JPH1133867A

JPH1133867A - 工作機械の工具干渉保護方法及び保護装置

Info

Publication number: JPH1133867A
Application number: JP20263597A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Shoji; 雅広小路
Original assignee: KOMATSU KOKI KK
Current assignee: KOMATSU KOKI KK
Priority date: 1997-07-14
Filing date: 1997-07-14
Publication date: 1999-02-09

Abstract

(57)【要約】【課題】自動連続加工時に工具とワークとの干渉によ
る工作機械へのダメージを少なくした工作機械の工具干
渉保護方法及び保護装置を提供する。【解決手段】自動連続加工時に工具５とワーク１４と
の相対速度の早送り速度を加工早送り速度Ｖ3 に制御
し、加工プログラムＰ1 に基づいて加工する工作機械の
工具干渉保護方法において、所定のワーク１４を連続加
工中に、少なくとも、加工プログラムＰ1 の内容を変更
したとき、工具５を交換したとき、あるいは、工具５の
補正量を変更したときのいずれかのときに、少なくとも
最初の１個に対して、前記早送り速度を加工早送り速度
Ｖ3 よりも遅い安全早送り速度Ｖ2 にして加工し、加工
終了までに人が介在していないと認識した場合は加工後
の加工プログラムＰ1 を工具補正量と併せて記憶し、所
定条件を満足した時に安全早送り速度Ｖ2 を加工早送り
速度Ｖ3 に変更して前記記憶した加工プログラムＰ1 に
基づいて加工する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械の工具干
渉時の保護装置に関し、特に、干渉時の衝撃を減少して
機械へのダメージを小さくする工作機械の工具干渉保護
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＮＣ制御による工作機械においては、工
具と加工対象ワークとの相対速度、つまり工具又はワー
クのいずれか一方の回転及び直線移動時の速度及び位置
を電動モータ等によりＮＣ制御して所定の切削加工を行
っている。このような工作機械では、作業者の操作ミス
等によって、工具とワークとの干渉が発生する場合があ
り、これにより工作機械が大きな損傷を受けることがあ
る。そして、このような作業者の操作ミスによる干渉は
手動モード時に多く発生しているので、この干渉時の損
傷を最小限にして食い止めるために、例えば特開平４−
８２６４５号公報には、手動モード時の前記回転及び移
動の各駆動モータの運転条件を手動モード用パラメータ
により制限する技術が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
工具とワークとの干渉は手動モードだけでなく自動モー
ドでも発生する場合がある。すなわち、異種ワークの装
着ミス、異種工具の使用、あるいは、工具補正データの
入力ミス等により、自動モードでの加工時に干渉が発生
する場合がある。そして、最近の高精度及び高速化の要
求によって、工作機械が高精密に組み立てられ、かつ、
移動速度が高速となっているので、上記の干渉が発生し
たときの機械に与える損傷は非常に大きく、特に工具を
移動させるサドルのガイド部、及びワーク取り付け用テ
ーブルの軸受け部等がダメージを受け易くなっている。

【０００４】図４には、従来技術に係わる高精度及び高
速化に対応した工作機械の工具及びワークの取り付け部
の一例の詳細図を示している。同図において、垂直に配
設されたコラム２の前面に上下方向にガイドレール６が
布設されており、また、コラム２にはサドル３がこのガ
イドレール６に沿って上下方向に移動自在に支承されて
取り付けられている。そして、サドル３の下部には工具
５が取着されている。工具５の下方には台１２がほぼ水
平に配設されており、この台１２にベアリング１６を介
して回転自在に支持された軸１７がほぼ垂直方向に設け
られている。また、台１２の上面に突出した軸１７の上
端部にはテーブル１３が取着されている。そして、この
テーブル１３の上面に、パレット１５を介してワーク１
４が取り付けられる。軸１７の下部には図示しない回転
駆動モータの出力軸が連結されており、この回転駆動モ
ータにより軸１７及びテーブル１３を介してワーク１４
が回転されるようになっている。

【０００５】このような構成において、サドル３は重量
が大きく、かつ、高速で下降するので、工具５がワーク
１４に干渉した場合には非常に大きな衝突時の運動エネ
ルギーが発生する。そして、この大きな衝突エネルギー
がガイドレール６やベアリング１６等の外力に対して弱
い部材を破損する。これらの部品は高精度化に対応して
特に精密に製造されているので高価であり、また、交換
部品の入手に時間がかかる。さらに、この破損部品を交
換するに当たって、機械の分解、再組み立て及び再調整
のために多大な復帰時間及び費用がかかることになり、
工作機械自体の稼働率が低下するという問題が発生して
いる。また、干渉時に機械が受けるダメージを最小にす
るために、ダメージを受け易い上記のベアリング１６等
の許容衝撃荷重値を大きく設計し過ぎると、ベアリング
サイズが大きくなってしまう。これにより、高精度及び
高速化の要求を満足することが困難となる

【０００６】本発明は、上記の問題点に着目してなされ
たものであり、自動モードでの連続加工時に工具とワー
クとの干渉による工作機械へのダメージを少なくし、工
作機械側の復帰が容易な工作機械の工具干渉保護方法及
び保護装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段、作用及び効果】上記の目
的を達成するために、請求項１に記載の発明は、自動連
続加工時に工具５とワーク１４との相対速度の早送り速
度を所定の加工早送り速度Ｖ3 に制御し、加工プログラ
ムＰ1 に基づいてワーク１４を加工する工作機械の工具
干渉保護方法において、所定のワーク１４を連続加工中
に、少なくとも、加工プログラムＰ1 の内容を変更した
とき、工具５を交換したとき、あるいは、工具５の補正
量を変更したときのいずれかのときに、少なくとも最初
の１個に対して、前記早送り速度を前記加工早送り速度
Ｖ3 よりも遅い安全早送り速度Ｖ2 にして加工し、所定
条件を満足した時に前記安全早送り速度Ｖ2 を前記加工
早送り速度Ｖ3 に変更して加工する方法としている。

