(57)【要約】【課題】本発明は、ワーク加工時の着座判定方法に関し、従来のワーク加工時においては、予め設定された閾値によって判定していたので、ワーク毎の加工時のズレ等の変動をリアルタイムに監視することができずにいたことが課題であって、それを解決することである。【解決手段】ワークのテーブルへの着座時と加工時とのそれぞれにおいて供給される空気の背圧により、前記ワークの着座状態の合否判定を制御装置で判定される着座判定方法において、前記ワークの着座時の合否判定が前記制御装置で着座時用閾値と比較してなされて当該ワークの着座が確認された後、前記ワークの加工時の着座の合否は、圧力センサで測定される加工時の背圧が設定時間内において所定の圧力範囲内に収束し一定となった場合に、その一定の背圧を基準して制御装置において加工時用の閾値として設定され、この加工時用閾値の背圧と圧力センサで測定した加工時の背圧とを比較して合否判定するワーク加工時の着座判定方法とするものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークのテーブルへの着座時と加工時とのそれぞれにおいて供給される空気の背圧により、前記ワークの着座状態の合否判定を制御装置で判定される着座判定方法において、
前記ワークの着座時の合否判定が前記制御装置で着座時用閾値と比較してなされて当該ワークの着座が確認された後、
前記ワークの加工時の着座の合否は、圧力センサで測定される加工時の背圧が設定時間内において所定の圧力範囲内に収束し一定となった場合に、その一定の背圧を基準として制御装置において加工時用の閾値として設定され、この加工時用閾値の背圧と圧力センサで測定した加工時の背圧とを比較して合否判定すること、
を特徴とするワーク加工時の着座判定方法。
【請求項２】
前記加工時用閾値は、ワーク毎に能動的に変動する閾値であること、
を特徴とする請求項1に記載のワーク加工時の着座判定方法。
【請求項３】
ワークの加工時における背圧が、加工時用閾値の範囲を逸脱した場合には、直ちに加工作業が制御装置の指令で停止されること、若しくは、圧力センサからの信号により制御装置にフィードバック制御をかけて最適なワークの加工条件となるように前記制御装置から加工部へ制御信号を出すこと、
を特徴とする請求項１または２に記載のワーク加工時の着座判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械の加工における、ワークの着座状態を監視するワーク加工時の着座判定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、工作機械等においてワークを加工用テーブルに載置した時の、当該加工用テーブルに対するワークの密着状態の良否は、密着の有無をエアにより高精度に検出する着座判定方法が知られている（特許文献１、特許文献２）。
【０００３】
前記ワークを加工用テーブルに隙間無く固定することは、加工精度を維持するために不可欠であるが、前記隙間を完全に０（ゼロ）にすることは、加工時に発生した切り屑や切削油内に含まれる切り屑の影響により、現実的には不可能である。
【０００４】
そこで、前記隙間を規定の数値以下であることを、センサ等で検出する必要があり、特許文献１，２では、図１１，図１２に示す背圧式センサが使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−５４４１３号公報
【特許文献２】実開昭６３−１１５７７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来のワーク加工時の着座判定方法においては、ワークが着座したことを以て合否の判定をしている。加工時のワークのズレや、加工によるによるビビリなどの振動の検出は非常に困難である。それは、ワークが着座したときの隙間は、隙間０（ゼロ）〜許容できる隙間の間のどこかで着座される。加工などによりワークが多少ズレて隙間が変化しても、異常信号を出すことができない。また、隙間が密着に近い状態で着座した場合、許容できる隙間を超えて離れないとＮＧの信号が出てこない。それは、加工中の異常が起きた時、ワークの着座の隙間変化が少ない為である。
【０００７】
加工中の異常でワークの隙間変化が起こる要因としては、以下のようなことがある。
１．チャッキングが不十分のため、ワークが動く。
