JP2602714Y2 - 数値制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、工作機械の数値制御装
置に係り、詳しくは自動パレット交換装置を備えた工作
機械の数値制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、マシニングセンタ等工作機械の
テーブルやパレット上へのワークの取付けやワークの交
換等の段取り作業に要する時間は、工作機械を遊止させ
ることになる。そこで、このアイドルタイムの縮小を図
り生産性の向上を目的としたものに自動パレット交換装
置（以下、ＡＰＣと称す）を付属させる加工システムが
ある。例えば、図１に示すように、２個のパレットＰ
１，Ｐ２を交互に機体内へ搬入あるいは搬出させるパラ
レルシャトル型のＡＰＣ２があり、かかるパラレルシャ
トル型のＡＰＣ２は、マシニングセンタ１の機体内にあ
るパレットＰ１上のワークを加工中に、オペレータがＡ
ＰＣ２の右パレットガイド６上に載置されたパレットＰ
２に加工するワークを装着し、パレットＰ１上のワーク
の加工が終了するとＡＰＣ２により、加工済ワークのパ
レットＰ１をＡＰＣ２の左パレットガイド５に移載し、
右パレットガイド６上に載置された未加工ワークの挿着
されたパレットＰ２を機体内のサドル１２上に移載する
ようにして、段取り時間中に機械を停止することがな
く、機械の実切削加工時間を増やし、アイドルタイムの
縮小と生産性の向上を図っていた。なお、パレットＰ
１、Ｐ２上にはそれぞれワークを載せかつ自動割出しす
るためのＮＣ割出し台１８，２０が載置されているもの
とする。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
なパラレルシャフト型ＡＰＣ付マシニングセンタで使用
されるパレットは、同一ワークが取り付けられたＮＣ割
出し台であっても、パレットＰ１及びパレットＰ２とい
う付加軸が２軸となるため、プログラム上は軸名称を例
えばパレットＰ１はＡ軸、パレットＰ２はＢ軸のように
割り振ることになる。従って、同一ワークが取り付けら
れたＮＣ割出し台であっても、プログラム上はＡ軸、Ｂ
軸のように別々に指定する必要があり、プログラムの作
成が面倒であるという問題があった。また、マシニング
センタの機体外の段取り位置にあるパレットのＮＣ割出
し台では段取り作業のためＮＣ割出し台の手動操作を行
いたいが、マシニングセンタの自動運転中にその都度オ
ペレータが段取り位置にあるパレットのＮＣ割出し台を
手動操作できるように手動操作モードに切換える必要が
あり、自動運転を中断しなければならず、アイドルタイ
ムを増すことになり生産性向上の妨げとなっていた。ま
た、操作が煩わしく面倒であるという問題もあった。そ
こで、本考案は、同一ワークが取り付けられたＮＣ割出
し台の場合には、加工位置では同一軸名称のプログラム
で加工でき、かつ段取り位置では自動的に手動操作モー
ドに切換わるように構成し、もって上述した課題を解決
した数値制御装置を提供することを目的とするものであ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本考案は、上述事情に鑑
みなされたものであって、工作機械の機内に配置された
加工位置としてのパレット固定部と前記パレット固定部
と対向する機外に設けられた段取り位置としての自動パ
レット交換装置との間で、ＮＣ割出し台が載置された複
数のパレットを自動的に交互に搬出入させ、かつ前記パ
レット固定部に搬入されたパレットのＮＣ割出し台をＮ
Ｃプログラムで自動運転するとともに、前記自動パレッ
ト交換装置に搬出されたパレットのＮＣ割出し台の運転
を手動操作するように制御する数値制御装置において、
前記複数のパレットの各パレットが前記段取り位置にあ
るか前記加工位置にあるかを判別する段取り位置判別手
段と、前記段取り位置判別手段により前記段取り位置に
あると判別されたパレットのＮＣ割出し台の付加軸の運
転を手動操作側に自動的に切換えるとともに、前記段取
り位置判別手段により前記加工位置にあると判別された
パレットのＮＣ割出し台の付加軸を前記ＮＣプログラム
でプログラムされた同一軸名称で自動運転するように自
動的に切換える段取り位置手動切換手段とを有し、前記
加工位置にあるパレットのＮＣ割出し台の付加軸の自動
運転と前記段取り位置にあるパレットのＮＣ割出し台の
付加軸の運転の手動操作を並行してできることを特徴と
するものである。

【０００５】

【作用】上述構成に基づき、段取り位置判別手段が、各
パレットは段取り位置にあるか加工位置にあるかを判別
する。そして、段取り位置判別手段により段取り位置に
あると判別されたパレットは、段取り位置手動切換手段
により、ＮＣ割出し台の付加軸の運転を手動操作できる
ように切換えられる。一方、段取り位置判別手段により
加工位置にあると判別されたパレットは、段取り位置手
動切換手段により、ＮＣ割出し台の付加軸をＮＣプログ
ラムでプログラムされた同一軸名称で自動運転できるよ
うに切換えられる。

