JPH05220650A - 板材加工機の倣い制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 工具による板材加工深さを一定にする。 【構成】 前後左右に移動可能に設けられた垂直案内部
材１８と、垂直案内部材１８に取付けられサーボモータ
１９の駆動により昇降する昇降台２２と、昇降台２２の
下面にスピンドル２４を介して取付けた工具２５と、昇
降台２２の下面に取付けられ加工する板材１との間の間
隔Ｓを検出する倣いセンサ２６と、倣いセンサ２６の検
出した間隔Ｓに対応してパルスを発生するパルス発生回
路２８と、パルス発生回路２８の発生したパルスにより
サーボモータ１９を駆動し倣いセンサ２６と板材１との
間の間隔Ｓを一定に保たせる割込み制御回路２９を有し
た自動制御器３６とを備え、サーボモータ１９を駆動し
て昇降台２２の高さを制御して倣いセンサ２６と板材１
との間の間隔Ｓを一定にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、大きな面積を持つ金属
の板材を所要の形状に切断したり、或いは板材表面に溝
加工を施す場合等に用いられる板材加工機の倣い制御装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＬＮＧタンク或いは船体構造物等の様な
大型の構造物を構成する場合、大きな板材を所要の形状
に切断して開先加工を行い、所要の曲げ或いは曲面加工
等を行った後、溶接によって組立てることが従来から一
般に行われている。

【０００３】図５は大きな面積の板材を切断して開先加
工を行うために従来から使用されている板材加工機の一
例を示す斜視図であって、加工する板材１を置くための
突起２を上面に有する定盤３の左右両側にはレール４，
４が取付けられていて、レール４，４に沿って前後方向
Ｘに走行可能な支持脚５，５と、定盤３上を横切るよう
に支持脚５，５間に配置したクロスビーム６とからなる
門型の走行装置７が定盤３の上側に設けられている。そ
して走行装置７のクロスビーム６には、横行モータ８に
よりクロスビーム６に沿って左右方向Ｙに横行するヘッ
ダ装置９が設けられている。

【０００４】ヘッダ装置９は、クロスビーム６に横行モ
ータ８により横行自在に取付けられた横行台１０と、横
行台１０に固定した垂直案内部材１１と、垂直案内部材
１１の下部に板材１に向けて固定した倣いセンサ１２
と、スピンドル送りモータ１３により垂直案内部材１１
に対して上下方向Ｚに昇降し得るように取付けたスピン
ドル１４とを備えており、スピンドル１４の下端には、
板材１の切断、開先加工、溝加工等の作業を行う為の工
具１５が、チャック１６によって着脱できるようになっ
ている。

【０００５】図５に示す板材加工機によって板材１を加
工する際は、走行装置７の前後方向Ｘの走行と、ヘッダ
装置９の左右方向Ｙの横行と、スピンドル１４の上下方
向Ｚの昇降の総てを、ＮＣ制御装置１７に予め設定され
た指令信号に基づいて制御すると共に、倣いセンサ１２
にて検出した板材１上面との間の間隔信号をＮＣ制御装
置１７に入力するようにし、ＮＣ制御装置１７からの指
令信号によりスピンドル送りモータ１３を同時に作動さ
せてスピンドル１４の上下方向位置を自動的に調節する
ようにしている。

【０００６】スピンドル１４の下端に取付けられている
工具１５によって厚い板材１を切断する場合には、切込
み深さを複数回に分けて段々に深くすることにより切断
を行うようにしている。また切断終了後には工具１５を
交換して、開先を加工する。この時、溶接時に溶接欠陥
を生じさせないようにするため、開先深さを正確に守る
必要があり、板材１に溝切り加工を施す際にも、溝の深
さを一定にするよう要求されることが多い。

【０００７】しかし大きな板材１は殆どの場合、反り、
よじれ、波打ち等の不定形な曲り形状を有しており、従
って切断時に切込み深さを一定に守ったり、開先の深さ
を一定に守ったり、溝切り加工の際の溝の深さを一定に
守るためには、倣いセンサ１２によって板材１上面との
間隔を常に検出し、その間隔信号が一定になるようにス
ピンドル１４の上下位置を制御してやる必要がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
板材加工機においては、板材１の不定形の曲り形状に対
応させて行うスピンドル１４の上下位置の制御が、ＮＣ
制御装置１７によるＮＣ制御と同時に行われることにな
る為、ＮＣ制御装置１７の制御回路が複雑化して制御が
面倒になる問題があり、ＮＣ制御に倣い機能を複合させ
ることは困難となっていた。

