JPS62181851A

JPS62181851A - 刃先計測装置における刃先干渉防止装置

Info

Publication number: JPS62181851A
Application number: JP853786A
Authority: JP
Inventors: Kiyonobu Hisayoshi; 久芳　清信; Keiichi Matsumoto; 敬一松本
Original assignee: Hitachi Seiki Co Ltd
Current assignee: Hitachi Seiki Co Ltd
Priority date: 1986-01-18
Filing date: 1986-01-18
Publication date: 1987-08-10
Also published as: JPH052450B2

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、数値制御工作機械の工具刃先位置をデータ入
力する刃先計測装置における刃先干渉防止装置に関する
。

〔従来の技術〕

従来より、工具とワークとの間の相対移動を数値制御装
置からの位置指令に依存して加工作業を行う工作機械に
おいては、作業前に機械原点に対する工具刃先位置をデ
ータ人力するためのセッターとして、刃先計測装置が使
用されており、その典型的なものとしては、刃先計測装
置の接触子に工具を当てたのちインデックスすることに
より、次から次へと刃物台の工具の刃先を検知するもの
がある。

第３図（ａ）は、そのような刃先計測装置の一例を示す
概略構成図である。第３図において、工作機械は旋盤で
あって、チャック２１にワークＷを把持し、回転させな
がら、図中Ｘ方向及びＺ方向に移動可能な刃物台２２に
刃物取付タレ・ノド２３を取り付け、その刃先２４によ
り切削加工を行うものである。このような工具機械にお
いて、刀先計測装置は、チャック２１の図中下方にヒン
ジ２５により揺動可能に取り付けられた７−ム２６と、
そのアーム２６の先端に支持されたプロ−ブ２７とから
成り、アーム２６は、加工作業時にはプローブ２７を刃
物２３の移動経路から退避させ、所要時にのみ計測位置
へ揺動する。プローブ２７は、Ｘ軸のプラス側、Ｚ軸の
プラス側、Ｘ軸のマイナス側、Ｚ軸のマイナス側に、そ
れぞれ接触面２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄを備え、
それらの接触面の計測位置における機械原点百に対する
各座標位置はパラメータとして設定されている。従って
、刃先２４を接触面２７ａ、２７ｂ。

２７ｃ、２７ｄのいずれかに接触させると、その刃先２
４の現在位置における機械原点百に対する座標が計測さ
れるわけである。刃先２４を接触させる向きは工具の種
類によって異なり、例えば、外径用の工具であればＸ軸
マイナス側２７Ｃ，ｌ！：Ｚ軸マイナス側２７ｄとが接
触され、内径用の工具であればＸ軸プラス側２７ａとＺ
軸マイナス側２７ｃとが使われる。

〔発明が解決しようとする問題点〕しかし、このような従来の装置のままでは、割り出し後
、刃先を計測装置から離して次の工具を割り出す際に、
干渉を起こして工具や計測装置を壊してしまうことがあ
る。例えば、上記第３図（ｂ）に示す如く、内径用の工
具の刃先２４をＸのプラス側２７ａから初期位置もしく
はインデックス・ポイントへ直ちに自動復帰させようと
すると、図中点線で示される直線経路を早走りしようと
して干渉を起こし、部材の破損等を招く。

本発明は、このような問題点に鑑み、工作機械内で工具
刃先を計測する刃先計測装置における工具との干渉を防
止する刃先干渉防止装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明において、上記の問題点を解決するための手段は
、工具とワークとの相対移動を数値制御装置からの位置
指令により加工する工作機械における工具の刃先計測装
置の刃先干渉防止装置であって、刃先計測装置の外周に
工具との干渉バリヤを設定する直線領域値メモリと、工
具の現在位置値から上記領域値を減ずる演算手段と、演
算結果の値と工具の現在位置を比較し、刃先位置が上記
限界値の内か外かを比較する比較手段とを備え、前記比
較結果により干渉が発生しないことを確認されたときの
み機械の自動動作を許可することを特徴とする刃先計測
装置の刃先干渉防止装置とするものである。

〔作用〕

上記装置は、刃先計測装置の使用中は、プローブの外周
に、第４図に示されるようなバリヤ領域を設けて、その
バリヤ領域内では自動復帰できないようにするものであ
る。尚、本発明におけるバリヤ領域は、平面的に設定さ
れるものではなく、前記各接触面に対し、それぞれ直接
領域として設定されるものである。例えば、第４図にお
いて、Ｘプラス側のオフセット設定時には接触面２７ａ
に当った座標位置を記憶し、その座標位置に対して安全
距離２と刃先幅ｄ１とを加算したバリヤ距離Ｚ（ｚ＋ｄ
ｌ）を直線領域値として設定し、Ｚプラス側のオフセッ
ト設定時には接触面２７ｂに当った座標位置を記憶し、
その座標位置に対して安全距離Ｘと刃先幅ｄ２とを加算
したバリヤ距離Ｘ　（ｘ十ｄ２）を直線領域値として設
定する。このような考え方でＸ、Ｚのバリヤが設定され
、第５図の如く各接触面ごとに前記ｘ、Ｚまでの距離Ｘ
Ａ　−ＺＡ、ＸＢ　−ＺＢ、　・ＸＤ　−ＺＤを設定す
る。そして、このバリヤ領域から、手動もしくは自動操
作により刃先が脱出したのち、初めて早走り復帰が許可
されるものである。

