JPH08263115A - Ｎｃ工作機械における干渉回避方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＮＣ工作機械における動作部同士の干渉を回
避して安全性を高めながら、アラーム状態となって機械
が動作を停止するようなことを少なくする。 【構成】 ＮＣ工作機械の動作中に、複数の動作部のそ
れぞれ予めＮＣ装置に設定してある形状での今後の軌跡
を求め、その複数の動作部の今後の軌跡が交差して重な
る干渉領域を設定する。そして、各動作部が干渉領域に
進入する前に干渉領域に進入する優先順位を確認して、
その動作部の優先順位が一番高い場合には進入させ、他
に優先順位が高い動作部がある場合にはその干渉領域に
進入する前に停止させ、優先順位が高い動作部が干渉領
域の外に出て干渉しなくなり、優先順位が一番高くなっ
てから干渉領域に進入させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ＮＣ（数値制御）旋
盤等のＮＣ工作機械における移動刃物台等の動作部同士
の干渉回避方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年ではＮＣ旋盤，マシニングセンタ
（ＭＣ），ＮＣフライス盤等のＮＣ工作機械が各種部品
加工に使用されている。これらのＮＣ工作機械は、動作
中にＮＣ装置に読み込むか、予め読み込みあるいは作成
して記憶した加工プログラムを実行することにより、主
軸や刃物台等の各動作部の動作を制御して複雑な加工を
自動的に行なうことができる。

【０００３】例えばＮＣ旋盤は、ＮＣ装置が加工プログ
ラムにしたがって主軸の回転及びその主軸の中心線方向
（Ｚ方向）の移動と、刃物台のＸ，Ｙ方向（Ｚ方向に直
交する面内で互いに直交する２方向）あるいはＺ方向へ
の移動を制御して、刃物台に取り付けられた工具（刃
物）によって、主軸に保持された材料（ワーク）に切
削，孔明け等の加工を施す工作機械である。

【０００４】そして、このようなＮＣ工作機械の加工速
度の高速化，加工工程の複雑化，加工精度の高度化等が
進み、且つ機能の拡大（汎用性）も要求されている。そ
のため、１台の工作機械に多数の軸や移動刃物台等の動
作部が設けられており、その動作部同士が動作中に干渉
して工具（刃物）を破損したりワークを不良にしてしま
う恐れがある。そこで、これらの動作部と固定部あるい
は動作部同士の干渉をチェックし、実際に干渉する直前
にアラームを発生して動作を停止させたり、干渉回避動
作を行なわせるようにしたものもある。また、ＮＣ装置
に予め設定してある最高速で動作している動作部が停止
出来る距離以内に物があると干渉回避のためアラーム状
態となり、機械の動作を停止するものもある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにＮＣ工作機械がアラーム状態で止まってしまうと、
プログラムの続行が出来ず、加工中であればその加工を
最初からやり直さなければならないため、作業効率が大
幅に低下すると共に、加工材料の無駄が生じるという問
題があった。また、干渉回避動作を行なえるようにする
には、余分なプログラム及び無駄な時間が必要になると
いう問題がある。

【０００６】この発明は、このような問題を解決するた
めになされたものであり、ＮＣ工作機械における移動刃
物台等の動作部同士の干渉を回避して安全性を高めなが
ら、アラーム状態となって機械が動作を停止するような
ことが極めて少なくなるようにして、作業効率を低下さ
せないようにし、余分なプログラムや無駄な時間も不要
にすることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、干渉する可
能性の有る複数の動作部を持つＮＣ工作機械において、
上記の目的を達成するため、次のような干渉回避方法を
提供する。すなわち、ＮＣ工作機械の動作中に、複数の
動作部のそれぞれ予めＮＣ装置に設定してある形状での
今後の軌跡を求め、その複数の動作部の今後の軌跡が交
差して重なる干渉領域を設定する。