２．切り込み量が大きすぎてワークに力が掛かり、ワークが動く。
３．工具（刃具）が摩耗してワークに力が掛かり、ワークが動く。
４．工作機械の振動（びびり）等により、ワークが動く。
５．下穴とタップ加工の場合、位置ズレのためにワークに力が掛かり、ワークが動く。
などがある。
【０００８】
ワークが動くと隙間が変化するが、隙間が元に戻る場合があるので、従来の着座判定方法では、ワークの加工時におけるズレやビビリを監視することが困難であった。本発明はこのような課題を解決するために提案されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るワーク加工時の着座判定方法の上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、ワークのテーブルへの着座時と加工時とのそれぞれにおいて供給される空気の背圧により、前記ワークの着座状態の合否判定を制御装置で判定される着座判定方法において、前記ワークの着座時の合否判定が前記制御装置で着座時用閾値と比較してなされて当該ワークの着座が確認された後、前記ワークの加工時の着座の合否は、圧力センサで測定される加工時の背圧が設定時間内において所定の圧力範囲内に収束し一定となった場合に、その一定の背圧を基準として制御装置において加工時用の閾値として設定され、この加工時用閾値の背圧と圧力センサで測定した加工時の背圧とを比較して合否判定することである。
【００１０】
前記加工時用閾値は、ワーク毎に能動的に変動する閾値であることを含むものである。
更に、ワークの加工時における背圧が、加工時用閾値の範囲を逸脱した場合には、直ちに加工作業が制御装置の指令で停止されること、若しくは、圧力センサからの信号により制御装置にフィードバック制御をかけて最適なワークの加工条件となるように前記制御装置から加工部へ制御信号を出すことである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のワーク加工時の着座判定方法によれば、ワークの着座時の閾値の他に、ワーク加工時の閾値を別に設けることで、ワークの加工時における着座状態をリアルタイムで監視することができる。また、ワークの仕上げ精度が向上することになると言う優れた効果を奏するものである。
【００１２】
更に、ワーク毎に、加工時用閾値を能動的に設定するので、加工するワーク毎に適した閾値が設定されて、高精度でスムーズな機械加工が実現し、作業能率が向上するという優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るワーク加工時の着座判定方法に係る監視制御の一例を示すフローチャート図（Ａ）、他の方法に係るフローチャート図（Ｂ）とである。
【図２】同本発明のワーク加工時の着座判定方法に係る、着座時から加工時までにおける監視制御の全般に亘る検出動作を示すフローチャート図である。
【図３】ワークの着座判定をするための圧力センサで測定される背圧と、閾値との関係を示す特性曲線図である。
【図４】同ワークの着座判定をするための圧力センサで測定される背圧に、ワークのズレやビビリがあった場合の背圧の変化を示す特性曲線図である。
【図５】着座判定装置７における、供給空気制御部Ａに係る形態で、可変流量調整ニードル式の場合の概略ブロック図（Ａ）、構成図（Ｂ）である。
【図６】同着座判定装置７における、供給空気制御部Ａに係る形態で、差圧式の場合の概略ブロック図（Ａ）、構成図（Ｂ）である。
【図７】同着座判定装置７における、供給空気制御部Ａに係る形態で、背圧傾斜検出式の場合の概略ブロック図（Ａ）、構成図（Ｂ）である。
【図８】同着座判定装置７における、供給空気制御部Ａに係る形態で、固定メタリングオリフィス式で調整ニードル付きの場合の概略ブロック図（Ａ）、構成図（Ｂ）である。
【図９】同着座判定装置７における、供給空気制御部Ａに係る形態で、背圧ブリッジ式（電子式）の場合の概略ブロック図（Ａ）、構成図（Ｂ）である。
【図１０】同着座判定装置７における、供給空気制御部Ａに係る形態で、背圧ブリッジ式（機械式）の場合の概略ブロック図（Ａ）、構成図（Ｂ）である。
【図１１】同ワークの着座判定装置７の構成図である。
