JPH0482654A - Ｎｃ工作機械の計測制御装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はＮＣ工作機械の移動軸ならびに移動方向を正確
に判定する装置に関し、特に計測センサに対して工具ま
たはワークを当接させた時の移動軸ならびに移動方向を
正しく自動判定する装置に関する。

（従来の技術） 工具とワーク間の相対移動でＮＣ加ニブログラムに依存
してワークを加工するＮＣ工作機械において、例えば機
械原点に対する工具刃先位置のずれ量を、基準工具また
は仮想原点に対する使用工具の差として算定し、工具毎
の補正値として各工程毎にデータ入力し、この補正値に
よりＮＣ加ニブログラムの寸法値を補正して加工を行っ
ている。そのために、移動軸あるいは移動方向に対応し
て設けられた複数のセンサの内の所要のセンサの面に所
要工具を接触させて、基準工具または仮想原点に対する
使用工具の相対座標値を求めている。また他の例では、
加工完了したワークにセンサを接触させてワークの形状
寸法を求め、ＮＣプログラムによる指令値との比較でそ
の差異を求めて工具位置を補正している。

これらの例に示されるように工具あるいはワタにセンサ
を当接させる場合は、押釦操作による手動微動送り、あ
るいはハンドル送りにて移動軸をゆっくり移動させて、
工具またはワークにセンサを当接させる必要がある。な
ぜならば、早い送り速度で工具またはワークにセンサを
当接させると、通常のセンサにおいては、センサ内部の
接点のチャタリングにより正確な位置の検出が出来なか
ったり、サーボ系の追従誤差により移動指令と実際の動
きの方向が逆になるおそれがあった。

（発明が解決しようとする問題点） しかし従来の方法では、手動微動送り、あるいはハンド
ル送りにて移動軸をゆっくり移動させても、工具または
ワークがセンサに当接する瞬間の移動軸や移動方向は、
必ずしも指定通りでなく不安定であり正確に判定できず
、センサを破損する原因ともなっていた０本発明はこの
ような問題に鑑み、移動軸や移動方向を正しく判定する
回路を設けた、正確な計測制御をおこなえる装置を提供
することにある。

（問題を解決するための手段） 本発明においては、上記の問題点を解決するために工具
をセンサに当接させて、この工具の刃先位置の補正値を
求める工作機械の刃先計測装置、またはワークにセンサ
を当接させて、加工されたワークの寸法誤差を求める工
作機械のワーク計測装置において、センサに当接させる
ための移動軸のうちのどの移動軸であるかを正しく判定
するための移動軸判定手段と、予め設定された許容パル
ス数クランプ値と比較し、前記正しく判定された移動軸
の移動方向を正しく判定する方向判定手段を備えたこと
を特徴とするＮＣ工作機械の計測制御装置を構成したこ
とにある。

（作用） 工具とセンサまたはワークとセンサによる接触で、接触
信号はセンサから位置データ送出手段を介して送信され
る。送信された信号は計測制御装置の移動軸判定手段と
移動方向判定手段に伝達され、判定制御されて数値制御
手段へ送信される。

移動軸判定手段からは軸を特定した信号が、移動方向判
定手段からは移動軸の方向を特定した信号が発せられる
。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。本実施例は工具側を移動させてセンサに当接させるも
のとして説明しているが、センサ側を移動させて工具あ
るいはワークに当接させてもよい。第１図は本発明によ
る計測制御装置の基本的構成を示すブロック図である。

図において、押釦操作による手動の移動指令あるいはハ
ンドル送り指令によってパルス分配手段４から軸、方向
指令を含む移動指令が工具移動手段３に発せられる。工
具１は工具移動手段３によって指令された方向に移動し
、センサ２に当接する。同時に移動軸判定手段７は前記
移動指令により前記移動軸に沿って移動する工具が、プ
ラス、マイナスどちらの方向に移動したかの方向判定を
行う。方向判定手段８は前記移動指令を前頁し、同時に
同じ方向の信号を数値制御手段に出力する。この出力さ
れた信号は、たとえパルス分配手段４からの方向指令が
正逆反対方向に変わっても、方向判定手段８の内容が正
逆反対にならない限り変化しない。クランプ値記憶手段
９は、パラメタ等で予め固定値をプリセットしてあり、
移動軸の方向をクランプする。方向判定手段８は、その
内容が前記クランプ値記憶手段９の固定値を越えないよ
うに方向判定手段日への入力を制御する。

