特許 6175249 工作機械の衝突回避システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6175249

(24)【登録日】2017年7月14日

(45)【発行日】2017年8月2日

(54)【発明の名称】工作機械の衝突回避システム

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/18 20060101AFI20170724BHJP

   B23Q 17/22 20060101ALI20170724BHJP

【ＦＩ】

   G05B19/18 X

   B23Q17/22 Z

【請求項の数】3

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2013-35368(P2013-35368)

(22)【出願日】2013年2月26日

(65)【公開番号】特開2014-164542(P2014-164542A)

(43)【公開日】2014年9月8日

【審査請求日】2016年1月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】315017775

【氏名又は名称】三菱重工工作機械株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100078499

【弁理士】

【氏名又は名称】光石 俊郎

(74)【代理人】

【識別番号】230112449

【弁護士】

【氏名又は名称】光石 春平

(74)【代理人】

【識別番号】100102945

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 康幸

(74)【代理人】

【識別番号】100120673

【弁理士】

【氏名又は名称】松元 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100182224

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 哲三

(72)【発明者】

【氏名】山本 英明

【審査官】 中田 善邦

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−０５３５０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１６０１８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２６５０２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０４４１６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０５Ｂ１９／１８−１９／４１６，１９／４２−１９／４６，

Ｂ２３Ｑ１７／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークが載置されたテーブルと、移動体と、前記移動体又は前記テーブルを直線的に移動させる移動軸とを有する工作機械において、前記移動体と前記ワークとの衝突を回避する衝突回避システムであって、
前記移動体に取り付けられ前記ワークまでの距離を検出する非接触式の距離センサと、
衝突回避制御手段とを有しており、
前記衝突回避制御手段は、
前記距離センサのセンサ信号が距離設定値よりも短いか否かを判定する衝突判定部と、
前記衝突判定部において前記センサ信号が前記距離設定値よりも短いと判定したとき、前記移動体と前記ワークとの衝突を回避する処理を行う衝突回避処理部とを有しており、
さらに、
前記距離センサとして、前記移動体における前記移動軸の正方向側に取り付けられた第１距離センサと、前記移動体における前記移動軸の負方向側に取り付けられた第２距離センサとを有しており、
前記衝突回避制御手段は、
前記移動軸の移動指令に基づいて前記移動体の移動方向が、前記移動軸の正方向か負方向かを判定する移動方向判定部と、
前記移動方向判定部において前記移動体の移動方向が前記移動軸の正方向であると判定したときには前記第１距離センサのセンサ信号を選択し、前記移動方向判定部において前記移動体の移動方向が前記移動軸の負方向であると判定したときには前記第２距離センサのセンサ信号を選択するセンサ信号選択部とを有し、
前記衝突判定部では、前記センサ信号選択部で選択された前記第１距離センサ又は前記第２距離センサのセンサ信号と前記距離設定値とを比較して、前記センサ信号が前記距離設定値よりも短いか否かを判定する
ことを特徴とする工作機械の衝突回避システム。

【請求項2】

ワークが載置されたテーブルと、移動体と、前記移動体又は前記テーブルを直線的に移動させる移動軸とを有する工作機械において、前記移動体と前記ワークとの衝突を回避する衝突回避システムであって、
前記移動体に取り付けられ前記ワークまでの距離を検出する非接触式の距離センサと、
衝突回避制御手段とを有しており、
前記衝突回避制御手段は、
前記距離センサのセンサ信号が距離設定値よりも短いか否かを判定する衝突判定部と、
前記衝突判定部において前記センサ信号が前記距離設定値よりも短いと判定したとき、前記移動体と前記ワークとの衝突を回避する処理を行う衝突回避処理部とを有しており、
さらに、
前記距離センサとして、前記移動体における前記移動軸の正方向側又は負方向側の何れか一方に取り付けられた距離センサを有しており、
前記衝突回避制御手段は、
前記移動軸の移動指令に基づいて前記移動体の移動方向が、前記移動軸の正方向か負方向かを判定する移動方向判定部と、
前記距離センサが前記正方向側に取り付けられている場合には、前記移動方向判定部において前記移動体の移動方向が前記移動軸の正方向であると判定したときに前記距離センサのセンサ信号を選択し、前記距離センサが前記負方向側に取り付けられている場合には、前記移動方向判定部において前記移動体の移動方向が前記移動軸の負方向であると判定したときに前記距離センサのセンサ信号を選択するセンサ信号選択部とを有し、
前記衝突判定部では、前記センサ信号選択部で選択された前記距離センサのセンサ信号と前記距離設定値とを比較して、前記センサ信号が前記距離設定値よりも短いか否かを判定する
ことを特徴とする工作機械の衝突回避システム。

【請求項3】

請求項１又は２に記載する工作機械の衝突回避システムにおいて、
前記距離設定値として第１距離設定値と、前記第１距離設定値よりも短い第２距離設定値と、前記第２距離設定値よりも短い第３距離設定値とが設定され、
前記衝突回避処理部として衝突警告処理部と、減速処理部と、停止処理部とを有しており、
前記衝突判定部では前記センサ信号が、前記第１距離設定値、前記第２距離設定値、前記第３距離設定値よりも短いか否かを判定し、
前記衝突警告処理部では、前記衝突判定部において前記センサ信号が前記第１距離設定値よりも短いと判定したときに警告し、
前記減速処理部では、前記衝突判定部において前記センサ信号が前記第２距離設定値よりも短いと判定したときに前記移動軸の移動速度を減速し、
前記停止処理部では、前記衝突判定部において前記センサ信号が前記第３距離設定値よりも短いと判定したときに前記移動軸の移動を停止することを特徴とする工作機械の衝突回避システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は工作機械の衝突回避システムに関し、具体的にはワークが載置されたテーブルと、移動体（ラム、サドルなど）と、前記移動体又は前記テーブルを直線的に移動させる移動軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ｗ軸など）とを有する工作機械において、前記移動体と前記ワークとの衝突を回避する衝突回避システムに関する。

【背景技術】

【0002】

工作機械では、ＮＣプログラミングによりワークの加工が行われるが、その際、
（１）ＮＣプログラミングのミス
（２）工具の装着ミス
（３）ワークの段取りミス
（４）オペレータの操作ミス
等により、過大な切込みや、早送りでの工作機械の工具や移動体（ラム、サドルなど）とワークとの間での衝突が発生する。

【0003】

その対策として、各社より例えば下記の特許文献１〜５に開示されているようなシステムが提案されている。
下記の特許文献１，２で提案されているものは、ワークの３次元形状を測定し、加工シュミュレーションを行うことにより工作機械の工具や移動体とワークとの衝突を検知するシステムである。
一方で、上記特許文献１，２の方法では高価なシステムとなるため、安価なシステムとして下記の特許文献３〜５が提案されている。

【0004】

図１０及び図１１には従来の安価な衝突検知システムの例を示す。図１０には工作機械の一部を示しており、同図において１はサドル、２はＺ軸方向（鉛直方向）へ移動可能にサドル１に支持されたラム、３はラム２に回転可能に支持された主軸、４は主軸に装着された工具ホルダ、５は工具ホルダ４に保持された工具である。

