WO1985005298A1 - Device for preventing collision of work holder with tool in numerical control system for turret punch press - Google Patents

Description

C D 明 柳 タ レ ツ ト パ ン チ プ レ ス 用数値制御における ヮ ー ク ホ ル ダ と 工具と の衝突防止装置 技 術 分 野

本発明は タ レ ツ ト パ ン チプ レ ス用数値制御装置におい て 、 プ ロ グ ラ ム ミ ス 等 に よ り 工具力 S ワ ー ク を把持する ヮ ー ク ホ ル ダ に対し パ ン チ動作を行ない、 工具と ワ ー ク ホ ル ダ と が衝突する こ と に よ り 工具や ワ ー ク ホ ル ダが破損 する こ と を防止する ヮ一 ク ホ ル ダと 工具と の衝突防止装 置に関する も のであ る。

背 景 技 術

従来 の こ の種装置は 、 リ ミ ッ ト ス ィ ッ チや バ ラ メ ー タ 設定によ り 或は テー プ指令によっ て 直接指定された或領 域 を 軸 移動 の 禁 止領域とする こ と で、 プ ロ グ ラ ム ミ ス 等によ り 工具力 Sヮ一 ク ホ ル ダ に衝突す る のを防止し てい た。

し 力 し な 力； ら 、 リ ミ ッ ト ス ィ ッ チ によ る場合には ス イ ッ チ の付設等 に 手 間取 り 、 パ ラ メ ー タ 設 定ゃ テー プ指令に よ る場 合 で も 予 め オ ペ レ ー タ が禁止 領域 を 求めなければならずその算 出 に 比較的 多 く の時間を必 要とする 。 ま た 、 タ レ ッ ト に 取 付 け ら れ る 工具の大 き さ は 種々 で あ り 、 従 っ て 可 能な 限 り 禁 止 領 域 を 狭く して パ ン チ有効領域を拡大する為には選択されるェ 具の大き さ によつ て禁止頜域を変更するこ と が望ま しい 力；、 リ ミ ツ ト ス イ ッ チではその変更が容易でな く 、 バ ラ ータ 設定やテー プ指令ではオ ペ レー タの負荷が増大す る と共に多 く の メ モ リ 容量が必要と なる。

発 明 の 開 示

本発明はこ のよ うな従来の欠点を改善したも のであ り その目的は、 選択される 工具に見合った禁止領域を簡単 な操作で、 且つ少ない メ モ リ 容量で設定する こ と が で き る よ う に-する こ と にある。

本発明の要 旨と する と ころは、 タ レッ ト の選択さ れた 工具力 ヮ ー ク を把持す る ヮ 一 ク ホ ル ダ に衝突する のを防 止す る装置において 、 機械座標系において前記ワー ク ホ ル ダの占め る領域を記憶す る ヮ — ク ホ ル ダ領域記憶手段 と 、 前記タ レ ッ ト の複数個の工具ボ ス 卜 の大き さをそれ ぞれ記憶す る 工具ポ ス ト 形状記憶手段と 、 工具選択時に 選択さ れた工具が収容さ れてい る工具ボ ス 卜 の大き さ を 前記工具ポ ス ト 形状記憶手段から読取 り該情報と 前記ヮ 一 ク ホ ル ダ領域記憶手段の記憶情報とから 工具のパ ン チ 禁止領域を算出する パ ン チ禁止領域算出手段と、 該バン チ禁止領域を記憶する パ ン チ禁止領域記憶手段と、 パ ン チ指令実行直前に工具の位置が前記パ ン チ禁止領域内で あ るか否かを判別し、 禁止領域内にあれば機械の勖作を 停止さ せると 共に ア ラー ム信号を発生さ せる衝突防止手 段とを具備 した タ レ ツ ト パ ン チ プ レ ス用数値制御に お け る ヮ— ク ホ ル ダ と 工具と の衝突防止装置にあ る。

従って、 オ ペ レ ー タ と しては機械座標系において ヮー ク ホ ル ダの 占め る領域を特定する に必要なデー タ と 、 タ レ ツ ト の 工具ポ ス 卜 の各大きさ の情報と を メ モ リ に設定 すれば、 後は 自動的に選択される 工具に見合った禁止領 域が設定さ れるので、 極めて 簡単な操作で選択さ れるェ 具に合致し た禁止領域を設定する こ と が可能と な り 、 ま た、 工具選択時に選択さ れた 工具に対応する禁止領域を 算出し 記憶する ので メ モ リ 容量が少な く て済み、 前記目 的を達成す る こ と がで き る も ので ^~¾""。 〜 -一.

