JPH04336927A - 工作機械の自動レべリング装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業用の工作機械の機
械テーブルまたはベッドのレベリングに使用する自動レ
ベリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来は、本発明のような自動レベリング
システムがなかったため、機械テーブル上に載置した気
泡水準器又はテレスコープによるスケールの読取りデー
タを人間が解析し、ハンドでレベリングブロックを調整
することにより、機械のレベリング作業を行なっていた
。産業革命以降の工作機械の長い歴史に於いて、このレ
ベリング作業ほど改善の進んでいないものは珍しい。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】航空機の胴体外板等の
余肉取り加工を行う大型プロファイラーでは、機械のレ
ベリングブロックの数が３００個所を越えるものがあり
、これを従来の人手によるレベリング方式でレベリング
を行なうと試行錯誤による同一レベリングブロックでの
重複調整作業のため、１０日間前後のレベリング日程を
要し、且つ最初のフェースで調整した部位が諸環境、周
囲条件の変化で狂うこともあり、大型工作機械保全作業
の大きな問題になっている。本発明は、これらの問題点
を解決する自動レベリング装置を提供することを目的と
する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る工作機械の
自動レベリング装置は工作機械の機械ベッド１５のレベ
リング検出手段と、制御手段と、レベリングブロック２
０からなるレベリング装置において、前記レベリングブ
ロック２０は縦滑動子２２と横滑動子２３と油圧シンリ
ダ５からなるとともに、工作機械の機械ベッド１５の下
方に配設し、

【０００５】前記レベリング検出手段は、レベリングブ
ロック２０の配置位置に合わせて水管２１で連絡接続し
た複数個の水容器１０とレーザ変位計８からなるととも
に、工作機械の機械ベッド１５のレベル変化を水容器１
０内の水面とレーザ変位計８間の距離変化として検出し
て、該検出信号をコンピュータ１に入力し、前記制御手
段は油圧シンリダ５を制御するソレノイドバルブ４とシ
ーケンサ３とコンピュータ１からなり、シーケンサ３は
、コンピュータ１からの信号と複数の近接スイッチから
の信号を入力し、ソレノイドバルブ４に出力することを
特徴とする。

【０００６】

【作用】工作機械の機械ベッドのレベリングが完全な状
態では、図５の水容器１０内の水面と図５のレーザ変位
計８の間隔に差が無く一定であるが。機械ベッドのレベ
ルが狂っている状態では、レーザ変位計８の位置が水面
に対して場所によって異なる。

【０００７】本発明装置の各水容器の水面は図３に示す
ように水管２１で連絡・接続されているので、常時一定
になる。従って、レーザ変位計と水面間距離を図１に示
すようにコンピュータへ入力し、各レーザ変位計と水面
間の距離が一定になるようにした制御プログラムで処理
し、その制御信号でソレノイドバルブを制御して、油圧
シリンダを駆動することにより、工作機械のレベリング
を自動的に行なう。

【０００８】

【実施例】図１は本発明の実施例に係る制御装置のブロ
ック図である。コンピュータ１が制御全体を管制してい
る。コンピュータ１のレベル計測側にはアナログ・ディ
ジタル変換器（以下Ａ／Ｄ変換器という）１２が接続さ
れ、ここへレーザ変位計８からのレベルデータがレーザ
コントローラ１１を経由して入力される。一方、機械ベ
ッドを上下動作させる操作側には、入出力インターフェ
イス（ＰＩＯ）２とシーケンサ３が接続されており、当
該シーケンサの入力部へは、図４のレベリングブロック
２０に於ける横滑動子２３のストロークエンド近接スイ
ッチ及び同じく図４に於ける縦滑動子２２と図３の機械
ベッド下面との接触有無検知用の近接スイッチが接続さ
れ出力部へは油圧制御用のソレノイドバルブ４が接続さ
れている。このバルブ４が油圧シンリダ５の駆動制御を
行なう。尚、制御用プログラム１４は、レーザ変位計８
（複数）の情報データをまとめて各ソレノイドバルブ４
の作動時間をコントロールする。図２は本発明装置の機
械ベッドを示す。

【０００９】図３は図２の工作機械ベッドへ本発明に係
るレーザ変位計８、水容器１０、水管コネクタ１８、水
管２１及び油圧シンリダ５で動力駆動されるレベリング
ブロック２０を装備した状況を示す。

【００１０】尚、２０´はベースプレートである。図４
はレベリングブロック２０上の縦滑動子２２、横滑動子
２３がソレノイドバルブ４の制御と油圧シンリダ５によ
り駆動される状況を示す。ここで、ソレノイドバルブ４
内を流れる油圧オイルは、極度に流量が絞られており、
図５のレーザ変位計８と水面９との距離が予め距離が図
１に於けるコンピュータ１の指示値になると閉鎖される
。

【００１１】図６及び図７のベースプレート２０´につ
けられたガイド２４の内方には縦滑動子２２、横滑動子
２３があり、横滑動子２３の切欠部にはボルト２６が装
着され、当該ボルトが油圧シンリダ５のピストンロッド
２８に接続されている。尚、３７はピストンロッド２８
のガイドブッシュ、２７は調整ナット、２９は油圧シン
リダ５とガイド２４の結合ボルトである。

