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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, und sie betrifft insbesondere eine Werkzeugmaschine, die mit einer Tür-Öffnungs-/-Schließungsvorrichtung versehen ist, die Sicherheit zu niedrigen Kosten erreichen kann.
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2. Beschreibung der verwandten Technik
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Bei einer Werkzeugmaschine ist der Bearbeitungsbereich durch eine feste Abdeckung abgedeckt, die typischerweise als Schutzblech bezeichnet wird, um einen Bediener vor verstreuten Teilen zu schützen, die von bei der Fertigung verwendetem Kühlmittel, bei der Fertigung erzeugten Spänen, bei der Fertigung verwendeten Schneideeinrichtungen und Werkzeugen, einem Werkstück oder dergleichen herrühren. Eine bewegliche Tür ist in einem Teil der festen Abdeckung vorgesehen, um es dem Bediener zu ermöglichen, Werkstückwechsel und Wartungsarbeiten, wie beispielweise Reinigung der Innenseite der Maschine, und Routineinspektionen durchzuführen.
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Die bewegliche Tür kann eine manuelle Tür sein, die durch den Bediener geöffnet und geschlossen wird, oder sie kann eine automatische Tür unter Verwendung eines Servomotors oder eines Luftzylinders zum Erreichen einer kürzeren Tür-Öffnungs-/-Schließungszeit und Automatisierung unter Verwendung eines Roboters sein (siehe zum Beispiel die
japanische Offenlegungsschrift Nr. 2006-075916 ).
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Die automatische Türöffnung/-schließung weist insofern ein Gefahrenpotenzial auf, als der Bediener oder der Roboter aufgrund eines unvorhergesehenen Störfalls, wie beispielsweise einer falsche Bedienung durch den Bediener, in der Tür eingeklemmt werden kann, was zu Verletzung oder Beschädigung führen kann. Um solch eine Situation zu verhindern, wird typischerweise ein Sensor (Flächensensor) verwendet, der zum Erkennen der Anwesenheit eines Menschen oder des Vorhandenseins eines Objekts in der Maschine ausgelegt ist. Solch ein Sensor ist jedoch wahrscheinlich teuer und verursacht ein Kostenproblem.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Werkzeugmaschine bereitzustellen, die mit einer Tür-Öffnungs-/-Schließungsvorrichtung versehen ist, die Sicherheit zu niedrigen Kosten erreichen kann.
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Eine Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung ist mit einer Tür-Öffnungs-/-Schließungsvorrichtung versehen, die eine bewegliche Tür, einen Tür-Öffnungs-/-Schließungsantriebsmotor, der zum Antreiben der beweglichen Tür ausgelegt ist, und einen Leistungsübertragungsmechanismus umfasst, der zum Übertragen von Leistung des Tür-Öffnungs-/-Schließungsantriebsmotors auf die bewegliche Tür ausgelegt ist. Die Werkzeugmaschine umfasst eine Störmomentschätzeinheit, die so ausgelegt ist, dass sie ein Störmoment schätzt, das bei einem Öffnungs-/Schließungsvorgang der beweglichen Tür an den Tür-Öffnungs-/-Schließungsantriebsmotor abgegeben wird, eine Momentvergleichseinheit, die so ausgelegt ist, dass sie das von der Störmomentschätzeinheit geschätzte Störmoment mit einer vorbestimmten ersten oberen Grenze und einer vorbestimmten ersten unteren Grenze vergleicht, und eine Motorstoppeinheit, die so ausgelegt ist, dass sie den Öffnungs-/Schließungsvorgang der beweglichen Tür stoppt, wenn die Momentvergleichseinheit bestimmt, dass das Störmoment größer als die erste obere Grenze oder kleiner als die erste untere Grenze ist.
