JPS5919657A

JPS5919657A - 工作機械の非常戻し装置

Info

Publication number: JPS5919657A
Application number: JP12901982A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Naito; 内藤　辰男; Sadakazu Sugiyama; 杉山　貞和
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1982-07-26
Filing date: 1982-07-26
Publication date: 1984-02-01

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、工作機械の非常戻し装置に関するものであ
る。

互いに送り方向の異なる複数の送り機構を有するメカニ
カルフィードユニットを備えた工作機械においては、従
来工具の非常戻し機能は付加されていなかった。

ただし、ＮＣ工作機械においては、一部にコピーパック
機能と称して、加工データに基づく工具径路の逆コース
を工具に辿らせて原点に戻すようにしたものがある。

しかしながら、このコピーパック機能では工具を原点に
戻すのに非常に時間がかかるため、非常戻しの意味がな
いばかりか、工具が戻る時ワークと干渉してワークに傷
を付けてしまう欠点があった。

この発明は、上記のような背景に鑑みてなされたもので
あり、前述のような工作機械のワークベース上に固定し
たワークの加工形状に応じて定めた工具の進入禁止領域
と工具の現在位置とに基づいて、工具がワークと干渉し
ない戻り経路を決定して、その決定した戻り１尾路に従
って、工具を非常戻しするようにした工作機械の非常喫
し装置を提供して、高速の非常戻しが可能でしかもワー
クを傷付けない非常戻し機能を前述のような工作機械に
付加することを目的とする。

以下、この発明の実施例を添付図面を参照しながら説明
する。

第１図は、この発明を適用した多用型専用工作機械を構
成する２軸メカニカルフイードユニツトの一例を示す概
略構成図である。

同図中、スライドユニット１は、マン７ベース２に固定
したスライドベース６上を、第１のフィードモータ（Ｄ
Ｃモータ）４（二よって巨し１云、１与区動されるボー
ルスクリュー５によって駆動されて矢示Ｘ方向に移動す
る。

工具６を取り付けたフェーンングヘッド７は、スライド
ユニット１内にボール軸受８を介して回転自在に装着し
た主軸９のフェーンングユニット９ａの先端面上を以下
に述べるような機構で矢示Ｚ方向に移動する。

すなわち、フエーヅングヘンド７は、ベルクランク１０
を介して主軸９の軸心部に矢示Ｘ方向に摺動自在に挿着
したドローバ−１１に連結されており、このドローバ−
１１はボールスクリュー１２及びギアトレイン１６を介
してスライドユニット１の後端部に取り付けた第２のフ
ィードモータ（ＤＣモータ）１４に連結されている。

したがって、第２のフィードモータ１４を回転駆動すれ
ば、ドローバー１１が矢示Ｘ方向に往復動して、ベルク
ランク１０が矢示Ａ方向に揺動し、それによってフェー
ンングヘッド７がフェーンングユニット９ａの先端面上
で矢示Ｚ方向に案内されながら移動する。

スライドユニット１の上面に固定した主軸モータ（ＡＣ
モータ）１５は、その回転軸と主軸９とに夫々取り付け
た歯付ブー！１１６．１６及び両歯骨ブー！１１６．１
６間に装架したタイミングベルト１７を介して主軸９を
矢示Ｂ方向に回転させる。

したがって、第１．第２のフィードモータ４゜１４及び
主軸モータ１５を同時に駆動すると、工具６は矢示Ｃ方
向に回転しながらその回転中心から矢示Ｚ方向に偏心し
つつ、矢示Ｘ方向に移動するため、マシンベース２七の
ワークベース１８にクランプしたワーク１９を加工する
ことができる。

なお、同図中、２０．２１は夫々フィードモータ４，１
４の回転軸に取り付けたパルスジエイ・レータである。

また、２４は原点位置検出用のリミットスイッチであり
、マシンベース２側に固定され、スライドユニット１の
下部に取り付けたドッグ２５によって作動子が叩かれる
ことによって作動する。

次に、第１図に示すように構成した２軸メカニカルフイ
ードユニツトにおける第１．第２のフィードモータ４，
１４を駆動制御する送り制御部を、第２図を参照して説
明する。

なお、第１．第２のフィードモータ４，１４を夫々独立
り駆動制御する２つの送り制御部は、加工データを除い
てその構成は全く同様であるので、第２図では第１のフ
ィードモータ４用の送り制御部（す、下、「Ｘ軸送り制
御部」と云う）２２のみを示す。

第２図中、レジスタ群からなる速度データ設定器２２０
Ａには、第１図のワーク１９を所望の形状に加工するの
に必要な工具６の送り速度データυ０〜υ。を記憶しで
ある。

同じくレジスタ群からなる距離データ設定器２２０Ｂに
は、やはり第１図のワーク１９を所望の形状に加工する
のに必要な工具６の送り距離データｄ　ｏ　−ｄ　ｎを
記憶しである。

なお、この距離データ設定器２２　Ｄ　Ｂの各レジスタ
にセットした送り距離データｄＯ〜ｄｎは、ｄＯが「０
」で、ｄ１〜ｄｎが第１図の工具６のＸ方向の原点から
加工開始位置までのアプローチ距離。

ワーク１９のＸ方向に関する加工形状に倣った複数の位
置間の各送りステップを示す距離、及びＸ方向の加工終
了位置から０１１記Ｘ方向の原点までの距離を表わすデ
ータであり、予めワーク１９の加工形状に合わせて外部
よりセントされる。

また、速度データ設定器２２０Ａの各レジスタにセント
した送り速度データυ０〜υ０は、υ０が１０」で、υ
１〜ｖｎが距、難データ設定器２’２ＬＩＢの各レジス
タにセットした送り距離データｄ１〜ｄｎにおいて、Ｘ
方向の工具原点から距離ｃｌ＋移動する間の送り速度、
距離ｄ】移動して到達した位置から距離ｄ２移動する間
の送り速度のように、各距離間の送り速度を決定するた
めのデータであり、やはり予め外部よりセットされる。