図面の簡単な説明

第 1 図は本発明の衝突防止装置を有する数値制御工作 機械の構成説明図、 第 2 図は ワ ー ク ホ ル ダ ， パ ン チ禁止 領域の説明図、 第 3 図は A M 4 の記憶内容の説明図、 第 4 図及び第 5 図は本発明の動作の一例を示すフ ロ ー チ ヤ ー ト で あ る。

発明を実施する為の最良の形態 第 1 図は本発明の衝突防止装置を有す る数値制御工作 機械の構成図であ り 、 V C と タ レ ツ ト パ ン チ プ レ ス工作 機械 と カゝ ら成る。

N Cは、 マ イ ク ロ コ ン ピ ュー タ 1 と そ の パ ス 2 を介 し て 相互に接続さ れた 周辺回路 と を有す る。 0 M 3 は マ ィ ク σ コ ン ピ ュー タ 1 に所定の処理を実行さ せる のに必 要なプ ロ グ ラ ム等を記憶する ズ モ リ 、 4 4 は ワー ク ホ ル ダ の形状デー タ や 工具ボ ス ト の形状デー タ 等の パ ラ ズ 一 タ を 記憶し た り 、 演算用等の領域を有す る メ モ リ で あ る。 磁気バ ブ ル メ モ リ 5 は V C指令プ ロ グ ラ ムを 記憶 す る モ リ であ る 。 ό は手勖デー タ 入力器 で 各種の キ ー を有す る。 ワ ー ク ホ ル ダ の形状デー タや工具 ポ ス ト の形状デー タ は こ の ^ " ό 力 ら入 力 さ れる。 7 は C と 強電制御回路 8 と の イ ン タ フ ェ イ ス 部で、 タ レ ッ ト パ ン チ プ レ ス 工作機械 " C に対す る パ ン チ指令 ， 交 換工具の番号等を含む工具交換指令 ， 尸 ラ ー ム信号等の 各種の情報がこ の ィ ン タ フ エ ィ ス 部 7 を介し て 強電制御 回路 8 に送出さ れ、 強電制御回路 8 は公知の よ う に所定 の シ ー ケ ン ス 制御に よ り 工具芡換等の制御を実行する。 9 はエ ラ ー レ ジ ス タ ， サ一 ボ ア ン プ等を有する 公知の Ζ 軸位置制御回路、 1 0 は同 じ く 軸制 御 回 路で あ り 、 X 軸位置制御回路 9 の出 力は 工作機械 の テーブル 2Ό を 軸方向へ移勖さ せる ^:軸 モー タ （ 図示せず ） に接続さ れ、 F軸位置制御回路 1 0 は テー ブ ル 2 0 を 軸方向へ移 動さ せる F軸 モ ー タ （ 図示せず ） に接続される。

タ レ ツ ト パ ン チプ レ ス 工作機械 は、 Ζ軸 モー タ ， Γ軸 モ ー タ によ り 水平方向の任意の位證に移動可能な テー ブ ル 20 と 、 テ ー ブ ル 2 0 上に鋼板等の ワ ー ク 21 を固定す る為の ワ ー ク ホ ル ダ 2 2 と 、 コ ラ ム 23 に水平面で 回転可 能に軸支さ れた タ レ ツ ト 24 と を有す る。 タ レ ツ ト 24 に は複数個の工具ポ ス ト が設け ら れ、 そ こ に各種の 工具が 挿入さ れる。 タ レ ッ ト 24 上方には パ ン チ指令を受けてタ レ ツ ト 24 の選択さ れた 工具 ポ ス ト に揷入された工具を上 方か ら 強打す る プ レ ス 機構 25 が設け ら れている。 前記 ヮ ー ク ホ ル ダ 22 は通常 2 個あ り 、 テー ブ ル 20 上に載置さ れた ヮ — ク 21 を 上方カゝ ら押さえ付ける格好でワー クを把持 す る。

2 個の ワ ー ク ホ ル ダ 22な ， 2 2 が例え ば第 2 図 の斜線 を施 し た 領域を占 め る も の とす る と 、 前処理で この領域 を特定す る デー タを M " 0 を介 し て 4 の或領域に パ ラ メ ー タ と し て 設定す る。 デ ー タ と し て は 、 2 個の ヮ ー ク ホ ル ダ 2 2 な ， 2 2 b が同一形状の場合、 例え ば ヮ ー ク ホ ル ダ の 長さ d ， 幅 ώ ， 重心 Pi , P₂ の 軸座標 値 ^ ， を用い る。 図示例 と 異な り' 重心 Λ ， P ₂ が X軸 上に ない場合は重心尸 _t , Pz の 軸座標値も 入力す る。

