JPH07251350A

JPH07251350A - 操作形工作機械

Info

Publication number: JPH07251350A
Application number: JP7268594A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Ono; 野堅一大
Original assignee: Makino Milling Machine Co Ltd
Current assignee: Makino Milling Machine Co Ltd
Priority date: 1994-03-16
Filing date: 1994-03-16
Publication date: 1995-10-03
Anticipated expiration: 2015-10-03
Also published as: JP3093095B2

Abstract

(57)【要約】【目的】手動操作による軸送りにおいて、作業者が神経
を使わず、高精度且つ迅速な位置決めを可能とする操作
形工作機械を提供する。【構成】手動操作により送り軸を移動させて位置決めを
行なう際、目標位置の座標値に応じた位置決め単位を位
置決め単位設定スイッチ２５により設定する。スケール
８Ｘ，８Ｙ，８Ｚの位置情報を見ながら送り軸を目標位
置の手前の位置決め単位より小さい範囲内に手動ハンド
ル２１Ｘ，２１Ｙ，２１Ｚでラフに送り、その後位置決
め単位停止スイッチ２２を押しながら手動ハンドル２１
Ｘ，２１Ｙ，２１Ｚを回すと、各送り軸が目標位置へ到
達したとき停止するよう送り制御部１を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の送り軸
を駆動する送りモータを手動ハンドル操作により動作さ
せ、工具とワークとの相対移動・位置決めを行ないワー
クを加工する操作形工作機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】送り軸を駆動する送りモータを、パルス
発生器を内蔵した手動ハンドルまたは手動連続送りスイ
ッチの手動操作により動作させ、斜線送りや円弧送りを
行なわせる操作形フライス盤や操作形複合工作機械が提
案されている（例えば特願平４−３４０９３０、特願平
５−２５３５９６参照）。

【０００３】例えば、この操作形フライス盤では、Ｘ、
Ｙ、Ｚ軸の各送り軸に設けられた送りねじナット機構と
送りモータを用いて、手動ハンドル、手動連続送り操作
等の手動操作により、主軸に取り付けた工具と、テーブ
ル上に固定したワークとを相対的に移動させている。加
工時、ワークを所定の加工開始位置まで移動させるた
め、送り軸の手動連続送りやパルス発生器によるハンド
ル送りを行なっている。通常、送り軸は、１パルス当り
の移動量すなわち最小設定単位が１μｍに設定されてい
るため、現在位置出力手段の位置表示器を見ながら目標
位置へ手動ハンドルを用いて位置決めするのは、時間を
かけ、神経を集中させて慎重に行ない、かつ熟練を要す
る作業であった。例えばＸ軸を現在位置からプラス方向
へ１０．５００ｍｍ移動させる場合を考えると、約１０
ｍｍまでは手動ハンドルを早回しにし、その後徐々に送
り速度を遅くして約１０．４ｍｍまで送り、そこから更
に送り速度を遅くして１０．５００ｍｍまで送るが、１
０．５０５ｍｍのように送り過ぎることがままある。こ
の場合はもう一度約１０ｍｍまで戻して、再度ゆっくり
１０．５００ｍｍまで送るのである。素早く、一度の操
作で１０．５００ｍｍに位置決めするのはきわめて困難
であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
工作機械で位置決めを行なう場合、１回や２回の手動ハ
ンドル等の手動操作により、送り軸を正確に位置決めす
ることはきわめて困難であるので、正確な位置決めに要
する時間が多大となり、作業効率の低下を招くばかりで
なく、加工作業に集中することもできなくなって加工効
率も低下し、操作性の面で問題があった。

【０００５】そこで、本発明の目的は、手動操作による
軸送りにおいて、作業者が神経を使わず、高精度且つ迅
速な位置決めを可能とする操作形工作機械を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明による操作形工作機械は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の送
り軸を駆動する送りモータを手動ハンドルの操作により
動作させ、工具とワークとの相対移動・位置決めを行な
いワークを加工する操作形工作機械において、前記各送
り軸の現在位置情報を出力する現在位置出力手段と、前
記各送り軸の最小設定単位とは別に予め任意に定めた位
置決め単位を設定する位置決め単位設定手段と、前記位
置決め単位設定手段で設定した位置決め単位毎に前記送
りモータを停止させる位置決め単位停止スイッチ手段と
を備えて構成される。

