特開 2023-26357 干渉チェック装置、干渉チェック方法、及び、干渉チェックシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023026357

(43)【公開日】2023-02-24

(54)【発明の名称】干渉チェック装置、干渉チェック方法、及び、干渉チェックシステム

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/4061 20060101AFI20230216BHJP

【ＦＩ】

G05B19/4061 M

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022125253

(22)【出願日】2022-08-05

(31)【優先権主張番号】P 2021132005

(32)【優先日】2021-08-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000104652

【氏名又は名称】キヤノン電子株式会社

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 真仁

(72)【発明者】

【氏名】藤生 卓

【テーマコード（参考）】

3C269

【Ｆターム（参考）】

3C269AB01

3C269BB14

3C269CC02

3C269MN08

3C269MN12

3C269MN40

3C269PP02

(57)【要約】

【課題】簡易な方法で、加工装置の各構造体同士の干渉をチェックし易い技術を提供する。
【解決手段】
工具１２を保持して回転する主軸１１と、工具１２により加工する加工対象物を保持する保持部４１と、主軸１２と保持部４１とを所定方向に相対移動させる移動手段１０、２０、３０、５０、６０と、保持部４１を収容する収容部とを備えた加工装置の収容部内の各構造体の干渉をチェックする干渉チェック装置３００であって、ＮＣファイルを順次読み込み、移動手段に対する動作指令を抽出して処理する処理部３１０と、干渉を禁止するための禁止領域の情報を予め記憶した記憶部３２０を備え、処理部３１０によって、ＮＣファイル上の座標値より算出された機械座標値が禁止領域に含まれるか否かをチェックすることを特徴とする。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

工具を保持して回転する主軸と、
前記工具により加工する加工対象物を保持する保持部と、
前記主軸と前記保持部とを所定方向に相対移動させる移動手段と、
前記保持部を収容する収容部とを備えた加工装置の前記収容部内の各構造体の干渉をチェックする干渉チェック装置であって、
ＮＣファイルを順次読み込み、前記移動手段に対する動作指令を抽出して処理する処理部と、
干渉を禁止するための禁止領域の情報を予め記憶した記憶部を備え、
前記処理部によって、前記ＮＣファイル上の座標値より算出された機械座標値が前記禁止領域に含まれるか否かをチェックすることを特徴とする干渉チェック装置。

【請求項2】

前記保持部の種類を識別する識別部と、を備え、
前記処理部によって、前記ＮＣファイルに含まれる前記保持部の種類に関する情報を抽出し、前記識別部による情報が異なるか否かをチェックする請求項１に記載の干渉チェック装置。

【請求項3】

前記記憶部に、それぞれ領域の異なる複数の前記禁止領域を記憶し、
前記識別部による情報と、前記処理部によってＮＣファイルに含まれる前記保持部の種類に関する情報とが異なる場合に、複数の前記禁止領域から干渉チェックを行う前記禁止領域を選択することを特徴とする請求項１に記載の干渉チェック装置。

【請求項4】

請求項１～４の何れか１項に記載の干渉チェック装置の前記処理部としてコンピュータを機能させるプログラム。

【請求項5】

工具を保持して回転する主軸と、
前記工具により加工する加工対象物を保持する保持部と、
前記主軸と前記保持部とを所定方向に相対移動させる移動手段と、
前記保持部を収容する収容部とを備えた加工装置の前記収容部内の各構造体の干渉をチェックする干渉チェック方法であって、
ＮＣファイルを順次読み込み、前記移動手段に対する動作指令を抽出する工程と、
前記ＮＣファイル上の座標値より算出された機械座標値が予め記憶された干渉を禁止するための禁止領域に含まれるか否かをチェックする工程とを有することを特徴とする干渉チェック方法。

【請求項6】

工具を保持して回転する主軸と、
前記工具により加工する加工対象物を保持する保持部と、
前記主軸と前記保持部とを所定方向に相対移動させる移動手段と、
前記保持部を収容する収容部とを備えた加工装置の前記収容部内の各構造体の干渉をチェックする干渉チェックシステムであって、
ＮＣファイルを順次読み込み、前記移動手段に対する動作指令を抽出して処理する処理手段と、
干渉を禁止するための禁止領域の情報を予め記憶した記憶手段と、を備え、
前記処理手段によって、ＮＣファイル上の座標値より算出された機械座標値が前記禁止領域に含まれるか否かをチェックすることを特徴とする干渉チェックシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工具を用いて加工対象物の工作を行う加工装置の干渉チェック装置、干渉チェック方法、及び、干渉チェックシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