【０００８】請求項１に記載の発明によると、ワークに
対応する加工プログラムの内容を変更したときや、工具
を交換したとき、あるいは、工具の補正量を変更したと
き等の直後には、自動運転の開始時に工具とワークとの
干渉が発生する頻度が高い。したがって、このような工
具とワークとの干渉が発生する可能性があるときには、
所定種別のワークを自動連続加工する場合に、少なくと
も最初の１個目のワークに対して、通常の所定の加工早
送り速度よりも遅い安全早送り速度で加工する。そし
て、次回以降にこれと同種のワークを連続加工するとき
は、通常の加工早送り速度での実行が可能な所定条件を
満足した時に、この加工早送り速度に変更する。これに
より、工具とワークとの干渉が発生し易い場合に、万一
この干渉が発生しても、通常の加工早送り速度よりも遅
い安全早送り速度となっているので、工作機械に与える
衝突時の損傷、ダメージが小さくなる。この結果、損傷
した工作機械の復帰作業が容易に、かつ、短時間で可能
となる。

【０００９】請求項２に記載の発明は、自動連続加工時
に工具５とワーク１４との相対速度の早送り速度を所定
の加工早送り速度Ｖ3 に制御し、加工プログラムＰ1 に
基づいてワーク１４を加工する工作機械の工具干渉保護
方法において、所定のワーク１４を連続加工中に、少な
くとも、加工プログラムＰ1 の内容を変更したとき、工
具５を交換したとき、あるいは、工具５の補正量を変更
したときのいずれかのときに、少なくとも最初の１個に
対して、前記早送り速度を前記加工早送り速度Ｖ3 より
も遅い安全早送り速度Ｖ2 にして加工し、この加工が終
了するまでに人が介在していないと認識した場合は加工
後の加工プログラムＰ1を加工中の工具補正量と併せて
記憶し、所定条件を満足した時に前記安全早送り速度Ｖ
2 を前記加工早送り速度Ｖ3 に変更して前記記憶した加
工プログラムＰ1に基づいて加工する方法としている。

【００１０】請求項２に記載の発明によると、ワークに
対応する加工プログラムの内容を変更したときや、工具
を交換したとき、あるいは、工具の補正量を変更したと
き等の直後には、自動運転の開始時に工具とワークとの
干渉が発生する頻度が高い。このような工具とワークと
の干渉が発生する可能性があるときには、所定種別のワ
ークを自動連続加工する場合に、少なくとも最初の１個
目のワークに対して、通常の所定の加工早送り速度より
も遅い安全早送り速度で加工する。さらに、人の操作が
介在した直後には非常に干渉が発生し易いので、上記同
様に工具とワークとの干渉が発生する可能性が高くな
る。よって、この加工終了までの間に人が介在していな
いと認識した場合は、次回の同種のワークに対して連続
加工ができる可能性があるので、この加工後の加工プロ
グラムとこの加工中の工具補正量とを併せて記憶してお
く。そして、次回以降にこれと同種のワークを連続加工
するときは、通常の加工早送り速度での実行が可能な所
定条件を満足した時にこの加工早送り速度に変更し、前
記記憶した加工プログラムに基づいて加工する。これに
より、工具とワークとの干渉が発生し易い場合に、万一
この干渉が発生しても、通常の加工早送り速度よりも遅
い安全早送り速度となっているので、工作機械に与える
衝突時の損傷、ダメージが小さくなる。この結果、損傷
した工作機械の復帰作業が容易に、かつ、短時間で可能
となる。

【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
記載の工作機械の工具干渉保護方法において、安全早送
り速度Ｖ2 を加工早送り速度Ｖ3 に変更する前記所定条
件は、 1)前記次回以降に実行する加工プログラムＰ1 の内容
と、前記最初の１個の加工後に記憶した加工プログラム
Ｐ1 の内容とを照合し、内容が一致したとき 2)実行開始時及び実行中の工具補正量が、前記最初の１
個のワーク１４を加工後に加工プログラムＰ1 と併せて
記憶した工具補正量と一致したとき、あるいは、一致し
なくても工具補正量の許容値以内であるとき 3)前記最初の１個のワーク１４を加工完了するまでの間
に、人が介在してないときを全て満たすことである。

【００１２】請求項３に記載の発明によると、次回以降
に実行する加工プログラムの内容と、最初の１個の加工
後に記憶した加工プログラムの内容との照合で、内容が
一致したとき、あるいは、実行開始時及び実行中の工具
補正量が、最初の１個のワークを加工後に加工プログラ
ムと併せて記憶した工具補正量と一致したとき、又は、
一致しなくても工具補正量の許容値以内であるとき、あ
るいは、最初の１個のワークを加工完了するまでの間に
人が介在してないとき、の全ての条件を満たした場合の
みに、安全早送り速度から高速の加工早送り速度に変更
している。したがって、高速の加工早送り速度に変更し
たときの工具とワークとの干渉を確実に防止することが
できる。

【００１３】請求項４に記載の発明は、請求項１、２又
は３記載の工作機械の工具干渉保護方法において、安全
早送り速度Ｖ2 を加工早送り速度Ｖ3 に変更する前記所
定条件を満足しているかを判断するのは、同種別のワー
ク１４を繰り返し加工する連続運転加工が指令されたと
きとしている。

