JPS61159350A - 複数刃物台を備えた数値制御旋盤における刃物台間の干渉チエツク装置 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は複数（−の刃物台を備えた数値制御旋盤におい
て、刃物台間の干渉即ち衝突をチェ・ツクする装置に関
する。

従来の技術 一つの主軸に取付けられた一つのワークを２個の刃物台
で同時に加工することができる数値制御旋盤等の如く複
数個の刃物台を備えた数値制御旋盤においては、プログ
ラムの誤りや操作ミス等によって刃物台が互いに衝突し
機械や工具を損傷することがないように防止対策を講す
ることが大切である。

この為に従来は、刃物台間の干渉を自動的にチェックし
、干渉があれば機械の動きを停止し且つアラームを発生
するようにしている。

第６図は従来の干渉チェック装置の動作説明図である。

刃物台１．２のＸ−２平面に投影した形状が例えば第１
図（ａ）に示すものとすると、従来はこの形状を第１図
（ｂ）のハンチングを施した形状１°、２”のように大
まかに近似してその形状１゛、２”のデータをメモリに
記憶しておき、一方の形状２°の特定の位置ｐが他方の
形状１′−に対し相対的に動き得る最大限の領域を第１
図の（ｂ）の破線で示すように求め、移動指令によって
点ｐがその領域を越えたとき干渉有と判別するものであ
った。

しかしながら、このように各刃物台１，２を大まかに近
似すると、その分与刃物台の動き得る範囲が制限される
ことになる。

そこで、刃物台１．２の形状を第１図（ｃ）のハツチン
グを施した形状１”、２”に示すようにもう少し正確に
近似することが考えられるが、こうすると、形状２”の
特定の位置ｐが他方の形状２″に対し相対的に動きうる
最大限の領域は第１図（Ｃ）の破線で示すように複雑な
形状となり、数値制御と平行してこの形状を実時間で求
めること及び位置ｐがこの領域を越えたか否かの判別を
する処理が複雑化する欠点がある。

発明が解決しようとする問題点 本発明はこのような従来の問題点を解決したもので、複
雑な形状の刃物台間の干渉チェックを比較的簡単な処理
で実施し得るようにすることにある。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するために、複数の刃物台の
それぞれを簡単な形状の複数の領域に分割したときの各
分割領域を特定するデータを記憶する刃物台形状データ
記憶手段と、該刃物台形状データ記憶手段の記憶データ
に基づき、各移動指令実行毎にある刃物台の分割された
いずれかの領域が他の刃物台の分割されたいずれかの領
域と重なるか否かを検出し、重なる場合刃物台間に干渉
があると判別する干渉チェック手段とで干渉チェック装
置を構成する。なお、本明細書で刃物台という場合、本
来の刃物台部分のみならずこれに装着された工具を含む
ものである。

作用 二つの刃物台のＸ−Ｚ平面への投影図が第１図の符号５
，６に示すような形状の場合、本発明ではこの刃物台−
５，６のそれぞれを第１図の点線で示すように簡単な形
状ここては長方形の複数の領域Ａ−Ｆに近似分割する。

そして、この分割領域Ａ−Ｆを特定するデータを刃物台
形状データ記憶手段に記憶しておく。干渉チェック手段
は、各移動指令実行毎に、領域Ａと領域り、領域Ａと領
域Ｅ、領領域と領域Ｆ、領領域と領域り、領堺Ｂと領域
Ｅ、領領域と領域Ｆ、領領域と領域り。

領域Ｃと領域Ｅ、領領域と領域Ｆとの重なりを判別し、
いずれかの重なりが検出された場合、機械の動きを停止
させ且つアラームを発生する。

実施例 第２図は本発明の干渉チェック装置を具備した数値制御
装置の要部ブロック図であり、１０はＣＰＵで、周辺回
路とはデータバス、アドレスバス。

コントロールバスを有するバス１１により相互に接続さ
れる。また、１２はシステムプログラム等を記憶するＲ
ＯＭ、１３は数値制御のための運転情報や後述する可動
範囲情報等を記憶するＲＡＭ、１４は刃物台の分割され
た各領域を特定するデータを記憶する刃物台形状データ
記憶メモリ、１５は各種のキーを有するキーボード、１
６はＮＣ加ニブログラムを記憶する磁気バブルメモリや
バックアップ電源付ＣＭＯＳメモリ等の外部メモリ、１
７はＣＲＴ。

