JPH01115548A - 数値制御工作機械の位置検出器の不良検出装置 - 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］ 本発明は数値制御工作機械において各可動部の位置を検
出するための位置検出器の作動不良を検出する数値制御
工作機械の位置検出器の不良検出装置に関する。

［従来の技術］ 一般に、数値制御工作機械（ＮＧ工作機械）ではベツド
上にて、ワークが所定位置、方向に位置するように、サ
ドル、テーブル、割出盤等の各可動部を各々の軸方向、
あるいは軸回りに移動させ、さらにこの状態でコラム、
主軸を各々の軸方向、あるいは軸回りに移動させて工具
に所定の切込みを与え、これにより予めプログラムされ
た加工を行なうようにしている。そしてこのような数値
制御工作機械の上記各可動部は加工の基準位置である原
点を有しており、この原点から所定量だけ各々の軸方向
に平行移動し、また該軸回りに回転するように構成され
ている。

ところで、上記数値制御工作機械によるワークの加工に
おいて、作業終了時には勿論電源を切る訳であるが、電
源を切ると、上記各可動部はその位置に停止することと
なる。一方、上述のように、各可動部は上記原点を基準
にして予めプログラムされた移動量でもって平行移動９
回転されるのであるから、作業開始にあたっては、まず
、上記各可動部を各々の原点に復帰させる必要がある。

この原点復帰動作は、該復帰方向に予め設定された減速
指令位置まで高速で軸送りし、該指令位置にて低速に減
速して原点までさらに軸送りするようになっている。

このような原点復帰動作を行なう場合は、従来、全ての
可動部をその停止位置から各々の軸方向、軸回りに所定
量、即ち各々の原点から原点復帰時の減速指令位置まで
の距離あるいは角度だけ原点復帰と逆向きに移動させ、
しかる後上記原点復帰動作を行なわせるようにしていた
。ところが、このように−律に原点復帰と逆向きに軸送
りをかけるようにした従来装置では、ある可動部が減速
指令位置より原点と反対側の反原点側に停止していた場
合にも、上記所定量だけさらに原点から離れる向きに移
動させることになり、従ってその分だけ原点復帰に時間
を要し、加工能率が低下するという問題があった。

以上のような従来装置における問題点を解消するため、
数値制御工作機械の各可動部が、上記各移動軸上に設定
された原点復帰における減速指令位置より原点側に存在
するか否かを判定し記憶する記憶手段と、この記憶手段
からの信号により各可動部が減速指令位置より原点側に
存在することを確認したときは該可動部が上記減速指令
位置を越えるまで原点復帰と逆方向に軸送りをかけ、上
記記憶手段からの信号が変わると原点復帰動作を行なわ
せる一方、各可動部が減速指令位置より原点と反対側に
位置することを確認したときは直ちに原点復帰動作を行
なわせる原点復帰手段とを備え、原点に復帰するに際し
ての該復帰と反対向きへの軸送り量は、可動部が原点側
に位置しているときは減速指令位置までの必要最少限の
量となり、反原点側に位置しているときは零となるよう
にし、その分原点復帰に要する時間が短縮され、加工能
率を向上させるようにしたものが提案されている（たと
えば特開昭６１−２０２２０２号公報参照）。

ところで、上記従来の数値制御工作機械では、各可動部
が減速指令位置より原点側あるいは反原点側のいずれの
側に位置するかはリミットスイッチよりなる原点復帰カ
ムスイッチにより検出されるが、上記数値制御工作機械
の使用中に発生する工作物の切粉、冷却液等の付着によ
り、原点復帰カムスイッチに作動不良が発生することが
ある。

このように、原点復帰カムスイッチに作動不良が発生す
ると、各可動部の原点合せが正確に行なえなくなり、工
作物を正しく加工することができなくなるという問題が
あった。

［発明の目的］ 本発明の目的は、数値制御工作機械のテーブルの移動軌
跡上の所定の位置に配置されてテーブルの移動位置を検
出するリミットスイッチの作動不良を検出して警報を与
え、工作物の加工不良等の発生を防止するようにした数
値制御工作機械の位置検出器の不良検出装置を提供する
ことである。

