JP5163901B2 - 工作機械 - Google Patents
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Description
表面形状測定時にタッチセンサがワークの表面に接触した場合、タッチセンサがONすることでタッチセンサからの検出信号が「H」レベルになり、I/Oユニットがこの検出信号を受信する。
工作機械Mは、ワークと工具とをXYZ直交座標系における各軸方向へ独立に相対移動させることによって、ワークに所望の機械加工(例えば、「中ぐり」、「フライス削り」、「穴空け」、「切削」等)を施すことができる。図1に示すように、工作機械Mは、鋳鉄製の基台であるベース1と、ベース1の上部に設けて、ワークの切削加工を行う機械本体2と、ベース1の上部に固定した、機械本体2とベース1の上部を覆う箱状の図示しないスプラッシュカバーとを主体に構成してある。
機械本体2は、ベース1の後部上のコラム座部3の上面に固定され且つ鉛直上方に延びるコラム4と、このコラム4の前面に沿って昇降可能な主軸ヘッド5と、この主軸ヘッド5の内部に回転可能に支持された主軸5Aと、主軸ヘッド5の右側に設け且つ主軸5Aの先端に工具6の工具ホルダを取り付けて交換する工具交換装置(ATC)7と、ベース1の上部に設け且つワークを着脱可能に固定するテーブル8とを主体に構成してある。コラム4の背面側には、箱状の制御ボックス9を設け、この制御ボックス9の内側には、工作機械の動作を制御する制御部20(図3参照)を設けてある。
図1、図3に示すように、サーボモータからなるX軸モータ71及びY軸モータ72は、X軸方向(図1の機械本体2の左右方向)及びY軸方向(機械本体2の奥行き方向)にテーブル8を移動制御する。この移動機構は以下の構成からなる。まず、テーブル8の下側には直方体状の支持台10を設けてある。その支持台10にはX軸方向に沿って延びる1対のX軸送りガイドを設け、1対のX軸送りガイド上にテーブル8を移動可能に支持している。
図1〜図3に示すように、コラム4の前面側で上下方向に延びるガイドレールには、リニアガイドを介して主軸ヘッド5を昇降自在に支持している。サーボモータからなるZ軸モータ73は、Z軸方向(図1の機械本体2の上下方向)に主軸ヘッド5を昇降駆動する。
図3に示すように、制御部20は、マイクロコンピュータを含んで構成してあり、表示インタフェース(I/F)24と、通信インタフェース(I/F)25,27と、サーボインタフェース(I/F)26と、CPU21と、ROM22と、RAM(座標値記憶手段)23等を有する。表示I/F24に液晶ディスプレイ18を接続し、通信I/F25に操作パネル19を接続している。サーボI/F26にサーボアンプ30,40,50,60を夫々接続し、通信I/F27にI/Oユニット80を接続している。
図4は、制御部20が実行するワークの表面形状測定のタイミングチャートである。
X軸モータ71及びY軸モータ72の駆動によりテーブル8をX軸及びY軸方向に移動させながら、Z軸モータ73の駆動により主軸ヘッド5をZ軸方向に移動させてワークの表面形状測定を開始する。タッチセンサ75がワークの表面に接触したとき、タッチセンサ75からの検出信号が「H」レベルになり、I/Oユニット80がこの検出信号を受信する。
制御部20が位置特定制御を開始すると、テンポラリレジスタR,Kのレジスタ値を0にリセットし、カウンタCのカウンタ値を0にリセットする(S1)。I/Oユニットとの通信タイミングの場合、具体的には、I/Oユニット通信クロックの立ち下がりエッジで(S2;Yes)、最新のシフトレジスタ値をテンポラリレジスタRに記憶する。次のサーボアンプ通信クロックの立ち上がりエッジで、サーボアンプ30,40,50から座標値を取得しRAM23に記憶する(S3)。
この工作機械Mでは、ワークの表面形状測定時にタッチセンサ75がワークの表面に接触すると、I/Oユニット80においてシフトレジスタ81がタッチセンサ75から検出信号を受信して時系列的に記憶する。その間、サーボアンプ30,40,50がX,Y,Z軸サーボ機構を介してタッチセンサ75のX,Y,Z軸座標値を検出し、サーボアンプ通信周期毎に、制御部20においてRAM23がタッチセンサ75のX,Y,Z軸座標値を時系列的に記憶する。
1]前記実施例においては、サーボアンプ30,40,50がタッチセンサ75のX,Y,Z軸座標値を検出する周期と、サーボアンプ通信周期を同じ周期に設定したが、サーボアンプ30,40,50がタッチセンサ75のX,Y,Z軸座標値を検出する周期よりもサーボアンプ通信周期を長く設定してもよい。
5A 主軸
20 制御部
21 CPU
23 RAM
30 X軸サーボアンプ
33,43,53 RAM
40 Y軸サーボアンプ
50 Z軸サーボアンプ
71 X軸モータ
71a X軸エンコーダ
72 Y軸モータ
72a Y軸エンコーダ
73 Z軸モータ
73a Z軸エンコーダ
75 タッチセンサ
80 I/Oユニット
81 シフトレジスタ
Claims (4)
- X,Y,Z軸サーボ機構を備え、主軸に取付けたタッチセンサをワークの表面に接触させて表面形状を測定可能な工作機械において、
前記タッチセンサのワークの表面への接触の有無を示す検出信号を前記タッチセンサから受信して時系列的に記憶する検出信号記憶手段を有するI/Oユニットと、
前記X,Y,Z軸サーボ機構を介してタッチセンサのX,Y,Z軸座標値を検出する座標値検出手段と、
前記I/Oユニットと前記座標値検出手段に夫々異なる通信周期で通信可能に接続され且つ前記X,Y,Z軸サーボ機構を制御する制御部であって、前記座標値検出手段が検出した座標値を時系列的に記憶する座標値記憶手段を有する制御部と、
前記I/Oユニットと前記制御部との通信周期毎に前記検出信号記憶手段から最新の前記検出信号を読み出す読出し手段と、
前記読出し手段が読み出した前記検出信号に基づいて、前記タッチセンサが前記ワークの表面に接触した時刻に最も近い通信周期時刻を決定する時刻決定手段とを備え、
前記検出信号記憶手段に前記検出信号を記憶する周期を、前記I/Oユニットと前記制御部との通信周期よりも短く設定しておき、
前記時刻決定手段が決定した通信周期時刻と前記座標値記憶手段に記憶していた前記座標値とに基づいて、前記通信周期時刻における座標値をワークの表面形状データとして決定することを特徴とする工作機械。 - 前記座標値検出手段と前記制御部との通信周期は、前記I/Oユニットと前記制御部との通信周期よりも短く設定したことを特徴とする請求項1に記載の工作機械。
- 前記座標値検出手段は、X,Y,Z軸に対応つけて検出した座標値を夫々記憶する各軸座標値記憶手段を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の工作機械。
- 前記検出信号記憶手段はシフトレジスタからなることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の工作機械。
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