JPS6365469B2 - - Google Patents
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- JPS6365469B2 JPS6365469B2 JP9136980A JP9136980A JPS6365469B2 JP S6365469 B2 JPS6365469 B2 JP S6365469B2 JP 9136980 A JP9136980 A JP 9136980A JP 9136980 A JP9136980 A JP 9136980A JP S6365469 B2 JPS6365469 B2 JP S6365469B2
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- Japan
- Prior art keywords
- tool
- machining
- evacuation
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- determined
- Prior art date
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- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 54
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
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- Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
- Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)
- Machine Tool Units (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Description
本発明は工作機械における工具の退避、復帰経
路の決定方法に関する。 従来、NC工作機械の自動運転中に工具異常が
発生した場合には、機械を停止させた後、手動操
作により所定の退避位置まで工具を移動させて工
具の交換を行なつている。そして加工を再開する
場合には、前記機械を停止させた時点における部
分に該当するプログラムのブロツクの先頭位置ま
で工具とNCテープとを手動操作により戻すよう
にしている。 かかる操作は、非常に手間が掛り、かつめんど
うである。 そこで、上記操作を自動的に行なわせることが
提案されているが、特開昭51−147077号に示す如
く単に工具を一方向に退避、復帰させるだけでは
工具とワークとの干渉を生じる危険性が高く、ま
た特公昭45−37709号に示すように加工面の輪郭
に倣う態様で工具を退避、復帰させようとする
と、大容量の記憶手段を用意して加工開始位置か
ら退避開始位置に至るツールパスを該記憶手段に
全て記憶させなければならないので、装置構成が
複雑かつ高価となる。 本発明はかかる点に鑑み、大容量の記憶手段を
用いることなく干渉のない適正な工具の退避、復
帰経路を決定することができる方法を提供しよう
とするものである。 そのため本発明では、NC工作機械における工
具の異常発生時に、該工具の現在位置Ｃからワー
クの加工面に沿つて予設定距離ｌだけ加工開始側
に寄つた第１の位置Ｄと、上記加工面から遠ざか
る方向に沿つたNC軸に平行しかつ上記第１の位
置Ｄを通る線分上であつて、上記第１の位置Ｄか
ら予設定距離だけ上記加工面から離れた第２の位
置Ｅとを求め、上記現在位置Ｃから上記第２の位
置Ｅを経由して工具を退避させ、上記工具の異常
解除後に上記第２の位置Ｅを経由して上記第１の
位置Ｄまで工具を復帰させるようにしている。 以下、図面を参照しながら本発明の実施例につ
いて説明する。 本発明を実施する場合には、先ずNCテープの
中の工具の退避、復帰を行なわせる必要があるブ
ロツクもしくはそのブロツクに対して有効に作用
するブロツクに工具退避、復帰モード選択用の
NC情報、例えばＭ８１，Ｍ８２，Ｍ８３等のＭ
コードを挿入し、これにより退避、復帰を行なわ
せるときのモード、すなわち基本的な工具の動き
方を決める。なお、この実施例において、Ｍ８１
は外径加工についての、またＭ８２は端面加工に
ついての、さらにＭ８３は内径加工についての退
避、復帰モード選択用NC情報をそれぞれ表わ
す。 外径加工、端面加工、内径加工等の加工の種類
に応じてそれぞれ工具退避、復帰モードが決めら
れており、これらの各モードはそれぞれ工具の移
動手順および主軸回転等の制御手順をも含有して
いる。 また、各モードには移動手順中において必要と
される退避開始位置、退避位置等の数値が変数と
して保有される。なお退避開始位置は、工具退避
位置信号を受けたときの工具の現在位置を読み取
ることにより決定され、また退避位置はNCテー
プの退避、復帰を行なわせたいブロツク中もしく
はこのブロツク以前のブロツク中に予め格納され
るか、あるいは手動入力例えば手動スイツチによ
りその都度挿入される。 さらに、各モードには工具退避、復帰経路中に
おいて必要な逃げ量ｌ等のパラメータが退避、復
帰を行なわせたいブロツク中もしくはこのブロツ
ク以前の所定のブロツク中に格納される。 第１図のフローチヤートは、後述するNC装置
