JPH0729254B2 - 工作機械の加工ミス防止装置 - Google Patents

工作機械の加工ミス防止装置

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JPH0729254B2
JPH0729254B2 JP61105450A JP10545086A JPH0729254B2 JP H0729254 B2 JPH0729254 B2 JP H0729254B2 JP 61105450 A JP61105450 A JP 61105450A JP 10545086 A JP10545086 A JP 10545086A JP H0729254 B2 JPH0729254 B2 JP H0729254B2
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治伸 勝代
修 牧瀬
信行 増田
一信 青木
二郎 中江
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/54Arrangements or details not restricted to group B23Q5/02 or group B23Q5/22 respectively, e.g. control handles
    • B23Q5/58Safety devices

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、工作機械において、特に高価な材料の工作物
や精度を要する工作物を加工する際、作業者のミスや数
値制御装置(NC装置)等の誤動作、プログラムミス等に
より加工ミスが発生することを防止する装置に関する。
〔従来の技術〕
NC装置等の自動工作機械では、無人で加工を行うため、
誤動作やプログラムミス等により加工物に加工ミスや精
度上の誤差が生じたりする。特に、高価な材料を使用す
る場合の加工ミスは、その材料を全く駄目にすることに
なるため、絶対に避ける必要がある。
従来は、このような加工ミスの発生を防止する目的で、
テレプレート等により加工禁止領域を作り、検出器がテ
ンプレートの一部に接触したときに機械を停止させ、こ
れにより加工ミスを防止する構成の装置が一般的であっ
た。
また、機械保護用としては、現存するチャック及びテー
ルストック近傍に刃先を接近させ、それら近傍の点座標
を演算決定して、チャック及びテールストックの周囲に
工具移動禁止領域を設定する特開昭58-126034号公報に
記載の方法が公知である。また、加工箇所に隣接する工
作物端面に工具が左右方向(第一軸方向)で干渉するの
を防止するための特開昭58-177260号公報に記載の方法
が公知である。
その要旨は、第一軸方向に複数の加工箇所を有する工作
物を工具に対して前記第一軸方向に相対移動させて前記
複数の加工箇所を順次前記工具に対向させると共に、前
記第一軸と交差する方向に切込み送りを付与するように
した工作機械において、前記工作物の各種データを入力
する手段と、この入力された工作物の各種形状データを
記憶する手段と、この記憶された各種データに基づいて
第一軸方向において各加工箇所に隣接する工作物形状部
分に対する非干渉領域を演算する演算手段と、各加工箇
所毎の非干渉領域に前記工具が位置するかどうかを各加
工箇所毎に判別する手段とを設けたことである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、前記のようなテンプレートを用いる方法
では、加工物が変わる度にテンプレートを作成しなけれ
ばならず、また段取りも困難を伴うものであった。しか
も精度的には10μm程度が限界で振動や取付にも注意を
必要とした。
また、特開昭58-126034号公報に記載された方法では、
削り取られるべき余肉で埋まり、仕上げるべき輪郭が未
だ現出していないところの被加工物加工ミス防止用とし
ては全く適用できない。加えて、禁止領域の設定に押釦
を備えておくこととキーボード操作によって工具の刃先
を接近させ、該押釦を押下操作することが不可欠であ
る。従って該操作ミスの発生の余地がある。
また、特開昭58-177260号公報では、工作物の各種形状
データを入力する手段と、この入力された工作物の各種
データを記憶する手段とを備え、予め加工物データメモ
リに左右方向についてのみ被加工物各部の中央位置と最
大巾を記憶させておき、これらに基づいて左右方向にお
いて各加工箇所に隣接する工作物端面位置のみを演算手
段で演算し、これを単に非干渉領域の左右制限位置とし
て設定するだけであり、第一軸と直交方向においては何
ら設定されない。従って、左側にある上記端面に沿う直
線よりも左側の無限の広がり、また右側にある上記端面
に沿う直線よりも右側の無限の広がりが禁止領域とな
る。従って、円弧等をも含ませた被加工物の輪郭通りの
禁止領域は設定できず、該輪郭全体をCRTに表示するこ
ともできない。
しかも、上記非干渉領域に比較される対象は単に予め第
一軸方向についてのみ上記メモリに記憶させた工具デー
タに基づいて演算手段で演算された工具の第一軸方向の
位置のみである。然して演算手段から駆動回路に指令パ
ルスを分配する前段階に、演算手段でメモリのデータに
