JP2007015090A - 工具種別検出方法及び工具種別測定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 工作機械の回転主軸に取り付けられた工具の予期せぬ衝突を未然に防ぐ。
【解決手段】 回転主軸に取り付けられた工具の先端位置を測定する測定手段に近づく方向に工具を前進させる。その測定手段で工具の先端位置を検出した際には、工具の前進移動を停止させる。この停止させたときの工具位置を算出して、工具の長さを演算する。演算した工具長と記憶した工具の工具長と比較し、その比較結果から、主軸に取り付けられた工具の種別が正規のものであるか否か判定する。
【選択図】図6
【解決手段】 回転主軸に取り付けられた工具の先端位置を測定する測定手段に近づく方向に工具を前進させる。その測定手段で工具の先端位置を検出した際には、工具の前進移動を停止させる。この停止させたときの工具位置を算出して、工具の長さを演算する。演算した工具長と記憶した工具の工具長と比較し、その比較結果から、主軸に取り付けられた工具の種別が正規のものであるか否か判定する。
【選択図】図6
Description
本発明は、工具の先端位置を検出する技術分野に属する。本発明は、複数の工具を交換して加工を行うマシニングセンタなどのコンピュータ数値制御工作機械(CNCマシン)に特に好適である。
従来より、例えば、マシニングセンタなどのコンピュータ数値制御工作機械(CNCマシン)のトラブルとして主軸衝突がある。その原因としては、マシニングセンタのプログラムが要求するツールと異なるツールを作業者が誤ってマガジンに収納したり、プログラムにおいてツールの軸長を誤って入力(例えば、100mmを10mmと入力)してしまう作業ミスが挙げられる。
これに対し、主軸にツールを装着した後で、マガジンに収納された複数のツールを、ツール交換手段が、プログラムの進行に従って指定された順に主軸に交換して装着し、それら各ツールによって順次ワークを加工するマシニングセンターにおいて、上記プログラムで指定したツールを上記ツール交換手段が上記主軸に装着する前に、そのツールの軸長を測定して、測定したツールの実際の軸長とプログラムに設定されたツールの軸長とが一致したか否かを判別するようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1では、マガジンに間違ったツールが収納されていたり、プログラムにおけるツールの軸長の設定が間違っていた等の作業ミスを見つけることができ、問題のツールが加工に使われる前に対処することができる。即ち、作業ミスに起因したツールの予期せぬ衝突を未然に防ぐことができる。
特開2005−40929号公報(段落[0013]、図2)
上記特許文献1では、待機位置のツールの軸長を測定するための軸長測定装置がマガジンに設けられている。この軸長測定装置は、モータを駆動し、ボールネジ機構に備えた直動出力部を、待機位置に配されたツールの軸方向に直動させて、ツールの先端に接離させる構造になっている。また、直動出力部がツールの先端に突き当たったことを検出し、その時の直動出力部の現在位置を検出している。そして、直動出力部がツールに突き当たったときの位置からツールの軸長を演算するようになっている。
そのために、上記した特許文献1では、マガジンの待機位置にあるツールの軸長を測定する軸長測定装置をツール方向に移動させるモータや直動出力部等が必要であり、余分な設備を必要とする。その上、ツールが主軸に正規に装着されたかどうかを検出することができない不具合を有する。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、主軸にツールを装着した状態で、主軸を移動させてツールの軸長を測定するものであって、ツールの予期せぬ衝突を未然に防ぐことが可能なコンピュータ数値制御工作機械の提供を目的とする。
上記目的を達成するためになされた請求項1の発明は、
複数種類の工具を交代で回転主軸に取り付けて、該工具とベースに載置されるワークとの間で、数値制御部からの移動指令により相対移動させて上記ワークを所望形状に加工するにあたり、上記回転主軸に取り付けた工具の先端位置を所定の測定手段で測定した測定値でもって、該工具の種別を検出する工具種別検出方法において、
該測定手段方向に工具を前進させて、所定の測定手段で工具の先端位置を検出した際には、工具の前進移動を停止させる工具停止工程と、
該停止時の工具位置を算出して、工具長を演算する演算工程と、
演算した工具長と記憶した工具の工具長と比較する比較工程と、
該比較結果から、主軸に取り付けられた工具の種別を判定する判定工程とを有することを特徴とする。