２３２Ａ、２３２Ｂは、夫々後述するステッピングリレ
ー２６２のロータリスインチであり、ステッピングリレ
ー２６２の操作コイルが励磁される毎に各可動接片Ｒ８
ｌ　、　Ｒ８２が夫々イニンヤル接点ａＯ、ｂｏからａ
ｎ　、　ｂＯまで１つずつ歩進することによっ（−速度
データ設定器２２０Ａ及び距離データ設定器２２０Ｂの
各レジスタを選択してその選択したレジスタのデータを
読み出す。

なお、ロータリスイッチ２３２Ａ、２３２Ｂの各接点ａ
ｏ−ａｎ、ｂｏ−ｂｎ及び可動接片Ｒ８１、Ｒ８２は、
夫々送り速度データｖＯ”　ｖｎ　＋及び送り距離デー
タｄｏ−ｄｎのデータビット数だけあるが、夫々１つで
代表して示している。

非常戻し速度レジスタ２２０Ｃには、非常戻しがかかっ
た時のＸ方向の戻し速度データをセットしである。

マダイ・ットスイッチ２６６の可動接片Ｒ８ａ　、　Ｈ
，Ｓ　４は、通常夫々接点ｅ１．　ｅ２側に切り換って
おり、後述する非常戻し信号ＦＭによってマダイ・ット
コイルが励磁されると、可動−接片Ｒ８３，几Ｓ４は夫
々接点ｆｌ、　ｆ２側に切り換る。

なお、これ等の可動接片１ｔｓ３．Ｒ８＋及び接点ｅｌ
、ｅ２．ｆ＋、ｆｚも通過するデータのデータビット数
分だけあるが、夫々１つで代表して示している。

次に、後述する起動指令信号Ｓｓが入力された時点で作
動するパルス発生器２２１は、第１図の工具６の送り加
速度を決定するパルス信号Ｐを出力する。　なお、この
パルス発生器２２１は後述するリセット信号Ｉもによっ
て停［卜する。

比較器２２２は、速度カウンタ２２３の計数値である指
令速度データｎと、速度データ設定器２２０Ａのレジス
タからロータリスインチ２３２Ａ及び可動接片Ｒ８３を
介して出力される送り速度データυ０〜υ。の何れかと
比較して、ｎ〈υ（υ−υ０〜υ。）の間ＡＮＤゲー）
０１を開く信号Ｃ１’５、ｎ：＞　ｖ　（ｖ　＝　ｖ（
、−ｖｎ）の間ＡＮＤゲー）Ｇ２に開く信号Ｃ２に夫々
出力する。

なお、速度カウンタ２２３は起動指令信号Ｓｓ入力時に
イニシャライズされ、又速度データ設定器２２０Ａから
は、起動指令信号Ｓｓ入力時に送り速度データυ１が読
み出される（この事については後述する）。

したがって、機械の起動時の指令速度データｎはゼロで
、速度データ設定器２２０Ａから読み出される送り速度
データはｖｌであるから、速度カウンタ２２３はｎ−υ
１　になるまでノくルス発生器２２１からのパルス信号
Ｐ’ｔアンプカウントしてｎｔインクリメントし読け、
ｎ−υｌとなった後ロータリスイッチ２６２Ａから次の
送ジ速度データυ２が出力されてそのυ２がｎ〉υ２　
なら、ｎ＝υ２になるまでパルス信号Ｐ’にダウンカウ
ントしてｎ’にデクリメントし続ける。

このようにして、速度カウンタ２２６の計数値である指
令速度データｎを設定値である送り速度データυ１〜υ
ｎと一致させる。

なお、速度カウンタ２２乙の計数値の単位時間当りの変
化量によって加減速を決定している。

次に、速度カウンタ２２６から出力される指令速度デー
タｎは、Ｄ／Ｆ変換器２２４においてそのデータ値ｎに
応じた周７波数の速度指令パルス信号Ｐｎに変換される
。

Ａ、　Ｎ　ＤゲートＧ３は、セット・リセット型のフリ
ップフロップ回路（ＦＦ）２２５が０１（、ゲートＧ４
を介して入力される起動指令信号Ｓｓ又は後述する同期
ステップ信号ＳＴによってセットされた時に、そのＱ出
力によって開いて、Ｄ／Ｆ変換器２２４からの速度指令
パルス信号Ｐｎを偏差カクンタ２２６に出力し、ＦＦ２
２５が後述する比較器２３０からのステップ光子信号Ｃ
３によってリセットされると、速度指令パルス信号Ｐｎ
を遮断する。

偏差カウンタ２２６は、ＡＮＤゲートＧ３を介して入力
される速度指令パルス信号Ｐｎのパルス数と、第１のフ
ィードモータ４の回転軸に取り付ｉ＋だパルスジエイ・
レータ２０からのフィードバックパルス信号ＦＰのパル
ス数との偏差量（位置エラー祉）ＳＤをイ乍り出す。

なお、この偏差カウンタ２２６の出力である偏差量ＳＤ
には正負があり、例えば第１のフィードモータ４が時計
方向に回転している時は＋ＳＤ、反時計方向に回転して
いる時は一８Ｄとなる。

また、同図では図示を省略しているが、実際にはＡ、Ｎ
Ｄアゲート３と偏差カウンタ２２６との間には、第１の
フィードモータ４の回転方向切換用の回路が、パルスジ
エイ・レータ２０と偏差カウンタ２２６との間には、第
１のフィードモータ４の回転方向弁別用の回路等が介挿
されている。

Ｄ／Ａ変換器２２７は、偏差カウンタ２２６からの偏差
量ＳＤをアナログ値である電圧信号ＶＤに変換する。

サーボ増幅器（速度アンプ）２２８は、Ｄ／Ａ変換器２
２７からの電圧信号ＶＤと、パルスジェネレータ２０か
らのフィードバックパルス信号１・ＰをＩＩ゛／Ｖ変換
器２２９によって′市Ｌ［−信号に変換した速度フィー
ドバック信号■υとの偏差量に応じた屯田信号Ｖ（］を
第１のフィードモータ４に出力して回転させる。

