JPH08152908A - 工作機械の工具移動装置 - Google Patents

工作機械の工具移動装置

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JPH08152908A
JPH08152908A JP29429594A JP29429594A JPH08152908A JP H08152908 A JPH08152908 A JP H08152908A JP 29429594 A JP29429594 A JP 29429594A JP 29429594 A JP29429594 A JP 29429594A JP H08152908 A JPH08152908 A JP H08152908A
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JP
Japan
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tool
moving
byte
cutting edge
prohibited area
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP29429594A
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English (en)
Inventor
Akihiko Matsumura
昭彦 松村
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 演算処理や信号処理及び機械の惰走等の影響
を最小限に抑えて禁止領域に干渉する前に工具を停止さ
せる。 【構成】 位置データ記憶器21及び工具移動ベクトル
演算器22で検出されたバイトの移動方向及び移動速度
に基づいてバイトの刃先位置を予測補正する予測刃先位
置演算器23を備え、この予測刃先位置演算器23で補
正された予測の刃先位置が予め設定された加工禁止領域
に侵入した際に刃物台の移動手段に減速信号を出力して
バイトの移動速度を減速させると共に実際の刃先位置が
加工禁止領域に侵入した際に刃物台の移動手段に停止信
号を出力してバイトの送りを停止させ、バイトの刃先が
実際に禁止領域に干渉する前の段階で禁止領域へのバイ
トの侵入を検知してバイトの移動速度を減速させると共
にバイトを停止させ、演算処理や信号処理及び機械の惰
走等の影響を最小限に抑えて禁止領域に干渉する前にバ
イトを停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プログラムミス等があ
った際に被加工物等に工具が干渉することを防止した工
作機械の工具移動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】工作機械による加工において、高価な材
料を使用する場合や加工工数が非常に多い加工物での加
工ミスは多大の損害を生じてしまうため、絶対に避ける
必要がある。従来加工ミスの発生を防止するために、テ
ンプレートやソフトウェアで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り、工具の刃先位置
を常に監視して刃先がソフトウェア上での禁止領域に侵
入したとき、機械を停止させるのが一般的である。加工
ミスの発生を防止する従来の工具移動装置を図6及び図
7に基づいて説明する。図6には従来の工具移動装置の
概略構成、図7には工具の送り制御ブロックを示してあ
る。
【0003】図6に示すように、工作機械である旋盤1
は、主軸2、心押台3、バイト4、及び刃物台5より構
成されている。刃物台5はX軸サーボモータ6及びZ軸
サーボモータ7によってXZ方向にそれぞれ移動制御さ
れ、X軸サーボモータ6及びZ軸サーボモータ7はNC
装置8により自動制御される。また、X軸サーボモータ
6及びZ軸サーボモータ7にはパルスジェネレータ9が
それぞれ設けられ、パルスジェネレータ9からの信号を
カウントすることによりバイト4の位置を計測する。パ
ルスジェネレータ9の出力パルスはインターフェース1
0によりパソコン11及びNC装置8へ入力される。
【0004】図7に示すように、パソコン11ではパル
スジェネレータ9からのバイト4の位置信号を軸位置カ
ウンタ12で常時カウントし、この位置データと予め設
定された禁止領域データ13を監視制御装置14で監視
する。バイト4の位置が禁止領域内に入った時、機械側
インターフェース15からNC装置8に停止信号が出力
され機械の送りを停止させる。従って、加工禁止領域で
ある主軸2や心押台3の部位及びワークの非加工部の位
置にバイト4が侵入した場合、直ちに刃物台5の移動が
停止して加工ミスの発生が防止される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の工具移
動装置で旋盤1のNC装置8に刃物台5の停止信号が出
力されるのは、バイト4の現在位置が禁止領域の内側に