【図１２】同ワークの着座判定装置７の実施例に係る、使用状態の一部概略構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に係るワーク加工時の着座判定方法は、ワークの着座時の閾値の他に、加工時における閾値を能動的に設けて、加工時におけるワークの着座の状態をリアルタイムに監視できるようにしたことである。
【実施例１】
【００１５】
本発明に係るワーク加工時の着座判定方法における着座判定装置について図を参照して説明する。前記着座判定装置７の構成は、図５（可変流量調整ニードル式：図１１と同様）に示すように、ワーク（被検出物、以下同じ）８に供給空気を吐出するテーブル９の検出オリフィス５と、該検出オリフィス５に空気を供給する配管４と、該配管４に接続された圧力センサ３と、前記圧力センサ３からのデータの入出力をする制御装置６と、前記配管４に接続され供給される空気の圧力設定用の調圧装置１とを備えてなる。
【００１６】
なお、図６乃至図１０に示すように、供給空気制御部Ａ（図５（Ｂ）参照）の他の実施例があり、例えば、図６では、オリフィスの前後の背圧を測定する差圧式であって、エアー供給側の圧力変動を検出できる、図７では、電磁弁２を使用した背圧傾斜検出式であって、ワークのギャップ検出を早くすることができる、図８では、図５に示す可変流量調整ニードル式を固定メタリングオリフィス式に変更し、更に調整ニードル付きにしてギャップ検出範囲を調整可能にしたもの、図９では、電子式による背圧ブリッジ式であって、エアー供給圧力の変動にも安定して検出できるようにしたもの、同図１０では機械式による背圧ブリッジ式で、図９に示した電子式に対して機械式にすることで安価にしたものである。
【００１７】
前記ワーク８のテーブル９への着座時と、ワーク８の加工時とのそれぞれにおいて、配管４から供給され検出オリフィス５から吐出される空気の背圧により、ワーク８の着座状態の合否判定をするものである。
【００１８】
前記各装置等について説明する。図５（Ｂ），図１２に示すように、前記調圧装置１では、着座判定前にテーブル９の検出面に切り屑、ゴミ、水・油などによるノズルの目詰まりを防止するために、検出圧力よりも低圧のブロー出力となるように調整し、着座判定の時には、高圧ブローに設定するものである。
【００１９】
前記圧力センサ３は、気体の圧力をダイヤフラム等を介して、半導体ひずみゲージ等の感圧素子で計測して、アナログ信号をデジタル信号の電気信号に（Ａ／Ｄ）変換して制御装置６に出力するものである。
【００２０】
前記制御装置６は、コンピュータの中央演算処理装置（ＣＰＵ）に、着座判定に必要な基本主プログラム、サブの判定ルーチンなどのプログラムが組み込まれており、図５（Ｂ）に示すように、圧力センサ３と電気的に接続され、更に、表示部６ａが接続されて、着座の判定結果を示したり、着座状態ＮＧの場合には、文字点滅や警告音などの警告手段を表示・警告するようになっている。
【００２１】
この制御装置６から、外部に、判定結果を出力信号で伝達するようになっている。前記圧力センサ３、制御装置６などを一体的に構成した具体的な構成例として、供給空気制御部Ａを示す。
【００２２】
前記ワーク８の着座時の着座の合否は、図２乃至図３に示すように、予め設定した閾値ｂと、圧力センサ３で測定した背圧Ｐとを、制御装置６で比較するものである。例えば、閾値ｂの上側の背圧をＳＶ１として、下側の背圧をＳＶ２とすると、図２に示すように、
検出動作をスタートし、ワーク８がテーブル９に着座すると、背圧Ｐが急激に上昇し、Ｐ＞ＳＶ１となると、制御装置６により外部出力がＯＮとなる。それにより、ワーク８の加工時の着座状態が監視されることになる。
【００２３】
また、他のワークの着座時の着座判定方法として、すでに出願人が提案した特開２０１０−５４４１３号（特許文献１）に記載したように、ワーク８をテーブル９に着座させた際に、制御装置６により供給空気を２ポート電磁弁２により停止させて背圧の変化（傾斜の程度）を測定して、当該制御装置６により予め設定された背圧の変化と比較して合否判定する様にしても良い。
【００２４】
次に、ワーク８のテーブル９への着座が確認された後、図１（Ａ）に示すように、前記ワーク８の加工時の着座の合否判定がなされる。それには以下のようにする。まず、図３に示すように、圧力センサ３で測定される加工時の背圧Ｐが、任意の設定時間内において、所定の圧力範囲内に収束し一定となった場合に、その一定の背圧Ｐを基準として制御装置６において加工時用の閾値ａとして設定される。前記設定時間は、任意にプログラム上で設定する。前記閾値ａの上側の背圧をＳＶ３、下側の背圧をＳＶ４と、制御装置６のプラグラムで設定する。
