JPS6374548A - 工作機械の加工ミス防止システム - 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、工作機械において、特に、高価な材料の工作
物や精度を要する工作物を加工する際、作業者のミスや
数値制御装置（ＮＣ装置）等の誤動作、プログラムミス
等により加工ミスが発生ずることを防止するシステムに
関する。

〔従来の技術〕

ＮＣ装置等の自動工作機械では、無人で加工を行うため
、誤動作やプログラムミス等により加工物に加工ミスや
精度上の誤差が生じたりする。特に、高価な材料を使用
する場合の加工ミスは、その材料を全く駄目にすること
になるため、絶対に避ける必要がある。

従来は、このような加工ミスの発生を防止する目的で、
テンプレート等により加工禁止領域を作り、検出器がテ
ンプレートの一部に接触したときに機械を停止させ、こ
れにより加工ミスを防止する構成のシステムが一般的で
あった。

しかしながら、このような方法では、加工物が変わる度
にテンプレートを作成しなければならず、また段取りも
困難を伴うものであった。しかも精度的には１０μｍ程
度が限界で振動や取付にも注意を必要とした。

これらの従来の問題点を解決するために、本出願人は、
禁止領域をテンプレートで作成する代わりに、コンピュ
ータのソフトウェアにより実現スるシステムについて提
案した（特願昭６１−１０５４５０号）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述したシステムにおける工具の座標の求め方は、第５
図に示すような座標設定で次のように行う。

すなわち、 （１）加工禁止領域■のデータの座標原点■を７！ｉ準
点とする。

（２）工具オフセット基準点の加工開始位置■を（ＸＯ
，Ｚｏ）とする。

（３）工具刃先の現在位置■を（Ｘ、　Ｙ）とする。

（４）加工開始点からのＸ方向移動量をＬ＋ｔとする。

（５）加工開始点からのＺ方向移動量をＬ２とする。

（６）工具のＸ方向オフセント量をＯＫとする。

（７）工具のＸ方向オフセント量を０２とする。

このように想定すると、工具座標点は次のｆｉｌ弐で表
される。

つまり、先の提案においては、実際の工具刃先の形状は
円弧■であるのに、チェックする刃先は仮想刃先点■や
刃先Ｒの中心点■の一点であった。

したがって、刃先Ｒが大きい場合には、誤差が太き（な
り、このままでは実用的ではない。

一般に、切削加工する工具の刃先は、第１図に示すよう
に０．４〜１５鰭のＲ形状をしており、その円周上の点
で切削を行う。したがって、単に中心座標点での監視を
行ったのでは、工具の中心から表面までの距離の切削エ
ラーが生じ、実用的ではない。そこで、工具の大きさと
取付方向に対する修正を行うことが必要となる。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであ
り、先の提案になる原理的なコンピュータソフトウェア
によるシステムを実際に適用するための方策を提供する
ことを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するため、本発明の工作機械の加工ミス
防止システムは、工作機械の運動禁止領域を工作機械の
加工プログラムとは独立したプロダラムにより設定して
おき、検出器で検出した工作機械の位置が上記禁止領域
にあるかどうかを、加工を行う工具の大きさ及び取付方
向を考慮した修正を機械の座標に対して施して監視し、
該機械の位置が禁止領域内に入ったときに前記工作機械
の制’４ＪＵ部に停止指令を送って作業を中断すること
を特徴とする。

〔作用〕

本発明においては、工具刃先Ｒの値と方向をデータとし
て与え、工具刃先Ｒの円周上の点を求め、これらの点が
、加工禁止領域に入っていないかチェックするようにし
、実際と同じ条件でチェックする。

工具の円周上の点である刃先点の求め方は、第１図に示
す図に基づいて次のようにする。

＋１１　　工具刃先Ｒの半径値をＲとする。

（２）工具刃先Ｒの円弧の分割角度をθ（分割数をｎと
するとθ−２π／ｎ’）　　とする。

（３）　　他の記号は第５図と同じとする。

このように設定した場合、刃先点は次の（２）式で表さ
れる。

ただし、ｔは分割数ｎで分割した円周の１番目を意味し
ている。

この（２）弐の第４項については、刃先Ｒの方向によっ
て選択し、第２図のように決める。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。

第３図は本発明を実施するための装置の＋ｙ）成を示す
もので、工作機械として旋盤を示している。

旋盤１は、概ね主軸１１．心押台１２．バイト１３．刃
物台１４より構成され、刃物台１４はＸ軸サーボモータ
１５及びＺ軸サーボモータ１６によりそれぞれＸ方向及
びＺ方向に制御ｒａされる。各サーボモータ１５及び１
６はＮＣ装置２により自動制御される。

