JPH06238542A - 安全装置付き機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安全且つスピーディに主軸を移動させること
ができるＮＣ工作機械の提供。 【構成】 移動可能な主軸１０と、その主軸１０を駆動
させる軸駆動手段８と、主軸８の移動に対して干渉する
干渉位置と干渉しない非干渉位置を移動するシャッター
９と、そのシャッター９の干渉状態を検出する判断手段
1,2,3,4,5,6と、主軸１０が移動中に、判断手段の出力
に基づき、干渉する場合は軸駆動手段８に減速または停
止指示を出力し、干渉していない場合はそのまま駆動を
継続させる制御手段７とを備える。それによって、移動
中に干渉を判断でき、また、一旦停止することがいつも
必要であることは無いのでスピーディに主軸１０が移動
する。また、干渉をチェックしているので安全である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、主軸の可動範
囲内に切粉飛散防止のシャッター等の干渉部が存在する
ような工作機械等の、安全装置付き機械に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の干渉部を有するＮＣ工作
機械においては、主軸を干渉部領域内に侵入させる場
合、その主軸の移動開始前に、検出器等により干渉部領
域内の干渉部の位置を検出し、その検出器から出力され
る検出信号をＮＣ装置に入力することにより、侵入条件
を満足しているかどうか、すなわち主軸を干渉部領域内
に侵入させても問題はないか判断しており、侵入条件が
満たされないときは、侵入方向への主軸の動作指令を拒
絶するようにしていた。

【０００３】あるいはまた、移動を開始した後、干渉部
領域内に侵入しようとする主軸をその手前の所定の位置
において一旦停止させ、干渉部が排除されたことを確認
してから、再度スタートさせ侵入させるようにしてい
た。

【０００４】あるいはまた、例えば実公平２−３９７１
５号公報に記載の「マシニングセンターのツールホルダ
ーに対する切粉飛散防止装置」では、マシニングセンタ
におけるツール交換時に、主軸の昇降動作と連動して、
自動的にツール通用路に設けた干渉部としてのシャッタ
ーを開閉させ、干渉を避ける構成が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記主
軸の動作指令を拒絶するような構成では、干渉部領域内
の干渉部が排除されるまで、全く主軸を移動させること
ができず、また、上記主軸を一旦停止させるような構成
においても、干渉部が排除されている場合でもいつも主
軸が停止することになり、指令位置に到達するのに時間
を要するという課題があった。また、上記主軸の昇降動
作と干渉部とを連動させる構成においては、主軸と干渉
部との連動が正常に機能しないときに主軸を停止させて
干渉部との衝突を避けることができないという課題があ
った。

【０００６】本発明は以上のような従来の干渉部を有す
るＮＣ工作機械における課題を考慮し、主軸の指令位置
到達時間を短縮させ、また主軸と干渉部が干渉しないよ
うに主軸を安全に移動させることのできる安全装置付き
工作機械を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、移動可能な移
動物と、その移動物を駆動させる駆動手段と、前記移動
物の移動経路を閉塞または開放する干渉部と、前記移動
物の移動に関して、前記駆動手段に減速または停止指示
が入力され、減速または停止した結果、前記移動物と前
記干渉部とが干渉しないようなタイミングで、所定の条
件を満たしているかいないかを判断する判断手段と、前
記移動物が移動中に、前記判断手段の判断結果に基づ
き、条件が満たされていない場合は、前記駆動手段に移
動物の減速または停止指示を出力し、満足する場合は前
記移動を継続させる制御手段とを備えた安全装置付き機
械である。

【０００８】

【作用】本発明によれば、例えば工具交換指令のような
干渉部領域内への移動指令が軸駆動手段へ入力される
と、直ちに主軸の移動が開始され、その主軸が移動中
に、制御手段は、判断手段から出力される干渉部の干渉
状態を調べ、干渉する場合は軸駆動手段に減速または停
止指示を出力し、干渉していない場合は駆動をそのまま
継続させる。

