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    • 专利摘要:

    公开号:WO1985004354A1
    申请号:PCT/JP1985/000140
    申请日:1985-03-22
    公开日:1985-10-10
    发明作者:Hideaki Kawamura；Takao Sasaki
    申请人:Fanuc Ltd；
    IPC主号:G05B19-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 加工領域のチ ク-方式
    [0003] 技 術 分 野
    [0004] 本発明は 、 数値制御装置に よ っ て工作機械を 制御す る 数値制御 シ ス テ ム に お け る加工領域チ : ッ ク 方式、 更 に 詳 し く は、 加工条件 の変化に対 ίδ して、 工作機械の可動 部の進入禁止領域 を各 々設定可能に した加工領域の チ ェ ッ ク 方式に関する 。
    [0005] 背 景 技 術
    [0006] 従来、 数値制御 （ N C ) 装置に よ っ て制御す る 工作機 械で は 、 工作機械の可動部が可動領域を超え て し ま っ た と き に機械が破損す る の を防止する ため に 、 機械に リ ミ ッ ト ス イ ッ チ を取 り 付け、 そ の リ ミ ツ ト ス イ ッ チが働 く と N C 装置 に信号を 送 り 、 N C 装置は こ の信号 を受け て 可動部 の铀移動を止め ていた。 と こ ろ で最近の N C 装置 は内蔵す る 不揮癸性 メ モ リ に可動部の進入禁止領域で あ る リ ミ ッ ト の位置を 記憶 させてお き （ こ の リ ミ ソ ト の こ と を以後 ス ト ア ー ド ス ト ロ ー ク リ ミ ッ ト と い う ） 、 軸移 動 に伴 っ て刻 々 と 更新 される機械座標値が ス ト ァ 一 ド ス ト ロ ー ク リ ミ ッ ト の座標値を越えた と き 轴移動 を止め る と い う い わゆ る ス ィ ツ チ レ ス方式が一般的に な っ て い る 。 こ こ で、 可動部の進入禁止領域につい て第 1 図に ょ リ 説明 す る 。 図中 、 1 は チ ャ ッ ク 、 2 ほテ ー ル ス ト ッ ク 、 3 は ワ ー ク で あ る 。 一般に、 N C工作機械に おけ る 可動 部の進入禁止領域 と し てほ、 第 1 図において斜線で示す よ う に 2 つに大別で き る。 即ち 、
    [0007] ( 1 ) 第 1 の進入禁止領域は、 機械の可動部 自体が動 く こ と の でき ない領域である 。 この領域は機械の サ イ ズ に よ っ て块ま る も の であ り 、 工具の形状等に ほ関係の な い絶対的に 固定 され、 一般的に不変な領域であ る 。 （以 後、 禁止領域 L と い う 。 ）
    [0008] ( 2 ) 第 2 の進入禁止領域は、 加工条件に よ っ て進入 する こ と がで き ない領域であ る。 こ の領域は変更可能で あ り 、 N C 旋盤を例 に と っ てみる と 、 加工物 （ ワ ー ク ） を固定 させ る チ ャ ッ ク 部、 テールス ト ッ ク部等がこれ に 相当す る 。 （以後、 禁 Ih領域^ と い う。 ）
    [0009] そ し て、 N C 装置 は これらの禁止領域の境界線に閬す る進入禁止情報を作成 して メ モ リ に記憶 し てお く と共 に 、 機械の可動部の現在位置を監視 し、 可動部の現在位置 が禁止領域内に あ る か否かを進入禁止情報を用 いて判別 し 、 現在位置が禁 It領域内に進入 した と き 可動部の移動 を停止 させる よ う に し ている。