【００１２】次に図６と図８に於けるベースプレート２
０´はボルト３６によりハウジング３０が接続され、当
該ハウジング内周側にはクランプシリンダ３４がネジ結
合されている。シリンダ３４のピストン４４の上方側に
は押子４２をつけたピストンロッド４１が、下方側には
クランプスプリング４３配設されている。油圧ポート４
０へ油圧力が印加されると、ピストン４４がクランプス
プリング４３に抗して下方へ移動し、これによりクラン
プバー２５のクランプ力がなくなり、アンクランプ状態
となる。尚、ブラケット３３がガイド２４にボルト結合
され、当該ブラケット３３上のバー３３にはクランプバ
ー２５が支承されている。また、ベースプレート２０´
はアンカーボルト３８とナット３２により床コンクリー
トに固定されている。図１１は本発明に係る実施例の縦
滑動子の横間隙の補正の説明図である。図１２〜図１４
は、本発明の実施例に係るフローチャートを示す。説明
を容易にするため、図１５及び図１６に示すモデルに基
づいて説明する。

【００１３】図１５は工作機械のレベルが完全に出てい
る状況を示す。この場合、Ｐ１〜Ｐ６の各レベリングポ
イントにおけるレーザ変位計と水面間の距離は１００ｍ
ｍで一定である。図１６は図１５に対して各レベルを変
化させた状況を示す。図１２〜図１４において、Ｓ１で
初期設定し、Ｓ２で全レベルポイントを最下限レベルに
する。Ｓ３では、図１１に示すように縦滑動子の横間隙
を補正する。Ｓ４では各計測ポイントのデータを大小順
にソート（ｓｏｒｔｉｎｇ，区分）し、最大データを決
定する。 Ｓ５では、最大データを零基準におき、負数のみで処理
できるようにしている。図１５及び図１６に示すモデル
のレベルポイントＰ４では、μｍ単位で表わした差（以
下ＳＡと言う） 　　＝０−［（最大データ）−（各レベルポイントのデ
ータ）］　　＝０−［１０，０００−（−４，０００）
］＝−１４，０００（μｍ）となる。Ｓ６では、ＳＡ＝
−１００か否かすなわちレベル差が０．１ｍｍ以上か否
かにより、レベル修正が必要か否かを判断する。Ｓ６で
ＮＯのときはＳ１５へ進む。

【００１４】Ｓ６でＹＥＳの場合、すなわちレベル差が
０．１ｍｍ以上あり、修正が必要な場合には、Ｓ７で油
圧によりクランプを解放し、Ｓ８でアンクランプを確認
する。ここでルックアップとは、コンピュータにより近
接スイッチのＯＮ／ＯＦＦ状態を調べることをいう。Ｓ
９ではアンクランプが完了したか否かを判断する。Ｓ９
でＮＯのときはアラームを経てＥＮＤに進む。Ｓ９でＹ
ＥＳのときはＳ１０に進み、各レベルポイントのフラグ
をリセットする。

【００１５】Ｓ１１では上昇開始指令により縦滑動子２
２が上昇するように油圧シリンダを作動させ、Ｓ１２の
タイマーで設定された時間後Ｓ１３に進む。Ｓ１３で油
圧シリンダの停止指令を出し、Ｓ１４でクランプ指令を
出す。

【００１６】Ｓ１５ではＳＡ＞−１００か否かすなわち
レベル差が０．１ｍｍか否かを判断する。Ｓ１５でＮＯ
のときはＳ１９に進む。Ｓ１５でＹＥＳのときはＳ１６
に進んで上昇指令を出し、Ｓ１７でクランプ指令を出し
、Ｓ１８でレベリング完了フラグをセットする。Ｓ１９
では全レベルポイントのセンシングが完了したか否かを
判断する。

【００１７】Ｓ１９でＮＯのときは、Ｓ１９からＳ５へ
戻って、全レベルポイントのセンシングが完了するまで
Ｓ５以下の処理を行なう。このループにより、各レベル
ポイント毎にに逐次セットれる。Ｓ１９でＹＥＳのとき
はＳ２０に進む。全レベルポイントのセンシングが完了
すると、Ｓ２０で上限近接スイッチのルックアップを行
ない、Ｓ２１で上限近接スイッチがオンか否か判断する
。Ｓ２１でＹＥＳの場合には、アラームを経てＥＮＤに
進む。

【００１８】Ｓ２１でＮＯの場合にはＳ２２に進む。Ｓ
２２で密着近接スイッチのルックアップを行ない、Ｓ２
３で密着近接スイッチがオープンか否かを判断する。Ｓ
２３でＮＯのときはＳ３７に進む。

【００１９】Ｓ２３でＹＥＳのときはＳ２４に進み、Ｓ
２５のタイマーで設定された時間後、Ｓ２６に進む。Ｓ
２６でアンクランプ近接スイッチのルックアップを行な
い、Ｓ２７でアンクランプか否かを判断する。

