JPS6268252A

JPS6268252A - Ｎｃ工作機械の原点位置補正装置

Info

Publication number: JPS6268252A
Application number: JP18463985A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Shimizume; 清水目　茂; Kazuhiko Oiwa; 一彦大岩; Shuichi Kusakabe; 日下部　修一
Original assignee: Hitachi Seiki Co Ltd
Current assignee: Hitachi Seiki Co Ltd
Priority date: 1985-08-21
Filing date: 1985-08-21
Publication date: 1987-03-28
Anticipated expiration: 2010-11-15
Also published as: JPH07106536B2

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〕本発明は工作機械で加工中刃物台等が衝突し、機械原点
の位置ずれがあった際、その原点の位置ずれを自動的に
補正するようにした工作機械の原点位置補正装置に関す
る。

〔従来の技術〕

ＮＣ工作機械における刃物台等のＸ軸およびＺ軸の駆動
は通常ポールスクリュを介してサーボモータで行なわれ
ている。すなわち、サーボモータによる送り駆動には機
械固有の原点である機械原点位置があり、該機械原点位
置からの座標値に基づいてワークの加工が行なわれる。

従って主軸側の基準例えば主軸軸線又はチャック爪端面
等から機械原点までの距離すなわち機械原点設定データ
が予め正確に設定されている。原点復帰指令により刃物
台等の移動台に取付けられた原点ドッグがリミットスイ
ッチを踏み減速しサーボモータのグリッド点を検知して
から停止する。

このグリッド点への回転量を補正値としてパラメータ設
定値に加味して原点位置の調整が行われている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

また、一般的に前述した刃物台の移動台を駆動せしめる
サーボモータとポールスクリュとの間にはトルクリミッ
タ等の安全装置が介在して事故の損失防止を行なってい
る。

衝突、過負荷あるいは再調整時にはサーボモータにおけ
る座標位置がずれて機械原点設定データがくるって調整
する必要が度々あり、作業者の作業が微妙で煩雑かつ熟
練を要しさらに調整に相当の時間がかかるという問題が
ある。

本発明の口約は上記事情に鑑み問題を解決するために提
案されたものであって、作業者が機械原点位置の補正作
業を必要とせずに作業者の作業軽減、作業能率を図るよ
う自動的に原点位置の補正を可能にした工作機械の原点
位置補正装置を提供することにある。

〔問題を解決するための手段と作用〕

本発明は工作機械の原点位置補正装置であって、その具
体的な手段は、予め設定されたパラメータ設定値、機械
原点設定データおよびパラメータ限界値を入出力せしめ
る入出力手段と、刃物台のＸ軸、Ｚ軸の移動量を制御す
る送り制御手段と、機械の衝突等が生じた際前記送り制
御手段により取り込んだ機械座標値、予め設定された機
械原点設定データにより機械原点の位置を補正する為に
補正量を演算処理する第１の演算手段と、該第１の演算
手段で演算処理された機械原点の補正量と予め設定され
たパラメータ限界値とを比較する比較手段と、該比較手
段で機械原点の補正量がパラメータ限界値より小の場合
に予め設定されたパラメータ設定値と機械原点の補正量
とを演算処理し、かつパラメータを設定し直し更新させ
る第２の演算手段とから構成される。

而して、本発明は原点位置補正装置を採用することによ
り、機械が衝突等を起した場合直ちに修復した後機械原
点の位置補正を自動的に行なえるようにしたのである。

従って作業者による補正作業が簡単になると共に作業の
軽減および作業能率の向上が図られる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実例態様を図面に基づいて詳細に説明
する。

（１）まず本発明の基本原理について説明する。

第２図（イ）は衝突等で機械原点の位置がＸ軸方向にず
れた状態における主軸側と刃物台側の関係を示す平面モ
デル図および第２図（ロ）は第２図（イ）と同様に衝突
等で機械原点の位置がＸ軸方向にずれた状態における主
軸側と刃物台側の関係を示す平面モデル図である。

第２図（イ）および第２図（ロ）において、主軸台Ｔ−
１に主軸Ｓが回転自在に軸承され、該主軸Ｓの先端部に
チャックＣが取付けられている。チャックＣに取付けら
れた爪りによりワークＷを把持する。チャックＣに対向
する側に機械原点ＯＭを有している。また、前記チャッ
クに対向する側に刃物台Ｔｒが設けられ、Ｘ軸とＺ軸の
２平面内に移動し得るようになっている。

刃物台Ｔｒの前面にはタレットＴｈが割出し可能に取付
けられている。該タレットＴｈには工具Ｔあるいは計測
用の基準ブロックＴ′が挿着されるようになっている。

第２図（イ）において、主軸軸線ＸＡと機械原点ＯＭと
の間の距離すなわち機械原点設定データＸＭを予め設定
しＮＣ装置に記憶させておく。゛今機械の衝突あるいは
過負荷もしくは再調整時にサーボモータのグリッド点が
くるって機械原点がＯＭから６゜′へずれた場合機械原
点設定データがＸＭからｘｌ閃になったとすると、△Ｘ
　＝　Ｘ　Ｍ−Ｘ′。で算出される補正量△Ｘだけ自動
的に補正処理を施す。而していちいち作業者による再調
整をせずに自動的に補正がなされるようにしたのである
。

