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    • 专利摘要:

    公开号:WO1989001388A1
    申请号:PCT/JP1988/000818
    申请日:1988-08-18
    公开日:1989-02-23
    发明作者:Hideaki Kawamura；Kentaro Fujibayashi
    申请人:Fanuc Ltd；
    IPC主号:G05B19-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 軸切換装置
    [0003] 技 術 分 野
    [0004] 本発明 は、 バイ ト な どの工具を有す る工作機械が複数 の軸を有す る 場合 に そ れ ら を切換て制御す る 軸切換装置 に 関す る 。
    [0005] 背 景 技 術
    [0006] 通常の バ イ ト な ど の工具 に よ り 旋削作業を行 な う 自 動 旋盤で は、 N C 指令テー プか ら の指令データ に 基づい て 工具を移動制御す る 際 に 、 テー ブルや刃物台 と 工具 と が 衝突 し な い よ う に 、 各移動軸 に つ い て は ス ト ロ ー ク リ ミ ツ 卜 が設定 さ れて い る 。 こ れ は、 同一の移動方向の複 数の軸を有す る 大型の工作機械の場合で も 同様で、 こ れ に は例 え ば、 ク ロ ス レ ール と ク イ ルの よ う な、 双方の軸 の移動方向が工具の軸方向 に 一致 し て い る 多軸工作機械 な どが あ る 。
    [0007] こ う し た多軸工作機械 で は、 工具を工作対象の特定部 分で小 さ く 移動制御 し て加工を行な う 場合 に は ク イ ル軸 を 用 い、 加工部分を変更す る 際 な ど、 大 き な移動 を行 な う と き に は ク ロ ス レ ールが用 レヽ ら れ る 。
    [0008] こ の 種 の 工作機械 で は 、 一方の軸 が他方 の軸 の 上 に 乗 っ て い る よ う な機械構成で あ る場合が多 く 、 し か も 、 各軸の可動ス 卜 ロ ー ク 毎 に 許容値を設定す る 必要があ つ た た め、 加工 さ れ る ワ ー ク の プ ロ グ ラ ム に よ っ て は 、 ひ と つ の加工工程で の工具の軸方向の移動量が大 き く な つ て、 特定軸に設定されたの可動ス ト ローク を越える場合 が生じ る。 例えばク ィ ルの可動ス ト ロ ーク を越え る加工 工程がプ ロ グラ ム さ れた と き に は、 その ま ま指令を与え て も加工が不能に なる。 しか し一般に、 ク ィ ル と 同一方 向のク ロス レールがあ る に もかかわ らず、 N C テープの 指令はク イ ル軸への指令と ク ロス レール軸への指令に分 けて作成さ れている ため、 ク ロス レール と ク ィ ル と で指 令を別個に形成する こ と に な る 。
    [0009] そ こ で、 プロ グ ラ マ は工作機械の各軸に設定さ れた許 容ス ト ローク を常に意識しつつ指令テープを作成 し な け ればな ら ないばか り か、 ク ロ ス レール と タ イ ル と で指令 が別個に形成ざれる こ と か ら、 こ れ ら の許容ス ト ローク 値に応じたプロ グ ラム しか作成で き ない。 ま た従っ て、 ク ロ ス レール と ク ィ ルのス 卜 ローク が異なる工作機械に 対 して は、 他の工作機械につ い て既に作成されてい る同 —内容の加エブロ グラ ムであ っ て も、 それを使用す る こ と がで き ない と レヽ う 問題点があ っ た。
    [0010] 発 明 の 開 示
    [0011] 本発明は、 こ う し た問題点を解決すべ く なされた も の で、 互い に移動方向が一致す る軸の間で、 許容ス ト ロー ク を越え る指令値に対 して 自動的 に駆動すべき軸を切換 る よ う に し た軸切換装置を提供す る こ と を 目 的 に し てい る。
    [0012] 本発明 に よれば、 同一方向に移動可能な複数軸を駆動 す る駆動機構を有す る工作機械を プ ロ グラ ム運転す る際 に駆動す る べ き軸を切換え る軸切換装置に おい て、 互い に同一可動方向の軸であ っ て許容ス 卜 ロ ーク の大 き い軸 と その上で許容ス ト ロ ーク の小さ い軸をそれぞれ移動制 御す る制御手段 と 、 こ の制御手段への指令値が制御され る軸 に設定された許容ス ト ローク を越え た こ と を検出す る検出手段 と 、 許容ス ト ローク を越え た指令値の一部を 前記許容ス ト ロ ー ク の大き い軸の指令値に変換す る変換 手段 と を具備す る こ と を特徴 と す る軸切換装置が提供で き る。
    [0013] 従 っ て本発明の軸切換装置は、 加工指令テー プの内容 を実行す る際に、 可動ス ト ロ ーク の短い軸 に つい て の指 令値がその軸 に設定さ れて い る許容ス 卜 ロ ーク を越え た 時、 そ の分 に対応す る移動指令を ス ト ロ ー ク の長い軸へ の指令値 と し て出力す る こ と がで き る。 し た が っ て、 見 掛け上の許容ス ト ロ ーク を伸ば し て、 N C 加工指令テー ブの作成時の プロ グ ラ マの負担を軽減 し、 かつ機種毎で 加工指令テー プの共用化が可能に な る 。