「発明の構成」 このため本発明は、インクリメンタル型パルスジェネレ
ータを有する駆動軸の作動で前後動可能なテーブルの原
点復帰時に、現位置検出手段から出力される上記テーブ
ルの原点からの現在位置と、リミットスイッチ作動位置
記憶手段に記憶されたテーブルの移動軌跡上の所定位置
に配置されて上記テーブルの移動位置を検出するリミッ
トスイッチの正規作動位置との偏差を復帰不良検出手段
により算出し、その算出値より上記リミットスイッチの
復帰不良を検出するようにしたことを特徴としている。

テーブルの原点復帰時に、上記復帰不良検出手段は、上
記テーブルの現在位置とリミットスイッチの正規作動位
置との偏差を算出する。そして、その値が規定の値から
ずれているときは、上記リミットスイッチが復帰不良で
あると判定し、復帰不良を示す信号が出力される。これ
により、数値制御工作機械のテーブルの原点復帰が正確
に行なわれたか否かの監視が容易に行なえる。

［発明の効果］ 本発明によれば、テーブルの原点復帰時にテーブルの現
在位置とリミットスイッチの正規作動位置との偏差が規
定の値からずれているときにはリミットスイッチが復帰
不良であると判定され、復帰不良を示す信号が出力され
るので、オペレータはこの信号により、リミットスイッ
チの復帰不良を知ることができ、工作物の加工不良の発
生を未然に防止することができる。

［実施例］ 以下、添付の図面を参照して本発明の詳細な説明する。

本発明に係る数値制御工作機械″の位置検出器の不良検
出装置を備えた数値制御工作機械の全体構成のブロック
図を第１図に示す。

上記数値制御工作機械は、工作機本体ｌ、数値制御装置
２．上記工作機本体１に設けられた工作用のモータ３の
速度制御を行なう速度サーボアンプ部４．および外部制
御盤５から構成されている。

上記第１図では、工作機本体ｌには本発明に関連する部
分の要部のみが模式的に示されているが、そのより具体
的な構成は第２図に示されている。

第２図において、工作機本体ｌのベツド１１の上面の左
、右部には、紙面と直角のＺ軸方向に延びるレール１２
が固着されている。そしてこのベツド１１上方にはサド
ル１３が配設されており、該サドル１３の下面の左、右
部にはガイド部材！４がボルト締め固着されており、該
ガイド部材１４に凹設されたガイド７１１４ａは上記レ
ール１２にＺ軸方向に摺動自在に嵌合している。また上
記サドル１３の下面中央に一取付けられたナツト部材１
５には、ネジ部材１６が螺合しており、図示していない
が該ネジ部材１６の一端は上記ベツド１１に取付けられ
た駆動モータに連結されており、これによりこのサドル
１３はベツド１１上をＺ軸方向に可動になっている。

上記サドル１３の上面には、第２図において左右のＸ軸
方向に延びるレール１８がボルト締め固着されている。

また、上記サドル１３の上方には可動部であるテーブル
２０が配設されており、該テーブル２０の下面の左、右
部に固着されたガイド部材２１ａ。

２１ｂは上記レール１８とＸ軸方向に摺動自在に嵌合し
ている。

上記テーブル２０の上方には割出盤２４が配設されてお
り、これは第２図において上下方向のＹ軸を中心に回転
できるようになっており、ワークを支持して回転させる
ことにより、加工位置の割り出しを行なうためのもので
ある。

第１図では、上記テーブル２０のＸ軸方向での移動機構
とその制御のための構成のみを示している。サドル１３
のＺ軸方向および割出盤２４のＹ軸方向への移動および
制御についても、テーブル２０と同様に行なわれるので
、以下では、上記テーブル２０のＸ軸方向での制御につ
いて説明する。

再び第１図において、モータ３の出力軸に結合され、両
端部にて軸受部材２５．２６により回転自在に支持され
たネジ部材からなる駆動軸２７には、テーブル２０の下
部に固定されたナツト部材（図示せず。）が螺合してい
る。上記テーブル２０は、上記モータ３の正転により、
ワーク２８に向かう矢印Ａ１で示す向きに前進し、上記
モータ３の逆転により、矢印Ａ、で示す向きに後退する
。

