JPH01125606A - 数値制御工作機械用手動パルス発生装置 - 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】 （ａ）、産業上の利用分野 本完明け１手動送りモードにおいて同時２＠送りが可能
な、数置制御工作機械用手動パルス発生装置に関する。

（ｂ３．従来の技術 従来、マシニングセンタ等の数値制御工作機械において
、テーブル上にクランプしたワークを。

主軸頭に装着された工具によって加工する際、心出し作
業等をするために、ワークと工具との位置関係を、手動
パルス発生装置を用いて加ニブロタラムによることなく
手動で微調整することがある。

この際１作業者は１手動パルス発生Ｍ［を両手で操作す
ることにより、テーブルの複数の制御軸の内の１軸を制
御して、テーブルをワークと共に手動送りし、更に主軸
頭の制御軸を制御して、主軸頭を工具と共に手動送りし
て、ワークとコー具との位Ｗ、関係を１１ｇ１シていた
。

（Ｃ）１発明が解決しようとする問題点しかし、これで
は作業者は、心出し作業業をする際、テーブルと主軸頭
とを別々に手動送りさせなければならず、作業効率が低
下する不都合があった。また、該作業中は、作業者は手
動パルス発生装置を両手で操作しなければならず、他の
手作業を並行して行なうことが出来ない不都合かあ−一
だ・・ 本発明は、前述の火照を屏消すべく０手動法りモードに
おいて１片手操作で同時２＠送りが可能な、数値制御工
作機減用手動パルス発生装置を提供することを目的とす
る。

（ｄ）０問題点を解決するための手段 即ち、本発明は１本体（１６）を有し１、前記本体（１
６）に、該本体（１６）の装着姿勢により制御平面を選
択する平面選択手段（２２）を設け、更に、前記本体（
１６）に、ボール（１９）を任意の方向に回転し得る形
で設けると共に、前記ボール（１９）の直交する２方向
の回転量を検出し、かつ、該検出したそれぞれの回転量
に対応したパルスを発生するパルス発生手段（２０Ａ、
２０Ｂ）を設けて構成される。

なお、括弧内の番号等は、図面における対応する要素を
示す、便宜的なものであり、従って。

木記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。

以下のｒ　（ｅ）、作用」の檀についても同様である。

（ｅ）６作用 と記した構成により１本発明は、同時２＃Ｉ制御する際
、平面選択手段（２２）の装着姿勢によって制御平面が
選択公定され、また、ボール（１９）の直交する２方向
の回転量を、パルス発生手段（２０Ａ、２０Ｂ）により
検出し、検出した回転量に基づきパルスを発生させて、
制御平面を形成する２軸を同時制御するように作用する
。

（ｆ）、実施例 以下、図面に基づき１本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明による数値制御工作機械用手動パルス発
生装置の一実施例を示す斜視図、第２図は第１図に示す
手動パルス発生装置の移動量指示機構の詳則を示す図、 第３図は第１図に示す手動パルス発生装置の位置検出セ
ンサの一例を示す斜視図、 第４図は第３図に示す位置検出センサの要部を示す斜視
図、 １、５図は第４図のＰ矢視図、 第６図は第１図に示す手動パルス発生装置を数値制御工
作機械に装着した様子を示す斜視図。

第７図は第６図に示す手動パルス発生装置付近の様子を
示す拡大斜視図、 第８図は本発明による手動パルス発生装置が適用される
数値制御工作機械を示す斜視図、第９図及び第１０図は
手動パルス発生装置の装着姿勢の態様を示す斜視図であ
る。

マシニングセンタ等の数値制御工作機械１は、第６図に
示すように、機体２を有しており１機体２上には、四角
形状に形成されたテーブル３が、図中左右方向である矢
印Ａ、Ｂ方向（即ち、Ｘ＠力方向及び矢印Ａ−８方向と
は直角な方向である矢印Ｃ，Ｄ方向（即ち、Ｙ軸方向ン
に移動駆動自在な形で設けられている。テーブル３の図
中上部には、ワーク搭載面３ｄが形成されており、ワー
ク搭載面３ａには、ワーク３０が搭載されている。

また、テーブル３には、該テーブル３をＸ軸方向（矢印
Ａ、Ｂ方向）に駆動するサーボモータ１０ａが、ボール
スクリュウ等を介して接続されており、更にテーブル３
には、該テーブル３をＹ軸方向（矢印Ｃ，Ｄ方向）に駆
動するサーボモータ１０ｂが接続さねている。

