JPS5953144A - 接触検知による高速位置決め方法 - Google Patents
接触検知による高速位置決め方法Info
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- JPS5953144A JPS5953144A JP14268883A JP14268883A JPS5953144A JP S5953144 A JPS5953144 A JP S5953144A JP 14268883 A JP14268883 A JP 14268883A JP 14268883 A JP14268883 A JP 14268883A JP S5953144 A JPS5953144 A JP S5953144A
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- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form
- G05B19/182—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by the machine tool function, e.g. thread cutting, cam making, tool direction control
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/37—Measurements
- G05B2219/37405—Contact detection between workpiece and tool, probe, feeler
-
- G—PHYSICS
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
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。
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〉
本発明は主軸を被接触面を基準として正確な位置に位置
決めする方法に関するもので、その目的は主軸に挿着さ
れた接触子の接触検知信号によって極めて短時間に高精
度の位置決めを達成することである。
決めする方法に関するもので、その目的は主軸に挿着さ
れた接触子の接触検知信号によって極めて短時間に高精
度の位置決めを達成することである。
数値制御工作機械においては、ワーク又は治具に設けら
れた基準面或いは基準穴に対し正確な位置に主軸を位置
決めし、所要の機械加工を行う必要がある。これに対し
プログラム指令による位置決めにおいでは、プログラム
原点を基準にして位置決めが行われるため、ワークとか
バレットの取付は誤差或いは機械熱変位によりプログラ
ム原点に対するワーク加工面は位置ずれをきたし正確な
加工は期待できなかった。
れた基準面或いは基準穴に対し正確な位置に主軸を位置
決めし、所要の機械加工を行う必要がある。これに対し
プログラム指令による位置決めにおいでは、プログラム
原点を基準にして位置決めが行われるため、ワークとか
バレットの取付は誤差或いは機械熱変位によりプログラ
ム原点に対するワーク加工面は位置ずれをきたし正確な
加工は期待できなかった。
このため、ワーク基準面等に対して主軸を正確に位置決
めし、この点を基準にプログラム指令により加工を行え
ば前記誤差は除かれ高精度の機械加工がで医ることにな
る。
めし、この点を基準にプログラム指令により加工を行え
ば前記誤差は除かれ高精度の機械加工がで医ることにな
る。
かかるワーク基準面等に対して主軸を正確に位置決めす
るには、主軸に挿着した工具または接触子が前記基準面
等に接触した位置を基準にすることにより達成される。
るには、主軸に挿着した工具または接触子が前記基準面
等に接触した位置を基準にすることにより達成される。
このように接触検出点で位置決めするには接触検知後の
オーバーラン等による誤差を除かなければならない。こ
の誤差を除くために、接触検知による位置決めは送りパ
ルス周波数を高くすることができず時間的損失が大きか
った。
オーバーラン等による誤差を除かなければならない。こ
の誤差を除くために、接触検知による位置決めは送りパ
ルス周波数を高くすることができず時間的損失が大きか
った。
本発明はかかる点に鑑み、接触検知による位置決め精度
を確保するとともに位置決めに要する時間を大幅に短縮
させようとするものであり、以下実施例に基づき説明す
る。
を確保するとともに位置決めに要する時間を大幅に短縮
させようとするものであり、以下実施例に基づき説明す
る。