【０００８】そして、上記各動作部が上記干渉領域に進
入する前に該干渉領域に進入する優先順位を確認して、
その動作部の優先順位が一番高い場合には進入させ、他
に優先順位が高い動作部がある場合には該干渉領域に進
入する前に停止させ、優先順位が高い動作部が干渉領域
の外に出て干渉しなくなり、優先順位が一番高くなって
から該干渉領域に進入させる。

【０００９】ＮＣ工作機械の動作中に上記干渉領域を設
定する際、ＮＣ装置が使用中の加工プログラムを複数ブ
ロック先読みして複数の動作部の今後の軌跡を求め、そ
の複数の動作部の今後の軌跡が交差して重なる干渉領域
を、２次元の干渉チェックでは面、３次元の干渉チェッ
クでは立体としてそれぞれ設定するとよい。また、上記
優先順位をＮＣ装置に予め設定しておくとよいが、予め
優先順位を設定していない場合には、複数の動作部が干
渉領域に時間的に早く到達する順に優先順位を設定する
か、加工動作中の動作部に対して加工中でない動作部よ
り優先順位を高く設定するとよい。

【００１０】

【作用】この発明によるＮＣ工作機械における干渉回避
方法によれば、ＮＣ工作機械の動作中に、干渉する可能
性のある複数の動作部のに対して今後の軌跡が交差して
重なる干渉領域を設定し、その各動作部がその干渉領域
に進入する際には優先順位が高い順に進入させ、優先順
位が低い方の動作部は優先順位が高い動作部が干渉領域
の外に出て干渉しなくなるまで待機させるので、動作部
同士の干渉を回避しながら、加工プログラムの実行を継
続することができる。したがって、アラーム状態となっ
て機械が動作を停止するようなことが極めて少なくな
り、作業効率を低下させずに安全性を高めることができ
る。また、干渉回避動作を行なうための余分なプログラ
ムや無駄な時間が不要である。

【００１１】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて具
体的に説明する。図２はこの発明による干渉回避方法を
実施するＮＣ旋盤の一例を示す要部外観斜視図である。

【００１２】これは棒材加工用の主軸台摺動型のＮＣ旋
盤の加工位置付近の斜視図であり、一対の主軸と背面主
軸とを備えている。すなわち、図２に示すようにベッド
１０の手前下がりに傾斜した上面後部に、主軸台（図示
せず）が主軸中心線に平行なＺ１軸方向（矢示Ｚ１方
向）に図示しないガイドレールに沿って摺動可能に載置
されており、この第１主軸台は図示しないＺ１軸用サー
ボモータによって、送りねじ機構を介して矢示Ｚ１方向
へ往復移動される。

【００１３】この主軸台に回転自在に支承され、かつ主
軸用スピンドルモータによって回転される主軸の前方に
は、刃物台ベース１１がベッド１０に固定されてその幅
方向に立設されている。その刃物台ベース１１には、前
述の主軸の中心線と同心の位置にガイドブッシュ１４が
配設されており、主軸に把持されたワークは、このガイ
ドブッシュ１４から加工位置へ突出してＺ１軸方向に摺
動可能に案内保持される。

【００１４】刃物台ベース１１にはさらにＸＹテーブル
１３を介して刃物台１４が、Ｚ１軸と直交し且つ互いに
直交するＸ１軸及びＹ１軸方向（矢示Ｘ１及びＹ１方
向）に摺動可能に配設されている。そして、そのＸＹテ
ーブル１３には、図示しないＸ１軸用サーボモータ及び
Ｙ１軸用サーボモータ及び送りねじ機構が設けられてお
り、それらによって刃物台１４を矢示Ｘ１方向及び矢示
Ｙ１方向にそれぞれ所定ストローク往復移動させること
ができる。