なお、機械原点設定データＸＭあるいはＸ′。

を求める際の調整の仕方は第２図（ハ）に示す如く、爪
りにインジケータにの支持部材に１を把持せしめる。刃
物台ＴｒのタレットＴｈに挿着する工具Ｔの工具ホルダ
Ｔａ挿着孔内にインジケータにの計測子に２を挿着孔内
面に沿って同軸させながら主軸軸線ＸＡと挿着孔の工具
軸線とを調整して一致せしめた後原点復帰指令をかけて
機械原点設定データを確認する。機械原点設定データが
ずれていた場合、調整が行なわれる。一方第２図（ロ）
において、チャックＣの爪り端面ＤＡと機械原点ＯＭと
の間の距離すなわち機械原点設定データＺＭを予め設定
しＮＣ装置に記憶させてお（。

今機械の衝突あるいは過負荷もしくは再調整時にサーボ
モータのグリッド点がくるって機械原点がＯＭからｄＭ
′へずれた場合、機械原点設定データがＺＭからＺ’Ｍ
になったとすると、△ＺＭ−ＺＭ　　Ｚ’Ｍで算出され
る補正量△ＺＭだけ自動的に補正処理を施す。而してい
ちいち作業者よにる再調整をせずに自動的に補正がなさ
れるようにしたのである。なお、機械原点設定データ　
Ｚ′カを求める際の調整の仕方は第２図（ロ）でタレッ
トＴｈに挿着された基準ブロックＴ′をチャックＣの爪
り端面ＤＡに当てた後、原点復帰指令をかけて機械原点
設定データを確認する。

（２）本発明の具体的な構成について説明する。

第１図は本発明の原点位置補正装置を実施した一例を示
す制御ブロック図である。

第１図において、ＣＰＵＩに機械原点設定データＸＭ、
ＺＭ等が予め画面付キーボード２から入出力装置２ａを
介して取り込まれる。また、刃物台ＴｒのタレットＴｈ
には例えば工具Ｔが８本挿着され、タレット面隘データ
としてＴｏｍ、Ｔ。

２、・・・・・・Ｔｏ日で制御される。

タレットＴｈに挿着された工具Ｔは刃物台Ｔｒに取付け
られたドッグＤＯがリミットスイッチＬＳを踏みインタ
ーフェイス３を介して必要時に原点位置が確認される。

刃物台Ｔｒは補間器および位置制御回路４ａ、アンプ４
ｂを介してＸ、Ｚ軸のモータ４ＣによりＸ、Ｚ軸方向に
移動される。

操作盤５は原点復帰用の操作盤であって操作押しボタン
を押すことによってインターフェイス５ａを介して原点
復帰指令が出される。

今例えばグリッド点におけるシフ１−ｆｆｉであるパラ
メータ設定値＃Ｘ、＃Ｚが予め設定されて画面付キーボ
ード２から入出力装置２ａを介してパラメータ設定値・
レジスタ７に記憶される。また機械原点設定データＸＭ
、ＺＭも同様に予め設定されて機械原点設定データ・レ
ジスタ８に記憶される。さらにドッグの検知信号に対し
てグリッド点の移動量が衝突時に大巾にずれることもあ
るので、パラメータ限定値を予め設定し、そのパラメー
タ限界値＃ＸＭ　Ａ　Ｘ　、　６２Ｍ　Ａ　Ｘが予めパ
ラメータ限界値・レジスタ９に記憶される。

例えば機械が衝突し修復した後操作ｇｉ５の押しボタン
を押すことによりインターフェイス５ａを介して原点位
置確認信号が発せられると、その時点のＸ、Ｚ軸のモー
タ４Ｃの移動量として機械座標値Ｘ′エ　ｚｌ−が原点
位置確認信号によりアンド・ゲート１１が開いて機械座
標値Ｘ′。、Ｚ。′を通過させて演算回路１２に取り込
まれる。

該演算回路１２は機械、原点設定データ・レジスタ８よ
り機械原点設定データＸＭ、ＺＭが取り込まれるから、
機械座標値Ｘ’Ｍ＋ＺＭ’が取り込まれることによって
　△ＸＭ　＝　ＸＭ　　ＸＭ　’　。

