JPH0639037B2 - 工作機械主軸のｃ軸原点設定方法及び装置 - Google Patents
工作機械主軸のｃ軸原点設定方法及び装置Info
- Publication number
- JPH0639037B2 JPH0639037B2 JP6863488A JP6863488A JPH0639037B2 JP H0639037 B2 JPH0639037 B2 JP H0639037B2 JP 6863488 A JP6863488 A JP 6863488A JP 6863488 A JP6863488 A JP 6863488A JP H0639037 B2 JPH0639037 B2 JP H0639037B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- axis
- encoder
- spindle
- machine tool
- center
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Numerical Control (AREA)
- Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はＮＣ工作機械特に複合ＮＣ施盤において端面，
外周の穴加工，キー溝加工等に際して必要なＣ軸原点の
設定方法及び装置に関する。
外周の穴加工，キー溝加工等に際して必要なＣ軸原点の
設定方法及び装置に関する。
従来の技術 施盤において複合加工する場合に一工程加工のための基
準位置あるいは二工程加工のための位相合わせ等が必要
であって、従来はチャック側に取付けた基準用の位置決
めピンを工作物の位置決め穴を係合させるか、チャック
に工作物を任意に取付け刃物台にタッチプローブを取付
けてタッチプローブを穴位置に移動させて主軸を回転し
てプローブが穴に落ちた時の主軸角度及び穴より上がっ
た時の主軸角度とを検出して両角度より穴中心を求めて
いた。
準位置あるいは二工程加工のための位相合わせ等が必要
であって、従来はチャック側に取付けた基準用の位置決
めピンを工作物の位置決め穴を係合させるか、チャック
に工作物を任意に取付け刃物台にタッチプローブを取付
けてタッチプローブを穴位置に移動させて主軸を回転し
てプローブが穴に落ちた時の主軸角度及び穴より上がっ
た時の主軸角度とを検出して両角度より穴中心を求めて
いた。
発明が解決しようとする課題 前者の場合は自動化によりロボット，オートローダ等で
工作物を搬送し、位置決めピンを工作物の位置決め穴に
挿入するのは穴とピンの隙間が極めて小さいので、挿入
が困難で時間を要する。後者の場合はタッチプローブを
必要としコスト高となるうえ穴に落ちた瞬間、穴より引
上げた瞬間を正確に検出するため、慎重に行う必要があ
り、検出時間がかかる等の問題点を有していた。
工作物を搬送し、位置決めピンを工作物の位置決め穴に
挿入するのは穴とピンの隙間が極めて小さいので、挿入
が困難で時間を要する。後者の場合はタッチプローブを
必要としコスト高となるうえ穴に落ちた瞬間、穴より引
上げた瞬間を正確に検出するため、慎重に行う必要があ
り、検出時間がかかる等の問題点を有していた。
本発明は特殊な治具センサ等を必要とせずＮＣ機の有す
る機能を活用して短時間に穴位置中心を見出しＣ軸原点
を設定する方法及び装置を提供することを目的としてい
る。
る機能を活用して短時間に穴位置中心を見出しＣ軸原点
を設定する方法及び装置を提供することを目的としてい
る。
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のＣ軸原点設定方法は
ＮＣ工作機械において、チャックに任意に取付けた工作
物の位置決め用穴或いは切欠き等にかかるように切削
し，その切削時の送りモータの負荷変動位置から前記穴
或いは切欠きの中心位置を求め、この中心位置にもとづ
き主軸のＣ軸原点を設定するものである。さらに送りモ
ータと主モータの変動巾の中心角度が一致する位置から
Ｃ軸原点を設定するものである。またこの方法を実行す
る装置としてＮＣ工作機械において、主軸の角度位置を
