JPH0753341B2 - プログラマブルテールストックによるワーク座標位置監視方法 - Google Patents

プログラマブルテールストックによるワーク座標位置監視方法

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JPH0753341B2
JPH0753341B2 JP63232274A JP23227488A JPH0753341B2 JP H0753341 B2 JPH0753341 B2 JP H0753341B2 JP 63232274 A JP63232274 A JP 63232274A JP 23227488 A JP23227488 A JP 23227488A JP H0753341 B2 JPH0753341 B2 JP H0753341B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、プログラマブルテールストックによるワー
ク座標位置監視方法に関する。更に詳しくは、プログラ
マブルテールストックによるワークとセンタの当接の
際、この信号をスキップ信号として取り込み、ワーク一
端の位置検出信号を記憶すると共に、予め設定した基準
値との比較でワーク端寸法の誤差、チャッキングミスな
どに起因するワーク座標位置の誤差のチェックを自動的
に行うプログラマブルテールストックによるワーク座標
位置監視方法に関する。
[従来技術] 一般にプログラマブルテールストックは、サーボモータ
により駆動制御されるボールねじでW軸線方向(Z軸と
平行な方向)に送られる。送られたテールストックは、
予め設定された各種ワークの長さに対応して主軸軸線方
向に所定距離移動され位置決めされた後、ワーク一端を
センタで押圧支持するようプログラマブルに移動制御さ
れている。
[発明が解決しようとする課題] この種のテールストックは、各種ワーク長に対しプログ
ラムされた量だけ所定距離移動された後、ワークを押圧
クランプする。この場合、仮にワーク素材の長さ寸法の
誤差またはチャックのチャッキングミスによる傾きなど
による寸法の誤差は、センタによるクランプの際は考慮
されていない。したがって、加工直後にワーク計測を行
って前記誤差加工誤差が発見された場合、そのワークの
再加工を行う。あるいは、数工程後に行う計測により前
記誤差が発見された場合は再加工不可能となることが多
く、大部分は廃棄処分される結果となる。
このことは、材料のムダのみならず、工作機械の加工精
度上の信頼性が低下すると共に生産性の阻害要因を招い
ていた。
そこで、この発明の目的は、所定長さワークをプログラ
マブルテールストックで押圧する際、ワークとの当接毎
にワーク長さ寸法の誤差、チャッキングミスなどのチェ
ックを行うことのできるプログラマブルテールストック
によるワーク座標位置監視方法を提供するにある。
[前記課題を解決するための手段] 前記の目的を達成するため、この発明は次の手段を採
る。
第1手段は、センターを備えたテールストックと、 該テールストックを駆動するねじと、 該ねじを回転駆動するサーボモータと、 前記ねじを軸線方向に移動させて前記センターをワーク
にピストンにより押圧するための押圧手段と、 前記ねじと前記ピストンとが相対移動したことを検知す
る移動検知手段と、 前記サーボモータを制御する数値制御装置とからなるプ
ログラマブルテールストックであって、 前記数値制御装置に駆動制御されたサーボモータにより
前記ねじを回転制御して前記テールストックを前記ねじ
の軸線方向にかつ前記ワーク側に移動させ、 前記ワーク一端に前記センサーが接触した後も更に前記
サーボモータを駆動し、 前記ねじと前記ピストンとの相対移動を前記移動検知手
段で検知して、前記ワークの前記テールストックの移動
方向の位置誤差を計測することを特徴とするプログラマ
ブルテールストックによるワーク座標位置監視方法てせ
ある。
第2手段は、第1手段において、 前記移動検知手段の検知信号をスキップ信号として取り
込み、前記スキップ信号で検出した前記ワーク位置を予
め設定した基準値と比較し、前記ワーク一端の位置誤差