加工装置において、ＮＣファイルのチェックの一例として加工を行うと相対的に移動する各構造体同士が干渉のある部分をチェックする干渉チェック動作を行うものが知られている。

【0003】

干渉等のＮＣファイルのチェックを行う方法として三次元モデルデータと工具の移動データを基に、加工前に移動命令毎に干渉の発生有無を調べる技術が知られている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６－４１２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

また、特許文献１のように、三次元モデルデータを作るためには、高性能なコンピュータや処理時間が必要であった。

【0006】

本発明は、簡易な方法で、ＮＣファイルのチェックの時間を低減し易い技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明の干渉チェック装置は、工具を保持して回転する主軸と、前記工具により加工する加工対象物を保持する保持部と、前記主軸と前記保持部とを所定方向に相対移動させる移動手段と、前記保持部を収容する収容部とを備えた加工装置の前記収容部内の各構造体の干渉をチェックする干渉チェック装置であって、ＮＣファイルを順次読み込み、前記移動手段に対する動作指令を抽出して処理する処理部と、干渉を禁止するための禁止領域の情報を予め記憶した記憶部を備え、前記処理部によって、前記ＮＣファイル上の座標値より算出された機械座標値が前記禁止領域に含まれるか否かをチェックすることを特徴とする。

【0008】

また、上記課題を解決するために、本発明の干渉チェック方法は、工具を保持して回転する主軸と、前記工具により加工する加工対象物を保持する保持部と、前記主軸と前記保持部とを所定方向に相対移動させる移動手段と、前記保持部を収容する収容部とを備えた加工装置の前記収容部内の各構造体の干渉をチェックする干渉チェック方法であって、ＮＣファイルを順次読み込み、前記移動手段に対する動作指令を抽出する工程と、前記ＮＣファイル上の座標値より算出された機械座標値が予め記憶された干渉を禁止するための禁止領域に含まれるか否かをチェックする工程とを有することを特徴とする。

【0009】

また、上記課題を解決するために、本発明の干渉チェックシステムは、工具を保持して回転する主軸と、前記工具により加工する加工対象物を保持する保持部と、前記主軸と前記保持部とを所定方向に相対移動させる移動手段と、前記保持部を収容する収容部とを備えた加工装置の前記収容部内の各構造体の干渉をチェックする干渉チェックシステムであって、ＮＣファイルを順次読み込み、前記移動手段に対する動作指令を抽出して処理する処理手段と、予め記憶された干渉を禁止するための禁止領域の情報を記憶する記憶手段と、を備え、前記処理手段によって、前記ＮＣファイル上の座標値より算出された機械座標値が前記禁止領域に含まれるか否かをチェックすることを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、少ない処理量で移動軸を持つ数値制御加工装置の干渉チェックが行える。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態に係る加工装置の外観斜視図。

【図2】実施形態に係る加工装置における内部構成の斜視図。

【図3】収容部と主軸、保持部の関係を示す内部構成の斜視図。

【図4】実施形態に係る加工装置における制御ブロック図。

【図5】本発明の実施形態に係る干渉チェックのフローチャート。

【図6】本発明の実施形態に係る工具と工具長センサの位置関係を示す側面図

【図7】他の実施形態において、ワークを水平方向に対して９０°傾けた状態を示す斜視図。

【図8】他の実施形態に係るＮＣチェックのフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明する。

【0013】

＜実施形態＞
本発明の実施形態に係る加工装置ついて、図１～図７を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る加工装置の外観斜視図であり、エアを発生させるエアコンプレッサ２００に、増圧弁９０が取り付けられて、増圧弁９０によって、圧力が上昇したエアによって、チャックをアンクランプ状態にする。増圧弁９０の後段にエア圧検知センサ９１が設けられている。工具のチャックにどの程度の圧力がかかっているか測定するために、エア圧検知センサ９１は、加工装置の内部に設けられてもよい。

【0014】

加工装置１００は、図１に示すように、外装カバー１０１内に加工装置本体を収容している。外装カバー１０１は、開閉ドア１０２を有しており、開閉ドア１０２を開けることで、ワークの交換が可能となっている。

【0015】

加工装置１００は、移動機構支持部材としてのフレーム１と、それぞれフレーム１に支持された第１移動機構１０、第２移動機構２０及び第３移動機構３０と、加工対象物としてのワークＷを支持する支持機構４０と、支持機構４０を回転可能な第１回転機構（回転機構）５０及び第２回転機構（別の回転機構）６０と、工具マガジン７０と、電装ユニット８０とを備える。