【０００９】本発明はこのような従来の欠点を改善し、
ＮＣ制御と、板材の不定形な曲り形状に対する倣い制御
とを分離し、倣いセンサが板材上面に対する正確な間隔
を検出して、工具の上下方向制御をするようにした板材
加工機の倣い制御装置を提供することを目的とするもの
である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の板材加工機の倣
い制御装置は、前後左右に移動可能に設けられた垂直案
内部材と、該垂直案内部材に取付けられサーボモータの
駆動により昇降する昇降台と、該昇降台の下面にスピン
ドルを介して取付けた工具と、前記昇降台の下面に取付
けられ加工する板材との間の間隔を検出する倣いセンサ
と、該倣いセンサの検出した間隔に対応してパルスを発
生するパルス発生回路と、該パルス発生回路の発生した
パルスにより前記サーボモータを駆動し前記倣いセンサ
と板材との間の間隔を一定に保たせる割込み制御回路を
有した自動制御器と、を備えたことを特徴とするもので
ある。

【００１１】

【作用】昇降台の前後左右方向の移動と昇降とをＮＣ制
御装置より制御して板材の加工を自動的に行う。この
時、昇降台の下面に取付けられている倣いセンサが倣い
センサと板材上面との間の間隔を検出してパルス発生回
路に入力してパルス発生回路は検出された間隔に対応し
たパルスを発生し、間隔が変化した時には自動制御器の
割込み制御回路に入力してサーボモータを駆動し、ＮＣ
制御とは無関係に板材の不定形な曲り形状に追随させ
て、工具の上下方向位置を正確に自動的に制御すること
ができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照して説明す
る。

【００１３】図１は本発明の一実施例の側面図であっ
て、垂直案内部材１８は図５に示した従来の垂直案内部
材１１と同様に、ＮＣ制御により前後左右に移動される
ようになっている。

【００１４】垂直案内部材１８の前面上部にはサーボモ
ータ１９が取付けてあって、鉛直のねじ杆２０を回転駆
動するようになっている。ねじ杆２０には支持ブロック
２１が螺合していて、支持ブロック２１には側面形状が
Ｌ字型の昇降台２２が固着されている。従ってねじ杆２
０がサーボモータ１９によって回転駆動されると、昇降
台２２は上昇したり下降したりすることになる。

【００１５】昇降台２２にはスピンドル駆動モータ２３
が取付けてあってスピンドル２４を回転駆動するように
なっており、スピンドル２４の下端には、昇降台２２の
水平部分を貫通して下面に突出した状態でチャック３５
に工具２５を装着することができるようになっている。
そしてこの工具２５の回転により、板材１の切断加工や
開先加工を行うことになる。

【００１６】昇降台２２の水平部分の下面には、工具２
５を中心として複数の倣いセンサ２６が取付けられてい
て、倣いセンサ２６の先端と板材１の上面との間の間隔
Ｓを検出するようになっている。倣いセンサ２６の検出
した間隔Ｓの検出信号は電圧変換アンプ２７で増幅し、
間隔Ｓに比例したアナログ電圧としてパルス発生回路２
８に入力するようになっている。パルス発生回路２８は
電圧変換アンプ２７から入力されたアナログ電圧に対応
して次に説明する２つのパルスを発生して割込み制御回
路２９に入力するようになっている。

【００１７】パルス発生回路２８は図２ないし図４に示
すようにＡ相３０とＢ相３１のパルスを発生できるよう
になっている。そして図１に示す倣いセンサ２６の先端
と板材１の上面との間の間隔Ｓが予め設定した所定間隔
と一致している場合には、図２に示すようにＡ相３０と
Ｂ相３１は共にパルスを発生せず、倣いセンサ２６の先
端と板材１の上面との間の間隔Ｓが予め設定した所定間
隔よりも大きくなった場合には、図３に示すようにＡ相
３０はＢ相３１よりも進んだ位相のパルスを発生し、倣
いセンサ２６の先端と板材１の上面との間の間隔Ｓが予
め設定した所定間隔よりも小さくなった場合には、図４
に示すようにＡ相３０はＢ相３１よりも遅れた位相のパ
ルスを発生するようになっており、位相がずれたパルス
の破線で示す山の１組で例えば０．０１ｍｍの調整が行
われ、よって上記パルスの山の組数で調整量が決められ
るようになっている。

【００１８】図１において３２はプログラム制御回路で
あって工具２５による加工深さを決めるＮＣ装置である
自動制御器３６の回路になっており、３３はサーボモー
タ駆動装置であって、サーボモータ１９の駆動、停止
と、駆動の際の回転方向を制御するものである。また３
４は切換回路であって、サーボモータ駆動装置３３への
入力信号を割込み制御回路２９から、又はプログラム制
御回路３２からのいずれかに切換えるものである。

【００１９】次に図１の装置の作用を説明する。

【００２０】倣いセンサ２６の先端と板材１の上面との
間の間隔Ｓが予め設定した所定間隔と一致している場合
には、図２に示すようにＡ相３０とＢ相３１は共にパル
スを発生せず、これが割込み制御回路２９に入力され
る。この場合には切換回路３４はプログラム制御回路３
２の方に切換えられていて、サーボモータ駆動装置３３
はプログラム制御回路３２からの予め設定されている深
さの信号でサーボモータ１９を制御し、工具２５は所定
の深さで板材１を加工する。