それによって、第１図のフィードユニット１ヲ矢示Ｘ方
向に移動させて、工具６を矢示Ｘ方向に送る。

距離カウンタ２６１は、ＡＮＤゲートＧ３を介して入力
される速度指令パルス信号Ｐｎをカウントすることによ
って、工具６のＸ方向の移動距；雌を検出する。

Ａ　Ｎ　Ｄゲートアレイ２６ろは、後述する非常戻し信
号ＥＭによってトリガされた時にワンンヨットマルチバ
イブレーク（Ｏ８）２３７から出力される信号Ｃ４によ
ってセットされ、後述する比較器２６０からのステップ
完了信号Ｃ３によってリセットされるセット・リセット
型のソリツブフロップ回路（ＦＦ）２３８のハイレベル
゛Ｈ″の互出力によって開き、ＡＮＤゲートアレイ２６
４はＰＦ　２３８のハイレベル゛′Ｈ″のＱ出力によっ
て開く。

比較器２６０は、ＡＮＤゲー］・アレイ２６６が開いて
いる時にＡＮＤゲートアレイ２６６及びＯＲゲートアレ
イ２６５を介して入力される距離カウンタ２６１のカウ
ント値である移動距離データＳｐと、距離データ設定器
２２０　Ｂのレジスタからロータリスイツｆ２３２Ｂ及
び可動接片Ｒ８４を介して入力される距離データｄｏ−
ｄｎの何れかと比較して、Ｓｐ　＝ｄ（ｄ　＝ｄｏ〜ｄ
ｎ）　　となる毎、すなわち第１図の工具６が送り距離
データｄＯ〜ｄｎに基づくＸ方向（第１図）の各送りス
テップ移動する毎にハイレベル”■ビのステップ完了信
号Ｃ３を出力、する。

また、この比較器２６０は、ＡＮＩ）ゲートアレイ２６
４が開いている時には、比較入力は何れ・も同じ前記送
り距離データｄＯ〜ｄｎの何れかであるから、この時に
もノーイレペル゛トビのステップ完了信号Ｃ３を出力す
る。

ステッピングリン−２６２は、ＯＲ，ゲートＧ４を介し
て起動指令信号ＳＳが入力されて操作コイルが励磁され
ると、ロータリスイッチ２３２　Ａ、　。

２６２Ｂの可動接片１％Ｓ　ｔ　、　Ｒ８２はイニシャ
ル接点”０＋ｂＯからａｌ＋ｂｌに１つ歩進する。

また、それ、Ｕ降０　］、（、ゲートＧ４を介して後述
する同期ステップ信号ＳＴが入力される毎に、ステッピ
ングリレー２６２の操作コイルが励磁されると、ロータ
リスイッチ２３２Ａ、、２３２Ｂの可動接片Ｒ８］−、
■もＳ２は接点ａＩ　＋　ｂ＋からａｎ、ｂｎまで１つ
ずつ歩進する。

そして、このステッピングリレー２６２は、第１図のリ
ミットスイッチ２４がオンすることによって出力される
リセット信号几又はＰＦ２３８のハイレベル゛１１　”
のＱ出力が０Ｒｙ−ト（）５を介して入力されると、リ
セットされてロータリスイッチ２３２Ａ、２３２Ｂの可
動接片Ｒ８ｌ、Ｒ８２がイニシャル接点ａ。＋ｂＯに戻
される。

マダイ・ソトスイッチ２６６は、後述する非常戻し信号
ＥＭが入力されてマダイ・ソトコイルが励磁されると、
可動接片Ｒ８３，Ｒ８４は接点ｅ、　、　ｅ２側から接
点ｆ＋、　ｆｚ側に切り換り、非常戻し信号ＥＭが入力
されなくなってマダイ・ットコイルの励磁が解かれると
、可動接片Ｒ８１，Ｒ，Ｓｚハ接点ｅｌ、Ｇ２側に復帰
する。

トラ７ジスタ２６９は、ＦＦ２２５がセットされてその
Ｑ出力がハイレベル°’Ｈ″”になっている間オンして
１点をローレベル゛Ｌ　＋＋に落し、ｌ、ｍ　ｌ、＋２
２５がステップ完了信号Ｃ３によってリセットされてそ
のＱ出力がローレベル゛′Ｌ″になるとオフして３点を
ハイレベル゛′Ｈ″にする。

以」−がＸ軸送り制御部２２の構成の概要であり、第２
のフィードモータ１４用の送り制御部（以下、「Ｘ軸送
り制御部」と云う）の構成は、前述のセットデータ内容
を除いて全て同様である。

なおり、下、Ｘ軸送り制御部には２６の符号を付し、Ｘ
軸送り制御部２２の各部と対応する部分には、同一の符
号にダッシュ［」を付して説明する。

また、Ｘ軸送り制御部２３用の送り距離データｄｏ′〜
ｄｎ′は、ｄｏ’が「０」で、ｄ１′〜ｄｎ′は第１図
の工具６のＺ方向の原点から加工開始位置までのアプロ
ーチ距離、ワーク１９のＺ方向に関する加工形状に倣っ
た複数の位置間の各送りステップを示す距離、及びＺ方
向の加工終了位置からのＺ方向の原点までの距離を表わ
すデータであり、予めワーク１９の加工形状に合わせて
設定される。

さらに、Ｘ軸送り制御部２６用の送り速度データυ０′
〜ｖｎ′は、ｖｏ′が「０」で、ｖ　、ｌ〜υ。′が前
述の送り距離データｄ＋’〜ｄｎ’において、Ｚ方向の
工具原点から距離ｄ、ｌ移動する間の送り速度、距離ｄ
、７移動して到達した位置から距離ｄ２’移動する間の
送り速度のように、各距離間の送り速度を決定するため
のデータであり、やはり予め設定される。

次に、第６図を参照して、前述したＸ、Ｘ軸送り制御部
２２．２３を制御し、且つこの発明に係わる制御を行う
制御系について説明する。

先ず、Ｘ、Ｘ軸送り制御部２２．２３を制御して第１図
のワーク１９を加工する時の動作の概要を順序立てて説
明する。

最初に第６図の運転指令スイッチ２６をオンしてセット
・リセット型フリップフロップ回路（Ｆ　Ｉ・”　）２
７を七ツ］・する。　この時、Ｘ、Ｘ軸送り制御部２２
．２３におけるトランジスタ２３９，２３９’のコレク
タであるｙ　、　ｙ’点を共に接続したライン６０は、
ハイレベル゛’　Ｉ−１”　（起動時トランジスタ２３
９．２３９’はオフ）となっているから、ｌ、Ｎ　Ｆ＋
２７がセットされてそのＱ出力がハイレベル゛Ｉ（′に
なると、Ａ、　Ｎ　ＤゲートＧ８の出力がハイレベル゛
′■］”に立上ってワンショットマルチバイフレータ（
Ｏ８）２９がトリガされる。