入ったと判断された時点である。このため、実際にはパ
ルスジェネレータ9の信号遅れや、パソコン11の処理
時間及び機械の惰走等により、バイト4が加工禁止領域
に入った瞬間に刃物台5が停止するのではなく、バイト
4がワーク等に多少喰い込んだ位置で機械が停止するこ
ととなり、ワークに喰い込みを生じてしまう。この喰い
込み量は、バイト4が衝突した時の送り速度が大きい場
合、無視できない程大きくなってしまい、多大な損害が
生じてしまう。
【0006】本発明は上記状況に鑑みてなされたもの
で、演算処理や信号処理及び機械の惰走等の影響を最小
限に抑えて工具の禁止領域への干渉を阻止することがで
きる工作機械の工具移動装置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】上記目的を達成するため
の第1発明の構成は、工具の刃先の移動方向及び移動速
度を検出する移動状況検出手段と、該移動状況検出手段
で検出された移動方向及び移動速度に基づいて前記工具
の刃先位置を予測補正する予測補正手段と、該予測補正
手段で補正された予測の刃先位置が予め設定された加工
禁止領域に侵入した際に工具移動系に減速信号を出力し
て工具の移動速度を減速させる制御手段とを備えたこと
を特徴とする。
【0008】また、上記目的を達成するための第2発明
の構成は、工具の刃先の移動方向及び移動速度を検出す
る移動状況検出手段と、該移動状況検出手段で検出され
た移動方向及び移動速度に基づいて前記工具の刃先位置
を予測補正する予測補正手段と、該予測補正手段で補正
された予測の刃先位置が予め設定された加工禁止領域に
侵入した際に工具移動系に減速信号を出力して工具の移
動速度を減速させると共に実際の刃先位置が前記加工禁
止領域に侵入した際に工具移動系に停止信号を出力して
工具の送りを停止させる制御手段とを備えたことを特徴
とする。
【0009】
【作用】第1発明では、移動状況検出手段で検出された
移動方向及び移動速度に基づいて工具の刃先位置を予測
補正し、予測した工具の刃先位置が予め設定された加工
禁止領域に侵入した際に、工具移動系に減速信号を出力
して工具の移動速度を減速させ、工具の加工禁止領域へ
の侵入を阻止する。
【0010】第2発明では、移動状況検出手段で検出さ
れた移動方向及び移動速度に基づいて工具の刃先位置を
予測補正し、予測した工具の刃先位置が予め設定された
加工禁止領域に侵入した際に、工具移動系に減速信号及
び停止信号を出力して工具の移動速度を減速させた後に
工具を停止させる。
【0011】
【実施例】図1には本発明の一実施例に係る工作機械の
工具移動装置の制御ブロック、図2には工具移動装置の
制御フローチャート、図3には工具の移動状況説明を示
してある。本実施例は、工作機械としては図6に示した
旋盤1を適用したものであり、図6で示した旋盤1にお
けるパソコン11では図1に示した工具の移動制御が実
施されるため、図6及び図7に示した部材と同一部材に
は同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【0012】図1に示すように、工具移動装置は、バイ
ト4の位置を監視するための軸位置カウンタ12、前サ
ンプリング時の位置を記憶する位置データ記憶器21、
バイト4のの移動ベクトルを計算する移動状況検出手段
としての工具移動ベクトル演算器22、バイト4の予測
刃先位置を計算する予測補正手段としての予測刃先位置
演算器23、禁止領域データ13により干渉をチェック
する監視制御装置14及び機械のNC装置8へ減速信号
及び停止信号を出力する制御手段としての機械側インタ
ーフェース15により構成される。
【0013】図1、図2に示すように、軸位置カウンタ
12により得られる現在位置と位置データ記憶器21に
より記憶された前サンプリング位置とから、工具移動ベ
クトル演算器22でバイト8の刃先の移動ベクトルを計
算し、この移動ベクトルと現在位置から予測刃先位置演
算器23により、次サンプリング時のバイト8の刃先の
予測位置を求める。位置データ記憶器21、工具移動ベ
クトル演算器22及び予測刃先位置演算器23により予
測位置演算装置24が構成されている。サンプリング周
期を一定にした場合におけるバイト4の刃先の予測位置
(x1,z1)は、図3に示したように、1サンプリング前の
バイト4の位置(x0,z0) と、現在のバイト4の位置(x,
z) とによって次式(1) によって演算される。 (x1,z1)=(x,z) +(Lx,Lz)・・・・(1)
【0014】求められた工具刃先位置が予め設定された
禁止領域に干渉したかどうかを監視制御装置14により
チェックし、工具刃先位置が禁止領域に干渉している場
合には機械側インターフェース15からNC装置8に対
して減速信号を出力して刃物台5の送りを減速させる。
その後、現在の刃先位置が禁止領域に干渉しているかを
監視制御装置14によりチェックして、工具刃先位置が
禁止領域に干渉している場合には機械側インターフェー