【０００９】

【実施例】図１は、本発明の第１の実施例に係る安全装
置付き工作機械（以下単に安全装置と呼称する）の基本
的構成を示すブロック図である。同図において、安全装
置は、主軸の軸移動における位置座標（主軸現在位置）
を演算し、位置データを送出する位置演算部１と、主軸
の侵入判断を行う位置座標（判断位置）を記憶する位置
記憶部２と、主軸現在位置と判断位置との位置座標を比
較し、一致したとき到達信号を出力する位置判断部３
と、侵入条件を記憶する条件記憶部４と、その侵入条件
と、干渉部の干渉状態を検出する条件検知部５からの検
知信号とを比較判断し、侵入条件が満たされるときに主
軸移動を継続させる信号を出力し、侵入条件が満たされ
ないとき停止信号を出力する条件判断部６と、その条件
判断部６から出力される信号に応じて主軸等の移動物１
０を継続移動、または即時減速停止させるとともに、移
動物１０の減速時もしくは停止後に上記侵入条件が満た
されたとき、移動物１０の移動を再開させる軸制御部
７、軸制御部７の制御信号にしたがって、移動物１０を
駆動する軸駆動部８、および条件検知部５によって検知
される対象となる干渉部９とから主として構成されてい
る。なお、上記位置演算部１，位置記憶部２，位置判断
部３，条件記憶部４，条件検知部５，条件判断部６は判
断手段として、軸制御部７は制御手段として、軸駆動部
８は駆動手段として、それぞれ機能する。

【００１０】図２は本発明の一実施例である、シャッタ
ー開閉装置付きＮＣ工作機械の構成を示すブロック図で
ある。また図３は、図２に示すＮＣ工作機械の一部断面
を有する正面図である。図３において、ベッド２１上に
は、サドル２２を介して正面視、前後左右方向に移動可
能にコラム２３が載置されている。工具Ｔ１を着脱可能
に装着する水平主軸２４は、上記コラム２３前面に設け
られた案内に沿って上下（以下Ｙ軸と呼ぶ）方向に一定
距離範囲内で昇降可能である。２５はコラム２３の上方
に配設されている工具自動交換装置であって、コラム２
３に固定され、コラム２３内の図示しない駆動機構によ
り、円盤状の工具マガジン２６が時計方向あるいは反時
計方向へ回動するとともに、コラム２３に対して前後に
移動するようになっている。なお、上記工具マガジン２
６は、円盤外周部に把持爪３３を備えており、その把持
爪３３を介して複数の予備工具Ｔを保持し、工具交換位
置に回転位置決めされるようになっている。

【００１１】また、主軸２４に装着されている工具Ｔ１
は、主軸の移動によって直接工具マガジンの把持爪と係
合離脱するようになっており、以下のようにして他の工
具Ｔと交換される。すなわち、工具マガジン２６の空の
把持爪３３を交換位置に位置決めし、次いで主軸２４を
上昇させて工具Ｔ１をその把持爪３３に把持させ、主軸
工具Ｔ１をアンクランプさせてマガジン２６を前進移動
させることにより、主軸２４から工具Ｔ１が抜き取られ
る。さらに、工具マガジン２６を回転させて次加工に使
用する予備工具Ｔを交換位置に位置決めし、マガジン２
６を今度は後退させ、主軸２４に挿入された工具Ｔを主
軸２４がクランプすることで工具交換動作が完了するよ
うになっている。

【００１２】図３における３０は保護カバー、２９は主
軸通用路であって、加工中はＡＴＣ装置２５内へ下方か
ら切粉が飛散して工具等に付着することを防ぐため、上
記通用路２９の両側であって左右対称位置には、シャッ
タ開閉装置を設けている。そのシャッタ開閉装置は、主
軸通用路を閉塞するよう主軸移動方向と直交する方向に
移動自在に支持されているシャッタ３１ａ，３１ｂと、
それら各シャッタを開閉させるシリンダ３２ａ，３２ｂ
とから主として構成され、通常は、主軸通用路２９を閉
塞しており、主軸２４が工具交換を行うときのみその主
軸通用路２９を開放するようになっている。

【００１３】次に、図２に示す構成において、４１はＣ
ＰＵ、４２はバスラインである。上記ＣＰＵ４１は、Ｒ
ＯＭ４３に格納されている制御プログラムに従って各種
制御を行うものであり、加工プログラムメモリ５２に記
憶されている加工プログラムデータを１ブロックずつ読
み込んで解読するとともに、加工プログラムデータから
解読された軸移動指令や主軸オリエンテーション指令に
ついては、それぞれＹ軸モータ駆動制御部４５および主
軸モータ駆動制御部４７に送り、また工具交換指令やシ
ャッターの開閉指令についてはＰＭＣ４９に送るように
なっている。