そして、トリがされた０８２９は起動指令信号（パルス
信号）ＳｓをＯＲ，ゲート（）９．（）１０を介して夫
々Ｘ、Ｚ軸送り制御部２２．２３に出力する。

それによって、ステッピングリレー２６２゜２３２′の
操作コイルが励磁されると共に、Ｘ、Ｘ軸送り制御部２
２．２６のＦＦ２２５，２２５’がセントされるため、
ＡＮＤゲーｌ−（）３　、　Ｇ３’が開き、トランジス
タ２３９，２３９’がオンする。

そのため、ロータリコイル２３２Ａ、２３２Ｂ　。

２３２Ａ’、２３２］３’の可動接片Ｒ８］、　、　ｌ
もＳ　２　＋　１．（Ｓ　ｉ’　。

Ｒ８２’がイニシャル接点ａＯ２ｂＯ２ａＯ′、ｂＯ′
から夫々１つ歩萌して、速度データ設定ｂ２２０Ａ、２
２０Ａ′のレジスタから送り速度データ？Ｊｌ、？ＪＩ
’を、距β＋ＩＦデータ設定器２２０Ｂ、２２０Ｂ’θ
）レジスタ力・ら送り距離データｄ＋、ｄ１’を夫々読
み出す。

それによって、前述したＸ、Ｘ軸送り制御部２２．２３
の作用により第１図の］１具６は原点から送り速度υ１
でＸ方向に距離ｄ１移動し始めつつ、送り速度υ１′で
Ｚ方向に距離ｄ＋’移動し始める。

なお、機械の起動時、マダイ・ットスイッチ２６６゜２
６６′の可動接片Ｒ８３、Ｒ８４、Ｒ８３’　、　Ｒ８
４’は夫々接点ｅＩＩ　ｅ２＋　ｅＩＺ　ｅ２’側に切
り換っており、又ＡＮＤゲートアレイ２３３，２５３’
、２３４，２３４’のうち、Ａ、ＮＤ−ゲートアレイ２
３３，２３３’　の方のみが開いている。

また、第６図のＩ”Ｉ！”２７のＱ出力がノ１イレベル
＋＋　Ｈｎになると、ＯＲゲートＧ６を介して主軸モー
タドライブ回路２８をアクセスするので、機械が起動さ
れると直ちに主軸モータ１５が回転して、工具６も回転
する。

次に、例えば工具６がＸ方向より先にＺ方向に距離ｄ１
′移動した場合について考えてみると、Ｘ軸送り制御部
２乙の比較器２６０′（第２図の比較器２３０に相当す
る）からステップ完了信号Ｃ３’が出力されるため、ｈ
”ｐ２２ｓ’がリセットされてＡＮＤゲー）Ｇ３’が閉
じ、それによってＺ方向の次のステップ動作が停止され
る。

そして、ＦＦ２２５’がリセットされると、トランジス
タ２６９′がオフするが、この時点では工具６はＸ方向
に距離ｄ１移動していないため、Ｘ軸送り制御部２２の
比較器２６０からはステップ完了信号Ｃ３が出力されず
、ＦＦ２２’５はセット状態でトランジスタ２６９はオ
ンのままである。

したがって、この状態では第６図のライン３０の信号レ
ベルはローレベル゛Ｌ”であるため、ＡＮＤゲートＧ８
の出力もローレベル゛ＩＬ”であり、０８２９はトリガ
されない。

そのため、０８２９からは次ステツプ動作に移行するた
めの同期ステップ信号ＳＴが出力されず、Ｘ軸送り制御
部２６は、次ステツプ動作を停止した状態（インターロ
ック状態）を保持され、Ｘ軸送り開側１部２２は、工具
６がＸ方向に距離ｄ１移動するまで動作し続ける。

そして、工具６がＸ方向に距離ｄ１移動すると、Ｘ軸送
り制御部２２の比較器２６０がらステップ完了信号Ｃ３
が出力されるため、ＦＦ２２５がリセットされてＡ−Ｎ
ＤゲートＧ３が閉じ、それによってＸ方向の次ステツプ
動作が停止される。

そして、ＦＦ２２５がリセットされると、トランジスタ
２６９もオフするため、第６図のライン３０の信号レベ
ルはローレベル゛ｌ　Ｌ　＋”カラハイレベル゛Ｈ″に
立上り、それによって０８２９がトリガされて０８２９
がら同期ステップ１言号ＳＴがＯＲゲートＧ９，０１０
を介してＸ、Ｘ軸送り制御部２２．２３に夫々出力され
る。

そのため、Ｘ、Ｘ軸送り制御部２２．２３のＦＦ２２５
．２２５’が各々セットされて、ＡＮＤゲートＧ３，０
３′が開くと共に、ステッピングリレ−２３２，２３２
’の操作コイルが夫々励磁されて、ロークリコイル２３
２Ａ、２３２Ｂ、２６２Ａ’、２３２Ｂ’のｉｉＪ動接
片■もＳ　１．　Ｒ８２、ＪもＳ　１′、　Ｒ８２’が
接点ａｌ＋ｂＩ＋　ａＩ’＋　ｂｌ’から夫々１つ歩進
する。

それによって、速度データ設定器２２０　Ａ　。

２２ＵＡ’のレジスタから送り速度データ？Ｊ２＋υ２
′を、距離データ設定器２２０１３．２２０１３’のレ
ジスタから送り距離データｄｚ、ｄｚ’を夫々読み出し
て、第１図の工具６を最初ステップで送られた位置から
送り速度υ２でＸ方向に距離ｄ２移動させつつ、送り速
度υ２′でＺ方向に距離ｄ２’移動させる。