【0016】

フレーム１は、内部に空洞を有する架台２上に載置されており、図２に示すように、第１フレーム部３と、第１フレーム部３の端部から直角に折り曲げられた第２フレーム部４とから構成される。本実施形態では、第１フレーム部３は、鉛直方向に沿って配置されており、第２フレーム部４は、水平方向に沿って配置されている。第２フレーム４は、Ｙ軸方向に沿った部分とＺ軸方向に沿った部分を別体として、ネジ等により接続し、梁を設けて構成してもよい。

【0017】

第１移動機構１０は、第２移動機構２０を介してフレーム１の第１フレーム部３の第１の面３ａに支持されており、Ｚ軸方向（鉛直方向、第１方向）に主軸１１を移動可能である。主軸１１には、加工具１２が工具ホルダ（クランプ）を介して着脱自在に取り付けられている。主軸１１は、モータ１３により回転駆動される。第１移動機構１０は、図２に示すように、モータ１４と、Ｚ軸方向に配置された不図示の案内軸とを有し、モータ１４の駆動により主軸１１を案内軸に沿ってＺ軸方向に往復移動（昇降）させる。主軸１１は、Ｚ軸支持部材１６を介して案内軸に沿って移動可能に支持されている。例えば、案内軸はボールねじであり、Ｚ軸支持部材１６はモータ１４の駆動により回転する案内軸（ボールねじ）に沿って移動する部材である。案内軸やＺ軸支持部材１６は、カバー１７により覆われている。

【0018】

第２移動機構２０は、フレーム１の第１フレーム部３の第１の面３ａに支持されており、Ｚ軸方向に直交するＸ軸方向（水平方向、第２方向）に第１移動機構１０と共に主軸１１を移動可能である。第２移動機構２０は、モータ２１と、Ｘ軸方向に配置された案内軸（不図示）とを有し、モータ２１の駆動により第１移動機構１０を案内軸に沿ってＸ軸方向に往復移動させる。第２移動機構２０についても、第１移動機構１０と同様に、例えば、案内軸としてボールねじを用いても良い。

【0019】

第３移動機構３０は、フレーム１の第２フレーム部４の第２の面４ａに支持されており、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に直交するＹ軸方向（水平方向、第３方向）に支持機構４０を移動可能である。第３移動機構３０は、モータ（不図示）と、Ｙ軸方向に配置された案内軸（不図示）とを有し、モータの駆動により支持機構４０を案内軸に沿ってＹ軸方向に往復移動させる。第３移動機構３０についても、第１移動機構１０と同様に、例えば、案内軸としてボールねじを用いても良い。

【0020】

また、第３移動機構３０は、第２回転機構６０を支持する支持板部３１を備えており、支持板部３１が案内軸に沿ってＹ軸方向に往復移動する。図２に示すように、架台２のＹ軸方向の支持機構４０側は開口しており、支持板部３１及び支持板部３１に支持された第２回転機構がＹ軸方向に移動しても架台２と干渉することを防いでいる。そして、第３移動機構３０は、詳しくは後述するように、第２回転機構６０及び第１回転機構５０と共に支持機構４０をＹ軸方向に移動可能である。

【0021】

支持機構４０は、例えば、歯科用補綴物など加工具１２により切削加工される加工対象物としてのワークＷを支持する。このような支持機構４０は、ワークＷを保持する保持部４１と、両端部が第１回転機構５０の回転部５１にそれぞれ連結され、保持部４１を介してワークＷを支持する支持部４２とを有する。保持部４１と支持部４２は別体であり、詳しくは後述するが、保持部４１が支持部４２に対して固定されている。但し、保持部４１と支持部４２とを一体としても良い。

【0022】

第１回転機構５０は、支持機構４０をＺ軸方向に直交する回転軸としてのａ軸を中心として回転可能である。本実施形態では、ａ軸は、Ｘ軸方向と平行としている。このような第１回転機構５０は、回転部５１を回転自在に支持する支持フレーム５３と、回転部５１を回転駆動するモータとを有する。支持フレーム５３は、支持機構４０の周囲を囲むように略コの字型に形成され、モータ及び回転部５１を支持する第１支持部５３ａと、回転部５１に対向して設けられる不図示の回転部を支持する第２支持部５３ｂと、第１支持部５３ａと第２支持部５３ｂとを連結する連結部５３ｃとから構成される。

【0023】

第１支持部５３ａに支持された回転部５１と、第２支持部５３ｂに支持された回転部は、ａ軸方向に互いに対向するように、且つ、ａ軸を回転軸として回転可能に配置されている。そして、支持機構４０のａ軸方向両端部が、それぞれ回転部に支持されている。これにより、第１回転機構５０は、支持機構４０を、ａ軸を中心として回転可能に支持する。

