JPS6158263B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6158263B2 JPS6158263B2 JP58142688A JP14268883A JPS6158263B2 JP S6158263 B2 JPS6158263 B2 JP S6158263B2 JP 58142688 A JP58142688 A JP 58142688A JP 14268883 A JP14268883 A JP 14268883A JP S6158263 B2 JPS6158263 B2 JP S6158263B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- contact
- positioning
- feed
- main shaft
- detected
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- 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
- G05B19/00—Program-control systems
- G05B19/02—Program-control systems electric
- 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
-
- 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
- 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
- G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
- G05B2219/49113—Align elements like hole and drill, centering tool, probe, workpiece
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (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)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
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つ
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。
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つ
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
決めにおいては、プログラム原点を基準にして位
置決めが行われるため、ワークとかパレツトの取
付け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つた。
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
決めにおいては、プログラム原点を基準にして位
置決めが行われるため、ワークとかパレツトの取
付け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つた。
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
加工ができることになる。
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
加工ができることになる。
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。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
つた。
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。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
つた。
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。
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。
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、１はベツド、２はベツ
ト１上にＺ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Ｚ軸方向に
操作するＺ軸モータ、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
ヘツド、５はスピンドルヘツド４をＹ軸方向に操
作するＹ軸モータである。また、６は前記ベツド
１上のＸ軸方向（Ｚ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軸モータ７によりＸ軸方向に
操作されるようになつていると共に、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
たパレツト９が載置されている。
械を概略的に示すもので、１はベツド、２はベツ
ト１上にＺ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Ｚ軸方向に
操作するＺ軸モータ、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
ヘツド、５はスピンドルヘツド４をＹ軸方向に操
作するＹ軸モータである。また、６は前記ベツド
１上のＸ軸方向（Ｚ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軸モータ７によりＸ軸方向に
操作されるようになつていると共に、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
たパレツト９が載置されている。
前記パレツト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ツド４の主軸
４ａに交換可能に装着されている。前記接触子１
１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軸モータ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
わせるようになつている。
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ツド４の主軸
４ａに交換可能に装着されている。前記接触子１
１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軸モータ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
わせるようになつている。
また、前記スピンドルヘツド４にベアリング１
２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ツプリング１３が
取付けられており、このスリツプリング１３に摺
接するブラツシ１４はスピンドルヘツド４のノー
ズ端面に固着されかつこのブラツシ１４はスピン
ドルヘツド４と電気的に導通されている。ベツド
１、コラム２、スピンドルヘツド４、ワークテー
ブル６、回転割出テーブル８、パレツト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ツプリン
グ１３とブラツシ１４はベアリング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１
０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
定化するようになつている。また、スピンドルヘ
ツド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１
５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１１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。
２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ツプリング１３が
取付けられており、このスリツプリング１３に摺
接するブラツシ１４はスピンドルヘツド４のノー
ズ端面に固着されかつこのブラツシ１４はスピン
ドルヘツド４と電気的に導通されている。ベツド
１、コラム２、スピンドルヘツド４、ワークテー
ブル６、回転割出テーブル８、パレツト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ツプリン
グ１３とブラツシ１４はベアリング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１
０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
定化するようになつている。また、スピンドルヘ
ツド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１
５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１１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１
０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０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
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。
０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０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
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回転に要する時
間よりも長い周期の送りパルスによつて送る。こ
れによつて時間短縮と位置決め精度の確保が達成
される。
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回転に要する時
間よりも長い周期の送りパルスによつて送る。こ
れによつ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以下でなければならな
い。仮に１パルスの設定単位が１μｍで10PPS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１mm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10PPS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。
前進の送りパルスは10PPS以下でなければならな
い。仮に１パルスの設定単位が１μｍで10PPS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１mm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10PPS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。
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。
このようにして位置決めした各位置決め点P1，
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P3，P4の位置決めをして中点まで戻すことよ
り、主軸中心Ｓを基準穴中心０に一致させること
ができる。
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P3，P4の位置決めをして中点まで戻すことよ
り、主軸中心Ｓを基準穴中心０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ツト
等に設けられた基準ブロツク上の基準平面であつ
て良い。
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ツト
等に設けられた基準ブロツク上の基準平面であつ
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。
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。
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。
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。
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……ベツド、２……コラム、４……スピンド
ルヘツド、４ａ……主軸、１０……基準穴、１１
……接触子、１７……接触検知回路。
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……ベツド、２……コラム、４……スピンド
ルヘツド、４ａ……主軸、１０……基準穴、１１
……接触子、１７……接触検知回路。
Claims (1)
- １ 数値制御工作機械の主軸に装着された工具ま
たは接触子が被接触面に接近したことを検出する
接触検知機能を備え、両者を互いに接近する方向
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つて、第１の接
触検知がなされるまで接近動作は高速送りで行
い、第１の接触検知の後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、その後
微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 JPS5953144A (ja) | 1984-03-27 |
| JPS6158263B2 true 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) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6475154A (en) * | 1987-09-16 | 1989-03-20 | Hitachi Metals Ltd | Tundish for continuous casting |
| JP2786874B2 (ja) * | 1989-03-10 | 1998-08-13 | 株式会社日立製作所 | 可動位置制御装置 |
| JP4817364B2 (ja) * | 2006-03-01 | 2011-11-16 | 株式会社ソディック | 工作機械用の接触検出装置 |
| WO2008006067A2 (en) | 2006-07-06 | 2008-01-10 | Mazak Corporation | Method and apparatus for machining work pieces |
| JP4730357B2 (ja) * | 2007-08-31 | 2011-07-20 | ダイキン工業株式会社 | スクリューロータ加工方法及び加工装置 |
| CN103921170B (zh) * | 2014-03-27 | 2016-07-06 | 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 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1445977A (en) * | 1972-09-21 | 1976-08-11 | Rolls Royce | Probes |
-
1983
- 1983-08-04 JP JP14268883A patent/JPS5953144A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5953144A (ja) | 1984-03-27 |
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