マ イ ク コ ン ピ ュー タ 1 は こ れ ら のデー タ 入 力が完了 す る と 、 該デ ー タ か ら 第 2 図の斜線で示す ワ ー ク ホ ル ダ 22な ， 22 の 占める 領域を算出 し 、 メ モ リ 4 に記憶す る _c 第 S 図は R A M 4 の記憶内容の一例を示す図で あ り 、 d t , d L , I、 , ， 力 ら ワ ー ク ホ ル ダ 22な の専有領域 (ό)

X ₁ ≤ 22a ≤ X _z , F i ≤ 22な ≤ F ₂ と ワ ー ク ホ ル ダ 22^ の 専有領域 ₃ ≤ 22b ≤ X₄ ， Y _x ≤ 22b ^ ₂ と が算出さ れて 記憶されて い る。

ま た、 前処理と し て タ レ ッ ト 24 の各工具ポ ス ト Ρ 01 〜 尸 24 の半径 ^ OI 〜 ^ 24 を調べ、 こ れを 工具ポ ス ト に 揷入される 工具の工具番号 Γ01 〜 ： Γ 24 に 対応し て

ό 力 ら 入力 し て第 3 図に 示す よ う にパ ラ メ ー タ と し て A Μ 4 に記憶す る。

以上の よ う な デー タが A M 4 に記憶さ れた後、 加工 を開始さ せる と 、 工具交換措令が実行さ れた際、 マ イ ク 口 コ ン ピ ュ ー タ 1 は例え ば第 4 図に示す よ う に工具番号 と 工具交換指令を ィ ン タ フ ヱ イ ス 部 7 を介し て 強電制御 回路 8 に送出 し.、 強電制御回路 8 に工具の選択動作を制 御さ せる と共 に、 に記憶さ れた ワ ー ク ホ ル ダ領 域デー タ と 、 選択さ れた 工具の工具番号に対応す る工具 ポ ス ト 形状デー タ と 力ゝ ら 、 その 工具のパ ン チ 禁止領域を 算出 し 、 こ れを に記憶す る。 例え ば選択さ れた 工具の工具ボ ス ト 内径が 01 であ る場合、 第 2 図の点線 で示すよ う に、 ワ ー ク ホ ル ダ 22な に対 して は Z i— R 01 ≤ 22な p ≤ 2 + 01 , Y 1 一 ^ 01 ≤ 22ap ^ F ₂ + R 01 で表さ れる領域 la^ 力； パ ン チ禁 止領域と して算出さ れ、 ワ ー ク ホ ル ダ 22 に 対 し て は ₃ — ^ 01 22bp i +

R 0^ , Y！ 一 β 01 ≤ 22bp ≤ Γ₂ + 501 で表さ れる領域 22 ρ が パ ン チ禁止領域と し て 算出さ れる。 なお、 ワ ー ク ホ ル ダ 22な ， 22 か ら 01 だけ離れた領域 （ 第 2 図 の符号 22 ρ ' , 22 b ρ' で示す領域 ） 内を パ ン チ禁止領 域 とすれ ばよ り 適切である が、 算出処理は複雑化する。