【0024】

第１回転機構５０は、少なくとも１８０°回転可能であり、支持機構４０に支持されたワークＷの表裏を反転可能である。本実施形態では、第１回転機構５０は、支持機構４０をａ軸の中心として３６０°回転させることができる。

【0025】

第２回転機構６０は、支持機構４０をＺ軸方向及びａ軸に直交する別の回転軸としてのｂ軸を中心として回転可能である。本実施形態では、ｂ軸は、Ｙ軸方向と平行としている。このような第２回転機構６０は、第１回転機構５０の支持フレーム５３が取り付けられる回転部と、回転部６１を回転駆動するモータとを有する。回転部６１は、支持フレーム５３の連結部５３ｃが取り付けられ、モータ６２に回転駆動されることにより支持フレーム５３を、ｂ軸を中心として回転可能である。したがって、第２回転機構６０は、第１回転機構５０と共に支持機構４０を、ｂ軸を中心として回転可能に支持する。

【0026】

工具保持部としての工具マガジン７０は、複数の加工具を保持可能であり、第１回転機構５０に隣接して配置され、第２回転機構６０とともに回転しないように支持されている。また、工具マガジン７０は、第３移動機構３０により支持機構４０などと共にＹ軸方向に移動可能である。

【0027】

工具マガジン７０には、それぞれ工具ホルダ１２ａと一体に形成された複数種類の加工具が保持された状態でＹ軸方向に沿って複数列並べて配置されている。そして、主軸１１に取り付ける加工具を交換可能としている。なお、工具ホルダ１２ａは、主軸１１に保持される部分であり、加工具と一体に形成されていても良いし、別体に形成されていても良い。なお、本実施形態では、加工具１２をチャック付の工具ホルダ１２ａに取り付けた上で、主軸１１の工具保持用のチャック部が工具ホルダ１２ａを介して保持する２重チャックの構成となっている。但し、主軸１１に直接、加工具を取り付けても良い。加工具の交換は、作業者が行っても良いし、加工装置１００により自動で行っても良い。

【0028】

加工具の交換を自動で行う場合には、第２移動機構２０及び第３移動機構３０により工具マガジン７０の加工具が入っていない空きスペースを主軸１１の下方に移動させる。そして、第１移動機構１０により主軸１１を下降させ、主軸１１に設けられたチャックなどの着脱装置を動作させることで、主軸１１に取り付けられている加工具１２を外して工具マガジン７０の空きスペースに配置する。次いで、第１移動機構１０により主軸１１を上昇させると共に、第２移動機構２０及び第３移動機構３０により工具マガジン７０の交換したい加工具１２が配置されている位置を主軸１１の下方に移動させる。そして、再度、第１移動機構１０により主軸１１を下降させ、着脱装置を動作させることで、主軸１１に交換したい加工具１２を装着する。なお、加工具１２は、例えば、ドリルやエンドミルである。

【0029】

電装ユニット８０は、フレーム１のＸＹＺ方向の最大辺を含んだ直方体で囲んだ空間の内側に取り付けられている。このような電装ユニット８０は、加工装置１００を制御するもので、後述する制御部８４ａは、第１回転機構５０のモータ５４を制御して、支持機構４０をａ軸を中心に回転させる。制御部８４ｂは、第２回転機構６０のモータを制御して、支持機構４０をｂ軸を中心に傾斜させ、支持機構４０の姿勢を決定する。また、制御部８４ｘは、第２移動機構２０のモータ２１を制御して主軸１１をＸ軸方向に移動させ、主軸１１のＸ軸方向の位置を決定する。制御部８４ｙは、第３移動機構３０のモータを制御して支持機構４０をＹ軸方向に移動させ、支持機構４０のＹ軸方向の位置を決定する。制御部８４ｚは、第１移動機構１０のモータ１３を制御して主軸１１をＺ軸方向に移動させ、主軸１１のＺ軸方向の位置を決定する。これにより、主軸１１と支持機構４０のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の相対位置が決定される。

【0030】

加工装置１００は、図１に示すように、ＣＰＵ３１０、メモリ３１１を搭載した、外部端末３００を備える。

【0031】

また、本実施形態の加工装置１００は、コンピュータ制御により自動加工を行うＮＣ加工装置である。具体的には、パーソナルコンピュータなどの外部端末３００を用いてＣＡＤ／ＣＡＭシステムにより加工データを作成し、このデータに基づいて数値制御によりワークＷの加工を行う。このために、加工装置１００の制御基板には、加工装置１００に指令を行うパーソナルコンピュータなどの外部端末が通信可能に接続される。外部端末がＮＣコードを条件に従って作成し、制御基板に送信されるようにしてもよい。なお、加工装置１００自体に、数値制御が可能なＣＰＵ、メモリや表示器を搭載したコンピュータが設けられていても良い。