複数種類の工具を交代で回転主軸に取り付けて、該工具とベースに載置されるワークとの間で、数値制御部からの移動指令により相対移動させて上記ワークを所望形状に加工するにあたり、上記回転主軸に取り付けた工具の先端位置を所定の測定手段で測定した測定値でもって、該工具の種別を検出する工具種別検出方法において、
該測定手段方向に工具を前進させて、所定の測定手段で工具の先端位置を検出した際には、工具の前進移動を停止させる工具停止工程と、
該停止時の工具位置を算出して、工具長を演算する演算工程と、
演算した工具長と記憶した工具の工具長と比較する比較工程と、
該比較結果から、主軸に取り付けられた工具の種別を判定する判定工程とを有することを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1記載の工具種別検出方法において、上記所定の測定手段で工具の先端位置を検出して工具の前進移動を停止させる工程において、停止直前の位置まで該工具を高速で前進させる高速前進工程と、その後、刃先位置を測定できる低速で該工具を前進させる低速前進工程からなることを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項1記載の工具種別検出方法において、上記複数種類の工具の刃先位置を測定できる前進速度及びその測定開始位置を予め記憶しておき、
上記工具の中で一番長い工具長の工具の測定開始位置まで高速で工具を移動させる高速前進工程と、一番長い工具長の工具の測定領域では工具先端位置を測定できる低速で前進させる低速前進工程と、該測定領域を通過すると、次の長さの工具長に対応する測定開始位置まで中速で工具を移動させる中速前進工程とからなることを特徴とする。
上記工具の中で一番長い工具長の工具の測定開始位置まで高速で工具を移動させる高速前進工程と、一番長い工具長の工具の測定領域では工具先端位置を測定できる低速で前進させる低速前進工程と、該測定領域を通過すると、次の長さの工具長に対応する測定開始位置まで中速で工具を移動させる中速前進工程とからなることを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項1ないし3のいずれか1つに記載の工具種別検出方法において、上記判定工程では、各工具のオフセット量も合わせて、測定した工具を判定することを特徴とする。
請求項5の発明は、複数種類の工具を交代で回転主軸に取り付けて、該工具とベースに載置されるワークとの間で、数値制御部からの移動指令により相対移動させて上記ワークを所望形状に加工するNC工作機械において、主軸に取り付けられる工具の種別を測定する工具種別測定装置であって、
上記ベースに取り付けられて、主軸に取り付けられた工具の刃先位置を検出する第1刃先位置検出手段と、
上記第1刃先位置検出手段と主軸に取り付けられた工具との間の位置で、上記第1刃先位置検出手段の直前に設置された第2刃先位置検出手段と、
工具の種類、長さ等の工具データを予め記憶しておく工具データ記憶手段と、
主軸を上記第1刃先位置検出手段及び上記第2刃先位置検出手段方向に前進させる前進手段と、
上記前進速度を、上記第2刃先位置検出手段までは高速で工具を前進させ、その位置から上記第1刃先位置検出手段までは低速で前進させるように主軸の前進速度を制御する速度制御手段と、
上記第1刃先位置検出手段で工具の先端位置を検出した際に、工具の前進移動を停止させる工具停止手段と、
該停止時の工具位置を算出して、工具長を演算する演算手段と、
演算した工具長と記憶した工具の工具長と比較する比較手段と、
該比較結果から、主軸に取り付けられた工具の種別を判定する判定手段とを有することを特徴とする。
上記ベースに取り付けられて、主軸に取り付けられた工具の刃先位置を検出する第1刃先位置検出手段と、
上記第1刃先位置検出手段と主軸に取り付けられた工具との間の位置で、上記第1刃先位置検出手段の直前に設置された第2刃先位置検出手段と、
工具の種類、長さ等の工具データを予め記憶しておく工具データ記憶手段と、
主軸を上記第1刃先位置検出手段及び上記第2刃先位置検出手段方向に前進させる前進手段と、
上記前進速度を、上記第2刃先位置検出手段までは高速で工具を前進させ、その位置から上記第1刃先位置検出手段までは低速で前進させるように主軸の前進速度を制御する速度制御手段と、
上記第1刃先位置検出手段で工具の先端位置を検出した際に、工具の前進移動を停止させる工具停止手段と、
該停止時の工具位置を算出して、工具長を演算する演算手段と、
演算した工具長と記憶した工具の工具長と比較する比較手段と、
該比較結果から、主軸に取り付けられた工具の種別を判定する判定手段とを有することを特徴とする。