【0005】

そして、ラム２には衝突検知センサ６が取り付けられている。衝突検知センサ６は、ラム２の側面に取り付けられたリング部材保持部６Ａと、このリング部材保持部６Ａに保持されたリング部材６Ｂとから成るものである。
図１１に示すように、本衝突検知システムではＮＣプログラミングのミスやオペレータの操作ミスなどにより、リング部材６Ｂがテーブル７に載置されたワークｗに衝突すると、リング部材６Ｂとワークｗなどが図１１に点線で示すように電気的に導通する。従って、この導通を導通チェック部８でチェックすることにより衝突を検知することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第２８９５３１６号公報

【特許文献2】特開２０１２−５８９７６号公報

【特許文献3】特許第３３７３３５２号公報

【特許文献4】特許第３２３１６０４号公報

【特許文献5】特許第４９８６８４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、実際の加工現場における衝突ケースとしては、
（１） オペレータの操作ミス
（２） 加工開始時のアプローチミス
による衝突が多い。従って、これらの衝突ケースに限定すれば、非常に安価な衝突回避システムを実現することができる。

【0008】

従って本発明は上記の事情に鑑み、オペレータの操作ミスや加工開始時のプローチミスによる衝突を回避することができる安価な工作機械の衝突回避システムを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決する第１発明の工作機械の衝突回避システムは、
ワークが載置されたテーブルと、移動体と、前記移動体又は前記テーブルを直線的に移動させる移動軸とを有する工作機械において、前記移動体と前記ワークとの衝突を回避する衝突回避システムであって、
前記移動体に取り付けられ前記ワークまでの距離を検出する非接触式の距離センサと、
衝突回避制御手段とを有しており、
前記衝突回避制御手段は、
前記距離センサのセンサ信号が距離設定値よりも短いか否かを判定する衝突判定部と、
前記衝突判定部において前記センサ信号が前記距離設定値よりも短いと判定したとき、前記移動体と前記ワークとの衝突を回避する処理を行う衝突回避処理部とを有しており、
さらに、
前記距離センサとして、前記移動体における前記移動軸の正方向側に取り付けられた第１距離センサと、前記移動体における前記移動軸の負方向側に取り付けられた第２距離センサとを有しており、
前記衝突回避制御手段は、
前記移動軸の移動指令に基づいて前記移動体の移動方向が、前記移動軸の正方向か負方向かを判定する移動方向判定部と、
前記移動方向判定部において前記移動体の移動方向が前記移動軸の正方向であると判定したときには前記第１距離センサのセンサ信号を選択し、前記移動方向判定部において前記移動体の移動方向が前記移動軸の負方向であると判定したときには前記第２距離センサのセンサ信号を選択するセンサ信号選択部とを有し、
前記衝突判定部では、前記センサ信号選択部で選択された前記第１距離センサ又は前記第２距離センサのセンサ信号と前記距離設定値とを比較して、前記センサ信号が前記距離設定値よりも短いか否かを判定する
ことを特徴とする。

【0010】

また、第２発明の工作機械の衝突回避システムは、
ワークが載置されたテーブルと、移動体と、前記移動体又は前記テーブルを直線的に移動させる移動軸とを有する工作機械において、前記移動体と前記ワークとの衝突を回避する衝突回避システムであって、
前記移動体に取り付けられ前記ワークまでの距離を検出する非接触式の距離センサと、
衝突回避制御手段とを有しており、
前記衝突回避制御手段は、
前記距離センサのセンサ信号が距離設定値よりも短いか否かを判定する衝突判定部と、
前記衝突判定部において前記センサ信号が前記距離設定値よりも短いと判定したとき、前記移動体と前記ワークとの衝突を回避する処理を行う衝突回避処理部とを有しており、
さらに、
前記距離センサとして、前記移動体における前記移動軸の正方向側又は負方向側の何れか一方に取り付けられた距離センサを有しており、
前記衝突回避制御手段は、
前記移動軸の移動指令に基づいて前記移動体の移動方向が、前記移動軸の正方向か負方向かを判定する移動方向判定部と、
前記距離センサが前記正方向側に取り付けられている場合には、前記移動方向判定部において前記移動体の移動方向が前記移動軸の正方向であると判定したときに前記距離センサのセンサ信号を選択し、前記距離センサが前記負方向側に取り付けられている場合には、前記移動方向判定部において前記移動体の移動方向が前記移動軸の負方向であると判定したときに前記距離センサのセンサ信号を選択するセンサ信号選択部とを有し、
前記衝突判定部では、前記センサ信号選択部で選択された前記距離センサのセンサ信号と前記距離設定値とを比較して、前記センサ信号が前記距離設定値よりも短いか否かを判定する
ことを特徴とする。

【0011】

また、第３発明の工作機械の衝突回避システムは、第１発明の工作機械の衝突回避システムにおいて、
前記距離センサとして、前記移動体における前記移動軸の正方向側又は負方向側の何れか一方に取り付けられた距離センサを有しており、
前記衝突回避制御手段は、
前記移動軸の移動指令に基づいて前記移動体の移動方向が、前記移動軸の正方向か負方向かを判定する移動方向判定部と、
前記距離センサが前記正方向側に取り付けられている場合には、前記移動方向判定部において前記移動体の移動方向が前記移動軸の正方向であると判定したときに前記距離センサのセンサ信号を選択し、前記距離センサが前記負方向側に取り付けられている場合には、前記移動方向判定部において前記移動体の移動方向が前記移動軸の負方向であると判定したときに前記距離センサのセンサ信号を選択するセンサ信号選択部とを有し、
前記衝突判定部では、前記センサ信号選択部で選択された前記距離センサのセンサ信号と前記距離設定値とを比較して、前記センサ信号が前記距離設定値よりも短いか否かを判定することを特徴とする。

【0012】

また、第４発明の工作機械の衝突回避システムは、第１〜第３発明の何れか１つの工作機械の衝突回避システムにおいて、
前記距離設定値として第１距離設定値と、前記第１距離設定値よりも短い第２距離設定値と、前記第２距離設定値よりも短い第３距離設定値とが設定され、
前記衝突回避処理部として衝突警告処理部と、減速処理部と、停止処理部とを有しており、
前記衝突判定部では前記センサ信号が、前記第１距離設定値、前記第２距離設定値、前記第３距離設定値よりも短いか否かを判定し、
前記衝突警告処理部では、前記衝突判定部において前記センサ信号が前記第１距離設定値よりも短いと判定したときに警告し、
前記減速処理部では、前記衝突判定部において前記センサ信号が前記第２距離設定値よりも短いと判定したときに前記移動軸の移動速度を減速し、
前記停止処理部では、前記衝突判定部において前記センサ信号が前記第３距離設定値よりも短いと判定したときに前記移動軸の移動を停止することを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