    [0010] と こ ろ が、 上記 し た様に禁止領域 S は加工条件に よ つ て変更可能な領域であ る に もかかわ らず、 従来は、 工作 機械に よ る予定 された作業を通 して、 いずれの作業 ス テ ッ プに おいて も禁止領域 S に機械の可動部が進入 し な い よ う に禁止領域 S を 最大限に広 く と る よ う に設定 し てい た。 換言すれば、 少 な く と も 、 禁止領域 S は あ る予定 さ れた一連の作業中は 、 固定された禁止領域 と し て取扱 わ れてい た。 そ のため に、 太来は可変に な し得る 禁止領域 が実際 に は固定 された禁止領域 と し て取扱われ てお り 、 加工空間が制限 され る と共に その空間を有効 に使用 し 得 ない と い う 問題があ っ た。
    [0011] 発 明 の 開 示
    [0012] . 末発明 は 前記問題点を解決する ため に な された も の で、 工作機械 に おけ る 可動部の進入禁止領域を 、 加工条 件 に対応 し て各 々可変に設定可能と する こ と に よ り 、 加 ェ空間 の拡大及び そ の空間の有効利用 を 図 る こ と がで き る 加工領域の チ ェ ッ ク 方式を提供する こ と を 目 的 と す る も の で あ る 。
    [0013] - 未発明 に よれば、 数値制御装置に よ っ て工作機械を 制 御す る 数値制街 シ ス テ ム の加工領域のチ ェ ッ ク 方式で あ つ て 、 数値制御装置は工作機械の可動部の進入禁止領域 を記億す る メ モ リ を 備え、 前記進入禁 lh領域 を 加工条件 に対応 し て可変に設定する加工領域のチ ェ ッ ク 方式が提 供 され る 。
    [0014] 太発明が提供 され る こ と に よ リ 、 工作機械に おけ る 可 動部の進入禁止領域は、 一連の加工作業 中 に お い て も 加 ェ条件が変化す る 場合 には、 こ の加工条件の変化に対応 させて 可変 に 設定 さ れ る 。 従 っ て、 术発明 に よれば加工 条件に 適合 し た き め細かい進入禁止領域が設定で き 、 加 ェ空間 を拡大す る こ と ができ る と共に、 当該空間の有効 利用 を 図 る こ と がで き る と い う作用効果が得 られ る 。
    [0015] 本発明 の他 の 目 的及び特徵は、 以下に述べ る 説明 に よ リ 明 ら か に さ れ る 。 図面の簡単な説明
    [0016] 第 1 図は工作機械 に おける可動部の進入禁止領域を示 す説明 図、 第 2 図は太発明を実施する数値制御 シ ス テ ム の概略 を示す プ ロ ッ ク 図、 第 3 図は、 ェ具—交換時の補正 量の説明図、 第 4 図 は未発明に係る工具交換 と 加工領域 の関連 を示す説明図 、 第 5 図は： 発明に係る 加工領域 チ ヱ ッ ク 方式の一例を示すフロ 一チ ヤ一 ト であ る 。
    [0017] 発明 を実施するための最良の形態
    [0018] 以下、 太発明の一実施例を図面に基づいて具体的に説 明する 。
    [0019] 第 2 図は、 太発明 を実施する数値制御 シ ス テ ム の概要 を示す ブ ロ ッ ク 図で あ る 。 同図において 、 1 0 は N C 装 置で、 加工指令テー プの情報を読み込むテ 一 プ リ 一 ダ 2 1 と 、 該加工指令情報に基づいて所定の演箕処理を行 う 制御部 2 2 と 、 該制御部 2 2 か らの指会に基づ き 工作機 械 2 0 のサ一 ボモー タ 2 1 の速度 · 位置を制御する サ一 ボュニ ッ ト 2 3 と 、 こ れ らを接続する ィ ン タ 一 フ ェ ー ス 回路 2 4 等か ら構成 されてい る。 前記制御部 2 2 はマ イ ク π コ ン ピ ュ ー タ に よ っ て構成され、 基本制御 プ ロ グ ラ ムゃ加工指今 プ ロ グ ラ ムの各命令に基づいて所定の演箕 処理を行 う プ ロ セ ッ サ （ C P U ) と 、 基本制御 プ ロ グ ラ ム を記億 した リ ー ド ' · オ ン リ ー ' メ モ リ （ R O M ) と 、 C P U の処理結果や工作機械 2 0 の状態や加工指今等 を 記億す る ラ ン ダ ム · ア ク セ ス · メ モ リ （ R A M ) と 、 ェ 作機械 2 0 の可動部の進入禁止領域を記憶する メ モ リ 等 を有 し てい る 。