【００２５】
前記加工時用閾値ａの背圧（ＳＶ３、ＳＶ４）と、圧力センサ３で測定した加工時の背圧Ｐとを比較して、制御装置６で合否判定する。例えば、図１（Ａ）に示すように、Ｐ＞ＳＶ３であると、閾値ａを超えるので外部出力ＯＦＦとなって、加工作業が停止する、または、フィードバック制御を行って加工条件である工具の送り速度を早める等の制御信号を出して最適な制御を行う。また、Ｐ＜ＳＶ４となると閾値ａを下回る背圧Ｐとなるので、加工作業が停止する、または、前述と同様にフィードバック制御を行う。
【００２６】
よって、背圧Ｐが、ＳＶ４≦Ｐ≦ＳＶ３であれば、前記閾値ａの範囲内であるので、ワーク８の加工作業において、ズレ、ビビリなどが生じていないと言うことである。なお、前記閾値ａは、常に一定値では無く、ワーク８によってそれぞれ異なる背圧Ｐの値となるので、制御装置６のプラグラムにより、能動的に変動する閾値に設定されるものである。
【００２７】
そして、図４に示すように、前記一定となった背圧Ｐに対して、背圧が下方に変動した場合ｃ、上方に変動した場合ｄでは、図１（Ａ）に示すように、Ｐ＞ＳＶ３、若しくはＰ＜ＳＶ４となってワーク８がズレたり、ビビリが生じたりしていて、いずれも好ましくない背圧の変動なので、外部出力ＯＦＦとなって加工作業が停止される、または、前記フィードバック制御を行う。こうして、ワーク８の加工時における背圧Ｐが、加工時用閾値ａの範囲を逸脱した場合には、直ちに加工作業が制御装置６の指令で停止されるか、フィードバック制御されるのである。
【００２８】
また、ワーク８の加工時の着座判定方法として、図１（Ｂ）に示すように、背圧Ｐに変動があった場合に、その変動の傾きの程度（ΔＰ／ΔＴ）を求めて、設定した閾値（傾斜α）よりも大きければ、ワーク８がズレたり、ビビリが生じたりしたものと判断されて、外部出力ＯＦＦとなって加工作業が停止されるようにしてもよい。
【００２９】
このように、ワーク８の加工時の着座状態が、高精度に維持されて判定される。即ち、図３に示す様に、予め着座時用閾値ｂを設定して、それを加工時にも閾値として適用すると、加工時に背圧Ｐが一定になった後、背圧Ｐが変動した場合、前記着座時用閾値ｂを下回らない限り、外部出力がＯＦＦにならない。よって、ワーク８がズレたり、ビビリが生じたりしても、その変動が急激であっても、着座時用閾値ｂより高い値の背圧なので、加工作業が停止すること無く遂行されてしまう。これでは、ワーク８の加工精度が高いとは言えない。
【００３０】
これに対して、本発明のように、着座時用敷地ｂを背圧Ｐが超えた後、一定の背圧Ｐに対して、適宜な±の幅を考慮して、加工時用閾値ａをワーク８毎で能動的に、制御装置６のプログラムによって設定する。
【００３１】
前記加工時用閾値ａに対して、背圧Ｐが変動して、その加工時用閾値ａの範囲を逸脱した場合、直ちに加工作業が停止される。よって、加工時用閾値ａの範囲内で加工が完了したワーク８は、加工精度の高い製品となるのである。このように、従来よりも、緻密な加工精度を維持してワーク８の加工作業が行われるのである。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明に係るワーク加工時の着座判定方法によれば、ワクの加工時の着座状態をリアルタイムで監視することができるので、各種の工作機械に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１          調圧装置、
２          ２ポート電磁弁、
３          圧力センサ、
４          配管、
５          検出オリフィス、
６          制御装置、                  ６ａ        表示部、  
７          着座判定装置、
８          ワーク（被検出物）、
９          テーブル、
Ａ          供給空気制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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