１８は主軸制御回路で、これに主軸モータ１９が接続さ
れる。加はＸ、軸制御回路、２１Ｚ、軸制御回路、ｎは
ＸＩ軸モータ、詔はＺ、軸モータであり、これらは第１
刃物台制御用である。また、冴はＸ２軸制御回路、５は
２２軸制御回路、部はＸ２軸モータ、ｒはＸ２軸モータ
であり、これらは第２刃物台制御用である。

主軸モータ１９には、第３図に示すようなチャック３０
が連結され、このチャック３ｏにワーク３１が把持され
る。また、ＸＩ軸モータ２２．Ｚ、軸モータ詔で駆動さ
れる図示しないＸ、テーブル、ＺＩ子テーブルより第１
刃物台５がＸ軸及びＺ軸方向に移動され、Ｘ２軸モータ
２６．２２軸モータ訂で駆動される図示しないＸ２テー
ブル、ｚ２テーブルにより第２刃物台６がＸ軸及びＺ軸
方向に移動され、第１．第２刃物台５，６に取付けられ
た工具により、一つのワーク３１が加工される。

刃物台形状データ記憶メモｉ月４には例えば次のような
データが記憶されている。

■　第１刃物台５のＸ−Ｚ平面の投影図が例えは第１図
で示されるような形状の場合、これを３個の領域Ａ、Ｂ
、Ｃで近似分割したときの、各領域の図示の点ａｌ、ａ
２＋　　ｂｌ＋　　ｂ２ｒ　　ｃｌ、’２の原点復帰時
（刃物台３２が原点復帰した時）のＸ２座標系の座標値
ＡＩｌ　Ａ２１　Ｂ１．Ｂ２１　　ＣＩ１■　第２刃物
台６のＸ−Ｚ平面の投影図が例えば第５図で示されるよ
うな形状の場合、これを３個の領域り、Ｅ、Ｆで近似分
割したときの、各領域の図示の点””　２．ｅＩｎ　　
０２．ｒ、、ｆ２の原点復帰時（刃物台３２が原点復帰
した時）のＸ２座標系の座標値ＤＩｌ　Ｄ２．Ｅｌｌ　
Ｅ２．Ｆ　１゜なお、各刃物台をそれぞれ３個の領域に
分割する以外により精度を高めるために４個以上の領域
に分割することも可能であるか−、以下３個に分割した
場合を説明する。

第４図はＣＰＵｌ０が行なう干渉チャック動作の一例を
示すフローチャートである。

ＣＰＵｌ０は加工開始指令がキーボード１５より入力さ
れると、刃物台形状データ記憶メモリ１４より第１．第
２刃物台５．６に関するデータを読取る（Ｓｌ）。次に
、第５図に示したような点ａｌに対して点ｄ１の動き得
ない領域ＡＤ、点ａ１に対して点ｅｌの動き得ない領域
ＡＥ、点ａｌに対して点ｆ１の動き得ない領域ＡＦ、点
ｂ１に対して点ｄ、の動き得ない領域ＢＤ、点す、に対
して点ｅ１の動き得ない領域ＢＥ、点す、に対して点ｆ
。

の動き得ない領域ＢＦ、点Ｃ２に対して点ｄ、の動き得
ない領域ＣＤ、点Ｃ１に対して点ｅＩの動き得ない領域
ＣＥ、点Ｃ１に対して点ｆ１の動き得ない領域ＣＦをそ
れぞれ求める（Ｓ２）。