また、バイト１３の座標を測定するため、この例ではＸ
軸サーボモータ１５及びＸ軸サーボモータ１６の回転角
度を検出するだめのパルスジェネレータ１７及び１８か
らのパルス信号をカウントするようにしている。これら
のパルスジェネレータ１７及び１８の出力パルスは、イ
ンターフェース３により所定のディジタル信号に変換さ
れ、パソコン４に入力される。パソコン４では、現在の
バイト１３の位置を逐次監視しておく。そして、予めプ
ログラムによって設定しておいた旋盤バイトの運動禁止
領域内に現在のパイ目３が入ったときにＮ　Ｃ’Ａ装置
に停止指令を送って作業を中断するようにしたものであ
る。

現在のバイト１３の位置及びバイトの運動禁止領域は同
時にＣＲＴ５にも表示されており、目視によって現在位
置を確認することもできる。

第４図はバイトの運動禁止領域の例を示すものであり、
ハツチングを施した部分がバイトの運動禁止領域である
。この図において原点をバイト１３の停止位置に設定し
、下方向をＸ軸に、右方向をＺ軸にとっている。また数
字は■ｌで表している。

加工ミス防止のためのプログラムを設計するに際しては
、次の手順で運動禁止領域を決定する。

まず、Ｘ座標、Ｚ座標により第２図の■〜■の各ブロッ
ク毎に禁止領域を決める。

■　−１００≦Ｚ≦−２３ −１９４，５≦Ｘ≦−６０ ■　−２３≦Ｚ≦−２２ 一８０≦Ｘ≦−６０ ■　−２３≦Ｚ≦−１７ 一８３≦Ｘ≦−８０ ■　−１７≦Ｚ≦−１４ −８３≦Ｘ　≦（Ｘ＝−Ｚ−９７） ■　−２３≦Ｚ≦−１４ −１０４，５≦Ｘ≦−８３ ■　−１６，５≦Ｚ≦−１４，５ （Ｘ＝Ｚ−９０）≦Ｘ≦−１０４，５ ■　−２３≦Ｚ≦−１６，５ −１０６，５≦Ｘ≦−１０４，５ ■　−２３≦Ｚ≦−１７ −１３２，５≦Ｘ　≦（Ｘ＝−１２６，５−４（６”−
（Ｚ−１７）　”　）■　　−２３≦Ｚ≦−６ −１９４，５≦Ｘ≦−１３２，５ ［相］　　　−６≦Ｚ≦０ −１９４．５≦Ｘ≦−１３６，５ ■　　　−６≦Ｚ≦０ −１３６．５　≦ｘ　≦（Ｘ＝−１２９，５−４１２−
（ｚ−０）　２）上記の禁止領域をプログラム言語で表
現し、この禁止領域と、前記（２）式で求めた現在のバ
イトの刃先点を表す座標（Ｘ＋、Ｚ＋）とをパソコン側
で比較する。そして、バイトの刃先点の座標（Ｘ、。

Ｚｉ）が上記のいずれかの領域に入った場合にはＮＣ装
置２に指令を与えて、旋盤１を停止させることとする。

上記例においては、バイトのＸ、Ｚ方向の位置を検出す
る手段として、Ｘ軸サーボモータ及びＺ軸サーボモータ
の回転角度を検知するパルスジェネレータの出力パルス
をカウントするようにしているが、他の検出手段を用い
ることも可能である。

〔発明の効果〕

上述したように本発明では、工作機械の運動禁止領域を
工作ａ械の加工プログラムとは独立したプログラムによ
り設定しておき、検出器で検出した１Ｍの位置を、実際
の工具の刃先の大きさを考慮に入れて監視し、その工具
の刃先の先端が禁止領域内に入ったときに前記工作ｉ械
の制御「部に停止指令を送って作業を中断するようにし
ている。

このように構成することにより、工具の刃先が運動禁止
領域に入ることがなく、したがって工作機械の誤動作や
プログラムミス等による高価な材料の加工ミスを理論上
のみならず実際的に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づく工具の刃先の大きさ及び取付方
向を考慮に入れた説明図、第２図は刃先の取付方向によ
るマトリクスの選択の例を示す説明図、第３図は本発明
に係る装置の構成の概要を示す説明図、第４図はプログ
ラム作成時の禁止領域の例を示す図、第５図は工具の刃
先を点として考えた従来の提案の工具の座標図である。 １：旋盤　　１１：主軸　　１２：心押台１３：バイト
　１４：刃物台 １５：Ｘ軸サーボモータ １６：Ｘ軸サーボモータ １７．１８：パルスジェネレータ ２：Ｎｃ装置 ３：インターフェース ４：パソコン ５　：　ＣＲＴ５

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、工作機械の運動禁止領域を工作機械の加工プログラ
   ムとは独立したプログラムにより設定しておき、検出器
   で検出した工作機械の位置が上記禁止領域にあるかどう
   かを、加工を行う工具の大きさ及び取付方向を考慮した
   修正を機械の座標に対して施して監視し、該工具の先端
   位置が禁止領域内に入ったときに前記工作機械の制御部
   に停止指令を送って作業を中断することを特徴とする工
   作機械の加工ミス防止システム。