第１発明の工作機械の衝突回避システムによれば、ワークが載置されたテーブルと、移動体と、前記移動体又は前記テーブルを直線的に移動させる移動軸とを有する工作機械において、前記移動体と前記ワークとの衝突を回避する衝突回避システムであって、前記移動体に取り付けられ前記ワークまでの距離を検出する非接触式の距離センサと、衝突回避制御手段とを有しており、前記衝突回避制御手段は、前記距離センサのセンサ信号が距離設定値よりも短いか否かを判定する衝突判定部と、前記衝突判定部において前記センサ信号が前記距離設定値よりも短いと判定したとき、前記移動体と前記ワークとの衝突を回避する処理を行う衝突回避処理部とを有しており、さらに、前記距離センサとして、前記移動体における前記移動軸の正方向側に取り付けられた第１距離センサと、前記移動体における前記移動軸の負方向側に取り付けられた第２距離センサとを有しており、前記衝突回避制御手段は、前記移動軸の移動指令に基づいて前記移動体の移動方向が、前記移動軸の正方向か負方向かを判定する移動方向判定部と、前記移動方向判定部において前記移動体の移動方向が前記移動軸の正方向であると判定したときには前記第１距離センサのセンサ信号を選択し、前記移動方向判定部において前記移動体の移動方向が前記移動軸の負方向であると判定したときには前記第２距離センサのセンサ信号を選択するセンサ信号選択部とを有し、前記衝突判定部では、前記センサ信号選択部で選択された前記第１距離センサ又は前記第２距離センサのセンサ信号と前記距離設定値とを比較して、前記センサ信号が前記距離設定値よりも短いか否かを判定することを特徴としているため、オペレータの操作ミスや加工開始時のプローチミスによる衝突を回避することができる。
また、距離センサを用いるため、ワークの３次元データや、加工シミュレーションが不要である。そのため、安価で処理負担の低いシステムを実現することができる。
また、リング部材を用いたセンサは接触式で切粉などにより誤作動するおそれがあるが、距離センサは非接触式であるため切粉などによって誤作動するおそれがない。
また、距離センサを取り付けた移動体の移動方向を認識して、その方向側に取り付けられた距離センサの情報（センサ信号）のみを用いるため、不要な誤検知（移動方向でない方向の衝突検知）を低減することができる。

【0014】

第２発明の工作機械の衝突回避システムによれば、ワークが載置されたテーブルと、移動体と、前記移動体又は前記テーブルを直線的に移動させる移動軸とを有する工作機械において、前記移動体と前記ワークとの衝突を回避する衝突回避システムであって、前記移動体に取り付けられ前記ワークまでの距離を検出する非接触式の距離センサと、衝突回避制御手段とを有しており、前記衝突回避制御手段は、前記距離センサのセンサ信号が距離設定値よりも短いか否かを判定する衝突判定部と、前記衝突判定部において前記センサ信号が前記距離設定値よりも短いと判定したとき、前記移動体と前記ワークとの衝突を回避する処理を行う衝突回避処理部とを有しており、さらに、前記距離センサとして、前記移動体における前記移動軸の正方向側又は負方向側の何れか一方に取り付けられた距離センサを有しており、前記衝突回避制御手段は、前記移動軸の移動指令に基づいて前記移動体の移動方向が、前記移動軸の正方向か負方向かを判定する移動方向判定部と、前記距離センサが前記正方向側に取り付けられている場合には、前記移動方向判定部において前記移動体の移動方向が前記移動軸の正方向であると判定したときに前記距離センサのセンサ信号を選択し、前記距離センサが前記負方向側に取り付けられている場合には、前記移動方向判定部において前記移動体の移動方向が前記移動軸の負方向であると判定したときに前記距離センサのセンサ信号を選択するセンサ信号選択部とを有し、前記衝突判定部では、前記センサ信号選択部で選択された前記距離センサのセンサ信号と前記距離設定値とを比較して、前記センサ信号が前記距離設定値よりも短いか否かを判定することを特徴としているため、オペレータの操作ミスや加工開始時のプローチミスによる衝突を回避することができる。
また、距離センサを用いるため、ワークの３次元データや、加工シミュレーションが不要である。そのため、安価で処理負担の低いシステムを実現することができる。
また、距離センサを取り付けた移動体の移動方向を認識して、その方向側に取り付けられた距離センサの情報（センサ信号）のみを用いるため、不要な誤検知（移動方向でない方向の衝突検知）を低減することができる。

【0016】

第３発明の工作機械の衝突回避システムによれば、第１又は第２発明の工作機械の衝突回避システムにおいて、前記距離設定値として第１距離設定値と、前記第１距離設定値よりも短い第２距離設定値と、前記第２距離設定値よりも短い第３距離設定値とが設定され、前記衝突回避処理部として衝突警告処理部と、減速処理部と、停止処理部とを有しており、前記衝突判定部では前記センサ信号が、前記第１距離設定値、前記第２距離設定値、前記第３距離設定値よりも短いか否かを判定し、前記衝突警告処理部では、前記衝突判定部において前記センサ信号が前記第１距離設定値よりも短いと判定したときに警告し、前記減速処理部では、前記衝突判定部において前記センサ信号が前記第２距離設定値よりも短いと判定したときに前記移動軸の移動速度を減速し、前記停止処理部では、前記衝突判定部において前記センサ信号が前記第３距離設定値よりも短いと判定したときに前記移動軸の移動を停止することを特徴としているため、衝突回避処理を警告、減速、停止の順に段階的に確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施の形態例１に係る工作機械の衝突回避システムを備えた工作機械の全体図である。

【図2】前記衝突回避システムにおける超音波センサの取り付け状態を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図（ラム内の構造は図示省略）である。

【図3】前記衝突回避システムの構成を示すブロック図である。

【図4】前記衝突回避システムによる衝突回避の処理フローを示すフローチャートである。

【図5】Ｘ軸に関する処理フロー部の詳細を示すフローチャートである。

【図6】Ｙ軸に関する処理フロー部の詳細を示すフローチャートである。

【図7】Ｗ軸に関する処理フロー部の詳細を示すフローチャートである。

【図8】本発明の実施の形態例２に係る工作機械の衝突回避システムにおける超音波センサの取り付け状態を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面（サドル内の構造は図示省略）、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ線矢視断面図（ラム内の構造は図示省略）である。

【図9】本発明の実施の形態例３に係る工作機械の衝突回避システムにおける超音波センサの取り付け状態を示す斜視図である。

【図10】従来の衝突検知システムの構成を示す図である。

【図11】前記衝突検知システムによる衝突検知の様子を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて詳細に説明する。

【0019】

＜実施の形態例１＞
図１〜図７に基づき、本発明の実施の形態例１に係る工作機械の衝突回避システムについて説明する。

【0020】

まず、図１に基づき、本実施の形態例１の衝突回避システムを備えた工作機械１１の全体的な構成の概要について説明する。
図示例の工作機械１１は一般な門形マシニングセンタであり、ベッド１２と、テーブル１３と、門形のコラム１４と、クロスレール１５と、サドル１６と、ラム１７と、主軸１８とを有している。

【0021】

テーブル１３にはワークｗが載置される。テーブル１３はベッド１２上に設置されており、ベッド１２上に配設されたレール１２ａに沿って、直線的な移動軸であるＸ軸によりＸ軸方向（工作機械１１の前後方向）、即ちＸ軸の＋方向（正方向）や−方向（負方向）に直線的に移動することができる。コラム１４はベッド１２を跨ぐようにして設置されている。
クロスレール１５はコラム１４の前面に設置されており、コラム１４の前面に配設されたレール１４ａに沿って、直線的な移動軸であるＷ軸によりＷ軸方向（鉛直方向）、即ちＷ軸の＋方向（正方向）や−方向（負方向）に直線的に移動することができる。Ｗ軸はＺ軸に対して並行軸である。
サドル１６はクロスレール１５の前面に設置されており、クロスレール１５の前面に配設されたレール１５ａに沿って、直線的な移動軸であるＹ軸によりＹ軸方向（工作機械１１の左右方向）、即ちＹ軸の＋方向（正方向）や−方向（負方向）に直線的に移動することができる。
ラム１７はサドル１６に移動可能に支持されており、直線的な移動軸であるＺ軸によりＺ軸方向（鉛直方向）、即ちＺ軸の＋方向（正方向）や−方向（負方向）に直線的に移動することができる。
なお、Ｘ軸方向と、Ｙ軸方向と、Ｚ軸方向及びＷ軸方向とは互いに直交している。主軸１８はラム１７に回転可能に支持されている。主軸１８には工具ホルダ１９が装着され、この工具ホルダ１９によって工具２０を保持している。