また−ｉ体２には、コラム６が設けられており、コラム
６には主軸頭７が、図中上下方向である矢印Ｅ、Ｆ方向
（Ｚ軸方向）に移動自在な形で設けられている。主軸頭
７には、主＠７ａが回転駆動自在に支持されており、主
′＠７ａには、工具９が着脱自在な形で装着されている
。更に、コラム６の第６図上部には、主１１１頭７をＺ
軸方向に駆動するサーボモー、夕１０ｃが設けられＣお
り、サーボモータ１０ｃ：は、主軸頭７に接続さお、て
いる。

更に１機体２には、ＮＣコントローラ１１が設けられて
おり、ＮＣコントローラ１１には、操作！１１．１２が
接続されている。操作！１２には、本発明による手動パ
ルス発生装置１３が、接［，１ｌ１５を介して接続され
ており１手動パルス発生装置１３は、第１図に示すよう
に層状に形成された本体１６を有している０本体１６に
は、移動量指示機構１７が設けられており、移動量指示
機構１７は、ボール１９．ロータリエンコーダ２０Ａ、
２０Ｂ等を有している。即ち、本体１６には、球状に形
成されたボール１９が、その図中上部を本体１６の上面
１６ａより外部に突出させ、かつ転勤自在な形で支持さ
れており、また本体１６には。

ロータリエンコーダ２ＯＡ、２０Ｂが、第２図に示すよ
うに、それぞれボール１９の中心ＣＴＩを通り直交する
２個の軸＄　１９　ａ、１９ｂ上に位置決めされる形で
設けられている（なお、軸線１９ｂは、第１Ｆに示す手
動パルス発生装［１３の本体１６の長手方向、即ち矢印
Ｇ、Ｈ方向と平行となり、Ｍ！Ｉ　１９　ａは、矢印Ｇ
、Ｈ方向とは直角な方向である矢印１．Ｊ方向と平行と
なる。）。

ロータリエンコーダ２０Ａ、２０Ｂは、第２図に示すよ
うに、それぞれ本体２０　ａを有しており、本体２０ａ
、２０ａには、それぞれ＠２０ｂ、２０ｂが、その軸心
ＣＴ２、Ｃｒ２をボール１９の軸、＠１９ｂ、１９ａと
平行に、かつ該軸心ＣＴ２、Ｃｒ２を中心として、それ
ぞれ矢印に’、Ｌ’方向及び矢印Ｍ’　、Ｎ’力方向回
転自在な形で設けられている。軸２０ｂ、２０ｂには、
それぞれ移動量検出円板２０ｃ、２０ｃが、ボール１９
の表面と接触し、かつ、その中心が＠ａ１９ａ、１９ｂ
上に位置するように装着されている。

また、第１図に示す手動パルス発生装置１３の本体１６
内には１位置検出センサ２２が設けられており、位置検
出センサ２２は、第３図に示すように、立方体状に形成
された本体２３を有している０本体２３の各面２３ａ、
２３　ｂ　＋　２３　ｃ、２３ｄ−２３ｅ、２３ｆには
、第４図及び第５図に示すように、それぞれ球面状に形
成された凹部２３ｒ（第３図乃至第５図においては面２
３ｂに形成された凹部２３ｒのみ図示する。）が、本体
２３外部に向けて凹む形で形成されており、更に各面２
３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅ。

２３ｆの中央には、それぞれ金臭を感知するセンサ２６
ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ、２６ｆが設けら
れている６、また１本体２３内には、凹部２３ｒよりも
曲率半径が小さい金属製の球２５が、該本体２３内で任
意の方向に移動し得る形で設け°られでおり、第３図に
示す球２５は、その自重により１本体２３の図中下方の
面２３ｂに形成された凹部２３ｒに当接する形で支持さ
れている。

なお、第１図に示す手動パルス発生装置１３の本体１６
の上面１６ａには１倍率切換スイッチ２７が設けられて
おり、本体１６の下面１６ｂには、マグネット板２９が
固着されている。

数値制御工作機械１は、以上のような構成を有するので
、該工作機械１を用いてワークを加工するには、第８図
に示すテーブル３のワーク搭載面３ａ上に、加工すべき
ワーク３０を搭載する。

