JPH03190601A - ワーク交換方法 - Google Patents
ワーク交換方法Info
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- JPH03190601A JPH03190601A JP32560089A JP32560089A JPH03190601A JP H03190601 A JPH03190601 A JP H03190601A JP 32560089 A JP32560089 A JP 32560089A JP 32560089 A JP32560089 A JP 32560089A JP H03190601 A JPH03190601 A JP H03190601A
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- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 16
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/182—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by the machine tool function, e.g. thread cutting, cam making, tool direction control
-
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はワーク交換方式に関し、特に少なくとも2個の
主軸ヘッドを有するCNC(数値制御装置)旋盤におけ
るワーク交換方式に関する。
主軸ヘッドを有するCNC(数値制御装置)旋盤におけ
るワーク交換方式に関する。
ワークの加工をより効率的に行うために2個の主軸ヘッ
ドと、2台の刃物台を有する4軸旋盤が広く使用されて
いる。このような4軸旋盤においては一方の主軸ヘッド
のチャックで旋削加工を行い、加工が終了すると他方の
主軸ヘッドのチャックでワークを把持して、反対側の面
の旋削加工を行う。
ドと、2台の刃物台を有する4軸旋盤が広く使用されて
いる。このような4軸旋盤においては一方の主軸ヘッド
のチャックで旋削加工を行い、加工が終了すると他方の
主軸ヘッドのチャックでワークを把持して、反対側の面
の旋削加工を行う。
図に基づいて、簡単に従来技術を説明する。第4図(a
)、(b)及び(c)は2個の主軸ヘッドを有するCN
C旋盤のワーク交換の説明図である。第4図(a)はワ
ーク交換の概要を表している。図において、主軸ヘッド
Δ1にチャックA2が設けられ、ワーク5を把持してい
る。刃物台へ3による加工が完了すると、主軸ヘッドB
6がワーク5の位置まで移動し、チャックB7でワーク
5を把持する。チャックΔ2は開き、主軸ヘッドB6は
加工位置まで戻り、刃物台8でワーク5を加工する。第
4図(b)は主軸ヘッドB6のチャックB7が正常にワ
ーク5を把持したことを示している。第4図(C)は主
軸ヘッドB6のチャックB7が正常にワーク5を把持し
ていないことを示している。
)、(b)及び(c)は2個の主軸ヘッドを有するCN
C旋盤のワーク交換の説明図である。第4図(a)はワ
ーク交換の概要を表している。図において、主軸ヘッド
Δ1にチャックA2が設けられ、ワーク5を把持してい
る。刃物台へ3による加工が完了すると、主軸ヘッドB
6がワーク5の位置まで移動し、チャックB7でワーク
5を把持する。チャックΔ2は開き、主軸ヘッドB6は
加工位置まで戻り、刃物台8でワーク5を加工する。第
4図(b)は主軸ヘッドB6のチャックB7が正常にワ
ーク5を把持したことを示している。第4図(C)は主
軸ヘッドB6のチャックB7が正常にワーク5を把持し
