JP2002236508A - 工作機械の制御装置 - Google Patents

工作機械の制御装置

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JP2002236508A
JP2002236508A JP2001034843A JP2001034843A JP2002236508A JP 2002236508 A JP2002236508 A JP 2002236508A JP 2001034843 A JP2001034843 A JP 2001034843A JP 2001034843 A JP2001034843 A JP 2001034843A JP 2002236508 A JP2002236508 A JP 2002236508A
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Koji Okura
浩二 大倉
Kunihiko Takeuchi
邦彦 竹内
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Mori Seiki Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】工作機械の制御装置であって、使用電力を監視
すると共に、必要に応じて使用電力を調整できるように
なった制御装置を提供する。 【解決手段】主軸3の回転を制御する主軸制御部23、
並びに送り装置2の位置及び速度を制御する送り制御部
22を備える。更に、工作機械1に供給される電力を検
出する電力検出手段12と、電力検出手段12によって
検出された電力を予め定められた基準値と比較して、検
出電力が基準値を超えたとき、主軸制御部23によって
制御される主軸回転速度及び/又は送り制御部22によ
って制御される送り速度を減速させる使用電力調整手段
27とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主軸の回転を制御
する主軸制御部、並びに送り装置の位置及び速度を制御
する送り制御部を備えてなる工作機械の制御装置に関
し、特に、当該工作機械において使用される電力を監視
すると共に、かかる使用電力を調整可能に構成された制
御装置に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】工作機
械はトランス等を含む電源装置から電力を供給され、通
常、制御装置内の制御回路を介して、主軸モータ,送り
モータやNC装置等の工作機械各部に電力が供給され
る。
【0003】ところで、工作機械が設置される工場など
で使用される工業用の電力については、使用電力量に応
じた料金設定の下、使用の見込まれる電力量を基準に、
使用者と電力会社との間で使用契約が交わされ、契約電
力量を超えた使用電力量については、使用者が追加費用
を支払わなければならない契約となっている。しかしな
がら、個々の設備について正確な見込み電力量を算出す
るのは甚だ困難であり、このため、従来は、十分余裕を
見た電力量でもって契約がなされるのが常であった。
【0004】したがって、実際には使用電力量が契約電
力量を大幅に下回ることもあり、これが生産コストを押
し上げる要因にもなっていた。
【0005】本発明は、かかる実情に鑑みなされたもの
であって、工作機械において使用される電力を監視する
と共に、必要に応じて使用電力を調整できるようになっ
た制御装置の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段及びその効果】上記課題を
解決するための本発明の請求項1に係る発明は、主軸の
回転を制御する主軸制御部、並びに送り装置の位置及び
速度を制御する送り制御部を備えてなる工作機械の制御
装置であって、工作機械に供給される電力を検出する電
力検出手段と、前記電力検出手段によって検出された電
力を予め定められた基準値と比較して、検出電力が基準
値を超えたとき、前記主軸制御部によって制御される主
軸回転速度及び/又は前記送り制御部によって制御され
る送り速度を減速させる使用電力調整手段とを備えたこ
とを特徴とする工作機械の制御装置に係る。
【0007】この発明によれば、工作機械に供給される
電力が電力検出手段によって検出され、使用電力調整手
段において、前記電力検出手段によって検出された電力
と予め定められた基準値とが比較され、検出電力が基準
値を超えたとき、主軸制御部により制御される主軸回転
速度及び/又は送り制御部により制御される送り速度が
減速せしめられる。
【0008】斯くして、このようにして、主軸制御部に
より制御される主軸回転速度及び/又は送り制御部によ
り制御される送り速度を減速させることにより、工作機
械で消費される電力を抑制し、これを前記基準値以内の
ものとすることができる。そして、工作機械で消費され