【００１４】請求項４に記載の発明によると、同種別の
ワークを繰り返し連続加工する連続運転加工の場合に、
安全早送り速度をこれより速い加工早送り速度に変更す
る条件が満足されたとき、干渉が発生すること無く高速
で加工できるので、連続加工時の加工所要時間を短くで
き、生産性の良い加工ができる。

【００１５】請求項５に記載の発明は、請求項１又は２
記載の工作機械の工具干渉保護方法において、前記加工
早送り速度Ｖ3 で連続加工中に人が介在した場合は、次
回に同種別のワーク１４を連続加工するときの前記早送
り速度を前記安全早送り速度Ｖ2 とするようにしてい
る。

【００１６】請求項５に記載の発明によると、加工早送
り速度で加工中に人が介在する操作が行われた場合に
は、その直後に工具とワークとの干渉が発生する可能性
が大きいので、速度が遅い安全早送り速度で加工するよ
うにする。これにより、万一干渉が発生しても工作機械
の受ける損傷が小さくなり、復帰作業にかかる時間及び
費用を低減できる。

【００１７】請求項６に記載の発明は、請求項２又は５
記載の工作機械の工具干渉保護方法において、前記人が
介在したと判断する条件は、 1)工具補正量データの入力 2)一時的な加工停止の実行 3)早送り速度のオーバライドスイッチによる変更 4)シングルブロックスイッチによるシングルブロック実
行 5)同種別のワーク１４を繰り返し加工する連続運転加工
の指令の切り換えの内少なくともいずれか１つであるこ
とを特徴としている。

【００１８】請求項６に記載の発明によると、工具補正
量データの入力、一時的な加工停止の実行、早送り速度
のオーバライドスイッチによる変更、シングルブロック
スイッチによるシングルブロック実行、及び同種別のワ
ーク１４を繰り返し加工する連続運転加工の指令の切り
換え、等は人が介在して操作が行われるので、この直後
に工具とワークとの干渉が発生する可能性が大きくな
る。したがって、これらの内少なくとも１つが行われた
場合は、速度が遅い安全早送り速度で加工するようにす
る。これにより、万一干渉が発生しても工作機械の受け
る損傷が小さくなり、復帰作業にかかる時間及び費用を
低減できる。

【００１９】請求項７に記載の発明は、請求項１又は２
記載の工作機械の工具干渉保護方法において、前記安全
早送り速度Ｖ2 は、工具５がワーク１４に干渉したと
き、工具５を昇降させるサドル３の昇降方向のガイドレ
ール、又は、ワーク１４を回転させる軸受け部材等の部
材を損傷しない速度である方法としている。

【００２０】請求項７に記載の発明によると、安全早送
り速度の速さを、工具がワークに干渉したときでもサド
ルのガイドレール、又はワークを回転させる軸受け部材
等の部材を損傷しない速度としたので、万一干渉が発生
しても工作機械の受ける損傷が小さくなり、復帰作業に
かかる時間及び費用を低減できる。

【００２１】請求項８に記載の発明は、テーブル１３上
に設置されたワーク１４と、ワーク１４を加工する工具
５と、工具５とワーク１４との相対速度の早送り速度を
所定の加工早送り速度Ｖ3 に制御し、加工プログラムＰ
1 に基づいてワーク１４を加工するＮＣ制御装置２０と
を備え、工具５とワーク１４との干渉を保護する工作機
械の工具干渉保護装置において、前記ＮＣ制御装置２０
は、自動連続加工時に早送り速度を前記加工早送り速度
Ｖ3 にして加工プログラムＰ1 の実行が可能か否かの判
定を行って連続加工する連続運転モードを認識させる連
続運転認識スイッチ２２ａと、工具５の補正量を入力す
るための工具補正量入力スイッチ２２ｃと、前記連続運
転認識スイッチ２２ａの信号、及び前記工具補正量入力
スイッチ２２ｃの工具補正量データを入力し、連続運転
認識スイッチ２２ａの信号が前記連続運転モードを指令
している場合には、所定のワーク１４を連続加工中に、
少なくとも、加工プログラムＰ1 の内容が変更されたと
き、あるいは、前記工具補正量入力スイッチ２２ｃによ
り工具補正量データが変更されたときのいずれかのとき
に、少なくとも最初の１個に対して、前記早送り速度を
前記加工早送り速度Ｖ3 よりも遅く、かつ、工具５を昇
降させるサドル３のガイドレール、又はワーク１４を回
転させる軸受け部材等の部材を工具５がワーク１４に干
渉したときに損傷しない速度の安全早送り速度Ｖ2 にし
て加工し、所定条件を満足した時に前記安全早送り速度
Ｖ2 を前記加工早送り速度Ｖ3 に変更して加工する制御
器２１とを備えた構成としている。

【００２２】請求項８に記載の発明によると、ワークに
対応する加工プログラムの内容を変更したときや、工具
を交換したとき、あるいは、工具の補正量を変更したと
き等の直後には、自動運転の開始時に工具とワークとの
干渉が発生する頻度が高い。したがって、このような工
具とワークとの干渉が発生する可能性があるときには、
所定種別のワークを自動連続加工する場合に、連続運転
認識スイッチを連続運転モードにして、少なくとも最初
の１個目のワークに対して、通常の所定の加工早送り速
度よりも遅く、かつ、工具５がワーク１４に干渉したと
きに工具５を昇降させるサドル３の昇降方向のガイドレ
ール、又は、ワーク１４を回転させる軸受け部材等の部
材を損傷しない速度の安全早送り速度で加工する。した
がって、最初の１個目のワークで干渉が発生しても工作
機械の受けるダメージが小さくなる。また、上記連続運
転モードで次回以降にこれと同種のワークを連続加工す
るときは、通常の加工早送り速度での実行が可能な所定
条件を満足した時に、この加工早送り速度に変更する。
これにより、工具とワークとの干渉が発生し易い場合
に、万一この干渉が発生しても、通常の加工早送り速度
よりも遅い安全早送り速度となっているので、工作機械
に与える衝突時の損傷、ダメージが小さくなる。この結
果、損傷した工作機械の復帰作業が容易に、かつ、短時
間で可能となる。また、もし最初のワークから干渉の発
生の恐れが無い（少ない）場合は、前記連続運転認識ス
イッチをオフする（非連続運転モードにする）ことによ
り、全てのワークに対して早送り速度を通常の加工早送
り速度Ｖ3 とすることができる。したがって、この場合
には常時所定の高速度で早送りできるので、能率的な加
工を行うことができる。

