JPS6039053A - 孔明け加工面自動検出装置 - Google Patents

孔明け加工面自動検出装置

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JPS6039053A
JPS6039053A JP58146649A JP14664983A JPS6039053A JP S6039053 A JPS6039053 A JP S6039053A JP 58146649 A JP58146649 A JP 58146649A JP 14664983 A JP14664983 A JP 14664983A JP S6039053 A JPS6039053 A JP S6039053A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
frequency
detection
output
induction coil
Prior art date
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Pending
Application number
JP58146649A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuhiko Wakamatsu
若松 一彦
Akira Watanabe
亮 渡辺
Nobuyuki Yoshimatsu
吉松 伸之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP58146649A priority Critical patent/JPS6039053A/ja
Publication of JPS6039053A publication Critical patent/JPS6039053A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • 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
    • B23Q17/00Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/22Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work
    • B23Q17/2233Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work for adjusting the tool relative to the workpiece
    • B23Q17/2241Detection of contact between tool and workpiece
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/37Measurements
    • G05B2219/37405Contact detection between workpiece and tool, probe, feeler

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)

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】 本発明は孔明妙趣工面自動検出装置に関し、数値制御(
NO)による中ぐり盤或いはマシニングセンタ等で金属
材料に孔明は加工する場合に適用して有用なものである
数値制御(NC)Kよる中ぐシ盤或はマシニングセンタ
等で金属材料に孔明は加工する場合、主軸駆動は共通座
標系眞より設定されたプログラムによって制御される。
このため次に述べるような欠点を有する。
(リ 主軸駆動制御のためのNCプログラムが必要であ
る。特に多品種・少量生産に於けるNCプログラム作成
作業の占める比率は大きく、加工費の上昇を招いている
(2)孔明加工用刃具(ト°リル)の長さの変動或は被
加工物加工面位置の変動等によプ、切削送り速度切替後
実切削加工動始までの無駄時間(いわゆるエヤカット時
間)が大きくなることが多い。このことを第1図を参照
して更FCWP述する。同図中、Wは被加工面位置、D
は切削送り切替後のドリル先端位tをそれぞれ示す0同
図に於いてWl及びDIはそれぞれ望ましい位置関係に
あるので、上記無駄時間(エヤカット時間)は最小限に
抑えることが出来るか、被加工物取付誤差等によ#)W
lがW2に変り且つドリル側も岸耗再研磨或は長さ調整
不良等の理由によりDlからD2に変る場合、同じプロ
グラムで制御すればW2〜D2間で無駄なエヤカット時
間な生ぜしめる結果となる。主軸早送シ速度/Iilθ
〜20″/!)k対し、切削送り速さはlO〜100シ
分となるので、この区間の無駄なエヤカット時間の占め
る比率は大である。なお811図においてO1動テーブ
ルでbる。
(3〕 被切削物取付位置の精度確保と、ドリル再研磨
等に伴なう突出長さ調整・管理の島精度化が必豐である
本発明は、上記従来技術に鑑み、被加工物加工面の位置
変動或はドリル長さの変動にも拘らず加工面とドリル先
端との接触を電気的にとらえ、当該信号により主軸駆動
を適切に制御する孔明は加工面自動検出装置を提供する
ことを目的とする。かかる目的を達成する本発明は、孔
明は加工面とドリル先端との接触を検出する手段として
、ドリルないし主軸ヘッド付近に高周波紡導コイルを取
付け、これに微弱な畠周波電流を流しておき、加工面と
ドリル先端とが接触すればドリル・マシニングセンタ本
体・被加工物から成る電気的閉1路によシ上配高周波鰐
導コイルのインダクタンスが変化し、高周波電流が変化
する現象を利用し、その変化速度(変化率)を弁別して
接触の瞬間をとらえ、更に孔明は加工開始点の広範囲な
変動に伴なう高周波回路としてのインダクタンスの漂動
に対しても常に安定に作動するようなフレキシビリティ
を持たせたことを要旨とするものであって従来の中ぐり
盤或はマシニングセンタ等に何ら特別な加工或は改造等
