度的には10μｍ程度が限界で振動や取付にも
注意を必要とした。
これらの従来の問題点を解決するために、本出
願人は、禁止領域をテンプレートで作成する代わ
りにコンピユータのソウトウエアにより実現する
システムについて提案した（特願昭61−105450
号）。
願人は、禁止領域をテンプレートで作成する代わ
りにコンピユータのソウトウエアにより実現する
システムについて提案した（特願昭61−105450
号）。
このシステムにおける工具の座標の求め方は、
第６図に示すような座標設定で次のように行う。
第６図に示すような座標設定で次のように行う。
すなわち、
(1) 加工禁止領域２４のデータの座標原点２１は
基準点とする。
基準点とする。
(2) 工具オフセツト基準点の加工開始位置２２を
（X0、Z0）とする。
（X0、Z0）とする。
(3) 工具刃先の現在位置２３を（Ｘ、Ｚ）とす
る。
る。
(4) 加工開始点からのＺ方向移動量をLXとする。
(5) 加工開始点からのＺ方向移動量をLZとする。
(6) 工具のＸ方向オフセツト量をOXとする。
(7) 工具のＺ方向オフセツト量をOZとする。
このように想定すると、工具座標点は次の(1)式
で表される。
で表される。
Ｘ
Ｚ＝X0
ZO＋LX
LZ＋OX
OZ ……(1)
つまり、先の提案においては、実際の工具刃先
の形状は円弧２５であるのに、チエツクする刃先
は仮想刃先点２６や刃先Ｒの中心点２７の一点で
あつた。
の形状は円弧２５であるのに、チエツクする刃先
は仮想刃先点２６や刃先Ｒの中心点２７の一点で
あつた。
この従来の提案による方法において、加工禁止
領域をワーク図面の仕上げ形状と等しく定義した
のでは、仕上げ加工するときに工具刃先が常に加
工禁止領域の境界に当たり、NC装置に対する停
止指令信号が出力され、加工できなくなる。この
点とNC工作機械の精度とを考慮すると、第７図
に示すように、加工禁止領域の境界３１と工具刃
先３３との間に一定のクリアランスαが必要であ
る。
領域をワーク図面の仕上げ形状と等しく定義した
のでは、仕上げ加工するときに工具刃先が常に加
工禁止領域の境界に当たり、NC装置に対する停
止指令信号が出力され、加工できなくなる。この
点とNC工作機械の精度とを考慮すると、第７図
に示すように、加工禁止領域の境界３１と工具刃
先３３との間に一定のクリアランスαが必要であ
る。
したがつて、従来においては、第７図における
加工禁止領域の境界３１と工具刃先３３とのクリ
アランスαを与えるため、ワーク図面の仕上がり
形状３２よりαだけ修正した加工禁止領域３１を
定義していた。
加工禁止領域の境界３１と工具刃先３３とのクリ
アランスαを与えるため、ワーク図面の仕上がり
形状３２よりαだけ修正した加工禁止領域３１を
定義していた。
このような方法によると、直線の場合は第８図
ａに示すように、また円弧の場合は第８図ｂに示
すようワーク外形の全ての線分をαだけずらして
再定義しなければならず、加工禁止領域データ作
成に時間がかかる。また、ワーク図面から修正す
るとき、計算エラーや人為的なエラーにより、加
工禁止領域データの精度低下やミス発生が考えら
れる。さらに、コンピユータ処理で図面CADデ
ータからαだけ修正した加工禁止領域データを作
成するソウトウエアの開発が非常に困難である。
ａに示すように、また円弧の場合は第８図ｂに示
すようワーク外形の全ての線分をαだけずらして
再定義しなければならず、加工禁止領域データ作
成に時間がかかる。また、ワーク図面から修正す
るとき、計算エラーや人為的なエラーにより、加
工禁止領域データの精度低下やミス発生が考えら
れる。さらに、コンピユータ処理で図面CADデ
ータからαだけ修正した加工禁止領域データを作
成するソウトウエアの開発が非常に困難である。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされた
ものであり、先の提案になる原理的なコンピユー
タソウトウエアによるシステムを実際に適用する
場合のクリアランスの問題の解決を図ることを目
的とする。
ものであり、先の提案になる原理的なコンピユー
タソウトウエアによるシステムを実際に適用する
場合のクリアランスの問題の解決を図ることを目