請求項6の発明は、複数種類の工具を交代で回転主軸に取り付けて、該工具とベースに載置されるワークとの間で、数値制御部からの移動指令により相対移動させて上記ワークを所望形状に加工するNC工作機械において、主軸に取り付けられる工具の種別を測定する工具種別測定装置であって、
上記ベースに取り付けられて、主軸に取り付けられた工具の刃先位置を検出する刃先位置検出手段と、
工具の種類、長さ等の工具データを予め記憶しておく工具データ記憶手段と、
主軸を上記刃先位置検出手段方向に前進させる前進手段と、
該前進手段で各工具を前進させた際に、各工具の刃先を測定できる測定開始位置を、各工具長に応じて記憶する測定開始位置記憶手段と、
上記前進速度を、一番長い工具長の測定開始位置までは高速で工具を前進させ、その位置から測定可能な低速で前進させ、測定領域を通過すると次の工具長の測定開始位置まで中速で前進させるように主軸の前進速度を制御する速度制御手段と、
上記刃先位置検出手段で工具の先端位置を検出した際に、工具の前進移動を停止させる工具停止手段と、
該停止時の工具位置を算出して、工具長を演算する演算手段と、
演算した工具長と記憶した工具の工具長と比較する比較手段と、
該比較結果から、主軸に取り付けられた工具の種別を判定する判定手段とを有することを特徴とする。
上記ベースに取り付けられて、主軸に取り付けられた工具の刃先位置を検出する刃先位置検出手段と、
工具の種類、長さ等の工具データを予め記憶しておく工具データ記憶手段と、
主軸を上記刃先位置検出手段方向に前進させる前進手段と、
該前進手段で各工具を前進させた際に、各工具の刃先を測定できる測定開始位置を、各工具長に応じて記憶する測定開始位置記憶手段と、
上記前進速度を、一番長い工具長の測定開始位置までは高速で工具を前進させ、その位置から測定可能な低速で前進させ、測定領域を通過すると次の工具長の測定開始位置まで中速で前進させるように主軸の前進速度を制御する速度制御手段と、
上記刃先位置検出手段で工具の先端位置を検出した際に、工具の前進移動を停止させる工具停止手段と、
該停止時の工具位置を算出して、工具長を演算する演算手段と、
演算した工具長と記憶した工具の工具長と比較する比較手段と、
該比較結果から、主軸に取り付けられた工具の種別を判定する判定手段とを有することを特徴とする。
請求項1の発明によると、主軸に間違ったツールが取り付けられていたり、取り付け不良等の作業ミスを見つけることができ、問題の工具が加工に使われる前に対処することができる。即ち、作業ミスに起因した工具の予期せぬ衝突を未然に防ぐことができる。又、未加工、加工精度不良等の不良ワークが流出されることも防止できる。
請求項2の発明によると、工具の種別(工具長)を測定する測定時間を無駄なくスピードアップでき、且つ確実に工具長を測定できる。
請求項3の発明によると、簡単な構成で各種工具長の工具を確実に,且つ効率良くスピードアップして測定できる。
請求項4の発明では主軸に取り付けた工具の種別を確実に判別できるとともに、オフセット量も考慮されるので、工具の種別及びセッティング不良を確実に判別できる。
請求項5発明によると、作業ミスに起因した工具の予期せぬ衝突を未然に防ぐことができるとともに、工具の種別(工具長)を測定する測定時間を無駄なくスピードアップでき、且つ確実に工具長を測定できる。
請求項6の発明によると、作業ミスに起因した工具の予期せぬ衝突を未然に防ぐことができるとともに、簡単な構成で各種工具長の工具を確実に,且つ効率良くスピードアップして測定できる。
(実施形態1)
以下、本発明の実施形態1を図1〜図6に基づいて説明する。
以下、本発明の実施形態1を図1〜図6に基づいて説明する。
図1に示すように、前面側を加工室20とした工作機械50のベース11にコラム12が固設され、このコラム12の前面に第一サドル18aが上下方向に移動可能に案内されるようにして支持され、また第一サドル18aの前面に第二サドル18bが左右方向に移動可能に案内されるようにして支持されると共に、第二サドル18bに主軸ヘッド13が前後方向(図2において紙面の左右方向)に移動可能に案内されるようにして支持されている。主軸ヘッド13には主軸14が回転可能に支持され、その先端にはドリル等の工具15が着脱可能に装着されている。工作機械50は、周知の数値制御部(図示せず)を備えており、この数値制御部からの移動指令により主軸14が移動するようになっている。そして、主軸14が上記加工室20内の図示しないテーブル上のワークに対応配置された状態で、その主軸14が回転されながらワークに向かって移動されて、工具15によりワークに対して穿孔等の所定の加工が施されるようになっている。