その状態で、第６図に示すＮＧコントローラ１１は、ワ
ーク３０に対応する加ニブログラムに基づキ、サーボモ
ータ１．　Ｏａ、１０ｂ−１０ｃを数１直制御して、テ
ーブル３を矢印Ａ、Ｂ方向（Ｘ軸方向）及び矢印Ｃ，Ｄ
方向（Ｙ軸方向）に移動させると共に、主軸頭７を工具
９と共に矢印Ｅ、Ｆ方向（Ｚ＠力方向に、それぞれ移動
駆動してワーク３０を力■工する。

なお、ワーク３０を加工する際、心出し作業業をするた
めに、加ニブログラムによることなく手動でＸ軸、Ｙ軸
、ｚ＃ｌの内の２軸を同時に制御して、第８図に示すテ
ーブル３をＸ軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）又はＹ軸方向（
矢印Ｃ，Ｄ方向（Ｙ軸方向）に、更に主軸頭７を２軸方
向（矢印Ｅ。

Ｆ方向）に移動させる場合がある。以下、作業者が手動
で同時２軸制御してテーブル３、主軸頭７を手動送りさ
せる場合について説明する。

最初に、第１図に示す手動パルス発生装置１３を用いて
、第６図に示すｘ＃Ｉ及びＹ軸を同時２軸制御して、テ
ーブル３をＸ＠力方向びＹ軸方向に同時的に移動させて
、該テーブル３をＸ−Ｙ平面５ａ（ＸｌｌとＹ軸によっ
て張られる平面）と平行な面上を所定の方向に移動させ
た場合について述べる。まず２作業者は、テーブル３の
ワーク搭載面３ａに、第１図に示す手動パルス発生装置
１３０本体ｔ６ｔｉ−１第７図に示すように、その長手
方向（即ち矢印Ｇ、Ｈ方向）を矢印Ｃ，Ｄ方向（Ｙ＠力
方向と平行にする形で、マグネット板２９を介して装着
する。すると、本体１６内の第３図に示す位置検出セン
サ２２は、その本体２３の面２３ｂが、テーブル３のワ
ーク搭載面３ａと平行になる位置に位置決めされる。す
ると１本体２３内の金属製の球２５は、その自重により
本体２３内で移動して１面２３ｂに形成された凹部２３
ｒと当接する形で支持される。

すると、面２３ｂに設けられたセンサ２６ｂが球２５を
感知して、該センサ２６ｂにより検知信号が、第６図に
示す接続、Ｗ２Ｂを介してＮ　Ｇ、コントローラー１に
出力される。すると、ＮＣコ、ン暮 トローラ１１は、Ｘ−Ｙ平面５ａが制御平面（即ち、ｘ
、ｙ、ｚｎの内の２軸を同時に制御する際３２軸によっ
て張られる平面）として選択されたと認識して、第２図
に示す移ｖＪ量指示機構１７のロータリエンコーダ２Ｏ
Ａを、第６図に示すテーブル３をＸ軸方向に駆動するサ
ーボモータｔＯａに接続すると共に、ロータリーエ〉コ
ーグ２０Ｂを、テーブル３をＹ＠力方向駆動するサーボ
モータ１０ｂに接続する。また、作業者は第１図に示す
手動パルス発生装置１３の倍率切換スイッチ２７を操作
することにより、自分が選択した倍率（例えば１００倍
）をＮＣコントローラ１１に出力し、該倍率をＮＣコン
トローラ１１に設定する。

次に１作業者は、第７＠に示すように、右手３１ａでボ
ール１９を、テーブル３をＸ−Ｙ平面５ａ内で移動させ
ようとする方向（例えば矢印Ｑ方向）になぞって回転さ
せる。ボール１９が回転すると、第２図に示すロータリ
エンコーダ２０Ａ、２０Ｂの各移動量検出円板２０ｃ、
２０ｃも、そ九ぞれ矢印に′又はＬ’方向、矢印Ｍ′又
はＮ′方向に回転し、これ等回転量に比例した数のパル
スを、第６図に示す接続［１５を介してＮＣコントロー
ラ１１に出力する。

すると、ＮＣコントローラ１１は、ロータリエンコーダ
２ＯＡ、２０Ｂから送られてきたパルスを、それぞれ設
定された倍率（即ち１００倍）分だけ増加させ、該パル
スにより第６図に示すサーボモータｌｏａ、１ｏｂをそ
れぞれ駆動して、テーブル３をＸａ力方向矢印Ａ、Ｂ方
向）及びＹ軸方向（矢印Ｃ，Ｄ方向）に同時に移動させ
、該テーブル３をＸ−Ｙ平面５ａと平行な面上を矢印Ｑ
方向に向けて手動送りする。