的とする。
この目的を達成するため、本発明の工作機械の
加工ミス防止システムは、工作機械の加工禁止領
域を加工物の形状に等しく設定するとともに、使
用する工具の刃先の外方に所定の寸法を付加した
位置を仮想の刃先と設定し、該仮想の刃先が前記
加工禁止領域内に入つたときに前記工作機械の制
御部に停止指令を送つて作業を中断することを特
徴とする。
加工ミス防止システムは、工作機械の加工禁止領
域を加工物の形状に等しく設定するとともに、使
用する工具の刃先の外方に所定の寸法を付加した
位置を仮想の刃先と設定し、該仮想の刃先が前記
加工禁止領域内に入つたときに前記工作機械の制
御部に停止指令を送つて作業を中断することを特
徴とする。
本発明においては、工具には、必ず刃先Ｒが付
いており、またクリアランスαの量が0.01〜0.5
mmと小さいことを考慮して、第２図に示すよう
に、加工禁止領域４１はワーク図面形状と等しく
定義し、工具刃先４２だけ修正したソフトテンプ
レートチエツクシステムの刃先円４３でチエツク
するようにしてクリアランスαを設定する。
いており、またクリアランスαの量が0.01〜0.5
mmと小さいことを考慮して、第２図に示すよう
に、加工禁止領域４１はワーク図面形状と等しく
定義し、工具刃先４２だけ修正したソフトテンプ
レートチエツクシステムの刃先円４３でチエツク
するようにしてクリアランスαを設定する。
工具の円周上の点である仮想刃先点の求め方
は、第１図に示す図に基づいて次のようにする。
は、第１図に示す図に基づいて次のようにする。
(1) 工具刃先Ｒの半径値をＲとする。
(2) 工具刃先Ｒの円弧の分割角度をθ（分割数を
ｎとするとθ＝2π／ｎ）とする。
ｎとするとθ＝2π／ｎ）とする。
(3) 他の記号は第６図と同じとする。
このように設定した場合、仮想刃先点は次の(2)
式で表される。
式で表される。
Xi
Zi＝X0
Z0＋LX
LZ＋0X
0Z＋±Ｒ又は０
±Ｒ又は０＋−（Ｒ−α）cosiθ
（Ｒ−α）siniθ ……(2)
ただし、ｉは分割数ｎで分割した円周のｉ番目
を意味している。
を意味している。
この(2)式の第４項については、刃先Ｒの方向に
よつて選択し、第３図のように決める。
よつて選択し、第３図のように決める。
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明
する。
する。
第４図は本発明を実施するための装置の構成を
示すもので、工作機械として旋盤を示している。
旋盤１は、概ね主軸１１、心押台１２、バイト１
３、刃物台１４より構成され、刃物台１４はＸ軸
サーボモータ１５及びＺ軸サーボモータ１６によ
りそれぞれＸ方向及びＺ方向に制御される。各サ
ーボモータ１５及び１６はNC装置２により自動
制御される。
示すもので、工作機械として旋盤を示している。
旋盤１は、概ね主軸１１、心押台１２、バイト１
３、刃物台１４より構成され、刃物台１４はＸ軸
サーボモータ１５及びＺ軸サーボモータ１６によ
りそれぞれＸ方向及びＺ方向に制御される。各サ
ーボモータ１５及び１６はNC装置２により自動
制御される。
また、バイト１３の座標を測定するため、この
例ではＸ軸サーボモータ１５及びＺ軸サーボモー
タ１６の回転角度を検出するためのパルスジエネ
レータ１７及び１８からのパルス信号をカウント
するようにしている。これらのパルスジエネレー
タ１７及び１８の出力パルスは、インターフエー
ス３により所定のデイジタル信号に変換され、パ
ソコン４に入力される。パソコン４では、現在の
バイト１３の位置を逐次監視しておく、そして、
予めプログラムによつて設定しておいた旋盤バイ
トの加工禁止領域内に現在のバイト１３が入つた
ときにNC装置２に停止指令を送つて作業を中断
するようにしたものである。
例ではＸ軸サーボモータ１５及びＺ軸サーボモー
タ１６の回転角度を検出するためのパルスジエネ
レータ１７及び１８からのパルス信号をカウント
するようにしている。これらのパルスジエネレー
タ１７及び１８の出力パルスは、インターフエー
ス３により所定のデイジタル信号に変換され、パ
ソコン４に入力される。パソコン４では、現在の
バイト１３の位置を逐次監視しておく、そして、