ていないことを示している。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、従来の2個の主軸ヘッドを有するCNC旋盤に
おけるワーク交換方式では、ワークとチャック間の間隙
が多少有ってもそのままワークを加工していたので、例
えばワークとチャック間に異物が挟まった場合でもワー
クはそのまま加工され、仕上がったワークは正しい寸法
で加工されない。また場合によってはワークがチャック
で完全に掴まれず、加工中に落ちたり、ツールとワーク
とが早送りでぶつかるという問題もある。
おけるワーク交換方式では、ワークとチャック間の間隙
が多少有ってもそのままワークを加工していたので、例
えばワークとチャック間に異物が挟まった場合でもワー
クはそのまま加工され、仕上がったワークは正しい寸法
で加工されない。また場合によってはワークがチャック
で完全に掴まれず、加工中に落ちたり、ツールとワーク
とが早送りでぶつかるという問題もある。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ワ
ークとチャック間の間隙を制御し、精密なワーク加工が
行える2個の主軸ヘッドを有するCNC旋盤におけるワ
ーク交換方式を提供することを目的とする。
ークとチャック間の間隙を制御し、精密なワーク加工が
行える2個の主軸ヘッドを有するCNC旋盤におけるワ
ーク交換方式を提供することを目的とする。
本発明では上記課題を解決するために、少なくとも2個
の主軸ヘッドを有するCNC旋盤において、第1の主軸
ヘッドでの加工を行い、第2の主軸ヘッドの送り軸を制
御するサーボモータをトルクリミット状態にして、第1
の主軸ヘッドの方向に送り、前記第2の主軸の移動が完
了した時点で、前記送り軸のエラー量を調べ、第2の主
軸ヘッドのチャックが正常にワークを把持したことを確
認することを特徴とするワーク交換方式が、提供される
。
の主軸ヘッドを有するCNC旋盤において、第1の主軸
ヘッドでの加工を行い、第2の主軸ヘッドの送り軸を制
御するサーボモータをトルクリミット状態にして、第1
の主軸ヘッドの方向に送り、前記第2の主軸の移動が完
了した時点で、前記送り軸のエラー量を調べ、第2の主
軸ヘッドのチャックが正常にワークを把持したことを確
認することを特徴とするワーク交換方式が、提供される
。
2個の主軸ヘッドを有するCNC旋盤において、第1の
主軸ヘッドでワークの旋盤加工を終えるとトルクリミッ
タが設けられたサーボモータは送り軸を介して、第2の
主軸ヘッドをワークの位置まで移動させる。送り軸のエ
ラー量を調べ、第2の主軸ヘッドが正常にワークを把持
したことを確認する。送り軸のエラー量により、そのま
ま加工したり、エラー量に相当する分だけ座標を移動し
てから加工したり、アラームを発してCNCを停止させ
たりする。
主軸ヘッドでワークの旋盤加工を終えるとトルクリミッ
タが設けられたサーボモータは送り軸を介して、第2の
主軸ヘッドをワークの位置まで移動させる。送り軸のエ
ラー量を調べ、第2の主軸ヘッドが正常にワークを把持
したことを確認する。送り軸のエラー量により、そのま
ま加工したり、エラー量に相当する分だけ座標を移動し
てから加工したり、アラームを発してCNCを停止させ
たりする。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第3図は本発明を実施するための数値制御装置(CNC
)のハードウェアのブロック図である。
)のハードウェアのブロック図である。
図において、10は数値制御装置(CNC)である。プ
ロセッサ11は数値制御装置(CNC)10全体の制御
の中心となるプロセッサであり、バス21を介して、R
OM12に格納されたシステムプログラムを読み出し、
このシステムプロゲラl、に従って、数値制御装置(C
NC)10全体の制御を実行する。RAM13には一時
的な計算データ、表示データ等が格納される。RAM1
3にはD RA Mが使用される。CMO314には工