そして、以後前述のようにＸ、Ｘ軸送り制御部２２．２
３間で送りステップ毎にインターロックを掛けながら、
工具６を設定データどおり送、る。

そして、最後に第１図の工具６が原点に戻って、スライ
ドユニット１のドッグ２５がリミットスイッチ２４の作
動子を叩いてリミットスイッチ２４をオフさせると、リ
セット信号［尤が発生して、このリセット信号Ｒによっ
てＯＲゲートＧ７を介してＦＩ”２７がリセットされ、
それによって上軸モータドライブ回路２８の動作が停止
して、主軸モータ１５の回転が止まる。

また、このリセット信号１もはＸ、Ｘ軸送り制御部２２
．２３に夫々入力されて、パルス発生器２２１．２２１
’の動作を停止すると共に、ステッピングリレー２３２
，２３２’をリセットして、＝ｆ動接片ＩもＳｌ、Ｒ８
２，ＪもＳ　１’　、　Ｒ８２’を人々イニシャル接点
ａＯ＋　ｂｏ　ｒ　”Ｏ’　＋　ｂ　Ｏ’に復帰さＩ、
それによって機撮の１サイクル動作を終了する。

次に、この発明に係わる部分に就て説明する。

第６図において、第１図の工具６の進入禁止頃域を設定
する進入禁止頃域設定手段である設定器３３．３４の各
レジスタには、次のようなデータをセントしである。

すなわち、今第１図のワーク１９の加工形状が第４図に
示すような形状であると仮定して、設定器６６の最初の
レジスタには、例えば原点ｒ＼１／○から加−Ｌ面１９
ａまでのＸ方向に関する距離より若干長い距離ＺＡをセ
ットしてあり、残りの各レジスタには夫々「０」をセッ
トしである。

また、設定器６４の最初のレジスタには、例えば原点Ｍ
１０から加工面１９ｂまでのＺ方向に関する距離より若
干短い距離ＺＡをセットしてあり、残りの各レジスタに
は夫々「０」をセットしである。

したがって、両膜定器６３．３４に設定した工具６の進
入禁止領域は第４図に斜線を施して示す領域となる。

なお、第４図における原点Ｍ　／　Ｏとは、第１図の工
具６のＸ方向に関する原点及びＺ方向に関する；頓点を
表わしている。

第６図に戻って１．現在位置カウンタ６５は、工具６の
Ｘ方向の現在位置を検出するだめのもので、工具６が原
点へ・１１０からワーク１９に向って送られている時は
、第１のフィードモータ４の回転軸に取り付けたパルス
ジエイ・レーク２０　（第１　、２図参照）からのフィ
ードバックパルス信号１・Ｐをアップカウントシ、逆に
工具６が原点ｉｎ　／　Ｏに向って戻されている時は、
フィードバックパルス信号Ｊ”　ｆ）をダウンカウント
する。

したがって、現在位置カウンタ６５の値Ｎｘは、常に工
具６の原点Ｍ　／　ＯからのＸ方向に関する位置（距離
）を示している。

同様に現在位置カウンタ６６は、第２・ハフイードモー
タ１４の回転軸に取すイτＪけたパルｙ、　ｇエイ・レ
ータ２１からのフィードバックパルス信号Ｊ、ｓＰｒに
基づいて、工具６のＺ方向に関する現在位置を検出する
ようになっており、その値Ｎｚは、常に工具６の原点Ｉ
＼４１０からのＺ方向に関する位置（距離）を示してい
る。

比較器６７は、現在位置カウンタ３５の値Ｎｚと、後述
するデコーダ４７の出力によってイネーブルされた設定
器６６のレジスタのデータ値Ｍｘ（％１１．：Ｚ、又は
「０」）とを比較して、Ｍ　ｘ　’＞　Ｎ　ｘの時ハイ
レベルの信号Ｑ１を、Ｍｚ＝Ｉ’ｈ：　　の時ノーイレ
ベルの信号Ｑ２を、Ｍｚ（Ｎｚの時ハイレベルの信号Ｑ
３を夫々出力する。　なお、比較器６７の３つの出力端
子は、上記信号Ｑ　ｌ−Ｑ　３を出力していない時ロー
レベル“′Ｌ”となっている。

比較器６８は、現在位置カウンタ６６の値Ｎｚと、やは
り後述するデコーダ４７の出力によってイイ・−プルさ
れた設定器６４のレジスタのデータ値Ｍｚ　（Ｍｚ　：
　ｚＡ又は「０」）とを比較して、Ｍ　ｚ　＜　Ｎ　ｚ
の時にのみハイレベルの信号Ｑ４を出力する。

なお、比較器６８の出力端子も、上記信号Ｑ４を出力し
ていない時ローレベル１“Ｌ”′となっている。

減算器６９は、現在位置カウンタ６５の値Ｎｘと前記デ
ータ値へ４ｘ　（ＭＪ　：　ＺＡ又は「０」）との差Ｄ
ｘを演算し、減算器４０は、現在位置カウンタ６６の値
Ｎｚと前記データ値＋１ｖｌｚ　（Ｍｚ　：　ＺＡ又は
「０」）との差Ｄｚを演算する。

ただし、この実施例の場合５・減算器３９．４［］の演
算結果であるＯｘ、Ｄｚが常に正の値となるように減算
器３９．４０には絶対値回路を付加しである。

Ａ　Ｎ　Ｉ）ゲートアレイ４１は、比較器６７からハイ
レベルの信号Ｑ３が入力されている時にのみ開いて、減
算器６９の演算結果である差データＩ）ｚをＸ軸送り制
御部２２の接点ｆｚ（第２図）に出力する。

ＡＮＤゲートアレ、イ４２は、比較器６８からハイレベ
ルの信号Ｑ４が入力されている時にのみ開いて、減算器
４０の演算結果である差データＤＺをＺ軸道り制御部２
６の接点ｆ２′に出力する。

セット・リセット型フリップフロップ回路（ＦＦ）４６
は、非常戻しスイッチ４４がオンした時にセットされて
、そのＱ出力であるハイレベルの非常戻し信号ＥＭを出
力し、リミットスイソｆ−２４がオンした時に発生する
リセット（を号１七によってリセットされて非常戻し信
号ＥＭの出力を停止する。