【０００７】

【作用】本発明では、手動操作により送り軸を移動させ
て位置決めを行なう際、目標位置を表わす数値の粗さ細
かさに応じて位置決め単位設定手段を用い位置決め単位
を設定する。すると位置決め単位停止スイッチ手段を動
作させると、位置決め単位毎に送りモータを停止させる
ことができる。そして現在位置出力手段の位置表示器を
見ながら手動操作により送り軸を目標位置の手前の前記
設定した位置決め単位より小さい範囲内へ移動させる。
そこから位置決め単位停止スイッチ手段を動作させるな
り、位置決め単位停止スイッチ手段を動作させながら手
動ハンドルを回すなり、位置決め単位停止スイッチ手段
を動作させながら手動連続送りスイッチを動作させるな
りして送り軸を目標位置へ向けて送ると、丁度目標位置
で停止し、位置決めが容易にかつ確実に行なわれる。例
えばＸ軸を１０．５ｍｍの位置に位置決めする場合、位
置決め単位を０．１ｍｍに設定する。次いでＸ軸を１
０．４と１０．５ｍｍの間に粗送りし、そこから位置決
め単位停止スイッチ手段を動作させると、１０．５００
ｍｍの位置までＸ軸が自動的に移動し停止するのであ
る。

【０００８】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図１は、本発明による工作機械の位置
決め制御装置の一実施例を示す構成ブロック図である。

【０００９】機械操作部４に設置された操作キー４１
（後述）の操作情報が機械制御部３に入力されて、前記
操作情報に対応した機械の制御が為される。送り制御部
１は、指定された制御動作に必要な情報を記憶するメモ
リ１１と、制御動作に必要な情報を演算により求める演
算部１２と、後述する送り軸の移動範囲を規定する動作
範囲設定部１３とを有し、機械制御部３、手動ハンドル
操作部２及び各送り軸の位置情報を出力するＸ軸スケー
ル８Ｘ，Ｙ軸スケール８Ｙ，Ｚ軸スケール８Ｚからの情
報に基づいて、Ｘ軸送りモータ６Ｘ、Ｙ軸送りモータ６
Ｙ及びＺ軸送りモータ６Ｚを駆動して、機械本体７の動
作を制御する。

【００１０】手動ハンドル操作部２は、Ｘ軸送りモータ
６Ｘ、Ｙ軸送りモータ６Ｙ及びＺ軸送りモータ６Ｚを手
動で制御するパルス発生器内蔵の手動Ｘ軸ハンドル２１
Ｘ、手動Ｙ軸ハンドル２１Ｙ及び手動Ｚハンドル２１Ｚ
と、後述する位置決め単位停止スイッチ２２と、選択ス
イッチ２３と、手動で各軸送りモータを連続的に動作さ
せる手動Ｘ軸連続送りスイッチ２４Ｘ、手動Ｙ軸連続送
りスイッチ２４Ｙ、手動Ｚ軸連続送りスイッチ２４Ｚ
と、位置決め単位設定スイッチ２５とを備える。

【００１１】位置決め単位停止スイッチ２２は、その操
作により、動作範囲設定部１３で設定された動作範囲内
で各送り軸を制御し、送り軸がその境界位置に至った時
点で移動を停止させる。位置決め単位設定スイッチ２５
は、例えば０．０１ｍｍ、０．１ｍｍ、１ｍｍ、１０ｍ
ｍの４種類から１つを選択するスイッチで、目標位置が
百分の１ｍｍの位まで必要なときは０．０１ｍｍ、十分
の１ｍｍの位まで必要なときは０．１ｍｍ、１ｍｍの位
まで必要なときは１ｍｍ、１０ｍｍの位まで必要なとき
は１０ｍｍを選択する。