    [0020] 以上 の よ う な数値制御シ ス テ ム におい て、 工作機械 2 0 の可動部の進入禁止領域の境界線に閭する 進入禁止情 報を作成 し て 、 前記制御部 2 2 の メ モ リ に記憶 し 、 一方 、 制御部 2 2 は工作機械 2 0 の可動部の現在位置を監視 し 、 該可動部の現在位置が侵入禁止領域内に あ る か否か を進入禁止情報を用 いて判別 し、 該可動部の現在位置が 進入禁止領域内に進入 し た と き該可動部の移動 を停止 さ せる ょ ラ に な っ てい る 。 こ の様な加工領域の監視方式ほ す で に 提案 されてい る （例えば、 特開昭 5 7 — 7 3 4 0 2 号公報参照） 。
    [0021] こ の方式に よれば、 更に、 工作機械の可動部の可動範 囲 を 多数の小領域に分割 し、 進入領域の境界線 を特定 で き る 座標値に基づい て、 該小領域が進入禁止領域で あ る か否か を演算 し 、 該演算に ょ リ 得 られた進入禁止情報 を 各小領域に対応す る メ モ リ 位置に記憶す る よ う に し て い る 。
    [0022] 末発明 に おいて も 、 禁止領域の監視は 、 こ の様 な ス ト ァ ー ド ス ト 口 一 ク リ ミ ツ ト 方式を用い る こ と を 前提に し てい る 。
    [0023] 次 に 、 複数の工具 を用いて ワ ー ク の加工を行 う 場合 に おけ る 可動部 であ る 工具の進入禁止領域の変更 につい て 第 3 図 お よ び第 4 図 に基づき説明する 。
    [0024] 第 3 図は工具が交換 される場合の位置補正の説明図 で あ り 、 工具 T O 1 と 工具 T O 2 は長さが相違す る も の と する 。 こ の場合に、 説明 を箇単にするた め に、 工具 T O 1 と T 0 2 と の保持体 1 0 の中心点 A を基準点 と し てェ 作機械の可動部のチェ ッ ク位置 とす-る と 、 工具 T 0 2 を 用いて加工を 行 う場合には： X轴方向においてほ点 A よ 下げる こ と はで き な い。 一方工具 T 0 1 を用い る場合 に は、 工具 T O 1 は工具 T 0 2 に対して il だけ短いの でェ 具位置の補正 を行 ラ 。 即ち、 保持体 1 0 の中心点 A ほ X 軸方向 に おい て下方に ϋ だけ下げる こ と がで き る 。 つ ま 、 工具 T O 1 におい ては、 工作機械の可動部の進入禁 止領域を一 X铀方向 に工具長の補正量だけ減少 させる こ と がで き る 。 こ の こ と を、 第 4 図を参照 し て詳細に説明 する と 、 工作機械の可動部のチ - ッ ク 点は、 工具 T O 2 におい ては X铀方向 においては点 A までが可動領域であ つ た も のが、 T 0 1 に おいては、 一 X铀方向 に広が り 、 点 A ' ま で可動镇域 と な る。 換言すれば、 工具 T O 1 に おい て は従来の進入禁止領域の設定の方法では領域 a が そ の進入禁止領珐で あ っ たも のが、 本癸明の よ う に工具 長補正量を考慮 し て 、 その工作機械の可動部の進入禁止 領域を調整す る よ う にする と 、 工具 T O 1 を用 いて加工 を行 う 場合に ほ、 そ の禁止領域は領域 a ' ま で縮小 させ る こ と がで き る 。 な お、 図において、 b は安全のため に 設け ら れた工具先端 と 禁止領域間の緩衝領域で あ る 。
    [0025] 第 5 図は、 *発明 に係る加工領域のチ ェ ッ ク 方式の一 例 を説明する ための フ ロ ーチ ャ ー ト であ る 。 こ の図に S づい て 、 加工領域の チ ッ ク方式の一例 を説明する 。 ( 1 ) 工作機械の可動部が絶対的に進入で き ない固定 された禁止領域 L を設定 し、 N C装置 1 0 の制御部 2 2 に内蔵 された メ モ リ に記億させる。
    [0026] ( 2 ) 加工態様を 検討 して禁止領域 S の最大領域、 例 えば、 工具長 の最 も 長い工具に よる加工 に おけ る禁止領 域 を設定 し 、 前記制御部 2 2 に内蔵 した メ モ リ に記億 さ せる 。