第１図は接触検出機能を備えた数値制御工作機械を概略
的に示すもので、■はヘッド、２はへ・７ト１上にＸ軸
方向（主軸の軸線方向）に移動可能に設置されたコラム
、３はコラム２をＸ軸方向に操作するＺｉｌｌｌモータ
、４は前記コラム２にＹ軸方向（上下方向）に移動可能
に取付けたスピンドルヘッド、５はスピンドルヘッド４
をＹ軸方向に操作するＹ軸モータである。また、６は前
記ベッド１上のＸ軸方向（Ｘ軸方向と直角な横方向）に
移動可能に設置したワークテーブルであり、このワーク
テーブル６はＸ軸モーク７によりＸ軸方向に操作される
ようになっていると共に、ワークテーブル６上には回転
割出テーブル８が設置され、さらに回転割出テーブル８
上には工作物Ｗを固定したパレット９が載置されている
。
的に示すもので、■はヘッド、２はへ・７ト１上にＸ軸
方向（主軸の軸線方向）に移動可能に設置されたコラム
、３はコラム２をＸ軸方向に操作するＺｉｌｌｌモータ
、４は前記コラム２にＹ軸方向（上下方向）に移動可能
に取付けたスピンドルヘッド、５はスピンドルヘッド４
をＹ軸方向に操作するＹ軸モータである。また、６は前
記ベッド１上のＸ軸方向（Ｘ軸方向と直角な横方向）に
移動可能に設置したワークテーブルであり、このワーク
テーブル６はＸ軸モーク７によりＸ軸方向に操作される
ようになっていると共に、ワークテーブル６上には回転
割出テーブル８が設置され、さらに回転割出テーブル８
上には工作物Ｗを固定したパレット９が載置されている
。
前記パレット９の側面には円筒状の基準穴１０が形成さ
れ、この基準穴１０の内周面と相対接触する接触子１１
が前記スピンドルヘソＦ４の主軸４ａに交換可能に装着
されている。前記接触子１１の先端は、前記基準穴１０
の内径より十分小さい球状に形成され、この球状接触面
１１ａを基準穴１０の内周面との接触部とし、そして芯
出時は主軸４ａを歯車４ｂ、４ｃを介して主軸モータ４
ｄにより回転させながら接触子１１と基準穴１０をそれ
ぞれＹ軸モータ５、Ｘ軸上−タ７によりＹ軸およびＸ軸
方向に相対移動させることで接触子１１と基準穴１０と
の接触を検出し芯出測定を行わせるようになっている。
れ、この基準穴１０の内周面と相対接触する接触子１１
が前記スピンドルヘソＦ４の主軸４ａに交換可能に装着
されている。前記接触子１１の先端は、前記基準穴１０
の内径より十分小さい球状に形成され、この球状接触面
１１ａを基準穴１０の内周面との接触部とし、そして芯
出時は主軸４ａを歯車４ｂ、４ｃを介して主軸モータ４
ｄにより回転させながら接触子１１と基準穴１０をそれ
ぞれＹ軸モータ５、Ｘ軸上−タ７によりＹ軸およびＸ軸
方向に相対移動させることで接触子１１と基準穴１０と
の接触を検出し芯出測定を行わせるようになっている。
また、前記スピンドルヘッド４にベアリング１２を介し
て軸承された主軸４ａの外周には、主軸４ａと電気的に
導通されたスリップリング１３が取付けられており、こ
のスリップリング１３に摺接するブラツク１４はスピン
ドルヘッド４のノーズ端面に固着されかつこのブラツク
１４はスピンドルヘッド４と電気的に導通されている。
て軸承された主軸４ａの外周には、主軸４ａと電気的に
導通されたスリップリング１３が取付けられており、こ
のスリップリング１３に摺接するブラツク１４はスピン
ドルヘッド４のノーズ端面に固着されかつこのブラツク
１４はスピンドルヘッド４と電気的に導通されている。
ベッド１、コラム２、スピンドルヘッド４、ワークテー
ブル６、回転割出テーブル８、パレット９、接触子１１
および主軸４ａは導電性の金属材料で構成されるもので
あり、そして上述したスリップリング１３とプラック１
４はヘアリング１２の電気抵抗を短絡する手段を構成し
、これにより基準穴１０と接触子１１との接触により形
成される閉ループ状の２次回路１５のループ抵抗を減少
させ、かつ主軸４ａの回転、停止に拘らずループ抵抗を
安定化するようになっている。また、スピンドルヘッド
４の先端外周にはコイル１６がトロイダル状に巻装され
、このコイル１６は検出用抵抗Ｒを介して交流電源１８
に接続されている。コイル１６が交流電源により励磁さ
れると、基準穴１０と接触子１１との接触による閉ルー
プ状２次回路１５に電流が誘起される。このとき、基準
穴１０と接触子１１との接触抵抗が小さければ、２次回
路１５には大きな電流が流れ、接触抵抗が大きければ、
電流は小さくなり、さらに基準穴１０と接触子１１５− とが離れていれば電流は流れない。このような２次回路
１５の変化により１次側であるコイル１６の励磁電流も
変化し、コイル１６と直列に接続した抵抗Ｒの両端の電
圧に変化が生じることになる。
ブル６、回転割出テーブル８、パレット９、接触子１１
および主軸４ａは導電性の金属材料で構成されるもので