を計測することを特徴とするプログラマブルテールスト
ックによるワーク座標位置監視方法である。
[作用] この発明に係るプログラマブルテールストックによる座
標位置監視方法によれば、スタートの指令でテールスト
ックを原位置から前進させる。この前進により、テール
ストックはワーク一端の若干手前で早送りを停止され
る。ねじを回転制御して軸方向前進移動してテールスト
ックのセンタをワーク一端に当接する。この当接でスキ
ップ信号として取り出してワーク座標位置を検出する。
この座標位置とあらかじめ設定した設定値と比較して、
ワーク一端が許容値内にあるか否かを判断する。
[実施例] 以下、この発明に係るプログラマブルテールストックに
よるワーク座標位置監視方法の実施例を図面に参照しな
がら詳細に説明する。第1図は、この発明に係るプログ
ラマブルテールストックの全体構成図を示す。テールス
トック本体1は、工作機械のベット上をW軸線方向に摺
動する公知のものである。センター2は、テールストッ
ク1内でW軸線方向に移動できるように油圧、またはね
じ送りできるものであり、ワーク3のセンター穴を押す
ものである。この駆動は自動または半自動で行われる。
ワーク3は、チャック4に把持されている。
サーボモータ5は、公知のNC(数値制御)装置(図示せ
ず)で回転制御されるサーボモータである。サーボモー
タ5は、ボールねじ6を駆動するための駆動手段であ
る。さらに押圧手段7は、ボールねじ6をW軸線方向に
送るシリンダである。押圧手段7は、シリンダケース8
と、このシリンダケース8内の前記サーボモータ5によ
り回転駆動される中空軸9と、ピストン11などからな
る。中空軸9の一端はタイミングプーリ、タイミングベ
ルトが連結されている。
中空軸9の他端には、ボールねじ6の一端がキー12によ
り連結してある。ボールねじ6は、ピストン11、カバー
10に保持された軸受により一端を支持されている。11と
カバー10はボルトによりねじ止めされ軸受にプリロード
を与えている。カバー10の一端はボス10Aが形成されて
いる。さらに、前記シリンダケース8に形成されたシリ
ンダ室8a内のピストン11の片側には液圧(以下油圧と称
する)源13からの油圧が切換弁14を介して供給されるよ
う油圧回路15が接続されている。
また、ワーク3の一端にセンター2が当接し、ピストン
11が後退した際、ピストン11に固定されたカバー10に形
成されたボス10Aの位置はリミットスイッチ16により検
出される。更に、ピストン11が油圧をシリンダ室8aに供
給することにより前進端すなわち第1図における最左端
に位置したときは、リミットスイッチ17が検知する。
作動 以上のごとく構成されたプログラマブルテールストック
は次のような動作を行う。すなわち、その動作を第2図
に示す流れ図を基にステップ毎に説明する。まず、前準
備として押し付け位置の設定をする。油圧源13から切換
弁14のソレノイドA側を励磁することによりシリンダケ
ース8のシリンダ室8aへ油圧を供給し、ピストン11を前
進させる。ピストン11が前進したら切換弁14のソレノイ
ドB側を励磁することによってシリンダケース8のシリ
ンダ室8aへ油圧供給を遮断し、シリンダケース8a内の圧
力を供給圧力より低圧の残圧とする。所定のワークに対
し手動操作によりテールストック1のセンター2をサー
ボモータ5で移動しリミットスイッチ16よりピストン11
のボス10Aの所定位置への移動を検知し、サーボモータ
5を停止させ、ワーク3の一端に押し付け、これにより
押し付け位置の設定(座標系設定)を行う。
例えば、正確な形状でチャックに正確にチャッキングさ
れたワーク3にセンター2を押し付けた状態でキーボー
ドよりQ0入力キー(0は押し付け位置の座標を示し、
通常はワーク端を0とする座標系を設定する)を順次入
力し設定する。プログラマブルテールストックをプログ
ラムで移動させる場合のプログラム方法は、カスタムマ
クロ(ユーザーが定義できるプログラム)で、例えば次
のように行う。
G00 B10.0; (;エンドオブブロックを示す) G××B 1D ; … 通常の加工プログラム … G28 D0; G00 B ; 上記プログラム中のG00B10.0の意味は、早送りでワーク