【００２３】請求項９に記載の発明は、テーブル１３上
に設置されたワーク１４と、ワーク１４を加工する工具
５と、工具５とワーク１４との相対速度の早送り速度を
所定の加工早送り速度Ｖ3 に制御し、加工プログラムＰ
1 に基づいてワーク１４を加工するＮＣ制御装置２０と
を備え、工具５とワーク１４との干渉を保護する工作機
械の工具干渉保護装置において、前記ＮＣ制御装置２０
は、自動連続加工時に早送り速度を前記加工早送り速度
Ｖ3 にして加工プログラムＰ1 の実行が可能か否かの判
定を行って連続加工する連続運転モードを認識させる連
続運転認識スイッチ２２ａと、工具５の補正量を入力す
るための工具補正量入力スイッチ２２ｃと、前記連続運
転認識スイッチ２２ａの信号、及び前記工具補正量入力
スイッチ２２ｃの工具補正量データを入力し、連続運転
認識スイッチ２２ａの信号が前記連続運転モードを指令
している場合には、所定のワーク１４を連続加工中に、
少なくとも、加工プログラムＰ1 の内容が変更されたと
き、あるいは、前記工具補正量入力スイッチ２２ｃによ
り工具補正量データが変更されたときのいずれかのとき
に、少なくとも最初の１個に対して、前記早送り速度を
前記加工早送り速度Ｖ3 よりも遅く、かつ、工具５を昇
降させるサドル３のガイドレール、又はワーク１４を回
転させる軸受け部材等の部材を工具５がワーク１４に干
渉したときに損傷しない速度の安全早送り速度Ｖ2 にし
て加工し、この加工が終了するまでに人が介在していな
いと認識した場合は加工後の加工プログラムＰ1 を加工
中の工具補正量と併せて記憶し、所定条件を満足した時
に前記安全早送り速度Ｖ2 を前記加工早送り速度Ｖ3 に
変更して前記記憶した加工プログラムＰ1 に基づいて加
工する制御器２１とを備えた構成としている。

【００２４】請求項９に記載の発明によると、ワークに
対応する加工プログラムの内容を変更したときや、工具
を交換したとき、あるいは、工具の補正量を変更したと
き等の直後には、自動運転の開始時に工具とワークとの
干渉が発生する頻度が高い。このような工具とワークと
の干渉が発生する可能性があるときには、所定種別のワ
ークを自動連続加工する場合に、連続運転認識スイッチ
を連続運転モードにして、少なくとも最初の１個目のワ
ークに対して、通常の所定の加工早送り速度よりも遅
く、かつ、工具５がワーク１４に干渉したときに工具５
を昇降させるサドル３の昇降方向のガイドレール、又
は、ワーク１４を回転させる軸受け部材等の部材を損傷
しない速度の安全早送り速度で加工する。したがって、
最初の１個目のワークで干渉が発生しても工作機械の受
けるダメージが小さくなる。さらに、人の操作が介在し
た直後には非常に干渉が発生し易いので、上記同様に工
具とワークとの干渉が発生する可能性が高くなる。よっ
て、この加工終了までの間に人が介在していないと認識
した場合は、次回の同種のワークに対して連続加工がで
きる可能性があるので、この加工後の加工プログラムと
この加工中の工具補正量とを併せて記憶しておく。ま
た、上記連続運転モードで次回以降にこれと同種のワー
クを連続加工するときは、通常の加工早送り速度での実
行が可能な所定条件を満足した時にこの加工早送り速度
に変更し、前記記憶した加工プログラムに基づいて加工
する。これにより、工具とワークとの干渉が発生し易い
場合に、万一この干渉が発生しても、通常の加工早送り
速度よりも遅い安全早送り速度となっているので、工作
機械に与える衝突時の損傷、ダメージが小さくなる。こ
の結果、損傷した工作機械の復帰作業が容易に、かつ、
短時間で可能となる。また、もし最初のワークから干渉
の発生の恐れが無い（少ない）場合は、前記連続運転認
識スイッチをオフする（非連続運転モードにする）こと
により、全てのワークに対して早送り速度を通常の加工
早送り速度Ｖ3 とすることができる。したがって、この
場合には常時所定の高速度で早送りできるので、能率的
な加工を行うことができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して実施形態
を詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る工
作機械の一例を表す斜視図を示しており、同図に基づい
て工作機械の構成を説明する。ベッド１の上部にはコラ
ム２が略水平方向のＹ軸方向に移動自在に設けられてお
り、図示しないＹ軸モータにより駆動されるようになっ
ている。コラム２の前面には、前述の従来技術の説明で
示したガイドレール６（図４を参照）がＹ軸方向に垂直
な上下方向のＺ軸方向に配設されており、このガイドレ
ール６上に移動自在にサドル３が設けられていて、この
サドル３には工具５が装着されている。また、コラム２
の上面にはＺ軸モータ４が配設されていて、このＺ軸モ
ータ４の回転駆動により、例えばボールスクリュウとナ
ットとの組み合わせ等から構成される図示しない駆動力
伝達手段を介して、サドル３がＺ軸方向に移動するよう
になっている。