    [0014] 図面の簡単な説明
    [0015] 第 1 図は、 本発明の一実施例を示す ブロ ッ ク 図、 第 2 図は、 適用可能な工作機械の一例を示す説明図、 第 3 図 は、 同実施例の動作を示す流れ図であ る。
    [0016] 発明を実施す る ための最良の形態
    [0017] 以下、 図面を用いて本発明の一実施例に ついて詳細 に 説明す る。
    [0018] 第 1 図は、 軸切替装置の構成の一例を示す ブ ロ ッ ク 図 であ り 、 例えば、 第 2 図に示す門型工作機械に よ る加工 に つい て の加工指令テープ 1 に よ り 複数軸の駆動機構を 制御する も の で あ る 。 こ の門型工作機械は、 支柱 1 1 , 1 2 に よ り 支え られ、 上下方向に W軸駆動機構に よ り 移 動制御ざれ る ク ロ ス レール 1 3 と 、 こ のク ロ ス レール 1 3 上で左右方向に移動制御される Y軸駆動機構 1 4 と、 こ の Y軸駆動機構 1 4 の下端に おいて W軸 と 同一方向に 移動可能なク イ ル軸 （ Z軸） 1 5 と か ら構成され、 ク イ ル軸 1 5 によ り 所定の工具がワーク 1 & に対する加工指 令を実行す る。
    [0019] こ の際、 こ の工作機械の各軸の移動指令は N C装置に 読み込ま れる加工指令テープ 1 か ら のデータ が Λ ルス分 配回路 2 に与え ら れ、 それぞれ W軸、 Y軸、 Z 軸に分配 される が、 第 2 図 に おいて ク ロ ス レール 1 3 に よ る移動 は、 ワーク 1 6 のサイ ズに応じて工具か ら加工面ま での 距離を適宜に所定値に高速で設定す る と き の、 大き な移 動量に対応して お り 、 ク イ ル軸 1 5 に は実際の加工面上 で の 比較 的小 さ い 移動 に つ い て の 制御量 が設定 さ れ る。
    [0020] 上記パ ルス分配回路 2 は、 切替回路 3 を介 して Z軸出 力回路 4 1 及び W軸出力回路 4 2 に接続さ れ、 こ れ ら出 力回路 4 1 . 4 2 では、 そ こ に供給さ れた それぞれ Z軸 の分配パルス I P L zと W軸の分配パルス I P L wが、 各軸駆動 機構 5 1 , 5 2 を駆動する駆動指令 に変換されでいる。 ま た、 パ ルス分配回路 2 は、 Z 軸検出回路 6 1 と W軸検 出回路 6 2 に 接続さ れ、 後述す る よ う に 切替回路 3 に お い て必要 に応 じ て ク ィ ル指令値 と な る Z 軸駆動指令の一 部か ら ク ロ ス レ ールの移動指令を形成 し て い る 。
    [0021] Z 軸指令位置 レ ジス タ 7 1 は Z 軸駆動機構 5 1 の現座 標値を記憶 し、 W軸指令位置 レ ジス タ 7 2 は W軸駆動機 構 5 2 の現座標値を記恡 し て お り 、 こ こ か ら各軸位置 に つい て の信号が上記検出回路 6 1 , 6 2 に対 し て フ ィ ー ド ノ ッ ク さ れ る 。 ま た 、 工作機械 に 固有の各軸每 の リ ミ ツ ト 値 は、 Z 軸ス ト ロ ー ク リ ミ ッ ト 設定回路 8 1 と W 軸 ス ト ロ ー ク リ ミ ッ ト 設 定 回 路 8 2 か ら 各 検 出 回 路 6 1 , 6 2 に 入力 さ れ、 検出回路 6 1 に お い て Z 軸への 指令値がそ の許容ス 卜 ロ ーク 内で あ る か否か を監視 し て い る 。 そ し て 、 Z 軸への指令値が設定 さ れ た リ ミ ッ ト 値 を越え る と き 、 上記切換回路 3 で は 、 W軸駆動機構 5 2 への指令値 に 変換すべ く Z 軸の分配パ ルス I P L zを W軸の 分配パ ルス I P L wへ と 変換 し 、 そ の越 え た分 に 対応す るェ 具の移動を W軸駆動機構 5 2 に よ り 実現す る 。
    [0022] こ う し て 加工 す べ き ワ ー ク 1 6 に つ い て の 移動指令 が、 ク イ ルの許容ス ト ロ ー ク を越 え て形成 さ れて も 、 見 か け上、 ク イ ル軸 1 5 の許容ス ト ロ ー ク を伸ば し て 、 柔 軟性 を も っ て 加エ ブ ロ グ ラ ム の実行 が可能 に な る 。 ま た 、 最初 か ら ク ロ ス レ ール と ク ィ ル軸 と の指令を別個 に 形成す る の で は な く 、 必要 に応 じ て 自動的 に指令値を変 換す る こ と が可能 な た め、 ス ト ロ ー ク の異 な る 機種のェ 作機械の制御を同一の指令 プ ロ グ ラ ム に よ っ て実行で き る。
    [0023] 第 3 図は、 上記実施例装置において Z軸に分配される 指令データ を W軸へ と切換る と き の制御フ ローを示して いる。