あり、そして上述したスリップリング１３とプラック１
４はヘアリング１２の電気抵抗を短絡する手段を構成し
、これにより基準穴１０と接触子１１との接触により形
成される閉ループ状の２次回路１５のループ抵抗を減少
させ、かつ主軸４ａの回転、停止に拘らずループ抵抗を
安定化するようになっている。また、スピンドルヘッド
４の先端外周にはコイル１６がトロイダル状に巻装され
、このコイル１６は検出用抵抗Ｒを介して交流電源１８
に接続されている。コイル１６が交流電源により励磁さ
れると、基準穴１０と接触子１１との接触による閉ルー
プ状２次回路１５に電流が誘起される。このとき、基準
穴１０と接触子１１との接触抵抗が小さければ、２次回
路１５には大きな電流が流れ、接触抵抗が大きければ、
電流は小さくなり、さらに基準穴１０と接触子１１５− とが離れていれば電流は流れない。このような２次回路
１５の変化により１次側であるコイル１６の励磁電流も
変化し、コイル１６と直列に接続した抵抗Ｒの両端の電
圧に変化が生じることになる。
すなわち、２次回路１５の閉ループが形成されていなけ
ればコイル１６の励磁電流が小さいため、抵抗Ｒの両端
電圧は低いが、２次回路１６の閉ループが形成されれば
コイル１６の励磁電流が増大するため、抵抗Ｒの両端電
圧は高くなり、この電圧が設定レベルを越したことを接
触検知回路１７により検出すれば、基準穴１０と接触子
１１との接触検知が高感度にかつ安定に行われることに
なる。
ればコイル１６の励磁電流が小さいため、抵抗Ｒの両端
電圧は低いが、２次回路１６の閉ループが形成されれば
コイル１６の励磁電流が増大するため、抵抗Ｒの両端電
圧は高くなり、この電圧が設定レベルを越したことを接
触検知回路１７により検出すれば、基準穴１０と接触子
１１との接触検知が高感度にかつ安定に行われることに
なる。
第２図においては、被接触面としての基準穴１０の内周
面１０ａに、主軸に装着され同心状の球状接触面１１ａ
を有する接触子１１を接触させて基準穴中心Ｏに主軸中
心Ｓを一致させる芯出しの場合の原理図を示す。Ｘ軸及
びＹ軸上の各２点における接触点の中心に主軸中心を位
置決めすることにより芯出しは達成される。このような
芯出し６− においては、合計４個所での接触検出が必要であり、各
接触点毎に位置決めが行われる。
面１０ａに、主軸に装着され同心状の球状接触面１１ａ
を有する接触子１１を接触させて基準穴中心Ｏに主軸中
心Ｓを一致させる芯出しの場合の原理図を示す。Ｘ軸及
びＹ軸上の各２点における接触点の中心に主軸中心を位
置決めすることにより芯出しは達成される。このような
芯出し６− においては、合計４個所での接触検出が必要であり、各
接触点毎に位置決めが行われる。
かかる位置決めは、第３図のサイクル線図で示すように
、第１の接触検知がなされるまでは高速で送り、接触検
知により高速で微少量戻し、非接触の確認をしたら第２
の接触検知がなされるまで微速で送り、接触検知により
送りを止めて位置決めをする。この微速送りは主軸１回
転に要する１１間よりも長い周期の送りパルスによって
送る。これによって時間短縮と位置決め精度の確保が達
成される。
、第１の接触検知がなされるまでは高速で送り、接触検
知により高速で微少量戻し、非接触の確認をしたら第２
の接触検知がなされるまで微速で送り、接触検知により
送りを止めて位置決めをする。この微速送りは主軸１回
転に要する１１間よりも長い周期の送りパルスによって
送る。これによって時間短縮と位置決め精度の確保が達
成される。
ここに主軸回転数を毎分６００回転とすれば微速前進の
送りパルスは１０ＰＰＳ以下でな６Ｊればならない。仮
に１パルスの設定単位が１μｍで１ｏｐｐｓの送りパル
スを送り用のサーボモータに与えて接触検知するまでに
１１移動させるとすれば１００秒の時間が必要である。
送りパルスは１０ＰＰＳ以下でな６Ｊればならない。仮
に１パルスの設定単位が１μｍで１ｏｐｐｓの送りパル
スを送り用のサーボモータに与えて接触検知するまでに
１１移動させるとすれば１００秒の時間が必要である。
これに対し本発明方法における高速送りは２００ＰＰＳ
の送りパルスを与えるものとすれば、第１接触検知まで
に５秒、高速後退量を４０μｍとすれば０．２秒である
が非接触確認も含めても０．５秒、微速前進は１０ＰＰ
Ｓで第２接触検知まで４０μｍ送るものとすれば４秒、
合わせて所要時間は９．５秒であり、位置決めサイクル
１回当りで本発明方法を採用しない場合に比べ１０分の
１の時間内で高精度の位置決めができる。
の送りパルスを与えるものとすれば、第１接触検知まで
に５秒、高速後退量を４０μｍとすれば０．２秒である
が非接触確認も含めても０．５秒、微速前進は１０ＰＰ