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Die Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung kann ferner eine dem Motor Rückwärtsbewegung um ein bestimmtes Maß befehlende Einheit umfassen, die so ausgelegt ist, dass sie nach dem Stoppen des Öffnungs-/Schließungsvorgangs durch die Motorstoppeinheit, wenn die Momentvergleichseinheit bestimmt, dass das Störmoment größer als die vorbestimmte erste obere Grenze ist, einen Vorgang zum Rückwärtsbewegen der beweglichen Tür um eine vorbestimmte Distanz in einer Richtung entgegengesetzt zu einer Bewegungsrichtung vor dem Stoppen der beweglichen Tür durchführt.
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Wenn beim Rückwärtsbewegungsvorgang der beweglichen Tür um die vorbestimmte Distanz eine Last auf die Tür aufgebracht wird, kann die dem Motor Rückwärtsbewegung um ein bestimmtes Maß befehlende Einheit bei der Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung die Geschwindigkeit des Rückwärtsbewegungsvorgangs gemäß der Größe der Last erhöhen.
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Eine Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung ist mit einer Tür-Öffnungs-/-Schließungsvorrichtung versehen, die eine bewegliche Tür, einen Tür-Öffnungs-/-Schließungsantriebsmotor, der zum Antreiben der beweglichen Tür ausgelegt ist, und einen Leistungsübertragungsmechanismus umfasst, der zum Übertragen von Leistung des Tür-Öffnungs-/-Schließungsantriebsmotor auf die bewegliche Tür ausgelegt ist. Die Werkzeugmaschine umfasst eine Störmomentschätzeinheit, die so ausgelegt ist, dass sie ein Störmoment schätzt, das beim Stoppen der beweglichen Tür an den Tür-Öffnungs-/-Schließungsantriebsmotor abgegeben, eine Momentvergleichseinheit, die so ausgelegt ist, dass sie das von der Störmomentschätzeinheit geschätzte Störmoment mit einer vorbestimmten zweiten oberen Grenze vergleicht, und eine Maschinenstoppeinheit, die so ausgelegt ist, dass sie den Betrieb der Maschine stoppt, wenn die Momentvergleichseinheit bestimmt, dass das Störmoment größer als die zweite obere Grenze ist.
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In der Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Servomotor als der Tür-Öffnungs-/-Schließungsantriebsmotor verwendet werden.
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Die vorliegende Erfindung kann eine Werkzeugmaschine, die mit einer sicheren Tür-Öffnungs-/-Schließungsvorrichtung versehen ist, durch Verwenden jeder bestehenden Komponente erreichen, ohne eine teure Komponente, wie beispielsweise einen Flächensensor, zu verwenden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die Aufgabe und die Charakteristiken der vorliegenden Erfindung, die zuvor beschrieben wurden, sowie jegliche weitere Aufgaben und Charakteristiken davon werden in der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen ist
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1 ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Werkzeugmaschine, die mit einer Tür-Öffnungs-/-Schließungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung versehen ist;
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2 ein Funktionsblockdiagramm einer Werkzeugmaschine, die mit einer Tür-Öffnungs-/-Schließungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung versehen ist;
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3 ein Flussdiagramm des Betriebs der Werkzeugmaschine, die mit der Tür-Öffnungs-/-Schließungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung versehen ist;
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4 ein Funktionsblockdiagramm einer Werkzeugmaschine, die mit einer Tür-Öffnungs-/-Schließungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung versehen ist; und
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5 ein Flussdiagramm des Betriebs der Werkzeugmaschine, die mit der Tür-Öffnungs-/-Schließungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung versehen ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
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In einer Werkzeugmaschine, die mit einer Tür-Öffnungs-/-Schließungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung versehen ist, erfolgt bei einem Öffnungs-/Schließungsvorgang, wenn die Tür mit einem Objekt (Hindernis) zusammenstößt, das den Tür-Öffnungs-/-Schließvorgang stört, und eine Last auf die Tür aufgebracht wird, oder wenn ein Motor sich zum Beispiel aufgrund von Beschädigung, Abrieb an einer Komponente oder Fehlverbindung zwischen Komponenten in Leerlaufweise dreht, eine Bestimmung über eine Last (Störmoment) auf die Tür basierend auf Informationen (zum Beispiel der Drehzahl, dem Strom und der Position) des Motors zum Stoppen der Tür.