【００２６】また、ベッド１の前端にはベッド１１が固
設されており、このベッド１１の上部に台１２がＹ軸方
向とＺ軸方向とに垂直なＸ軸方向に移動自在に設けられ
ている。そして、ベッド１１には図示しないＸ軸モータ
が配設されていて、このＸ軸モータにより台１２はＸ軸
方向に駆動されるようになっている。さらに、この台１
２の上面には、前述の従来技術で示したベアリング１６
及び軸１７（図４を参照）を介して、テーブル１３がＺ
軸方向のＣ軸を中心に回転自在に設けられている。そし
て、このテーブル１３は、台１２に取着された図示しな
いＣ軸モータにより軸１７を介して回転駆動されるよう
になっている。テーブル１３上には被加工材のワーク１
４が装着され、テーブル１３上に設けられた図示しない
把持装置により把持されるようになっている。

【００２７】ＮＣ制御装置２０は上記の工作機械により
ワーク１４をＮＣ加工するための制御装置であり、ＮＣ
制御のための各種設定が行える操作パネル、前記各軸駆
動モータを駆動するサーボアンプ、及び、加工制御のた
めの加工プログラムを記憶し実行する制御器（後述す
る）等を有している。ＮＣ制御装置２０には、前述の各
軸駆動モータ、すなわち、Ｘ軸モータ、Ｙ軸モータ、Ｚ
軸モータ４、Ｃ軸モータの動力駆動線、速度信号線及び
位置信号線が接続されており、このＮＣ制御装置２０は
前記加工プログラム中の各軸の移動目標位置と各軸位置
データとに基づいて各軸駆動指令を演算し、この演算し
た各軸駆動指令により各軸駆動モータをＮＣ制御してい
る。

【００２８】図２は、ＮＣ制御装置２０のハード構成ブ
ロック図を示している。同図において、制御器２１は例
えばマイクロコンピュータ等のコンピュータ装置を主体
として構成されており、内部には、加工プログラム等を
記憶するメモリ２１ａを有している。なお、この加工プ
ログラムは例えばＮＣ言語で記述されていてもよいし、
または、他の言語等により記述されていてもよい。制御
器２１は、各軸のそれぞれの位置信号を各軸位置センサ
２６から入力し、この各軸位置信号と上記加工プログラ
ムに記述された各軸移動目標位置とに基づいて各軸駆動
モータ２４の速度指令を演算し出力して、各軸駆動モー
タ２４をＮＣ制御している。

【００２９】操作パネル２２には、ＮＣ制御に関する各
種の設定及び機能指令のための下記のような各種スイッ
チが備わっており、これらのスイッチの信号は制御器２
１に入力される。連続運転認識スイッチ２２ａはオンの
とき連続運転モードを認識させるものであり、この連続
運転モードのときには、自動連続モードで実行中の加工
プログラムが所定の条件を満足して所定の加工早送り速
度Ｖ3 で実行可能か否かが判定され、実行可能と判定さ
れた場合は加工早送り速度Ｖ3 で、また判定されない場
合は加工早送り速度Ｖ3 よりも遅い安全早送り速度Ｖ2
でそれぞれ実行される。なお、連続運転認識スイッチ２
２ａがオフのときは、通常の自動連続モードでの加工と
同様に、無条件に加工早送り速度Ｖ3 で実行される。

【００３０】連続運転加工スイッチ２２ｂは同種別のワ
ーク１４を連続で繰り返し加工することを指令する指示
スイッチであり、この連続運転加工スイッチ２２ｂがオ
ンのときは、同種別のワーク１４に対応する加工プログ
ラムが連続的に繰り返して実行される。また、工具補正
量入力スイッチ２２ｃは使用中の工具５の補正量データ
を入力するものであり、この補正量データは制御器２１
に入力され、加工プログラム毎に対応してメモリ２１ａ
内に記憶される。また、一時停止スイッチ２２ｄは、連
続加工中に加工を一時停止させるものである。

【００３１】各軸サーボアンプ２３はＸ軸モータ、Ｙ軸
モータ、Ｚ軸モータ４及びＣ軸モータの各軸駆動モータ
２４の回転速度を制御する一般的なサーボアンプからな
っており、制御器２１から出力された各軸の速度指令
と、各軸駆動モータ２４に装着された各軸速度センサ２
５からのそれぞれの軸の速度信号との速度偏差を演算
し、この速度偏差が小さくなるように各軸駆動モータ２
４の回転トルク（つまり、駆動電流値）を制御してい
る。また、各軸の位置を検出する各軸位置センサ２６は
各軸位置信号を制御器２１に出力している。なお、本実
施形態では、各軸位置センサ２６は各軸駆動モータ２４
にそれぞれ装着されているが、これに限定されずに、各
軸の移動部本体に直接設けてもよい。

【００３２】図３は本発明に係わる工作機械の工具干渉
保護方法に関する制御器２１の処理フローチャートを示
しており、同図に基づいて説明する。Ｓ１で、所定のワ
ーク１４に対する加工プログラムＰ1 において、試削り
工程時の早送り速度をＶ1 と設定する。この試削り早送
り速度Ｖ1 は、試削り加工時に、各軸の移動状態をチェ
ックでき、かつ、各軸移動時に工具５がワーク１４等と
干渉しても加工機械の各軸の軸受け部等の衝撃に弱い箇
所を保護できるような低速度とする。そして、Ｓ２で作
業者の判断により試削り工程の終了と判断されたら、Ｓ
３では連続運転認識スイッチ２２ａがオンされ、これに
よって制御器２１は自動モードでの前記連続運転モード
を認識する。次にＳ４で、この加工プラグラムＰ1 の連
続運転実行時の早送り速度を所定の安全早送り速度Ｖ2
に設定する。ここで、この安全早送り速度Ｖ2 は、上記
の試削り早送り速度Ｖ1 よりも速く、かつ、連続実行運
転時に工具５がワーク１４等と干渉しても工作機械の各
軸の軸受け部（ベアリング１６等）やガイドレール６等
にダメージを与えないような速度値に設定されている。
そして、Ｓ５で、当該ワーク１４の加工終了まで安全早
送り速度Ｖ2 で加工を実行する。