【００１５】その刃物台１４には、複数本（図示の例で
は５本）の切削工具であるバイト１５及び複数個（図示
の例では３個）の回転工具１６が、Ｘ１軸方向に並行に
Ｙ１軸方向に所定の間隔で櫛歯状に取り付けられてい
る。さらに、刃物台ベース１１の手前側に背面刃物台１
７を固設しており、この背面刃物台１７に、複数本（図
示の例では５本）の背面加工用の工具１８が、Ｚ１軸方
向に並行にＸ１軸方向に所定の間隔で並ぶように配設さ
れている。この工具１８は例えばドリル，エンドミルな
どの相対回転工具で、工具１８は回転しないが、後述す
る背面主軸にチャックされたワークの回転により加工可
能である。

【００１６】ベッド１０の刃物台ベース１１の手前側に
は、背面主軸台２０がＺ１軸と並行なＺ２軸方向及びそ
れに直交するＸ２軸（Ｘ１軸と並行）方向に摺動可能に
設けられており、その背面主軸台２０に上述した主軸と
対向する背面主軸とそれに隣接して対向刃物台２２が設
けられている。その対向刃物台２２には、ドリル，エン
ドミルなどの複数本（図示の例では３本）の相対回転工
具２３が、Ｚ２軸方向に並行にＸ２軸方向に所定の間隔
で並ぶように固設されている。

【００１７】背面主軸台２０は、Ｚ２軸用サーボモータ
とＸ２軸用サーボモータとによって、送りねじ機構を介
して矢示Ｚ２方向及び矢示Ｘ２方向に、それぞれ所定ス
トローク往復移動可能である。背面主軸は先端部にはワ
ークをつかむチャック２１を備えており、背面主軸用の
スピンドルモータによって回転される。この背面主軸の
チャック２１に保持されたワークは、主として前述した
背面刃物台１７に取り付けられた工具１８によって加工
されるが、刃物台１４に背面加工用の工具を取り付けた
場合には、それらによって加工することも可能である。

【００１８】このＮＣ旋盤を使用して、丸棒材料のワー
ク（部品）を加工するには、予め丸棒材料を、主軸に通
してガイドブッシュ１２にガイドさせて若干突出させて
主軸でチャックし、ワークとする。そして主軸を回転さ
せてそのワークを回転させ、刃物台１４をＸ１軸方向及
びＹ１軸方向に移動させて、それに取り付けられたバイ
ト１５によって周面の切削加工を、ワークを固定して回
転工具１６を回転させて径方向の孔明け加工等を行なう
ことができる。また、背面主軸台２０をＸ２軸方向及び
Ｚ２軸方向へ移動させて、主軸によって回転されるワー
クの前端面に、対向刃物台２２に取り付けられた相対回
転工具２３によって孔明けやタップ切り等の加工を行な
うこともできる。

【００１９】その後、背面主軸台２０を矢示Ｚ２方向に
移動させて背面主軸のチャック２１でワークの前端部を
掴んで保持し、刃物台１４に取り付けられた突っ切りバ
イトを使用して、刃物台１４を矢示Ｘ１方向に往復移動
させて突っ切り加工を行ない、ワークを丸棒から切り離
す。このワークの受渡しをピックオフという。そして、
背面主軸台２０を背面刃物台１７と対向する位置へ移動
させると共に背面主軸を回転させ、そのチャック２１に
保持されて回転するワークの背面に、センタドリルや背
面タップ等の相対回転工具２３によって、孔明け加工や
タップ切り加工等を行なうことができる。

【００２０】このＮＣ旋盤において、刃物台１４及びそ
れに取り付けられて一体に移動するバイト１５及び回転
工具１６，背面主軸台２０及びそれと一体に移動するチ
ャック２１を有する背面主軸，及び対向刃物台２２とそ
れに取り付けられた相対回転工具２３等の移動可能な部
分が動作部であり、動作中にこれらの動作部同士の干渉
が発生しないようにこの発明による干渉回避を行なうの
である。