等で実行される手順を示している。NC装置で
は、工具移動指令が入力される毎にその指令値を
記憶手段に記憶（セツト）する。また、NCテー
プ中に退避位置Ａ（第３図、第４図および第５図
参照）をセツトするための例えばＧコードあるい
はＭコード等のNC情報と退避位置Ａとが格納さ
れている場合には、その退避位置を記憶する。な
お、退避位置をセツトするか否かは、前記Ｇコー
ド等のNC情報がブロツク中にあるか否かにより
判断される。 また、NCテープ中にパラメータをセツトする
ためのNC情報と、該パラメータ例えば工具の逃
げ量ｌとが格納されている場合には、そのパラメ
ータｌをセツトする。このパラメータのセツト
も、上記退避位置の場合と同様にＧコード等の
NC情報がブロツク中にあるか否かにより判断さ
れる。 つぎに退避信号があるか否かが判断される。こ
の判断は、例えばＭコード等のNC情報の有無に
基づき判断実行される。退避信号が入力されない
場合には、通常のNC動作を行なう。すなわち第
２図に示す外径加工の場合には、工具１が位置Ｐ
から切削位置P1に移動され、ついで位置P1から
破線で示す経路１０に沿つて移動されるが、退避
信号が入力されない場合には、この経路１０に沿
つての切削加工が続行される。 一方、例えば第２図に示す切削位置Ｃにおいて
何らかの原因により工具異常が発生し、退避信号
が入力されたとすると、この場合、加工を実行中
のブロツクに退避モード選択用のNC情報が格納
されているか否かが判断される。 そして、モード選択コードＭがある場合にはこ
のモードＭにしたがい、現在位置（異常発生位
置）、NC指令位置（NCプログラムの該当ブロツ
クにおける目標位置、つまり該当ブロツクについ
ての加工終了位置）、退避位置、前記逃げ量等
のパラメータ等を使用して、下記第１表に示すよ
うな工具の退避、復帰経路が決定される。
路の決定方法に関する。 従来、NC工作機械の自動運転中に工具異常が
発生した場合には、機械を停止させた後、手動操
作により所定の退避位置まで工具を移動させて工
具の交換を行なつている。そして加工を再開する
場合には、前記機械を停止させた時点における部
分に該当するプログラムのブロツクの先頭位置ま
で工具とNCテープとを手動操作により戻すよう
にしている。 かかる操作は、非常に手間が掛り、かつめんど
うである。 そこで、上記操作を自動的に行なわせることが
提案されているが、特開昭51−147077号に示す如
く単に工具を一方向に退避、復帰させるだけでは
工具とワークとの干渉を生じる危険性が高く、ま
た特公昭45−37709号に示すように加工面の輪郭
に倣う態様で工具を退避、復帰させようとする
と、大容量の記憶手段を用意して加工開始位置か
ら退避開始位置に至るツールパスを該記憶手段に
全て記憶させなければならないので、装置構成が
複雑かつ高価となる。 本発明はかかる点に鑑み、大容量の記憶手段を
用いることなく干渉のない適正な工具の退避、復
帰経路を決定することができる方法を提供しよう
とするものである。 そのため本発明では、NC工作機械における工
具の異常発生時に、該工具の現在位置Ｃからワー
クの加工面に沿つて予設定距離ｌだけ加工開始側
に寄つた第１の位置Ｄと、上記加工面から遠ざか
る方向に沿つたNC軸に平行しかつ上記第１の位
置Ｄを通る線分上であつて、上記第１の位置Ｄか
ら予設定距離だけ上記加工面から離れた第２の位
置Ｅとを求め、上記現在位置Ｃから上記第２の位
置Ｅを経由して工具を退避させ、上記工具の異常
解除後に上記第２の位置Ｅを経由して上記第１の
位置Ｄまで工具を復帰させるようにしている。 以下、図面を参照しながら本発明の実施例につ
いて説明する。 本発明を実施する場合には、先ずNCテープの
中の工具の退避、復帰を行なわせる必要があるブ
ロツクもしくはそのブロツクに対して有効に作用
するブロツクに工具退避、復帰モード選択用の
NC情報、例えばＭ８１，Ｍ８２，Ｍ８３等のＭ
コードを挿入し、これにより退避、復帰を行なわ
せるときのモード、すなわち基本的な工具の動き
方を決める。なお、この実施例において、Ｍ８１
は外径加工についての、またＭ８２は端面加工に
ついての、さらにＭ８３は内径加工についての退
避、復帰モード選択用NC情報をそれぞれ表わ
す。 外径加工、端面加工、内径加工等の加工の種類
に応じてそれぞれ工具退避、復帰モードが決めら
れており、これらの各モードはそれぞれ工具の移
動手順および主軸回転等の制御手順をも含有して
いる。 また、各モードには移動手順中において必要と
される退避開始位置、退避位置等の数値が変数と
して保有される。なお退避開始位置は、工具退避
位置信号を受けたときの工具の現在位置を読み取
ることにより決定され、また退避位置はNCテー
プの退避、復帰を行なわせたいブロツク中もしく
はこのブロツク以前のブロツク中に予め格納され
るか、あるいは手動入力例えば手動スイツチによ
りその都度挿入される。 さらに、各モードには工具退避、復帰経路中に
おいて必要な逃げ量ｌ等のパラメータが退避、復
帰を行なわせたいブロツク中もしくはこのブロツ
ク以前の所定のブロツク中に格納される。 第１図のフローチヤートは、後述するNC装置
等で実行される手順を示している。NC装置で
は、工具移動指令が入力される毎にその指令値を
記憶手段に記憶（セツト）する。また、NCテー
プ中に退避位置Ａ（第３図、第４図および第５図
参照）をセツトするための例えばＧコードあるい
はＭコード等のNC情報と退避位置Ａとが格納さ
れている場合には、その退避位置を記憶する。な
