JPH08150540A - 工作機械の干渉防止装置 - Google Patents

工作機械の干渉防止装置

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JPH08150540A
JPH08150540A JP6294296A JP29429694A JPH08150540A JP H08150540 A JPH08150540 A JP H08150540A JP 6294296 A JP6294296 A JP 6294296A JP 29429694 A JP29429694 A JP 29429694A JP H08150540 A JPH08150540 A JP H08150540A
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JP
Japan
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shape
side member
machine side
workpiece
interference
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Withdrawn
Application number
JP6294296A
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English (en)
Inventor
Kensuke Ide
健介 井手
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

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  • Numerical Control (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加工能率を低下させることなく工具や機械と
被加工物の干渉を未然に防止する。 【構成】 素材形状に応じてワーク形状記憶器23に記
憶された被加工物の加工形状と、形状記憶器25で記憶
された機械側部材の形状と、NCプログラム解釈器12
で指令された機械側部材の移動状況とを干渉検出器24
に入力し、干渉検出器24で被加工物と機械側部材との
干渉を判断すると共に、ワーク形状更新器26で判断し
た新たな加工形状を次の加工指令における加工形状とし
てワーク形状記憶器23に更新し、加工能率を低下させ
ることなく工具や機械と被加工物の干渉を未然に防止す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マシニングセンタ等の
工作機械における被加工物と機械側との干渉を防止する
干渉防止装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図2には門型工作機械の外観の一例を示
してある。図に示したように、被加工物であるワーク1
は水平方向に往復移動(図中紙面に垂直な方向:X軸方
向)するテーブル2上に載置され、テーブル2の両側に
はコラム3が設けられている。コラム3の上部にはビー
ム4が渡され、ビーム4にはサドル5がX軸方向に直交
する水平方向に往復移動(図中左右方向:Y軸方向)自
在に支持されている。サドル5にはラム6が鉛直方向に
往復移動(図中上下方向Z軸方向)自在に支持され、ラ
ム6の先端には主軸7を介して工具8が備えられてい
る。X軸、Y軸及びZ軸のモータ(図示省略)はNC制
御により制御され、ワーク1が工具8によって所定の形
状に加工される。
【0003】図3に基づいてX軸、Y軸及びZ軸の送り
制御について説明する。図3には送りモータの制御ブロ
ックを示してある。工具8の移動軌跡は、NCプログラ
ムとして予めNCプログラム記憶器10に記憶されてい
る。加工時にはNCプログラム読出器11により移動指
令がNCプログラム記憶器10から読み出され、NCプ
ログラム読出器11により読み出された移動指令はNC
プログラム解釈器12に与えられる。NCプログラム解
釈器12では与えられたNCプログラムを1指令毎に解
釈し、X軸、Y軸及びZ軸の各軸の移動量や移動速度が
求められる。移動指令作成器13は、実際にサーボ回路
14を駆動するための単位時間(数msec〜数10msec)内