【0032】

例えば、加工装置１００により歯科用補綴物の作成を行う場合、３次元計測器で計測した歯科用補綴物のデータをＣＡＤ／ＣＡＭシステムに転送し、ＣＡＤ／ＣＡＭシステムにより加工データが掛かれたＮＣファイルを作成する。そして、このＮＣファイルに基づいて、加工装置１００を制御してワークＷを加工具１２により切削加工することで、歯科用補綴物を作成する。

【0033】

図３はＺ軸の駆動機構を機体内に収容した状態の斜視図である。収容部４００は、加工装置１００（図１参照）の外装カバー１０１内に設けられている。収容部４００には、主軸１１の先端側や保持部４１や工具マガジン７０などが内部に配置され、工具による加工空間を形成する。外装カバー１０１の開閉ドア１０２（図１参照）を開けた場合に、加工空間にアクセス可能な開口部４０１が形成されている。また第１移動機構１０がＸ軸方向に移動可能にするための開口部４０２が上面側に形成されている。

【0034】

図４に示すように、電装ユニット８０は、演算手段であるＣＰＵ８５、入出力ポート（Ｉ／Ｏ）８６ｉ、各モータの制御部８４ｘ、８４ｙ、８４ｚ、主軸の制御部８４ｃ、ａ軸の制御部８４ａ、ｂ軸の制御部８４ｂなどを備える。制御基板に設けられたＣＰＵ８５は、入力されたデータや信号に基づいてメモリ８６ｍを用いて各種の演算を行い、接続されたサーボアンプとしての制御部８４ｘ、８４ｙ、８４ｚ、８４ａ、８４ｂ、８４ｃに回転数や位置の指示を送信する。

【0035】

Ｉ／Ｏ８６ｉは、加工装置本体のエアブロー部８７、集塵装置８８、工具長センサ９６に接続される。エアブロー部８７は上述のように工具へエアを吹き付け、除去した切粉を集塵装置８８で集める。工具長センサ９６は、工具の長さを検知してＣＰＵ８５に信号を送る。

【0036】

各モータの制御部８４ｘ、８４ｙ、８４ｚは、ＣＰＵ８５からの指令に基づいてＸ、Ｙ、Ｚの各モータを駆動する。各モータの制御部８４ｘ、８４ｙ、８４ｚには、それぞれエンコーダを設けている。エンコーダは、例えば、各モータの制御部８４ｘ、８４ｙ、８４ｚの回転軸の回転回数や回転角度、回転方向を検知する。そして、各モータの制御部８４ｘ、８４ｙ、８４ｚの駆動により各ステージｘ、ｙ、ｚが移動した量（位置）を検知する。

【0037】

制御部８４ｃは、主軸１１を回転させる不図示のモータを制御して、主軸（スピンドル）の回転速度を制御する。また、ａ、ｂ軸の制御部８４ａ、８４ｂは、ＣＰＵ８５からの指令に基づいてａ軸、ｂ軸の各モータを駆動する。

【0038】

このようにＣＰＵ８５により加工装置１００の各部を制御することにより、上述のように保持されたワークＷに所定の加工を施す。

【0039】

本実施例では後述する各手段や工程は、外部端末３００上で実行するが、加工装置１００自体で表示器を設け実行しても良い。その場合、ＣＰＵ８５がメモリ８６ｍ等の記憶手段にプログラムを展開して実行する。

【0040】

本発明の実施例に係る干渉チェックのフローチャートを図５に示す。ユーザは外部端末３００上で加工装置１００へ送信するＮＣファイルを選択すると、下記干渉チェックフローを実行する。本実施例ではＮＣファイルの送信処理と共に干渉チェックを行っているが、干渉チェックのみを行うモードを外部端末３００に備えても良い。

【0041】

図５のステップＳ１００において外部端末３００は記憶されている最大干渉量１～１０のデータを全て０にクリアする。最大干渉量は工具毎に外部端末３００内に記憶され、加工装置１００が収納可能な工具の数だけ存在する。本実施例では選択した工具数を１０とする。