検出できる第１エンコーダと、主軸とクラッチを介して
連結されるＣ軸駆動モータと、Ｃ軸の原点を検出する第
２エンコーダと、切削負荷を検知できるモータと、該モ
ータの切削負荷の変動位置を検知できる第３エンコーダ
と該第３エンコーダの変動巾の中心が前記第１エンコー
ダのどの角度位置になるかを求めその求めた角度位置が
前記第１エンコーダの起点位置とどれだけの角度差かを
求める制御部と、該角度差をもとにＣ軸原点を求める演
算部と、演算値の記憶部とを備えるものである。
ＮＣ工作機械において、チャックに任意に取付けた工作
物の位置決め用穴或いは切欠き等にかかるように切削
し，その切削時の送りモータの負荷変動位置から前記穴
或いは切欠きの中心位置を求め、この中心位置にもとづ
き主軸のＣ軸原点を設定するものである。さらに送りモ
ータと主モータの変動巾の中心角度が一致する位置から
Ｃ軸原点を設定するものである。またこの方法を実行す
る装置としてＮＣ工作機械において、主軸の角度位置を
検出できる第１エンコーダと、主軸とクラッチを介して
連結されるＣ軸駆動モータと、Ｃ軸の原点を検出する第
２エンコーダと、切削負荷を検知できるモータと、該モ
ータの切削負荷の変動位置を検知できる第３エンコーダ
と該第３エンコーダの変動巾の中心が前記第１エンコー
ダのどの角度位置になるかを求めその求めた角度位置が
前記第１エンコーダの起点位置とどれだけの角度差かを
求める制御部と、該角度差をもとにＣ軸原点を求める演
算部と、演算値の記憶部とを備えるものである。
作用 端面に穿設した位置決め穴にかかるようにＸ軸送りモー
タを駆動して端面切削を行い、その負荷の変動を検出
し、変動巾の中心が主軸のどの角度位置か演算しこの角
度位置からＣ軸原点を設定する。また送りモータの変動
巾の中心と主モータの変動巾の中心とが一致した位置が
主軸のどの角度かを演算しその角度位置からＣ軸原点を
設定する。穴位置の主モータ及び送りモータの負荷の変
動は制御部に送られ送りモータの第２エンコーダの出力
が制御部に送られ変動巾の中心を見出し主軸の第１エン
コーダとより変動巾中心の主軸角度位置を制御部が演算
して求める。そしてＣ軸を主軸と結合してその求めた角
度よりＣ軸駆動モータを駆動してＣ軸の原点を設定する
ものである。
タを駆動して端面切削を行い、その負荷の変動を検出
し、変動巾の中心が主軸のどの角度位置か演算しこの角
度位置からＣ軸原点を設定する。また送りモータの変動
巾の中心と主モータの変動巾の中心とが一致した位置が
主軸のどの角度かを演算しその角度位置からＣ軸原点を
設定する。穴位置の主モータ及び送りモータの負荷の変
動は制御部に送られ送りモータの第２エンコーダの出力
が制御部に送られ変動巾の中心を見出し主軸の第１エン
コーダとより変動巾中心の主軸角度位置を制御部が演算
して求める。そしてＣ軸を主軸と結合してその求めた角
度よりＣ軸駆動モータを駆動してＣ軸の原点を設定する
ものである。
実施例 第１図において、ミーリング，ドリリング，タッピング
等の加工可能な公知の複合ＮＣ施盤において、ベッド１
上の主軸台２には前端にチャック３を嵌着した主軸４が
回転可能に軸承されており、負荷の変動検出機能付主モ
ータ５によりベルトを介して回転される。主軸４には１
ポジションクラッチ６を介してＣ軸駆動モータ７に連結
可能となっている。主軸４の回転角度を検出するエンコ
ーダ８，Ｃ軸駆動モータ７の回転角度を検出するエンコ
ーダ９，主モータ５の回転角度を検出するエンコーダ１
０がそれぞれ設けられている。そして各エンコーダの出
力及び主モータの負荷変動検出出力はＮＣ装置１１に入
力されている。またベッド１上の水平案内面にはサドル
１２が載置され、負荷変動検出機能付Ｚ軸送りモータ１
３で回転されるＺ軸送りねじ１４で移動される。さらに
サドル１２上の案内面には刃物台１５が載置され負荷変
動検出機能付Ｘ軸送りモータ１６で回転されるＸ軸送り
ねじ１７により移動される。刃物台１５には複合加工用
タレット１８が旋回割出可能に設けられており、回転用
工具Ｔ１と切削用工具Ｔ２を取付けることができる。そ
してＺ軸送りモータ１３にはモータの回転角度を検出す
るエンコーダ１９、Ｘ軸送りモータ１６にはモータの回