の各軸の移動量を求める。サーボ回路14は単位時間内
の各軸移動量を基にX軸、Y軸及びZ軸のモータ15を
駆動する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】工作機械によってNC
制御加工を行なう場合、NCプログラムのミス、ワーク
1の取り付けミスや工具補正データ(プログラムされた
工具移動経路から工具長及び工具径の分シフトさせた経
路を生成するために入力する工具長及び工具径のデー
タ)の設定ミス等が考えられる。これらのミスが生じる
と、ワーク1と工具8が早送りで衝突したり、工具8と
テーブル2が干渉したり、主軸7やラム6がワーク1と
干渉する虞がある。工作機械は非常に高精度が要求され
ており、且つ高価であるため、部材間で衝突や干渉が発
生した場合大きな損害を受けることになってしまう。
【0005】本発明は上記状況に鑑みてなされたもの
で、工具側と機械側との干渉を未然に防止することがで
きる工作機械の干渉防止装置を提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の第1発明の構成は、被加工物の素材形状を入力する素
材形状入力手段と、該素材形状入力手段によって入力さ
れた情報に基づいて被加工物の加工形状を記憶する加工
形状記憶手段と、前記被加工物に対して相対移動する機
械側部材の形状を記憶する機械側部材形状記憶手段と、
前記機械側部材の移動を指令する移動指令手段と、前記
加工形状記憶手段及び前記機械側部材形状記憶手段及び
前記移動指令手段からの情報が入力され入力情報に応じ
て前記被加工物と前記機械側部材との干渉を判断する干
渉判断手段とからなることを特徴とする。
【0007】また、上記目的を達成するための第2発明
の構成は、被加工物の素材形状を入力する素材形状入力
手段と、該素材形状入力手段によって入力された情報に
基づいて被加工物の加工形状を記憶する加工形状記憶手
段と、前記被加工物に対して相対移動する機械側部材の
形状を記憶する機械側部材形状記憶手段と、前記機械側
部材の移動を指令する移動指令手段と、前記加工形状記
憶手段及び前記機械側部材形状記憶手段及び前記移動指
令手段からの情報が入力され入力情報に応じて前記被加
工物と前記機械側部材との干渉を判断する干渉判断手段
と、前記移動指令手段の情報に基づいて加工後の前記被
加工物の加工形状を判断し該判断した新たな加工形状を
前記加工形状記憶手段に更新する加工形状更新手段とか
らなることを特徴とする。
【0008】また、上記目的を達成するための第3発明
の構成は、被加工物の素材形状を入力する素材形状入力
手段と、該素材形状入力手段によって入力された情報に
基づいて被加工物の加工形状を記憶する加工形状記憶手
段と、前記被加工物に対して相対移動する機械側部材の
形状を記憶する機械側部材形状記憶手段と、前記機械側
部材の移動を指令する移動指令手段と、前記加工形状記
憶手段及び前記機械側部材形状記憶手段及び前記移動指
令手段からの情報が入力され入力情報に応じて前記被加
工物と前記機械側部材との干渉を判断する干渉判断手段
と、被加工物の形状を測定する形状測定手段と、該形状
測定手段による加工後における前記被加工物の測定結果
に基づいて新たな加工形状を前記加工形状記憶手段に更
新する加工形状更新手段とからなることを特徴とする。
【0009】
【作用】第1発明によると、加工形状記憶手段では入力
された素材の情報に基づいて被加工物の加工形状が記憶
されて干渉判断手段に入力され、機械側部材形状記憶手
段で記憶された機械側部材の形状と移動指令手段で指令
された機械側部材の移動状況とが干渉判断手段に入力さ
れ、干渉判断手段で被加工物と機械側部材との干渉が判
断される。
【0010】第2発明によると、加工形状記憶手段では
入力された素材の情報に基づいて被加工物の加工形状が
記憶されて干渉判断手段に入力され、機械側部材形状記
憶手段で記憶された機械側部材の形状と移動指令手段で
指令された機械側部材の移動状況とが干渉判断手段に入
力され、干渉判断手段で被加工物と機械側部材との干渉
が判断される。加工後の被加工物の加工形状が移動指令
手段の情報に応じて判断され、加工形状更新手段によっ
て判断された新たな加工形状が次の加工指令における加
工形状として加工形状記憶手段に更新される。