ス15からNC装置8に対して刃物台5の送りの停止信
号を出力し、刃物台5のを停止させる。尚、刃物台5の
送りを減速させた後に刃物台5のを停止させるようにし
た例が第2発明に相当し、上記実施例のうち刃物台5の
送りを減速させるまでの例が第1発明に相当する。
【0015】第4図には旋盤における禁止領域とバイト
4の送りの関係の代表的な例を示してある。また、図5
には禁止領域に対する減速領域の関係を示してある。図
5に示すように、禁止領域31は、ワークの仕上形状等
を一筆書きの閉領域とした定義から形成されると共に、
主軸2、心押台3、振れ止め等のバイト4と干渉しては
まずい領域の定義から形成される。ワークの表面を切削
する場合、バイト4の動きは出発点32から早送りでワ
ークに接近(Aで示す径路)し、その後切削送りでワー
クの所定の経路B,C,Dで移動し、切削終了後早送り
によって工具出発点32に戻る(E,Fで示す径路)。
このとき、工具の移動方向側に禁止領域31がある場合
は、バイト4の予測刃先位置が禁止領域31に干渉する
ことになって、第5図で示したように、バイト4の送り
が減速される(減速領域33)。但し、通常は、切削中
に送り速度が変化してはまずいため、減速するのはバイ
ト4の送りが早送りの場合のみの設定として使用する。
【0016】本実施例で挙げた機器は、例えば、パソコ
ンのCPUやメモリ、または、パソコン11に内蔵され
る専用ボード等と、これらのハードウェア上で実行可能
なプログラム言語により実現される。第2図にで示した
フローチャートのプログラムは数十msec等の一定周期で
処理される。
【0017】上述した工具移動装置によると、バイト4
の移動速度と移動方向に応じた量だけバイト4の刃先を
シフトした予測刃先位置で、禁止領域31へのバイト4
の刃先の侵入を監視するようにしたので、バイト4の刃
先が実際に禁止領域31に干渉する前の段階で禁止領域
31へのバイト4の侵入を検知することができる。この
ため、早目にNC装置8へ減速信号を出力することがで
き、演算処理や信号処理の遅れ、機械惰走によるバイト
4の禁止領域31にある部材へのくい込みを最小限にと
どめることができる。例えば、パソコン11やNC装置
8での演算処理や信号処理の遅れを100msec 、刃物台5
の送りが停止するまでの間の減速時間を200msec とし
て、送り速度5000mm/minでバイト4がワークに干渉する
と、理論的に16.7mmの喰い込みを生じるが、予測刃先位
置でバイト4の干渉を検知して送り速度を500mm/min ま
で減速していたとすれば、喰い込み量を、1.7mm に減少
させることができる。
【0018】
【発明の効果】本発明の工作機械の工具移動装置は、移
動状況検出手段で検出された工具の移動方向及び移動速
度に基づいて工具の刃先位置を予測補正する予測補正手
段を備え、この予測補正手段で補正された予測の刃先位
置が予め設定された加工禁止領域に侵入した際に工具移
動系に減速信号を出力して工具の移動速度を減速させる
ようにしたので、工具の刃先が実際に禁止領域に干渉す
る前の段階で禁止領域への工具の侵入を検知して工具の
移動速度を減速させることができる。この結果、演算処
理や信号処理及び機械の惰走等の影響を最小限に抑えて
工具の禁止領域への干渉を阻止することができる。
【0019】また、本発明の工作機械の工具移動装置
は、移動状況検出手段で検出された工具の移動方向及び
移動速度に基づいて工具の刃先位置を予測補正する予測
補正手段を備え、この予測補正手段で補正された予測の
刃先位置が予め設定された加工禁止領域に侵入した際に
工具移動系に減速信号を出力して工具の移動速度を減速
させると共に実際の刃先位置が加工禁止領域に侵入した
際に工具移動系に停止信号を出力して工具の送りを停止
させるようにしたので、工具の刃先が実際に禁止領域に
干渉する前の段階で禁止領域への工具の侵入を検知して
工具の移動速度を減速させると共に工具を停止させるこ
とができる。この結果、演算処理や信号処理及び機械の
惰走等の影響を最小限に抑えて禁止領域に干渉する前に
工具を停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る工作機械の工具移動装
置の制御ブロック図。
【図2】工具移動装置の制御フローチャート。
【図3】工具の移動状況説明図。
【図4】旋盤における禁止領域とバイト4の送りの関係
説明図。
【図5】禁止領域に対する減速領域の関係説明図。
【図6】工具移動装置の概略構成図。
【図7】工具の送り制御ブロック図。
【符号の説明】
1 旋盤 2 主軸 3 心押台 4 バイト 5 刃物台 6 X軸サーボモータ 7 Y軸サーボモータ 8 NC装置 9 パルスジェネレータ 10 インターフェース 11 パソコン 12 軸位置カウンタ 13 禁止領域データ 14 監視制御装置 15 機械側インターフェース 21 位置データ記憶器 22 工具移動ベクトル演算器 23 予測刃先位置演算器 24 予測位置演算装置 31 禁止領域 32 出発点