お、退避位置をセツトするか否かは、前記Ｇコー
ド等のNC情報がブロツク中にあるか否かにより
判断される。 また、NCテープ中にパラメータをセツトする
ためのNC情報と、該パラメータ例えば工具の逃
げ量ｌとが格納されている場合には、そのパラメ
ータｌをセツトする。このパラメータのセツト
も、上記退避位置の場合と同様にＧコード等の
NC情報がブロツク中にあるか否かにより判断さ
れる。 つぎに退避信号があるか否かが判断される。こ
の判断は、例えばＭコード等のNC情報の有無に
基づき判断実行される。退避信号が入力されない
場合には、通常のNC動作を行なう。すなわち第
２図に示す外径加工の場合には、工具１が位置Ｐ
から切削位置P1に移動され、ついで位置P1から
破線で示す経路１０に沿つて移動されるが、退避
信号が入力されない場合には、この経路１０に沿
つての切削加工が続行される。 一方、例えば第２図に示す切削位置Ｃにおいて
何らかの原因により工具異常が発生し、退避信号
が入力されたとすると、この場合、加工を実行中
のブロツクに退避モード選択用のNC情報が格納
されているか否かが判断される。 そして、モード選択コードＭがある場合にはこ
のモードＭにしたがい、現在位置（異常発生位
置）、NC指令位置（NCプログラムの該当ブロツ
クにおける目標位置、つまり該当ブロツクについ
ての加工終了位置）、退避位置、前記逃げ量等
のパラメータ等を使用して、下記第１表に示すよ
うな工具の退避、復帰経路が決定される。
【表】
すなわち、第３図に示す外径加工時に退避信号
が入力され、そのさいNCプログラムにおける現
在実行中のブロツクに外径モードを示すコードＭ
８１がある場合には、同図に示す現在位置Ｃ
（XC，ZC）から移動位置Ｅ（XD＋2a，ZD）、Ｆ
（XA，ZD）を経て退避位置Ａ（XA，ZA）に至る工
具退避経路Ｃ→Ｅ→Ｆ→Ａが決定される。また退
避位置Ａから移動位置Ｆ，Ｅを経て加工再開位置
Ｄ（XD，ZD）に至る復帰経路Ａ→Ｆ→Ｅ→Ｄも同
時に決定される。 工具１０は、上記退避経路に沿つて退避位置ま
で移動され、ここで正常な工具と交換される。そ
して、復帰信号が入力された時点で復帰経路に沿
つて加工再開位置Ｄまで移動される。 第４図および第５図は、それぞれ端面加工およ
び内径加工時の工具退避、復帰経路を示してい
る。 端面加工の場合には、第１表に示す端面モード
を示すコードＭ８２に基づき、現在位置Ｃ（XC，
ZC）→移動位置Ｅ（XD，ZD＋ａ）→移動位置Ｆ
（XD，ZA）→退避位置Ａ（XA，ZA）という退避経
路が決定され、また位置Ａ→Ｆ→Ｅ→加工再開位
置Ｄ（XD，ZD）という工具復帰経路が決定され
る。 また内径加工時には、第１表に示す内径モード
を示すコードＭ８３に基づき、現在位置Ｃ（XC，
ZC）→移動位置Ｅ（XD−2a，ZD）→移動位置Ｆ
（XD−2a，ZA）→退避位置Ａ（XA，ZA）という工
具退避経路が決定され、また位置Ａ→Ｆ→Ｅ→加
工再開位置Ｄ（XD，ZD）という工具復帰経路が決
定される。 このように、この実施例によれば、各加工モー
ドに適応した工具退避、復帰経路が決定され、こ
れにより工具１とワーク２とが干渉しない態様で
工具１を退避および復帰させることができる。 また、加工再開位置Ｄが工具異常発生位置Ｃよ
りも逃げ量だけ加工開始側に寄つた位置に設定
されるので、区間Ｃ，Ｄが再加工されて工具異常
に伴なう同区間の痕跡が除去される。 なお、区間Ｃ，Ｄにおいて工具が斜め方向に移
動されるが、これは以下の理由による。すなわ
ち、たとえば工具が第２図に示す如くＸ軸に対し
反時計方向に傾斜して取付けられている場合、工
具の刃先側面が接したワークの側端面もこの該刃
先側面に沿つて傾斜することになる。かかる場合
に工具をＸ軸に平行する方向に退避させると、該
工具がワークと干渉してその退避が不可能になる
からである。 第３図、第４図および第５図において、位置
（XB，ZB）は、上記該当ブロツクにおけるNC指
令位置（加工終了点の位置）であり、これは後述
するように上記加工再開位置Ｄ（XD，ZD）を決定
するために使用される。 さらに、ａは位置Ｅを決定するためのパラメー
タであり、逃げ量とともにワークの加工形状に
応じて予め設定される。 なお、第１表において、「早」は工具の早送り
を表わし、「切」は工具の切削送りを表わす。ま
た、同表および第３図〜第５図において、Ｘ軸に
ついての値は「直径値」で表記してあり、したが
つてXZ座標上における実際の大きさは表記値の
１／２である。たとえば、第５図の位置Ｅの実際の
座標値は（XD−2a）／２である。 ここで、上記加工再開位置Ｄ（XD，ZD）の求め
方を第８図を参照して説明する。 外径加工の場合、第８図に示すように加工面が
Ｚ軸に対して若干テーパをなすように加工を行な
うのが通常である。 同図においては、下記の関係が成立する。 d1′／d1＝XB−XC／XC−XD＝l′／ｌ …(1) そして、d1′≪d2′である場合、l′は ′＝（d1′2＋d2′2）1/2 ＝｜d1′｜＋｜d2′｜ …(2) と表わされる。XB，XCが前記した直径値で表記
されていることを考慮した場合、 ｜d1′｜＝｜XB−XC｜／２ …(3) である。また ｜d2′｜＝｜ZB−ZC｜ …(4) であるから、(2)，(3)、および(4)式より l′＝｜XB｜−｜XC｜／２＋｜ZB−ZC｜ …(5) という関係が得られる。 (1)，(5)式より XB−XC／XC−XD＝｜XB−XC｜／２／ｌ＋｜ZB−ZC｜／