【００１４】上記Ｙ軸モータ駆動制御部４５では、ＣＰ
Ｕ４１からの軸移動指令信号とＹ軸モータ軸に装着され
た回転検出信号からのフィードバック信号とによってＹ
軸モータ４６の駆動を制御している。そしてそのＹ軸モ
ータ４６の軸には、主軸２４を上下に駆動するためのボ
ールねじ（図示せず）が接続されており、ＣＰＵ４１か
らの軸移動指令により、主軸２４はＹ軸方向に任意に位
置決めされるようになっている。また、主軸モータ駆動
制御部４７では、ＣＰＵ４１からの主軸オリエンテーシ
ョン指令信号と主軸２４に装着された回転検出信号から
のフィードバック信号とによって主軸モータ４８の駆動
を制御しており、主軸位相を所定の角度に位置決めす
る。そして位置決めが完了すると、主軸モータ駆動制御
部４７よりバスライン４２を経由してＣＰＵ４１にオリ
エンテーション完了信号を転送する。 前記ＰＭＣ４９
では、ＣＰＵ４１からの工具交換指令信号やシャッター
開閉指令信号を受けると、シーケンスプログラムで処理
して、動作指令としての信号を出力し、ＮＣ工作機械の
工具交換動作やシャッター開閉等の制御を行う。また、
ＮＣ工作機械に配設されている各種センサからの状態
（動作完了）信号を受けて、シーケンス処理を行い、バ
スライン４２を経由してＣＰＵ４１に各動作指令に対す
る完了信号を転送するようになっている。

【００１５】パラメータメモリ５３は、位置記憶部５３
ａと条件記憶部５３ｂを有し、位置記憶部５３ａには、
主軸２４が主軸通用路２９を通過して工具交換位置とし
ての第２原点Ｚ２（図３参照）まで移動する場合に、シ
ャッター開条件を判断するための第１条件判断位置Ｐ１
と、主軸２４の工具Ｔ１を工具マガジン２６の把持爪３
３に把持させる際に、工具マガジン２６に設けられた位
置決めキーと主軸２４の工具のキー溝の位置を合わせる
ため、主軸オリエンテーション完了条件を判断するため
の第２条件判断位置Ｐ２とが記憶されている。また、条
件記憶部５３ｂには、上記各条件判断位置に対応して、
前記各条件、すなわち、シャッター開完了状態を示す条
件，オリエンテーション完了状態を示す条件が記憶され
ている。

【００１６】ＣＰＵ４１は、上記パラメータメモリ５３
に記憶されている条件判断位置と、位置演算部５５によ
って演算される移動中の主軸現在位置とを比較して一致
したとき、上記した条件判断位置に対応する条件をパラ
メータメモリ５３より読み出し、前記条件を判断し、条
件が満たされていない場合にはＹ軸モータ制御部４５に
対して停止信号を送る。

【００１７】なお、ＣＲＴ付きキーボード５１は加工プ
ログラム，各パラメータデータ等を加工プログラムメモ
リ５２，パラメータメモリ５３に手入力により格納する
際に使用されるものであり、Ｉ／Ｏ装置５０を介してバ
スライン４２に接続されている。

【００１８】また、予め加工を開始する前に、条件判断
位置と判断条件とがＣＲＴ付きキーボード５１を介して
パラメータメモリ５３に格納されており、その条件判断
位置は、図３に示すように第１条件判断位置Ｐ１と第２
条件判断位置Ｐ２とが設定されている。その第１条件判
断位置Ｐ１は、通常加工移動範囲Ｓの上限である第１原
点Ｚ１と下限であるストローク端Ｅとの間にあって、そ
の第１条件判断位置Ｐ１にてＣＰＵ４１の判断により停
止信号が出力され、主軸２４のＹ軸送りが停止したと
き、主軸２４がシャッター３１と干渉（衝突）しないよ
うな位置に設定される。この第１条件判断位置Ｐ１はシ
ャッター開を判断条件としている。

【００１９】また、第２条件判断位置Ｐ２は、第１条件
判断位置Ｐ１および第１原点Ｚ１よりさらに上方にあっ
て、その第２条件判断位置Ｐ２にてＣＰＵ４１の判断に
より停止信号が出力され、主軸２４のＹ軸送りが停止し
たとき、工具マガジン２６の把持爪３３に干渉（衝突）
しない位置に設定されている。この第２条件判断位置Ｐ
２は、主軸オリエンテーションの完了を判断条件として
いる。

【００２０】次に、上記の構成を有する本実施例の動作
を図４に示すフローチャートに従って説明する。なお、
同図は、工具交換動作における処理手順を示している。

【００２１】ＣＰＵ４１は加工プログラムメモリ５２か
ら加工プログラムデータを１ブロックずつ読み込んで解
読し、読み込まれたブロック中に工具交換指令を解読し
た場合、下記の処理手順を実行する。