これにより、上記テーブル２０上の工具保持装置２９に
保持された工具２９ａがワーク２８に対して進退する。

そして、上記テーブル２０は、ストッパ３１．３２で移
動範囲が規制される。上記モータ３にはまた、インクリ
メンタル型のパルスジェネレータ３３が結合されている
。

一方、上記テーブル２０には、その原点復帰時に、上記
テーブル２０が原点付近にあることを検出するために設
けられた原点付近検出リミットスイッチＬＳＩのアクチ
ュエータ３４を作動させるためのカム部３５と、上記テ
ーブル２０が原点に向かって減速を開始する位置にきた
ことを検知するために設けられた原点減速位置検出リミ
ットスイッチＬＳ２のアクチュエータ３６を作動させる
ためのカム部３７とが形成されている。

上記した工作機本体ｌのテーブル２０の移動およびその
移動速度は、数値制御装置２の指令回路３８から出力さ
れる。そして、上記指令信号は、パルス変換回路３９に
てパルス信号に変換された後、偏差カウンタ４１に人力
される。この偏差カウンタ４１では、上記パルス変換回
路３９から入力する上記パルス信号と工作機本体Ｉのパ
ルスジェネレータ３３からフィードバックされてくるテ
ーブル２０の位置を表すフィードバックパルスとが比較
され、その偏差信号が検出される。この偏差信号はＤ／
Ａ変換器４２によりアナログ信号に変換された後、速度
サーボアンプ部４の比較器４３に与えられる。

上記比較器４３は、パルスジェネレータ３３がＤ／Ａ変
換器４４を通して人力するテーブル２０の移動速度を表
わす信号と上記偏差信号とを比較する。そして、その出
力に基づいて速度制御器４５にてつくられた速度制御信
号が電力増幅部４６に与えられる。これにより、モータ
３が指令回路３８の指令信号に応じて、テーブル２０を
所定の速度で所定量移動させる。

一方、上記数値制御装置２は、本発明に関連して、機械
座標系記憶回路４７、原点付近検出リミットスイッチＬ
ＳＩのオン位置のデータを記憶している原点付近データ
記憶回路４８、原点減速位置検出リミットスイッチＬＳ
２のオン位置のデータを記憶している原点減速データ記
憶回路４９、および演算回路５１を備えている。

上記機械座標系記憶回路４７は、工作機本体ｌのテーブ
ル２０の原点復帰時に、このテーブル２０の原点からの
現在位置を検出する現位置検出手段を構成している。上
記機械座標系記憶回路４７には、工作機本体Ｉのパルス
ジェネレータ３３からテーブル２０の移動に対応してパ
ルス信号が入力する。上記機械座標系記憶回路４７の記
憶は、停電保護回路４７ａによってバックアップされて
いる。

一方、上記演算回路５１は、工作機本体１のテーブル２
０の現位置とテーブル２０の移動により原点付近検出リ
ミットスイッチＬＳＩおよび原点減速位置検出リミット
スイッチＬＳ２が夫々作動すべき正規作動位置との偏差
を算出して、上記原点付近検出リミットスイッチＬＳＩ
および原点減速位置検出リミットスイッチＬＳ２の復帰
不良を検出する復帰不良検出手段を構成している。上記
演算回路５１には、機械座標系記憶回路４７からテーブ
ル２０の現在位置を示す信号が人力するとともに、原点
付近データ記憶回路４８および原点減速データ記憶回路
４９から工作機本体ｌのテーブル２０の移動により原点
付近検出リミットスイッチＬＳＩおよび原点減速位置検
出リミットスイッチＬＳ２が夫々作動すべき正規作動位
置のデータ信号が入力している。上記演算回路５１には
また、上記原点付近検出リミットスイッチＬＳＩおよび
原点減速位置検出リミットスイッチＬＳ２からの各出力
信号が夫々入力される一方、外部制御盤５から−ＪＯＧ
指令信号、すなわち、工作機本体１のテーブル２０の前
進指令信号および原点復帰指令信号が入力する。上記演
算回路５１は、テーブル２０の現在位置と原点付近検出
リミットスイッチＬＳＩおよび原点減速位置検出リミッ
トスイッチＬＳ２の正規作動位置との偏差が規定の値か
らずれているときは、外部制御盤５に原点付近検出リミ
ットスイッチＬＳＩの復帰不良信号および原点減速位置
検出リミットスイッチＬＳ２の復帰不良信号を出力する
。