【０００６】

【実施例】以下、図面に沿って、本考案による一実施例
について説明する。図１に示すように、マシニングセン
タ１の前方にはパラレルシャトル型ＡＰＣ２が配置され
ている。該ＡＰＣ２の基台３上面の左右には左パレット
Ｐ１、右パレットＰ２の搬送方向に平行に左パレットガ
イド５，右パレットガイド６が配設され、該パレットガ
イド５，６には複数のローラ７が回転自在に支持されて
いる。左右パレットガイド５，６の間にはパレット搬送
手段９が前後方向に配置され、該パレット搬送手段９の
先端左右側面には係合部材９ａ，９ａが設けられ、該係
合部材９ａ，９ａはシリンダ１０により前後方向に伸縮
可能であると共に、パレット搬送手段９はシリンダ１１
により左右方向に摺動可能となるように構成されてい
る。

【０００７】また、マシニングセンタ１の上面にはサド
ル１２が左右及び前後方向に摺動自在に設けられ、該サ
ドル１２の中央にはパレットをクランプするクランプ部
（図示せず）が設けられている。更に、サドル１２の上
にはパレットガイド１３が前後方向に載設され、該パレ
ットガイド１３には複数のローラ１４が回転自在に支持
されている。該サドル１２のＡＰＣ２側には、ＡＰＣ２
のパレットガイド５，６とマシニングセンタ１のパレッ
トガイド１３の中間部でパレットＰ１，Ｐ２を支持する
ローラ１５を有する補助ガイド１６が設けられており、
該補助ガイド１６はサドル１２と一体となって移動する
ようになっている。

【０００８】また、パレットＰ１は後端両側面に係合部
材１７，１７を有しており、該パレットＰ１の上にはＮ
Ｃ割出し台１８が載置され、該ＮＣ割出し台１８にはワ
ークが取り付けられている。一方、パレットＰ２は後端
両側面に係合部材１９，１９を有しており、該パレット
Ｐ２の上にはＮＣ割出し台２０が載置され、該ＮＣ割出
し台２０には未加工のワークが取り付けられている。該
パレットＰ１の係合部材１７及びパレットＰ２の係合部
材１９は、前記パレット搬送手段９の係合部材９ａと係
合・離脱可能となるように構成されている。

【０００９】また、図２は本考案の数値制御装置のシス
テムブロック図である。２１は中央処理装置（以下、Ｃ
ＰＵと称す）であり、２２はキーボード、２３はディス
プレイ装置（以下、ＤＰＬと称す）、２４はインタフェ
イス、２５はシステムプログラムを記憶する読出専用メ
モリ（以下、ＲＯＭと称す）、２６は各種パラメータや
処理中のデータを記憶するランダムアクセスメモリ（以
下、ＲＡＭと称す）、２７はＮＣプログラムを記憶する
ＮＣプログラムメモリ、２９はＸ軸サーボモータ、３０
は該サーボモータ２９と連結したパルスジェネレータ
（以下、ＰＧと称す）、３１はパレットＰ１の上に載置
されたＮＣ割出し台を駆動する第４軸サーボモータ、３
２は該サーボモータ３１と連結したＰＧ、３３はパレッ
トＰ２の上に載置されたＮＣ割出し台を駆動する第５軸
サーボモータ、３４は該サーボモータ３３と連結したＰ
Ｇ、３５はＰＧ３０，３２，３４からのパルス信号をフ
ィードバック信号としてサーボモータ２９，３１，３３
を制御する軸制御手段、３７はパレットＰ１，Ｐ２が段
取り位置にあるか加工位置にあるかを判別する段取り位
置判別手段、３８は段取り位置判別手段３７により段取
り位置にあると判別された前記パレット上のＮＣ割出し
台を手動操作できるように切換えるとともに、段取り位
置判別手段３７により加工位置にあると判別された前記
パレット上のＮＣ割出し台の付加軸をＮＣプログラムで
プログラムされた軸名称のＡ軸と指定して自動運転する
ように自動的に切換える段取り位置手動切換手段、３９
は段取り位置判別手段３７により加工位置にあると判別
された前記パレット上のＮＣ割出し台の加工軸座標を設
定する加工軸座標系設定手段、４０は段取り位置判別手
段３７により段取り位置にあると判別された前記パレッ
ト上のＮＣ割出し台の段取り位置軸座標を設定する段取
り位置軸座標系設定手段である。