【００３３】加工終了後、Ｓ６において、実行後の加工
プログラムＰ1 を、次回の連続加工時に上記安全早送り
速度Ｖ2 よりも速い所定の加工早送り速度Ｖ3 で実行可
能な加工プログラムと認定するか否かを判定する。すな
わち、この実行後の加工プログラムＰ1 が次回の連続加
工時に加工早送り速度Ｖ3 で実行可能となる条件を満足
したか否かを判断する。なお、この実行可能となる条件
とは、上記Ｓ４における連続運転モードでの連続加工実
行中に、一時停止スイッチ２２ｄ、工具補正量入力スイ
ッチ２２ｃ、早送りオーバライドスイッチ又はシングル
ブロックスイッチ等のスイッチが操作されていないこ
と、すなわち、人が介在していないことである。この条
件を満足したときは加工早送り速度Ｖ3 で実行可能な加
工プログラムと認定し、Ｓ７において、次回の同種別の
ワーク１４に対する連続加工時に同一条件で実行するた
めの各種のインタロックデータを入力し、メモリ２１ａ
内の所定エリアに記憶する。なお、このインタロックデ
ータは、少なくとも、上記の実行後の加工プログラムＰ
1 の内容、及び、この実行時に使用した工具５に対応す
る補正量データとこの補正量データが記憶されたメモリ
番地データとを含んでいる。この後、Ｓ８へ処理を移行
する。また、Ｓ６において前記条件を満足してないとき
は、Ｓ３に戻って、加工プログラムＰ1 が加工早送り速
度Ｖ3 で連続加工可能と認定されるまで以上の処理を繰
り返す。なお、この加工早送り速度Ｖ3は、加工プログ
ラムＰ1 により設定されていてもよいし、あるいは、予
め制御器２１内で所定の速度値に設定されていてもよ
い。

【００３４】そしてＳ８で、次回の同種のワーク１４の
連続加工時に、連続運転加工スイッチ２２ｂをオンして
連続加工を開始し、次にＳ９では、このときの加工プロ
グラムＰ1 が加工早送り速度Ｖ3 で加工可能か否かの判
定を行う。すなわち、これから実行しようとしている加
工プログラムＰ1 の内容が前記Ｓ７において記憶された
加工プログラムＰ1 と一致しているときで、かつ、使用
される工具５の補正量データが前記記憶された補正量デ
ータと等しいか、あるいは、この補正量データが等しく
ない場合はこの工具５の補正量データが工具５の許容補
正量以下であるかのいずれかのときには、この加工プロ
グラムＰ1 が加工早送り速度Ｖ3 で加工可能と判定す
る。また、両条件のいずれか一方が満足されないとき
は、Ｓ１３において、加工早送り速度Ｖ3 で連続加工可
能とした前記認定をキャンセルし、この後Ｓ３に戻って
再度この認定がされるまで以上の処理を繰り返す。ま
た、Ｓ９で上記の両条件が共に満足（つまり、加工早送
り速度Ｖ3 で連続加工可能と判定）されたときは、次に
Ｓ１０で、加工早送り速度Ｖ3 で実行する前に、まず加
工開始後の工具２本分は安全早送り速度Ｖ2 で実行す
る。ここで、Ｓ１０の処理は、テーブル１３に設置され
たワーク１４の種別が、この加工プログラムＰ1 に対応
する種別と異なっていないかをチェックするためであ
る。そして、工具２本分の加工中に干渉等の異常が無い
とき、すなわち、正常なワーク１４が設置されていると
きには、Ｓ１１で、工具３本目以降の連続加工を加工早
送り速度Ｖ3 で行う。

【００３５】つぎに、Ｓ１２で、この連続加工中に下記
条件の内のいずれかを満足したか否かを判断する。すな
わち、この条件とは、加工中に工具補正量入力スイッチ
２２ｃにより入力した補正量データが、使用中の工具５
に対応した許容補正量以上となったとき、あるいは、加
工中にシングルブロックスイッチや一時停止スイッチ等
が操作されたとき等のように人が介在し、加工早送り速
度Ｖ3 での連続加工の継続が不可と判断されるような場
合である。そして、上記条件の内いずれかを満足したと
きは、Ｓ１３で加工早送り速度Ｖ3 での連続運転を可能
とした認定をキャンセルし、この後Ｓ３に戻って再度こ
の認定がされるまで処理を繰り返す。また、Ｓ１２でい
ずれの条件も満足しなかったときは、Ｓ９に戻って以上
の連続加工時の処理に繰り返す。

【００３６】なお、以上の説明では、連続運転加工時に
加工早送り速度Ｖ3 で実行可能か否かの判定を行う際
に、連続運転加工スイッチ２２ｂがオンのときにこの判
定を行うようにしているが、本発明はこのスイッチに限
定されるものではなく、例えば、自動連続運転を行うた
めの通常の自動連続モードスイッチ等によることも可能
である。また、テーブル１３に設置されたワーク１４の
種別が加工プログラムＰ1 に対応する種別と異なってい
ないかをチェックするために、工具２本分の加工中に異
常が無いか否かによって判定しているが、これに限定さ
れず、例えばワーク１４の種別を判別するタッチセンサ
等によって判定するようにしてもよい。