同様に、心出し作業等をするために、第６図に示すＸ−
Ｙ平面５ｂを制御平面として選択して、Ｙ軸及びＺ軸を
同時２軸制御して、テーブル３をＹ軸方向（矢印Ｃ，Ｄ
方向）に、主軸頭７をＺ軸方向（矢印Ｅ、Ｆ方向）に同
時に手動送りしようとする場合には１作業者は、第７図
に示すように。

テーブル３の側面３ｂに、第１図に示す手動パルス発生
袋［１３の本体１６を、その長手方向（即ち矢印Ｇ、Ｈ
方向）を矢印Ｃ，Ｄ方向（Ｙ軸方向）に沿わせる形で、
マグネット板２９を介して装着する。すると１本体１６
内の第３図に示す位置検出センサ２２は、その姿勢を変
化させて、その本体２３の面２３ｆが図中下側どなり、
更に１球２５が、その自重により本体２３内で移動して
１面２３ｆの凹部２３ｔ・と当接する、 すると１面２３　ｆに設けられたセンサ２ｆ３ｆが球２
５を感知して、該センサ２６ｆにより検知信号が、第６
図に示す接続線１５を介してＮＣコントローラ１１に出
力される。　該Ｎｃコントローラ１１は、これを受けて
、Ｙ−Ｚ平面５ｂ（即ちＹ＃ｌと２＠によって張られる
平面）が制御平面として選択されたと認識し、ロータリ
エンコーダ２０Ａを、主軸頭７をＺ軸方向に駆動するサ
ーボモータ１０ｃに接続すると共に、ロータリーエンコ
ーダ２０Ｂを、テーブル３をＹ軸方向に駆動するサーボ
モータ１０ｂに接続する。

その状態で、作業者が、第７図に示すように、右手３　
Ｌ　ａでボール１９を１例えは矢印Ｒ方向になぞって回
転させる。すると、ボール１つの第２図矢印に′又はＬ
′方向及び矢印Ｍ′又はＮ′方向の回転量が、ロータリ
エンコーダ２０Ａ、２０Ｂによって検出され、これ等回
転量に比例した数のパルスが第６図に示すＮＧコントロ
ーラ１１に出力される。すると、ＮＧコントローラ】１
は。

これ等パルスに基づきサーボモータ１０ｂ、１０Ｃを同
時に駆動して、テーブル３をＹ軸方向に。

主軸頭７をＺ軸方向に同時に移動させる。

同様に、心出し作業等をするために、制御平面としてＺ
−Ｘ平面５ｃを選択して、Ｘ軸及びＺ軸を同時２軸制御
し、主軸頭７をＺ軸方向に、テーブル３をＸ軸方向に同
時に移動させたい場合には、第７図に示すように、テー
ブル３の側面３ｃに、手動パルス発生装置１１３を、ボ
ール１９が倍率切換スイッチ２７より図中上方に位置す
るようにその長手方向（即ち矢印Ｇ、Ｈ方向）を矢印Ｅ
。

Ｆ方向（Ｚ軸方向］に沿わせる形で装着する。すると１
本体１６内の第３図に示す位置検出センサ２２は、その
姿勢を変化させて、その本体２３の面２３ｄが図中下側
になり、更に１球２５が、その自重により本体２３内で
移動して１面２３ｄの凹部２３ｒと当接し、該球２５が
センサ２６ｄによって感知される。すると、センサ２６
ｄにより出力された検知信号より、ＮＧコントローラ１
１は、Ｚ−Ｘ平面５ｃが制御平面として選択されたと認
識し、ロータリエンコーダ２ＯＡを、テーブル３をＸ軸
方向に駆動するサーボモータ１０ａに接続すると共に、
ロータリーエンコーダ２０Ｂを、主軸頭７をＺ軸方向に
駆動するサーボモータＩＯＣに接続する。