予めプログラムによつて設定しておいた旋盤バイ
トの加工禁止領域内に現在のバイト１３が入つた
ときにNC装置２に停止指令を送つて作業を中断
するようにしたものである。
現在のバイト１３の位置及びバイトの加工禁止
領域は同時にCRT５にも表示されており、目視
によつて現在位置を確認することもできる。
領域は同時にCRT５にも表示されており、目視
によつて現在位置を確認することもできる。
第５図はバイトの加工禁止領域の例を示すもの
であり、ハツチングを施した部分がバイトの加工
禁止領域である。この図において原点をバイト１
３の停止位置に設定し、下方向をＸ軸に、右方向
をＺ軸にとつている。また数字はmmで表してい
る。加工ミス防止のためプログラムを設計するに
際しては、次の手順で加工禁止領域を決定する。
であり、ハツチングを施した部分がバイトの加工
禁止領域である。この図において原点をバイト１
３の停止位置に設定し、下方向をＸ軸に、右方向
をＺ軸にとつている。また数字はmmで表してい
る。加工ミス防止のためプログラムを設計するに
際しては、次の手順で加工禁止領域を決定する。
まず、Ｘ座標、Ｚ座標により第５図の〜の
各ブロツク毎に禁止領域を決める。
各ブロツク毎に禁止領域を決める。
−100≦Ｚ≦−23
−194.5≦Ｘ≦−60
−23≦Ｚ≦−22
−80≦Ｘ≦−60
−23≦Ｚ≦−17
−83≦Ｘ≦−80
−17≦Ｚ≦−14
−83≦Ｘ≦（Ｘ＝−Ｚ−97）
−23≦Ｚ≦−14
−104.5≦Ｘ≦−83
−16.5≦Ｚ≦−14.5
（Ｘ＝Ｚ−90）≦Ｘ≦−104.5
−23≦Ｚ≦−16.5
−106.5≦Ｘ≦−104.5
−23≦Ｚ≦−17
−132.5≦Ｘ≦（Ｘ＝−126.5
−√（62−（−17）2）
−23≦Ｚ≦−６
−194.5≦Ｘ≦−132.5
−６≦Ｚ≦０
−194.5≦Ｘ≦−136.5
−６≦Ｚ≦０
−136.5≦Ｘ≦（Ｘ＝−129.5
−√（72−（−０）2）
上記の禁止領域をプログラム言語で表現し、こ
の禁止領域と、前記(2)式で求めた現在のバイトの
刃先点を表す座標（Xi、Zi）とをパソコン側で比
較する。そして、バイトの刃先点の座標（Xi、
Zi）が上記のいずれかの領域に入つた場合には
NC装置２に指令を与えて、旋盤１を停止させる
こととする。
の禁止領域と、前記(2)式で求めた現在のバイトの
刃先点を表す座標（Xi、Zi）とをパソコン側で比
較する。そして、バイトの刃先点の座標（Xi、
Zi）が上記のいずれかの領域に入つた場合には
NC装置２に指令を与えて、旋盤１を停止させる
こととする。
上記例においては、バイトＸ、Ｚ方向の位置を
検出する手段として、Ｘ軸サーボモータ及びＺ軸
サーボモータの回転角度を検知するパルスジエネ
ルータのパルスをカウントするようにしている
が、他の検出手段を用いることも可能である。
検出する手段として、Ｘ軸サーボモータ及びＺ軸
サーボモータの回転角度を検知するパルスジエネ
ルータのパルスをカウントするようにしている
が、他の検出手段を用いることも可能である。
上述したように本発明では、工作機械の加工禁
止領域を加工物の形状に等しく設定するととも
に、使用する工具の刃先の外方に所定の寸法を付
加した位置を仮想の刃先と設定し、該仮想の刃先
が前記加工禁止領域内に入つたときに前記工作機
械の制御部に停止指令を送つて作業を中断するよ
うにしている。これにより、工具の刃先が加工禁
止領域に入ることがなく、したがつて工作機械の
誤動作やプログラムミス等による高価な材料の加
工ミスを理論上のみならず実際的に防止すること
ができる。
止領域を加工物の形状に等しく設定するととも
に、使用する工具の刃先の外方に所定の寸法を付
加した位置を仮想の刃先と設定し、該仮想の刃先
が前記加工禁止領域内に入つたときに前記工作機
械の制御部に停止指令を送つて作業を中断するよ
うにしている。これにより、工具の刃先が加工禁
止領域に入ることがなく、したがつて工作機械の
誤動作やプログラムミス等による高価な材料の加
工ミスを理論上のみならず実際的に防止すること
ができる。
第１図は本発明に基づく工具の刃先の大きさ及
び取付方向を考慮に入れた説明図、第２図は本発
明におけるクリアランスαの取り方の説明図、第