【００２２】まず、主軸２４の現在位置を演算し、主軸
２４が第１条件判断位置Ｐ１の上方にあるかどうか判断
する（ステップＳ１）。その判断結果がＹｅｓであれば
ステップＳ１１に進み、ＮｏであればステップＳ２に進
む。ステップＳ２では、工具交換位置である第２原点Ｚ
２への主軸移動指令をＹ軸モ−タ駆動制御部４５に，主
軸オリエンテーション指令を主軸モータ駆動制御部４７
に、シャッター開指令をＰＭＣ４９にそれぞれ出力する
（ステップＳ２）。次いで主軸移動指令を受けたＹ軸モ
ータ駆動制御部４５は、Ｙ軸モータ４６を介して主軸２
４を上方へ移動開始させ、主軸オリエンテーション指令
を受けた主軸モータ駆動制御部４７は、位相を合わせる
ため主軸２４の回転を開始し、シャッター開指令を受け
たＰＭＣ４９は、ソレノイドバルブ等を介しシリンダ３
２ａ，３２ｂを駆動させて左右のシャッター３１ａ，３
１ｂを開動作させ、それにより、主軸通用路２９を開放
させる。

【００２３】次に、上方へ移動中の主軸位置が第１条件
判断位置Ｐ１に到達したかどうかをＣＰＵ４１が判断
し、その判断結果がＮｏであれば到達するまで処理を待
機する（ステップＳ３）。そして、その判断結果がＹｅ
ｓになれば、ＣＰＵ４１は、パラメータメモリ５３内の
条件記憶部５３ｂの内容を参照することにより、第１条
件判断位置Ｐ１に対応している条件、すなわちシャッタ
ー３１ａ，３１ｂが開放完了しているかどうかを判断す
る（ステップＳ４）。その判断結果がＮｏであれば、Ｃ
ＰＵ４１は、Ｙ軸モータ駆動制御部４５へ主軸停止信号
を与え、主軸２４の移動を減速又は停止させ、シャッタ
ー開放信号がＰＭＣ４９よりＣＰＵ４１に入力されるま
で処理を待機する（ステップＳ５）。ステップＳ４にお
ける判断結果がＹｅｓであれば、主軸２４の移動は続行
され、または減速もしくは停止した主軸は元の速度に復
帰することになる（ステップＳ６）。

【００２４】次に、ＣＰＵ４１は、上方へ移動中である
主軸２４の位置が第２条件判断位置Ｐ２に到達したかど
うかを判断し、その判断結果がＮｏであれば到達するま
で処理を待機する（ステップＳ７）。また、その判断結
果がＹｅｓであれば、ＣＰＵ４１は、パラメータメモリ
５３内の条件記憶部５３ｂから、第２条件判断位置Ｐ２
に対応している条件、すなわち、主軸オリエンテーショ
ンが完了しているかどうかを判断する（ステップＳ
８）。その判断結果がＮｏであれば、ＣＰＵ４１は、Ｙ
軸モータ駆動制御部４５へ軸停止信号を与えて主軸２４
の移動を減速又は停止させ、主軸オリエンテーション完
了信号が主軸モータ駆動制御部４７からＣＰＵ４１に与
えられるまで処理を待機する（ステップＳ９）。ステッ
プＳ８における判断結果がＹｅｓであれば、主軸２４の
移動は続行され、又は減速もしくは停止した主軸は元の
速度に復帰することになる（ステップＳ１０）。

【００２５】ここで、上述のステップＳ１の判断結果が
Ｙｅｓの場合について説明すると、この場合は、従来の
主軸移動制御と同様の手順が実行される。つまり、シャ
ッター３１ａ，３１ｂ手前の所定位置である第１原点Ｚ
１への主軸移動指令がＹ軸モータ駆動制御部４５に、主
軸オリエンテーション指令が主軸モータ駆動制御部４７
に、シャッター開指令がＰＭＣ４９にそれぞれ出力され
る（ステップＳ１１）。次いで、主軸移動指令を受けた
Ｙ軸モータ駆動制御部４５は、Ｙ軸モータ４６を駆動
し、主軸２４を上方へ移動開始させる。主軸オリエンテ
ーション指令を受けた主軸モータ駆動制御部４７は、位
相を合わせるため主軸２４の回転を開始させ、シャッタ
ー開指令を受けたＰＭＣ４９は、ソレノイドバルブ等を
介してシリンダ３２ａ，３２ｂを駆動し、左右のシャッ
ター３１ａ，３１ｂを開動作させ、主軸通用路２９を開
放させる。次いで、上記各指令動作が完了するまで処理
を待機する（ステップＳ１２）。さらに、各動作が完了
すると、Ｙ軸モータ駆動制御部４５に対し、第２原点Ｚ
２への主軸移動指令が出力される（ステップＳ１３）。