Ｓで第２接触検知まで４０μｍ送るものとすれば４秒、
合わせて所要時間は９．５秒であり、位置決めサイクル
１回当りで本発明方法を採用しない場合に比べ１０分の
１の時間内で高精度の位置決めができる。
第２の点Ｐ２に対しても同様に第１の接触検知がなされ
るまで高速で送り、非接触となる点まで戻し第２の接触
検知がなされるまで微速で送り位置決めする。
るまで高速で送り、非接触となる点まで戻し第２の接触
検知がなされるまで微速で送り位置決めする。
このようにして位置決めした各位置決め点ＰＩ＋Ｐ２間
の送りパルスを計数すれば、両位置決め点間の距離は検
出でき、その中点まで戻すことによりＸ軸方向の芯出し
ができる。Ｙ軸方向においても点Ｐ３１ ｐ、ｔの位
置決めをして中点まで戻すことより、１軸中心Ｓを基準
穴中心Ｏに一致させることができる。
の送りパルスを計数すれば、両位置決め点間の距離は検
出でき、その中点まで戻すことによりＸ軸方向の芯出し
ができる。Ｙ軸方向においても点Ｐ３１ ｐ、ｔの位
置決めをして中点まで戻すことより、１軸中心Ｓを基準
穴中心Ｏに一致させることができる。
このように基準穴中心を原点として加工動作を制御する
ための芯出しの場合には、本発明による ゛位置決
め方法では穴内周面を基準にした位置決めが行われるが
、接触検知による位置決め基準となる基準面としては、
ワーク基準平面とかパレット等に設けられた基準ブロッ
ク上の基準平面であって良い。
ための芯出しの場合には、本発明による ゛位置決
め方法では穴内周面を基準にした位置決めが行われるが
、接触検知による位置決め基準となる基準面としては、
ワーク基準平面とかパレット等に設けられた基準ブロッ
ク上の基準平面であって良い。
尚接触検出方式は上記実施例に示した方式に限定される
ものではなく、例えば接触子の変化量に伴う検出信号に
より接触検知をするようにしても良く、この場合には電
気的導通状態の得られないものどうしの接触検出に有効
である。
ものではなく、例えば接触子の変化量に伴う検出信号に
より接触検知をするようにしても良く、この場合には電
気的導通状態の得られないものどうしの接触検出に有効
である。
本発明方法によれば、かかる基準面に接触子が接触した
位置で位置決めするのに高速送りが採用できるため大幅
な時間短縮が達成できる上、オーバラン等に゛よる位置
決め誤差を除くことができるので、高精度の位置決めが
達成できる効果がある。
位置で位置決めするのに高速送りが採用できるため大幅
な時間短縮が達成できる上、オーバラン等に゛よる位置
決め誤差を除くことができるので、高精度の位置決めが
達成できる効果がある。
第１図は接触検出機能を備えた数値制御工作機械の全体
図、第２図は接触検知により芯出しをする原理説明図、
第３図は本発明位置決め方法のサイクル線図である。 １・・・ベッド、２・・・コラム、４・・・スー９＝ ピンドルヘッド、４ａ・・・主軸、１０・・・基準穴、
１１・・・接触子、１７・・・接触検知回路。 特許出願人 豊田工機株式会社 １０−
図、第２図は接触検知により芯出しをする原理説明図、
第３図は本発明位置決め方法のサイクル線図である。 １・・・ベッド、２・・・コラム、４・・・スー９＝ ピンドルヘッド、４ａ・・・主軸、１０・・・基準穴、
１１・・・接触子、１７・・・接触検知回路。 特許出願人 豊田工機株式会社 １０−
Claims (1)
- （１１数値制御工作機械の主軸に挿着された工具または
接触子を被接触面に接近する方向に相対的に送りを与え
、接触を検知した位置で送りを止めて位置決めする方法
であって、接近動作は高速送りで行い、第１の接触検知
により高速送りを止めるとともに非接触となる位置まで
微少量後退させた後徹速で再び接近送りを行い、第２の
接触検知により送りを止めて位置決めすることを特徴と
する高速位置決め方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14268883A JPS5953144A (ja) | 1983-08-04 | 1983-08-04 | 接触検知による高速位置決め方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14268883A JPS5953144A (ja) | 1983-08-04 | 1983-08-04 | 接触検知による高速位置決め方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12167078A Division JPS5548550A (en) | 1978-10-03 | 1978-10-03 | High velocity positioning method by contact detection |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5953144A true JPS5953144A (ja) | 1984-03-27 |