【００２１】なお、主軸側のガイドブッシュ１２に保持
されるか、背面主軸のチャック２１に掴まれるワーク
は、工具（刃物）と干渉することによって加工されるの
で、加工中は干渉チェックの対象から除外する。しか
し、加工時以外には干渉してはいけないので、干渉回避
の対象の動作部とすることができる。さらに、加工済み
のワークを受けるセパレータ（受け器）等の移動部材を
設けた場合には、それも干渉回避の対象とする動作部と
することができる。

【００２２】次に、このＮＣ旋盤の制御ユニットである
ＮＣ装置の構成を図３のブロック図によって説明する。
このＮＣ装置は、ＣＰＵを含むシステム制御部４０，プ
ログラム入力部４１，キーボード４２ａ及びスイッチ４
２ｂとディスプレイ４３を備えた操作盤４４，その入出
力制御部４５，システム制御用プログラムメモリ（ＲＯ
Ｍ）４６，加工プログラム格納部４８，表示データ記憶
部４９，その他のデータを記憶するＲＡＭ５０，加工プ
ログラム処理部５１，加工動作制御部５２とからなり、
その加工動作制御部５２を介して図２に示した機構部を
直接駆動制御する駆動部３０を制御する。

【００２３】駆動部３０は、Ｚ１，Ｚ２，Ｘ１，Ｘ２，
Ｙ１の各軸用サーボモータのサーボ機構３１を駆動制御
する各軸の制御駆動部３２、各主軸（主軸及び背面主
軸）のスピンドルモータ３３を駆動制御するスピンドル
モータ制御駆動部３４、及び各センサ（各テーブルの位
置センサ等）３５の検出信号を入力するセンサ入力部３
６等からなる。

【００２４】システム制御部４０は、このＮＣ装置全体
ひいてはＮＣ旋盤全体を統括制御する部分で、加工プロ
グラム処理部５１と共に加工プログラム格納部４８に格
納された加工プログラムの判別，変換，編集等の処理、
入出力制御部４５を介して操作盤４４のキーボード４２
ａ又はスイッチ４２ｂからのデータや指令の入力及びデ
ィスプレイ４３への加工プログラムその他の表示に関す
る処理、加工動作制御部５２と共に加工プログラム格納
部４８に格納されている加工プログラムに基づいて駆動
部３０を動作させてＮＣ加工を行なうための処理などを
行なう。また、この発明に係る干渉回避に関する処理も
ここで行なう。

【００２５】プログラム入力部４１は、外部のプログラ
ム作成装置（パソコン等）によって作成された加工プロ
グラムを、紙テープやフロッピディスクから入力する紙
テープリーダ，フロッピディスク装置（ＦＤＤ）などで
ある。操作盤４４は、ＮＣ加工を行なう際にキーボード
４２ａあるいはスイッチ４２ｂから動作指令を行ない、
ディスプレイ４３の表示によって動作を確認したりする
運転操作手段となる。干渉チェック及び回避を行なう動
作部の組み合せ、およびその各動作部の形状と座標原
点、後述する干渉領域へ進入する優先順位などを予め設
定する際の入力操作も、この操作盤４４で行なう。

【００２６】入出力制御部４５は、この操作盤４４のキ
ーボード４２ａあるいはスイッチ４２ｂからの指令や入
力の判別、表示データ記憶部４９に記憶された表示デー
タをディスプレイ４３に表示するための制御等を行な
う。システム制御用プログラムメモリ４６は、このＮＣ
装置の動作を制御するためにシステム制御部４０のＣＰ
Ｕが使用するプログラム及び固定データを格納したＲＯ
Ｍである。

【００２７】自動プログラミング部４７は、操作盤４４
を用いた対話式プログラミングによって、このＮＣ装置
自体で加工プログラムの作成を行なうための機能部であ
る。加工プログラム格納部４８は、プログラム入力部４
１から入力された加工プログラム、あるいは自動プログ
ラミング部４７で作成した加工プログラムを格納するＲ
ＡＭである。表示データ記憶部４９は、操作盤４４のデ
ィスプレイ４３に表示させる各種のデータを格納するビ
ットマップメモリ（ＶＲＡＭ）である。