そして、′このＦＦ４６から出力される非常戻し信号１
は、Ｘ、Ｚ軸道り制御部２２，２ろの０８２３７．２３
７’及びマダイ・ソトスイッチ２６６・２６６′に供給
されると共に、ＡＮｆ）ゲルトＧ１２に入力され、さら
にＯＲゲートＧ６を介して主軸モータドライブ回路２８
をアクセスし、ＯＲゲートＧ７を介してＦＦ’２７をリ
セットする。

Ａ、　Ｎ　、ＤゲートＧ１２は、ライン６０の信号レベ
ルが７、イレベル゛’Ｈ”で、ＦＦ４３から非常戻し信
号ＥＭが入力され、且つ比較器３７からＯＲゲートＧ１
１を介して信号Ｑ１又はＧ２が入力されている時にのみ
出力をハイレベル゛Ｈ′″にしてＡ　Ｎ　、ＤゲートＧ
１３を開く。

カウンタ４５は、リセット信号Ｒによってリセ　。

ソトされ、且つＡＮ’ＤゲートＧ１３が開いている時に
該ＡＮＤゲー１−Ｇ］、３を介して入力されるパルス発
生器（例えば非常戻し信号ＥＭが１−”　Ｆ　４３から
出力されている開作動する）４６からのパルス信号ＰＣ
をカウントする。

デコーダ４７は、カウンタ４５のカウント値１ηが「０
」の時設定器３３．３４におけるデータ値へ。

ｚＡをセントした先頭のレジスタを夫々イイ・−プルし
、後はカウント値１ｎに応じて残りの各レジスタを順に
１つずつイイ・−プルしていく。

Ａ、ＮＤゲー）Ｏ１４は、ライン６０の信号レベルがハ
イレベル゛’　Ｈ”で、且つインバータ■の出力がハイ
レベル゛’　Ｈ”の時、すなわち比較器６７からＯＲゲ
ートＧ１１を介して信号Ｑｔ、Ｑ２の何れも出力されて
いない時に、出力をハイレベ／ｌ／　”　Ｈ”にしてワ
ンショットマルチパイプｖ−９（Ｏ８）４８をトリガす
る。

０８４８はトリガされると、非常戻し時用の同期ステッ
プ信号ＳＴを０１（、ゲートＧ９　、　Ｇｔｏを介して
Ｘ、Ｚ軸道り；Ｎ’Ｊ御部２２．２３に夫々出力する。

なお、この０８４８は非常戻し信号１）；　ＭがＪ”　
Ｊ−”４６から出力されている開作動する。

また、減算器３９，４０．比較器５７，３８゜ＡＮＤゲ
ートアレイ４Ｌ４２等によって戻１λ経路決定手段を構
成している。

次に動作を説明する。

今、第１図のワーク１９を加工中の工具６が例えば第４
図の位置ａ　（ｘ　（ｘ＋　Ｚ　ａ　）にあり、Ｘ、Ｚ
軸共ステップ動作中であるとする。

この時、第６図の非常戻しスイッチ４４をオンすると、
Ｆ　Ｉ！”　４３が直らにセットされて非常戻し信号Ｅ
Ｍが出力される。

そして、この非常戻し信号ＥＭがＯＲゲートＧ７を介し
て］＝”Ｆ　２７をリセットしてそのＱ出力をローレベ
ル゛Ｌ″にし、それによってＡ、　Ｎ　ＤゲートＧ８が
閉じる。

この時、ＦＦ２７のＱ出力がローレベル゛′Ｌ″に落ち
るが、代りに非常戻し信号Ｅ　ｒｓ、４がＯＲゲートＧ
６を介して主軸モータドライブ回路２８をアクセスし続
けるので、主軸モータ１５は回転し続ける。

そして、非常戻し信号ＥＭはＡＮＤゲートＧ１２に入力
されると共に、Ｘ、乙軸道り制御部２２゜２６に入力さ
れる。

非常戻し信号ＥＭがＸ、Ｚ軸道り制御部２２゜２６に入
力されると、マグネットスイッチ２６６゜２３６′のマ
ダイ・ソトコイルが励磁されてその可動接片Ｒ８ａ　、
几８４　、　Ｒ８３’　、　Ｒ８４’が夫々接点ｆＩ。

ｆ　２．　ｆ１’　、　ｆ２’側に切り換り、又０８２
３７，２３７’がトリｉｆされてその出力信号Ｃ４，Ｃ
４’によってＦＦ２３８，２３８’　が夫々セットされ
る。

そして、ＦＦ２３８，２３８’がセットされると、その
Ｑ出力（ハイレベル゛’　Ｈ”　）によってＯＲ。

ゲートＧｓ、Ｇｓ’を介してステッピングリレ・−２３
２゜２３２′がリセ・ットされるため、ロータリスイッ
チ２３２Ａ、２３２Ｂ、２３２Ａ’、２３２Ｂ’の可動
接片Ｒ８１，几Ｓ２．Ｒ８ｔ’、Ｒ，Ｓ２’は、夫々イ
ニンヤル接点ａＯ＋　ｂＯ＋　ａＯ’　＋　ｂＯ’に戻
される。

また、１・”Ｆ２３８，２３８’がセットされると、そ
の（４出力が７、イレベル゛１−げになり、Ｑ出力がロ
ーレベル”Ｌ”になるからＡｆＬＩ）ゲートアレイ２３
３．２３３’が閉じて、ＡＮＤゲートアレイ２６４．２
５４’が開く。

この時、第６図の現在位置カウンタ３５，３６の値Ｎｘ
、Ｎｚは夫々：ｒ、（ｘ、　２ａ（第４図の位ｆｔＦ　
ａ−の座標値）で、設定器３３．３４のレジスタからの
データ値へ４．ｘ、Ｍｚは夫々ｘｈ　＋　ＥＡ（ＺＡ＜
：ｔａＩｚＡ＜ｚａ）（何故なら、カウンタ４５のカウ
ント値ｍは非常戻しがかかった直前にはｒＯＪで、デコ
ーダ４７は設定器５３．３４の先頭のレジスタをイイ、
−プルしている）であるから、比較器５７．３８は夫々
信号Ｑ３．Ｑ４を出力してＡＮ、Ｄゲートアレイ４１゜
４２を開いている。