第 5 図はマ イ ク ロ コ ン ピ ュー タ 1 が 1 ブ ロ ッ ク の指令 に対して 実行する処理の内容を示す フ ロ ー チヤ一 ト であ る o

マ イ ク ロ コ ン ピ ュ ー タ 1 は 公知の よ う に V C指令プ ロ グ ラ ム を 1 ブ σ ッ ク ずつ解読し与え ら れた移動量 ， 移動 速度等か ら パ ル ス分配に よ り Ζ軸 ， Γ軸の指令-値 Ρ X ， を算出 し、 それぞれ 軸位.置制御回路 9 、 Γ軸位置 制御回路 1 0 に送出す る。 次に、 今回の指令値 P , . P y を前回 ま での指令値の累積値 Z。 に加算す る こ と によ り 座標位置の更新を行な う。 次にパ ン チ位置に到達したか 否かを判別 し、 到達 して いなければ移動処理を続行し、 到達して いれば現座標位置 （ 工具の中心位置 ） が 2 A M 4 に設定さ れた現工具の パ ン チ禁止領域内である か否か を判別す る。 そ し て 、 パ ン チ禁止領域内 になければ パ ン チ指令をィ ン タ フ ェ イ ス 部 7 を介して 強電制御回路 8 に 送出し、 プ レ ス機構 25 を作動さ せて パ ン チ ン グ勖作を行 なわせ、 パ ン チ禁止領域内に工具の中心位置 （'更新座標 位置と 同じ ） があれば、 ィ ンタ フ ェ イ ス 部 7 を介して ァ ラー ム信号を強電制御回路 8 に送出 し、 機械側パ ネ ル等 に設けた警告ラ ンプを点灯させた り 或は警告ブザーを鳴 勖させ、 且つ加工を中断させる処理を行な う。

なお 21上の実施例では ヮ ー ク ホ ル ダ 22 ， 22 b の形 状を特定するデー タ と し ， " , 1 , を用いた が別の デー タ によ り特定す るこ と も 当 然可能で あ り 、 ま た加 工開 始前 に ワ ー ク ホ ル ダ の 占 め る 領域を算出 して 2 A M 4 に記憶す る代り に工具選択指令 時 にこ の ワー ク ホ ル ダ の占める領域を算出し同時にパ ン チ禁止領 域を算出する よ う に して も良い。 更に工具'ポ ス ト の内径 の直径を設定する よ う にして も良い 。 ま た 、 禁止領域 の範囲を厳密に設定するには工具の最大径か ら算出さ せ る こ とが望ま しいが 、 特" T£~¾ T~ffl 角 ¾ 外 の特殊形状 の工具については、 その最大径を一々 調べるのは煩わし い。 先の実施例では工具ボ ス ト の大きさが必ず工具の最 大径ょ り大き く 然もそれほど相違しないこ と に着目 して 工具ボ ス ト の大きさを設定する よ う にしている。 しかし 特殊形状の工 具 について も.工具の最大径を 調 べて ェ 具 の最大径を 設 定す る よ う にして も なん ら差し支えな い o .

以上説明したよ う に、 本発明によれば、機械座標系にお いて ヮー ク ホ ルダの占める領域を特定するに必要なデー 夕 と、 タ レ ツ ト の工具ボス ト の各大き さ或は工具の大き さ の情報と を メ モ リ に設定するだけで 後は選択さ れる 工具に見合った禁止領域が自動的に設定されるので、 極 めて簡単な操作で選択工具に合致 した禁止領域を設定す る こ とが可能 とな り 、 また、 選択された工具に対応する 禁止領域を工具選択時に算出 し記憶する ので メ モ リ 容量 が少な く て済む効果がある。 又、 禁止領域を軸移動の禁 止領域 とする と 、 加工点から次の加工点までの移動径路 に制限が生じ る場合も生じ るが、 本発明では禁止領域を 軸移動の禁止領域と せず、 パ ン チ禁止領域 と し て いるの で、 その よ う な不都合は生じない。

Claims

請 求 の 範 囲

タ レ ッ ト の選択された工具力 Sワ ー ク 把持する ワ ーク ホ ルダに衝突する の を防止する装 ftにおいて 、 機械座標 系において前記ヮ一 ク ホ ルダの占める領域を記億する ヮ ー ク ホ ルダ領域記憶手段 と、 前記タ レ ッ ト の複数腥 のェ 具ボ ス ト の大き さ或は該工具ボ ス ト に揷入さ れる工具の 大き さをそれぞれ記憶する工具ボ ス ト 形状記憶手段と、 工具選択時に、 選択された工具が収容されて いる工具ポ ス ト の大き さ或は工具の大き さを前記工具ボ ス ト 形状記 憶手段から読取り該情報と前記ヮ 一 ク ホ ルダ領域記憶手 段の記憶情報とから工具のパ ン チ禁止領域を算出するパ ン チ禁止領域算出手段 と 、 該パ ン チ禁止領域を記憶する パ ン チ禁止領域記憶手段と、 パ ン チ指令実行直前に工具 の位置が前記パ ン チ禁止領域内であ る か否かを判別し、 禁止領域内にあれば機械の動作を停止さ せる と共にァラ 一 ム信号を発生させる衝突防止手段とを具備 した こ とを 特徴 とす る タ レ ツ ト パ ン チ プ レ ス用数値制御における ヮ 一 ク ホ ルダ と 工具 と の衝突防止装置。