具補正量、ピッチ誤差補正量、NCプログラム及びパラ
メータ等が格納される。CMO314は、図示されてい
ないバッテリでバックアップされ、数値制御装置(CN
C)10の電源がオフされても不揮発性メモリとなって
いるので、それらのデータはそのまま保持される。
ロセッサ11は数値制御装置(CNC)10全体の制御
の中心となるプロセッサであり、バス21を介して、R
OM12に格納されたシステムプログラムを読み出し、
このシステムプロゲラl、に従って、数値制御装置(C
NC)10全体の制御を実行する。RAM13には一時
的な計算データ、表示データ等が格納される。RAM1
3にはD RA Mが使用される。CMO314には工
具補正量、ピッチ誤差補正量、NCプログラム及びパラ
メータ等が格納される。CMO314は、図示されてい
ないバッテリでバックアップされ、数値制御装置(CN
C)10の電源がオフされても不揮発性メモリとなって
いるので、それらのデータはそのまま保持される。
インタフェース15は外部機器31用のインタフェース
であり、紙テープリーダ、紙テープパンチャー、紙テー
プリーダ・パンチャー等の外部機器31が接続される。
であり、紙テープリーダ、紙テープパンチャー、紙テー
プリーダ・パンチャー等の外部機器31が接続される。
紙テープリーダからはNCプログラムが読み込まれ、ま
た、数値制御装置(CNC)10内で編集された加ニブ
ログラムを紙テープパンチャーに出力することができる
。
た、数値制御装置(CNC)10内で編集された加ニブ
ログラムを紙テープパンチャーに出力することができる
。
1)MC(−/’ログラマブル・マシン・コントローラ
)16はCNCl0に内蔵され、ラダー形式で作成され
たシーケンスプログラムで機械側を制御する。すなわち
、加ニブログラムで指令された、M機能、SPi能及び
1機能に従って、これらをシーケンスプログラムで機械
側で必要な信号に変換し、I10ユニット17から機械
側に出力する。
)16はCNCl0に内蔵され、ラダー形式で作成され
たシーケンスプログラムで機械側を制御する。すなわち
、加ニブログラムで指令された、M機能、SPi能及び
1機能に従って、これらをシーケンスプログラムで機械
側で必要な信号に変換し、I10ユニット17から機械
側に出力する。
この出力信号は機械側のマグネット等を駆動し、油圧バ
ルブ、空圧バルブ及び電気アクチュエイタ等を作動させ
る。また、機械側のリミットスイッチ及び機械操作盤の
スイッチ等の信号を受けて、必要な処理をして、プロセ
ッサ11に渡す。
ルブ、空圧バルブ及び電気アクチュエイタ等を作動させ
る。また、機械側のリミットスイッチ及び機械操作盤の
スイッチ等の信号を受けて、必要な処理をして、プロセ
ッサ11に渡す。
グラフィック制御回路18は各軸の現在位置、アラーム
、パラメータ、画像データ等のディジタルデータを画像
信号に変換して出力する。この画像信号はCRT/MD
Iユニット25の表示装置26に送られ、表示装置26
に表示される。インタフェース19はCRT/MDIユ
ニット25内のキーボード27からのデータを受けて、
プロセッサ11に渡す。
、パラメータ、画像データ等のディジタルデータを画像
信号に変換して出力する。この画像信号はCRT/MD
Iユニット25の表示装置26に送られ、表示装置26
に表示される。インタフェース19はCRT/MDIユ
ニット25内のキーボード27からのデータを受けて、
プロセッサ11に渡す。
インタフェース20は手動パルス発生器32に接続され
、手動パルス発生器32からのパルスを受ける。手動パ
ルス発生器32は機械操作盤に実装され、手動で機械稼
働部を精密に位置決めするのに使用する。
、手動パルス発生器32からのパルスを受ける。手動パ
ルス発生器32は機械操作盤に実装され、手動で機械稼
働部を精密に位置決めするのに使用する。
軸制御回路41〜44はプロセッサ11からの各IQj