【００２１】ところが倣いセンサ２６の先端と板材１の
上面との間の間隔Ｓが予め設定した所定間隔よりも大き
くなった場合には、図３に示すようにＡ相３０はＢ相３
１よりも進んだ位相のパルスになって割込制御回路２９
に入力される。このようにＡ相３０とＢ相３１のパルス
が発生されると切換回路３４は割込制御回路２９側に切
換えられて割込制御回路２９からの信号がサーボモータ
駆動回路３３に入力され、サーボモータ１９は支持ブロ
ック及び昇降台２２が下降する方向にねじ杆２０を回転
させるようになる。この場合、図３に示すＡ相３０の１
パルスとＢ相３１の１パルスとの１組のパルスがパルス
発生装置２８から割込制御回路２９、切換回路３４、サ
ーボモータ駆動回路３３に入力するたびごとに、支持ブ
ロック２１及び昇降台２２が０．０１ｍｍずつ下降する
ようにサーボモータ１９はねじ杆２０を回転駆動するよ
うにされている。

【００２２】このようにして昇降台２２が下降し、予め
設定した所定間隔よりも大きかった間隔Ｓが所定間隔と
一致する寸法になるまで小さくなると、パルス発生回路
２８から発生するパルスは図２に示すようにＡ相３０と
Ｂ相３１のパルスが共になくなり、切換回路３４はプロ
グラム制御回路３２の方に切換えられて、サーボモータ
駆動装置３３はプログラム制御回路３２からの予め設定
されている深さの信号でサーボモータ１９を制御し、工
具２５は所定の深さで板材１を加工するようになる。

【００２３】上記とは反対に、倣いセンサ２６の先端と
板材１の上面との間の間隔Ｓが予め設定した所定間隔よ
りも小さくなった場合には、図４に示すようにＢ相３１
はＡ相３０よりも進んだ位相のパルスになって割込制御
回路２９に入力される。このようにＡ相３０とＢ相３１
のパルスが発生されると切換回路３４は割込制御回路２
９側に切換えられて割込制御回路２９からの信号がサー
ボモータ駆動回路３３に入力され、サーボモータ１９は
支持ブロック及び昇降台２２が下降する方向にねじ杆２
０を回転させるようになる。この場合、図４に示すＡ相
３０の１パルスとＢ相３１の１パルスとの１組のパルス
がパルス発生回路２８から割込制御回路２９、切換回路
３４、サーボモータ駆動回路３３に入力するたびごと
に、支持ブロック２１及び昇降台２２が０．０１ｍｍず
つ上昇するようにサーボモータ１９はねじ杆２０を回転
駆動するようにされている。

【００２４】このようにして昇降台２２が上昇し、予め
設定した所定間隔よりも小さかった間隔Ｓが所定間隔と
一致する寸法になるまで大きくなると、パルス発生回路
２８から発生するパルスは図２に示すようにＡ相３０と
Ｂ相３１のパルスが共になくなり、切換回路３４はプロ
グラム制御回路３２の方に切換えられて、サーボモータ
駆動装置３３はプログラム制御回路３２からの予め設定
されている深さの信号でサーボモータ１９を制御し、工
具２５は所定の深さで板材１を加工するようになる。

【００２５】以上説明したように、倣いセンサ２６は常
にその先端と板材１上面との間の間隔を検出し、その間
隔が予め設定した所定間隔に一致するように制御して工
具１５による板材１上面からの加工を常に所定の深さで
行うことができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明は、ＮＣ制御と分離して簡単な制
御回路により、板材上面からの加工深さが一定になるよ
うに制御することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の側面図である。

【図２】倣いセンサの検出した間隔が所定間隔と一致し
パルスの発生がない場合のグラフである。

【図３】倣いセンサの検出した間隔が所定間隔より大き
い場合のパルス波形のグラフである。

【図４】倣いセンサの検出した間隔が所定間隔より小さ
い場合のパルス波形のグラフである。

【図５】従来の板材加工機の斜視図である。

【符号の説明】

１８ 垂直案内部材 １９ サーボモータ ２２ 昇降台 ２５ 工具 ２６ 倣いセンサ ２８ パルス発生回路 ２９ 割込制御回路 ３０ Ａ相 ３１ Ｂ相

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前後左右に移動可能に設けられた垂直案
   内部材と、該垂直案内部材に取付けられサーボモータの
   駆動により昇降する昇降台と、該昇降台の下面にスピン
   ドルを介して取付けた工具と、前記昇降台の下面に取付
   けられ加工する板材との間の間隔を検出する倣いセンサ
   と、該倣いセンサの検出した間隔に対応してパルスを発
   生するパルス発生回路と、該パルス発生回路の発生した
   パルスにより前記サーボモータを駆動し前記倣いセンサ
   と板材との間の間隔を一定に保たせる割込み制御回路を
   有した自動制御器と、を備えたことを特徴とする板材加
   工機の倣い制御装置。