３図は刃先の取付方向によるマトリクスの選択の
例を示す説明図、第４図は本発明に係る装置の構
成の概要を示す説明図、第５図はプログラム作成
時の禁止領域の例を示す図、第６図は工具の刃先
を点として考えた従来の提案の工具の座標図、第
７図は従来のクリアランスの取り方を示す説明
図、第８図は従来における線分定義変更方法の説
明図である。 １：旋盤、１１：主軸、１２：心押台、１３：
バイト、１４：刃物台、１５：Ｘ軸サーボモー
タ、１６：Ｚ軸サーボモータ、１７，１８：パル
スジエネレータ、２：NC装置、３：インターフ
エース、４：パソコン、５：CRT。
び取付方向を考慮に入れた説明図、第２図は本発
明におけるクリアランスαの取り方の説明図、第
３図は刃先の取付方向によるマトリクスの選択の
例を示す説明図、第４図は本発明に係る装置の構
成の概要を示す説明図、第５図はプログラム作成
時の禁止領域の例を示す図、第６図は工具の刃先
を点として考えた従来の提案の工具の座標図、第
７図は従来のクリアランスの取り方を示す説明
図、第８図は従来における線分定義変更方法の説
明図である。 １：旋盤、１１：主軸、１２：心押台、１３：
バイト、１４：刃物台、１５：Ｘ軸サーボモー
タ、１６：Ｚ軸サーボモータ、１７，１８：パル
スジエネレータ、２：NC装置、３：インターフ
エース、４：パソコン、５：CRT。
Claims (1)
- １ 工作機械の加工禁止領域を加工物の形状に等
しく設定するとともに、使用する工具の刃先の外
方に所定の寸法を付加した位置を仮想の刃先と設
定し、該仮想の刃先が前記加工禁止領域内に入つ
たときに前記工作機械の制御部に停止指令を送つ
て作業を中断することを特徴とする工作機械の加
工ミス防止システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12183287A JPS63288641A (ja) | 1987-05-18 | 1987-05-18 | 工作機械の加工ミス防止システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12183287A JPS63288641A (ja) | 1987-05-18 | 1987-05-18 | 工作機械の加工ミス防止システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63288641A JPS63288641A (ja) | 1988-11-25 |
| JPH0516977B2 true JPH0516977B2 (ja) | 1993-03-05 |
Family
ID=14821033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12183287A Granted JPS63288641A (ja) | 1987-05-18 | 1987-05-18 | 工作機械の加工ミス防止システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63288641A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60201855A (ja) * | 1984-03-22 | 1985-10-12 | Fanuc Ltd | 加工領域のチエツク方式 |
-
1987
- 1987-05-18 JP JP12183287A patent/JPS63288641A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60201855A (ja) * | 1984-03-22 | 1985-10-12 | Fanuc Ltd | 加工領域のチエツク方式 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63288641A (ja) | 1988-11-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
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