端より10mm手前のアプローチ位置に移動させることであ
る。G××のB には、センターの2のワークへの押し
付け位置を入力する。D には、ワーク3の素材の寸法
誤差などから算出される押し付け許容誤差範囲を示す許
容誤差寸法である。Q は、チャック4が把持ミスなど
から押し付け誤差が生じている場合が考えられるので、
再チャックキング指令を行うか否か入力するものであ
る。例えば、1であれば、再チャッキング指令あり、0
であれば再チャッキング指令なしである。
は、再チャッキング指令動作のときのチャッキング
4の爪が開いている時間を示す。この時間の経過後、チ
ャックは閉動作を行う。同様に再チャックキング指令動
作のとき、S は、チャック4の爪がワーク3を把持す
るための時間を示す。この時間の経過後、すなわち完全
にワーク3をチャック4が保持後、次のブロックの動作
に入る。カスタムマクロのプログラムのスタート指令に
より、切換弁14によって油圧源13からシリンダケース8
のシリンダ室8aへ油圧を供給し、プストン11を前進させ
る。テールストック1を原位置からチャック4に向け前
進させる(P1)。
この前進によりテールストック1はワーク3の一端の若
干(例えば10mm)手前のアプローチ位置まで早送り移動
後停止される。この場合、油圧源13に通じている切換弁
14のソレノイドB側への切換えで、シリンダケース8の
シリンダ室8a内への油圧供給を遮断するが、まだ内部に
は残圧が存在するとともに、ピストン11とシリンダ室8a
に摩擦があるので、シリンダケース8に対してピストン
11は移動しない。次に、サーボモータ5によるボールね
じ6の回転でテールストック1を設定した送り速度F
で軸移動させる(P2)。センター2の先端がワーク3の
センター穴に挿入される。更に、センター2をワーク3
に当接にもかかわらずボールねじ6の回転制御で更に先
進させると、テールストック1はこれ以上前進できな
い。
しかし、センター2とワーク3の当接後、ボールねじ6
を回転した分ピストン11が後退する。この後退をリミッ
トスイッチ16で検出し、スキップ機能のスキップ信号と
して入力する(軸移動指令の最中に外部からスキップ信
号を入力するとこの指令の残りを中断して次のブロック
を実行するとともにスキップ信号入力時の位置情報を読
み取れる機能)(P3)。もし、スキップ信号の入力がな
い場合には、この軸移動を移動範囲すなわちワークへの
押し付け位置Bで指令された移動終了端まで行う。も
し、ステップP4において、移動終了端まで達したことが
判断され、この移動範囲でもスキップ信号が検出できな
ければアラーム信号を出し、以降の処理を停止する。ま
た、CRT等にアラームメッセージを出す(P4、P5)。
ステップP3において、スキップ信号が入力された場合に
は、このスキップ信号が出た位置を前記した基準ワーク
のワーク端を0とする座標系の位置データとして記憶す
る。次に、マクロ指令内の指令(例えば、M25)で切換
弁14のソレノイドA側を励磁して切り換えてシリンダケ
ース8のシリンダ室8aに油圧を供給する。このとき、ピ
ストン11が前進方向(すなわち、第1図の左側方向)の
端部が移動したらリミットスイッチ17で検出する
(P7)。チャック4にワーク3が正常に把持されていれ
ば、ピストン11は移動することはなくリミットスイッチ
17は作動しない。しかし正常に把持されていなければこ
のリミットスイッチ17は作動する。前記ステップP3でセ
ンター2とワーク3との接触は検知したのであるから、
ピストン11はワーク3の把持が正常であれば移動しない
はずである。
しかし、リミットスイッチ17が作動しても直ちに、アラ
ームとはせずに再チャッキング指令かあれは再チャッキ
ング動作に移る。(P8)。再チャッキング動作は、ワー
ク3をロボットハンドなどで把持しながらチャック4の
爪を開き、再び爪を作動してワーク3を把持する。その
後、ステップP2に移行し、以降の処理を繰り返す。
ステップP7において、ピストン11の左端への移動がなか