【００２０】Ｓ２７でＮＯのときは、アラームを経てＥ
ＮＤに進む。Ｓ２７でＹＥＳのときはＳ２８に進み、上
昇開始指令を出し、Ｓ２９のタイマで設定された時間後
、Ｓ３０に進む。Ｓ３０では、上昇指令を出し、Ｓ３１
で上昇近接スイッチのルックアップを行なう。Ｓ３２で
は、上限近接スイッチがＯＮか否かを判断する。Ｓ３２
でＹＥＳのときはアラームを経てＥＮＤに進む。Ｓ３２
でＮＯのときはＳ３３に進み密接近接スイッチのルック
アップを行なう。Ｓ３４では、密接近接スイッチがオー
プンか否かを判断する。Ｓ３４でＹＥＳのときはＳ２８
までもどって密着するまでＳ２８以下の処理を行なう。 Ｓ３４でＮＯのときはＳ３５に進み、上昇停止指令を出
し、Ｓ３６でクランプ指令を出す。Ｓ３７では全レベル
ポイントの密着が完了したか否かを判断する。Ｓ３７で
ＮＯのときはＳ２０にもどって、Ｓ２０以下の処理を行
なう。Ｓ２７でＹＥＳのときはＳ３８へ進み、レベリン
グ完了フラグの読み込みを行なう。Ｓ３９では、全レベ
ルポイントのレベリングが完了したか否かを判断する。 Ｓ３９でＮＯのときはタイマを経てＳ４にもどりＳ４以
下の処理を行なう。Ｓ３９でＥＹＳのときはＳ４０へ進
み、レベリング完了からのメッセージ表示を行ない、Ｅ
ＮＤへ進む。

【００２１】

【発明の効果】本発明は前述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。 （１）．従来、人手に頼っていた工作機械のレベリング
作業の自動化及び高速化ができる。

【００２２】（２）．大きな工作機械の場合、経済的理
由から年に１〜２回しか実施できなかったレベリング作
業が、常時実施できるようになった。そのため大型工作
機械の静的精度の向上及び維持が可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るシステムブロック図。

【図２】本発明の実施例に係る工作機体の機械ベッドを
示す図。

【図３】本発明の実施例に係る工作機械の機械ベッドの
レベリング器材を搭載した状況を示す図。

【図４】本発明の実施例に係るレベリングブロックの油
圧駆動状況を示す図。

【図５】本発明の実施例に係るレーザ変位計による水平
計測状況を示す図。

【図６】本発明の実施例に係る動力駆動のレベリングブ
ロック及びクランプ機構の平面図。

【図７】図６のＡ−Ａ断面図。

【図８】図６の１部断面を含む側面図。

【図９】工作機械の機械ベッドのレベリングが完全な状
態を示す図。

【図１０】工作機械の機械ベッドのレベリングが狂って
いる状態を示す図。

【図１１】本発明に係る実施例の縦滑動子の横間隙の補
正の説明図。

【図１２】本発明の実施例に係るフローチャート。

【図１３】本発明の実施例に係るフローチャート。

【図１４】本発明の実施例に係るフローチャート。

【図１５】図１２〜図１４の説明に用いるモデルを示す
図。

【図１６】図１２〜図１４の説明に用いるモデルを示す
図。

【符号の説明】 １…コンピュータ、２…入出力インターフェイス、３…
シーケンサ、４…ソレノイドバルブ、５…油圧シンリダ
、８…レーザ変位計、９…上水面、１０…水容器、１１
…レーザコントローラ、１２…Ａ／Ｄ変換器、１５…機
械ベッド、１８…水管コネクタ、２０…レベリングブロ
ック、２０´…ベースプレート、２１…水管、２２…縦
滑動子、２３…横滑動子、６１…密着確認近接スイッチ
、６２…クランプアンクランプ近接スイッチ、７１…上
限確認近接スイッチ、７２…下限確認近接スイッチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　工作機械の機械ベッド（１５）のレベ
   リング検出手段と、制御手段と、レベリングブロック（
   ２０）からなるレベリング装置において、前記レベリン
   グブロック（２０）は縦滑動子（２２）と横滑動子（２
   ３）と油圧シンリダ（５）からなるとともに、工作機械
   の機械ベッド（１５）の下方に配設し、前記レベリング
   検出手段は、レベリングブロック（２０）の配置位置に
   合わせて水管（２１）で連絡接続した複数個の水容器（
   １０）とレーザ変位計（８）からなるとともに、工作機
   械の機械ベッド（１５）のレベル変化を水容器（１０）
   内の水面とレーザ変位計（８）間の距離変化として検出
   して、該検出信号をコンピュータ（１）に入力し、前記
   制御手段は油圧シンリダ（５）を制御するソレノイドバ
   ルブ（４）とシーケンサ（３）とコンピュータ（１）か
   らなり、前記シーケンサ（３）は、コンピュータ（１）
   からの信号と複数の近接スイッチからの信号を入力し、
   ソレノイドバルブ（４）に出力することを特徴とする工
   作機械の自動レベリング装置。