基づいて上記非干渉領域に対する上記工具位置を大小判
別することで、干渉を検知するものであるから、該指令
パルスが分配された後の駆動回路、サーボモータの誤動
作による加工ミスや精度上の誤差が生じるのは防止でき
ない。また、非干渉領域の左右制限位置設定は、前記公
報の第2図に示されている通り、駆動回路25,26への加
工指令パルス分配用と同一のデータ入力装置33からのデ
ータを用いているので、その入力やメモリに誤りが含ま
れていた場合の干渉検知はできない。
本発明は、これら従来の欠点に鑑みて案出されたもので
あり、禁止領域をテンプレートで作成する代わりに、コ
ンピュータのソフトウエアにより実現することを目的と
する。
〔問題点を解決するための手段〕
この目的を達成するため、本発明の工作機械の加工ミス
防止装置は、工作機械の加工運動禁止領域を予め設定す
る設定手段と、前記工作機械の刃先位置を検出する検出
器と、加工作業に際して前記検出器によって検出された
工具刃先位置が前記設定手段に設定された加工運動禁止
領域にあるかどうかを監視する監視手段と、前記監視手
段によって監視された工具刃先が前記設定手段により設
定された加工運動禁止領域内に入ったときに前記工作機
械を停止させる停止手段とを備えた工作機械の加工ミス
防止装置において、前記設定手段、監視手段及び停止手
段は、前記加工機械を制御する数値制御装置とは独立し
た監視用パソコンに設けられており、前記加工運動禁止
領域は、前記工作機械の数値制御を行うための加工プロ
グラムとは独立した、仕上げられるべき輪郭データから
作成した加工運動禁止領域設定用プログラムにより、二
次式をも含む式で表された線分で囲まれた領域で定義さ
れるブロックの集合として前記設定手段に設定されてい
ることを特徴とする。
〔実施例〕
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
第1図は本発明の実施例の構成を示すもので、工作機械
として旋盤を例示している。旋盤1は、概ね主軸11,心
押台12,バイト13,刃物台14より構成され、刃物台14はX
軸サーボモータ15及びZ軸サーボモータ16によりそれぞ
れX方向及びZ方向に制御される。各サーボモータ15及
び16はNC装置2により自動制御される。NC装置2へはNC
加工プログラムが入力されて、NC装置2のメモリに登録
される。一方、それとは独立した、仕上げられるべき輪
郭データから作成したプログラムにより、加工運動禁止
領域を設定するデータが、監視用パソコン4へ入力さ
れ、加工プログラムのメモリとは別のメモリに登録され
る。工具長さ等の工具データはNC装置2からオンライン
で監視用パソコン4に入力される。
本発明の目的とする加工ミス防止のためには、バイト13
の位置が必要である。そこで、バイト13の座標を測定す
るため、この例ではX軸サーボモータ15及びZ軸サーボ
モータ16の回転角度を検出するためのパルスジェネレー
タ17及び18からのパルス信号をカウントするようにして
いる。これらのパルスジェネレータ17及び18の出力パル
スは、インターフェース3により所定のディジタル信号
に変換され、パソコン4に入力される。パソコン4で
は、前記ディジタル信号(機械位置データ)に基づく工
具データである工具長さ、刃先丸み、方向で計算された
現在のバイト13の位置を逐次監視しておく。バイト13の
位置は、刃先丸み及びその方向を考慮した実際の形状位
置で表される。そして、予めプログラムによって設定し
ておいた旋盤バイトの運動禁止領域内に現在のバイト13
が入ったときにNC装置2に停止指令を送って作業を中断
するようにしたものである。
現在のバイト13の位置及びバイトの運動禁止領域、即ち
被加工物の仕上げられるべき輪郭全体とは同時にCRT5に
も表示されており、目視によって現在位置を確認するこ
ともできる。加工禁止領域は、NC加工用データ入力やNC
プログラムのミスもチェックできるよう、加工プログラ
ムとは独立した、仕上げられるべき輪郭データから作成
したプログラムにより決められるようにしている。この
プログラムにより作成された禁止領域データが、監視用
パソコン4に入力されるようにしている。
また、工具交換の際には自動的に、工具データは予め登
録されている新規工具データに交換される。
第2図はバイトの運動禁止領域の例を示すものであり、
ハッチングを施した部分がバイトの運動禁止領域であ
る。この図において原点をバイト13の停止位置に設定
し、下方向をX軸に、右方向をZ軸にとっている。また
数字はmmで表している。加工ミス防止のためのプログラ
ムを設計するに際しては、次の手順で運動禁止領域を決
定する。
まず、X座標,Z座標により第2図の〜の各ブロック
毎に禁止領域を決める。
‐100≦Z≦‐23 ‐194.5≦X≦‐60 ‐23≦Z≦‐22 ‐80≦X≦‐60 ‐23≦Z≦‐17 ‐83≦X≦‐80 ‐17≦Z≦‐14 ‐83≦X≦(X=‐Z−97) ‐23≦Z≦‐14 ‐104.5≦X≦‐83 ‐16.5≦Z≦‐14.5 (X=‐Z−90)≦X≦‐104.5 ‐23≦Z≦‐16.5 ‐106.5≦X≦‐104.5 ‐23≦Z≦‐6 ‐194.5≦X≦‐132.5 −6≦Z≦0 ‐194.5≦X≦‐136.5 上記のように、各ブロック毎に決められた禁止領域を繋