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Die mit der Tür-Öffnungs-/-Schließungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung versehene Werkzeugmaschine weist obere und untere Bestimmungsbezugsgrenzen auf, die im Voraus zur Bestimmung dessen gesetzt werden, ob die auf die Tür aufgebrachte Last anormal ist. Wenn dann das Störmoment während der Türöffnung/-schließung einen Wert aufweist, der größer als die obere Grenze oder kleiner als die untere Grenze ist, wird bestimmt, dass die Last anormal ist, und die Tür wird gestoppt. Wenn das Störmoment größer als die obere Grenze wird, und die Tür gestoppt wird, wird die Tür mit langsamer Geschwindigkeit um eine vorbestimmte Distanz zurückbewegt. Wenn während des Rückwärtsbewegungsvorgangs eine Last auf die Tür aufgebracht wird, erfolgt Steuerung so, dass die Geschwindigkeit des Rückwärtsbewegungsvorgangs gemäß der Größe der Last erhöht wird.
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1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm der Umgebung einer automatischen Tür, die an einer festen Abdeckung einer Werkzeugmaschine vorgesehen ist, die mit einer Tür-Öffnungs-/-Schließungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung versehen ist. Das obere Diagramm in 1 ist eine Gesamtdarstellung der automatischen Tür, und das untere Diagramm in 1 ist eine vergrößerte Ansicht des Rahmens, der im oberen Diagramm in 1 mit einer gestrichelten Linie veranschaulicht ist. Typischerweise umfasst die automatische Tür, die an der festen Abdeckung vorgesehen ist, welche die Werkzeugmaschine abdeckt, einen Leistungsübertragungsmechanismus, ein Element, das den Leistungsübertragungsmechanismus und die Tür koppelt, und die Tür und führt Türöffnung/-schließung unter Verwendung eines Motors als Antriebsquelle durch. Der Leistungsübertragungsmechanismus umfasst eine Kugelspindel, eine Zahnstange, eine Scheibe und einen Riemen oder eine Kette. Bei einer Werkzeugmaschine 1, die mit einer Tür-Öffnungs-/-Schließungsvorrichtung versehen ist, die in 1 veranschaulicht ist, ist eine feste Abdeckung 2, die einen Bearbeitungsbereich abdeckt, mit einer Tür 3 versehen. Ein Servomotor 4 und eine Kugelspindel 5 als elektrischer Mechanismus, der Drehbewegung des Servomotors 4 in lineare Bewegung einer Mutter 6 umsetzt, sind an einem oberen Teil der festen Abdeckung 2 angebracht. Die Mutter 6 ist an einer Platte 7 als Koppelelement fixiert, das am oberen Teil der Tür 3 vorgesehen ist. Wenn sich der Servomotor 4 dreht, bewegt sich die Platte 7 zusammen mit der Mutter 6, und die mit der Patte 7 gekoppelte Tür 3 bewegt sich in der Richtung des weißen Pfeils, der in 1 veranschaulicht ist, so dass die Tür 3 geöffnet und geschlossen wird.
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2 ein Funktionsblockdiagramm eines Mechanismus, der so ausgelegt ist, dass er Steuerung der automatischen Tür der Werkzeugmaschine durchführt, die mit der Tür-Öffnungs-/-Schließungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung versehen ist. 2 unterlässt die Veranschaulichung einer Steuereinheit, die so ausgelegt ist, dass sie die Tür 3 durch Ausgeben eines Bewegungsbefehls an den Servomotor 4 öffnet und schließt.