【0022】

そして、図１、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、工作機械１１には、衝突回避システムを構成するための非接触式の距離センサである超音波センサ２１ａ〜２１ｆが取り付けられている。

【0023】

超音波センサ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄはラム１７の側面１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄにそれぞれ取り付けられ、超音波センサ２１ｅ，２１ｆはサドル１６の下面１６ｅに取り付けられている。
即ち、超音波センサ２１ａ（第２距離センサ）は、ラム１７におけるＸ軸の−方向側に取り付けられており、Ｘ軸の−方向の距離を検出する。超音波センサ２１ｂ（第１距離センサ）は、ラム１７におけるＸ軸の＋方向側に取り付けられており、Ｘ軸の＋方向の距離を検出する。超音波センサ２１ｃ（第２距離センサ）は、ラム１７におけるＹ軸の−方向側に取り付けられており、Ｙ軸の−方向の距離を検出する。超音波センサ２１ｄ（第１距離センサ）は、ラム１７におけるＹ軸の＋方向側に取り付けられており、Ｙ軸の＋方向の距離を検出する。超音波センサ２１ｅ，２１ｆは、サドル１６におけるＷ軸の−方向側に取り付けられており、Ｗ軸の−方向の距離を検出する。

【0024】

次に、図３及び図４〜図７に基づき、衝突回避システムの構成と処理フローについて説明する。

【0025】

図３に示すように、工作機械１１は、ＮＣ（数値制御）装置３１によって数値制御を行うことによる自動運転と、ＮＣ（数値制御）装置３１の操作盤５１をオペレータが操作することによる手動運転とを行うことができる。

【0026】

ＮＣ装置３１はプログラム解析処理部３３と、移動指令作成処理部３４と、移動指令補間処理部３５とを有している。
プログラム解析処理部３３では、ワークｗへのアプローチやワークｗの加工の関するデータなどが記述されたＮＣプログラム３２を解析する。なお、ＮＣプログラム３２には、衝突回避システムが動作する領域も指定されている。
移動指令作成処理部３４では、プログラム解析処理部３３におけるＮＣプログラム３２の解析結果に基づき、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ｗ軸の移動指令を作成する。
移動指令補間処理部３５では、移動指令作成処理部３４で作成されたＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ｗ軸の移動指令に対して加減速の補間処理を行った後、Ｘ軸移動指令をＸ軸サーボアンプ６１へ出力し、Ｙ軸移動指令をＹ軸サーボアンプ６２へ出力し、Ｗ軸移動指令をＷ軸サーボアンプ６３へ出力する。なお、Ｚ軸移動指令に関しては、図示を省略しているが、Ｗ軸移動指令の場合と同様である。
手動運転時には、オペレータが手動操作盤５１を操作することによって当該手動操作盤５１から、Ｘ軸移動指令をＸ軸サーボアンプ６１へ出力し、Ｙ軸移動指令をＹ軸サーボアンプ６２へ出力し、Ｗ軸移動指令をＷ軸サーボアンプ６３へ出力する。なお、この手動運転時のＺ軸移動指令に関しても、図示は省略しているが、Ｗ軸移動指令の場合と同様である。

【0027】

Ｘ軸サーボアンプ６１では、Ｘ軸移動指令に基づいてＸ軸サーボモータ６４の駆動制御を行う。その結果、Ｘ軸サーボモータ６４に駆動されてＸ軸が＋方向又は−方向に移動し、テーブル１３がＸ軸の＋方向又は−方向に移動する。
Ｙ軸サーボアンプ６２では、Ｙ軸移動指令に基づいてＹ軸サーボモータ６５の駆動制御を行う。その結果、Ｙ軸サーボモータ６５に駆動されてＹ軸が＋方向又は−方向に移動し、サドル１６がＹ軸の＋方向又は−方向に移動する。このときサドル１６とともにラム１７及び主軸１８（工具２０）もＹ軸の＋方向又は−方向に移動する。
Ｗ軸サーボアンプ６３では、Ｗ軸移動指令に基づいてＷ軸サーボモータ６６の駆動制御を行う。その結果、Ｗ軸サーボモータ６６に駆動されてＷ軸が＋方向又は−方向に移動し、クロスレール１５がＷ軸の＋方向又は−方向に移動する。このときクロスレール１５とともにサドル１６、ラム１７及び主軸１８（工具２０）もＷ軸の＋方向又は−方向に移動する。
図示は省略するが、Ｚ軸サーボアンプでは、Ｚ軸移動指令に基づいてＺ軸サーボモータの駆動制御を行う。その結果、Ｚ軸サーボモータに駆動されてＺ軸が＋方向又は−方向に移動し、ラム１７がＺ軸の＋方向又は−方向に移動する。このときラム１７とともに主軸１８（工具２０）もＺ軸の＋方向又は−方向に移動する。

【0028】

そして、本実施の形態例１の衝突回避システムは、衝突回避制御手段としても機能するＮＣ装置３１と、前述の超音波センサ２１ａ〜２１ｆとを有する構成となっている。
ＮＣ装置３１は衝突回避制御手段としての機能部として移動方向判定部３６と、センサ信号選択部３７と、衝突判定部３８と、衝突回避処理部３９とを有している。また、衝突回避処理部３９は衝突警告処理部４０と、減速処理部４１と、停止処理部４２とを有している。

【0029】

この衝突回避システム（ＮＣ装置３１）における各部の処理内容などを、図４〜図７のフローチャートも参照して説明する。なお、図４のフローチャートにおける「Ｘ軸に関する処理フロー部」の詳細は図５に示し、図４のフローチャートにおける「Ｙ軸に関する処理フロー部」の詳細は図６に示し、図４のフローチャートにおける「Ｗ軸に関する処理フロー部」の詳細は図７に示している。また、図４〜図７のフローチャートにおける各ステップにはＳ１，Ｓ２などの符号を付した。

【0030】

衝突回避システムの動作が開始されると（ステップＳ１）、まず、ステップＳ２において工作機械１１が自動運転か手動運転かを判定する。ステップＳ２では、移動指令による自動判別もしくは操作盤５１の運転モードスイッチに従って手動運転か自動運転かを判定する。ステップＳ２において手動運転であると判定したときにはステップＳ４へ進む一方、ステップＳ２において自動運転であると判定したときにはステップＳ３へ進む。
ステップＳ３では、工具２０の座標位置に基づき、工具２０がＮＣプログラム３２で指定された指定領域に位置しているか否かを判定する。ステップＳ３において指定領域に位置していないと判定したときには衝突回避システムの処理を終了する（ステップＳ１３）。ステップＳ３において指定領域に位置していると判定したときにはステップＳ４に進む。

