JPH0584641A - 主軸の原点設定方法 - Google Patents

主軸の原点設定方法

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JPH0584641A
JPH0584641A JP9950391A JP9950391A JPH0584641A JP H0584641 A JPH0584641 A JP H0584641A JP 9950391 A JP9950391 A JP 9950391A JP 9950391 A JP9950391 A JP 9950391A JP H0584641 A JPH0584641 A JP H0584641A
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JP
Japan
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spindle
point
origin
sensor
engraving
Prior art date
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Application number
JP9950391A
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English (en)
Inventor
Kazuto Miyamoto
数人 宮本
Morihiro Kageyama
守弘 影山
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Roland DG Corp
Original Assignee
Roland DG Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】数値制御により三次元加工を行なう工作機の相
対座標の主軸方向の原点を設定する主軸の原点設定方法
に関する。 【構成】 工作機固有の絶対座標上において、彫刻用カ
ッター7aが取り付けられて上方に退避させた主軸ヘッド
8に主軸下降信号を与えることにより主軸ヘッド8を下
降させるとともに、その彫刻用カッター7aの先端7a’が
被加工物、例えば印材6の彫刻面6a上に載置されたセン
サ9に接触した時点で前記主軸ヘッド8への主軸下降信
号付与を中止することにより主軸ヘッド8の下降を停止
させ、この停止点からさらに主軸の下降方向に前記セン
サの高さを加えた点における主軸方向の座標値が前記相
対座標における主軸方向の原点に設定される。 【効果】 カッターの先端がセンサに達した瞬間に確実
に主軸の下降が停止されるために、高い位置精度で相対
座標の主軸方向の原点が設定され、また短時間で原点設
定を行なうことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は数値制御により三次元加
工を行なう工作機の相対座標を設定する主軸の原点設定
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】コンピュータを用いる数値制御により三
次元加工を行なう工作機は、工作機固有の絶対座標であ
る機械座標を有しこの機械座標上で加工が行われるが、
種種の寸法形状の被加工物を効率良く切削加工するため
には、プログラム上でそれぞれの被加工物に応じた相対
座標としてワーク座標を設定し、このワーク座標上で加
工作業が行われることが多い。
【0003】例えば、図7に示されているような印章彫
刻機31のワーク座標を設定するに際して、3次元座標の
内の彫刻用カッター32を備えた主軸33の原点設定は次の
ような方法で行われている。
【0004】まず、図7の実線で示されているように主
軸33を上方に退避させておき、印章彫刻機31のテーブル
34上に固定されたバイス35のチャック36に挟持された印
材37の彫刻面37a 上に厚みtmmのゲージ38を載置する。
次に、手動操作により主軸33に主軸下降信号を与えて徐
徐に主軸33を下降させ、目視により図7の点線で示され
ているように彫刻用カッター32の先端32’がゲージ38の
表面38a に達したことを確認し、この時点で手動操作に
より主軸33を停止させる。この停止点は所定のプログラ
ムにもとづいてコンピュータにセットされる。なお、印
材37の彫刻面37a はこの停止点よりさらにゲージの厚み
tmmだけ下方に位置するから、ワーク座標原点は主軸33
方向の停止点からのオフセット値をtmmとして定まり、
このワーク座標を基準として所定のプログラムにもとづ
いて印材37に彫刻が施される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前述の原点設定の方法
によれば、彫刻用カッターの先端がゲージ表面に達する
前に主軸の下降を停止させると、前記オフセット値がゲ
ージの厚みtよりも大きくなるために、ワーク座標原点
が上方向に設定されすぎて印材の彫刻が本来よりも浅い
ものになったり、彫刻用カッターの先端が印材の彫刻面
まで達しないこともあり得る。また、主軸の下降を停止
させるタイミングを逸して停止操作が遅れると、彫刻用
カッターがゲージに接触して彫刻用カッターの先端が破
損することもある。また、彫刻用カッターが破損されず
にゲージを切削してしまった場合も、前記オフセット値
がゲージの厚みtよりも小さくなるために、ワーク座標
原点が下方向に設定されすぎて印材の彫刻が本来よりも
深いものとなる。またさらに、彫刻用カッターの先端を
目視する角度の差によっても彫刻用カッター先端の停止