【0011】第3発明によると、加工形状記憶手段では
入力された素材の情報に基づいて被加工物の加工形状が
記憶されて干渉判断手段に入力され、機械側部材形状記
憶手段で記憶された機械側部材の形状と移動指令手段で
指令された機械側部材の移動状況とが干渉判断手段に入
力され、干渉判断手段で被加工物と機械側部材との干渉
が判断される。加工後における被加工物の加工形状が形
状測定手段によって測定され、形状測定手段による測定
結果に基づいた新たな加工形状が加工形状更新手段によ
って次の加工指令における加工形状として加工形状記憶
手段に更新される。
【0012】
【実施例】図1には本発明の一実施例に係る工作機械の
干渉防止装置の制御ブロックを示してある。図示の実施
例は第2発明に相当するものである。尚、図3に示した
部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省
略してある。また、工作機械の全体構成については図2
に示したものを参照して説明してある。
【0013】図において、素材形状入力手段としてのCA
D データ入力器21は、別置きされているCAD において
生成された被加工物としてのワーク1の素材形状を入力
する装置である。CAD データ入力器21へのワーク1の
素材形状の入力は、通信ラインやフロッピーディスク等
によって行なわれるようになっており、CAD データの種
類としては素材形状を表す面データが考えられる。尚、
素材形状入力手段としてはCAD データ入力器21に変え
てNC装置から直接形状の情報を入力する手段を用いる
ことも可能である。ワーク形状生成器22は、CAD デー
タ入力器21から入力したワーク1の素材形状を干渉検
知に適した形式のデータに変換する。例えば、XY軸平
面の1mmメッシュの格子点毎にその点のワーク1のZ軸
座標を対応させる等の処理を行なう。加工形状記憶手段
としてのワーク形状記憶器23では、ワーク形状生成器
22で生成されたワーク形状データ(加工形状)が入力
されて記憶され、記憶情報は干渉判断手段としての干渉
検出器24に入力される。
【0014】一方、干渉検出器24には移動指令手段と
してのNCプログラム解釈器12からの工具8の移動情
報が入力される。また、機械側部材形状記憶手段として
の形状記憶器25では、工具8の形状、主軸7、ラム6
及びテーブル2等の機械主要部の形状が記憶され、形状
記憶器25の情報は干渉検出器24に入力される。干渉
検出器24では、形状記憶器25及びワーク形状記憶器
23の情報とNCプログラム解釈器12からの移動指令
とが比較され、早送りで工具8の先端がワーク1に衝突
しないか、ワーク1と機械側とが干渉しないか、が判断
される。干渉検出器24により部材同士の干渉がないと
判断されると、移動指令作成器13に対して移動指令の
作成を出力して各軸のモータ15を駆動させる。干渉検
出器24により部材同士に干渉が生じることが検出され
ると、移動指令作成器13に対して移動停止を指示して
干渉を未然に防止する。移動指令作成器13で作成され
た移動指令は加工形状更新手段としてのワーク形状更新
器26に出力され、ワーク形状更新器26では移動指令
作成器13の出力に従って刻々の切削によって変化する
ワーク1の形状を判断し、判断した新たな形状(加工形
状)をワーク形状記憶器23に更新する。具体的には、
前述した例では、格子点上のZ座標値を更新する。
【0015】上述した第2発明の例では、移動指令作成
器13の出力に従って、即ち、移動指令手段の情報に基
づいて加工後のワーク1の加工形状を判断し、判断した
新たな加工形状をワーク形状更新器26によってワーク
形状記憶器23に更新するようにしている。このワーク
形状更新器26を備えていない構成が第1発明に相当
し、第1発明では、CAD データ入力器21から入力した
ワーク1の素材形状を干渉の基準として機械側との移動
指令と比較する。従って第1発明では、単純な形状のワ
ーク1に対して極めて簡単な構造で機械側との干渉を確
実に防止することができる。また、ワーク形状更新器2
6に変えて、ワーク1の形状を測定する測定手段と、こ
の測定手段の測定結果に基づいて新たな加工形状をワー
ク形状記憶器23に更新するようにしたワーク形状更新
器とを備える構成が第3発明に相当する。第3発明で
は、ワーク1の形状を直接測定して実際の形状を新たな