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Eine Beschleunigungs-/Verlangsamungserkennungseinheit 10 erkennt die Drehzahl und die Beschleunigung/Verlangsamung des Servomotors 4 und gibt die erkannte Drehzahl und Beschleunigung/Verlangsamung an eine Beschleunigungs-/Verlangsamungsvergleichseinheit 12 aus. Die Beschleunigungs-/Verlangsamungseinheit 10 kann die aktuelle Drehzahl und Beschleunigung des Servomotors 4 von einer Servo-Steuereinheit (nicht dargestellt) erkennen, die so ausgelegt ist, dass sie den Servomotor 4 steuert, oder sie kann die aktuelle Drehzahl und Beschleunigung des Servomotors 4 basierend auf einer Ausgabe von einem Positionsdetektor (nicht dargestellt) erkennen, der im Servomotor 4 enthalten ist.
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Eine Störmomentschätzeinheit
11 schätzt die Größe einer Last (externes Moment), die auf den Servomotor
4 aufgebracht wird, und gibt die geschätzte Größe an eine Momentvergleichseinheit
13 aus. Die Schätzung des Störmoments durch die Störmomentschätzeinheit
11 kann zum Beispiel auf der tatsächlichen Drehzahl des Servomotors und einem Momentbefehlswert (Stromwert) von einer Steuervorrichtung an den Servermotor basieren oder auf einem Stromwert und einem Spannungswert basieren, die auf den Servomotor
4 durch allgemein bekannte Verfahren angewendet werden, die zum Beispiel in der
japanischen Patentauslegeschrift Nr. 06-082346 , der
japanischen Patentauslegeschrift Nr. 07-051991 , der
japanischen Patentauslegeschrift Nr. 08-174383 und der
japanischen Patentauslegeschrift Nr. 2007-219991 offenbart werden.
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Die Beschleunigungs-/Verlangsamungsvergleichseinheit 12 bestimmt, ob sich der Servomotor 4 bewegt, basierend auf der von der Beschleunigungs-/Verlangsamungserkennungseinheit 10 empfangenen Drehzahl und Beschleunigung des Servomotors 4. Wenn sich der Servomotor 4 bewegt, befiehlt die Beschleunigungs-/Verlangsamungsvergleichseinheit 12 der Momentvergleichseinheit 13, eine Vergleichs- und Bestimmungsverarbeitung am Störmoment durchzuführen.
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Nachdem ihr von der Beschleunigungs-/Verlangsamungsvergleichseinheit 12 die Durchführung der Vergleichs- und Bestimmungsverarbeitung am Störmoment anbefohlen wurde, vergleicht die Momentvergleichseinheit 13 das von der Störmomentschätzeinheit 11 empfangene Störmoment des Servomotors 4 mit der oberen Grenze und der unteren Grenze, die im Voraus festgelegt werden. Wenn dann das Störmoment des Servomotors 4 größer als die obere Grenze oder kleiner als die untere Grenze ist, gibt die Beschleunigungs-/Verlangsamungsvergleichseinheit 12 dieses Vergleichsergebnis an eine Motorstoppeinheit 14 aus.
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Nach Empfang des Vergleichsergebnisses, dass das Störmoment des Servomotors 4 größer als die obere Grenze ist, von der Momentvergleichseinheit 13 erzeugt die Motorstoppeinheit 14 einen Befehl zum Stoppen des Servomotors und befiehlt einer dem Motor Rückwärtsbewegung um ein bestimmtes Maß befehlenden Einheit 15 den erzeugten Stoppbefehl, einen Befehl zum Rückwärtsbewegen der Tür 3 um ein vorbestimmtes Maß und einen Befehl zum Erhöhen der Geschwindigkeit des Rückwärtsbewegungsvorgangs gemäß der Größe der Last (externes Moment), die auf den Servomotor 4 aufgebracht und von der Störmomentschätzeinheit 11 geschätzt wird, an den Servomotor 4 auszugeben.
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Nach Empfang des Vergleichsergebnisses, dass das Störmoment des Servomotors 4 kleiner als die untere Grenze ist, von der Momentvergleichseinheit 13 erzeugt die Motorstoppeinheit 14 einen Befehl zum Stoppen des Servomotors 4 und befiehlt der dem Motor Rückwärtsbewegung um ein bestimmtes Maß befehlenden Einheit 15 den erzeugten Stoppbefehl an den Servomotor 4 auszugeben.