ｌ…(6) なる関係が得られ、これより XC−XD＝2l（XB−XC）／｜XB−XC｜＋２｜ZB−ZC｜…
(7) それゆえ、加工再開位置ＤのＸ座標XDは、下
式(8)から求められる。 XD＝XC＋2l（XC−XB）／｜XB−XC｜＋２｜ZB−ZC｜…
(8) 一方、同図においては下記の関係も成立する。 d2′／d2＝ZB−ZC／ZC−ZD＝l′／ｌ …(9) したがつて(5)，(9)式から ZB−ZC／ZC−ZD＝｜XB−XC｜／２／ｌ＋｜ZB−ZC｜／
ｌ…(10) という関係が得られ、これより ZC−ZD＝2l（ZB−ZC）／｜XB−XC｜＋２｜ZB−ZC｜…
(11) と表わされる。 したがつて、加工再開位置ＤのＺ座標ZDは、下
式(12)から求められる。 ZD＝ZC＋2l（ZC−ZB）／｜XB−XC｜＋２｜ZB−ZC｜…
(12) かくして、加工再開位置Ｄの座標（XD，ZD）
は(8)，(12)式から求めることができる。 第５図に示した内径加工における加工再開位置
Ｄ（XD，ZD）が(8)，(12)式で表わされることも以上
の説明から明らかである。 第４図に示す端面加工における加工再開位置Ｄ
（XD，ZD）も下記する理由から上式(8)，(12)によつ
て求められる。 すなわち、第４図の場合は、第８図のＸ軸およ
びＺ軸をそれぞれＺ軸およびＸ軸に入れ替えて考
えればよい。この場合、(1)，(3)および(4)式に対応
する次式（13），（14），（15）および（16）が成立
する。 d1′／d1＝ZB−ZC／ZC−ZD＝l′／ｌ …(13) ｜d1′｜＝｜ZB−ZC｜ …(14) ｜d2′｜＝｜XB−XC｜／２ …(15) l′＝｜ZB−ZC｜＋｜XB−XC｜／２ …(16) したがつて（15），（16）式より ZB−ZC／ZC−ZD＝｜ZB−ZC｜／ｌ＋｜XB−XC｜／２／
ｌ という関係、つまり(10)式と同じ関係が成立し、こ
れより(12)式が導かれる。 また、(9)式に対応する関係 d2′／d2＝XB−XC／XC−XD＝l′／ｌ …(17) が成立するので、この（17）式と（16）式とから XB−XC／XC−XD＝｜ZB−ZC｜／ｌ＋｜XB−XC｜／２／
ｌ という関係、つまり(6)式と同じ関係が成立し、こ
れより(8)式が導かれる。 以上のように、(8)，(12)式の関係は端面加工の場
合にも成立する。 次に本発明を実施する場合の制御装置について
説明する。 第６図において、数値制御工作機械１０は回転
駆動されるチヤツク１１と、ガイド１２に沿つて
Ｚ方向に往復動する移動台１３と、この移動台１
３上をＸ方向に往復動する刃物台１４とを備えて
おり、刃物台１４には工具１が取付けられてい
る。 自動工具交換装置１６は、退避位置Ａまで退避
された工具１を工具マガジン内に格納された正常
な工具またはチツプと自動交換するものである。 数値制御装置（以下NC装置という）１７は、
テープを介して入力される加工プログラムに基づ
き、数値制御工作機械１０および自動工具交換装
置１６に所定の動作指令を与える。また、工具異
常検出機構１８は、たとえば主軸モータ等の電流
あるいは振動等に基づいて工具異常を検出する作
用をなす。 工具１によりワーク２の外径加工を行なう場合
には、NC装置１７に外径加工用プログラムが入
力される。このプログラムに基づいてNC装置１
７から出力される制御信号は、第７図に示す切換
スイツチ２０、パルス分配器２１を通して刃物台
駆動用の送りモータ（以下Ｘ軸サーボモータとい
う）２２および移動台１３の駆動モータ（以下Ｚ
軸サーボモータという）２３に加えられ、これに
よつて工具１が第２図に示す原点Ｐ（Xp，Zp）か
ら移動されてワーク２の外径加工が行なわれる。 NC装置１７には、加工プログラムが単位ブロ
ツク毎に順次入力される。そして現在加工に供し
ているブロツクに含まれた目標位置が該ブロツク
についての加工終了点Ｂの位置（XB，ZB）とし
て記憶装置２５のレジスタ２７に格納される。 加工中において、ある位置Ｃ（第３、第４およ
び第５図参照）で工具異常が発生した場合、工具
異常検出機構１８がこれを検出して異常信号R1
を出力し、この信号はNC装置１７とと切換スイ
ツチ２０の双方に加えられる。 切換スイツチ２０は異常信号R1が入力される
と、通常位置すなわち、NC装置からの制御信号
をパルス分配器２１に送る位置から異常位置、す
なわちシーケンスコントローラ２４からの指令を
パルス分配器２１に加える位置に切換えられる。 一方、NC装置１７は異常信号R1が入力される
と、出力を停止するとともに、このときの工具１
の現在位置、すなわち異常発生位置Ｃの座標を記
憶装置２５の中の現在位置記憶レジスタ２６に格
納する。また、この記憶装置２５には自動工具交
換装置１６の工具交換位置すなわち工具１の退避
位置Ａの座標（XA，ZA）を格納した工具退避位
置記憶レジスタ２８、前記値ａを記憶するレジス
タ２９およびワーク２の形状によつて決定される
前記逃げ量を記憶する逃げ量記憶レジスタ３０
を具備している。 これらの各レジスタ２６〜３０の内容は、演算
回路３１に加えられる。 演算回路３１は、NC装置１７からのモード信
号R2に基づいて外径モード、端面モード、内径
モードのいずれかを選択し、かつ演算開始指令信
号R3により各入力値に基づいて前記第１表に示
す退避、復帰経路の位置Ｅ，Ｆ，Ｄを演算すると
ともに、その演算結果と記憶装置２５の記憶内容
とに基づいて、前記工具退避経路および工具復帰