った場合、すなわちピストン11の端部をリミットスイッ
チ17で検出できなかった場合には、この座標位置が許容
誤差範囲内か否かを判断する。
すなわち誤差がなければ座標位置の誤差は0であり、誤
差があれば±αの座標位置となる。この±αの座標位置
が許容範囲Dより小さいか否かを判断するのである
(P9)。範囲外の場合、すなわちα>Dまたは−α<−
Dの場合にはワーク寸法、チャック不良と推定してアラ
ームを発する(P10)。加工中に電源が落ちた場合など
には、プログラマブルテールストックの動作は第3図に
示す流れ図に従って動作することになる。
すなわち、ブロックスキップ機能(/スラッシュを含む
ブロックの指令を無効にする。)を利用して前記フロー
の動作を行うことなく再開する。
[他の実施例] 前記実施例では、押圧手段に油圧を用いたが、この押圧
手段は必ずしも必要ではない。ワーク3とセンター2と
の押圧圧力はスプリングを用いて、接触位置の検出は、
サーボモータ5のトルクを検出して接触を検知する方
法、ワーク3とセンター2の押圧圧力を検出するセンサ
ーなどでも良い。
[発明の効果] 前述した実施例から明らかなように、この発明によれ
ば、ワーク端寸法の誤差のチェック・チャッキングミス
などをプログラマブルテールストックで行うことによ
り、機械加工の信頼性の向上が図れると共に生産性の向
上を図ることができる。結果として、段取時間も短縮で
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すプログラマブルテール
ストックの全体構成図、第2図は動作図、第3図は電源
が切れたの後の再開するときの動作図を示す。 1…テールストック、2…センター、3…ワーク、4…
チャック、5…サーボモータ、6…ボールねじ、7…押
圧手段、8…シリンダケース、9…中空軸、10…カバ
ー、11…ピストン、12…キー、13…油圧源、14…圧油切
換弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 隆信 千葉県我孫子市我孫子1番地 日立精機株 式会社内 (72)発明者 和家 善治 千葉県我孫子市我孫子1番地 日立精機株 式会社内 (56)参考文献 実開 昭62−72001(JP,U) 実開 昭60−31952(JP,U)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】センターを備えたテールストックと、 該テールストックを駆動するねじと、 該ねじを回転駆動するサーボモータと、 前記ねじを軸線方向に移動させて前記センターをワーク
    にピストンにより押圧するための押圧手段と、 前記ねじと前記ピストンとが相対移動したことを検知す
    る移動検知手段と、 前記サーボモータを制御する数値制御装置とからなるプ
    ログラマブルテールストックであって、 前記数値制御装置に駆動制御されたサーボモータにより
    前記ねじを回転制御して前記テールストックを前記ねじ
    の軸線方向にかつ前記ワーク側に移動させ、 前記ワーク一端に前記センターが接触した後も更に前記
    サーボモータを駆動し、 前記ねじと前記ピストンとの相対移動を前記移動検知手
    段で検知して、前記ワークの前記テールストックの移動
    方向の位置誤差を計測することを特徴とするプログラマ
    ブルテールストックによるワーク座標位置監視方法。
  2. 【請求項2】請求項1において 前記移動検知手段の検知信号をスキップ信号として取り
    込み、前記スキップ信号で検出した前記ワーク位置を予
    め設定した基準値と比較し、前記ワーク一端の位置誤差
    を計測することを特徴とするプログラマブルテールスト
    ックによるワーク座標位置監視方法。
JP63232274A 1988-09-19 1988-09-19 プログラマブルテールストックによるワーク座標位置監視方法 Expired - Fee Related JPH0753341B2 (ja)

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