コラム12上のフレーム16には、工具マガジン17が水平軸線を中心に回転可能に支持され、その外周には工具15を把持するための複数の工具把持部17aが所定ピッチで設けられている。コラム12上のフレーム16には、工具マガジン17が水平軸線を中心に回転可能に支持され、その外周には工具15を把持するための複数の工具把持部17aが所定ピッチで設けられている。そして、工具交換時には、工具マガジン17が割り出し回転されて、選択された空の工具把持部17aが主軸14に対応する。主軸14は、第一サドル18aの上昇にて工具マガジン17の工具把持最下部まで上昇して、工具把持部17aへ工具を収納する。次いで、主軸14の工具を緩めて、主軸14から工具15を外し、主軸14が自身の軸線に沿って後退移動されることにより、工具15が空の工具把持部17aに把持される。次いで、工具マガジン17が割り出し回転されて、選択された工具15を有する工具把持部17aに対応する。そして、主軸14が自身の軸線に沿って前進移動する。次いで、工具把持部17aの工具を締めることにより、次の工具15が工具把持部17aから主軸14に移し換えられる。このようにして、主軸14と工具把持部17aとの間で工具15が脱着交換される。
上記工作機械50は、主軸14に装着した工具15が摩耗、折損その他の理由により、引き続きの使用が不適切となったことを検知すると、その工具15を主軸14から取り外して、新品工具と取り替えるようになっている。この工具15の取り替え構造について説明する。図1に示すように、工作機械50の一側には、工具払出し装置30が形成されている。この工具払出し装置30は、ベース11上で垂直面内において回動可能に配設された工具払出し部材31を備えており、この工具払出し部材31の先端(上端)には工具15を把持するための工具把持部32が設けられている。この工具把持部32は一対の開閉可能な工具把持爪を備え、この一対の工具把持爪は、通常時にはバネ(図示せず)により工具15を把持する方向に付勢されている。この工具取出し装置30の構造は、特開2004-306185号公報のような一般的な構成と同様であり、詳細な説明は省略する。
本発明では、作業者が、工具払出し位置P1にある工具払出し装置30に間違って異なる種類の工具15を取り付けた場合にその状態で工作機械50が稼動してしまうのを防止するために、主軸14に取り付けた新品工具15が正規の工具15であるか否かを検出するようになっている。具体的には、新品の工具15が工具受取位置P2から主軸14に移された後、加工を行なう前に主軸14が前進して、工具長計測部P3で工具長を検出するようになっている。
即ち、図2に示すように、工具受取位置P2の上方位置に、工具長計測部P3が設けられている。この工具長計測部P3には、図4に示すように、近接スイッチLS1及びLS2が配設されている。この実施形態1では、図3に示すように、例えば、軸長が異なる4種類の工具15a、15b、15c及び15dが揃えられている場合を説明する。正規の工具15a、15b、15c又は15dがセットされている場合には、主軸14は、それぞれの工具の先端部分が近接スイッチLS1によって検出された位置で停止する。このことによって、工具15の種別(長さ)が検出されるとともに、工具15の先端位置が検出される。この検出の説明は、詳細に説明する。主軸15が停止した停止位置に基づいて、工具のオフセット量も合わせて判定するようになっている。このように、正規の工具15a、15b、15c又は15dであるか否かを検出するともに、これら工具15a、15b、15c又は15dのオフセット量も合わせて比較することで、正確な位置が検出できるようになっている。
次に、新品工具15の取り替え作業について、図5のフローチャートを基にして、説明する。ステップS1で取り替え作業がスタートする。次に、ステップS2で、図1に鎖線で示すように、作業者が使用不能になった工具15を、工具払出し装置30の工具払出し部材31から外して、新品の工具15を工具払出し部材31にセットする。そして、ステップS3で、作業者が工具交換操作盤40に設けられた「工具投入」の釦41を押す。すると、ステップS4で工具投入プログラムが起動する。この工具投入プログラムによる動作を図6に示すフローチャートに基づいて詳細に説明する。この工具投入プログラムは、ステップS10でスタートし、ステップS20で、新品の工具15を把持した工具払出し部材31が、工具取替位置P1から、加工室20側へ突出した工具受取位置P2に約90°回転する。主軸14は三次元に移動して工具受取位置P2に到達する。この工具受取位置P2で主軸14が工具受取位置P2にある工具15をクランプする。