加工形状の情報とするため、加工形状の更新と共に加工
状態の監視を同時に行なうことが可能になる。
【0016】上述した工作機械の干渉防止装置では、CA
D データ入力器21から入力したワーク1の素材形状が
ワーク形状記憶器23を介して干渉検出器24に入力さ
れ、形状記憶器25で記憶された機械側部材の形状とN
Cプログラム解釈器12からの工具8の移動指令とが干
渉検出器24に入力される。そして、干渉検出器24で
は、形状記憶器25及びワーク形状記憶器23の情報と
NCプログラム解釈器12からの移動指令とが比較され
て干渉が生じるか否かが判断される。ワーク形状記憶器
23には移動指令作成器13の出力に従って刻々の切削
によって変化するワーク1の形状が入力されて加工形状
が更新される。従って、ワーク1の素材毎に干渉の判断
を行なうことができ、また常に前回の指令で加工された
ワーク1の形状を基準にして干渉の判断を行なうことが
できるので、工具8、主軸7及びラム6とワーク1やテ
ーブル2との干渉を未然に防止することが可能になり、
また、加工能率を低下させることがない。
【0017】
【発明の効果】第1発明の工作機械の干渉防止装置によ
ると、素材情報に基づく被加工物の加工形状を記憶する
加工形状記憶手段及び機械側部材の形状を記憶する機械
側部材形状記憶手段及び機械側部材の移動を指令する移
動指令手段からの情報が入力され、入力された情報に応
じて被加工物と機械側部材との干渉を判断する干渉判断
手段を備えたので、素材形状に応じて記憶された被加工
物の加工形状と機械側部材形状記憶手段で記憶された機
械側部材の形状と移動指令手段で指令された機械側部材
の移動状況とに応じて干渉判断手段で被加工物と機械側
部材との干渉が判断される。この結果、工具や機械と被
加工物の干渉を未然に防止することが可能になり、工作
機械の安全な運用が促進される。
【0018】第2発明の工作機械の干渉防止装置による
と、素材情報に基づく被加工物の加工形状を記憶する加
工形状記憶手段及び機械側部材の形状を記憶する機械側
部材形状記憶手段及び機械側部材の移動を指令する移動
指令手段からの情報が入力され、入力された情報に応じ
て被加工物と機械側部材との干渉を判断する干渉判断手
段を備えると共に、移動指令手段の情報に基づいて加工
後の被加工物の加工形状を判断して新たな加工形状を加
工形状記憶手段に更新する加工形状更新手段を備えたの
で、素材形状に応じて記憶された被加工物の加工形状と
機械側部材形状記憶手段で記憶された機械側部材の形状
と移動指令手段で指令された機械側部材の移動状況とに
応じて干渉判断手段で被加工物と機械側部材との干渉が
判断されると共に、加工形状更新手段によって判断され
た新たな加工形状が次の加工指令における加工形状とし
て加工形状記憶手段に更新される。この結果、加工能率
を低下させることなく工具や機械と被加工物の干渉を未
然に防止することが可能になり、工作機械の安全な運用
が促進される。
【0019】第3発明の工作機械の干渉防止装置による
と、素材情報に基づく被加工物の加工形状を記憶する加
工形状記憶手段及び機械側部材の形状を記憶する機械側
部材形状記憶手段及び機械側部材の移動を指令する移動
指令手段からの情報が入力され、入力された情報に応じ
て被加工物と機械側部材との干渉を判断する干渉判断手
段を備えると共に、被加工物の形状を測定する形状測定
手段による加工後における被加工物の測定結果に基づい
て新たな加工形状を加工形状記憶手段に更新する加工形
状更新手段とを備えたので、素材形状に応じて記憶され
た被加工物の加工形状と機械側部材形状記憶手段で記憶
された機械側部材の形状と移動指令手段で指令された機
械側部材の移動状況とに応じて干渉判断手段で被加工物
と機械側部材との干渉が判断されると共に、加工後にお
ける被加工物の測定結果に基づいた新たな加工形状が加
工形状更新手段によって次の加工指令における加工形状
として加工形状記憶手段に更新される。この結果、加工
能率を低下させることなく工具や機械と被加工物の干渉
を未然に防止することが可能になると共に、加工形状の
更新と共に加工状態の監視を同時に行なうことが可能に
なり、工作機械の安全な運用が促進される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る工作機械の干渉防止装
置の制御ブロック図。