【００２８】ＲＡＭ５０は、加工に使用する各工具（ツ
ール）のデータや各種の初期セットデータ等を記憶する
メモリであり、この発明による干渉回避を行なうために
予め設定されるデータ、すなわち干渉チェック及び回避
を行なう動作部の組み合せ、ならびにその各動作部の形
状と座標原点、後述する干渉領域へ進入する優先順位等
のデータもこのＲＡＭ５０に記憶される。なお、加工プ
ログラム格納部４８と表示データ記憶部４９も、このＲ
ＡＭ５０の記憶容量が充分あればこれを兼用することが
できる。

【００２９】ここで、この発明による干渉回避方法の基
本実施例の動作を、図１のフローチャートにしたがって
説明する。上述したＮＣ旋盤のＮＣ装置が動作を開始す
ると、ステップ１で干渉する可能性の有る複数の動作部
の今後の軌跡を算出して求め、ステップ２でその複数の
動作部の今後の軌跡が交差して重なる（干渉の可能性が
ある）干渉領域を設定する。このとき、実際の動作タイ
ミングと計算上の動作タイミングがずれる場合があるた
め、時間の要素は考慮しない。

【００３０】ついで、ステップ３で上記複数の動作部の
いずれかが干渉領域に進入する直前（待機しなければな
らない場合に干渉領域に進入せずに停止できるだけ手前
の位置）に来たかどうかをチェックし、直前に来たらス
テツプ４でその動作部の干渉領域に進入する優先順位を
確認して、優先順位が一番高ければステップ７へ進んで
そのまま干渉領域に進入させる。そして、ステップ８で
干渉領域を未通過の他の動作部があるか否かをチェック
して、なければ処理を終了し、あればステップ３へ戻
る。

【００３１】ステップ４でその動作部の優先順位が一番
高くなければ、ステップ５へ進んで干渉領域に進入する
前に停止させて待機させる。そして、ステップ６で優先
順位の高い動作部が干渉領域の外に出たかどうかをチェ
ックし、外へ出たら再びステップ４へ戻って優先順位を
チェックするが、この時には干渉領域を通過した動作部
の優先順位は除外する。

【００３２】その結果待機させている動作部の優先順位
が一番高くなれば、干渉領域に進入させるが、まだ他に
優先順位の高い動作部があればステップ５で待機状態を
継続させ、その優先順位の高い動作部が干渉領域の外に
出たら、ステップ６からステップ４の優先順位のチェッ
クに戻ることを繰り返す。こうして、待機中の動作部の
優先順位が一番高くなるとステップ７へ進んでその動作
部を干渉領域へ進入させる。

【００３３】このように、この発明による干渉回避方法
を実施すれば、加工プログラムとは別の処理によって動
作部相互間の干渉を自動的に回避するので、プログラマ
が加工プログラムを作成する際には、干渉する恐れのあ
る動作部の移動のタイミングについて予め考慮しなくて
よい。

【００３４】ここで、干渉領域の設定について説明す
る。ＮＣ工作機械の動作中、ＮＣ装置は使用中の加工プ
ログラムを複数ブロック先読みして、複数の動作部の今
後の軌跡を求める。そして、その複数の動作部の今後の
軌跡が交差して重なる領域を干渉の可能性がある領域、
すなわち干渉領域として設定する。

【００３５】図４の(Ａ)は２次元の干渉チェックを行な
う場合、(Ｂ)は３次元の干渉チェックを行なう場合の例
を示し、いずれも動作部１の今後の軌跡１ａと、動作部
２の今後の軌跡２ａとが交差して重なる領域（斜線を施
して示す）を干渉領域３として設定する。したがって、
２次元の干渉チェックの場合は、動作部１，２の今後の
軌跡１ａ，２ａは帯状になり、干渉領域３は面領域にな
る。３次元の干渉チェックの場合は、動作部１，２の今
後の軌跡１ａ，２ａは筒状になり、干渉領域は立体領域
となる。なお、図中の矢印は動作部１，２の移動方向を
示し、斜めに移動する場合は互いに直交する方向の成分
で規定する。