次に、ステップS30で、主軸14が工具受取位置P2にある工具15を正しくクランプしたか否かを検出する。主軸14が工具15を正しくクランプしてない場合には、ステップS31で、クランプ不良として、ステップS600に飛び、この工具投入プログラムを終了する。そして、図5に示すフローチャートのステップS5に進む。一方、主軸14が工具15を正しくクランプしている場合には、図6に示すフローチャートのステップS40に進む。
ステップS40では、主軸14が工具15をクランプした状態で、工具払出し部材31から工具15を引き抜き、この工具15を工具受取位置P2から所定位置(工具計測部P3の手前位置)に移動させる。工具払出し装置30の工具払出し部材31は反時計方向に約90°回転して、工具払出し位置P1に戻る。次に、ステップS50に進む。このステップS50では、この位置で、主軸14に工具15が有るか否かを検出する。工具15が無い場合には、ステップS500に進み、主軸14を原点位置に戻す。一方、主軸14に工具15が有る場合には、ステップS100に進み、工具長の計測ステップに入る。
ステップS100では、工具長を測定するために主軸14を移動させる。すなわち、まず、主軸14の位置を、該主軸14にどの工具15が取り付けられていても近接スイッチLS1、LS2等に干渉しない位置A(図4に示す)にしておき、主軸14をその位置から早送り速度Rで、近接スイッチLS2に接近させていく。この主軸14は、工具15の先端が近接スイッチLS2で検出されるまで前進させる。ステップS110で、近接スイッチLS2が工具15を検出したか否かを判定する。近接スイッチLS2が工具15を検出しなかった場合には、近接スイッチLS2の異常として、ステップS600に飛び、工具投入プログラムを終了する。一方、近接スイッチLS2が工具15を検出した場合には、ステップS200に進む。ステップS200では、工具15の先端が検出位置Bとなったときに主軸14の移動速度を、早送り速度Rよりも低い低速Sに減速して、主軸14を工具計測部P3方向に前進させる。ステップS210で、近接スイッチLS1が、工具15の先端を検出したか否かを判定する。近接スイッチLS1が工具15の先端検出しない場合には、工具先端が不良位置Dまで到達して主軸14が停止する。この場合、近接スイッチLS1の異常として、ステップS600に飛び、工具投入プログラムを終了する。一方、近接スイッチLS1が工具15の先端を検出した場合には、近接スイッチLS1が工具を検出した位置Cでの主軸位置(座標Z1)を読み取る。次に、ステップS230に進み、読み取った座標Z1と移動開始位置Bの座標Z2値とを比較する。その差が、例えば0.1mm以下であると、近接スイッチLS1の異常として、ステップS600に飛び、工具投入プログラムを終了する。一方、その差が、例えば0.1mmを超えていると、近接スイッチLS1が正常に読み取ったものとして、次のステップS240に進む。ステップS240では、座標Z1により計算される工具長が、工具番号N0.○○の工具のオフセット長と一致しているか否かを判定する。この座標Z1により計算される工具長が工具番号N0.○○の工具のオフセット長と一致してない場合には、ステップS241で、工具の取り付け間違いとして判断する。そして、ステップS242で、工具を工具払出し装置30に戻す動作に入る。その後、ステップS500に進み、主軸14を原点位置に戻す。一方、座標Z1により計算される工具長が、工具番号N0.○○の工具のオフセット長と一致している場合には、正規の工具が取り付けられたと判断して、ステップS500に進み、主軸14を原点位置に戻す。そして、ステップS600に進み、工具投入プログラムを終了する。
そして、ステップS240で、正規の工具が取り付けられたと判断した場合には、主軸は次のステップ、例えば加工工程に入る。
この実施形態1では、工具の先端位置を検出する近接スイッチとして、LS1及びLS2を設けている。この場合、近接スイッチLS1は最終的に工具の前進を停止して工具長を測定するものである。それに対して、近接スイッチLS2は、近接スイッチLS1の手前の位置に設けて、この近接スイッチLS2で工具が検出されると工具の前進速度を高速Rから低速Sに落とすものである。このようにすることによって、工具の前進を停止して工具長を測定する直前まで、高速Rで主軸を前進させることができるので、工具長の測定(正規の工具が主軸に取り付けられたか否かの判定)を短時間で行なうことができる。
図7には、実施形態1に係わる工作機械において、上述した工具投入プログラムにおける工具長測定機構の概略を示すブロック図である。