【００２６】前述したステップＳ１０およびステップＳ
１３に引続き、主軸２４位置が第２原点Ｚ２すなわち、
工具交換位置に達するまで処理を待機する（ステップＳ
１４）。次に、第２原点Ｚ２に到達すると、ＰＭＣ４９
へ対し工具交換指令が出力され、ＰＭＣ４９内のシーケ
ンスプログラムに従って前述した工具交換動作が行わ
れ、主軸２４の工具Ｔ１は予備工具Ｔに自動的に交換さ
れる（ステップＳ１５）。そして、工具交換が完了する
とＹ軸モータ駆動制御部に対し、第１原点Ｚ１へ戻るよ
うに主軸移動指令が出力され（ステップＳ１６）、主軸
２４がその第１原点Ｚ１に復帰すると同時に、ＰＭＣ４
９に対し、シャッター閉指令が出力され、シャッター３
１ａ，３１ｂが閉じらて工具交換指令に対する動作が完
了する。

【００２７】また、以上説明した工具交換動作における
主軸２４の移動動作について位置と速度の関係を図５に
示す。加工終了時、主軸２４がシャッター３１ａ，３１
ｂに対して接近している場合、すなわち上記したステッ
プＳ１１〜ステップＳ１６の処理に対応する主軸２４の
移動動作は、図５の（ｃ）に相当する。また、図５の
（ａ）は、加工終了時、主軸２４がシャッター３１ａ，
３１ｂに対して十分に離れている場合であって、第１条
件判断位置Ｐ１に到達するまでにシャッター３１は開い
ており、主軸オリエンテーションも完了しているため主
軸２４は停止することがない。しかし、十分離れていな
い場合であっても図５の（ｂ）に示すように、各判断位
置Ｐ１、Ｐ２において減速するが停止することはないた
め、主軸移動を迅速に行うことができ、さらには起動，
停止に要するエネルギーの浪費を低減させることができ
る。

【００２８】なお、上記実施例においては、条件判断位
置が２つの場合について説明したが、これに限らず、条
件判断がそれ以上存在する場合には、条件判断位置を２
以上設けることもできる。また、条件判断が１つの場合
ももちろん可能である。

【００２９】また、条件判断位置は、上記実施例では所
定の位置を設定し、その位置で行うよう構成したが、こ
れに限らず、所定の範囲を設定し、その範囲内で判断す
るように構成してもよい。

【００３０】また、本発明の干渉部とは、上記実施例で
はシャッターであったが、これに限らず、例えば主軸移
動範囲内に侵入してくるような他工程の工具，ロボット
の可動部，搬送装置等も含まれる。本実施例では、移動
物とは主軸（主軸頭を含む）について説明したが、これ
に限らずテーブル、刃物台であってもよい。

【００３１】また、本発明の減速指示とは、上記実施例
で示したように、制御軸に対して停止指示を出力し、駆
動力を失わせることにより減速させるものであっても、
また、制御軸の回転数を直線的に減少させていくことに
より減速させるものであってもよい。

【００３２】また、本発明の工作機械は、主軸の移動範
囲内に干渉部が存在する任意のＮＣ工作機械に適用する
ことができる。

【００３３】次に、本発明の第２の実施例の説明を行
う。

【００３４】この実施例では、前記第１実施例の第１条
件判断位置Ｐ１における軸移動中の減速または停止を無
くすることによって、エネルギーの浪費を防ぎ、かつ、
第１実施例で述べた安全装置を具備することによって、
安全かつ迅速に指令位置に到達できる方法を提案するも
のである。

【００３５】図６は、第２実施例におけるＮＣ装置のブ
ロック図であって、第１実施例で説明したＮＣ装置のブ
ロック図（図２）と異なる点は、パラメータメモリ５３
に時間記憶部５３ｃが追加されていることである。前記
時間記憶部５３ｃには、ＣＰＵ４１がＰＭＣ４９にシャ
ッター開指令を出力し、シャッター３１ａ、３１ｂが開
放され、ＰＭＣ４９を介してシャッター開動作完了信号
がＣＰＵ４１に帰還されるまでのシャッター動作時間が
記憶されている。ＣＰＵ４１は、位置演算部５５の主軸
現在位置データに基づいて、所定の送り速度による第１
条件判断位置Ｐ１までの移動時間と、前記シャッター動
作時間との差分を待機時間として算出し、Ｙ軸モータ駆
動制御部４５への主軸移動指令を待機時間遅らせて出力
する。