転角度を検出するエンコーダ２０が設けられている。そ
してエンコーダ１９，２０の出力及びＺ軸送りモータ１
３，Ｘ軸送りモータ１６の負荷変動検出出力はＮＣ装置
１１に入力される。
等の加工可能な公知の複合ＮＣ施盤において、ベッド１
上の主軸台２には前端にチャック３を嵌着した主軸４が
回転可能に軸承されており、負荷の変動検出機能付主モ
ータ５によりベルトを介して回転される。主軸４には１
ポジションクラッチ６を介してＣ軸駆動モータ７に連結
可能となっている。主軸４の回転角度を検出するエンコ
ーダ８，Ｃ軸駆動モータ７の回転角度を検出するエンコ
ーダ９，主モータ５の回転角度を検出するエンコーダ１
０がそれぞれ設けられている。そして各エンコーダの出
力及び主モータの負荷変動検出出力はＮＣ装置１１に入
力されている。またベッド１上の水平案内面にはサドル
１２が載置され、負荷変動検出機能付Ｚ軸送りモータ１
３で回転されるＺ軸送りねじ１４で移動される。さらに
サドル１２上の案内面には刃物台１５が載置され負荷変
動検出機能付Ｘ軸送りモータ１６で回転されるＸ軸送り
ねじ１７により移動される。刃物台１５には複合加工用
タレット１８が旋回割出可能に設けられており、回転用
工具Ｔ１と切削用工具Ｔ２を取付けることができる。そ
してＺ軸送りモータ１３にはモータの回転角度を検出す
るエンコーダ１９、Ｘ軸送りモータ１６にはモータの回
転角度を検出するエンコーダ２０が設けられている。そ
してエンコーダ１９，２０の出力及びＺ軸送りモータ１
３，Ｘ軸送りモータ１６の負荷変動検出出力はＮＣ装置
１１に入力される。
制御ブロック線図を示す第２図において３１は入力部で
正常負荷値，起点信号θ＝０の設定，求める穴のある部
位が外周か、端面かなどが対話形式で入力されまた紙テ
ープのデータ情報が入力される。３２は制御部で主モー
タ５，（Ｚ軸，Ｘ軸）送りモータ１３，１６、Ｃ軸駆動
モータ７を駆動し、それぞれのエンコーダ９，１０，１
９，２０及び主軸４のエンコーダ８の出力が入力され、
入力部のデータにもとづき主モータ，送りモータ並びに
Ｃ軸駆動モータが制御回転される。また主モータ５，送
りモータ１３，１６の１回転中の負荷変動値を入力して
その微小時間のサンプリング時間内の平均値より変動巾
の中心を演算し、エンコーダ８の原点よりの角度差を算
出する演算回路を有する。３３は角度差記憶部で穴位置
とＣ軸原点との角度差を記憶する。３４はＣ軸原点演算
部でＣ軸の原点が演算設定される。３５はＣ軸原点記憶
部である。
正常負荷値，起点信号θ＝０の設定，求める穴のある部
位が外周か、端面かなどが対話形式で入力されまた紙テ
ープのデータ情報が入力される。３２は制御部で主モー
タ５，（Ｚ軸，Ｘ軸）送りモータ１３，１６、Ｃ軸駆動
モータ７を駆動し、それぞれのエンコーダ９，１０，１
９，２０及び主軸４のエンコーダ８の出力が入力され、
入力部のデータにもとづき主モータ，送りモータ並びに
Ｃ軸駆動モータが制御回転される。また主モータ５，送
りモータ１３，１６の１回転中の負荷変動値を入力して
その微小時間のサンプリング時間内の平均値より変動巾
の中心を演算し、エンコーダ８の原点よりの角度差を算
出する演算回路を有する。３３は角度差記憶部で穴位置
とＣ軸原点との角度差を記憶する。３４はＣ軸原点演算
部でＣ軸の原点が演算設定される。３５はＣ軸原点記憶
部である。
制御の流れを示す第３図において、ステップＳ１におい
て入力部３１に正常負荷値及び求める穴のある部位が外
周か端面か等を入力する。ステップＳ２において入力デ
ータにもとづき刃物台１５をＸ軸Ｚ軸制御して工作物の
外周または端面の位置決め穴にかかる切削を行う。ステ
ップＳ３ａにおいて、ＮＣ装置に入力された主モータ５
の負荷の変動巾からその中心を制御部３２で演算する主
軸４のエンコーダ８は回転比１：１の関係にあるが主モ
ータ５のエンコーダ１０は主軸４と回転比は１：１の関
係にないため、演算で求めた変動巾中心位置が主軸４に
設けたエンコーダ８により主軸４に対する中心の角度位
置を演算し記憶させる。またステップＳ３ａと並行して
ステップＳ３ｂにおいて穴位置が端面位置であるとＸ軸
送りモータ１６からＮＣ装置へ入力、また穴位置が外周
