JPH0962361A - 加工力フィードバック装置 - Google Patents

加工力フィードバック装置

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JPH0962361A
JPH0962361A JP21433195A JP21433195A JPH0962361A JP H0962361 A JPH0962361 A JP H0962361A JP 21433195 A JP21433195 A JP 21433195A JP 21433195 A JP21433195 A JP 21433195A JP H0962361 A JPH0962361 A JP H0962361A
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JP
Japan
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force
handle
workpiece
machining
tool
Prior art date
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Pending
Application number
JP21433195A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Nakazawa
弘 中澤
Takashi Izumi
隆志 和泉
Masahiro Komatsubara
正洋 小松原
Toshiki Naitou
才樹 内藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP21433195A priority Critical patent/JPH0962361A/ja
Publication of JPH0962361A publication Critical patent/JPH0962361A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 手動操作手段によって加工力を触感できるよ
うにする。 【解決手段】 手動操作ハンドル18の操作量に応じて
パルスモータ12を駆動して工具14を被加工物16に
対して移動させて旋削を行なった際に、被加工物16に
加わる旋削力が電圧センサ22によって検出され、検出
結果に応じてマグネットパウダーブレーキ21を動作さ
せて手動操作ハンドル18に被加工物16に加わる旋削
力に応じた操作抵抗を付加し、作業者は手動操作ハンド
ル18によって加工力が触感できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、NC工作機械等で
手動操作ハンドルによって工具を移動させる際に加工力
を触感できるようにした加工力フィードバック装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】NC工作機械の代表例としてNC旋盤が
知られている。図3に基づいて一般的なNC旋盤の概略
構成を説明する。
【0003】図に示すように、NC旋盤1にはパルスモ
ータ2によって回転されるボールスクリュー3が設けら
れ、ボールスクリュー3に工具4が設けられている。パ
ルスモータ2の駆動によってボールスクリュー3を回転
させることで工具4がボールスクリュー3に沿って往復
移動する。また、NC旋盤1には主軸モータ5が設けら
れ、主軸モータ5には被加工物6が取り付けられてい
る。主軸モータ5の駆動によって被加工物6を回転させ
ると共に、パルスモータ2の駆動によってボールスクリ
ュー3を回転させることで、工具4が被加工物6の外周
面に接触して旋削が行なわれる。パルスモータ2の駆
動、即ち、工具4の移動位置や移動速度及び主軸モータ
5の駆動は数値化された情報に基づいて制御され、自動
化及び無人化が図られている。
【0004】一方、NC旋盤1には手動ハンドル7が設
けられ、手動ハンドル7の回転情報がパルスジェネレー
タ8を介して電気的にパルスモータ2に与えられるよう
になっている。手動ハンドル7を作業者の手9によって
操作することで、パルスモータ2の駆動を手動で行な
い、工具4を手動で移動させて作業者の意思を反映させ
た加工を行なうことも可能となっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】NC工作機械は自動化
及び無人化を目指して開発されてきたため、手動操作に
関しては種々の考慮はされていないのが現状である。つ
まり、従来のNC旋盤1では、手動ハンドル7の操作状
況を電気的にパルスモータ2に与えて工具4を移動させ
るようになっているので、作業者は数値化された情報し
か得ることができず、加工中に工具4に加わる切削力を
感じることができない。このため、過負荷状態であるの
か負荷のかけ不足なのか等、加工状況の判断が困難であ
り作業者の経験等を活かした加工を行なうことが困難と
なっている。また、加工中の微妙な変化を感じとること
ができないため、旋削条件を変更する場合の判断材料が