の処tを賛せず簡単な高周波回路と七の弁別装置を外部
接続するだけで目的を達成できる。
このような本発明は次のような分野Km用できるO (υ 中ぐり盤或はマシニングセンタ等の工作機械 (2) すでに金属或は電気良導体のみで構成される機
械或は構造物であって、その系内に含まれる金属部品同
志の接触・非接触を識別するに、直流電流では充分な弁
別データが得られないような機械或は構造物。
(3)その他、上2項に準する金属間接触・非接触の識
別。
以下本発明の実施例を@面に基づき詳細に説明する。
第2図は本発明の実施例を示すブロック図でToり、8
3図はその具体的l路を示す回路図である5、内因にお
いてlは横巾ぐり盤あるいは機盤マシニングセンタ、2
は金属材料からなる被加工物、3t;を誘導コイル、3
at;tその接続ケーブル、4#i整合用高周波トラン
スTIでなる整合トランス、5は可変抵抗Vitl、 
VB2.可変コンデンサVCI及び非線形要素である高
周波トランジスタTRIでなる特性調整−路、6は発振
コイルT2.発振用高周技トランジスタTR2及び工き
ツタフォロワ用トランジスタTR3を含む高周波発振回
路、7IIiダイオードD1.D2を含む検波1路、8
は比較器ICIと積分回路を構成する抵抗R及びコンデ
ンサCを含む振幅弁別回路、 9tj:設定しきい値1
iIi整用ポテンショメータVfL3からなる弁別しき
い値設定1路、lOはフリップフロップ回路を構成する
トランジスタTR4゜TR5を含む記憶回路、11tj
:表示用発光ダイオードLgD1.LED2を含む弁別
表示回路、12はリセット用押釦スイッチFBIでなる
リセット回路である。
上記誘導コイル3は第4図(a)、0))に示すように
ドリルlaの取付部近傍に備えられている。
ここで特性調整回路5の動作を第5図及び亀6図を基に
説明しておく。第5図において特性調整回路5中の抵抗
VRI及びコンデンサVCuのみで作動させる場合は、
同図中に破線で示す如くマシニングセンタ1.被加工@
lJ2及び[1コイル3を含んだインダクタンスの僅か
な変化により検波回路7から出力される直流検波出力(
後で詳述する)は急峻に変化し、工具接触検出の目的で
利用出来る範囲は極めて狭く且つ著るしく非線形である
1、然るに%VR1,vcl及び非線形要素であるトラ
ンジスタTRIを図示の如く接続せる回路構成にて作動
させる場合は、同図中に実線で示す如く誘導コイル3等
のインダクタンスの変化による直流検波出力の変化は滑
らかで且つ近似的KW&形となることによ9%工具接触
検出の目的で利用出来る範囲は着るしく広くなる。この
現象を巧みに利用することにより。
特に工作機械及び被加工物が大盤で孔明は加工用開始点
が広範囲に変化することによる高胤波回路としての誘導
コイルa等のインダクタンスの著るしい核動があっても
、工具接触検出の機能を極めて安定に且つ確実に遂行さ
せることが可能となる。j!に第6図を基に非線形要素
であるトランジスタTRIの作用について説明する。
第6図は、NPNバイポーラ高周波トランジスタのコレ
クタ・工2ツタ間電圧VCEとコレクタ電流■c及びV
Cgとコレクタ・二2ツタ間コンダクタンスGcEの変
化に関する実祠例を示す。同図から分る如く、■cはV
CEの変化に対して飽和特性となり、GCEはVCEの
変化に対して著るしく非線形特性となる。このような非
m濤特性Gagt−有するトランジスタTR1t”賜3
図の如く接続する場合は、VCl、ViLlのみから構
成される場合の着るしい非線形特性をちょうど相殺する
如く作用し、−周波発振回路6の出力電圧、すなわち第
3図中B点の電圧は近似的に線形となるのである。なお
、第3図中のVR2Fi、同図中TRIのベース電流を
msすることKよりOCRの非線形度を調整し、高周波
発振回路6の出力すなわち0点の出力電圧特性を最も望
まし込特性とするために設けるものである。
次に本実施例の作用を第3図及び第7図を参照しつつ説
明する。なお第7図において(a)、 lb)。
(C)、 (d)、 (e)、 (f)は夫々第3図の
■、[相]、■、■。
■、[F]の点のレベルを示しており、また1時刻tl
においてドリル1aが被加工物2に接触したものとする
。縄周波発振回路6からは、特性調整回路5及び整合ト
ランス4を介して誘導コイル3に高周波電流aが供給さ
れる。この高周波電流aの振幅は、ドリルlaと被加工
物2とが隔離しているときには大きく、ドリルlaと被
加工物2とが接触するとドリルla、工作機械本体1及
び被加工物2でなる閉回路が形成されて誘導コイルのイ
ンダクタンスが変化するため小さくなる(第7図(a)
参照〕。検波回路7は、前記高周波電流aを検波しその
振幅に対応した直流検波出力bt−送出する。この直流
検波出力すも、ドリル1gが被加工物2に接触したとこ
ろでその値が小さくなる(第7図←)か照)。しかもこ
の直流検波出力すは特性調整回路5の働きによりm型に
補正されている。弁別しきb値設定回路9は、振幅変化
率弁別回路8の比較器ICIが同相入力に対して負の出
力を送出するように1わずかなオフセット電圧を付与す
る。
そして前記直流検波出力すは、その筐ま比較器ICIの
反転入力端子に入力される(第7因(e)参照)ととも
に、積分回路RCjCて検分されて積分信号Cとなり(
組7図0)参照)比較器ICIの非反転入力端子九入力
される。このため積分信号Cが検波出力すよりも大きい
時間(Δt)だけ立ち上がっているパルス出力dが比較
器ICIから出力される(第7図(61照)。なおパル
ス幅△tは検分回路CRの時定数によシ決定される。記
憶回路lOは、パルス出力dが入力されることによりト
リガされて一方の安定状態となり、その出力端から検出
信号eを出力し続ける(第7図(f)参照)。−万、記
憶回路10からの検出出力eの送出を停止させるに/r
i、リセット囲路12のスイッチPalを押して記憶回
路lOをリセットして他方の安定状態にすることkより
達成できる。かくてドリルl暑の接触に基づく高周波電
流aの微小な変化#i、検出出力Cとして大きく変化す
る。そしてこの検出出力eにより工作機械の主軸駆動の
制御を行なう。なお発光ダイオードLEDI /ri検