位置であるとＺ軸送りモータ１３からＮＣ装置へ入力さ
れた負荷の変動巾からその中心を制御部３２で演算し、
この位置が主軸４に設けたエンコーダ８により主軸４に
対する中心の角度位置を演算し記憶させる。ステップＳ
４において主モータ側の変動巾の中心の角度位置とＸ軸
またはＺ軸側の変動巾の中心の角度位置とが同じである
かを制御部３２で判断する。ＮＯであればステップＳ２
に戻り一致するまでステップを繰り返す。ＹＥＳであれ
ばステップＳ５において先に求めた主軸のエンコーダ８
の角度位置がエンコーダの起点信号発生位置から何度に
なるか角度差θを算出する。ステップＳ６において起点
から角度差θを角度差記憶部３３に記憶する。ステップ
Ｓ７においてＣ軸に上記の角度差θをあてはめて加工す
べき穴の位置を出すための加工原点をＣ軸原点演算部３
４で演算する。ステップＳ８において演算で求められた
値をＣ軸原点記憶部３５に記憶させる。穴の加工に際し
ては一ポジションクラッチ６を噛合わせＣ軸サーボモー
タ７により加工の穴中心位置を原点に設定してドリル，
タップ等の加工を行う。
て入力部３１に正常負荷値及び求める穴のある部位が外
周か端面か等を入力する。ステップＳ２において入力デ
ータにもとづき刃物台１５をＸ軸Ｚ軸制御して工作物の
外周または端面の位置決め穴にかかる切削を行う。ステ
ップＳ３ａにおいて、ＮＣ装置に入力された主モータ５
の負荷の変動巾からその中心を制御部３２で演算する主
軸４のエンコーダ８は回転比１：１の関係にあるが主モ
ータ５のエンコーダ１０は主軸４と回転比は１：１の関
係にないため、演算で求めた変動巾中心位置が主軸４に
設けたエンコーダ８により主軸４に対する中心の角度位
置を演算し記憶させる。またステップＳ３ａと並行して
ステップＳ３ｂにおいて穴位置が端面位置であるとＸ軸
送りモータ１６からＮＣ装置へ入力、また穴位置が外周
位置であるとＺ軸送りモータ１３からＮＣ装置へ入力さ
れた負荷の変動巾からその中心を制御部３２で演算し、
この位置が主軸４に設けたエンコーダ８により主軸４に
対する中心の角度位置を演算し記憶させる。ステップＳ
４において主モータ側の変動巾の中心の角度位置とＸ軸
またはＺ軸側の変動巾の中心の角度位置とが同じである
かを制御部３２で判断する。ＮＯであればステップＳ２
に戻り一致するまでステップを繰り返す。ＹＥＳであれ
ばステップＳ５において先に求めた主軸のエンコーダ８
の角度位置がエンコーダの起点信号発生位置から何度に
なるか角度差θを算出する。ステップＳ６において起点
から角度差θを角度差記憶部３３に記憶する。ステップ
Ｓ７においてＣ軸に上記の角度差θをあてはめて加工す
べき穴の位置を出すための加工原点をＣ軸原点演算部３
４で演算する。ステップＳ８において演算で求められた
値をＣ軸原点記憶部３５に記憶させる。穴の加工に際し
ては一ポジションクラッチ６を噛合わせＣ軸サーボモー
タ７により加工の穴中心位置を原点に設定してドリル，
タップ等の加工を行う。
なお本実施例では主モータと送りモータの負荷変動巾の
中心をそれぞれ求めてその両者の一致を見るようにして
高い精度検出を行ったが送りモータのみの負荷の変動巾
の中心のみを求めることでも実用に供しうる。
中心をそれぞれ求めてその両者の一致を見るようにして
高い精度検出を行ったが送りモータのみの負荷の変動巾
の中心のみを求めることでも実用に供しうる。
効果 以上詳述したように本発明は穴位置の負荷変動から自動
的に変動巾中心が算出されこれにもとづきＣ軸原点が設
定されるので特殊な治具，センサ及び作業者の特別操作
を必要とせず、計測設定時間が短縮されるとともに安定
した原点設定が可能である。
的に変動巾中心が算出されこれにもとづきＣ軸原点が設
定されるので特殊な治具，センサ及び作業者の特別操作
を必要とせず、計測設定時間が短縮されるとともに安定
した原点設定が可能である。
第１図は本発明の施盤の制御系統を示す図、第２図は制
御のブロック線図、第３図は制御の流れ図である。 ４……主軸、５……主モータ ８，９，１０，１９，２０……エンコーダ １１……ＮＣ装置 １３……Ｚ軸送りモータ １５……Ｘ軸送りモータ ３２……制御部、３３……角度差記憶部 ３４……Ｃ軸原点演算部 ３５……Ｃ軸原点記憶部