【0031】

ステップＳ４において、移動方向判定部３６では、まず、どの移動軸が移動しているかを判定する。この移動体の判定はＮＣ装置３１又は手動操作盤５１から出力されるＸ軸移動指令、Ｙ軸移動指令、Ｗ軸移動指令に基づいて行う。Ｘ軸移動指令が出力されているときにはＸ軸が移動軸であると判定し、Ｙ軸移動指令が出力されているときにはＹ軸が移動軸であると判定し、Ｗ軸移動指令が出力されているときにはＷ軸が移動軸であると判定する。なお、複数の移動指令（例えばＸ軸移動指令とＹ軸移動指令）が同時に出力されて複数の移動軸（例えばＸ軸とＹ軸）が同時に移動することもあり、この場合には複数の移動軸（例えばＸ軸とＹ軸）を判定する。なお、Ｚ軸移動指令に関しては、図示を省略しているが、Ｗ軸移動指令の場合と同様である。

【0032】

ステップＳ４においてＸ軸が移動軸であると判定したときにはステップＳ５へ進み、Ｙ軸が移動軸であると判定したときにはステップＳ２１へ進み、Ｗ軸が移動軸であると判定したときにはステップＳ３６へ進む。

【0033】

ステップＳ４においてＸ軸が移動軸であると判定したときには、まず、ステップＳ５において移動方向判定部３６では、Ｘ軸移動指令に基づいてラム１７（移動体）の移動方向が、Ｘ軸の＋方向か−方向かを判定する。なお、この場合、Ｘ軸によって実際に移動するのはテーブル１３（ワークｗ）であるが、このテーブル１３（ワークｗ）に対して相対的にラム１７が移動するため、Ｘ軸移動指令に基づいてラム１７の移動方向（即ちテーブル１３（ワークｗ）に対する相対的な移動方向）がＸ軸の＋方向か−方向かを判定することができる。
ステップＳ５においてラム１７の移動方向がＸ軸の＋方向であると判定したときにはステップＳ６へ進み、ステップＳ５においてラム１７の移動方向がＸ軸の−方向であると判定したときにはステップＳ１４へ進む。

【0034】

ステップＳ６においてセンサ信号選択部３７では、Ｘ軸の＋方向のセンサ信号である超音波センサ２１ｂのセンサ信号を選択（取得）する。その後、ステップＳ７へ進む。
ステップＳ７において衝突判定部３８では、センサ信号選択部３７で選択された超音波センサ２１ｂのセンサ信号（距離検出値）と第１距離設定値とを比較して、超音波センサ２１ｂのセンサ信号が前記第１距離設定値よりも短いか否かを判定する。ステップＳ７において超音波センサ２１ｂのセンサ信号が前記第１距離設定値よりも短くないと判定したときには、衝突回避システムの処理を終了する（ステップＳ１３）。ステップＳ７において超音波センサ２１ｂのセンサ信号が前記第１距離設定値よりも短いと判定したときには、ステップＳ８へ進む。
ステップＳ８において衝突警告処理部４０では、衝突判定部３８において超音波センサ２１ｂのセンサ信号が前記第１距離設定値よりも短いと判定したときに警告（例えば警告音の発生や警告ランプの点灯等）する。その後、ステップＳ９へ進む。
ステップＳ９において衝突判定部３８では、センサ信号選択部３７で選択された超音波センサ２１ｂのセンサ信号（距離検出値）と、第１距離設定値よりも短く設定された第２距離設定値とを比較して、超音波センサ２１ｂのセンサ信号が前記第２距離設定値よりも短いか否かを判定する。ステップＳ９において超音波センサ２１ｂのセンサ信号が前記第２距離設定値よりも短くないと判定したときには、衝突回避システムの処理を終了する（ステップＳ１３）。ステップＳ９において超音波センサ２１ｂのセンサ信号が前記第２距離設定値よりも短いと判定したときには、ステップＳ１０へ進む。
ステップＳ１０において減速処理部４１では、衝突判定部３８において超音波センサ２１ｂのセンサ信号が前記第２距離設定値よりも短いと判定したときにＸ軸の移動速度を減速する。その後、ステップＳ１１へ進む。
ステップＳ１１において衝突判定部３８では、センサ信号選択部３７で選択された超音波センサ２１ｂのセンサ信号（距離検出値）と、第２距離設定値よりも短く設定された第３距離設定値とを比較して、超音波センサ２１ｂのセンサ信号が前記第３距離設定値よりも短いか否かを判定する。ステップＳ１１において超音波センサ２１ｂのセンサ信号が前記第３距離設定値よりも短くないと判定したときには、衝突回避システムの処理を終了する（ステップＳ１３）。ステップＳ１１において超音波センサ２１ｂのセンサ信号が前記第３距離設定値よりも短いと判定したときには、ステップＳ１２へ進む。
ステップＳ１２において停止処理部４２では、衝突判定部３８において超音波センサ２１ｂのセンサ信号が前記第３距離設定値よりも短いと判定したときにＸ軸の移動を停止する。その後、衝突回避システムの処理を終了する（ステップＳ１３）。

【0035】

ステップＳ１４においてセンサ信号選択部３７では、Ｘ軸の−方向のセンサ信号である超音波センサ２１ａのセンサ信号を選択（取得）する。その後、ステップＳ１５へ進む。
ステップＳ１５において衝突判定部３８では、センサ信号選択部３７で選択された超音波センサ２１ａのセンサ信号（距離検出値）と前記第１距離設定値とを比較して、超音波センサ２１ａのセンサ信号が前記第１距離設定値よりも短いか否かを判定する。ステップＳ１５において超音波センサ２１ａのセンサ信号が前記第１距離設定値よりも短くないと判定したときには、衝突回避システムの処理を終了する（ステップＳ１３）。ステップＳ１５において超音波センサ２１ａのセンサ信号が前記第１距離設定値よりも短いと判定したときには、ステップＳ１６へ進む。
ステップＳ１６において衝突警告処理部４０では、衝突判定部３８において超音波センサ２１ａのセンサ信号が前記第１距離設定値よりも短いと判定したときに警告（例えば警告音の発生や警告ランプの点灯等）する。その後、ステップＳ１７へ進む。
ステップＳ１７において衝突判定部３８では、センサ信号選択部３７で選択された超音波センサ２１ａのセンサ信号（距離検出値）と前記第２距離設定値とを比較して、超音波センサ２１ａのセンサ信号が前記第２距離設定値よりも短いか否かを判定する。ステップＳ１７において超音波センサ２１ａのセンサ信号が前記第２距離設定値よりも短くないと判定したときには、衝突回避システムの処理を終了する（ステップＳ１３）。ステップＳ１７において超音波センサ２１ａのセンサ信号が前記第２距離設定値よりも短いと判定したときには、ステップＳ１８へ進む。
ステップＳ１８において減速処理部４１では、衝突判定部３８において超音波センサ２１ａのセンサ信号が前記第２距離設定値よりも短いと判定したときにＸ軸の移動速度を減速する。その後、ステップＳ１９へ進む。
ステップＳ１９において衝突判定部３８では、センサ信号選択部３７で選択された超音波センサ２１ａのセンサ信号（距離検出値）と前記第３距離設定値とを比較して、超音波センサ２１ａのセンサ信号が前記第３距離設定値よりも短いか否かを判定する。ステップＳ１９において超音波センサ２１ａのセンサ信号が前記第３距離設定値よりも短くないと判定したときには、衝突回避システムの処理を終了する（ステップＳ１３）。ステップＳ１９において超音波センサ２１ａのセンサ信号が前記第３距離設定値よりも短いと判定したときには、ステップＳ２０へ進む。
ステップＳ２０において停止処理部４２では、衝突判定部３８において超音波センサ２１ａのセンサ信号が前記第３距離設定値よりも短いと判定したときにＸ軸の移動を停止する。その後、衝突回避システムの処理を終了する（ステップＳ１３）。