【００１２】図２は、本発明の実施例における動作処理
手順を示すフローチャートである。先ず、移動の位置決
め単位を、例えば０．１ｍｍ、１０ｍｍ等の任意の値に
設定してメモリ１１に記憶する（ステップＳ１）。次
に、手動ハンドル２１Ｘ，２１Ｙ，２１Ｚにより位置決
めしたい目標位置の近傍まで軸移動し（ステップＳ
２）、予め定めた３種類の動作モードを選択するための
選択スイッチ２３からの指示モードの操作を認識する
（ステップＳ３）。本例では、動作モードは、ステップ
Ｓ４〜Ｓ９から成る通常動作としての第１のモードと、
ステップＳ１０〜Ｓ１３から成る手動ハンドル操作によ
る第２のモードと、ステップＳ１４〜Ｓ１７から成る手
動連続送りによる第３のモードである。

【００１３】選択スイッチ２３により第１のモード（通
常）が選択されていると認識すると、現在位置データを
各軸スケール８Ｘ，８Ｙ，８Ｚからの情報により読み込
み（ステップＳ４）、最後に駆動された送り軸（Ｘ軸、
Ｙ軸またはＺ軸）をメモリ１１に記憶する（ステップＳ
５）。位置決め単位停止スイッチ２２が押されると（ス
テップＳ６）、ステップＳ４において得られた現在位置
の近傍の位置決め単位の整数倍の位置に動作範囲が設定
される（ステップＳ７）。例えば、位置決め単位を０．
１ｍｍとしたとき、現在位置が１０．４２３ｍｍであれ
ば、動作範囲は１０．４００〜１０．５００ｍｍに設定
される。そして、ステップＳ５でメモリ１１に記憶され
た最後に駆動された送り軸が前記動作範囲の制限値（目
標値）まで自動的に移動される（ステップＳ８）。この
制限値は、１０．４２３ｍｍに近い動作範囲の上限値１
０．５００ｍｍに相当する。ステップＳ８の処理によ
り、位置決めが完了するので、動作制限を解除して（ス
テップＳ９）、処理を終了する。

【００１４】ステップＳ３において、選択スイッチ２３
により第２のモード（手動ハンドル）が選択されている
と認識すると、ステップＳ４と同様に現在位置データを
読み込む（ステップＳ１０）。位置決め単位停止スイッ
チ２２が押されると（ステップＳ１１）、ステップＳ７
と同様に現在位置の近傍の位置決め単位の整数倍の位置
に動作範囲が設定される（ステップＳ１２）。次に、位
置決め単位停止スイッチ２２を押しながらＸ軸手動ハン
ドル２１Ｘ、Ｙ軸手動ハンドル２１Ｙ、Ｚ軸手動ハンド
ル２１Ｚを用いて所望の送り軸を駆動して（ステップＳ
１３）、前記動作範囲の制限値まで移動させて、処理を
終了する。

【００１５】また、ステップＳ３において、選択スイッ
チ２３により第３のモード（手動連続送り）が選択され
ていると認識すると、ステップ４と同様に、現在位置デ
ータを読み込む（ステップＳ１４）。位置決め単位停止
スイッチ２２が押されると（ステップＳ１５）、現在位
置の近傍の位置決め単位の整数倍の位置に動作範囲が設
定される（ステップＳ１６）。その後、位置決め単位停
止スイッチ２２を押しながらＸ軸手動連続送りスイッチ
２４Ｘ、Ｙ軸手動連続送りスイッチ２４Ｙ、Ｚ軸手動連
続送りスイッチ２４Ｚのうち、所望のスイッチを操作し
て所望の送り軸を移動させ、前記動作範囲の制限値まで
移動させて（ステップＳ１７）、処理を終了する。