【００３６】図５は２次元の干渉チェックにより干渉を
回避する例であり、この例では動作部２が動作部１より
先に干渉領域３の直前（待機しなければならない場合に
干渉領域３に進入せずに停止できる距離ｄだけ干渉領域
３より手前の位置）に到達するが、そこで優先順位を確
認し、動作部２の方が動作部１より優先順位が高い場合
はそのまま干渉領域に進入するが、動作部１より優先順
位が低い場合はそこで停止して待機する。そして、動作
部１が干渉領域３を通過した後に動作部２が干渉領域に
進入する。したがって、動作部１と動作部２の干渉を回
避することができる。

【００３７】このように、互いに干渉する恐れがある複
数の動作部の干渉領域へ進入する優先順位を、図３に示
した操作盤４４を使用して予め設定して、ＲＡＭ５０に
記憶させておくことができる。しかし、干渉領域への進
入の優先順位を予め設定しておかなくても、複数の動作
部が時間的に先に干渉領域に到達する順に優先順位を設
定することもでき、その方が動作部の待機時間を最小限
にすることができる。

【００３８】たとえば、図６の(Ａ)に示すように、動作
部２が干渉領域３の直前に到達した時、干渉領域３に他
の動作部が進入していない場合には、この動作部２に優
先権を与え、そのまま干渉領域へ進入させる。そして、
図６の(Ｂ)に示すように、動作部２が干渉領域３に入っ
ている時に動作部１が干渉領域３の直前に到達した場合
には、先に干渉領域３に入った動作部２に優先権がある
ため、動作部１は停止して動作部２が干渉領域３から出
るまで待機する。但し、複数の動作部が同時に干渉領域
３の直前に到達する可能性もあり、その場合にはいずれ
か一つの動作部に優先権を与えることになるが、予め優
先順位が設定されていれば、それにしたがって優先権を
与えることができる。

【００３９】また、複数の動作部のうち加工中の動作部
がある場合は、その加工中の動作部に優先権を与えるよ
うにするとよい。それは、例えば切削加工中の動作部を
加工途中で停止させると、切削したワーク（製品）にス
ジが残る恐れがあるからである。

【００４０】３次元の干渉チェックを行なう場合には、
図７〜図９に示すように、図２に示したＮＣ旋盤のＺ
１，Ｚ２軸方向（Ｚ）と、Ｘ１，Ｘ２軸方向（Ｘ）と、
Ｙ１軸方向（Ｙ）の３次元空間を、Ｘ−Ｚ平面への投影
形状とＹ−Ｚ平面への投影形状とに分けて干渉をチェッ
クする。ここで、図４の（Ｂ）に示した３次元の干渉領
域３をＸ−Ｚ平面に投影した面領域を３ａで示し、Ｙ−
Ｚ平面に投影した面領域を３ｂで示す。以下の説明で
は、この面領域３ａ，３ｂも干渉領域という。図中の各
動作部１，２に付した矢印はその移動方向を示す。

【００４１】この場合は、Ｘ−Ｚ平面とＹ−Ｚ平面の一
方のみで動作部１と２の形状が重なっても３次元空間で
は干渉していない。同様に、いずれか一方の面でのみ動
作部１又は２が干渉領域３ａ又は３ｂの直前にきても、
３次元空間では干渉領域３の直前（待機しなければなら
ない場合に干渉領域３に進入せずに停止できる距離だけ
干渉領域３より手前の位置）にきていることにはならな
い。