【図2】門型工作機械の一例を表す外観図。
【図3】送りモータの制御ブロック図。
【符号の説明】 1 ワーク 2 テーブル 7 主軸 8 工具 10 NCプログラム記憶器 11 NCプログラム読出器 12 NCプログラム解釈器 13 移動指令作成器 14 サーボ回路 15 モータ 21 CAD データ入力器 22 ワーク形状生成器 23 ワーク形状記憶器 24 干渉検出器 25 形状記憶器 26 ワーク形状更新器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被加工物の素材形状を入力する素材形状
    入力手段と、該素材形状入力手段によって入力された情
    報に基づいて被加工物の加工形状を記憶する加工形状記
    憶手段と、前記被加工物に対して相対移動する機械側部
    材の形状を記憶する機械側部材形状記憶手段と、前記機
    械側部材の移動を指令する移動指令手段と、前記加工形
    状記憶手段及び前記機械側部材形状記憶手段及び前記移
    動指令手段からの情報が入力され入力情報に応じて前記
    被加工物と前記機械側部材との干渉を判断する干渉判断
    手段とからなることを特徴とする工作機械の干渉防止装
    置。
  2. 【請求項2】 被加工物の素材形状を入力する素材形状
    入力手段と、該素材形状入力手段によって入力された情
    報に基づいて被加工物の加工形状を記憶する加工形状記
    憶手段と、前記被加工物に対して相対移動する機械側部
    材の形状を記憶する機械側部材形状記憶手段と、前記機
    械側部材の移動を指令する移動指令手段と、前記加工形
    状記憶手段及び前記機械側部材形状記憶手段及び前記移
    動指令手段からの情報が入力され入力情報に応じて前記
    被加工物と前記機械側部材との干渉を判断する干渉判断
    手段と、前記移動指令手段の情報に基づいて加工後の前
    記被加工物の加工形状を判断し該判断した新たな加工形
    状を前記加工形状記憶手段に更新する加工形状更新手段
    とからなることを特徴とする工作機械の干渉防止装置。
  3. 【請求項3】 被加工物の素材形状を入力する素材形状
    入力手段と、該素材形状入力手段によって入力された情
    報に基づいて被加工物の加工形状を記憶する加工形状記
    憶手段と、前記被加工物に対して相対移動する機械側部
    材の形状を記憶する機械側部材形状記憶手段と、前記機
    械側部材の移動を指令する移動指令手段と、前記加工形
    状記憶手段及び前記機械側部材形状記憶手段及び前記移
    動指令手段からの情報が入力され入力情報に応じて前記
    被加工物と前記機械側部材との干渉を判断する干渉判断
    手段と、被加工物の形状を測定する形状測定手段と、該
    形状測定手段による加工後における前記被加工物の測定
    結果に基づいて新たな加工形状を前記加工形状記憶手段
    に更新する加工形状更新手段とからなることを特徴とす
    る工作機械の干渉防止装置。
JP6294296A 1994-11-29 1994-11-29 工作機械の干渉防止装置 Withdrawn JPH08150540A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7369971B2 (en) 2001-01-11 2008-05-06 Mori Seiki Co., Ltd. Method and apparatus for generating three-dimensional shape data
JP2009163414A (ja) * 2007-12-28 2009-07-23 Japan Society For The Promotion Of Machine Industry 工具衝突防止装置、工具衝突防止方法、およびncプログラム
JP2009230571A (ja) * 2008-03-24 2009-10-08 Okuma Corp 加工シミュレーション装置
JP2014206910A (ja) * 2013-04-15 2014-10-30 オークマ株式会社 数値制御装置

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20020205