    [0024] 工具の位置についての直線補間や円弧補間な どの処理 の実行周期毎に、 Z軸に指令される分 Eパルス IPLzの分 配演算が行なわれ （ステ ッ プ a ) 、 湏算結果に基づいて 更新 さ れ る 機械座標値 ABSzが形成 さ れる と （ ス テ ッ ブ b ) 、 Z 軸検出回路 6 1 では、 リ ミ ッ ト 値か ら Z 軸のブ ラ ス方向の ス ト ロ ー ク 限界値 OTPzに よ り ブ ラ ス側 0 Τ チ ェ ッ クが行なわれる （ ス テ ッ プ c ) 。 そ して、 Ζ 軸の 機械座標値 ABSzが OTPzよ り 大き い と き、 W軸への分配パ ルス I P L wが演算され （ ス テ ッ プ d ) 、 ス ト ロ ーク 限界値 0 P zを越え ていな ければ、 次にマ イ ナス側 0 T チ ェ ッ ク が行なわれる （ス テ ッ プ e ) 。 Z軸の機械座標値 A B S zが マ イ ナス方向のス ト ローク 限界値 OTMzよ り 小さ レ、 と き に は、 その値を越え た分だけ W軸に パ ルスを振 り 換え る た めの演算 IPLw- ABSz - OTMzを実行して （ ス テ ッ プ ） 、 許容ス ト ローク 内での Z軸の分配パルス IPLzが Z 軸出力 回路 4 2 に出力される （ステ ッ プ g ) 。
    [0025] 以上、 本発明の一実施例を説明 し たが、 本発明 は こ れ に限定される も のでな く 、 本発明の要旨の範囲内で種々 の変形が可能であ っ て、 こ れ ら を本発明の範囲か ら排除 する も のではない。
    [0026] 産業上の利用可能性 本発明の軸切換装置は、 互い に移動方向が一致す る軸 の間で、 許容ス ト ローク を越え る指令値に対 し て 自動的 に駆動すべ き軸を切換る こ と に よ っ て、 見掛け上のス ト ロ ー ク を伸長す る こ と がで き 、 し か も加工指令テー プの 作成の労力を軽減で き る な ど、 工作機械の制御に おいて 多 く の利点を有す る軸切換装置を提供で き る。
    权利要求:
    Claims請 求 の 範 囲
    ( 1 ) 同一方向に移動可能な複数軸を駆動す る駆動機 構を有す る工作機械をプロ グラ ム運転する際に駆動す る べき軸を切換え る軸切換装置は、 次を含む ：
    互い に同一可動方向の軸であっ て許容ス ト ローク の大 きい軸と その上で許容ス ト ローク の小さい軸をそれぞれ 移動制御する制御手段 ；
    こ の制御手段への指令値が制御される軸に設定された 許容ス ト ローク を越え た こ と を検出す る検出手段 ：
    許容ス ト ローク を越え た指令値の一部を前記許容ス ト ローク の大き い軸の指令値に変換する変換手段。
    ( 2 ) 前記変換手段は、 指令される分配パ ルスを所定 の軸に分配する パ ルス分配手段 と、 許容ス ト ロ ーク を越 え た分配パ ルス を切換る切換手段 と か ら構成さ れて い る こ と を特徴 と する請求の範囲第 （ 1 ) 項記載の軸切換装
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    US4999784A|1991-03-12|
    EP0358764A1|1990-03-21|
    EP0358764A4|1993-02-24|
    JPS6451249A|1989-02-27|
    JPH0716850B2|1995-03-01|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
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    JP6267161B2|2015-08-10|2018-01-24|ファナック株式会社|平行する２軸の軸制御を行う数値制御装置|
    法律状态:
    1989-02-23| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): US |
    1989-02-23| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE FR GB |
    1989-03-02| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1988907363 Country of ref document: EP |
    1990-03-21| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1988907363 Country of ref document: EP |
    1994-08-30| WWW| Wipo information: withdrawn in national office|Ref document number: 1988907363 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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