制御装置60には、上記ベース11に取り付けられて、主軸14に取り付けられた工具15の刃先位置を検出する第1刃先位置検出手段61と、上記第1刃先位置検出手段61と主軸14に取り付けられた工具15との間の位置で、上記第1刃先位置検出手段61の直前に設置された第2刃先位置検出手段62と、これら第1刃先位置検出手段61及び第2刃先位置検出手段62が接続された中央処理装置63とが設けられている。この中央処理装置63には、工具15の種類、長さ等の工具データを予め記憶しておく工具データ記憶手段68と、主軸14を回転させながら前進させる前進速度を制御する速度制御手段67と、停止時の工具位置を算出して工具長を演算する演算手段64と、演算した工具長と記憶した工具15の工具長と比較する比較手段65と、比較結果から、主軸14に取り付けられた工具15の種別を判定する判定手段66とが設けられている。中央処理装置63からの信号により、主軸14を回転させながら、主軸14を上記第1刃先位置検出手段61及び上記第2刃先位置検出手段62に接近する方向に前進させる前進手段71と、上記第1刃先位置検出手段61で工具15の先端位置を検出した際に、工具15の前進移動を停止させる工具停止手段72とが設けられている。さらに、測定開始位置記憶手段69が設けられている。
(実施形態2)
次に、本発明の実施形態2について、図8に基づいて説明する。実施形態2では、実施形態1と異なる点のみを説明する。構成上の差異は、実施形態2では、近接スイッチLS1のみで良く、近接スイッチLS2を省略できることである。実施形態2は、実施形態1とは、主軸14に取り付けた工具15の検出システム、即ち主軸14の前進制御で大きく異なる。この制御について、図3に示すように、長さの異なる4つの工具15a〜15dがあるとして説明する。工具15a、15b、15c及び15dの一番長い工具15dに合わせて、この工具15dがセットされている場合を想定して、この工具15dを検出できる位置までは、主軸14を高速R1(図8のI)で前進する。そして、位置IIで速度を計測速度S1に落として工具15dの先端位置を近接スイッチLS1で検出する。この場合に、正規の工具が工具15dであって、その工具15dを検出した際には、工具15dの先端を検出して時の座標を読取り、主軸14を原点に戻す。それに対して、正規の工具は工具15dよりも短い工具15bであるにもかかわらず、このタイミングで工具を検出した場合には、間違った工具であるとして検出して、以降の作動は中止し、報知して再度工具の取替えを促す。
次に、本発明の実施形態2について、図8に基づいて説明する。実施形態2では、実施形態1と異なる点のみを説明する。構成上の差異は、実施形態2では、近接スイッチLS1のみで良く、近接スイッチLS2を省略できることである。実施形態2は、実施形態1とは、主軸14に取り付けた工具15の検出システム、即ち主軸14の前進制御で大きく異なる。この制御について、図3に示すように、長さの異なる4つの工具15a〜15dがあるとして説明する。工具15a、15b、15c及び15dの一番長い工具15dに合わせて、この工具15dがセットされている場合を想定して、この工具15dを検出できる位置までは、主軸14を高速R1(図8のI)で前進する。そして、位置IIで速度を計測速度S1に落として工具15dの先端位置を近接スイッチLS1で検出する。この場合に、正規の工具が工具15dであって、その工具15dを検出した際には、工具15dの先端を検出して時の座標を読取り、主軸14を原点に戻す。それに対して、正規の工具は工具15dよりも短い工具15bであるにもかかわらず、このタイミングで工具を検出した場合には、間違った工具であるとして検出して、以降の作動は中止し、報知して再度工具の取替えを促す。
また、正規の工具が工具15bである場合、上記IIの計測速度で工具を検出しないので、所定距離前進後、今度は中速R2(III)に速度を上げて、主軸14を前進させる。この場合、各工具15a〜15dの長さの差が大きくないので、高速R1(I)まで戻して前進させると、次の長さの工具を計測できない可能性があるので、中速R2(III)としている。そして、次の工具長である工具15aを検出できる測定位置IVまで前進させると、再び速度を計測速度S1に減速して、測定を行なう。工具15bの場合には、ここでも計測されないので、再度速度R2に上昇させて前進させる(V)。そして、次の工具長である工具15cを検出できる測定位置VIまで前進させると、再び速度を計測速度S1に減速して、測定を行なう。工具15bの場合には、ここでも計測されないので、再度速度R2に上昇させて前進させる(VII)。工具15bを計測する位置VIIIまで前進させると、再び速度を計測速度S1に減速して、測定を行なう。このようにして、工具長を検出し、正しい工具が取り付けられているか否かを判定する。