【００３６】次に、上記構成を有する第２実施例の動作
を図７に示すフローチャートに従って説明する。なお、
同図は工具交換動作における主軸２４がシャッター３１
ａ、３１ｂを通過する迄の処理手順を示すものであっ
て、加工終了時の主軸位置は、第１条件判断位置Ｐ１の
下方にあるものと仮定している。従ってシャッター３１
ａ、３１ｂ通過後、及び加工終了時の主軸位置が第１条
件判断位置Ｐ１上方にある場合は第１実施例と同じ処理
手順を実行するので、その説明は省略する。

【００３７】まず、ステップＳ２０では、主軸オリエン
テーション指令を主軸モータ駆動制御部４７に、シャッ
ター開指令をＰＭＣ４９にそれぞれ出力する。主軸オリ
エンテーション指令を受けた主軸モータ駆動制御部４７
は、位相を合わせるため主軸２４の回転を開始し、シャ
ッター開指令を受けたＰＭＣ４９は、左右のシャッター
３１ａ，３１ｂを開動作させる。

【００３８】次に、ＣＰＵ４１は、位置演算部５５によ
って算出された主軸現在位置座標と、あらかじめパラメ
ータメモリ５３の位置記憶部５３ａに記憶されている第
１条件判断位置座標とに基づいて第１条件判断位置Ｐ１
までの移動距離と、さらに前記移動距離から所定速度に
よって移動に要する移動時間とを算出する。（ステップ
Ｓ２１）。そして、あらかじめパラメータメモリ５３内
の時間記憶部５３ｃに格納されているシャッター動作時
間よりも算出した移動時間の方が長いか、もしくは等し
いかどうかを比較判断する（ステップＳ２２）。その判
断結果がＹｅｓ（長い、等しい）であればステップＳ２
５に進み、ＮｏであればステップＳ２３に進む。ステッ
プＳ２３では、移動時間とシャッター動作時間との差で
ある待機時間を算出する（ステップＳ２３）。次に、Ｃ
ＰＵ４１はシャッター開指令出力より待機時間が経過し
たかどうかを判断し、その判断結果がＮｏであれば、待
機時間が経過するまで処理を待機する（ステップＳ２
４）。

【００３９】前述したステップＳ２２およびステップＳ
２４に引き続き、その判断結果がＹｅｓであれば、ＣＰ
Ｕ４１は工具交換位置である第２原点Ｚ２への主軸移動
指令をＹ軸モータ駆動制御部４５に出力する（ステップ
Ｓ２５）。前記Ｙ軸モータ駆動制御部４５は前記移動指
令に基づき、主軸のＹ軸移動を開始する。

【００４０】次に、上方へ所定速度で移動中の主軸位置
が第１条件判断位置Ｐ１に到達したかどうかをＣＰＵ４
１が判断し、その判断結果がＮｏであれば到達するまで
処理を待機する（ステップＳ２６）。そして、その判断
結果がＹｅｓになれば、ＣＰＵ４１はパラメータメモリ
５３の条件記憶部５３ｂの内容を参照することにより、
第１条件判断位置Ｐ１に対応している条件、すなわちシ
ャッター３１ａ，３１ｂが開放完了しているかどうかを
判断する（ステップＳ２７）。その判断結果がＮｏであ
れば、ＣＰＵ４１はＹ軸モータ駆動制御部４５へ主軸停
止信号を与え、主軸２４の移動を減速または停止させ、
シャッター開放信号がＰＭＣ４９よりＣＰＵ４１に入力
されるまで処理を待機する（ステップＳ２８）。ステッ
プＳ２７における判断結果がＹｅｓであれば、主軸２４
の移動はそのまま続行され、または、減速もしくは停止
した主軸２４は元の所定速度に復帰して、第２判断位置
に向かう（ステップＳ２９）。

【００４１】以上説明した工具交換動作における主軸２
４の移動動作について、位置と速度の関係を図９に示
す。同図は、加工終了時の主軸位置が通常の所定の送り
速度で第１条件判断位置Ｐ１に到達する時間よりもシャ
ッター動作時間の方が長い場合であって、図９（ａ）は
前記第１実施例による動作を示し、図９（ｂ）は本実施
例による動作を示す。本実施例によると、第１条件判断
位置Ｐ１に到達するときにはシャッター３１ａ、３１ｂ
は開放されており、そこで、減速することはないため、
加減速に要するエネルギーの浪費を低減することができ
る効果がある。また、その位置でシャッター３１ａ、３
１ｂの開閉が判断できるので安全である。