【００３７】以上説明したように、加工プログラムに基
づいて所定のワーク１４の連続加工を開始するときは、
少なくとも最初の１個に対しては早送り速度を安全早送
り速度Ｖ2 として加工する。この安全早送り速度Ｖ2
は、通常の加工早送り速度Ｖ3よりも遅く、かつ、万一
工具工具５とワーク１４との干渉が発生しても衝突によ
り最も損傷し易い工作機械の部材（例えば、サドル３の
昇降用のガイドレール６、及びテーブル１３の回転用の
ベアリング１６等）を損傷しないような速度値としてい
る。したがって、干渉が発生してもダメージが少ないの
で、工作機械の復帰作業にかかる時間及び費用が非常に
小さくなる。

【００３８】そして、この最初の１個が加工終了した
後、この連続加工中に人が介在していないことを確認
し、介在してない場合は次回の同種のワーク１４に対し
てはこの加工プログラムＰ1 で加工早送り速度Ｖ3 での
連続加工が可能であると認定する。なお、ここでの人が
介在しないことの条件は、加工中の一時停止、工具補正
量データの入力、早送りオーバライドの操作、又はシン
グルブロックの操作等が全て行われてないことを示して
いる。したがって、人の操作が介在した直後のように前
記干渉が発生する頻度が高いときには上記認定をしない
ので、安全早送り速度Ｖ2 のままで連続加工が行われ、
工作機械の干渉時のダメージを小さくできる。

【００３９】さらに、次回の同種のワーク１４に対して
加工早送り速度Ｖ3 での連続加工が可能であると認定し
たとき、最初のワーク１４を加工した後の加工プログラ
ムＰ1 の内容及びこの加工中の工具補正量データ（イン
タロックデータ）を記憶し、この記憶したデータと、こ
れから実行する加工プログラムＰ1 の内容及びこれに対
応する工具補正量データとを照合する。両方の加工プロ
グラムＰ1 の内容が一致したときで、かつ、工具補正量
データが等しいか、あるいは、この工具補正量データが
等しくない場合に今回の工具補正量データが工具に対応
した補正量許容範囲以内に入っているかのいずれかのと
きには、これから実行する加工プログラムＰ1 に基づい
て加工早送り速度Ｖ3 での連続加工を行う。このよう
に、同種別のワーク１４を連続加工する際でも、干渉の
可能性があるか否かをチェックして可能性有りの場合に
は、安全早送り速度Ｖ2 を加工早送り速度Ｖ3 に変更し
ないので、干渉発生時の工作機械の保護が行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる工作機械の一例を表す斜視図を
示す。