【0036】

ステップＳ４においてＹ軸が移動軸であると判定したときには、まず、ステップＳ２１において移動方向判定部３６では、Ｙ軸移動指令に基づいてラム１７（移動体）の移動方向が、Ｙ軸の＋方向か−方向かを判定する。ステップＳ２１においてラム１７の移動方向がＹ軸の＋方向であると判定したときにはステップＳ２２へ進み、ステップＳ２１においてラム１７の移動方向がＹ軸の−方向であると判定したときにはステップＳ２９へ進む。

【0037】

ステップＳ２２においてセンサ信号選択部３７では、Ｙ軸の＋方向のセンサ信号である超音波センサ２１ｄのセンサ信号を選択（取得）する。その後、ステップＳ２３へ進む。
ステップＳ２３において衝突判定部３８では、センサ信号選択部３７で選択された超音波センサ２１ｄのセンサ信号（距離検出値）と前記第１距離設定値とを比較して、超音波センサ２１ｄのセンサ信号が前記第１距離設定値よりも短いか否かを判定する。ステップＳ２３において超音波センサ２１ｄのセンサ信号が前記第１距離設定値よりも短くないと判定したときには、衝突回避システムの処理を終了する（ステップＳ１３）。ステップＳ２３において超音波センサ２１ｄのセンサ信号が前記第１距離設定値よりも短いと判定したときには、ステップＳ２４へ進む。
ステップＳ２４において衝突警告処理部４０では、衝突判定部３８において超音波センサ２１ｄのセンサ信号が前記第１距離設定値よりも短いと判定したときに警告（例えば警告音の発生や警告ランプの点灯等）する。その後、ステップＳ２５へ進む。
ステップＳ２５において衝突判定部３８では、センサ信号選択部３７で選択された超音波センサ２１ｄのセンサ信号（距離検出値）と前記第２距離設定値とを比較して、超音波センサ２１ｄのセンサ信号が前記第２距離設定値よりも短いか否かを判定する。ステップＳ２５において超音波センサ２１ｄのセンサ信号が前記第２距離設定値よりも短くないと判定したときには、衝突回避システムの処理を終了する（ステップＳ１３）。ステップＳ２５において超音波センサ２１ｄのセンサ信号が前記第２距離設定値よりも短いと判定したときには、ステップＳ２６へ進む。
ステップＳ２６において減速処理部４１では、衝突判定部３８において超音波センサ２１ｄのセンサ信号が前記第２距離設定値よりも短いと判定したときにＹ軸の移動速度を減速する。その後、ステップＳ２７へ進む。
ステップＳ２７において衝突判定部３８では、センサ信号選択部３７で選択された超音波センサ２１ｄのセンサ信号（距離検出値）と前記第３距離設定値とを比較して、超音波センサ２１ｄのセンサ信号が前記第３距離設定値よりも短いか否かを判定する。ステップＳ２７において超音波センサ２１ｄのセンサ信号が前記第３距離設定値よりも短くないと判定したときには、衝突回避システムの処理を終了する（ステップＳ１３）。ステップＳ２７において超音波センサ２１ｄのセンサ信号が前記第３距離設定値よりも短いと判定したときには、ステップＳ２８へ進む。
ステップＳ２８において停止処理部４２では、衝突判定部３８において超音波センサ２１ｄのセンサ信号が前記第３距離設定値よりも短いと判定したときにＹ軸の移動を停止する。その後、衝突回避システムの処理を終了する（ステップＳ１３）。

【0038】

ステップＳ２９においてセンサ信号選択部３７では、Ｙ軸の−方向のセンサ信号である超音波センサ２１ｃのセンサ信号を選択（取得）する。その後、ステップＳ３０へ進む。
ステップＳ３０において衝突判定部３８では、センサ信号選択部３７で選択された超音波センサ２１ｃのセンサ信号（距離検出値）と前記第１距離設定値とを比較して、超音波センサ２１ｃのセンサ信号が前記第１距離設定値よりも短いか否かを判定する。ステップＳ３０において超音波センサ２１ｃのセンサ信号が前記第１距離設定値よりも短くないと判定したときには、衝突回避システムの処理を終了する（ステップＳ１３）。ステップＳ３０において超音波センサ２１ｃのセンサ信号が前記第１距離設定値よりも短いと判定したときには、ステップＳ３１へ進む。
ステップＳ３１において衝突警告処理部４０では、衝突判定部３８において超音波センサ２１ｃのセンサ信号が前記第１距離設定値よりも短いと判定したときに警告（例えば警告音の発生や警告ランプの点灯等）する。その後、ステップＳ３２へ進む。
ステップＳ３２において衝突判定部３８では、センサ信号選択部３７で選択された超音波センサ２１ｃのセンサ信号（距離検出値）と前記第２距離設定値とを比較して、超音波センサ２１ｃのセンサ信号が前記第２距離設定値よりも短いか否かを判定する。ステップＳ３２において超音波センサ２１ｃのセンサ信号が前記第２距離設定値よりも短くないと判定したときには、衝突回避システムの処理を終了する（ステップＳ１３）。ステップＳ３２において超音波センサ２１ｃのセンサ信号が前記第２距離設定値よりも短いと判定したときには、ステップＳ３３へ進む。
ステップＳ３３において減速処理部４１では、衝突判定部３８において超音波センサ２１ｃのセンサ信号が前記第２距離設定値よりも短いと判定したときにＹ軸の移動速度を減速する。その後、ステップＳ３４へ進む。
ステップＳ３４において衝突判定部３８では、センサ信号選択部３７で選択された超音波センサ２１ｃのセンサ信号（距離検出値）と前記第３距離設定値とを比較して、超音波センサ２１ｃのセンサ信号が前記第３距離設定値よりも短いか否かを判定する。ステップＳ３４において超音波センサ２１ｃのセンサ信号が前記第３距離設定値よりも短くないと判定したときには、衝突回避システムの処理を終了する（ステップＳ１３）。ステップＳ３４において超音波センサ２１ｃのセンサ信号が前記第３距離設定値よりも短いと判定したときには、ステップＳ３５へ進む。
ステップＳ３５において停止処理部４２では、衝突判定部３８において超音波センサ２１ｃのセンサ信号が前記第３距離設定値よりも短いと判定したときにＹ軸の移動を停止する。その後、衝突回避システムの処理を終了する（ステップＳ１３）。

【0039】

ステップＳ４においてＷ軸（クロスレール１５とともにサドル１６をＷ軸方向へ移動する軸）が移動軸であると判定したときには、まず、ステップＳ３６において移動方向判定部３６では、Ｗ軸移動指令に基づいてサドル１６の移動方向が、Ｗ軸の＋方向か−方向かを判定する。ステップＳ３６においてサドル１６の移動方向がＷ軸の＋方向であると判定したときには衝突回避システムの処理を終了し（ステップＳ１３）、ステップＳ３６においてサドル１６の移動方向がＷ軸の−方向であると判定したときにはステップＳ３７へ進む。