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Die dem Motor Rückwärtsbewegung um ein bestimmtes Maß befehlende Einheit 15 gibt den von der Motorstoppeinheit 14 empfangenen Stoppbefehl an den Servomotor 4 aus. Wenn durch die Motorstoppeinheit 14 befohlen wird, die Tür 3 um das vorbestimmte Maß rückwärts zu bewegen, gibt die dem Motor Rückwärtsbewegung um ein bestimmtes Maß befehlende Einheit 15 einen Befehl an den Servomotor 4 zum Rückwärtsbewegen der Tür 3 um das vorbestimmte Maß aus. Wenn durch die Motorstoppeinheit 14 befohlen wird, die Geschwindigkeit des Rückwärtsbewegungsvorgangs gemäß der Last (externes Moment) zu erhöhen, die auf den Servomotor 4 aufgebracht und von der Störmomentschätzeinheit 11 geschätzt wird, gibt die dem Motor Rückwärtsbewegung um ein bestimmtes Maß befehlende Einheit 15 einen Befehl zum Erhöhen der Geschwindigkeit des Rückwärtsbewegungsvorgangs gemäß der Größe der auf den Servomotor 4 aufgebrachten Last (externes Moment) an den Servomotor 4 aus.
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3 ein Flussdiagramm der in 2 veranschaulichten Steuerungsverarbeitung der automatischen Tür der Werkzeugmaschine, die mit der Tür-Öffnungs-/-Schließungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform versehen ist.
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[Schritt SA01] Die Beschleunigungs-/Verlangsamungserkennungseinheit 10 erkennt die Drehzahl und Beschleunigung/Verlangsamung des Servomotors 4.
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[Schritt SA02] Die Beschleunigungs-/Verlangsamungsvergleichseinheit 12 bestimmt, ob sich der Servomotor 4 bewegt, basierend auf der bei Schritt SA01 erkannten Drehzahl und Beschleunigung des Servomotors 4. Der Prozess geht zu Schritt SA03 weiter, wenn sich der Servomotor 4 bewegt, oder er geht zu Schritt SA06 weiter, wenn sich der Servomotor 4 nicht bewegt.
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[Schritt SA03] Die Störmomentschätzeinheit 11 schätzt das Störmoment des Servomotors 4.
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[Schritt SA04] Die Momentvergleichseinheit 13 bestimmt, ob das bei Schritt SA03 geschätzte Störmoment des Servomotors 4 größer als eine vorbestimmte obere Bezugsmomentgrenze ist. Der Prozess geht zu Schritt SA05 weiter, wenn das Störmoment nicht größer ist, oder er geht zu Schritt SA07 weiter, wenn das Störmoment größer ist.
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[Schritt SA05] Die Momentvergleichseinheit 13 bestimmt, ob das bei Schritt SA03 geschätzte Störmoment des Servomotors 4 kleiner als die vorbestimmte untere Bezugsmomentgrenze ist. Der Prozess geht zu Schritt SA06 weiter, wenn das Störmoment nicht kleiner ist, oder er geht zu Schritt SA10 weiter, wenn das Störmoment kleiner ist.
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[Schritt SA06] Es wird bestimmt, dass die Tür in einem normalen Öffnungs-/Schließungszustand ist, die Öffnungs-/Schließungssteuerung der Tür wird fortgesetzt, und der Prozess geht zu Schritt SA01 über.
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[Schritt SA07] Es wird bestimmt, dass die Tür in einem anormalen Öffnungs-/Schließungszustand ist.
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[Schritt SA08] Die Motorstoppeinheit 14 erzeugt einen Befehl zum Stoppen des Servomotors 4 und gibt ihn aus.
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[Schritt SA09] Nach der Ausgabe des Stoppbefehls an den Servomotor 4 bei Schritt SA08 gibt die dem Motor Rückwärtsbewegung um ein bestimmtes Maß befehlende Einheit 15 einen Befehl zum Rückwärtsbewegen der Tür 3 um ein vorbestimmtes Maß und einen Befehl zum Erhöhen der Geschwindigkeit des Rückwärtsbewegungsvorgangs gemäß der Größe der auf den Servomotor 4 aufgebrachten Last (externes Moment) aus.