の移動指令を受けて、各軸の指令をサーボアンプ51〜
54に出力する。サーボアンプ51〜54はこの移動指
令を受けて、各軸のサーボモータ61〜64を駆動する
。サーボモータ61〜64には位置検出用のバルスコー
ダが内蔵されており、このパルスコーダから位置信号が
パルス列としてフィードバックされる。場合によっては
、位置検出器として、リニアスケールが使用される。
の移動指令を受けて、各軸の指令をサーボアンプ51〜
54に出力する。サーボアンプ51〜54はこの移動指
令を受けて、各軸のサーボモータ61〜64を駆動する
。サーボモータ61〜64には位置検出用のバルスコー
ダが内蔵されており、このパルスコーダから位置信号が
パルス列としてフィードバックされる。場合によっては
、位置検出器として、リニアスケールが使用される。
また、このパルス列をF/V (周波数/速度)変換す
ることにより、速度信号を生成することができる。図で
はこれらの位置信号のフィードバックライン及び速度フ
ィードバックは省略しである。
ることにより、速度信号を生成することができる。図で
はこれらの位置信号のフィードバックライン及び速度フ
ィードバックは省略しである。
ここで、サーボモータ61.62は刃物台へと主軸ヘッ
ド八を制御し、サーボモータ63.64は刃物台Bと主
軸ヘッドBを制御する。またサーボモータ64にはトル
クリミッタが設けられており、主軸ヘッド八から主軸ヘ
ッドBにワーク交換する場合に、送り軸を介して主軸ヘ
ッドBを移動させ、適切な圧力でワークに接触させる。
ド八を制御し、サーボモータ63.64は刃物台Bと主
軸ヘッドBを制御する。またサーボモータ64にはトル
クリミッタが設けられており、主軸ヘッド八から主軸ヘ
ッドBにワーク交換する場合に、送り軸を介して主軸ヘ
ッドBを移動させ、適切な圧力でワークに接触させる。
主軸ヘッドBがワークに接触した時に、送り軸エラー量
が検出され、このエラー量はプログラミングされた主軸
ヘラ1−’ Bの位置と実際の位置との差であり、メモ
リに格納されワーク加工時にエラー量に相当する分を必
要に応じて座標移動に利用される。メモリに格納された
エラー量は次の加工サイクルまでにフォローアツプされ
る。
が検出され、このエラー量はプログラミングされた主軸
ヘラ1−’ Bの位置と実際の位置との差であり、メモ
リに格納されワーク加工時にエラー量に相当する分を必
要に応じて座標移動に利用される。メモリに格納された
エラー量は次の加工サイクルまでにフォローアツプされ
る。
スピンドル制御回路71.72はスピンドル回転指令及
びスピンドルのオリエンテーション等の指令を受けて、
スピンドルアンプ81.82にスピンドル速度信号を出
力する。スピンドルアンプ72はこのスピンドル速度信
号を受けて、スピンドルモータ91.92を指令された
回転速度で回転させる。スピンドルモータ91は主軸へ
に、スピンドルモータ92は主軸Bに歯車あるいはベル
ト結合されている。
びスピンドルのオリエンテーション等の指令を受けて、
スピンドルアンプ81.82にスピンドル速度信号を出
力する。スピンドルアンプ72はこのスピンドル速度信
号を受けて、スピンドルモータ91.92を指令された
回転速度で回転させる。スピンドルモータ91は主軸へ
に、スピンドルモータ92は主軸Bに歯車あるいはベル
ト結合されている。
スピンドルモータ91.92には歯車あるいはベルトで
ポジションコーダ101.102が結合されている。従
って、ポジションコーダ101.102は主軸A及び主
軸Bに同期して回転し、帰還パルスを出力し、その帰還
パルスはインタフエ−ス110を経由して、プロセッサ
11によって、読み取られる。この帰還パルスは刃物台
Aあるいは刃物台Bをスピンドルモータ91.92に同
期して移動させてネジ切り等の加工を行うために使用さ
れる。
ポジションコーダ101.102が結合されている。従