△ＺＭ＝ＺＭ　　ＺＭ’の演算処理がなされて補正量△
Ｘト、、△ＺＭが求められる。

演算回路１２で演算処理された△ＸＭ、△ＺＭの信号が
比較器１３およびアンド・ゲート１４に取り込まれる。

比較器１３にはすでにバラメーク限界値・レジスタ９よ
りパラメータ限界値＃ＸＭ　Ａ　Ｘ　、　　＃　ＺＭＡ
×が取り込まれているから、補正量△ＸＭ、△ＺＭが取
り込まれることによって、△ＸＭ＜ＲＸＭヶ×、△ＺＭ
＜＃ＺＭＡＸの比較処理がなされる。比較器１３で△Ｘ
Ｍ＜＃ＸＭヶ×、△ＺＭ〈＃Ｚ＋＜Ａｘの条件を満足し
ていれば、アンド・ゲート１４を開かせて補正量△ＸＭ
、△ＺＭを出力し演算回路１５に取り込まれる。該演算
回路１５にはすでにパラメータ設定値・レジスタ７から
パラメータ設定値＃Ｘ、＃Ｚが取り込まれているから、
補正量へＸＭ、△ＺＭが取り込まれることによって＃Ｘ
＋△ＸＭ、＃Ｚ＋△ＺＭの演算処理がなされる。演算処
理された＃Ｘ＋△ＸＭ、＃Ｚ＋△ＺＭが夫々＃Ｘ、＃Ｚ
に設定し直されてパラメータ設定値・レジスタ７に取り
込まれて更新される。

比較器１３で△ＸＭ＜＃ＸＭＡＸ、△ＺＭ＜６２Ｍ　Ａ
　Ｘの条件を満足していない場合すなわち機械原点の位
置が大巾にずれて限界値より越えた場合にはノット回路
１６に取り込まれてドッグの位置を調整指示するための
ドッグ調整信号が出力される。

なお、機械原点を復帰させる動作はりミツトスイッチの
信号により原点復帰動作プログラム・メモリ６の動作プ
ログラムで行われる。

（３）本発明の詳細な説明する。

まず、予めパラメータ設定値＃Ｘ、＃Ｚをパラメータ設
定レジスタ７に、機械原点設定データＸヶ、ＺＭを機械
原点設定データ・レジスタ８に、およびパラメータ限界
値＃ＸＭ　Ａ　Ｘ　９２Ｍ　Ａ　Ｘをパラメータ限界値
レジスタ９に夫々画面付キーボード２から入出力装置２
ａを介して入力する。

全機械に衝突等がおきると、直ちに修復して操作５の押
しボタンを押すと、モータ４Ｃが元の機械原点へ戻るよ
うに作動する。原点位置確認信号が立つと、機械座標値
ｘ　ｌ　、　、　　ｚ　ＭＬが取り込まれ、演算回路１
２で△ＸＭ、△ＺＭの演算処理がなされる。さらに比較
器１３で△ＸＭ＜＃ＸＭＡ８、△ＺＭ＜＃ＺＭＡＸの比
較がなされる。比較器１３で上記不等式を満足すれば演
算回路１５で＃Ｘ＋△ＸＭ、＃Ｚ＋△ＺＭが夫々＃Ｘ、
　＃Ｚに設定し直されてパラメータ設定値レジスタ７の
パラメータ設定値が更新される。

比較器１３で不等式が満足しなければノット回路１６を
介してドッグ調整信号が出力されてド・ノブの位置調整
が作業者により行なわれる。

〔効果〕

本発明の原点位置補正装置を採用することにより、従来
作業者が行なっていた原点位置の補正作業を基本的に必
要としなくなるので作業者による作業の軽減、作業能率
の向上が図られる。さらに作業者による補正作業が簡単
になり熟練を必要としないので誰でも作業の対応ができ
る。

延いては、本発明は自動的に原点位置補正が行なわれる
ので機械稼働率の向上が図れる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明する制御ブロック図である
。第２図（イ）は衝突等で機械原点の位置がＸ軸方向に
ずれた状態における主軸側とＺ軸側の関係を示す平面モ
デル図および第２図（ロ）はｆＪｉ突等で機械原点の位
置がＸ軸方向にずれた状態における主軸側とＺ軸側の関
係を示す平面モデル図である。第２図（ハ）は機械原点
の設定あるいは修復後の調整を行う説明用モデル図であ
る。１・・・ＣＰＵ２・・・画面付キーボード４Ｃ・・・モータ５・・・操作盤７・・・パラメータ設定値・レジスタ８・・・機械原点設定データ・レジスタ９・・・パラメ
ータ限界値・レジスタＩＯ・・・機械座標値レジスタ１２．１５・・・演算回路１３・・・比較器Ｈ・・・主軸台Ｓ・・・主軸Ｃ・・・チャックＤ・・・爪Ｔｒ・・・刃物台Ｔｈ・・・タレット６Ｍ・・・機械原点ＸＡ・・・主軸軸線ＤＡ・・・爪端面

Claims

【特許請求の範囲】

予め設定された機械原点位置のパラメータ設定値および
機械原点設定データを入出力せしめる入出力手段と、刃
物台の軸移動を制御する送り制御手段と、原点復帰時原
点位置補正のため該送り制御手段から取り込まれた機械
座標値と前記機械原点設定データにより機械原点位置の
補正量を演算処理する第１の演算手段と、該第１の演算
手段により得られた補正量と前記パラメータ設定値とを
演算し該パラメータ設定値を更新させる第２の演算手段
とからなることを特徴とする工作機械の機械原点位置補
正装置。