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[Schritt SA10] Es wird bestimmt, dass die Tür in einem anormalen Öffnungs-/Schließungszustand ist.
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[Schritt SA11] Die Motorstoppeinheit 14 erzeugt einen Befehl zum Stoppen des Servomotors 4 und gibt ihn aus.
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Die Werkzeugmaschine 1, die mit einem Tür-Öffnungs-/-Schließungsmechanismus gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit der zuvor beschriebenen Konfiguration versehen ist, kann durch Verwenden beliebiger bestehender Komponenten, ohne eine teure Komponente, wie beispielsweise einen Flächensensor, zu verwenden, als eine mit einer sicheren Tür-Öffnungs-/-Schließungsvorrichtung versehene Werkzeugmaschine erreicht werden. Der herkömmliche Flächensensor, der zum Erkennen von Anomalien bei Türöffnung/-schließung verwendet wird, kann Anomalien, wie beispielsweise innerhalb der Werkzeugmaschine stattfindendes Verstreuen eines Werkstücks oder eines Schneidwerkzeugs, nicht erkennen. Die vorliegende Offenbarung kann jedoch verbesserte Sicherheit der Werkzeugmaschine erreichen, indem die auf die Tür aufgebrachte Last (Störmoment) basierend auf Informationen (zum Beispiel der Drehzahl, dem Strom und der Position) des Servomotors bestimmt und ein Maschinenbetrieb gestoppt wird.
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In üblichen Fällen genügt es, nur die obere Grenze des Störmoments festzulegen, um jegliches eingeklemmte Hindernis zu erkennen.
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Ein gleichzeitiges Festlegen der unteren Grenze ermöglicht jedoch eine Erkennung eines Fallens jeder Komponente des Tür-Öffnungs-/-Schließungsmechanismus (zum Beispiel eines Fallens der Tür von einem Antriebsmechanismus). Dies ist wirksam beim Vermeiden von Komponentenbeschädigung infolge eines Fallens einer Komponente und beim Erreichen von Sicherheit eines Menschen oder Roboters durch genaues Erkennen des Öffnungs-/Schließungszustands der Tür.
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Das Stoppen bei der oberen Grenze einer anormalen Last zeigt die Möglichkeit an, dass ein Mensch oder ein Roboter durch die Tür eingeklemmt wird, und infolgedessen wird ein Vorgang zur Erhöhung der Geschwindigkeit der Rückwärtsbewegungsvorgangs gemäß der Größe der Last durchgeführt, wenn eine Last auf die Tür aufgebracht wird, während die Tür mit langsamer Geschwindigkeit um eine vorbestimmte Distanz rückwärts bewegt wird, um dadurch zusätzlich einen Vermeidungsvorgang durchzuführen, um es dem Menschen oder dem Roboter zu ermöglichen, sich so schnell als möglich aus dem Zustand des Eingeklemmtseins in der Tür zu befreien.
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Außerdem ermöglicht die zuvor beschriebene Bestimmung anormaler Last, die außer bei Beschleunigung/Verlangsamung der Tür durchgeführt wird, die Vermeidung fälschlicher Erkennung einer anormalen Last zum Beispiel infolge von Rückschlag, der wahrscheinlich unmittelbar vor dem Stoppen des Motors, unmittelbar nach dem Betätigen des Motors oder bei Bewegung mit geringer Geschwindigkeit stattfindet.
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Bei der mit der Tür-Öffnungs-/-Schließungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung versehenen Werkzeugmaschine kann, wenn eine Last auf die Tür aufgebracht wird, die Last (Störmoment) außer beim Tür-Öffnungs-/-Schließungsvorgang basierend auf Informationen (zum Beispiel der Drehzahl, dem Strom und der Position) des Servomotors bestimmt werden, um die Maschine zu stoppen.