そのため、第２図の比較器２６０の一方には、Ａ、ＮＤ
ゲートアレイ４１．Ｘ軸送り制御部２２の接点ｆ２．町
動接片几Ｓ４．Ａ、ＮＤゲートアレイ２６４、及びＯＩ
（ゲートアレイ２６５を介して第６図の減算器６９の演
算結果Ｄｚ（Ｄ＋：＝ｚ、ｙ−ｘｈ）が入力されると共
に、第２図の比較器２６０の他方には同じ演算結果Ｄｘ
（Ｄｘ−島−ＺＡ）が、可動接片１ｔＳ　４を介して入
力されるので、比較器２３０はステップ完了信号Ｃ３を
出力する。

それによって、距離カウンタ２６１がリセットサレ、且
つｐ″Ｆ２２　ｓ　、　２３　ｓが夫々リセットされる
。

そのため、ＡＮＤゲートＧ３が閉じてＸ方向の実行中の
ステップ動作が中断されると共に、トランジスタ２６９
がオンし、且つＡ、ＮＤゲートアレ（２３４が閉ＵてＡ
ＮＤゲ−）７Ｌ／（２３３が開く。

また、Ｚ輸送り制御部２６の方に関しては、第６図のＡ
ＮＤゲートアレイ４２を介して入力される減算器４０の
演算結果Ｄｚ　（Ｄ２　＝　ｚ、−へ）によって、前述
のＸ軸送り制御部２２と同様な動作がなされる。

以−にが第６図の非常戻しスィッチ４４をオンした直後
の動作である。

そして、このような動作がなされると、Ｘ、Ｚ輸送り制
御部２２，２３の非常戻し速度レジスタ２２０Ｃ，２２
０Ｃ’からＸ、Ｚ軸用の戻し速度データが夫々比較器２
２２　、２２２’に〜えられるため、Ｄ／Ｆ変換器２２
４，２２４’からはその戻し速度データに応じた速度指
令パルス信号Ｐｎ　。

ｐ　ｎ　Ｊが出力されるようになる。

一方、Ｘ、Ｚ輸送り制御部２２．２３が非常戻しスィッ
チ４４０オン時に前述のような動作をして、夫々のトラ
ンジスタ２３９，２３９’がオフすると、第６図のライ
ン６０の信号レベルがハイレヘ／ｌ／　”　Ｉ（”とな
り、この時インバータ■の出力はハイレベル°’　Ｈ”
であるから、Ａ、ＮＤゲー１Ｇ１４の出力もハイレベル
゛’　Ｈ”となる。

そのため、０８４８がトリガされて同期ステップ信号Ｓ
ＴがＯＲゲートＧ９．Ｇｔｏを介ｔｊ：Ｘ、Ｚ軸道り制
御部２２．２３に夫々出力され、それによってＦＦ２２
５．２２５’がセットされてＡＮＩ）ゲート０３，０３
’が再び開く。

そして、ＡＮＤゲートＧ３．Ｃ３’が再び開いた時には
、ＡＮＤゲートＧ３．Ｇａ’と偏差カウンタ２２６゜２
２６′との間に夫々介挿した図示のモータの回転方向切
換用の回路の作用によって、１〕／Ｆ変換器２２４．２
２４’からの速度指令パルス信号Ｐｎ。

ｐ　ｎＬは、偏差カウンタ２２６，２２６′に第１゜第
２のフィードモータ４，１４が工具６を友々戻す方向に
回転するように入力制御される。

なお、回転方向切換用の回路は、例えが非常戻し速度レ
ジスタ２２０Ｃ，２２０Ｃ’にセットした回転方向弁別
用のビットデータによって制御されるものとする。

このようにして、第１図の工具６は第４図の位置αから
位置β（Ｚ＊、２Ａ）に向って高速で戻される。

次に、工具６がＸ方向に距離ｘ６−ハ、Ｚ方向に距Ｑｚ
ａ−ＺＡ夫々戻ると、比較器２３０，２３０’からステ
ップ完了信号Ｃ３，Ｃ３’が夫々出力されるため、距離
カウンタ２５１．２３１’、ＦＦ２２５゜２２５’、２
３８，２３８’がリセットされる。

それによって、前述した動作と同様に一旦次ステップ動
作が停止される。

そして、工具６が第４図の位置β（ハｌ　２Ａ）にある
と、第６図の現在位置カウンタ６５，３６の値Ｎｘ、Ｎ
、ｚは夫々ＸΔ、２Ａであり、この時設定器６３．３４
のレジスタからのデータ値＋’ｖｈ：、Ｍｚは末た゛”
ＡＩＺＡであるから、比較器６７からはハイレベルの信
号Ｑ２のみが出力され、比較器６Ｂからはハイレベルの
信号Ｑ４が出力されなくなって、ＡＮＩ）ゲートアレイ
４１．４２が一旦閉じる。

また、比較器６７から出力されるハイレベルの信号Ｑ２
は、ＯＲゲートＧｌｌを介してＡ、　Ｎ　Ｉ）ゲートＧ
１２に入力される。

そのため、ＡＮＤゲートＧ１２の各入力は全てハイレベ
ル“Ｈ″′（非常戻し信号ＥＭ及びライン６゜の信号レ
ベルは共にハイレベル゛’Ｈ°′）となるから、その出
力がハイレベル゛’Ｈ″′となってＡ、　Ｎ　Ｄゲート
Ｇ１３を開く。

シタ力って、ハ／ｌ／ス発生器４６からのパルス信号Ｐ
ｃによってカウンタ４５のカウント値ｎｌ　（この時点
では未だ「０」）が先ず＋１インクリメントされるから
、デコーダ４７は設定器３３．３４の２番目の「０」を
セットしたレジスタをイイ・〜プルする。

そのため、これらのレジスタからのデータ値Ｍｘ、Ｍｚ
は夫々ｒＯＪとなり、一方現在位置カウンタ３５，３６
の値Ｎｘ、Ｎｚは前述したように夫々ＺＡＩＺＡである
から・、比較器５７．３８は直ちに夫々信号Ｑ３．Ｑ４
のみを出力するようになって、ＡＮＪ）ゲートアレイ４
１．４２を開く。