なお、第１図の数値制御工作機械は、数値制御装置２の
自動座標系記憶回路５２に、自動座標系パラメータ設定
回路５２ａより入力するワーク２８の加工パラメータに
より、ワーク２８を加工する。この自動座標系記憶回路
５２には、工作機本体ｌのパルスジェネレータ３３から
テーブル２０の位置を示すパルス信号が入力している。

その記憶内容は、電源がオフされると消える。

次に、第３図のフローチャートおよび第４図のテーブル
２０の原点復帰動作を示す図面を参照して、第１図の数
値制御工作機械の原点復帰時の動作を説明する。

第１図の数値制御工作機械の電源が投入されると、第３
図の原点復帰プログラムがスタートする。

原点復帰プログラムがスタートすると、上記演算回路５
１は、先ずステップＳｔを実行し、原点付近検出リミッ
トスイッチＬＳＩがオンであるか否かを判定する。

いま、上記原点復帰プログラムのスタート時に、工作機
本体ｌ（第１図）のテーブル２０が第４図においてたと
えばＰｌで示す位置にあり、原点付近検出リミットスイ
ッチＬＳＩがオンである状態で、第１図の外部制御盤５
より−ＪＯＧ指令が出されると、演算回路５１はテーブ
ル２０を前方に、第４図に示すように、一定距離加速後
、一定速度で前進させる（ステップＳ２）。

上記テーブル２０が前進すると、その現在位置が変化す
る。この現在位置のデータは機械座標系記憶回路４７に
記憶される。そして、上記演算回路５１は、ステップＳ
３にて、機械座標系記憶回路４７に記憶されているテー
ブル２０の現位置のデータを読み取る。

上記演算回路５１はまた、ステップＳ４にて、原点付近
検出リミットスイッチＬＳＩがオンであるか否かを判定
する。このステップＳ４にて、上記原点付近検出リミッ
トスイッチＬＳＩがオンであると判定すると、上記演算
回路５１はステップＳ５を実行する。そして、原点付近
検出リミットスイッチＬＳＩの復帰不良監視位置データ
（設定値「２」）からテーブル２０の現位置データを減
算した値が負（マイナス）でない、すなわち、この減算
値が零もしくは正（プラス）のときは、上記ステップＳ
３．Ｓ４およびＳ５のループを繰り返し実行する。この
状態で、原点付近検出リミットスイッチＬＳＩがオフせ
ずに、（設定値ｒ２Ｊ）−（現在値）〈０となると、こ
れは、テーブル２０が原点付近検出リミットスイッチＬ
ＳＩの正規作動位置を越えて前進しても、上記原点付近
検出リミットスイッチＬＳＩが第４図に点線で示すよう
にオンしつづけていることを意味するから、演算回路５
１は、ステップＳ６にて、外部制御盤５に、原点付近検
出リミットスイッチＬＳＩ不良の信号を出力し、オペレ
ータに原点付近検出リミットスイッチＬＳＩの復帰不良
番知らせるとともに、ステップＳ７にて、数値制御工作
機械を停止させた後、ストップする。

一方、上記ステップＳ６．Ｓ４およびＳ５のループが繰
り返し実行されているときに、原点付近検出リミットス
イッチＬＳＩがオフすると、演算回路５１は、ステップ
８８以下の各ステップの実行に移る。

なお、第３図のプログラムのスタートの時点で原点付近
検出リミットスイッチＬＳＩがオフのときは、ステップ
Ｓ１から、直接、ステップ８８以下の各ステップが実行
される。

テーブル２０は、原点付近検出リミットスイッチＬＳＩ
がオフとなるＰ、の位置を越えると、減速しつつしばら
く前進して停止する（第４図参照）。

この状態で、外部制御盤５から原点復帰指令信号が演算
回路５１に人力される（ステップＳ８）と、上記演算回
路５１は、ステップＳ９にて、機械座標系記憶回路４７
に記憶されているアーブル２０の現在位置のデータを読
み取る。