| JPS6158263B2 JPS6158263B2 (ja) | 1986-12-10 |
Family
ID=15321211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14268883A Granted JPS5953144A (ja) | 1983-08-04 | 1983-08-04 | 接触検知による高速位置決め方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5953144A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6475154A (en) * | 1987-09-16 | 1989-03-20 | Hitachi Metals Ltd | Tundish for continuous casting |
| JPH02263214A (ja) * | 1989-03-10 | 1990-10-26 | Hitachi Ltd | 可動位置制御装置 |
| JP2007229863A (ja) * | 2006-03-01 | 2007-09-13 | Sodick Co Ltd | 工作機械用の接触検出装置 |
| JP2009056557A (ja) * | 2007-08-31 | 2009-03-19 | Daikin Ind Ltd | スクリューロータ加工方法及び加工装置 |
| US8083444B2 (en) * | 2006-07-06 | 2011-12-27 | Mazak Corporation | Method and apparatus for machining work pieces |
| CN103921170A (zh) * | 2014-03-27 | 2014-07-16 | 西北工业大学 | 主轴摆动五轴加工中心的回转工作台中心定位方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4994370A (ja) * | 1972-09-21 | 1974-09-07 |
-
1983
- 1983-08-04 JP JP14268883A patent/JPS5953144A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4994370A (ja) * | 1972-09-21 | 1974-09-07 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6475154A (en) * | 1987-09-16 | 1989-03-20 | Hitachi Metals Ltd | Tundish for continuous casting |
| JPH02263214A (ja) * | 1989-03-10 | 1990-10-26 | Hitachi Ltd | 可動位置制御装置 |
| JP2007229863A (ja) * | 2006-03-01 | 2007-09-13 | Sodick Co Ltd | 工作機械用の接触検出装置 |
| US8083444B2 (en) * | 2006-07-06 | 2011-12-27 | Mazak Corporation | Method and apparatus for machining work pieces |
| US8087857B2 (en) | 2006-07-06 | 2012-01-03 | Mazak Corporation | Method and apparatus for machining work pieces |
| JP2009056557A (ja) * | 2007-08-31 | 2009-03-19 | Daikin Ind Ltd | スクリューロータ加工方法及び加工装置 |
| CN103921170A (zh) * | 2014-03-27 | 2014-07-16 | 西北工业大学 | 主轴摆动五轴加工中心的回转工作台中心定位方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6158263B2 (ja) | 1986-12-10 |
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