点に差異が生じる。このように、目視と手動操作による
原点設定は極めて熟練を要する作業となっており、また
設定された原点は熟練者間でさえ差異が生じて設定され
た原点の位置精度は低いものとなる。なお、停止点を決
定するためには非常に細い彫刻用カッターの先端を凝視
せねばならず、作業者の疲労による設定された原点の位
置精度低下も避けられない。前述のように、従来の原点
設定方法は位置精度において問題点がある。
【0006】また、原点設定作業は熟練者でさえ時間を
要するものであり、作業効率の点からも問題点がある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は前述された問題
点を解決するために、数値制御により三次元加工を行な
う工作機の相対座標を設定する主軸の原点設定方法にお
いて、絶対座標上で、カッターが取り付けられて上方に
退避させた主軸に主軸下降信号を与えることにより当該
主軸を下降させるとともに、そのカッターの先端が被加
工物の加工面上に載置されたセンサに接触した時点で前
記主軸への主軸下降信号付与を中止することにより主軸
の下降を停止させ、この停止点からさらに主軸の下降方
向に前記センサの高さを加えた点における主軸方向の座
標値を前記相対座標における主軸方向の原点に設定する
ことを特徴とする主軸の原点設定方法を提供するもので
ある。
【0008】
【作用】本発明の主軸の原点設定方法は、工作機固有の
絶対座標上において、カッターを取り付けて上方に退避
させた主軸を主軸下降信号を与えることによりを徐徐に
下降させて、カッターを被加工物の加工面上に載置され
たセンサに接触させることにより前記主軸への主軸下降
信号付与を中止させて主軸の下降を停止させる。この停
止点からさらに主軸の下降方向に前記センサの高さを加
えた点における主軸方向の座標値が相対座標における主
軸方向の原点に設定される。このようにすれば、主軸を
上下方向に移動させる移動精度と同等の位置精度で相対
座標における原点設定が行える。
【0009】
【実施例】次に、本発明による主軸の原点設定方法の具
体的な実施例について図面を参照しつつ説明する。
【0010】図1に示されているのは本発明の主軸の原
点設定方法を適用する数値制御の印章彫刻機1である。
この印章彫刻機1において、ベース2上にあって前後左
右に移動するテーブル3上に固定されたバイス4のチャ
ック5に印材6を挟持させ、先端に主軸駆動モータによ
り回転する荒削り用および仕上げ用の太さの異なる2本
の彫刻用カッター7a,7b を取り付けた主軸ヘッド8が上
下に移動し、これら3方向の動作の組合せにより印材6
に文字を彫刻する。また、図2に示されているようにバ
イス4には主軸の原点を設定するためのセンサ9が設け
られており、このセンサ9はワーク座標設定時には図2
の実線で示されているように印材6の彫刻面6a上にあ
り、図2の点線で示されているように彫刻作業中には回
転させて退避位置に退避させる。
【0011】なお、前述の主軸ヘッド8の上下移動およ
びテーブル3の左右前後移動は、図3に示されているよ
うにこれらにそれぞれ接続される主軸ヘッド上下駆動モ
ータ10、テーブル縦駆動モータ11、テーブル横駆動モー
タ12によって行われ、各方向の動作はCPU13から入出
力ポート14を介して主軸ヘッド上下駆動モータ10、テー
ブル縦駆動モータ11、テーブル横駆動モータ12に所定の
プログラムにもとづいた信号を与えることにより制御さ
れる。また、彫刻用カッター7a,7b がセンサ9に接触し
ているか否か、言い換えれば彫刻用カッター7a,7b とセ
ンサ9とが通電状態であるか否かを示すセンサ状態信号
が入出力ポート14を介してCPU13に与えられる。
【0012】ところで、図4に示されているように、こ
の印章彫刻機1固有の絶対座標である機械座標を(X,
Y,Z)で表すと、テーブル3が移動する縦横方向は
X,Yとして表され、本発明に係る主軸方向はZとして
表される。なお、機械座標における原点は(0、0、
0)であるから、主軸ヘッド8が原点にある、言い換え
れば図4に示されているように最上端にある時は主軸ヘ
ッド位置を表す座標値Zは”0”である。このような機
械座標上で印材6や彫刻用カッター7a,7b の寸法に応じ
て各彫刻用カッター7a,7b について相対座標であるワー
ク座標(X1'、Y1'、Z1')および(X2'、Y2'、
2')が設定され、これらのワーク座標原点は機械座標
における座標値(X01'、Y01'、Z01')および(X
2'、Y02'、Z02')として表される。なお、本実施
例の座標系においては1mmを100 座標単位に設定してい
る。
【0013】2本の彫刻用カッター7a,7b のうち一方の
彫刻用カッター7aについてワーク座標を設定する方法を
説明する。まず、図5の実線で示されているように主軸
ヘッド8を機械座標における原点である最上端に退避さ
せておき、テーブル3を移動させてテーブル3上に固定
されたバイス4のチャック5に挟持された印材6を彫刻
用カッター7aの真下に位置させる。次に、退避位置にあ
ったセンサ9を回転させて印材6の彫刻面6a上に載置
し、彫刻面6aがセンサ9に接していることを確認してワ
ーク座標を設定するための準備作業は完了する。
【0014】次に、所定のプログラムによりCPU13か
ら入出力ポート14を介して主軸ヘッド上下駆動モータ10
に主軸下降信号を与えて徐徐に主軸ヘッド8を下降させ
るとともに、センサ状態信号がセンサ9から入出力ポー
ト14を介してCPU13に入力される。図5の点線で示さ
れているように彫刻用カッター7aの先端7a’がセンサ9