【００１６】図３は、上記実施例の装置の正面外観図で
ある。ベース２００上にはコラム１０１が設けられ、コ
ラム１０１の前面に形成された案内面に沿ってニー２０
が上下移動可能に設けられている。ニー２０はＺ軸手動
ハンドル２１Ｚの操作により上下移動される。Ｚ軸には
図示されていないＺ軸送りモータ６Ｚが設けられてお
り、自動送りも可能である。

【００１７】テーブル１００は、ニー２０の上面に形成
された案内面に沿って左右移動可能で、Ｘ軸手動ハンド
ル２１Ｘの操作により左右に駆動される。このＸ軸はＺ
軸と同様に図示されていないＸ軸送りモータ６Ｘの駆動
によっても自動送りが可能である。

【００１８】コラム１０１の上には、ラムベース１０２
が取り付けられ、ラムベース１０２の上面に形成されて
いる案内面に沿ってラム１０３が前後移動可能に設けら
れており、Ｙ軸手動ハンドル２１Ｙの操作により前後に
移動する。Ｙ軸は他の軸と同様に図示してないＹ軸送り
モータ６Ｙの駆動によっても自動送りが可能である。ラ
ム１０３の前面には主軸ヘッド１１２が取付けられ、そ
の中に主軸１３０が回転可能で、しかもＺ軸と平行に装
着されている。

【００１９】主軸１３０の先端には工具１４０が装着さ
れ、主軸モータ１１０によって回転力が与えられる。各
軸の手動ハンドル２１Ｘ，２１Ｙ，２１Ｚの操作による
か、または各軸の送りモータによる自動送りによって、
工具１４０とワーク３００とを相対的に移動させて所望
の加工が行なわれるようになっている。

【００２０】手動ハンドル操作部２には、Ｘ軸手動ハン
ドル２１Ｘ、Ｙ軸手動ハンドル２１Ｙ、Ｚ軸手動ハンド
ル２１Ｚ及び位置決め単位停止スイッチ２２が設けられ
ている。手動ハンドル操作部２の近傍には、Ｘ軸手動連
続送りスイッチ２４Ｘ、Ｙ軸手動連続送りスイッチ２４
Ｙ、Ｚ軸手動連続送りスイッチ２４Ｚが設けられ、ま
た、図２の動作モードを選択するための選択スイッチ２
３及び位置決め単位設定スイッチ２５が設けられてい
る。

【００２１】機械制御部３の上部には、表示部５、と操
作キー４１、その他主軸ＯＮ、ＯＦＦスイッチ等を有す
る機械操作部４が設けられている。またＸ、Ｙ、Ｚ軸の
各送り軸には該送り軸の位置を読取るＸ軸スケール８
Ｘ、Ｙ軸スケール８Ｙ、Ｚ軸スケール８Ｚが取付けら
れ、同スケールからの出力によって送り軸の現在位置を
機械操作部４の表示部５に表示できるようになってい
る。このスケールに代えて、各送りモータ６Ｘ，６Ｙ，
６Ｚに付属したエンコーダの出力によって機械の位置を
読み取っても良い。

【００２２】図４には、現在位置Ｐ１から動作範囲の動
作制限位置（目標位置）Ｐ４に移動させるための移動経
路を示し、現在位置Ｐ１から先ず、ＸＹ平面上への投影
点である位置Ｐ２までＺ軸方向に移動し、続いて、Ｐ２
のＹ軸への投影点Ｐ３までＸ軸方向に移動した後、動作
制限位置Ｐ４に至るまでＹ軸方向に移動させる。ここで
は移動の位置決め単位が０．１ｍｍの場合を示してい
る。

【００２３】位置決め単位設定スイッチ２５に、０．０
５ｍｍ、０．５ｍｍ、５ｍｍの位置決め単位を更に設け
ることもできる。また位置決め単位設定スイッチ２５を
手動ハンドル操作部２に設けず、機械操作部４に設けて
も良い。その場合、ダイヤル式の選択スイッチの形態で
はなく、表示部５に表示される位置決め単位をソフトキ
ーで選択する形態でも良く、また操作キー４１から任意
の位置決め単位を数値入力する形態でも良い。