〔実施例〕

以下、本発明を、実施例と図面を参照し、詳細に説明す
る。

第１図は、本発明を実施した刃先干渉防止装置の１例を
示すブロック図である。同図において、刃先干渉防止装
置は、中央処理装置（以後ｃｐｕと呼称する）１のメイ
ンバス１ａに、キーボード付ディスプレイ２及びその入
出力ポート２ａと、リード・オンリ・メモリ３と、前記
刃物をジョグ送りする操作盤４及びそのインターフェイ
ス４ａと、刃物台のＸ軸を駆動するサーボモータ５．そ
のアンプ５ａ及び補間器５ｂと、刃物台のＺ軸を駆動す
るサーボモークロ、そのアンプ６ａ及び補問罪６ｂと、
前記プローブ２７の各接触面２７ａ〜２７ｄからの接触
信号用インターフェイス７ａ〜７ｄと、前記アーム２６
が計測位置から退避位置へ揺動すると切替わるマイクロ
スイッチ８及びそのインターフェイス８ａと、プローブ
２７からの接触信号によりモータ補間器５ｂもしくは６
ｂからフィードバックされた移動量（ΔＸもしくはΔ２
）に基づく刃先位置（Ｘｐ及びＺｐ）を保存する刃先現
在値メモリ１０とを通常の刃先計測装置として備え、更
に、刃先干渉防止装置自体としては、各接触面に対する
バリヤ距離をそれぞれ直線領域値として設定する４つの
直線領域値メモリ１１ａ、ｌｌｂ、ｌｌｃ及びｌｉｄと
、そのいずれかを干渉検討の対象として登録するバリヤ
距離レジスタ１２と、前記刃先現在値メモリ１０の直接
刃先位置（ＸｐもしくはＺｐ）の値からバリヤ距離レジ
スタ１２に登録された直線領域値（ＸＡ・ＺＡ、ＸＢ−
ＺＢ・・・ＸＤ−ＺＤの内の−ｍ）を計算する演算手段
１３と、算出されたバリヤ座標値（例えば２７ｂで計測
した場合Ｘｂ、Ｚｂ）を一時保存するバリヤ座標値レジ
スタ１４と、そのバリヤ座標値（Ｘｂ、Ｚｂ）を刃先計
測後の刃先現在値（Ｘｐ’　、Ｚｐ’　）と比較する比
較手段１５とを備えて構成されている。

第２図は、上記実施例の動作を示すフローチャートで、
以下、第１図及び第２図を参照しつつ本発明を説明する
。動作が開始すると、まず第０段として、刃先をプロー
ブ２７へ接触させ、この計測時の刃物台移動量のパルス
カウント（ΔＸ及びΔ２）を取り込み、刃先位置の現在
値（Ｘｐ及びＺｐ）として刃先現在値メモリ１０に保存
する計測作業が行われるが、その接触信号により、フロ
ーの第０段として、接触面に対応する直接領域値メモリ
１１　ａ、　　１　ｌ　ｂ、　　１１　ｃまたはｌｉｄ
からの直接領域値がアンド・ゲーｔ４ｏｔ〜１０４及び
オア・ゲート１０５を介してバリヤ距離レジスタ１２へ
入力される。例えば、直接信号がＸ軸プラス側の接触面
２７ａからであると、その接触信号はアンド・ゲー！−
１０１へ送られるので、直線領域値メモリｌｌａに保存
されていた直線領域値（−ＸＡ、−ＺＡ）が、バリヤ距
離レジスタ１２へ入力される。フローの第■段としては
、そのバリヤ距離（例えば−ＺＡ）と前記刃先計測位置
の現在値（Ｚｐ）とを演算手段１３へ入力し、刃先現在
値（Ｚｐ）からバリヤ距離（−ＺＡ）を計算する。尚、
この演算は、オア・ゲート１０６からの前記接触信号に
対してアンド・ゲート１０７により一致された前記マイ
クロスイッチ８からの信号でアーム２６が退避側でない
限り開始される。

算出されたバリヤ座標値（Ｘａ、Ｚａ）は、第０段とし
て、バリヤ座標値レジスタ１４に設定されたのち、第０
段として、比較手段１５で、計測後に干渉領域外へ脱出
すべく移動した刃先現在値（ＸｐもしくはＺｐ’　）と
比較される。第５図はこの演算及び比較を示したもので
、第５図（イ）の図中斜線で示される接触面２７ａに対
するバリヤ領域を設定するための直線領域値（ＸＡ、Ｚ
Ａ）を接触面２７ａにおける刃先現在値（ＸＰ’　、Ｚ
ｐ’）から夫々減算することは、そのバリヤ座標値（Ｘ
ａ、Ｚａ）を算出することになる。そして、そのバリヤ
座標値（Ｘａ、Ｚａ）を瞬間的な刃先現在値（Ｘｐ’　
、Ｚｐ’　）と比較することは、刃先が図中の前記バリ
ヤ領域内にあるか否かを判定することになる。刃先がＺ
軸方向についてバリヤ領域外にあれば、自動復帰はその
まま許可されるが、バリヤ領域内にある場合は、Ｘ軸方
向について同様の比較検討を行って自動復帰を判定する
。