【0042】

ステップＳ１０１において外部端末３００は選択したＮＣファイルから一行読み出す。

【0043】

ステップＳ１０２において外部端末３００はステップＳ１０１で読み出した行データにＧ＊＊（＊＊は数字）やＭ＊＊（＊＊は数字）が含まれているか調べ、含まれる場合はＧ＊＊、Ｍ＊＊部を抽出する。

【0044】

ステップＳ１０３において外部端末３００はＧ０２，Ｇ０３の円弧補間、ヘリカル補間コードの場合、ステップＳ１０４の処理に進む。それ以外の場合はステップＳ１０５へ進む。

【0045】

ステップＳ１０４において外部端末３００は、自身の表示器へ未対応のＮＣコードを使用している旨を表示する。表示後、干渉チェック処理を終了する。

【0046】

本実施例ではＧ０２、Ｇ０３コードは未対応としているが、対応する場合は、異動軌跡を計算し、後述するＳ１３１で異動軌跡が全て干渉エリア内に含まれるかどうか比較する処理を追加する。

【0047】

ステップＳ１０５において外部端末３００はステップＳ１０１で読み出した行データに特定の座標データが含まれるか調べ、座標データを抽出する。座標データはＮ＊＊＊＊＊（Ｎ：軸名Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ａ，Ｂ， ＊＊＊＊＊：数値データ）の文字列が含まれているかで判断し、＊＊＊＊＊＊部を座標データとして抜き出す。

【0048】

ステップＳ１０６において外部端末３００はステップＳ１０５で抽出した座標データにＺ軸のデータが含まれる場合、Ｚ軸のデータを機械座標に変換する。

【0049】

図６にＺ軸の座標変換で使用する距離を示す。図６において主軸１１及び加工具１２のＺ軸位置は機械原点にあるものとする。このとき、各記号の意味は次のようになる。
ｏｆｆｓｅｔ：Ｚ軸のデータを機械座標に変換する為のオフセット値である
ｈｓｅｎｓ： 工具長センサ９６～ワーク座標０ｍｍのＺ軸距離
ｄ０：加工具１２の突き出し量が０の場合の機械原点位置における工具先端から工具長センサ９６までの距離
ｄｒｎ：加工具１２の突き出し量がｎ（単位ｍｍ）の場合の機械原点位置における工具先端から工具長センサ９６までの距離測定値
Ｚｍ：Ｚ軸機械座標値
Ｚｗ：抽出したＺ座標データ
ｔｌ：現時点の加工具１２突き出し量
Ｚ軸データの座標変換は下記の式で行う。
Ｚｍ ＝ Ｚｗ ＋ ｏｆｆｓｅｔ
ｏｆｆｓｅｔ ＝ ｈｓｅｎｓ ＋ （ｄ０ － ｔｌ）
ｄ０ ＝ （ｄｒ３５ ＋ ｄｒ２５）／２ － ３０

【0050】

ここで現時点の加工具１２突き出し量ｔｌは予め設定項目としてユーザに設定させても良いし、工具長センサ９６を用いて工具突き出しを測定しても良い。また、工具突き出し量０ｍｍ 工具長センサ反応位置は、本実施例では突き出し量３５ｍｍと２５ｍｍの工具長センサ９６の検知位置を事前に測定しておき、平均を取ったものから３０ｍｍ減算して算出しているが、こちらも工具長センサ９６を用いて、事前に測定しても良いし、干渉チェック時に実測しても良い。

【0051】

ステップＳ１０７において外部端末３００はステップＳ１０１で読み出し、ステップＳ１０３で座標変換した座標データを記憶する。記憶する座標データは（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ａ，Ｂ）の各軸についてそれぞれ持つ。ステップＳ１０１で読み出したデータが全軸ではない場合は、足りない軸は前回記憶した座標データを記憶し続ける。例えば前回記憶したデータが（Ｘ：１０．００００，Ｙ：９．００００，Ｚ：－２．００００，Ａ：１０．００００，Ｂ：３．００００） であり、今回読み出したデータが（Ｘ：１２．００００， Ｚ：５．００００）だったとすると、記憶する座標データは（Ｘ：１２．００００，Ｙ：５．００００，Ｚ：－２．００００，Ａ：１０．００００，Ｂ：３．００００）となる