る電力を基準値以内のものとすることで、各工作機械に
おける使用電力をそれぞれ割り当てられた電力以内に押
さえることができ、ひいては、工場全体の使用電力を契
約電力以内のものとすることができる。
【0009】したがって、電力会社との間で契約を結ぶ
際に、契約電力量について過剰な余裕を見こむ必要が無
く、適切な電力量で契約することが可能となり、この結
果、生産コストを適切なものとすることが可能となる。
【0010】また、本発明の請求項2に記載した発明
は、主軸の回転を制御する主軸制御部、並びに送り装置
の位置及び速度を制御する送り制御部を備えてなる工作
機械の制御装置であって、工作機械に供給される電力量
を積算する電力量積算手段と、前記電力量積算手段によ
って積算された電力量を予め定められた基準値と比較し
て、積算電力量が基準値を超えたとき、前記主軸制御部
によって制御される主軸回転速度及び/又は前記送り制
御部によって制御される送り速度を減速させる使用電力
調整手段とを備えたことを特徴とする工作機械の制御装
置に係る。
【0011】この発明によれば、工作機械に供給される
電力量が電力量積算手段によって積算され、使用電力調
整手段において、前記電力量積算手段によって積算され
た電力量と予め定められた基準値とが比較され、積算電
力量が基準値を超えたとき、主軸制御部により制御され
る主軸回転速度及び/又は送り制御部により制御される
送り速度が減速せしめられる。
【0012】斯くして、このようにして、主軸制御部に
より制御される主軸回転速度及び/又は送り制御部によ
り制御される送り速度を減速させることにより、請求項
1に記載した発明と同様に、工作機械で消費される電力
量を抑制することができる。そして、工作機械における
使用電力量をそれぞれ割り当てられた電力量以内に抑え
ることができ、ひいては、工場全体の使用電力量を契約
電力量以内のものとすることができ、電力会社との間で
契約を結ぶ際に、契約電力量について過剰な余裕を見こ
む必要が無く、適切な電力量で契約することが可能とな
り、生産コストを適切なものとすることが可能となる。
【0013】本発明では、工作機械の使用電力量を、そ
の積算電力量を基に制御しているので、これを確実に割
り当てられた電力量以内に押さえることができ、工場全
体の使用電力量を契約電力量以内に押さえることができ
る。
【0014】尚、上記請求項1及び請求項2に係る発明
を組み合わせたものとしても良い。即ち、主軸の回転を
制御する主軸制御部、並びに送り装置の位置及び速度を
制御する送り制御部を備えてなる工作機械の制御装置で
あって、工作機械に供給される電力を検出する電力検出
手段と、供給された電力量を積算する電力量積算手段
と、前記電力検出手段によって検出された電力、及び前
記電力量積算手段によって積算された電力量を、それぞ
れについて予め定められた基準値と比較して、前記検出
電力及び積算電力量の内、少なくとも一方が基準値を超
えたとき、前記主軸制御部によって制御される主軸回転
速度及び/又は前記送り制御部によって制御される送り
速度を減速させる使用電力調整手段とを備えたことを特
徴とする工作機械の制御装置とすることができる。
【0015】この制御装置によれば、工作機械に供給さ
れる電力が電力検出手段によって検出され、更に、供給
された電力量が電力量積算手段によって積算され、使用
電力調整手段において、前記電力検出手段によって検出
された電力、及び前記電力量積算手段によって積算され
た電力量が、それぞれについて予め定められた基準値と
比較され、前記検出電力及び積算電力量の内、少なくと
も一方が基準値を超えたとき、主軸制御部により制御さ
れる主軸回転速度及び/又は送り制御部により制御され
る送り速度が減速せしめられる。
【0016】斯くして、このようにして、主軸制御部に
より制御される主軸回転速度及び/又は送り制御部によ
り制御される送り速度を減速させることにより、上記請
求項1及び請求項2に記載した発明と同様に、工作機械
で消費される電力を抑制し、これを前記基準値以内のも
のとすることができる。そして、工作機械で消費される
電力を基準値以内のものとすることで、各工作機械にお
ける使用電力量をそれぞれ割り当てられた電力量以内に
押さえることができ、ひいては、工場全体の使用電力量
を契約電力量以内のものとすることができ、電力会社と
の間で契約を結ぶ際に、契約電力量について過剰な余裕
を見こむ必要が無く、適切な電力量で契約することが可
能となり、生産コストを適切なものとすることが可能と
なる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施形態
について添付図面に基づき説明する。図1は、本発明の
一実施形態に係る工作機械の概略構成を示したブロック
図であり、図2は、本実施形態に係る電力調整部の処理
手順を示したフローチャートである。