【００１０】また、前記段取り位置判別手段３７は、前
記パレットガイド５，６，１３に配置されたリミットス
イッチ（図示せず）からなり、該リミットスイッチによ
りパレットＰ１，Ｐ２が段取り位置にあるか加工位置に
あるかが判別されるようになっている。なお、Ｙ軸，Ｚ
軸の各種サーボモータ及びＰＧの図は省略されている
が、Ｘ軸の場合と同様に構成されているものとする。

【００１１】また、図３は第４軸制御及び第５軸制御に
関する詳細なシステムブロック図である。図中、４２は
加工位置にあるパレット上のＮＣ割出し台の駆動軸であ
るＮＣ付加軸をＡ軸と指令するＮＣのＡ軸指令、４３は
段取り位置にあるパレット上のＮＣ割出し台の駆動軸で
あるＮＣ付加軸を手動操作できるように指令する段取り
位置手動操作指令、４４は第４軸制御手段、４５は第５
軸制御手段、３１は第４軸サーボモータ、３３は第５軸
サーボモータである。

【００１２】本実施例は以上のように構成されるので、
図１に基づいて自動パレット交換装置（ＡＰＣ）２の作
用を説明する。先ず、図１において、サドル１２のパレ
ットガイド１３上にパレットＰ１が載置され、該パレッ
トＰ１上のＮＣ割出し台１８上のワークに、マシニング
センタ１により切削加工が行われる。一方、ＮＣ割出し
台２０を有するパレットＰ２がＡＰＣ２の右パレットガ
イド６上に載置され、オペレータにより該ＮＣ割出し台
２０を手動運転して加工済のワークを取り外したり未加
工のワークを取り付ける等の段取り作業が行われる。

【００１３】そして、パレットＰ１のＮＣ割出し台１８
上のワークの加工が終了し、パレットＰ２のＮＣ割出し
台２０上に未加工のワークの取付けが完了すると、パレ
ットＰ１をマシニングセンタ１より搬出するため、サド
ル１２がサーボモータの駆動により左パレットガイド５
と対向する位置に移動する。シリンダ１１によりパレッ
ト搬送手段９及び係合部材９ａ，９ａがパレットＰ１，
Ｐ２の係合部材１７，１７，１９，１９と係合しない中
立位置に移動する。そして、シリンダ１０により係合部
材９ａ，９ａを前進させ、パレットＰ１の係合部材１７
と係合可能な位置で停止する。次いで、シリンダ１１に
より係合部材９ａをパレットＰ１側に移動させると、係
合部材９ａがパレットＰ１の係合部材１７と係合する。
この状態で、シリンダ１０により係合部材９ａを後退さ
せると、パレットＰ１は左パレットガイド５に移載さ
れ、図示しない固定ピン等により固定される。

【００１４】次いで、サドル１２をサーボモータの駆動
により右パレットガイド６と対向する位置に移動させ、
シリンダ１１によりパレット搬送手段９及び係合部材９
ａを右パレットガイド６側に移動させると、係合部材９
ａがパレットＰ２の係合部材１９と係合する。シリンダ
１０により係合部材９ａを前進させると、パレットＰ２
がサドル１２のパレットガイド１３上に移載され、図示
しないクランプ部により固定される。パレット搬送手段
９及び係合部材９ａをシリンダ１１により中立位置に移
動させ、係合部材９ａをパレットＰ２の係合部材１９よ
り離脱させる。シリンダ１０によりパレット搬送手段９
の係合部材９ａを後退させ、マシニングセンタ１とＡＰ
Ｃ２との間の開閉カバーを閉じ、パレットＰ２のＮＣ割
出し台２０上のワークに切削加工が施される。一方、オ
ペレータにより、左パレットガイド５に移載されたパレ
ットＰ１のＮＣ割出し台１８を手動運転してワークが取
り外され、次の未加工ワークの取付け等の段取り作業が
なされる。

【００１５】次に、本考案による数値制御装置の作用
を、図４のフローチャートに基づいて説明する。まず、
オペレータの操作によりＡＰＣ動作のプログラムをスタ
ートすると（ステップ１０１）、段取り位置判別手段３
７により第４軸が機内で第５軸が段取り位置か否かが判
別され（ステップ１０２）、第４軸が機内で第５軸が段
取り位置である（ＹＥＳ）場合には、ＮＣのＡ軸指令４
２によるＡ軸指令を第４軸に切換えると共に、段取り位
置手動操作指令４３により手動操作指令軸を第５軸に切
換え（ステップ１０３）、加工軸座標系設定手段３９に
より第４軸に加工軸の座標を設定すると共に、段取り位
置軸座標系設定手段４０により第５軸に段取り位置軸の
座標を設定し、第４軸と第５軸の位置の差を修正（座標
系）して（ステップ１０４）、ＡＰＣ動作のプログラム
が終了する（ステップ１０５）。この際、ステップ１０
４で第４軸と第５軸の位置の差を修正しているが、第４
軸が加工軸でかつ第５軸が段取り位置軸の場合と、第５
軸が加工軸でかつ第４軸が段取り位置軸の場合とでは、
その座標位置関係が相違するので、第４軸と第５軸の座
標系の差を予め格納されたデータに基づき修正する必要
がある。