【図２】本発明の実施形態に係わるＮＣ制御装置のハー
ド構成ブロック図を示す。

【図３】本発明に係わる工具干渉保護方法を説明する処
理フローチャート例を示す。

【図４】従来の課題を説明する工作機械の要部詳細図を
示す。

【符号の説明】

１…ベッド、２…コラム、３…サドル、４…Ｚ軸モー
タ、５…工具、６…ガイドレール、１１…ベッド、１２
…台、１３…テーブル、１４…ワーク、１５…パレッ
ト、１６…ベアリング、１７…軸、２０…ＮＣ制御装
置、２１…制御器、２１ａ…メモリ、２２…操作パネ
ル、２２ａ…連続運転認識スイッチ、２２ｂ…連続運転
加工スイッチ、２２ｃ…工具補正量入力スイッチ、２２
ｄ…一時停止スイッチ、２３…各軸サーボアンプ、２４
…各軸駆動モータ、２５…各軸速度センサ、２６…各軸
位置センサ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自動連続加工時に工具(5) とワーク(14)
との相対速度の早送り速度を所定の加工早送り速度(V3)
に制御し、加工プログラム(P1)に基づいてワーク(14)を
加工する工作機械の工具干渉保護方法において、所定のワーク(14)を連続加工中に、少なくとも、加工プ
ログラム(P1)の内容を変更したとき、工具(5) を交換し
たとき、あるいは、工具(5) の補正量を変更したときの
いずれかのときに、少なくとも最初の１個に対して、前
記早送り速度を前記加工早送り速度(V3)よりも遅い安全
早送り速度(V2)にして加工し、所定条件を満足した時に
前記安全早送り速度(V2)を前記加工早送り速度(V3)に変
更して加工することを特徴とする工作機械の工具干渉保
護方法。
【請求項２】自動連続加工時に工具(5) とワーク(14)
との相対速度の早送り速度を所定の加工早送り速度(V3)
に制御し、加工プログラム(P1)に基づいてワーク(14)を
加工する工作機械の工具干渉保護方法において、所定のワーク(14)を連続加工中に、少なくとも、加工プ
ログラム(P1)の内容を変更したとき、工具(5) を交換し
たとき、あるいは、工具(5) の補正量を変更したときの
いずれかのときに、少なくとも最初の１個に対して、前
記早送り速度を前記加工早送り速度(V3)よりも遅い安全
早送り速度(V2)にして加工し、この加工が終了するまで
に人が介在していないと認識した場合は加工後の加工プ
ログラム(P1)を加工中の工具補正量と併せて記憶し、所
定条件を満足した時に前記安全早送り速度(V2)を前記加
工早送り速度(V3)に変更して前記記憶した加工プログラ
ム(P1)に基づいて加工することを特徴とする工作機械の
工具干渉保護方法。
【請求項３】安全早送り速度(V2)を加工早送り速度(V
3)に変更する前記所定条件は、 1)前記次回以降に実行する加工プログラム(P1)の内容
と、前記最初の１個の加工後に記憶した加工プログラム
(P1)の内容とを照合し、内容が一致したとき 2)実行開始時及び実行中の工具補正量が、前記最初の１
個のワーク(14)を加工後に加工プログラム(P1)と併せて
記憶した工具補正量と一致したとき、あるいは、一致し
なくても工具補正量の許容値以内であるとき 3)前記最初の１個のワーク(14)を加工完了するまでの間
に、人が介在してないときを、全て満たすことであるこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の工作機械の工具干
渉保護方法。
【請求項４】安全早送り速度(V2)を加工早送り速度(V
3)に変更する前記所定条件を満足しているかを判断する
のは、同種別のワーク(14)を繰り返し加工する連続運転
加工が指令されたときであることを特徴とする請求項
１、２又は３記載の工作機械の工具干渉保護方法。
【請求項５】前記加工早送り速度(V3)で連続加工中に
人が介在した場合は、次回に同種別のワーク(14)を連続
加工するときの前記早送り速度を前記安全早送り速度(V
2)とすることを特徴とする請求項１又は２記載の工作機
械の工具干渉保護方法。
【請求項６】前記人が介在したと判断する条件は、 1)工具補正量データの入力 2)一時的な加工停止の実行 3)早送り速度のオーバライドスイッチによる変更 4)シングルブロックスイッチによるシングルブロック実
行 5)同種別のワーク(14)を繰り返し加工する連続運転加工
の指令の切り換えの内少なくともいずれか１つであるこ
とを特徴とする請求項２又は５記載の工作機械の工具干
渉保護方法。
【請求項７】前記安全早送り速度(V2)は、工具(5) が
ワーク(14)に干渉したとき、工具(5) を昇降させるサド
ル(3) の昇降方向のガイドレール、又は、ワーク(14)を
回転させる軸受け部材等の部材を損傷しない速度である
ことを特徴とする請求項１又は２記載の工作機械の工具
干渉保護方法。
【請求項８】テーブル(13)上に設置されたワーク(14)
と、ワーク(14)を加工する工具(5) と、工具(5) とワー
ク(14)との相対速度の早送り速度を所定の加工早送り速
度(V3)に制御し、加工プログラム(P1)に基づいてワーク
(14)を加工するＮＣ制御装置(20)とを備え、工具(5) と
ワーク(14)との干渉を保護する工作機械の工具干渉保護
装置において、前記ＮＣ制御装置(20)は、自動連続加工時に早送り速度を前記加工早送り速度(V3)
にして加工プログラム(P1)の実行が可能か否かの判定を
行って連続加工する連続運転モードを認識させる連続運
転認識スイッチ(22a) と、工具(5) の補正量を入力するための工具補正量入力スイ
ッチ(22c) と、前記連続運転認識スイッチ(22a) の信号、及び前記工具
補正量入力スイッチ(22c) の工具補正量データを入力
し、連続運転認識スイッチ(22a) の信号が前記連続運転
モードを指令している場合には、所定のワーク(14)を連
続加工中に、少なくとも、加工プログラム(P1)の内容が
変更されたとき、あるいは、前記工具補正量入力スイッ
チ(22c) により工具補正量データが変更されたときのい
ずれかのときに、少なくとも最初の１個に対して、前記
早送り速度を前記加工早送り速度(V3)よりも遅く、か
つ、工具(5) を昇降させるサドル(3) のガイドレール、
又はワーク(14)を回転させる軸受け部材等の部材を工具
(5) がワーク(14)に干渉したときに損傷しない速度の安
全早送り速度(V2)にして加工し、所定条件を満足した時
に前記安全早送り速度(V2)を前記加工早送り速度(V3)に
変更して加工する制御器(21)とを備えたことを特徴とす
る工作機械の工具干渉保護装置。
【請求項９】テーブル(13)上に設置されたワーク(14)
と、ワーク(14)を加工する工具(5) と、工具(5) とワー
ク(14)との相対速度の早送り速度を所定の加工早送り速
度(V3)に制御し、加工プログラム(P1)に基づいてワーク
(14)を加工するＮＣ制御装置(20)とを備え、工具(5) と
ワーク(14)との干渉を保護する工作機械の工具干渉保護
装置において、前記ＮＣ制御装置(20)は、自動連続加工時に早送り速度を前記加工早送り速度(V3)
にして加工プログラム(P1)の実行が可能か否かの判定を
行って連続加工する連続運転モードを認識させる連続運
転認識スイッチ(22a) と、工具(5) の補正量を入力するための工具補正量入力スイ
ッチ(22c) と、前記連続運転認識スイッチ(22a) の信号、及び前記工具
補正量入力スイッチ(22c) の工具補正量データを入力
し、連続運転認識スイッチ(22a) の信号が前記連続運転
モードを指令している場合には、所定のワーク(14)を連
続加工中に、少なくとも、加工プログラム(P1)の内容が
変更されたとき、あるいは、前記工具補正量入力スイッ
チ(22c) により工具補正量データが変更されたときのい
ずれかのときに、少なくとも最初の１個に対して、前記
早送り速度を前記加工早送り速度(V3)よりも遅く、か
つ、工具(5) を昇降させるサドル(3) のガイドレール、
又はワーク(14)を回転させる軸受け部材等の部材を工具
(5) がワーク(14)に干渉したときに損傷しない速度の安
全早送り速度(V2)にして加工し、この加工が終了するま
でに人が介在していないと認識した場合は加工後の加工
プログラム(P1)を加工中の工具補正量と併せて記憶し、
所定条件を満足した時に前記安全早送り速度(V2)を前記
加工早送り速度(V3)に変更して前記記憶した加工プログ
ラム(P1)に基づいて加工する制御器(21)とを備えたこと
を特徴とする工作機械の工具干渉保護装置。