乏しく、加えて、加工状況の判断が困難なことから、危
険回避が迅速に行なえない虞があった。
【0006】本発明は上記状況に鑑みてなされたもの
で、手動操作ハンドルによって工具を移動させる際に加
工力を触感できるようにした加工力フィードバック装置
を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の構成は、加工手段を被加工物に対して相対的
に移動させることで加工を行なう機械において、加工時
に前記被加工物に加わる力を検出する力検出手段と、前
記加工手段の前記被加工物に対する相対移動状態を制御
する移動制御手段と、手動により操作され操作量に応じ
て前記移動制御手段に指令を与える手動操作手段と、該
手動操作手段に操作力の抵抗を与える抵抗付加手段と、
前記力検出手段からの信号に基づいて前記抵抗付加手段
を動作させる抵抗指令手段とからなることを特徴とす
る。
【0008】手動操作手段を操作することにより操作量
が移動制御手段に入力され、移動制御手段では手動操作
手段の操作量に応じて加工手段の被加工物に対する相対
移動状態を制御する。加工中の被加工物に加わる力は力
検出手段で検出され、力検出手段の検出信号に基づいて
抵抗付加手段が動作され、被加工物に加わる力に応じて
手動操作手段に抵抗が付加され、被加工物に加わる力を
手動操作手段で触感する。
【0009】
【発明の実施の形態】図1には本発明の一実施例に係る
加工力フィードバック装置を備えたNC旋盤の概略構
成、図2には手動ハンドル部の構造説明を示してある。
【0010】図1に示すように、機械としてのNC旋盤
11にはパルスモータ12によって回転されるボールス
クリュー13が設けられ、ボールスクリュー13に加工
手段としての工具14が設けられている。パルスモータ
12の駆動によってボールスクリュー13を回転させる
ことで工具14がボールスクリュー13に沿って往復移
動する。また、NC旋盤11には主軸モータ15が設け
られ、主軸モータ15には被加工物16が取り付けられ
ている。主軸モータ15の駆動によって被加工物16を
回転させると共に、パルスモータ12の駆動によってボ
ールスクリュー13を回転させることで、工具14が被
加工物16の外周面に接触して移動し旋削が行なわれ
る。パルスモータ12の駆動、即ち、工具14の移動位
置や移動速度及び主軸モータ15の駆動は数値化された
情報に基づいてNC装置17により制御される。
【0011】また、NC旋盤11には手動操作手段とし
ての手動ハンドル18が設けられ、手動ハンドル18の
回転情報が移動制御手段としてのパルスジェネレータ1
9を介して電気的にパルスモータ12に与えられるよう
になっている。手動ハンドル18を作業者の手20によ
って操作することで、パルスモータ12の駆動を手動で
行なうことができる。
【0012】一方、手動ハンドル18には抵抗付加手段
としてのマグネットパウダーブレーキ21が設けられ、
手動ハンドル18はマグネットパウダーブレーキ21に
よって操作力に抵抗(制動力)が与えられるようになっ
ている。主軸モータ15には駆動電圧値を検出して出力
する力検出手段としてのセンサ22が設けられ、センサ
22で出力される駆動電圧値は抵抗指令手段としての電
圧電流変換回路23に入力される。電圧電流変換回路2
3では駆動電圧値を駆動電流値に変換し、変換された駆
動電流値はマグネットパウダーブレーキ21に入力され
る。マグネットパウダーブレーキ21は駆動電流値に応
じて作動され、手動ハンドル18に駆動電流値に応じた
制動力、即ち、被加工物16に加わった力に応じた操作
抵抗を与えるようになっている。
【0013】図2に基づいて手動ハンドル18の部位を
詳細に説明する。手動ハンドル18のハンドル軸24に
はマグネットパウダーブレーキ21が設けられ、ハンド
ル軸24と平行にパルスジェネレータ19を備えた出力
軸25が設けられている。パルスジェネレータ19は基
本的にはマグネットパウダーブレーキ21と直結する方
がコンパクトに作製できるが、本実施例では、市販のも
のを用いたのでこのような構造になっている。ハンドル
軸24と出力軸25はプーリ26及びベルト27によっ
て連結され、手動ハンドル18の操作によりハンドル軸
24と出力軸25が連動して回される。マグネットパウ
ダーブレーキ21には電圧電流変換回路23から駆動電
流が入力され、パルスジェネレータ19からは手動ハン
ドル18の回転情報の電気信号がパルスモータ12に送
られる。
【0014】上述した加工力フィードバック装置を備え
たNC旋盤11の作用を説明する。手動ハンドル18の
操作によって工具14の送り操作を行なう場合、手動ハ
ンドル18を回転させることにより、ハンドル軸24、
プーリ26及びベルト27を介して出力軸25が回転す
る。出力軸25の回転情報はパルスジェネレータ19を
介してパルスモータ12に電気信号として送られ、パル
スモータ12の駆動によりボールスクリュー13が回転
し、工具14が被加工物16の外周面に接触して旋削が
行なわれる。
【0015】旋削時に被加工物16に加わる力は主軸モ
ータ15の駆動電圧値としてセンサ22によって検出さ