【００４２】次に、本発明の第３の実施例を説明する。
第３実施例では、前記第２実施例と同様、加工終了位置
において、まず、第１条件判断位置Ｐ１までの移動距離
と移動時間を算出し、主軸２４が前記第１条件判断位置
Ｐ１に到達したとき、シャッター３１ａ、３１ｂが開放
されているようなタイミングで移動するものである。第
２実施例のように待機した後、所定の移動速度で移動す
るのではなく、本実施例では、第１条件判断位置Ｐ１ま
での移動速度を調整するものである。

【００４３】本実施例では、図６の構成において、ＣＰ
Ｕ４１は位置演算部５５からの主軸現在位置と第１条件
判断位置Ｐ１とから算出される移動距離と、パラメータ
メモリ５３の時間記憶部５３ｃに記憶されたシャッター
動作時間とによって、第１条件判断位置Ｐ１にて減速、
停止を原則としてしなくていいような適当な送り速度を
算出し、Ｙ軸モータ駆動部４５へ前記送り速度指令を出
力する。前記Ｙ軸モータ駆動制御部４５は前記速度指令
に基づいて主軸２４の移動を開始することになる。

【００４４】次に、上記構成を有する第３実施例の動作
を図８に示すフローチャートに従って説明する。なお、
同図は工具交換動作における主軸２４がシャッター３１
ａ、３１ｂを通過する迄の処理手順を示すものであっ
て、加工終了時の主軸位置は、第１条件判断位置Ｐ１の
下方にあるものと仮定している。従ってシャッター３１
ａ、３１ｂ通過後、及び加工終了時の主軸位置が第１条
件判断位置Ｐ１上方にある場合は第１実施例と同じ処理
手順を実行するので、その説明は省略する。

【００４５】まず、ステップＳ３０では、主軸オリエン
テーション指令を主軸モータ駆動制御部４７に、シャッ
ター開指令をＰＭＣ４９にそれぞれ出力する。主軸オリ
エンテーション指令を受けた主軸モータ駆動制御部４７
は、位相を合わせるため主軸２４の回転を開始し、シャ
ッター開指令を受けたＰＭＣ４９は、左右のシャッター
３１ａ，３１ｂを開動作させる。

【００４６】次に、ＣＰＵ４１は位置演算部５５によっ
て算出された主軸現在位置座標と、あらかじめパラメー
タメモリ５３の位置記憶部５３ａに記憶されている第１
条件判断位置座標とに基づいて第１条件判断位置Ｐ１ま
での移動距離と、さらに前記移動距離から、あらかじめ
決められた所定の移動速度（例えば、本実施例の場合、
その所定速度とは最高送り速度としている）で移動に要
する移動時間とを算出する。（ステップＳ３１）。そし
て、あらかじめパラメータメモリ５３内の時間記憶部５
３ｃに格納されているシャッター動作時間よりも移動時
間の方が長いか、もしくは等しいかどうかを比較判断す
る（ステップＳ３２）。その判断結果がＹｅｓであれば
ステップＳ３５に進み、ＮｏであればステップＳ３３に
進む。ステップＳ３３では、前記移動距離とパラメータ
メモリ５３の時間記憶部５３ｃに記憶されたシャッター
動作時間とによって、適当な送り速度を算出する。スッ
テプＳ３４では、Ｙ軸モータ駆動部４５へ前記送り速度
の速度指令を出力する。

【００４７】次に、前記ステップＳ３２およびステップ
Ｓ３４に続き、ＣＰＵ４１は工具交換位置である第２原
点Ｚ２への主軸移動指令をＹ軸モータ駆動制御部４５に
出力する（ステップＳ３５）。前記Ｙ軸モータ駆動制御
部４５は前記移動指令および前記速度指令に基づいて主
軸２４を前記移動速度で移動させることになる。上方へ
移動中の主軸２４の位置が第１条件判断位置Ｐ１に到達
したかどうかをＣＰＵ４１が判断し、その判断結果がＮ
ｏであれば到達するまで処理を待機する（ステップＳ３
６）。そして、その判断結果がＹｅｓになれば、ＣＰＵ
４１はパラメータメモリ５３の条件記憶部５３ｂの内容
を参照することにより、第１条件判断位置Ｐ１に対応し
ている条件、すなわちシャッター３１ａ，３１ｂが開放
完了しているかどうかを判断する（ステップＳ３７）。
その判断結果がＮｏであれば、ＣＰＵ４１はＹ軸モータ
駆動制御部４５へ主軸停止信号を与え、主軸２４の移動
を減速または停止させ、シャッター開放信号がＰＭＣ４
９よりＣＰＵ４１に入力されるまで処理を待機する（ス
テップＳ３８）。ステップＳ３７における判断結果がＹ
ｅｓであれば、ＣＰＵ４１は前記送り速度を解除すると
ともに元の所定の送り速度（本実施例では、最高速度）
をＹ軸モータ駆動制御部４５に指令し（ステップＳ３
９）、主軸２４の移動は続行され、または、減速もしく
は停止した主軸２４は、前記元の所定速度（最高速度）
に復帰して、第２条件判断位置Ｐ２に向かう（ステップ
Ｓ４０）。