って、ポジションコーダ101.102は主軸A及び主
軸Bに同期して回転し、帰還パルスを出力し、その帰還
パルスはインタフエ−ス110を経由して、プロセッサ
11によって、読み取られる。この帰還パルスは刃物台
Aあるいは刃物台Bをスピンドルモータ91.92に同
期して移動させてネジ切り等の加工を行うために使用さ
れる。
第2図(a)、(b)及び(c)は本発明の一実施例に
おけるワーク交換方式の説明図である。
おけるワーク交換方式の説明図である。
第2図(a)、(b)及び(c)では第4図と同じ要素
には同じ符号を付しである。第2図(a)において、第
1の主軸ヘッドA1に設けられたチャックΔ2で把持さ
れたワーク5の加工が完了し、第2の主軸ヘッドB6が
第1の主“軸ヘッドA1の方向に移動する状態を示して
いる。この時主軸ヘッドB6に設けられたチャックB7
はワーク5を把持するため開いている。トルクリミット
をかけた状態で、サーボモータは送り軸(図示せず)を
制御し、この送り軸が主軸ヘッドB6を移動させる。
には同じ符号を付しである。第2図(a)において、第
1の主軸ヘッドA1に設けられたチャックΔ2で把持さ
れたワーク5の加工が完了し、第2の主軸ヘッドB6が
第1の主“軸ヘッドA1の方向に移動する状態を示して
いる。この時主軸ヘッドB6に設けられたチャックB7
はワーク5を把持するため開いている。トルクリミット
をかけた状態で、サーボモータは送り軸(図示せず)を
制御し、この送り軸が主軸ヘッドB6を移動させる。
第2図(b)において、トルクリミット作用により、主
軸ヘッドB6はワーク5に一定の圧力で接触する。ここ
で送り軸のエラー量(サーボの溜まり量)dが調べられ
る。プログラムされたワーク交換に伴う移動誤差を零と
すれば、この送り軸のエラーff1dは主軸ヘッドB6
とワーク5との間隙Sとなって現れる。エラーff、
dが第1の許容値以下であれば、チャックB7は閉じて
ワーク5を把持し、加工位置に移動する。
軸ヘッドB6はワーク5に一定の圧力で接触する。ここ
で送り軸のエラー量(サーボの溜まり量)dが調べられ
る。プログラムされたワーク交換に伴う移動誤差を零と
すれば、この送り軸のエラーff1dは主軸ヘッドB6
とワーク5との間隙Sとなって現れる。エラーff、
dが第1の許容値以下であれば、チャックB7は閉じて
ワーク5を把持し、加工位置に移動する。
第2図(C)は、主軸ヘッドB6のチャックB7がワー
ク5を把持して加工位置に戻った状態を示している。
ク5を把持して加工位置に戻った状態を示している。
第1図は本発明によるワーク交換方式のフローチャート
である。図において、Sに続く数値はスデップ番号を示
す。
である。図において、Sに続く数値はスデップ番号を示
す。
〔S1〕主軸ヘツドBが待機している。
〔S2〕主軸ヘツドAのワーク加工が完了する。
〔S3〕チヤツクBが開く。
〔S4〕主軸ヘツドBが移動し、ワークに一定圧で接触
する。すなわち、主軸へラドBの送り軸(Z軸)にトル
クリミットがかけられている。
する。すなわち、主軸へラドBの送り軸(Z軸)にトル
クリミットがかけられている。
〔S5〕送り軸のエラーfidを調べる。第1のエラー
許容値をdL第2のエラー許容値をd2とし、di<d
2の関係にあるものとする。送り軸のエラー量dが第2
のエラー許容値d2より大きいかどうかを判断し、大き
い場合はSIOへ、小さい場合はS6に進む。
許容値をdL第2のエラー許容値をd2とし、di<d
2の関係にあるものとする。送り軸のエラー量dが第2
のエラー許容値d2より大きいかどうかを判断し、大き
い場合はSIOへ、小さい場合はS6に進む。
〔S6〕チヤツクBを閉じ、ワークを把持し、加工位置
に戻る。
に戻る。
〔S7〕送り軸のエラー量dが第1のエラー許容値d1
より大きいかどうかを判断し、大きい場合はS8へ、小
さい場合はS9に進む。
より大きいかどうかを判断し、大きい場合はS8へ、小