【００１６】一方、前記ステップ１０２で第４軸が機内
で第５軸が段取り位置でない（ＮＯ）場合には、段取り
位置判別手段３７により第５軸が機内で第４軸が段取り
位置か否かが判別され（ステップ１０６）、第５軸が機
内で第４軸が段取り位置である（ＹＥＳ）場合には、Ｎ
ＣのＡ軸指令４２によるＡ軸指令を第５軸に切換えると
共に、段取り位置手動操作指令４３により手動操作指令
軸を第４軸に切換え（ステップ１０７）、加工軸座標系
設定手段３９により第５軸に加工軸の座標を設定すると
共に、段取り位置軸座標系設定手段４０により第４軸に
段取り位置軸の座標を設定し、第５軸と第４軸の位置の
差を修正（座標系）して（ステップ１０８）、ＡＰＣ動
作のプログラムが終了する（ステップ１０５）。また、
前記ステップ１０６で第５軸が機内で第４軸が段取り位
置でない（ＮＯ）場合には、エラーと判定される（ステ
ップ１０９）。

【００１７】したがって、マシニングセンタ１でパレッ
トＰ１上のＮＣ割出し台１８上のワーク及びパレットＰ
２上のＮＣ割出し台２０上のワークを加工するのに、Ｎ
Ｃプログラム上Ａ軸、Ｂ軸と別々に指定する必要がな
く、Ａ軸指令だけでよく、プログラムを簡略化すること
ができる。なお、上述実施例では、パラレルシャトル型
のＡＰＣを使用しているが、これに限らずロータリシャ
トル型、スイング型等の他のＡＰＣを使用してもよいこ
とは勿論である。

【００１８】

【考案の効果】以上説明したように、本考案によれば、
自動パレット交換装置付き工作機械でのＮＣ加工におい
て、同一のワークであれば、加工位置でのプログラム上
はＡ軸、Ｂ軸のように別々に指定する必要がなく、同一
軸名称のプログラムを使用でき、プログラムの簡略化が
図れる。また、段取り位置にあるパレット上のＮＣ割出
し台は自動的に手動操作できるように切換わるので、オ
ペレータが自動運転を中断して一々切換操作をする必要
がなく、操作性と安全性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による数値制御装置を用いたマシニング
センタ及び自動パレット交換装置の平面図である。

【図２】本考案による数値制御装置のシステムブロック
図である。

【図３】本考案による数値制御装置の第４軸制御及び第
５軸制御の詳細なシステムブロック図である。

【図４】本考案による数値制御装置のフローチャートで
ある。

【符号の説明】

１ マシニングセンタ ２ パラレルシャトル型ＡＰＣ ９ パレット搬送手段 ２１ ＣＰＵ ３７ 段取り位置判別手段 ３８ 段取り位置手動切換手段 ３９ 加工軸座標系設定手段 ４０ 段取り位置軸座標系設定手段

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 工作機械の機内に配置された加工位置と
   してのパレット固定部と前記パレット固定部と対向する
   機外に設けられた段取り位置としての自動パレット交換
   装置との間で、ＮＣ割出し台が載置された複数のパレッ
   トを自動的に交互に搬出入させ、かつ前記パレット固定
   部に搬入されたパレットのＮＣ割出し台をＮＣプログラ
   ムで自動運転するとともに、前記自動パレット交換装置
   に搬出されたパレットのＮＣ割出し台の運転を手動操作
   するように制御する数値制御装置において、前記複数のパレットの各パレットが前記段取り位置にあ
   るか前記加工位置にあるかを 判別する段取り位置判別手
   段と、前記段取り位置判別手段により前記段取り位置にあると
   判別されたパレットのＮＣ割出し台の付加軸の運転を手
   動操作側に自動的に切換えるとともに、前記段取り位置
   判別手段により前記加工位置にあると判別されたパレッ
   トのＮＣ割出し台の付加軸を前記ＮＣプログラムでプロ
   グラムされた同一軸名称で自動運転するように自動的に
   切換える段取り位置手動切換手段とを有し、前記加工位置にあるパレットのＮＣ割出し台の付加軸の
   自動運転と前記段取り位置にあるパレットのＮＣ割出し
   台の付加軸の運転の手動操作を並行してできる ことを特
   徴とする数値制御装置。