経路を決定する。そして、まず退避経路について
の情報をシーケンスコントローラ２４に加える。 シーケンスコントローラ２４は、入力値に対応
した信号を出力して切換スイツチ２０、パルス分
配器２１に加える。この結果、パルス分配器２１
はＸ軸、Ｚ軸の各サーボモータ２２，２３に所定
のパルス信号を加え、工具１を異常発生位置Ｃか
ら第１の移動位置Ｅに斜めに早送りで移動させ、
次いで、この第１移動位置Ｅから第２の移動位置
Ｆに移動させた後、この第２移動位置ＦからＺ軸
方向に退避位置Ａまで移動させる。そして、この
退避位置Ａに達したときに自動工具交換装置１６
に交換指令R4を加え、工具を自動交換させる。 工具交換装置１６が工具交換完了信号R5を出
力すると演算回路３１より工具復帰経路情報がシ
ーケンスコントローラ２４に加えられる。これに
よりシーケンスコントローラ２４は、工具１を再
び第２の移動位置Ｆ、第１の移動位置Ｅへと早送
りで移動させ、この位置Ｅから前記加工再開位置
Ｄに切削送りで該工具１を移動させる。 工具１が加工再開位置Ｄに移動した後、シーケ
ンスコントローラ２４は異常発生位置すなわち退
避開始位置Ｃまで工具１を切削送りする。なお、
この切削送りにより区間Ｄ，Ｃ（長さｌ）の前記
痕跡が除去される。る 上記切削送りの終了時点でシーケンスコントロ
ーラ２４より作動完了信号R7が出力され、この
信号に基づいてNC装置１７に再起動指令が与え
られるとともに切換スイツチ２０が前記通常位置
に切換えられ、これにより再び加工プログラムに
基づいた外径加工が開始される。 以上説明したように、本発明によれば、加工中
における工具の移動経路を記憶することなく干渉
のない適正な工具の退避、復帰経路を決定するこ
とができる。したがつて大容量の記憶手段を必要
としない。 また退避開始位置よりも所定の距離だけ加工開
始側に寄つた位置から加工が開始されるので、工
具の異常に伴なう切削面の痕跡を除去することが
できる。
が入力され、そのさいNCプログラムにおける現
在実行中のブロツクに外径モードを示すコードＭ
８１がある場合には、同図に示す現在位置Ｃ
（XC，ZC）から移動位置Ｅ（XD＋2a，ZD）、Ｆ
（XA，ZD）を経て退避位置Ａ（XA，ZA）に至る工
具退避経路Ｃ→Ｅ→Ｆ→Ａが決定される。また退
避位置Ａから移動位置Ｆ，Ｅを経て加工再開位置
Ｄ（XD，ZD）に至る復帰経路Ａ→Ｆ→Ｅ→Ｄも同
時に決定される。 工具１０は、上記退避経路に沿つて退避位置ま
で移動され、ここで正常な工具と交換される。そ
して、復帰信号が入力された時点で復帰経路に沿
つて加工再開位置Ｄまで移動される。 第４図および第５図は、それぞれ端面加工およ
び内径加工時の工具退避、復帰経路を示してい
る。 端面加工の場合には、第１表に示す端面モード
を示すコードＭ８２に基づき、現在位置Ｃ（XC，
ZC）→移動位置Ｅ（XD，ZD＋ａ）→移動位置Ｆ
（XD，ZA）→退避位置Ａ（XA，ZA）という退避経
路が決定され、また位置Ａ→Ｆ→Ｅ→加工再開位
置Ｄ（XD，ZD）という工具復帰経路が決定され
る。 また内径加工時には、第１表に示す内径モード
を示すコードＭ８３に基づき、現在位置Ｃ（XC，
ZC）→移動位置Ｅ（XD−2a，ZD）→移動位置Ｆ
（XD−2a，ZA）→退避位置Ａ（XA，ZA）という工
具退避経路が決定され、また位置Ａ→Ｆ→Ｅ→加
工再開位置Ｄ（XD，ZD）という工具復帰経路が決
定される。 このように、この実施例によれば、各加工モー
ドに適応した工具退避、復帰経路が決定され、こ
れにより工具１とワーク２とが干渉しない態様で
工具１を退避および復帰させることができる。 また、加工再開位置Ｄが工具異常発生位置Ｃよ
りも逃げ量だけ加工開始側に寄つた位置に設定
されるので、区間Ｃ，Ｄが再加工されて工具異常
に伴なう同区間の痕跡が除去される。 なお、区間Ｃ，Ｄにおいて工具が斜め方向に移
動されるが、これは以下の理由による。すなわ
ち、たとえば工具が第２図に示す如くＸ軸に対し
反時計方向に傾斜して取付けられている場合、工
具の刃先側面が接したワークの側端面もこの該刃
先側面に沿つて傾斜することになる。かかる場合
に工具をＸ軸に平行する方向に退避させると、該
工具がワークと干渉してその退避が不可能になる
からである。 第３図、第４図および第５図において、位置
（XB，ZB）は、上記該当ブロツクにおけるNC指
令位置（加工終了点の位置）であり、これは後述
するように上記加工再開位置Ｄ（XD，ZD）を決定
するために使用される。 さらに、ａは位置Ｅを決定するためのパラメー
タであり、逃げ量とともにワークの加工形状に
応じて予め設定される。 なお、第１表において、「早」は工具の早送り
を表わし、「切」は工具の切削送りを表わす。ま
た、同表および第３図〜第５図において、Ｘ軸に
ついての値は「直径値」で表記してあり、したが
つてXZ座標上における実際の大きさは表記値の
１／２である。たとえば、第５図の位置Ｅの実際の
座標値は（XD−2a）／２である。 ここで、上記加工再開位置Ｄ（XD，ZD）の求め
方を第８図を参照して説明する。 外径加工の場合、第８図に示すように加工面が
Ｚ軸に対して若干テーパをなすように加工を行な
うのが通常である。 同図においては、下記の関係が成立する。 d1′／d1＝XB−XC／XC−XD＝l′／ｌ …(1) そして、d1′≪d2′である場合、l′は ′＝（d1′2＋d2′2）1/2 ＝｜d1′｜＋｜d2′｜ …(2) と表わされる。XB，XCが前記した直径値で表記