【0018】図1に示すように、本例の工作機械1は、
送り装置2,主軸装置3,操作盤4及び制御装置10な
どを備えてなる。その詳しい構成は、これを図示しない
が、前記送り装置2は、ボールねじなどの送りねじと、
この送りねじに螺合したナットと、送りねじを駆動する
サーボモータなどの送りモータなどからなり、主軸装置
3は、回転自在に支持された主軸と、この主軸を駆動す
る主軸モータなどからなり、操作盤4は、キー,スイッ
チや計器などを備えてなる。
【0019】前記制御装置10は、電源装置11,指示
電力計12,積算電力計13,A/D変換器14,制御
回路15及び数値制御部20などからなり、制御回路1
5には、前記送り装置2,主軸装置3,操作盤4などが
接続している。
【0020】電源装置11はトランスなどを有してお
り、この電源装置11によって調整された電力が制御回
路15を介して、前記送り装置2,主軸装置3,操作盤
4,数値制御部20などに供給される。電源装置11か
ら制御回路15に供給される電力は、指示電力計12に
よってその瞬時の電力が検出され、これが積算電力計1
3によって積算され、指示電力計12によって検出され
た検出電力及び積算電力計13によって積算された積算
電力量のアナログ信号は、それぞれA/D変換器14に
よってデジタル信号に変換され、制御回路15を介して
前記数値制御部20に入力される。
【0021】前記数値制御部20は、加工プログラム実
行部24,主軸制御部23,送り制御部22,電力調整
部27,加工プログラム記憶部25,データ記憶部2
6,入出力インターフェース21などを備えてなる。
尚、加工プログラム実行部24,主軸制御部23,送り
制御部22,電力調整部27は、CPU,ROM,RA
Mなどから構成され、加工プログラム記憶部25,デー
タ記憶部10は補助記憶装置から構成される。
【0022】前記加工プログラム実行部24は、加工プ
ログラム記憶部25内に格納された加工プログラムを解
析して実行する処理部であり、加工プログラム中の主軸
回転,送り速度,移動位置などに関する指令を抽出し、
主軸装置3の回転に関する指令を主軸制御部23に送信
し、送り装置2の送り速度や移動位置に関する指令を送
り制御部22に送信する。主軸制御部23,送り制御部
22は、加工プログラム実行部24からの指令を受信し
て、それぞれ制御信号を生成し、これを入出力インター
フェース21及び制御回路15を介して、それぞれ送り
装置2,主軸装置3に送信し、その作動を制御する。
【0023】また、前記指示電力計12によって検出さ
れた検出電力及び積算電力計13によって積算された積
算電力量のデジタル信号は、制御回路15及び入出力イ
ンターフェース21を介して入力され、データ記憶部2
6に格納される。
【0024】前記電力調整部27は、図2に示した処理
を実行して、工作機械1で消費される電力を調整する。
即ち、まず、処理開始信号を受信して処理を開始し、デ
ータ記憶部26に格納された検出電力データ及び積算電
力量データを逐次読み出し(ステップS1,S2)、こ
れをそれぞれについて予め設定された基準値と比較して
(ステップS3)、検出電力データ及び積算電力量デー
タの内、一方でも基準値を超えている場合には(ステッ
プS4)、NCプログラム中に調整キャンセル信号が指
令されているかどうかの判断を行った後(ステップS
5)、調整キャンセル信号が指令されていない場合に
は、前記主軸制御部23及び送り制御部22に減速指令
を出力する(ステップS6)。
【0025】そして、減速指令を受けた主軸制御部23
及び送り制御部22は、オーバライド機能などを機能さ
せることによって、主軸の回転速度及び送り装置2の送
り速度を減速させる。これにより、工作機械1で消費さ
れる電力が減少される。尚、主軸制御部23及び送り制
御部22は、それぞれ所定時間経過後に自動的に主軸の
回転速度及び送り装置2の送り速度を、加工プログラム
実行部から出力される速度に回復させるようになってい
る。
【0026】そして、以後、処理を終了する信号を受信
するまで、上記ステップS1〜S6の処理を繰り返す
(ステップS7)。尚、前記処理開始信号は、工作機械
1のメインスイッチがONになった所定時間経過後に、
自動的に入力され、処理終了信号は、メインスイッチを
OFFにする前の、操作盤4に設けられたスイッチ操作
によって入力されるようにすることができる。
【0027】また、本例では、上述した如く、NCプロ
グラム中に調整キャンセル信号が指令されているかどう
かの判断を行った後、前記減速処理を行うようになって
いる。これは、減速することにより加工条件が変化する
ため、これによって要求される加工精度を得る事ができ
なくなるのを防止するためである。調整キャンセル信号
は、例えば、加工プログラム中においてMコードで指令
され、加工プログラム実行部24においてこのMコード
が検出されると、これが電力調整部27に送信され、前