【００４８】本実施例では、ＣＰＵ４１からＹ軸モータ
駆動制御部４５に任意の送り速度値自体の指令を出力し
たが、所定の送り速度に対するオーバライド（減速比）
指令を出力するようにしてもよい。

【００４９】以上説明した工具交換動作における主軸２
４の移動動作について、位置と速度の関係を図９に示
す。同図は、加工終了時の主軸位置が通常所定の送り速
度で第１条件判断位置Ｐ１に到達する時間よりもシャッ
ター動作時間の方が長い場合であって、図９（ａ）は前
記第１実施例による動作を示し、図９（ｃ）は本実施例
による動作を示す。本実施例によると、第１条件判断位
置Ｐ１に到達するときにはシャッター３１ａ、３１ｂは
開放されており、減速することはないため、減速に要す
るエネルギーの浪費を低減することができる効果があ
る。また、その位置でシャッター３１ａ、３１ｂの開閉
が判断できるので安全である。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明によれば、可動範囲内の干渉部が排除されることを
待たずに主軸の移動を開始でき、移動中に干渉状態を判
断して干渉物がなければ主軸をスピーディに干渉領域内
に侵入させることができ、さらに主軸と干渉部が干渉し
ないように主軸を安全に停止させることができる。それ
により、主軸が停止する時間を低減させて主軸の移動を
迅速に行わせることが可能となり、かつ主軸の安全を保
証することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例におけるＮＣ工作機械の安
全装置の基本構成を示すブロック図である。

【図２】同実施例におけるＮＣ工作機械の安全装置の制
御ブロック図である。

【図３】図２に示すＮＣ工作機械の一部断面を有する正
面図である。

【図４】同実施例の動作を説明するためのフローチャー
トである。

【図５】同実施例の主軸移動動作について位置と速度の
関係を示す説明図である。

【図６】第２実施例におけるＮＣ工作機械の安全装置の
制御ブロック図である。

【図７】同実施例の動作を説明するためのフローチャー
トである。

【図８】第３の実施例の動作を説明するためのフローチ
ャートである。

【図９】第１〜３の実施例の動作について、位置と速度
の関係を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 位置演算手段 ２ 位置記憶手段 ３ 位置判断手段 ４ 条件記憶手段 ５ 条件検知手段 ６ 条件判断手段 ７ 軸制御手段 ８ 制御軸 ９ 干渉部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動可能な移動物と、 その移動物を駆動させる駆動手段と、 前記移動物の移動経路を閉塞または開放する干渉部と、 前記移動物の移動に関して、前記駆動手段に減速または
   停止指示が入力され、減速または停止した結果、前記移
   動物と前記干渉部とが干渉しないようなタイミングで、
   所定の条件を満たしているかいないかを判断する判断手
   段と、 前記移動物が移動中に、前記判断手段の判断結果に基づ
   き、条件が満たされていない場合は、前記駆動手段に移
   動物の減速または停止指示を出力し、満足する場合は前
   記移動を継続させる制御手段と、 を備えたことを特徴とする安全装置付き機械。
2. 【請求項２】 前記移動物は主軸であって、前記干渉部
   は主軸の移動により干渉するシャッターであることを特
   徴とする請求項１記載の安全装置付き機械。
3. 【請求項３】 移動可能な主軸と、 その主軸を駆動させる駆動手段と、 前記主軸移動により、前記主軸に装着された工具と係合
   離脱可能な把持爪と、 前記主軸の移動に関して、前記駆動手段に減速または停
   止指示が入力され、減速または停止した結果、前記工具
   と前記把持爪とが干渉しないタイミングで、オリエンテ
   ーション条件を満たしているかいないかを判断する判断
   手段と、 前記主軸が移動中に、前記判断手段の判断結果に基づ
   き、条件が満たされていない場合は、前記移動手段に主
   軸の減速または停止指示を出力し、満足する場合は前記
   移動を継続させる制御手段と、 を備えたことを特徴とする安全装置付き機械。