されていることを考慮した場合、 ｜d1′｜＝｜XB−XC｜／２ …(3) である。また ｜d2′｜＝｜ZB−ZC｜ …(4) であるから、(2)，(3)、および(4)式より l′＝｜XB｜−｜XC｜／２＋｜ZB−ZC｜ …(5) という関係が得られる。 (1)，(5)式より XB−XC／XC−XD＝｜XB−XC｜／２／ｌ＋｜ZB−ZC｜／
ｌ…(6) なる関係が得られ、これより XC−XD＝2l（XB−XC）／｜XB−XC｜＋２｜ZB−ZC｜…
(7) それゆえ、加工再開位置ＤのＸ座標XDは、下
式(8)から求められる。 XD＝XC＋2l（XC−XB）／｜XB−XC｜＋２｜ZB−ZC｜…
(8) 一方、同図においては下記の関係も成立する。 d2′／d2＝ZB−ZC／ZC−ZD＝l′／ｌ …(9) したがつて(5)，(9)式から ZB−ZC／ZC−ZD＝｜XB−XC｜／２／ｌ＋｜ZB−ZC｜／
ｌ…(10) という関係が得られ、これより ZC−ZD＝2l（ZB−ZC）／｜XB−XC｜＋２｜ZB−ZC｜…
(11) と表わされる。 したがつて、加工再開位置ＤのＺ座標ZDは、下
式(12)から求められる。 ZD＝ZC＋2l（ZC−ZB）／｜XB−XC｜＋２｜ZB−ZC｜…
(12) かくして、加工再開位置Ｄの座標（XD，ZD）
は(8)，(12)式から求めることができる。 第５図に示した内径加工における加工再開位置
Ｄ（XD，ZD）が(8)，(12)式で表わされることも以上
の説明から明らかである。 第４図に示す端面加工における加工再開位置Ｄ
（XD，ZD）も下記する理由から上式(8)，(12)によつ
て求められる。 すなわち、第４図の場合は、第８図のＸ軸およ
びＺ軸をそれぞれＺ軸およびＸ軸に入れ替えて考
えればよい。この場合、(1)，(3)および(4)式に対応
する次式（13），（14），（15）および（16）が成立
する。 d1′／d1＝ZB−ZC／ZC−ZD＝l′／ｌ …(13) ｜d1′｜＝｜ZB−ZC｜ …(14) ｜d2′｜＝｜XB−XC｜／２ …(15) l′＝｜ZB−ZC｜＋｜XB−XC｜／２ …(16) したがつて（15），（16）式より ZB−ZC／ZC−ZD＝｜ZB−ZC｜／ｌ＋｜XB−XC｜／２／
ｌ という関係、つまり(10)式と同じ関係が成立し、こ
れより(12)式が導かれる。 また、(9)式に対応する関係 d2′／d2＝XB−XC／XC−XD＝l′／ｌ …(17) が成立するので、この（17）式と（16）式とから XB−XC／XC−XD＝｜ZB−ZC｜／ｌ＋｜XB−XC｜／２／
ｌ という関係、つまり(6)式と同じ関係が成立し、こ
れより(8)式が導かれる。 以上のように、(8)，(12)式の関係は端面加工の場
合にも成立する。 次に本発明を実施する場合の制御装置について
説明する。 第６図において、数値制御工作機械１０は回転
駆動されるチヤツク１１と、ガイド１２に沿つて
Ｚ方向に往復動する移動台１３と、この移動台１
３上をＸ方向に往復動する刃物台１４とを備えて
おり、刃物台１４には工具１が取付けられてい
る。 自動工具交換装置１６は、退避位置Ａまで退避
された工具１を工具マガジン内に格納された正常
な工具またはチツプと自動交換するものである。 数値制御装置（以下NC装置という）１７は、
テープを介して入力される加工プログラムに基づ
き、数値制御工作機械１０および自動工具交換装
置１６に所定の動作指令を与える。また、工具異
常検出機構１８は、たとえば主軸モータ等の電流
あるいは振動等に基づいて工具異常を検出する作
用をなす。 工具１によりワーク２の外径加工を行なう場合
には、NC装置１７に外径加工用プログラムが入
力される。このプログラムに基づいてNC装置１
７から出力される制御信号は、第７図に示す切換
スイツチ２０、パルス分配器２１を通して刃物台
駆動用の送りモータ（以下Ｘ軸サーボモータとい
う）２２および移動台１３の駆動モータ（以下Ｚ
軸サーボモータという）２３に加えられ、これに
よつて工具１が第２図に示す原点Ｐ（Xp，Zp）か
ら移動されてワーク２の外径加工が行なわれる。 NC装置１７には、加工プログラムが単位ブロ
ツク毎に順次入力される。そして現在加工に供し
ているブロツクに含まれた目標位置が該ブロツク
についての加工終了点Ｂの位置（XB，ZB）とし
て記憶装置２５のレジスタ２７に格納される。 加工中において、ある位置Ｃ（第３、第４およ
び第５図参照）で工具異常が発生した場合、工具
異常検出機構１８がこれを検出して異常信号R1
を出力し、この信号はNC装置１７とと切換スイ
ツチ２０の双方に加えられる。 切換スイツチ２０は異常信号R1が入力される
と、通常位置すなわち、NC装置からの制御信号
をパルス分配器２１に送る位置から異常位置、す
なわちシーケンスコントローラ２４からの指令を
パルス分配器２１に加える位置に切換えられる。 一方、NC装置１７は異常信号R1が入力される
と、出力を停止するとともに、このときの工具１
の現在位置、すなわち異常発生位置Ｃの座標を記
憶装置２５の中の現在位置記憶レジスタ２６に格
納する。また、この記憶装置２５には自動工具交
換装置１６の工具交換位置すなわち工具１の退避
位置Ａの座標（XA，ZA）を格納した工具退避位
置記憶レジスタ２８、前記値ａを記憶するレジス
タ２９およびワーク２の形状によつて決定される
前記逃げ量を記憶する逃げ量記憶レジスタ３０
を具備している。 これらの各レジスタ２６〜３０の内容は、演算
回路３１に加えられる。 演算回路３１は、NC装置１７からのモード信