自動復帰が許可された場合は、第０段として、自動操作
に移ることができる。フリップフロップ１０８を介して
リセット信号が入力された場合、及び前記マイクロスイ
ッチ８からの信号が退避側である場合も、オア・ゲート
１０９を介して、自動操作が許可される。自動復帰が許
可されない場合は、手動により刃先を逃がしたのちに、
上記の判定を繰り返す。

〔発明の効果〕

以上、説明したとおり、本発明によれば、計測装置のプ
ローブ外周にバリヤ領域を設け、その領域外へ刃先を逃
がしたことを確認したのちに自動操作を許可するので、
刃先の干渉を防止することができ、作業の安全性、高効
率化を促進することが可能な刃先計測装置の刃先干渉防
止装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例の刃先干渉防止装置のブロッ
ク図、第２図はその動作のフローチャート、第３図は一
般的な刃先計測装置を示す構造図、第４図及び第５図は
バリヤの説明図である。１・・・中央処理装置（ＣＰ　Ｕ）２・・・キーボード付ディスプレイ３・・・リード・オンリ・メモリ４・・・刃物台操作盤　　５，６・・・サーボモータ１
０・・・刃先現在値メモタ１１ａ〜Ｌｉｄ・・・直接領域値メモリ１２・・・バリ
ヤ距離レジスタ１３・・・演算手段１４・・・バリヤ座標値レジスタ１５・・・比較手段　　　　２２・・・刃物台２４・・
・刃　先２７・・・プローブ（２７ａ〜２７ｄ・・・接触面）＋
ｘ、−ｘ、＋ｚ、−ｚ・・・直線領域値Ｘａ、７．ａ・
・・バリヤ座標値Ｘｐ、Ｚｐ・・・刃先計測位置の現在値Ｘｐ’　、Ｚｐ
”・・・刃先計測後の刃先現在値。特許出願人　　　日立精機株式会社牙２図第３図（α）百、１−３図（ｂ）矛５図（イ）　　　　　　　　　　　　　　（ロ）（ハ）　　
　　　　　　　　　　（ニ）手３売ネｉ１１正〕」：（
自発）（特許庁審査官　　　　　　　　殿） ■、事件の表示　　特願昭６１−８５３７号２、発明の
名称　　刃先計測装置における刃先干渉防止装置３、補
正をする者事件との関係　出願人氏名　　日立精機株式会社４、代理人電話　　（０３）　　８６３−５８５５（代表）’−゛
、、、＝５、補正の対象明細書の発明の詳細な説明の欄および図面の１！１Ｎｉ
ｒＬな７、補正の内容（１１明細書第２頁第７〜１０行の「刃先計測装置の・
・・検知するものがある。」を次のように補正する。「刃先計測装置の接触子に工具を当てたのちインデック
ス領域へ後退し次使用の工具を７７１出しその工具の刃
先を検知するものがある。」（２）明細書第５頁第１１行の「平面的に設定されるも
のではなく、」を「平面的に設定されるが、」と補正し
、同第１２行の「それぞれ直接領域・・・」を「それぞ
れ直線領域・・・」と補正する。（３）明細書第７頁第１１行ｔ４いし第１２行の「直線
領域値・・・」と同第１７行の「直線領域値・・・」を
「平面領域値・・・」に補正し１、同第２０行のｒ（Ｘ
ｂ。Ｚｂ　）Ｊを［（例えば２７ｂて計測した場合Ｘｂ、Ｚ
ｂ）１と補正する。（４）明細書第８頁第１９行ないし第２０行の「直線領
域値・・・」と同第２０行の「直線領域値・・・」を「
平面領域値・・・」と補正する。（５）明細書第９頁第１７行の「直線領域値・・・」を
「平面領域値・・・」と補正する。（６）明細書第１１頁第１３行の「１０・・・刃先現在
値メモタ」を「１０・・・刃先現在値メモリ」と補正す
る。

Claims

【特許請求の範囲】

工具とワークとの相対移動を数値制御装置からの位置指
令により加工する工作機械における工具の刃先計測装置
の刃先干渉防止装置であって、刃先計測装置の外周に工
具との干渉バリヤを設定する直線領域値メモリと、工具
の現在位置値から上記領域値を減ずる演算手段と、演算
結果の値と工具の現在位置を比較し、刃先位置が上記限
界値の内か外かを比較する比較手段とを備え、前記比較
結果により干渉が発生しないことを確認されたときのみ
機械の自動動作を許可することを特徴とする刃先計測装
置の刃先干渉防止装置。