れ、センサ22で出力される駆動電圧値は電圧電流変換
回路23に入力される。電圧電流変換回路23では入力
された駆動電圧値が駆動電流値に変換されてマグネット
パウダーブレーキ21に入力される。マグネットパウダ
ーブレーキ21は駆動電流値に応じて動作され、駆動電
流値である旋削時に被加工物16に加わる力に応じた制
動力をハンドル軸24に与える。つまり、旋削時に被加
工物16に加わる力が大きい場合、ハンドル軸24に与
えられる制動力が大きくなって手動ハンドル18の操作
抵抗が増し、旋削時に被加工物16に加わる力が小さい
場合、ハンドル軸24にはマグネットパウダーブレーキ
21からの制動力が働かずに抵抗なく手動ハンドル18
の操作が行なえる。
【0016】このように、手動ハンドル18の操作によ
り工具14の送り動作を行なって旋削を実行した際、旋
削時に被加工物16に加わる力に応じた制動力がハンド
ル軸24に与えられ、手動ハンドル18の操作力が旋削
力に応じて変化する。このため、加工中の被加工物16
に加わる旋削力を手動ハンドル18によって作業者が感
じることができるようになり、加工条件を変更する場合
の判断材料として極めて有効となる。また、加工状況の
判断が容易となり、危険回避等が迅速に行なえると共
に、加工中の微妙な変化を作業者が触感できるので、作
業者の経験等を加味して意思を反映させた加工を実施す
ることができる。
【0017】尚、上記実施例は、機械としてNC旋盤を
適用した例を挙げて説明したが、機械としては、工具の
移動操作を手動で行なう手動操作ハンドルを備えたNC
研削盤やマシニングセンタ等他の工作機械にも適用する
ことができる。また、力検出手段としては、歪ゲージを
工具側に取り付けて歪によって加工力を検出するように
してもよい。また、抵抗付加手段としては、湿気の多い
作業環境でマグネットパウダーブレーキ21を適用でき
ない場合、ディスクブレーキやリターダ等周知の制動手
段を用いることも可能である。
【0018】上述した加工力フィードバック装置は、手
動操作ハンドル18の操作量に応じてパルスモータ12
を駆動して工具14を移動させて旋削を行なった際に、
被加工物16に加わる旋削力が電圧センサ22によって
検出され、検出結果に応じてマグネットパウダーブレー
キ21を動作させて手動操作ハンドル18に被加工物1
6に加わる旋削力に応じた操作抵抗を付加することがで
きる。このため、作業者は手動操作ハンドル18によっ
て加工力が触感できるようになり、加工力に応じて作業
者が種々の判断や対処を実行することが可能になる。
【0019】
【発明の効果】本発明の加工力フィードバック装置は、
手動操作手段の操作量に応じて加工手段を被加工物に対
して相対的に移動させて加工を行なった際に、被加工物
に加わる力が力検出手段によって検出され、検出結果に
応じて抵抗付加手段を動作させて手動操作手段に加工力
に応じた操作抵抗を付加することができる。この結果、
作業者が加工力を触感することが可能になり、加工力に
応じて作業者が種々の判断や対処を実行することが可能
となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る加工力フィードバック
装置を備えたNC旋盤の概略構成図。
【図2】手動ハンドル部の構造説明図。
【図3】一般的なNC旋盤の概略構成図。
【符号の説明】
11 NC旋盤 12 パルスモータ 13 ボールスクリュー 14 工具 15 主軸モータ 16 被加工物 17 NC装置 18 手動ハンドル 19 パルスジェネレータ 20 手 21 マグネットパウダーブレーキ 22 電圧センサ 23 電圧電流変換回路 24 ハンドル軸 25 出力軸 26 プーリ 27 ベルト
フロントページの続き (72)発明者 内藤 才樹 長野県佐久市伴野808−3

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加工手段を被加工物に対して相対的に移
    動させることで加工を行なう機械において、加工時に前
    記被加工物に加わる力を検出する力検出手段と、前記加
    工手段の前記被加工物に対する相対移動状態を制御する
    移動制御手段と、手動により操作され操作量に応じて前
    記移動制御手段に指令を与える手動操作手段と、該手動
    操作手段に操作力の抵抗を与える抵抗付加手段と、前記
    力検出手段からの信号に基づいて前記抵抗付加手段を動
    作させる抵抗指令手段とからなることを特徴とする加工
    力フィードバック装置。
JP21433195A 1995-08-23 1995-08-23 加工力フィードバック装置 Pending JPH0962361A (ja)

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Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

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Effective date: 20031021