【0052】

ステップＳ１１０において外部端末３００はステップＳ１０７で記憶した座標データと表１に示す干渉エリアを比較する。干渉エリアは、その領域外において、（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ａ，Ｂ）の各軸を自由に動作させても、主軸１１と保持部４１が干渉しないように設定する。表１の空欄部には最小値の場合、－９９９．９９９９となり、最大値の項目の場合、９９９．９９９９が入る。この数値は加工装置１００の各軸ストローク最大値を超える数字であることが望ましい。記憶した座標データがいずれかの干渉エリアに含まれる場合、ステップＳ１２０の処理を行う。そうではない場合は、Ｓ１３０の処理を行う。例えば、主軸１１の主軸固定板、Ｙ軸の移動機構である第３移動機構３０のＹ前板との関係は、Ｘの値を固定で、Ｔの値の条件によって、Ｚの値の範囲を変えている。これは、主軸の根元の太い部分が干渉する場合が出てくるため、Ｙの値によって、禁止領域を大きくしている。また、保持部４１であるディスクホルダの取付板と、工具ホルダ１２ａとの関係は、Ｂ軸の値の変化に伴いＸの値、Ｚの値を３通りの禁止領域を作成している。これは、Ｂ軸の傾きの正負によって、Ｘの値の正負が変化し、Ｂ軸が水平とみなせる場合の条件を設定しているためである。そのため、干渉物によっては、複数の禁止領域を設定することが好ましく、軸方向に沿った移動をする対象の場合には、２種類以上、軸方向に回転する場合の対象には、３つ以上の禁止領域を設定することが好ましい。このように、複数の禁止領域を設定すると、禁止領域を大きくし過ぎることなく、干渉が発生する可能性をなくすことができる。

【0053】

【表1】

【0054】

ステップＳ１２０において外部端末３００は干渉量を算出する。ここで、干渉量とは干渉したエリアのＺ軸最大値から、ステップＳ１０７で記憶した座標データのＺ軸値を減算したものである。

【0055】

ステップＳ１２１において外部端末３００はステップＳ１２０で算出した干渉量と最大干渉量ｎと比較する。ｎは使用中の工具番号になる。干渉量が最大干渉量ｎよりも大きい数値の場合Ｓ１２２の処理を行い、そうでない場合はＳ１３０の処理を行う。

【0056】

ステップＳ１２２において外部端末３００は干渉発生した行数、干渉量、工具番号を記憶する。

【0057】

ステップＳ１３０において外部端末３００は読み込み中のＮＣファイルがファイル終端であるか確認する。終端である場合はステップＳ１３１の処理に進む。終端ではない場合、ステップＳ１００の処理へ戻る。以後、ＮＣファイルの終端が来るまでステップＳ１０１からステップＳ１３０までの処理を繰り返す。

【0058】

ステップＳ１３１において外部端末３００はステップＳ１００からステップＳ１３０までの処理で干渉を検知した場合、ステップＳ２００の処理を行う。干渉が検知されなかった場合、干渉チェック処理を終了する。

【0059】

ステップＳ２００において外部端末３００は最大干渉量１から１０が全て最大突き出し量からｔｌを減算した値より小さい値かどうかを判断する。この条件を満たす場合、ステップＳ２１０の処理へ進む。この条件を満たさない場合、ステップＳ２２０の表示を行う。

【0060】

ステップＳ２１０において外部端末３００は最大干渉量が発生したＮＣ行数を自身の表示器に表示する。本実施例では最大干渉量が発生したＮＣ行数を表示しているが、干渉を検知した最初の行を表示したり、干渉を検知した全ての行をリスト表示しても良い。

【0061】

ステップＳ２２０において外部端末３００は各最大干渉量を自身の表示器に表示する。

【0062】

本実施例では、ステップＳ２００～Ｓ２２０において、最大干渉量の大きさで表示内容を切り替えているが、これは最大干渉量が加工具１２の突き出し量を調節すれば干渉が回避できる場合が否かで分けている。外部端末３００がステップＳ２２０で表示した干渉量を表示した場合、ユーザは現在の加工具１２の突き出し量をさらに干渉量以上増やした場合、干渉量を回避することが出来る。

【0063】

外部端末３００がステップＳ２１０の処理を行った場合、ユーザは表示されたＮＣ行数を確認し、ＮＣファイルを修正し干渉を回避することが出来る。

【0064】

このように、本実施形態の加工装置では簡易的に主軸１１と保持部４１との干渉を検出し、干渉による装置故障を未然に防ぐ事が出来る。収容部内の各構造体の機械座標値が分かれば、主軸１１と保持部４１と同様に干渉を防ぐことができる。

【0065】

加工装置１００において当該箇所の除去を行う場合は、図７に示すように、ディスク状のワークＷを全周で固定するのではなく、一部を開放させたＣ型形状でクランプし、ａ軸（Ｘ軸方向）を中心に９０°回転させた位置に移動し、ディスクを立てた状態で真上から加工することで、削り残りを無くす。即ち、第１回転機構５０によりワークＷをＸＹ平面と平行な位置（本実施形態では水平位置）から９０°回転させる。この角度は９０°の状態からわずかに±数度回転させて、加工を行う場合もある。