実施形態2の高速R1の領域は、図8に示すように、工具15bであっても工具15dの長さの位置、即ちIIの位置までであるが、実施形態1では、高速領域R1は、図8の点線で示すように位置VIIまで維持される。そのため、実施形態2では、実施形態1に比較して、工具長を測定するまでの時間は多くかかるが、近接スイッチLS1のみで対応可能であり、近接スイッチLS2を近接スイッチLS1に接近して設けられない場合等には有効である。
なお、実施形態2において、測定速度S1で前進するのは所定距離であるが、所定距離に代えて所定時間としても良い。中速R2はIII、V及びVIIで同じ速度であるが、隣接する工具の長さの差に応じて、異なる速さにしても良い。
実施形態1及び2では、工具長を測定するものとして、近接スイッチLS1及びLS2を用いたが、近接スイッチに代えて、リミットスイッチでも良い。また、コストアップになるが、レーザーセンサー、投影機等を用いることも可能である。
また、実施形態1及び2は、工具払出し装置30を有するものであったが、工具払出し装置30がなく、作業者が直接主軸14に工具15を取り付けるタイプの工作機械にも適用できる。
以上説明したように、本発明は、マシニングセンターやNC工作機械等のように、複数の工具を交互に主軸に取りつけて加工するタイプの工作機械に適用できる。
15 工具
16 フレーム
30 工具払出し装置
31 工具払出し部材
P1 工具払出し位置
P2 工具受取位置
P3 工具計測部
50 工作機械
60 制御装置
61 第1刃先検出手段
62 第1刃先検出手段
63 中央処理装置
64 演算手段
65 比較手段
66 判定手段
67 速度制御手段
68 工具データ記憶手段
69 測定開始位置記憶手段
71 前進手段
72 工具停止手段
LS1 第1近接スイッチ
LS2 第2近接スイッチ
16 フレーム
30 工具払出し装置
31 工具払出し部材
P1 工具払出し位置
P2 工具受取位置
P3 工具計測部
50 工作機械
60 制御装置
61 第1刃先検出手段
62 第1刃先検出手段
63 中央処理装置
64 演算手段
65 比較手段
66 判定手段
67 速度制御手段
68 工具データ記憶手段
69 測定開始位置記憶手段
71 前進手段
72 工具停止手段
LS1 第1近接スイッチ
LS2 第2近接スイッチ
Claims (6)
- 複数種類の工具を交代で回転主軸に取り付けて、該工具とベースに載置されるワークとの間で、数値制御部からの移動指令により相対移動させて上記ワークを所望形状に加工するにあたり、上記回転主軸に取り付けた工具の先端位置を所定の測定手段で測定した測定値でもって、該工具の種別を検出する工具種別検出方法において、
該測定手段方向に工具を前進させて、所定の測定手段で工具の先端位置を検出した際には、工具の前進移動を停止させる工具停止工程と、
該停止時の工具位置を算出して、工具長を演算する演算工程と、
演算した工具長と記憶した工具の工具長と比較する比較工程と、
該比較結果から、主軸に取り付けられた工具の種別を判定する判定工程とを有することを特徴とする工具種別検出方法。 - 請求項1記載の工具種別検出方法において、
上記所定の測定手段で工具の先端位置を検出して工具の前進移動を停止させる工程において、停止直前の位置まで該工具を高速で前進させる高速前進工程と、その後、刃先位置を測定できる低速で該工具を前進させる低速前進工程からなることを特徴とする工具種別検出方法。 - 請求項1記載の工具種別検出方法において、
上記複数種類の工具の刃先位置を測定できる前進速度及びその測定開始位置を予め記憶しておき、
上記工具の中で一番長い工具長の工具の測定開始位置まで高速で工具を移動させる高速前進工程と、一番長い工具長の工具の測定領域では工具先端位置を測定できる低速で前進させる低速前進工程と、該測定領域を通過すると、次の長さの工具長に対応する測定開始位置まで中速で工具を移動させる中速前進工程とからなることを特徴とする工具種別検出方法。 - 請求項1ないし3のいずれか1つに記載の工具種別検出方法において、
上記判定工程では、各工具のオフセット量も合わせて、測定した工具を判定することを特徴とする工具種別検出方法。 - 複数種類の工具を交代で回転主軸に取り付けて、該工具とベースに載置されるワークとの間で、数値制御部からの移動指令により相対移動させて上記ワークを所望形状に加工するNC工作機械において、主軸に取り付けられる工具の種別を測定する工具種別測定装置であって、
上記ベースに取り付けられて、主軸に取り付けられた工具の刃先位置を検出する第1刃先位置検出手段と、
上記第1刃先位置検出手段と主軸に取り付けられた工具との間の位置で、上記第1刃先位置検出手段の直前に設置された第2刃先位置検出手段と、