その状態で、作業者が、第７図に示すボール１９を、例
えば第７図矢印Ｓ方向になぞって回転させると、テーブ
ル３がＸ軸方向に、主軸頭７が２軸方向に同時に移動す
る。

なお、上述した実施例においては１手動パルス発生装置
１３を、数値制御工作機械１のテーブル３の第６１ｉｉ
！ｌ右コーナ一部に装着した場合について述べたが１手
動パルス発生装Ｎ１３の装着場所は、これ−に限らず、
制御平面であるＸ−Ｙ平面５ａ、Ｙ−Ｚ平面５ｂ、Ｚ−
ＫｑＬ面５ｃと平行になる場所であればどのような場所
に手動パルス発生装置１３を装着してもよいことは勿論
である１例えば、第９図に示すように、テーブル３の第
６図表コーナ一部の側面３ｄに装着することも可能であ
る。この場合は、制御平面の選択は、第３図に示す位置
検出センサ２２のセンサ２６ｇが球２５を感知すること
により行なう、更に、上述した実施例においては、第７
図に示すテーブル３の側面３ｃに１手動パルス発生装置
［１３を、ボール１９が倍率切換スーｒツチ２７より図
中上側に位置するように装着した場合について述べたが
、第１０図に示すように１手動パルス発生装置１３を、
ボール１９が倍率切換スイッチ２７より図中下側に位置
するように、その長手方向（矢印Ｇ、Ｈ方向）を矢印Ｅ
、Ｆ方向に沿って装着させ、該パルス発生装置Ｌ３によ
り同時２軸制御することも可能である。この場合には、
制御平面の選択は、第３図に示す位置検出センサ２２の
センサ２６ｃが球２５を感知することにより行なわれる
。

なお、上述した実施例においては、第３図に示す位置検
出センサ２２のセンサ２６ａ、２６ｂ。

２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ、２６ｆとして、金、＠製の物
体を感知するセンサを採用した場合について述べたが、
これに限らず球２５を感知することが出来れば、どのよ
うな種類のセンサでも、センサ２８ａ、２６ｂ、２６ｃ
、２６ｄ、２６ｓ、２６ｆとして採用することが可能で
ある。

（ｇ）０発明の効果 以上、説明したように本発明によれば１本体１６を有し
、前記本体１６に、該本体１６の装着姿勢により制御平
面を選択する位置検出センサ２２等の平面選択手段を設
け、更に、前記本体１６に、ボール１９を任意の方向に
回転し得る形で設けると共に、前記ボール１９の直交す
る２方向の回転量を検出し、かつ、該検出したそれぞれ
の回転量に対応したパルスを発生するロータリエンコー
ダ２０Ａ、２０Ｂ等のパルス発生手段を設けて構成した
ので、同時・２軸制御する際１手動パルス発生装置！１
３、従って平面選択手段の装着姿勢によって制御平面を
任意に選択決定することが出来る。また、パルス発生手
段によって、ボール１９の直交する２方向の回転量を検
出し、検出した回転量に基づきパルスを発生させて、制
御平面を形成する２＠を同時制御することが出来る。そ
の結果、手動送りモードにおいて１手動パルス発生装置
１３を片手操作することにより、同時２軸送りを行なわ
せて作業効率を向丘させることが可能となる。また１手
動パルス発生装置１３を両手で操作する必要がなくなる
ので、心出し作業等をする際、他の手作業を並行して行
なうことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による数値制御工作機械用手動パルス発
生装置の一実施例を示す斜視図、第２図は第１図に示す
手動パルス発生装置の移動量指示機構の詳細を、示す図
、 第３図は第１図に示す手動パルス発生装置の位置検出セ
ンサの一例を示す斜視図。 第４図は第３図に示す位置検出センサの要部を示す斜視
図。 第５図は第４図のＰ矢視図、 第６図は第１図に示す手動パルス発生表置を数値制御工
作機械に装着した様子を示す斜視図、第７図は第６図に
示す手動パルス発生装置付近の様子を示す拡大斜視図。 第８図は本発明による手動パルス発生装置が適用される
数値制御工作機械を示す斜視図、第９図及び第１０図は
手動パルス発生装置の装着姿勢の態様を示す斜視図であ
る。 １・・・・・・数値制御工作機械 １３・・・・・・手動パルス発生装置 １６・・・・・・本体 １９・・・・・・ボール ２０Ａ、２０Ｂ・・・・・・パルス発生手段（ロータリ
ニンコーダ） ２２・・・・・・平面通訳手段（位置検出センサ）出願
人　　ヤマザキマザック株式会社 代理人　　　弁理士　　　相１）伸二 第１図 ６ｂ 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 本体を有し、 前記本体に、該本体の装着姿勢により制御平面を選択す
   る平面選択手段を設け、 更に、前記本体に、ボールを任意の方向に 回転し得る形で設けると共に、 前記ボールの直交する２方向の回転量を検 出し、かつ、該検出したそれぞれの回転量に対応したパ
   ルスを発生するパルス発生手段を設けて構成した、数値
   制御工作機械用手動パルス発生装置。