の表面9aに達した時点で、センサ状態信号により彫刻用
カッター7aとセンサ9とが通電状態にあることが判断さ
れ、主軸ヘッド上下駆動モータ10への主軸下降信号の付
与が中止されて主軸ヘッド8が停止する。この停止点か
らセンサの厚みtmmを加えた点における座標値がワーク
座標上の原点Z01'として所定のプログラムにもとづい
てCPU13のメモリ15にセットされ、主軸方向のワーク
座標原点からのオフセット値をtmm(座標値としてt×
100)として、所定のプログラムにもとづいて印材6に彫
刻が施される。
【0015】図6に示されているのは、前述のワーク座
標原点設定に関する主軸ヘッド8の動作をプログラムの
流れにもとづいて説明するフローチャートであり、各ス
テップを詳細に説明すると次のとおりである。
【0016】A:主軸ヘッド8を最上端、言い換えれば
機械座標原点まで移動させる。主軸ヘッド8が機械座標
原点にある時、主軸ヘッド座標値Zは”0”である。 B:印章彫刻機1からデータ入出力ポート14を介してC
PU13にセンサ状態信号が入力される。 C:センサ状態信号を調べて、彫刻用カッター7aの先端
7a’がセンサ9に接触していなければステップDに進
み、彫刻用カッター7aの先端7a’がセンサ9に接触して
通電状態であればステップFに進む。 D:CPU13からデータ入出力ポート14を介して印章彫
刻機1に主軸下降信号出力され、1単位相当分、本実施
例においては0.01mm主軸ヘッド8が下降する。 E:主軸ヘッド座標値Zは1単位増え、ステップBに戻
る。 F:主軸ヘッド座標値Zにセンサの厚みを座標値に換算
した値を加えた座標値がワーク座標原点Z01'に設定さ
れ、一連の処理は終了する。このように、彫刻用カッタ
ー7aについてワーク座標における主軸方向の原点が設定
される。
【0017】次いで、もう一方の彫刻用カッター7bにつ
いても前述と同様の方法にてワーク座標における主軸方
向の原点Z02'が設定され、該印材6についての2つの
ワーク座標が設定される。前述のような主軸の原点設定
方法によれば、彫刻用カッターの先端がセンサに達した
瞬間に確実に主軸の下降が停止されるために、主軸の上
下移動精度(本実施例においては0.01mm) で原点が設定
され、設定されたワーク座標は非常に位置精度が高いも
のとなる。また、原点設定に要する時間も僅かで良い。
【0018】
【発明の効果】本発明の主軸の原点設定方法によれば、
高い位置精度でワーク座標の原点を設定できるだけでな
く、プログラムにより自動的に主軸の上下移動を行なう
ために、従来目視により行っていたように主軸を下降さ
せすぎてカッター先端部を破損させることもない。さら
に、原点の設定時間の飛躍的に短縮されて作業効率が向
上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の主軸の原点設定方法が適用される印章
彫刻機の外観斜視図である。
【図2】印章彫刻機の要部拡大図である。
【図3】センサの電気回路図および、主軸およびテーブ
ル駆動部を示すブロック図である。
【図4】印章彫刻機の機械座標を示す図面である。
【図5】本発明の主軸の原点設定方法を説明するための
説明図である。
【図6】本発明の主軸の原点設定方法を実行するための
プログラムのフローチャートである。
【図7】従来の主軸の原点設定方法を説明するための説
明図である。
【符号の説明】 1、31 印章彫刻機 2 ベース 3、34 テーブル 4、35 バイス 5、36 チャック 6、37 印材 6a、37a 彫刻面 7a、7b、32 彫刻用カッター 7a' 彫刻用カッター先端 8 主軸ヘッド 9 センサ 9a センサ表面 10 主軸上下駆動モータ 11 テーブル縦移動モータ 12 テーブル横移動モータ 13 CPU 14 入出力ポート 15 メモリ 33 主軸 38 ゲージ 38a ゲージ表面

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 数値制御により三次元加工を行なう工作
    機の相対座標を設定する主軸の原点設定方法において、 絶対座標上で、カッターが取り付けられて上方に退避さ
    せた主軸に主軸下降信号を与えることにより当該主軸を
    下降させるとともに、そのカッターの先端が被加工物の
    加工面上に載置されたセンサに接触した時点で前記主軸
    への主軸下降信号付与を中止することにより主軸の下降
    を停止させ、この停止点からさらに主軸の下降方向に前
    記センサの高さを加えた点における主軸方向の座標値を
    前記相対座標における主軸方向の原点に設定することを
    特徴とする主軸の原点設定方法。
JP9950391A 1991-04-03 1991-04-03 主軸の原点設定方法 Pending JPH0584641A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008217196A (ja) * 2007-03-01 2008-09-18 Konica Minolta Opto Inc 位置決め装置および位置決め方法

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JPS57110139A (en) * 1980-12-29 1982-07-08 Toomen Textile Machine Kk Method and apparatus for processing fish
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