【００４２】そこで、例えば動作部１がＸ−Ｚ平面とＹ
−Ｚ平面の両面で共に他の動作部２より先に干渉領域３
ａ及び３ｂの直前にきた場合には、３次元空間で動作部
１が動作部２り先に立体の干渉領域３の直前に到達した
ことになるので、動作部１に優先権を与え、図７に示す
ようにそのまま干渉領域３（３ａ，３ｂ）内へ進入させ
る。そして、後から干渉領域３（３ａ，３ｂ）の直前に
到達した動作１はその位置で停止させて、動作部１が干
渉領域３から出る（すくなくとも干渉領域３ａ又は３ｂ
の一方から出る）まで待機する。

【００４３】この場合、図８に示すように動作部２がＹ
−Ｚ平面では先に干渉領域３ｂの直前に到達しても、Ｘ
−Ｚ平面ではまだ干渉領域の直前に達していない場合に
は、動作部２は未だ３次元空間での干渉領域３の直前に
はきていないので、優先順位が決められていなければそ
のまま移動して、例えばＹ−Ｚ平面で干渉領域３ｂに進
入することがあるが、その場合も動作部１は実際の３次
元空間での干渉領域３には進入していないので問題はな
い。

【００４４】そして、上述のように動作部１が先に干渉
領域３ａ及び３ｂの両方の直前にくると（図８に示す状
態）、動作部１に優先権が与えられ、動作部１はそのま
ま干渉領域３ａ，３ｂ内に進入する。その際、図９に示
すようにＹ−Ｚ平面の干渉領域３ｂ内で先に進入してい
る動作部２と重なって干渉してしまうように見えるが、
Ｘ−Ｚ平面では動作部２と干渉していないので、３次元
空間では動作部１と２は干渉していない。

【００４５】しかし、動作部１が図９に示すようにＸ−
Ｚ平面でも干渉領域３ａの直前にくると、３次元空間で
も干渉領域３の直前に来たことになるので、優先順位を
確認し、他の動作部２に優先権が与えられているので、
そこで停止して、動作部２が干渉領域３を出るまで待機
する。図９のＹ−Ｚ平面におけるように、動作部１と２
の形状が重なってしまった場合は、その平面内ではもは
や干渉することはないと判断できるので、その平面内に
おける優先順位の決定は不要であり、他方の平面のみで
優先順位を決定することができる。

【００４６】また、３個以上の動作部が共通の干渉領域
を有する場合にも、同様に優先順位を決定して優先順位
の高い順に干渉領域を通過させるようにすればよい。複
数の動作部が同時に干渉領域の直前に達した場合には、
２次元の干渉回避の場合と同様に、予め設定された優先
順位によって優先権を与えたり、加工中の動作部に最優
先権を与えるようにすればよい。

【００４７】なお、干渉回避動作中にある動作部相互間
の相対距離が１軸でも増加に転じた時点で回避完了と判
断する。すなわち、複数の動作部のうち優先権のない動
作部が干渉領域の直前で待機し、優先権のある動作部が
干渉領域を通過している間は、両動作部の相対距離は変
化しないが、優先権のある動作部が干渉領域を出ると両
者の相対距離が増加に転じるので、回避完了と判断でき
る。したがって、その時点から待機中の動作部が移動を
再開できる。また、各軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の相対距離のベ
クトル量が増加に転じた瞬間を回避完了と判断すること
もできる。

【００４８】さらに安全のために、複数の動作部に対し
て２次元と３次元の干渉チェックを行ない、共に干渉が
検出された瞬間に双方の動作部を停止させたアラームと
することもできる。その場合は、リセット操作によって
アラームは解除される。この発明は、前述したＮＣ旋盤
に限らず、複数の動作部を有する全てのＮＣ工作機械に
適用することができる。