【0066】

図７に示すような保持装置４１を用いる場合には、以下のようにＮＣファイルのチェックを行う。フローチャートを図８に示す。干渉チェック以外にも、冶具の種類によっても加工の可否を判断してもよい。

【0067】

ステップＳ３００において外部端末３００は、本体加工機の機種コードを取得し、保持装置４１の使用可能状態を記憶する。本実施例においては機種コードを用いて保持装置４１が使用可能か判断しているが、他の保持装置の識別手段を用いても良い。その場合は保持装置の識別手段から保持装置の種別を取得する。ＣＰＵ３１０が機種コードを識別する識別部として機能する。

【0068】

ステップＳ３０１、Ｓ３０２において外部端末３００は、ＮＣファイルを検索し、ＮＣファイル内の使用する保持装置の情報を検索し取得する。保持装置の情報はコメント文に記載されても良いし、専用のコードを準備しても良い。また、検索する場合、ファイルの先頭に近い位置に記入する事が望ましい。

【0069】

ステップＳ３１０、Ｓ３１１において外部端末３００は、ステップＳ３００において取得した保持部４１の使用可能状態を参照し、Ｃ型の保持部４１が使用不可であり、かつステップＳ３０１、Ｓ３０２で取得したＮＣファイルの使用治具がＣ型の保持部４１を使用する場合、Ｓ３２０の処理に進む。それ以外の場合はステップＳ３４０へ進む。本実施例ではＣ型の保持具４１に対応しない加工装置の例を説明したが、Ｃ型以外でも、リング状の保持部を使用するＮＣファイルであるにも関わらず、リング状の保持具が使用不可の機種コードである場合に、警告を出すようにしてもよい。

【0070】

ステップＳ３２０とステップＳ３３０において外部端末３００は、外部端末３００画面上に、警告表示を行い、ユーザに読み込み中のＮＣファイルを使用し加工を行うか、ユーザの入力を待つ。ユーザが加工を承認した場合、ステップＳ３４０の処理に進み、加工を禁止した場合はＮＣファイルのチェック処理を終了し、以後の加工処理を行わない。加工装置１００上で本フローチャートを実行している場合は、加工装置１００上に表示器を取付け、そちらに表示しても良い。

【0071】

ステップＳ３４０において外部端末３００は、ＮＣファイルの問題がないと判断し、ファイルを加工装置１００へ送信する。このとき、加工装置１００の内部のメモリ上でＮＣファイルチェック処理を行った場合は、本工程を省略しても良い。

【0072】

ステップＳ３４１において外部端末３００は、ステップＳ３４０で送信したＮＣファイルを使用し、加工処理を行う。

【0073】

本実施例において外部端末３００は、機種コードとＮＣファイル上の使用治具で干渉有無を判断しているが、機種コードによって保持装置４０が搭載されている装置には図６の干渉エリアに追加し、図５の干渉チェックフロー上で干渉を検知する方法でも良い。

【0074】

このように、本実施形態の加工装置ではＮＣファイルより保持装置４１と加工工具との干渉を検出し、工具破損を未然に防ぐことができる。

【0075】

上述した干渉チェックは、工具を回転させる主軸と、工具により加工する加工対象物を保持する保持部と、主軸と前記保持部とを所定方向に相対移動させる移動手段と、保持部を収容する収容部とを備えた加工装置の収容部内の各構造体の干渉をチェックする場合に適応することができる。

【0076】

ＮＣファイルを順次読み込み、移動手段に対する動作指令を抽出して処理する処理部予め記憶された干渉を禁止するための禁止領域を記憶する記憶部と、が外部端末３００にある実施例を示したが、加工装置内のコンピュータで処理しても、各機能を分散して複数のコンピュータで処理するシステムとしてもよい。ＮＣファイル上の座標値より算出された機械座標値が予め記憶された禁止領域に含まれるか否かをチェックすることで、処理時間を低減し易い。

【符号の説明】

【0077】

１０ 第１移動機構
１１ 主軸
１２ 加工具
２０ 第２移動機構
３０ 第３移動機構
４０ 支持機構
４１ 保持部
５０ 第１回転機構
６０ 第２回転機構
８５ ＣＰＵ
８６ｍ メモリ
１００ 加工装置
２００ エアコンプレッサ
３００ 外部端末
３１０ ＣＰＵ
３１１ メモリ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】