    [0027] ( 3 ) 次に 、 加工条件の変化、 例えば ， 工具 の交換 を 行え ば、 制御部 2 2 は そ の加工条件の変化に対応 し て 、 前記禁止領域 S を調整する。 なお、 こ の実施例 に おい て は、 加工条件 の変化の例 と し ては、 工具の交換 の み を 示 し て い る が、 加工条件 に変化を もた らす も の で あれば何 で あ っ て も よ い。 例 えば、 工具の先端部 を'基準点 と し て 、 工具の設定状態 （工具の摩耗、 保持体への取付状態等 ) に対応 し て 、 そ の禁止領域の調整を行 う よ う に する こ と も で き る 。 ま た、 禁止領域の調整は制御部 2 2 かつ プ ロ グ ラ ム を用 い て行 う 。 つま り 、 制御部 2 2 は工具番号 と そ の 工具の補正量 を組合せて プロ グ ラ ム し て お き 、 ェ 具の交換情報 を入力 し た と き禁止領域調整のた め の演算 処 arを実行す る 。
    [0028] 以上、 未発明 を 図示の実施例に基づい て説明 したが、 本発明 は、 前述 し た実施例に限定される も の では な く 、 *発明 の主 旨 の範囲内で種々 の変形が可能であ り 、 こ れ ら を本発明の範囲か ら排除する ものでは ない。
    [0029] 産業上の利用可能性 以上の よ う に、 本癸明は工作機械の可動部の進入禁止 領域を 、 加工条件に対応 して可変に設定 したの で、 複数 の工具を用い て一連の加工作業を行 う N C 工作機械に好 違であ る 。
    权利要求:
    Claimsの
    1 . 数値制御装置に よ っ て工作機械を制街する 数値制御 シ ス テ ム の加工領域 チ ェ ッ ク 方式は次を 含む ：
    工作機械の可動部の進入禁止領域 を記憧す る メ モ リ 手段 ；
    —連の加工作業におけ る各加工条件 に対応 し て メ モ リ に 記億 さ れ る 侵入求禁止領域を ^変に する手段。
    2 . 数値制御装置に よ っ て工作機械を制铒す る 数値制御 シ ス テ ム の加工領域チ ユ ッ ク 方式は次を合む ：
    工作機械の可動部の進入を規制 し 、 かっ こ の範 囲 が固定 され る 第 1 の 進入禁止領域を記憶する 第 1 の メ モ リ 手段 ；
    加工条件 に よ っ て領域が変更可能 な第 2 の進入禁 止領域 を 記憶す る 第 2 の メ モ リ 手段 ；
    メ モ リ に記憶す る 第 2 の進入禁止領域 を一連の加 工作業 に おけ る 各加 工条件に対応 し て設定す る 手段 ；
    3 . 各加工条件に対応する進入禁止領域の設定 は、 一連 の加工作業に おけ る 最大領域を設定する ステ ッ プ と 、 該 最大領域を加工条件 に対応 し た補正量に基づい て調整す る ス テ ッ プを 有する こ と を特徵 とする請求の範 囲第 1 項 又は第 2 項記載の加工領域のチ ェ ッ ク 方式。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    US6647314B2|2003-11-11|Numerically controlled system and numerical control method
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    JPS60201855A|1985-10-12|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1985-10-10| AK| Designated states|Designated state(s): US |
    1985-10-10| AL| Designated countries for regional patents|Designated state(s): DE FR GB |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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