ぎ合わせることにより、二次式をも含む式で定義され、
線部で囲まれた領域としての禁止領域を設定し、バイト
刃先位置のZ値が属しているところの各ブロック毎にプ
ログラム言語で表現し、現在のバイトの刃先位置を表す
座標(X,Z)とパソコン側で比較する。そして、バイト
の座標(X,Z)が上記のいずれかのブロックの禁止領域
に入った場合にはNC装置2に指令を与えて、旋盤1を停
止させることとする。
上記実施例においては、バイトのX,Z方向の刃先位置を
検出する手段として、X軸サーボモータ及びZ軸サーボ
モータの回転角度を検知するパルスジェネレータの出力
パルスをカウントした値、NC装置のメモリからの工具の
データである工具長さ、刃先丸み方向のデータとで計算
するようにしているが、パルスジェネレータに代えて、
他の検出手段を用いることも可能である。
〔発明の効果〕
上述したように、本発明によれば、下記の効果を奏す
る。
工作機械の運動禁止領域を工作機械の加工プログラ
ムとは独立したプログラムにより設定しくおくようにし
たので、NC加工用データ入力ミスやNCプログラムのミス
をチェックできるだけでなく、検出器で検出した機械の
位置が禁止領域内に入ったときに前記工作機械の制御部
に停止指令を送って作業を中断するようにしているた
め、工作機械の誤動作、例えばサーボモータの誤動作等
による高価な材料の加工ミスを防止することができる。
本発明の加工運動禁止領域は、各ブロック毎に決め
られた禁止領域を繋ぎ合わせることにより二次式をも含
む式定義された線分で囲まれた領域として設定しておく
ようにしたので、円弧等を含む禁止領域を数値データと
して定義できるし、複雑形状であれ、プログラムにより
被加工物毎の輪郭通りに設定されるから、被加工物の種
々のパターンに即応して、膨大な禁止領域(円弧を含
む)データを高速かつ正確に処理でき、また仕上げられ
るべき輪郭全体をCRTに表示することができる。一方、
監視においては、検出器で検出した工具刃先位置が、前
記ブロックのうち同工具刃先位置に対応するブロックの
禁止領域にあるかどうかを監視用パソコンで比較するよ
うにしたので、パソコン側で計算する範囲が小さく、し
たがって比較処理速度が速くなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る装置の構成の概要を示す説明図、
第2図はプログラム作成時の禁止領域の例を示す図であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牧瀬 修 長崎県長崎市飽の浦町1番1号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内 (72)発明者 増田 信行 長崎県長崎市飽の浦町1番1号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内 (72)発明者 青木 一信 佐賀県唐津市二夕子3丁目12番41号 株式 会社唐津鐵工所唐津工場内 (72)発明者 中江 二郎 佐賀県唐津市二夕子3丁目12番41号 株式 会社唐津鐵工所唐津工場内 (56)参考文献 特開 昭58−126034(JP,A) 特開 昭58−177260(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】工作機械の加工運動禁止領域を予め設定す
    る設定手段と、 前記工作機械の刃先位置を検出する検出器と、 加工作業に際して前記検出器によって検出された工具刃
    先位置が前記設定手段に設定された加工運動禁止領域に
    あるかどうかを監視する監視手段と、 前記監視手段によって監視された工具刃先が前記設定手
    段により設定された加工運動禁止領域内に入ったときに
    前記工作機械を停止させる停止手段とを備えた工作機械
    の加工ミス防止装置において、 前記設定手段、監視手段及び停止手段は、前記工作機械
    を制御する数値制御装置とは独立した監視用パソコンに
    設けられており、 前記加工運動禁止領域は、前記工作機械の数値制御を行
    うための加工プログラムとは独立した、仕上げられるべ
    き輪郭データから作成した加工運動禁止領域設定用プロ
    グラムにより、二次式をも含む式で表された線分で囲ま
    れた領域で定義されるブロックの集合として前記設定手
    段に設定されていることを特徴とする工作機械の加工ミ
    ス防止装置。
JP61105450A 1986-05-08 1986-05-08 工作機械の加工ミス防止装置 Expired - Fee Related JPH0729254B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS58126034A (ja) * 1982-01-20 1983-07-27 Yamazaki Mazak Corp 数値制御旋盤における衝突防止制御方法
JPS58177260A (ja) * 1982-04-08 1983-10-17 Toyoda Mach Works Ltd 工作機械の干渉チエツク装置

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