上記演算回路５Ｉはまた、ステップＳＩＯにて、原点減
速位置検出リミットスイッチＬＳ２がオンであるか否か
を判定する。このステップＳＩＯにて、上記原点減速位
置検出リミットスイッチＬＳ２がオンであると判定する
と、上記演算回路５１はステップＳ１１を実行する。そ
して、原点減速位置検出リミットスイッチＬＳ２の復帰
不良監視位置データ（設定値「ｌ」）からテーブル２０
の現位置データを減算した値が負（マイナス）でない、
すなわち、この減算値が零もしくは正（プラス）のとき
は、上記ステップＳ９．ＳｌＯおよびＳｌｌのループを
繰り返し実行する。この状態で、原点減速位置検出リミ
ットスイッチＬＳ２がオフせずに、（設定値ｒＮ）−（
現在値）く０となると、これは、テーブル２０が原点減
速検出リミットスイッチＬＳ２の正規作動位置Ｐ４を越
えて前進しても、テーブル２０が位置Ｐ３にきたときに
オンした上記原点減速位置検出リミットスイッチＬＳ２
か第４図に点線で示すようにオンしつづけていることを
意味するから、演算回路５１は、ステップＳＩ２にて、
外部制御盤５に、原点減速検出リミットスイッチＬＳ２
不良の信号を出力し、オペレータに原点減速検出リミッ
トスイッチＬＳ２の復帰不良を知らせるとともに、ステ
ップＳ７にて、数値制御工作機械を停止させストップす
る。

一方、上記ステップＳ９．ＳＩＯおよびＳｌｌのループ
が繰り返し実行されているときに、原点減速位置検出リ
ミットスイッチＬＳ２がオフすると、演算回路５１は、
ステップＳ１３にて、原点復帰完了か否かを判定する。

そして、テーブル２０が第４図の位置Ｐ、から１パルス
目のＰ、の位置で停止し、上記ステップＳ１３にて、原
点復帰が完了したと判定されると、ステップＳ１４にて
、外部制御盤５の原点復帰完了ランプ（図示せず。）を
点灯させ、原点復帰が終了する。上記ステップＳ１３に
て、原点復帰が完了しないと判定され、何等かの原因で
原点復帰異常が発生する（ステップ５Ｉ５）と、数値制
御工作機械を停止（ステップＳ７）させた後、ストップ
する。

以上のようにして、原点付近検出リミットスイッチＬＳ
Ｉおよび原点減速検出リミットスイッチＬＳ２の復帰不
良が発生すると、外部制御盤５によりその復帰不良がオ
ペレータに警告され、同時に、数値制御工作機械も停止
する。これにより、原点復帰不良を簡単に知ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る数値制御工作機械の位置検出器の
不良検出装置の一実施例の構成を示すブロック図、 第２図は第１図の数値制御工作機械の工作機本体の説明
図、 第３図は第１図の数値制御工作機械の位置検出器の不良
検出装置の不良検出のフローチャート、第４図は第１図
の数値制御工作機の原点復帰時の要部の作動を示す説明
図である。 ■・・・工作機本体、　２・・・数値制御装置、３・・
・モータ、　　　　４・・・速度サーボアンプ、５・・
・外部制御盤、　２０・・・テーブル、２７・・・駆動
軸、　　３３・・・パルスジェネレータ、３５．３７・
・・カム部、 ４７・・・機械座標系記憶回路、 ４７ａ・・・停電保護回路、 ４８・・・原点付近データ記憶回路、 ４９・・・原点減速データ記憶回路、 ＬＳＩ・・・原点付近検出リミットスイッチ、ＬＳ２・
・・原点減速位置検出リミットスイッチ。 特許出願人　　　　マツダ株式会社 代理人　　弁理士　　青白　葆外２名 第４図 １子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）インクリメンタル型パルスジェネレータを有する
   駆動軸と、その駆動軸の作動で前後動可能なテーブルと
   、そのテーブルの移動軌跡上の所定位置に配置されて上
   記テーブルの移動位置を検出するリミットスイッチとを
   有する数値制御工作機械の位置検出器の不良検出装置で
   あって、 上記テーブルの原点復帰時に、上記テーブルの原点から
   の現在位置を検出する現位置検出手段と、上記リミット
   スイッチの原点からの正規作動位置を記憶したリミット
   スイッチ作動位置記憶手段と、上記現位置検出手段で検
   出された上記テーブルの現位置と上記リミットスイッチ
   作動位置記憶手段に記憶されたリミットスイッチの正規
   作動位置との偏差を算出して上記リミットスイッチの復
   帰不良を検出する復帰不良検出手段とを備えたことを特
   徴とする数値制御工作機械の位置検出器の不良検出装置
   。