出検出出力用力されているとき、即ちドリルlaが被加
工物2に接触しているときに発光し1発光ダイオードL
EDZは検出出力eが出力されていないとき、即ちドリ
ルlaが被加工物2から離れているときに発光する。
以上実施例とともに具体的に説明したように本発明によ
れば次のような効果を奏する。
(υ 中ぐり盤或はマシニングセンタ等で金属材料に孔
明は加工する場合、孔明加工用主軸駆動制御に必要な孔
明加工開始点を与えるNC1プログラム作成が不要とな
る。
(2)同上孔明は用刃具(ドリル)の長さの変動或は被
加工物加工面位置の変ルυ等により、切削送り速度切替
以稜実切削加工開始管での烈駄エヤカット時間を極小化
することが出来る。
(3)被切削物取付位置の精度確保とドリル再研磨尋に
伴なう突出長さ調載・管理を大幅に簡略化することが出
来る。
(4)従来の中ぐシ盤或はマシニングセンタ郷の本体部
分には何ら特別な加工或は改造等の処置を要せず、簡単
な高周波回路とその振幅変化率弁別装置を外部接続する
だ轄で目的を達成出来る。
(5)工具移触の瞬間に現れる轟周波発振電圧(電流)
の急漱な変化(変化率が大)f:利用して検出する振幅
変化率検出・弁別方式を採用しているので振幅の絶対値
或は工具接触に伴なう振幅差の大きさには殆んど関係な
く、常に安定な作動を行なわせることが出来る。
(6)被検出回路(孔明は加工用工作根板と被加工物と
から成る電気1路)の高周波回路としてのインダクタン
スの漂動かめる場合でも、高周波発振回路内に配設せる
特殊線形化回路の作用により、常に安定且つ確実に工具
接触検出の機能を来すことが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来技術t−説明するための説明図、aI2図
は本発明の実施例を示すブロック図、第3図は本実施例
の具体的回路を示す(ロ)略図%第4図−〕は誘導コイ
ルの取付状態を示す正面図、第4m−)はその輪面図、
第5図及び!6図は特性調整回路の特性を説明するため
の特性図、第7図は本実施例の各点のレベルの変動を示
す動作a明図である。 図 面 中。 lはマシニングセンタ、 laはドリル、 2は被加工物、 3は誘導コイル。 5は特性11JI回路、 6は高周波発振回路、 7は検波回路。 8は振幅変化率弁別1路、 10ii記慣回路、 12/fiリセット−路、 aは高周波電流、 bFi直流検波出力、 dはパルス出力、 eは検出出力である。 特許出願人 三菱重工業株式会社 復代理人 弁理士光 石 士 部 (他五名) 波 梗 ff 山 (a) (b) カ 第5図 L (pH)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 中クリ盤やマシニングセンタ等の工作機械で金属材料の
    被加工物を孔明けする場合K )” 1フルの先端が被
    加工物に接触することを検出する孔明は加工面自動検出
    装置であって、ドリルの取付部近傍に備見られた誘導コ
    イルと、この誘導コイルに高周波電流を供給する高周波
    発振回路と、前記誘導コイルに流れている高周波電流を
    検波してその振幅に対応した大きさの直流検波出力を送
    出する検波回路と、前記直流検波出力の非線形特性を線
    形に補正するような非線形特性を有する特性調整回路と
    、積分回路を有し補正した直流検波出力を積分した値と
    補正した直流検波出力とを比較器で比較して両者に差が
    ある間だけ立ち上がっているパルス出力を送出する振幅
    変化率弁別回路と、フリップフロップ1路を有し前記パ
    ルス出力によりトリガされて一方の安定状態である検出
    出力を送出する記憶回路と、前記フリップフロップ回路
    をリセットするリセット回路とでなることを特徴とする
    孔明は加工面自動検出装置。
JP58146649A 1983-08-12 1983-08-12 孔明け加工面自動検出装置 Pending JPS6039053A (ja)

Priority Applications (1)

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JP58146649A JPS6039053A (ja) 1983-08-12 1983-08-12 孔明け加工面自動検出装置

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JPS6039053A true JPS6039053A (ja) 1985-02-28

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ID=15412502

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58146649A Pending JPS6039053A (ja) 1983-08-12 1983-08-12 孔明け加工面自動検出装置

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JP (1) JPS6039053A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8554119B2 (en) 2009-11-25 2013-10-08 Ricoh Company, Ltd. Developing device, image forming apparatus, and process cartridge

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8554119B2 (en) 2009-11-25 2013-10-08 Ricoh Company, Ltd. Developing device, image forming apparatus, and process cartridge

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