【0040】

ステップＳ３７においてセンサ信号選択部３７では、Ｗ軸の−方向のセンサ信号である超音波センサ２１ｅ，２１ｆのセンサ信号を選択（取得）する。その後、ステップＳ３８へ進む。
ステップＳ３８において衝突判定部３８では、センサ信号選択部３７で選択された超音波センサ２１ｅ，２１ｆのセンサ信号（距離検出値）と前記第１距離設定値とを比較して、超音波センサ２１ｅ，２１ｆのセンサ信号が前記第１距離設定値よりも短いか否かを判定する。ステップＳ３８において超音波センサ２１ｅ，２１ｆのセンサ信号が前記第１距離設定値よりも短くないと判定したときには、衝突回避システムの処理を終了する（ステップＳ１３）。ステップＳ３８において超音波センサ２１ｅ，２１ｆのセンサ信号が前記第１距離設定値よりも短いと判定したときには、ステップＳ３９へ進む。
ステップＳ３９において衝突警告処理部４０では、衝突判定部３８において超音波センサ２１ｅ，２１ｆのセンサ信号が前記第１距離設定値よりも短いと判定したときに警告（例えば警告音の発生や警告ランプの点灯等）する。その後、ステップＳ４０へ進む。
ステップＳ４０において衝突判定部３８では、センサ信号選択部３７で選択された超音波センサ２１ｅ，２１ｆのセンサ信号（距離検出値）と前記第２距離設定値とを比較して、超音波センサ２１ｅ，２１ｆのセンサ信号が前記第２距離設定値よりも短いか否かを判定する。ステップＳ４０において超音波センサ２１ｅ，２１ｆのセンサ信号が前記第２距離設定値よりも短くないと判定したときには、衝突回避システムの処理を終了する（ステップＳ１３）。ステップＳ４０において超音波センサ２１ｅ，２１ｆのセンサ信号が前記第２距離設定値よりも短いと判定したときには、ステップＳ４１へ進む。
ステップＳ４１において減速処理部４１では、衝突判定部３８において超音波センサ２１ｅ，２１ｆのセンサ信号が前記第２距離設定値よりも短いと判定したときにＷ軸の移動速度を減速する。その後、ステップＳ４２へ進む。
ステップＳ４２において衝突判定部３８では、センサ信号選択部３７で選択された超音波センサ２１ｅ，２１ｆのセンサ信号（距離検出値）と前記第３距離設定値とを比較して、超音波センサ２１ｅ，２１ｆのセンサ信号が前記第３距離設定値よりも短いか否かを判定する。ステップＳ４２において超音波センサ２１ｅ，２１ｆのセンサ信号が前記第３距離設定値よりも短くないと判定したときには、衝突回避システムの処理を終了する（ステップＳ１３）。ステップＳ４２において超音波センサ２１ｅ，２１ｆのセンサ信号が前記第３距離設定値よりも短いと判定したときには、ステップＳ４３へ進む。
ステップＳ４３において停止処理部４２では、衝突判定部３８において超音波センサ２１ｅ，２１ｆのセンサ信号が前記第３距離設定値よりも短いと判定したときにＷ軸の移動を停止する。その後、衝突回避システムの処理は終了する（ステップＳ１３）。

【0041】

以上のように、本実施の形態例１の衝突回避システムによれば、ワークｗが載置されたテーブル１３と、移動体（ラム１７、サドル１６）と、移動体（ラム１７、サドル１６）又はテーブル１３を直線的に移動させる移動軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ｗ軸）とを有する工作機械１１において、移動体（ラム１７、サドル１６）とワークｗとの衝突を回避する衝突回避システムであって、移動体（ラム１７、サドル１６）に取り付けられワークｗまでの距離を検出する非接触式の距離センサ（超音波センサ２１ａ〜２１ｆ）と、衝突回避制御手段（ＮＣ装置３１）とを有しており、衝突回避制御手段（ＮＣ装置３１）は、距離センサ（超音波センサ２１ａ〜２１ｆ）のセンサ信号が距離設定値（第１距離設定値、第２距離設定値、第３距離設定値）よりも短いか否かを判定する衝突判定部３８と、衝突判定部３８において前記センサ信号が前記距離設定値よりも短いと判定したとき、移動体（ラム１７、サドル１６）とワークｗとの衝突を回避する処理を行う衝突回避処理部３９とを有することを特徴としているため、オペレータの操作ミスや加工開始時のプローチミスによる衝突を回避することができる。
また、距離センサ（超音波センサ２１ａ〜２１ｆ）を用いるため、ワークｗの３次元データや、加工シミュレーションが不要である。そのため、安価で処理負担の低いシステムを実現することができる。
また、リング部材を用いたセンサは接触式で切粉などにより誤作動するおそれがあるが、距離センサ（超音波センサ２１ａ〜２１ｆ）は非接触式であるため切粉などによって誤作動するおそれがない。

【0042】

更には、距離センサ（超音波センサ）として、移動体（ラム１７）における移動軸（Ｘ軸、Ｙ軸）の＋方向側に取り付けられた第１距離センサ（超音波センサ２１ｂ，２１ｄ）と、移動体（ラム１７）における移動軸（Ｘ軸、Ｙ軸）の−方向側に取り付けられた第２距離センサ（超音波センサ２１ａ，２１ｃ）とを有しており、衝突回避制御手段（ＮＣ装置３１）は、移動軸（Ｘ軸、Ｙ軸）の移動指令に基づいて移動体（ラム１７）の移動方向が、移動軸（Ｘ軸、Ｙ軸）の＋方向か−方向かを判定する移動方向判定部３６と、移動方向判定部３６において移動体（ラム１７）の移動方向が移動軸（Ｘ軸、Ｙ軸）の＋方向であると判定したときには第１距離センサ（超音波センサ２１ｂ，２１ｄ）のセンサ信号を選択し、移動方向判定部３６において移動体（ラム１７）の移動方向が移動軸（Ｘ軸、Ｙ軸）の−方向であると判定したときには第２距離センサ（超音波センサ２１ａ，２１ｃ）のセンサ信号を選択するセンサ信号選択部３７とを有し、衝突判定部３８では、センサ信号選択部３７で選択された第１距離センサ（超音波センサ２１ｂ，２１ｄ）又は第２距離センサ（超音波センサ２１ａ，２１ｃ）のセンサ信号と距離設定値（第１距離設定値、第２距離設定値、第３距離設定値）とを比較して、前記センサ信号が前記距離設定値よりも短いか否かを判定することを特徴としているため、距離センサ（超音波センサ２１ａ〜２１ｄ）を取り付けた移動体（ラム１７）の移動方向を認識して、その方向側に取り付けられた距離センサ（超音波センサ２１ａ，２１ｃ又は超音波センサ２１ｂ，２１ｄ）の情報（センサ信号）のみを用いる。このため、不要な誤検知（移動方向でない方向の衝突検知）を低減することができる。

【0043】

また、距離センサ（超音波センサ）として、移動体（サドル１６）における移動軸（Ｗ軸）の−方向側に取り付けられた距離センサ（超音波センサ２１ｅ，２１ｆ）を有しており、衝突回避制御手段（ＮＣ装置３１）は、移動軸（Ｗ軸）の移動指令に基づいて移動体（サドル１６）の移動方向が、移動軸（Ｗ軸）の＋方向か−方向かを判定する移動方向判定部３６と、移動方向判定部３６において移動体（サドル１６）の移動方向が移動軸（Ｗ軸）の−方向であると判定したときに距離センサ（超音波センサ２１ｅ，２１ｆ）のセンサ信号を選択するセンサ信号選択部３７とを有し、衝突判定部３８では、センサ信号選択部３７で選択された距離センサ（超音波センサ２１ｅ，２１ｆ）のセンサ信号と距離設定値（第１距離設定値、第２距離設定値、第３距離設定値）とを比較して、前記センサ信号が前記距離設定値よりも短いか否かを判定することを特徴としているため、距離センサ（超音波センサ２１ｅ，２１ｆ）を取り付けた移動体（サドル１６）の移動方向を認識して、その方向側に取り付けられた距離センサ（超音波センサ２１ｅ，２１ｆ）の情報（センサ信号）のみを用いるため、不要な誤検知（移動方向でない方向の衝突検知）を低減することができる。