工具の種類、長さ等の工具データを予め記憶しておく工具データ記憶手段と、
主軸を上記第1刃先位置検出手段及び上記第2刃先位置検出手段方向に前進させる前進手段と、
上記前進速度を、上記第2刃先位置検出手段までは高速で工具を前進させ、その位置から上記第1刃先位置検出手段までは低速で前進させるように主軸の前進速度を制御する速度制御手段と、
上記第1刃先位置検出手段で工具の先端位置を検出した際に、工具の前進移動を停止させる工具停止手段と、
該停止時の工具位置を算出して、工具長を演算する演算手段と、
演算した工具長と記憶した工具の工具長と比較する比較手段と、
該比較結果から、主軸に取り付けられた工具の種別を判定する判定手段とを有することを特徴とするNC工作機械の工具種別測定装置。 - 複数種類の工具を交代で回転主軸に取り付けて、該工具とベースに載置されるワークとの間で、数値制御部からの移動指令により相対移動させて上記ワークを所望形状に加工するNC工作機械において、主軸に取り付けられる工具の種別を測定する工具種別測定装置であって、
上記ベースに取り付けられて、主軸に取り付けられた工具の刃先位置を検出する刃先位置検出手段と、
工具の種類、長さ等の工具データを予め記憶しておく工具データ記憶手段と、
主軸を上記刃先位置検出手段方向に前進させる前進手段と、
該前進手段で各工具を前進させた際に、各工具の刃先を測定できる測定開始位置を、各工具長に応じて記憶する測定開始位置記憶手段と、
上記前進速度を、一番長い工具長の測定開始位置までは高速で工具を前進させ、その位置から測定可能な低速で前進させ、測定領域を通過すると次の工具長の測定開始位置まで中速で前進させるように主軸の前進速度を制御する速度制御手段と、
上記刃先位置検出手段で工具の先端位置を検出した際に、工具の前進移動を停止させる工具停止手段と、
該停止時の工具位置を算出して、工具長を演算する演算手段と、
演算した工具長と記憶した工具の工具長と比較する比較手段と、
該比較結果から、主軸に取り付けられた工具の種別を判定する判定手段とを有することを特徴とするNC工作機械の工具種別測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005201925A JP2007015090A (ja) | 2005-07-11 | 2005-07-11 | 工具種別検出方法及び工具種別測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005201925A JP2007015090A (ja) | 2005-07-11 | 2005-07-11 | 工具種別検出方法及び工具種別測定装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007015090A true JP2007015090A (ja) | 2007-01-25 |
Family
ID=37752676
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005201925A Pending JP2007015090A (ja) | 2005-07-11 | 2005-07-11 | 工具種別検出方法及び工具種別測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2007015090A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109483299A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-03-19 | 富曜半导体(昆山)有限公司 | 加工中心库外挂刀类型甄别装置 |
CN114871851A (zh) * | 2022-06-02 | 2022-08-09 | 衢州职业技术学院 | 一种检测五轴曲面加工质量的数字化测试装置 |
-
2005
- 2005-07-11 JP JP2005201925A patent/JP2007015090A/ja active Pending
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CN109483299A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-03-19 | 富曜半导体(昆山)有限公司 | 加工中心库外挂刀类型甄别装置 |
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