各領域は、各点のＸＺＸ座標値用いた次のような条件式
としてＲＡＭ１３に記憶される。

領域ＡＤ Ｏ〉Ｘ　（ａ　Ｉｄ　ｒ　）　＞　　（ＬｘＡ＋ＬｘＤ
）且つ　ＬｚＤ＞Ｚ　（ａ　Ｉｄ　ｌ）　＞　　ＬｚＡ
・−（１） 領域ＡＥ Ｏ＞Ｘ　（ａ　ｌ−１３１）＞　−（ＬｘＡ＋ＬｘＥ）
且つ　ＬｚＥ＞Ｚ　（ａ　Ｉ−ｅ　１）　＞−ＬｚＡ領
域ＡＦ Ｑ　＞Ｘ　（ａ　Ｉ−ｆ　Ｉ）　＞　−（ＬｘＡ＋Ｌｘ
Ｆ）且つ　ＬｚＦ＞Ｚ　（ａ　Ｈ−ｆ　１）　＞　−Ｌ
ｚＡ領域ＢＤ Ｏ＞Ｘ　（ｂ　Ｉｄ　＋）　＞　　（ＬｘＢ＋ＬｘＤ）
且ツＬｚＤ＞Ｚ　（ｂ　ｌ−ｄ　１）　＞−ＬｚＢ領域
ＢＥ Ｏ＞Ｘ　（ｂ　＋　−ｅ　＋）　＞　−（ＬｘＢ＋Ｌｘ
Ｅ）且つ　ＬｚＥ＞Ｚ　（ｂ　１ｅ　１）　＞　　Ｌｚ
Ｂ領域ＢＦ ｏ＞ｘ（ｂｌ　　ｆ、）＞　　（ＬｘＢ＋ＬｘＦ）且つ
　ＬｚＦ＞Ｚ　（ｂ　、−ｆ　１）　＞−ＬｚＢ領域Ｃ
Ｄ Ｑ　＞Ｘ　（ＣＩ−ｄ　１）　＞　　（ＬｘＣ＋ＬｘＤ
）且つ　ＬｚＤ＞Ｚ　（ｃ　、−ｄ　Ｉ）　＞−Ｌ、ｚ
Ｃ領域ＣＥ Ｏ＞Ｘ　（Ｃ＋　−６＋）　＞　−（ＬｘＣ＋ＬｘＥ）
且つ　ＬｚＥ＞Ｚ　（ｃ　１−ｅ　１）　＞−ＬｚＣ領
域ＣＦ Ｏ＞Ｘ　（ＣＩｅ　Ｉ）　＞　−（ＬｘＣ＋ＬｘＦ）且
つ　ＬｚＰ＞Ｚ　（ｃ　Ｉ−ｅ　１）　＞−ＬｚＣ−・
（９） 但し、Ｘ（ｉ−ｊ）は点ｉ　（＝ａ、　　ｂ、　　ｃ）
のＸ座標値から点ｊ　　（ｘｄ、８．ｆ）のＸ座標値を
引いた値（相対座標値）、Ｚ（ｉ−ｊ）は点ｉの２座標
値から点ｊの２座標値を引いた値（相対座標値）を表し
、他の記号は次式で与えられる。

ＬｘＡ−Ｘ　（Ａ　ｚ　　Ａ　Ｉ） ＬｘＢ＝Ｘ　　（Ｂ　　２　−Ｂ　　Ｉ　　）ＬｘＣ瓢
Ｘ　（Ｃ２−ＣＩ　） ＬｘＤ＝Ｘ　（Ｄ　ＩＤ　２） ＬｘＥ＝Ｘ　（Ｅ　１−Ｅ　２） Ｌ、ｘＦヰＸ（ＦＩＦ２） ＬｚＡ＝Ｚ（Ａｚ　　　Ａ＋） ＬｚＢ＝　Ｚ　　（Ｂ　２−Ｂ　　Ｉ　）Ｌ　ｚＣ＝　
Ｚ　　（Ｃ２ＣＩ） ＬｚＤ＝Ｚ　　（Ｄ２　　Ｄ＋） Ｌ　ｚＥ＝　Ｚ　　（Ｅ　２　　　Ｅ　ｒ　）ＬｚＦ＝
Ｚ　　（Ｆ　２　　　Ｆ　＋）次に、ＣＰＵｌ０は実行
すべき命令が工具移動指令か否かを判別しくＳ３）、工
具移動指令が来れば、その移動指令実行後の点ａＩｎ　
　ｂ＋＋　　’　Ｉ＋の如く求める（Ｓ５）。