【００４９】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
る干渉回避方法を用いれば、ＮＣ工作機械における移動
刃物台やそれに取り付けられた工具等の動作部同士の干
渉を回避して安全性を高めながら、アラーム状態となっ
て機械が動作を停止するようなことが極めて少なくなる
ようにして、作業効率を低下させないようにし、余分な
プログラムや無駄な時間も不要にすることが可能にな
る。また、微妙な位置や時間の関係を考えずにプログラ
ムを作成しても干渉を回避できるたるめ、プログラム作
成時間を短縮できる。互いに干渉する動作部のうち待機
する動作部をも干渉領域に入る直前で待機するので待ち
時間を最小にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による干渉回避方法の基本的実施例の
動作フロー図である。

【図２】この発明による干渉回避方法を実施するＮＣ旋
盤の一例を示す要部外観斜視図である。

【図３】図１に示したＮＣ旋盤の制御ユニットであるＮ
Ｃ装置の構成例を示すブロック図である。

【図４】図１のステップ２における干渉領域の設定につ
いての説明図である。

【図５】２次元の干渉領域を設定した場合の干渉回避動
作の説明図である。

【図６】同じくその場合の他の干渉回避動作の説明図で
ある。

【図７】３次元の干渉領域を設定した場合の干渉回避動
作の説明図である。

【図８】同じくその優先権決定時の状態を示す説明図で
ある。

【図９】同じく動作部１が停止して待機する状態を示す
説明図である。

【符号の説明】 １，２動作部 ３：干渉領域 ３ａ：Ｘ−Ｚ平面に投影した干渉領域 ３ｂ：Ｙ−Ｚ平面に投影した干渉領域 １０：ベッド １１：刃物台ベース １２：ガイドブッシュ １３：ＸＹテーブル １４：刃物台 １５：バイト １６：回転工具 １７：背面刃物台 １８：背面加工用の工具 ２０：背面主軸台 ２１：チャック ２２：対向刃物台 ２３：相対回転工具 ３０：駆動部 ４０：システム制御部 ４４：操作盤 ４５：入出力制御部 ４６：システム制御用プログラムメモリ ４８：加工プログラム格納部 ５０：ＲＡＭ ５２：加工動作制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０５Ｂ 19/19 Ｇ０５Ｂ 19/19 Ｍ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 干渉する可能性の有る複数の動作部を持
   つＮＣ工作機械において、 該ＮＣ工作機械の動作中に、前記複数の動作部のそれぞ
   れ予めＮＣ装置に設定してある形状での今後の軌跡を求
   め、該複数の動作部の今後の軌跡が交差して重なる干渉
   領域を設定し、 前記各動作部が前記干渉領域に進入する前に該干渉領域
   に進入する優先順位を確認して、該動作部の優先順位が
   一番高い場合には進入させ、他に優先順位が高い動作部
   がある場合には該干渉領域に進入する前に停止させ、優
   先順位が高い動作部が干渉領域の外に出て干渉しなくな
   り、優先順位が一番高くなってから該干渉領域に進入さ
   せることを特徴とするＮＣ工作機械における干渉回避方
   法。
2. 【請求項２】 ＮＣ工作機械の動作中に、前記ＮＣ装置
   が使用中の加工プログラムを複数ブロック先読みして複
   数の動作部の今後の軌跡を求め、該複数の動作部の今後
   の軌跡が交差して重なる干渉領域を、２次元の干渉チェ
   ックでは面、３次元の干渉チェックでは立体としてそれ
   ぞれ設定することを特徴とする請求項１記載のＮＣ工作
   機械における干渉回避方法。
3. 【請求項３】 前記優先順位を、前記ＮＣ装置に予め設
   定しておくことを特徴とする請求項１又は２記載のＮＣ
   工作機械における干渉回避方法。
4. 【請求項４】 前記優先順位を、前記複数の動作部が前
   記干渉領域に時間的に早く到達する順に設定することを
   特徴とする請求項１又は２記載のＮＣ工作機械における
   干渉回避方法。
5. 【請求項５】 前記優先順位を、加工動作中の動作部に
   対して加工中でない動作部より高く設定することを特徴
   とする請求項１又は２記載のＮＣ工作機械における干渉
   回避方法。