さい場合はS9に進む。
〔S8〕送り軸のエラー量dだけ座標を移動する。
この移動分はフォローアツプされる。
〔S9〕主軸ヘツドBでワークの加工を行う。
[S10]アラ一ム表示を行い、CNCを停止させる。
以上の説明ではdl、d2の2個の許容値を設けたが、
1個の許容値d3のみで、dad 3の場合は主軸ヘッ
ドBの加工を続行し、d 3 < dの場合はアラーム
とすることもできる。
1個の許容値d3のみで、dad 3の場合は主軸ヘッ
ドBの加工を続行し、d 3 < dの場合はアラーム
とすることもできる。
以上説明したように本発明では、2個の主軸ヘッドを有
するCNC旋盤のワーク交換方式において、第2の主軸
ヘッドの送り軸のエラー量を確認して、第2の主軸ヘッ
ドでワークが正確に把持できた場合に加工を続行するよ
うにしたので、精度の良い加工ができる。
するCNC旋盤のワーク交換方式において、第2の主軸
ヘッドの送り軸のエラー量を確認して、第2の主軸ヘッ
ドでワークが正確に把持できた場合に加工を続行するよ
うにしたので、精度の良い加工ができる。
また、ワークの把持不良による工具の破損等も防止でき
る。
る。
第1図は本発明によるワーク−検力式のフローチャート
、 第2図(a)、(b)及び(c)は本発明の一実施例に
ふけるワーク交換方式の説明図、第3図は本発明を実施
するだめの数値制御装置のハードウェアのブロック図、 第4図(a)、(b)及び(C)はワーク交換の概要説
明図である。 2 1 2 3 4 1〜44 1〜54 1〜64 1.72 1.82 1.92 主軸ヘッドA チャックA 刃物台Δ ワーク 主軸ヘッドB チャックB 刃物台B プロセッサ OM AM MOS 軸制御回路 ザーボアンプ ザーボモータ スピンドル制御回路 スピンドルアンプ スピンドルモータ
、 第2図(a)、(b)及び(c)は本発明の一実施例に
ふけるワーク交換方式の説明図、第3図は本発明を実施
するだめの数値制御装置のハードウェアのブロック図、 第4図(a)、(b)及び(C)はワーク交換の概要説
明図である。 2 1 2 3 4 1〜44 1〜54 1〜64 1.72 1.82 1.92 主軸ヘッドA チャックA 刃物台Δ ワーク 主軸ヘッドB チャックB 刃物台B プロセッサ OM AM MOS 軸制御回路 ザーボアンプ ザーボモータ スピンドル制御回路 スピンドルアンプ スピンドルモータ
Claims (4)
- (1)少なくとも2個の主軸ヘッドを有するCNC旋盤
において、第1の主軸ヘッドでの加工を行い、第2の主
軸ヘッドの送り軸を制御するサーボモータをトルクリミ
ット状態にして、第1の主軸ヘッドの方向に送り、前記
第2の主軸の移動が完了した時点で、前記送り軸のエラ
ー量を調べ、第2の主軸ヘッドのチャックが正常にワー
クを把持したことを確認することを特徴とするワーク交
換方式。 - (2)前記エラー量が第1の許容量以下のときは、その
まま加工を続行し、前記エラー量が第1の値以上で、第
2の許容量以下のときは、前記エラー量に相当する分を
座標移動させ、前記エラー量が第2の許容量以上のとき
はアラームとして、アラーム表示を行い、CNCを停止
させることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のワ
ーク交換方式。 - (3)前記エラー量が第1の値以上で、第2の許容量以
下のときは、前記エラー量に相当する分を座標移動させ
てから、前記移動分をフォローアップすることを特徴と
する特許請求の範囲第2項記載のワーク交換方式。 - (4)前記エラー量が第3の許容量以下のときは、その
まま加工を続行し、前記エラー量が第3の許容量以上の
ときはアラームとして、アラーム表示を行い、CNCを
停止させることを特徴とするワーク交換方式。
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