工具１と当接したセンサ２は、当接と同時に接触信号を
数値制御手段に出力し、その時点のＮＣ座標値が工具補
正値とされる。

第２図は本発明を実施した計測制御装置の詳細な例を示
すブロック図である。図において移動軸判定手段１１は
、パルス分配手段４の出力パルスが±Ｘ５　±Ｙ、±Ｚ
のいずれかであるかにより移動軸を判定し、クロック回
路１２のタイミングで移動軸を記憶する。移動軸の方向
判定手段１ｏは＋パルス、−パルスの両者によりアンプ
ダウンする両方向カウンタエ３と、予めパラメータ等に
てパルス数をプリセットされたクランプ値メモリ１５と
、前記両方向カウンタ１３の内容と前記クランプ値メモ
リ１５のプリセット値とを比較する比較手段１４と、各
軸毎に送り方向信号を出力するＡＮＤ回路とからなる。

前記両方向カウンタ１３は、カウンタ１−３の内容がプ
ラスならばプラス指令を示す特定された方向指令子ＦＧ
フラグを、カウンタ１３の内容がマイナスならば同しく
方向指令−ＦＧフラグを出力する。クランプ値メモリ１
５に予めブリセントされるプリセット値は、作業者が工
具をセンサに当接させるためにアプローチさせる際に移
動方向を変化させると考えられる値よりも大きい値を指
令すればよい。

比較手段１４は、両方向カウンタ１３の内容とクランプ
値メモリ１５のプリセット値を比較し、両方向カウンタ
１３の内容がクランプ値メモリ１５のプリセット値より
も大きくなると、両方向カウンタ１３への入力を停止さ
せる信号を出力する。例えば＋Ｘ方向に軸を移動させて
工具をセンサに当接させるものとすると、両方向カウン
タ１３の内容は＋１、＋２、＋３、・・・とカウントア
ツプすると同時に、方向指令子ＦＧフラグを出力する。

両方向カウンタ１３の現在値の内容はクランプ値メモリ
１５のプリセント値と比較手段１４で絶えず比較され、
両方向カウンタ１３の内容がクランプ値メモリ１５のブ
リセント値よりも大きくなると、比較手段１４よりの信
号により両方向カウンタ１３への入力が停止される。

工具がセンサに当接すると、センサより接触信号がＮＣ
へ出力され、スキップ信号として移動軸の方向判定手段
１０へ入力され、移動軸判定手段１１、両方向カウンタ
１３のそれぞれの出力信号と加算されてＡＮＤ回路１６
より特定された方向信号子Ｘが出力される。

両方向カウンタ１３の現在値が＋１、＋２、士３、・・
・とカウントアンプしてゆく途中で、作業者の操作によ
りパルス分配手段４の出力信号が突然マイナス方向に変
化した場合でも、前記クランプ値メモリ１５のプリセッ
ト値の範囲であれば、両方向カウンタ１３の現在値が１
つずつマイナスするだけで、両方向カウンタ１３からの
特定された方向を示す方向指令＋ＦＧフラグは変わらな
い。

さらにマイナスパルスが続き、両方向カウンタ１３の内
容がマイナスに変化すると、両方向カウンタからの方向
指令も＋ＦＧフラグより−ＦＧフラグに変化する。しか
しながら、工具をセンサに当接させようとする過程にお
いては、押釦操作による手動微動送りやハンドル送りに
よって十分な距離を持って工具をセンサにアプローチさ
せるのが普通であるので、クランプ値メモリ１５のプリ
セント値を十分大きくしておけば、作業者がインチング
動作等で正負に移動方向を反転させても、移動軸の方向
判定手段１０の出力である方向信号が変わるおそれはな
い。以上、＋Ｘ方向に工具をセンサに当接させようとし
たが、−Ｘ方向あるいはＹ軸、Ｚ軸についても同様であ
る。

また、パルス分配手段４の出力パルスは各軸を移動させ
る工具移動手段、すなわち軸制御回路３ａ、３ｂ、３ｃ
に伝達され、工具を所定の方向に移動させる。本図はＸ
軸に関する回路のみを示しているが、実際には必要に応
じてＹ軸、Ｚ軸にも配設される。

（発明の効果） 以上説明した通り本発明によれば、工具またはワークを
センサに当接させる際に、当接前後において接触作業に
伴うインチング動作等で移動軸あるいは移動方向が変化
しても、当接させようとする移動軸、移動方向を正確に
判定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成図、第２図は本発明を実施し
た計測制御装置のブロンク図である。 １：工具　２：センサ　４：パルス分配手段７．１１：
移動軸判定手段　　１ｏ二方向判定手段　　１３：両方
向カウンタ　１４：比較手段　１５：クランプ値メモリ 特許出願人　　日立精機株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 工具をセンサに当接させて、この工具の刃先位置の補正
   値を求める工作機械の刃先計測装置、またはワークにセ
   ンサを当接させて、加工されたワークの寸法誤差を求め
   る工作機械のワーク計測装置において、センサに当接さ
   せるための移動軸のうちのどの移動軸であるかを正しく
   判定するための移動軸判定手段と、予め設定された許容
   パルス数クランプ値と比較し、前記正しく判定された移
   動軸の移動方向を正しく判定する方向判定手段を備えた
   ことを特徴とするＮＣ工作機械の計測制御装置。