号R2に基づいて外径モード、端面モード、内径
モードのいずれかを選択し、かつ演算開始指令信
号R3により各入力値に基づいて前記第１表に示
す退避、復帰経路の位置Ｅ，Ｆ，Ｄを演算すると
ともに、その演算結果と記憶装置２５の記憶内容
とに基づいて、前記工具退避経路および工具復帰
経路を決定する。そして、まず退避経路について
の情報をシーケンスコントローラ２４に加える。 シーケンスコントローラ２４は、入力値に対応
した信号を出力して切換スイツチ２０、パルス分
配器２１に加える。この結果、パルス分配器２１
はＸ軸、Ｚ軸の各サーボモータ２２，２３に所定
のパルス信号を加え、工具１を異常発生位置Ｃか
ら第１の移動位置Ｅに斜めに早送りで移動させ、
次いで、この第１移動位置Ｅから第２の移動位置
Ｆに移動させた後、この第２移動位置ＦからＺ軸
方向に退避位置Ａまで移動させる。そして、この
退避位置Ａに達したときに自動工具交換装置１６
に交換指令R4を加え、工具を自動交換させる。 工具交換装置１６が工具交換完了信号R5を出
力すると演算回路３１より工具復帰経路情報がシ
ーケンスコントローラ２４に加えられる。これに
よりシーケンスコントローラ２４は、工具１を再
び第２の移動位置Ｆ、第１の移動位置Ｅへと早送
りで移動させ、この位置Ｅから前記加工再開位置
Ｄに切削送りで該工具１を移動させる。 工具１が加工再開位置Ｄに移動した後、シーケ
ンスコントローラ２４は異常発生位置すなわち退
避開始位置Ｃまで工具１を切削送りする。なお、
この切削送りにより区間Ｄ，Ｃ（長さｌ）の前記
痕跡が除去される。る 上記切削送りの終了時点でシーケンスコントロ
ーラ２４より作動完了信号R7が出力され、この
信号に基づいてNC装置１７に再起動指令が与え
られるとともに切換スイツチ２０が前記通常位置
に切換えられ、これにより再び加工プログラムに
基づいた外径加工が開始される。 以上説明したように、本発明によれば、加工中
における工具の移動経路を記憶することなく干渉
のない適正な工具の退避、復帰経路を決定するこ
とができる。したがつて大容量の記憶手段を必要
としない。 また退避開始位置よりも所定の距離だけ加工開
始側に寄つた位置から加工が開始されるので、工
具の異常に伴なう切削面の痕跡を除去することが
できる。
第１図は本発明に係る工具退避、復帰経路の決
定方法の実施例を示したフローチヤート、第２図
はワークの加工パターンの一例を示した概念図、
第３図、第４図および第５図はそれぞれ外径加
工、端面加工および内径加工時の工具の退避、復
帰経路を示した概念図、第６図は本発明が適用さ
れる数値制御工作機械の一例を示した概念図、第
７図は本発明の方法を実施するための制御装置の
一例を示したブロツク図、第８図は加工再開位置
を求めるために用いた説明図である。 １……工具、２……ワーク、１０……数値制御
工作機械、１６……自動工具交換装置、１７……
NC装置、１８……工具異常検出機構、２０……
切換スイツチ、２１……パルス分配器、２２，２
３……モータ、２４……シーケンスコントロー
ラ、２５……記憶装置、３１……演算回路。
定方法の実施例を示したフローチヤート、第２図
はワークの加工パターンの一例を示した概念図、
第３図、第４図および第５図はそれぞれ外径加
工、端面加工および内径加工時の工具の退避、復
帰経路を示した概念図、第６図は本発明が適用さ
れる数値制御工作機械の一例を示した概念図、第
７図は本発明の方法を実施するための制御装置の
一例を示したブロツク図、第８図は加工再開位置
を求めるために用いた説明図である。 １……工具、２……ワーク、１０……数値制御
工作機械、１６……自動工具交換装置、１７……
NC装置、１８……工具異常検出機構、２０……
切換スイツチ、２１……パルス分配器、２２，２
３……モータ、２４……シーケンスコントロー
ラ、２５……記憶装置、３１……演算回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ NC工作機械における工具の異常発生時に、
該工具の現在位置Ｃからワークの加工面に沿つて
予設定距離ｌだけ加工開始側に寄つた第１の位置
Ｄと、上記加工面から遠ざかる方向に沿つたNC
軸に平行しかつ上記第１の位置Ｄを通る線分上で
あつて、上記第１の位置Ｄから予設定距離だけ上
記加工面から離れた第２の位置Ｅとを求め、 上記現在位置Ｃから上記第２の位置Ｅを経由し
て工具を退避させ、 上記工具の異常解除後に上記第２の位置Ｅを経
由して上記第１の位置Ｄまで工具を復帰させるこ
と を特徴とする工作機械における工具退避・復帰経
路の決定方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9136980A JPS5721247A (en) | 1980-07-04 | 1980-07-04 | Determination of retracting and returning path for tool in machine tool |
| GB8120080A GB2082346B (en) | 1980-07-04 | 1981-06-30 | Method and device for automatically retreating and returning a tool in a machine tool |