御のブロック線図、第３図は制御の流れ図である。 ４……主軸、５……主モータ ８，９，１０，１９，２０……エンコーダ １１……ＮＣ装置 １３……Ｚ軸送りモータ １５……Ｘ軸送りモータ ３２……制御部、３３……角度差記憶部 ３４……Ｃ軸原点演算部 ３５……Ｃ軸原点記憶部
Claims (3)
- 【請求項１】ＮＣ工作機械において、チャックに任意に
取付けた工作物の位置決め用穴或いは切欠き等にかかる
ように切削し，その切削時の送りモータの負荷変動位置
から前記穴或いは切欠きの中心位置を求め、この中心位
置にもとづき主軸のＣ軸原点を設定することを特徴とす
る工作機械主軸のＣ軸原点設定方法。 - 【請求項２】ＮＣ工作機械において、チャックに任意に
取付けた工作物の位置決め用穴或いは切欠きにかかるよ
うに切削し、その切削時の主モータの負荷変動巾の中心
と送りモータの負荷変動巾の中心とが一致する主軸角度
位置にもとづき主軸のＣ軸原点を設定することを特徴と
する工作機械のＣ軸原点設定方法。 - 【請求項３】ＮＣ工作機械において、主軸の角度位置を
検出できる第１エンコーダ（８）と、主軸とクラッチ
（６）を介して連結されるＣ軸駆動モータ（７）と、Ｃ
軸の原点を検出する第２エンコーダ（９）と、切削負荷
を検知できるモータ（５，１３，１６）と、該モータの
切削負荷の変動位置を検知できる第３エンコーダ（１
０，１９，２０）と該第３エンコーダ（１０，１９，２
０）の変動巾の中心が前記第１エンコーダ（８）のどの
角度位置にあるかを求めその求めた角度位置が前記第１
エンコーダ（８）の起点位置とどれだけの角度差かを求
める制御部（３２）と、該角度差をもとにＣ軸原点を求
める演算部（３４）と、演算値の記憶部（３５）とを備
えることを特徴とする工作機械主軸のＣ軸原点設定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6863488A JPH0639037B2 (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | 工作機械主軸のｃ軸原点設定方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6863488A JPH0639037B2 (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | 工作機械主軸のｃ軸原点設定方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01240258A JPH01240258A (ja) | 1989-09-25 |
| JPH0639037B2 true JPH0639037B2 (ja) | 1994-05-25 |
Family
ID=13379367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6863488A Expired - Lifetime JPH0639037B2 (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | 工作機械主軸のｃ軸原点設定方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0639037B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI589389B (zh) * | 2015-03-06 | 2017-07-01 | Machine tool intelligent control system and its control method |
-
1988
- 1988-03-22 JP JP6863488A patent/JPH0639037B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01240258A (ja) | 1989-09-25 |
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