記ステップS5において確認される。
【0028】また、前記検出電力についての基準値は、
予めこれを固定値として設定し、前記データ記憶部26
内に格納するようにすることができる。また、積算電力
量についての基準値は、経過時間に対して予め設定した
基準値のテーブルを用意し、これを前記データ記憶部2
6内に格納したり、或いは、経過時間に対して設定され
る基準値の算出式を前記データ記憶部26内に格納し、
この算出式から都度算出するようにすることができる。
いずれにしても、電力調整部27は、内蔵されたクロッ
クから現在の経過時間を算出し、これに応じて予め設定
された基準値を、前記データテーブルや算出式から得
る。図3は、横軸を経過時間、縦軸を消費電力量とした
グラフであるが、積算電力量の基準値は直線で表示さ
れ、消費電力量がこの直線を超えると(グラフのP
、P点)、上記減速処理が行われる。
【0029】以上詳述したように、本例の工作機械1に
よれば、工作機械1に供給される電力が電力検出手段た
る指示電力計12によって検出され、更に、供給された
電力量が電力量積算手段たる積算電力計13によって積
算され、使用電力調整手段たる電力調整部27におい
て、前記指示電力計12によって検出された電力、及び
前記積算電力計13によって積算された電力量が、それ
ぞれについて予め定められた基準値と比較され、検出電
力及び積算電力量の内、少なくとも一方が基準値を超え
たとき、主軸制御部23により制御される主軸回転速度
及び送り制御部22により制御される送り速度が減速せ
しめられる。
【0030】斯くして、このようにして、主軸制御部2
3により制御される主軸回転速度及び送り制御部22に
より制御される送り速度を減速させることにより、工作
機械1で消費される電力を抑制し、これを基準値以内の
ものとすることができる。そして、工作機械1で消費さ
れる電力を基準値以内のものとすることで、各工作機械
1における使用電力量をそれぞれ割り当てられた電力量
以内に押さえることができ、ひいては、工場全体の使用
電力量を契約電力量以内のものとすることができる。
【0031】したがって、電力会社との間で契約を結ぶ
際に、契約電力量について過剰な余裕を見こむ必要が無
く、適切な電力量で契約することが可能となり、この結
果、生産コストを適切なものとすることが可能となる。
【0032】以上、本発明の一実施形態について説明し
たが、本発明の採り得る具体的な態様には、何らこれに
限定されるものではない。例えば、上記の例では、主軸
回転速度及び送り速度の双方を減速させるように構成し
たが、消費電力の大きいどちらか一方を減速させるよう
にしても良い。また、検出電力及び積算電力量の内、ど
ちらか一方を基準に消費電力を評価するようにしても良
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る工作機械の概略構成
を示したブロック図である。
【図2】本実施形態に係る電力調整部の処理手順を示し
たフローチャートである。
【図3】積算電力と基準値との関係を示すグラフであ
る。
【符号の説明】
1 工作機械 2 送り装置 3 主軸装置 10 制御装置 11 電源装置 12 指示電力計 13 積算電力計 14 A/D変換器 15 制御回路 20 数値制御部 22 送り制御部 23 主軸制御部 24 加工プログラム実行部 25 加工プログラム記憶部 26 データ記憶部 27 電力調整部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主軸の回転を制御する主軸制御部、並び
    に送り装置の位置及び速度を制御する送り制御部を備え
    てなる工作機械の制御装置であって、 工作機械に供給される電力を検出する電力検出手段と、 前記電力検出手段によって検出された電力を予め定めら
    れた基準値と比較して、検出電力が基準値を超えたと
    き、前記主軸制御部によって制御される主軸回転速度及
    び/又は前記送り制御部によって制御される送り速度を
    減速させる使用電力調整手段とを備えたことを特徴とす
    る工作機械の制御装置。
  2. 【請求項2】 主軸の回転を制御する主軸制御部、並び
    に送り装置の位置及び速度を制御する送り制御部を備え
    てなる工作機械の制御装置であって、 工作機械に供給される電力量を積算する電力量積算手段
    と、 前記電力量積算手段によって積算された電力量を予め定
    められた基準値と比較して、積算電力量が基準値を超え
    たとき、前記主軸制御部によって制御される主軸回転速
    度及び/又は前記送り制御部によって制御される送り速
    度を減速させる使用電力調整手段とを備えたことを特徴
    とする工作機械の制御装置。
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