| US06/279,033 US4442493A (en) | 1980-07-04 | 1981-06-30 | Cutting tool retreat and return for workpiece protection upon abnormality occurrence in a preprogrammed machine tool |
| DE3126276A DE3126276A1 (de) | 1980-07-04 | 1981-07-03 | Verfahren und vorrichtung zur automatischen freistellung und rueckfuehrung eines werkzeuges einer werkzeugmaschine in bezug auf ein zu bearbeitendes werkstueck |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9136980A JPS5721247A (en) | 1980-07-04 | 1980-07-04 | Determination of retracting and returning path for tool in machine tool |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5721247A JPS5721247A (en) | 1982-02-03 |
| JPS6365469B2 true JPS6365469B2 (ja) | 1988-12-15 |
Family
ID=14024456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9136980A Granted JPS5721247A (en) | 1980-07-04 | 1980-07-04 | Determination of retracting and returning path for tool in machine tool |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5721247A (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4513380A (en) * | 1982-09-07 | 1985-04-23 | General Electric Company | Method of tool recovery in threadcutting apparatus |
| JPS59152050A (ja) * | 1983-02-15 | 1984-08-30 | Fanuc Ltd | ならい再起動方式 |
| JPS59205240A (ja) * | 1983-05-06 | 1984-11-20 | Toshiba Corp | 自動組立装置 |
| JPS60146691A (ja) * | 1983-12-31 | 1985-08-02 | アイダエンジニアリング株式会社 | プレ−バツクロボツトのア−ム退避装置 |
| JPS60238256A (ja) * | 1984-05-11 | 1985-11-27 | Osaka Kiko Co Ltd | 破損工具の自動原点復帰方法 |
| JPS61185105U (ja) * | 1985-05-10 | 1986-11-18 | ||
| JPH0745595B2 (ja) * | 1986-08-09 | 1995-05-17 | 大日精化工業株式会社 | ノンハロゲン難燃性熱可塑性合成樹脂組成物 |
| JPH0677207B2 (ja) * | 1986-09-25 | 1994-09-28 | オークマ株式会社 | 数値制御装置における退避／再入経路の決定方法 |
| JPH02257306A (ja) * | 1989-03-30 | 1990-10-18 | Okuma Mach Works Ltd | 数値制御情報作成方法及びその装置 |
| JPH02259911A (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-22 | Nippei Toyama Corp | 数値制御装置 |
| KR100413233B1 (ko) * | 2001-01-31 | 2003-12-31 | 이득우 | 테이블 회전/기울임 방식의 5축밀링 가공방법 및 그것을내장한 기록매체 |
| JP2004058227A (ja) | 2002-07-30 | 2004-02-26 | Citizen Watch Co Ltd | 数値制御旋盤における工具選択方法及び制御装置 |
| JP4538740B2 (ja) * | 2005-05-31 | 2010-09-08 | 横河電機株式会社 | プログラマブルコントローラ |
| JP6803261B2 (ja) * | 2017-02-24 | 2020-12-23 | オークマ株式会社 | 工作機械における動作制御方法 |
-
1980
- 1980-07-04 JP JP9136980A patent/JPS5721247A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5721247A (en) | 1982-02-03 |
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