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4 ein Funktionsblockdiagramm eines Mechanismus, der Steuerung einer automatischen Tür einer Werkzeugmaschine durchführt, die mit einer Tür-Öffnungs-/-Schließungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung versehen ist. 4 unterlässt die Veranschaulichung einer Steuereinheit, die zum Öffnen und Schließen der Tür 3 durch Ausgeben eines Bewegungsbefehls an den Servomotor 4 ausgelegt ist. In 4 sind die Tür 3, der Servomotor 4 und die Funktionseinheiten der Beschleunigungs-/Verlangsamungserkennungseinheit 10, der Störmomentschätzeinheit 11, der Motorstoppeinheit 14, der dem Motor Rückwärtsbewegung um ein bestimmtes Maß befehlenden Einheit 15 gleich wie jene, die zuvor in der ersten Ausführungsform beschrieben wurden.
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Die Beschleunigungs-/Verlangsamungsvergleichseinheit 12 bestimmt, ob sich der Servomotor 4 bewegt, basierend auf der von der Beschleunigungs-/Verlangsamungserkennungseinheit 10 empfangenen Drehzahl und Beschleunigung des Servomotors 4. Wenn sich der Servomotor 4 bewegt, befiehlt die Beschleunigungs-/Verlangsamungsvergleichseinheit 12 der Momentvergleichseinheit 13, die Vergleichs- und Bestimmungsverarbeitung an einem Störmoment durchzuführen, das abgegeben wird, wenn der Öffnungs-/Schließungsvorgang der Tür 3 gestoppt wird.
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Die Beschleunigungs-/Verlangsamungsvergleichseinheit 12 bestimmt, ob der Servomotor 4 stoppt, außerdem basierend auf der von der Beschleunigungs-/Verlangsamungserkennungseinheit 10 empfangenen Drehzahl und Beschleunigung des Servomotors 4. Wenn der Servomotor 4 stoppt, befiehlt die Beschleunigungs-/Verlangsamungsvergleichseinheit 12 der Momentvergleichseinheit 13, die Vergleichs- und Bestimmungsverarbeitung an einem Störmoment durchzuführen, das abgegeben wird, wenn die Werkzeugmaschine 1 gestoppt wird.
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Wenn ihr von der Beschleunigungs-/Verlangsamungsvergleichseinheit 12 die Durchführung der Vergleichs- und Bestimmungsverarbeitung am Störmoment befohlen wird, das abgegeben wird, wenn der Öffnungs-/Schließungsvorgang der Tür 3 gestoppt wird, vergleicht die Momentvergleichseinheit 13 das von der Störmomentschätzeinheit 11 empfangene Störmoment des Servomotors 4 mit einer ersten oberen Grenze und einer ersten unteren Grenze, die im Voraus festgelegt werden. Wenn dann das Störmoment des Servomotors 4 größer als die erste obere Grenze oder kleiner als die erste untere Grenze ist, gibt die Momentvergleichseinheit 13 dieses Vergleichsergebnis an die Motorstoppeinheit 14 aus.
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Wenn ihr von der Beschleunigungs-/Verlangsamungsvergleichseinheit 12 die Durchführung der Vergleichs- und Bestimmungsverarbeitung am Störmoment befohlen wird, das abgegeben wird, wenn die Werkzeugmaschine 1 gestoppt wird, vergleicht die Momentvergleichseinheit 13 das von der Störmomentschätzeinheit 11 empfangene Störmoment des Servomotors 4 mit einer zweiten oberen Grenze, die im Voraus festgelegt wird. Wenn dann das Störmoment des Servomotors 4 größer als die zweite obere Grenze ist, gibt die Momentvergleichseinheit 13 dieses Vergleichsergebnis an eine Maschinenstoppeinheit 16 aus.
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Nach Empfang des Vergleichsergebnisses, dass das Störmoment des Servomotors 4 größer als die zweite obere Grenze ist, von der Momentvergleichseinheit 13 erzeugt die Maschinenstoppeinheit 16 einen Stoppbefehl für eine Antriebseinheit, wie beispielsweise den Servomotor (nicht dargestellt), die zum Steuern jeder Komponente der Werkzeugmaschine ausgelegt ist, und gibt den erzeugten Stoppbefehl an jede Antriebseinheit aus.