【0044】

また、距離設定値として第１距離設定値と、第２距離設定値と、第３距離設定値とが設定され、衝突回避処理部３９として衝突警告処理部４０と、減速処理部４１と、停止処理部４２とを有しており、衝突判定部３８ではセンサ信号が、第１距離設定値、第２距離設定値、第３距離設定値よりも短いか否かを判定し、衝突警告処理部４０では、衝突判定部３８においてセンサ信号が第１距離設定値よりも短いと判定したときに警告し、減速処理部４１では、衝突判定部３８においてセンサ信号が第２距離設定値よりも短いと判定したときに移動軸（Ｘ軸又はＹ軸又はＷ軸）の移動速度を減速し、停止処理部４２では、衝突判定部３８においてセンサ信号が第３距離設定値よりも短いと判定したときに移動軸（Ｘ軸又はＹ軸又はＷ軸）の移動を停止することを特徴としているため、衝突回避処理を警告、減速、停止の順に段階的に確実に行うことができる。

【0045】

＜実施の形態例２＞
図８に基づき、本発明の実施の形態例２に係る工作機械の衝突回避システムについて説明する。

【0046】

図８に示すように、本実施の形態例２の衝突回避システムでは、このシステムを構成する非接触式の距離センサとして、上記実施の形態例１と同じように配設された超音波センサ２１ａ〜２１ｆの他に超音波センサ２１ｇ〜２１ｊも有している。

【0047】

超音波センサ２１ｇ，２１ｈ，２１ｉ，２１ｊは、サドル１６の側面１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄにそれぞれ取り付けられている。
即ち、超音波センサ２１ｇ（第２距離センサ）は、サドル１６におけるＸ軸の−方向側に取り付けられており、Ｘ軸の−方向の距離を検出する。超音波センサ２１ｈ（第１距離センサ）は、サドル１６におけるＸ軸の＋方向側に取り付けられており、Ｘ軸の＋方向の距離を検出する。超音波センサ２１ｉ（第２距離センサ）は、サドル１６におけるＹ軸の−方向側に取り付けられており、Ｙ軸の−方向の距離を検出する。超音波センサ２１ｊ（第１距離センサ）は、サドル１６におけるＹ軸の＋方向側に取り付けられており、Ｙ軸の＋方向の距離を検出する。

【0048】

なお、工作機械の全体的な構成ついては上記実施の形態例１（図１）と同様であるため、ここでの説明及び図示は省略する。
また、超音波センサ２１ｇ〜２１ｊのセンサ信号（距離検出値）を用いた衝突回避システムの処理内容についても、上記実施の形態例１（図３〜図７）と同様であるため（処理内容に関して超音波センサ２１ｇが超音波センサ２１ａに対応し、超音波センサ２１ｈが超音波センサ２１ｂに対応し、超音波センサ２１ｉが超音波センサ２１ｃに対応し、超音波センサ２１ｊが超音波センサ２１ｄに対応する）、ここでの説明及び図示は省略する。

【0049】

本実施の形態例２の衝突回避システムにおいても、上記実施の形態例１の衝突回避システムと同様の効果が得られる。そして特に本実施の形態例２の衝突回避システムでは、サドル１６の衝突も確実に回避することができる。

【0050】

＜実施の形態例３＞
図９に基づき、本発明の実施の形態例３に係る工作機械の衝突回避システムについて説明する。

【0051】

図９に示すように、本実施の形態例３では主軸１８にアタッチメント７１が装着されており、このアタッチメント７１に工具２０が装着されている。
そして、本実施の形態例３の衝突回避システムでは、このシステムを構成する非接触式の距離センサとして、上記実施の形態例１と同じように配設された超音波センサ２１ａ〜２１ｄの他に超音波センサ２１ｋ〜２１ｎも有している。

【0052】

超音波センサ２１ｋ，２１ｌ，２１ｍ，２１ｎは、アタッチメント７１の側面７１ａの各部にそれぞれ取り付けられている。
即ち、超音波センサ２１ｋ（第２距離センサ）は、アタッチメント７１におけるＸ軸の−方向側に取り付けられており、Ｘ軸の−方向の距離を検出する。超音波センサ２１ｌ（第１距離センサ）は、アタッチメント７１におけるＸ軸の＋方向側に取り付けられており、Ｘ軸の＋方向の距離を検出する。超音波センサ２１ｍ（第２距離センサ）は、アタッチメント７１におけるＹ軸の−方向側に取り付けられており、Ｙ軸の−方向の距離を検出する。超音波センサ２１ｎ（第１距離センサ）は、アタッチメント７１におけるＹ軸の＋方向側に取り付けられており、Ｙ軸の＋方向の距離を検出する。

【0053】

なお、工作機械の全体的な構成については上記実施の形態例１（図１）と同様であるため、ここでの説明及び図示は省略する。
また、超音波センサ２１ｋ〜２１ｎのセンサ信号（距離検出値）を用いた衝突回避システムの処理内容についても、上記実施の形態例１（図３〜図７）と同様であるため（処理内容に関して超音波センサ２１ｋが超音波センサ２１ａに対応し、超音波センサ２１ｌが超音波センサ２１ｂに対応し、超音波センサ２１ｍが超音波センサ２１ｃに対応し、超音波センサ２１ｎが超音波センサ２１ｄに対応する）、ここでの説明及び図示は省略する。

【0054】

本実施の形態例３の衝突回避システムにおいても、上記実施の形態例１の衝突回避システムと同様の効果が得られる。そして特に本実施の形態例３の衝突回避システムでは、アタッチメント７１の衝突も確実に回避することができる。

【産業上の利用可能性】

【0055】

本発明は工作機械の衝突回避システムに関するものであり、オペレータの操作ミスや加工開始時のプローチミスによる衝突を回避する場合に適用して有用なものである。

【符号の説明】

【0056】

１１ 工作機械
１２ ベッド
１２ａ レール
１３ テーブル
１４ コラム
１４ａ レール
１５ クロスレール
１５ａ レール
１６ サドル
１６ａ〜１６ｄ サドルの側面
１６ｅ サドルの下面
１７ ラム
１７ａ〜１７ｄ ラムの側面
１８ 主軸
１９ 工具ホルダ
２０ 工具
２１ａ〜２１ｎ 超音波センサ
３１ ＮＣ装置
３２ ＮＣプログラム
３３ プログラム解析処理部
３４ 移動指令作成処理部
３５ 移動指令補間処理部
３６ 移動方向判定部
３７ センサ信号選択部
３８ 衝突判定部
３９ 衝突回避処理部
４０ 衝突警告処理部
４１ 減速処理部
４２ 停止処理部
６１ Ｘ軸サーボアンプ
６２ Ｙ軸サーボアンプ
６３ Ｗ軸サーボアンプ
６４ Ｘ軸サーボモータ
６５ Ｙ軸サーボモータ
６６ Ｗ軸サーボモータ
７１ アタッチメント
７１ａ アタッチメントの側面
ｗ ワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】