【００２４】本発明において、位置決め単位を設定して
も、機械がもともと有している０．００１ｍｍの最小設
定単位は不変である。しかし現在位置出力手段であるス
ケールからの出力によって送り軸の現在位置を表示部５
に表示する単位を位置決め単位設定スイッチ２５で設定
した単位の表示に切換えて、例えば０．０１ｍｍ単位に
表示させても良い。

【００２５】また、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の他にＡ，Ｂ，Ｃ軸の
回転送り軸を有した多軸の工作機械においても、Ｘ，
Ｙ，Ｚ軸については本発明のように手動操作による位置
決めを行なうことが可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による操作
形工作機械によれば、手動操作によって送り軸を目標位
置へ位置決めする作業をきわめて簡単迅速にかつ高精度
に行なうことができ、加工能率及び加工精度を著しく改
善できる。また作業者が神経をあまり使うことがなく、
作業性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による工作機械の位置決め制御装置の一
実施例を示す構成ブロック図である。

【図２】本発明の実施例における動作処理手順を示すフ
ローチャートである。

【図３】本発明の実施例における装置の正面外観図であ
る。

【図４】本発明の実施例における現在位置Ｐ１から所望
の動作制限位置Ｐ４に移動させるための経路を示す図で
ある。

【符号の説明】

１送り制御部２手動ハンドル操作部３機械制御部４機械操作部５表示部６Ｘ，６Ｙ，６Ｚ各軸送りモータ７機械本体８Ｘ，８Ｙ，８Ｚ各軸スケール１１メモリ１２演算部１３動作範囲設定部２１Ｘ，２１Ｙ，２１Ｚ各軸手動ハンドル２２位置決め単位停止スイッチ２３選択スイッチ２４Ｘ，２４Ｙ，２４Ｚ手動連続送りスイッチ２５位置決め単位設定スイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の送り軸を駆動する送りモー
タを手動ハンドルの操作により動作させ、工具とワーク
との相対移動・位置決めを行ないワークを加工する操作
形工作機械において、前記各送り軸の現在位置情報を出力する現在位置出力手
段と、前記各送り軸の最小設定単位とは別に予め任意に定めた
位置決め単位を設定する位置決め単位設定手段と、前記位置決め単位設定手段で設定した位置決め単位毎に
前記送りモータを停止させる位置決め単位停止スイッチ
手段と、を備えて成ることを特徴とした操作形工作機
械。
【請求項２】前記位置決め単位停止スイッチ手段は、該
スイッチ手段を作動させたとき、前記各軸の手動ハンド
ルまたは手動連続送りスイッチを操作して前記各送り軸
を移動させると、前記位置決め単位設定手段で設定した
位置決め単位の位置で前記送りモータを停止するように
構成した請求項１に記載の操作形工作機械。
【請求項３】前記位置決め単位停止スイッチ手段は、該
スイッチ手段を作動させたとき、予め指定した前記各送
り軸を自動送りによって移動させ、前記位置決め単位設
定手段で設定した位置決め単位の位置で前記送りモータ
を停止するように構成した請求項１に記載の操作形工作
機械。
【請求項４】前記位置決め単位停止スイッチ手段を作動
させたとき、前記各軸の手動ハンドルを操作して前記各
送り軸を移動させると、前記位置決め単位設定手段で設
定した位置決め単位の位置で前記送りモータを停止させ
る第１モード、前記位置決め単位停止スイッチ手段を作
動させたとき、前記各軸の手動連続送りスイッチを操作
して前記各送り軸を移動させると、前記位置決め単位設
定手段で設定した位置決め単位の位置で前記送りモータ
を停止させる第２モードと、前記位置決め単位停止スイ
ッチ手段を作動させたとき、予め指定した前記各送り軸
を自動送りによって移動させ、前記位置決め単位設定手
段で設定した位置決め単位の位置で前記送りモータを停
止させる第３モードなどのモードから１つのモードを選
択する選択スイッチ手段を更に具備した請求項１に記載
の操作形工作機械。