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 工具の刃先の移動方向及び移動速度を検
    出する移動状況検出手段と、該移動状況検出手段で検出
    された移動方向及び移動速度に基づいて前記工具の刃先
    位置を予測補正する予測補正手段と、該予測補正手段で
    補正された予測の刃先位置が予め設定された加工禁止領
    域に侵入した際に工具移動系に減速信号を出力して工具
    の移動速度を減速させる制御手段とを備えたことを特徴
    とする工作機械の工具移動装置。
  2. 【請求項2】 工具の刃先の移動方向及び移動速度を検
    出する移動状況検出手段と、該移動状況検出手段で検出
    された移動方向及び移動速度に基づいて前記工具の刃先
    位置を予測補正する予測補正手段と、該予測補正手段で
    補正された予測の刃先位置が予め設定された加工禁止領
    域に侵入した際に工具移動系に減速信号を出力して工具
    の移動速度を減速させると共に実際の刃先位置が前記加
    工禁止領域に侵入した際に工具移動系に停止信号を出力
    して工具の送りを停止させる制御手段とを備えたことを
    特徴とする工作機械の工具移動装置。
JP29429594A 1994-11-29 1994-11-29 工作機械の工具移動装置 Withdrawn JPH08152908A (ja)

Priority Applications (1)

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JP29429594A JPH08152908A (ja) 1994-11-29 1994-11-29 工作機械の工具移動装置

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JP29429594A JPH08152908A (ja) 1994-11-29 1994-11-29 工作機械の工具移動装置

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JPH08152908A true JPH08152908A (ja) 1996-06-11

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ID=17805854

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JP29429594A Withdrawn JPH08152908A (ja) 1994-11-29 1994-11-29 工作機械の工具移動装置

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Cited By (4)

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Legal Events

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A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20020205