それによって、減算器３９．４０の演算結果Ｄｘ（Ｄｘ
＝ｘＡ）　、　Ｄｚ（Ｄｚ＝ｚＡ）が次の移動°距離指
令として、Ｘ、Ｚ送り制御部２２．２３に供給される。

一方、比較器６７がら信号Ｑ２が出力されなくなると、
直ちにＡＮＤゲートＧ１２の出力がローレベル“Ｌ″と
なってＡＮＤゲー）　（）１３を閉じるので、カウンタ
４５はさらに＋１インクリメントされない（パルス信号
Ｐｃの周期は、このような動作を満足するように定めで
ある）。

また、比較器６７がら信号Ｑ２が出力されなくなると、
インバータ■の出力がハイレベル″Ｉ」′となり、（の
時ライン６ｏの信号レベルはハイレベル゛°Ｈ″である
から、ＡＮＤゲートＧ１４の出力そのため、０８４８が
トリガされて同期ステップ信号ＳＴがＯＲゲートｏ９．
ＱＩＱを介してＸ、Ｚ輸送り制御部２２，２３に夫々出
力され、それによってＦＦ　２２５．２２５’がセット
されてＡＮＩ）ゲートＧ３．　Ｇ３’が開く。

それによって、第１図の工具６は、第４図の位置βから
原点Ｍ１０に向って高速で戻される。

そして、工具６が原点Ｍ１０に戻って停止すると、第１
図のスライドユニット１０ドツグ２５がリミットスイッ
チ２４の作動子を叩いてリミットスイッチ２４をオンす
る。

そして、このリミットスイッチ２４がオンすると、リセ
ット信号Ｒが発生して、ＦＦ４３とカウンタ４５とを夫
々リセットする（この時Ｆ’Ｆ２７及びステッピングリ
レー２３２，２３２・は非常戻し信号ＥＭによってリセ
ットされている）。

ＦＦ４３がリセットされると、非常戻し信号ＥＭが出力
されなくなるため、主軸モータドライブ回路２８の動作
が停止して主軸モータ１５も止まる。

また、非常戻し信号ＩＤｊＶＩが出力されなくなると、
Ｘ、ｚ輸送り制御部２２．２３のマダイ、ットスイッチ
２３６，２３６’のマダイ・ソトコイルの励磁が解除さ
れるため、可動接片Ｒ８３、Ｒ８４、Ｒ８３’　。

Ｒ８４’は接点ｅ１　、　ｅ２１　”　Ｉ’　＋　ｅ２
’側に夫々復帰する。

このようにして、非常戻し時工具６はワーク１９と干渉
することなく、高速に原点化１０まで戻ることができる
。

なお、上記の説明では、工具６が第４図の位置αにある
時に非常戻しがかかった例について説明したが、工具６
の位置（Ｎ　ｘ　＋　Ｎｚ）がＮｘ≦ハ。

Ｎｚ≦ハの場合には、工具６のＸ方向の戻り経路に障害
物（ワーク１９の加工面）がないので、第２図及び第６
図の回路は、工具６をその位置から原点１〜１１０に向
って直接戻すように作用する。　′なお、第２図におい
て、設定器２２ＯＡ、２２０１：ｌ。

ロータリスイッ′ｆ−２３２Ａ、２５２１３及びステッ
ピングリレー２６２を除く各部によって、工具６を非常
戻しするように送り機構を駆動する第１のフィードモー
タ４を駆動制御するＸ軸の駆動制御手段を構成している
（Ｚ軸の駆動制御手段も同様）。

また、上記実施例では、ワーク１９の加工形状が第４図
に示すような場合に就て述べたが、最も複雑な加工形状
でも工具６の進入禁止領域は同様に設定できる。

ただし、設定器５３．３４の各レジスタには、先頭のレ
ジスタからデータ値の大きさ順にセントする必要がある
。

さらに上記実施例では減算器３９．４０に演算結果が常
に正となるように絶対値回路を付加した例について述べ
たが、これを省略して演算結果に正負があるようにすれ
ば、この符号によって第１゜第２のフィードモータ４，
１４の回転方向を切り換えることもでき、そのようにす
ることによって、ワーク１９の加工形状が原点Ｍ１０に
関して非対称であっても工具６を非常戻しすることがで
きる。

ただし、その場合比較器２３０，２３０’の比較入力の
絶対値をとる絶対値回路を設ける必要がある。

以−Ｌ説明したように、この発明によれば、従来出来な
かった工具の非常戻しを、ワークを傷付けｒにしかも高
速に行うことがｄ■能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明を適用した多用型専用工作機械を構
成する。２軸メカニカルフイードユニツトの一例を示す
概略構成図、第２図は、第１図の第１．第２のフィードモータを駆動
制御する送り制御部の一例を示すブロック構成図、第６図は、この発明の一実施例を示すブロック構成図、第４図は、第６図の動作説明に供する図である。１・・スライドユニット４・・・第１のフィードモータ　６・・工具７・・フエ
ーソングヘッド　　９・・・主軸１４・・第２のフィー
ドモータ１５・・・主軸モータ　　　　　１９・・・ワーク２０
．２１・・・パルスジエイ・レーク２２．２３・・・Ｘ
、Ｚ軸道り制御部３３．３４・・・設定器３５．３６・・・現在位置カウンタ３７．３８・・・比較器３９．４０・・減算器４４・・非常戻しスイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

Ｉ　　Ｔｉいに送り方向の異なる複数の送り機構を何す
るメカニカルフィードユニットを備えた工作１幾械にお
いて、前記各送り機構によって送られる工具の現在位置
を検出する現在位置検出手段と、前記工作機械のワーク
ベース上に固定したワークの加工形状に応じて定めた前
記工具の進入禁１ト領域を設定する進入禁止領域設定手
段と、この進入禁止領域設定手段により設定された前記
工具の進入禁止領域と前記現在位置検出手段によって検
出した前記二り具の現在位置とに基づいて前記工具が前
記ワークと干渉しない戻り経路を決定する戻（ン経路決
定手段と、非常戻し時に該戻り経路決定手段によって決
定された戻り経路に従って前記工具が非常戻しされるよ
うに前記各送り機構を駆動制御する駆動制御手段とを設
けたことを特徴とする工作機械の非常戻し装置。