点ａｌと点ｄ、との距離 Ｘ　（ａｌ　　ａ、）、　　Ｚ　（ａｔ　　ｄ＋）−−
−■点ａｌと点ｅｌとの距離 Ｘ　（ａｌ　　８＋）、Ｚ　（ａＩ−ＩＢ＋）−■点ａ
ｌと点ｆ、との距離 Ｘ　（ａｌ−ｆ　１）、　　Ｚ　（ａＩ−ｆ　１）・−
■点り！と点ｄ、との距離 Ｘ　　（ｂｌ　　　ｃｌ＋）、　　Ｚ　　（ｂｌ　　　
ｄ＋）−ｍ−■点す、と点ｅｌとの距離 Ｘ　（ｂｌ　ｅｌ）、Ｚ　（ｂｌ−８＋）−■点ｂ１と
点ｆ、との距離 Ｘ　（ｂｌ　　ｆ　＋）、　　Ｚ　（ｂ、−ｆ　＋）　
−−−０点Ｃ１と点ｄ、との距離 Ｘ（ｃ＋−ｄ＋）、２（ｃ＋　　ａ、）−−−０点Ｃ１
と点ｅ！との距離 Ｘ　（Ｃ＋　　８＋）、Ｚ　（ｃｌ−１３１）−０点Ｃ
８と点ｆ、との距離 Ｘ（Ｃ＋　　８１）＋Ｚ（ｃｌ　　ｅｌ）−’−■次に
、ＣＰＵｌ０は前記■〜■の相対距離が前記（１）〜（
９）の式を満足するか否かを判別しくＳ６）、いずれか
一つでも満足された場合、刃物台間に干渉があると判別
し、機械の動きを停止させると共にＣＲＴ１７等にアラ
ームを表示させる（Ｓ７）。一方、全ての条件が満足さ
れない場合はと 今回の工具移動指令を実　　　Ｘ　１　＊　　Ｘ　２１
　　Ｚ　＋　＋Ｚ２制御回路２０．２１．２４．２５に
必要な信号を送出しテＸ　Ｉ＋　　Ｘ　２１　　Ｚ　Ｉ
＋　　Ｚ　２軸％−タ２２．２３．２６゜２７を駆動さ
せる。

なお、以上の実施例では、刃物台形状データとして、各
分割領域を構成する長方形の対角線の二つの点の座標値
を用いたが、その一つの点の座標値と各分割領域の幅、
長さのデータを用いても良く、またその一つの点の座標
値と他の点までの距離を用いても良い。また、分割領域
は簡単な形状であれば、長方形に限らず、正方形や三角
形としても良い。

更に、自動工具交換機能を有する装置では、使用される
工具の数だけの刃物台形状データを予めメモリ１４に記
憶しておき、工具交換の際に次に使用する刃物台の移動
禁止領域を新たに求めるようにすることも可能である。

発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、刃物台を長方形や
正方形等の簡単な形状に分割し、各分割領域毎に重なり
の有無を判別しており、簡単な形状と簡単な形状との重
なりの判別は容易に行なうことができるから、重なりを
判別する対象領域の増加分を見込んでも全体として簡単
な処理で刃物台間の干渉をチェックすることができる。

従って、刃物台を細かい多数の領域に分割してもそれほ
ど処理は複雑化せず、許容可動範囲をでき得る限り広く
保った状態で複雑な刃物台間の干渉チェックが可能とな
る。また、簡単な形状として長方形だけでなく、例えば
三角形の領域を設定すれば、任意の形状の刃物台間の干
渉チェックを行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による刃物台の分割の仕方と各分割領域
の形状データの説明図、第２図は本発明の干渉チェンク
装置を具備した数値制御装置の要部ブロック図、第３図
は２個の刃物台を有する数値制御旋盤の説明図、第４図
はＣＰＵｌ０が行なう干渉チャック動作の一例を示すフ
ローチャート、第５図は各分割領域の禁止領域の説明図
、第６図は従来の干渉チェックの説明図である。 ５．６は刃物台、Ａ−Ｆは分割領域、１ｏはｃｐＵ、１
４は刃物台形状データ記憶メモリである。 第１図 第２図 第４図 ＝ 第５図 １Ｔ ＬＺＤ　　ＬｚＢ　　　　　ＷｚＢ　　　　　ＬＺＦ　
ＬＺＢＬｚｏ　　Ｌｚｃ　　　　　　Ｊ五２．　　　　
　　ＬＺＦ　ＬＺＣ（ａ） 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の刃物台のそれぞれを簡単な形状の複数の領域に近
   似分割したときの各分割領域を特定するデータを記憶す
   る刃物台形状データ記憶手段と、該刃物台形状データ記
   憶手段の記憶データに基づき、各移動指令実行毎にある
   刃物台の分割されたいずれかの領域が他の刃物台の分割
   されたいずれかの領域と重なるか否かを検出し、重なる
   場合刃物台間に干渉があると判別する干渉チェック手段
   とを具備したことを特徴とする複数刃物台を備えた数値
   制御旋盤における刃物台間の干渉チェック装置。