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5 ein Flussdiagramm der in 4 veranschaulichten Steuerungsverarbeitung des Stoppens der Maschine bei der Werkzeugmaschine, die mit der Tür-Öffnungs-/-Schließungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform versehen ist.
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[Schritt SB01] Die Störmomentschätzeinheit 11 schätzt das Störmoment des Servomotors 4.
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[Schritt SB02] Die Momentvergleichseinheit 13 bestimmt, ob das bei Schritt SB01 geschätzte Störmoment des Servomotors 4 größer als eine vorbestimmte zweite obere Bezugsmomentgrenze ist. Der Prozess geht zu Schritt SB03 weiter, wenn das Störmoment nicht größer ist, oder er geht zu Schritt SB04 weiter, wenn das Störmoment größer ist.
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[Schritt SB03] Es wird bestimmt, dass die Werkzeugmaschine 1 in einem normalen Betriebszustand ist, und der Betrieb der Werkzeugmaschine 1 wird fortgesetzt, während der Prozess zu Schritt SB01 übergeht.
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[Schritt SB04] Es wird bestimmt, dass die Werkzeugmaschine 1 in einem anormalen Betriebszustand ist.
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[Schritt SB05] Die Maschinenstoppeinheit 16 erzeugt einen Befehl zum Stoppen jeder Antriebseinheit der Werkzeugmaschine 1 und gibt ihn aus.
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Gemäß der zuvor beschriebenen Konfiguration kann der Betrieb der Werkzeugmaschine 1 außer beim Tür-Öffnungs-/-Schießungsvorgang gestoppt werden, wenn das Störmoment größer als die zweite obere Grenze ist. Diese Konfiguration ermöglicht die Erkennung eines Störfalls des Verstreuens eines erzeugten Teils, eines Schneidwerkzeugs oder dergleichen, wenn zum Beispiel die Tür 3 während der Fertigung geschlossen ist. Wenn ein verstreutes Objekt auf eine Komponente, wie beispielsweise die Tür 3, trifft, wird die Wirkung des Aufpralls auf den Servomotor 4 übertragen, so dass das an den Servomotor 4 abgegebene Störmoment erkannt werden kann. Wenn die Tür 3 zum Beispiel während eines Werkstückwechsels offen ist, ermöglicht die zuvor beschriebene Konfiguration die Erkennung eines Unfalls des versehentlichen Zusammenstoßens eines den Werkstückwechsel durchführenden Roboters mit der Werkzeugmaschine 1. Wenn die Wirkung des Zusammenstoßes des Roboters mit jeder Komponente der Werkzeugmaschine 1 auf den Servomotor 4 übertragen wird, kann in ähnlicher Weise das an den Servomotor 4 abgegebene Störmoment erkannt werden.
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Das Vorhergesagte beschreibt die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Die Ausführungsformen können modifiziert werden, soweit angemessen, um in verschiedenen Konfigurationen erreicht zu werden.
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Zum Beispiel umfasst die mit der Tür-Öffnungs-/-Schließungsvorrichtung gemäß der der zweiten Ausführungsform versehene Werkzeugmaschine 1 in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen jede Funktion der mit der Tür-Öffnungs-/-Schließungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform versehenen Werkzeugmaschine 1. Die in der zweiten Ausführungsform beschriebene Funktion des Durchführens des Stoppens durch Erkennen jeglicher Anomalie der Werkzeugmaschine 1 kann jedoch einzeln implementiert werden.
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Das Vorhergesagte beschreibt die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Die Ausführungsformen können modifiziert werden, soweit angemessen, um in anderen Konfigurationen erreicht zu werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2006-075916 [0003]
- JP 06-082346 [0024]
- JP 07-051991 [0024]
- JP 08-174383 [0024]
- JP 2007-219991 [0024]
