JP2004009168A - 制御装置および機械装置システム - Google Patents
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Abstract
【課題】電源切断時における重力軸の自然落下を防止することができる制御装置およびこの制御装置を備えた機械装置システムを提供する。
【解決手段】工作機械システム（機械装置システム）１は、工作機械（機械装置）２と、工作機械２を制御する制御装置３とを備えている。工作機械２は、重力の影響によって移動する可能性のある主軸ヘッド１４（重力軸）を有するとともに、主軸ヘッド１４を駆動するサーボモータ１５と、主軸ヘッド１４を制動させるブレーキ装置１６とを有している。制御装置３は、サーボモータ１５を制御するサーボアンプ２１と、ブレーキ装置１６を制御するブレーキ回路２２と、制御電源２４とを具備している。サーボアンプ２１およびブレーキ回路２２には主制御部２３が接続されている。制御電源２４は、遅延回路２５を介して主制御部２３に接続されるとともに、ブレーキ回路２２に接続されている。
【選択図】 図１
【解決手段】工作機械システム（機械装置システム）１は、工作機械（機械装置）２と、工作機械２を制御する制御装置３とを備えている。工作機械２は、重力の影響によって移動する可能性のある主軸ヘッド１４（重力軸）を有するとともに、主軸ヘッド１４を駆動するサーボモータ１５と、主軸ヘッド１４を制動させるブレーキ装置１６とを有している。制御装置３は、サーボモータ１５を制御するサーボアンプ２１と、ブレーキ装置１６を制御するブレーキ回路２２と、制御電源２４とを具備している。サーボアンプ２１およびブレーキ回路２２には主制御部２３が接続されている。制御電源２４は、遅延回路２５を介して主制御部２３に接続されるとともに、ブレーキ回路２２に接続されている。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重力軸を具備する機械装置を制御する制御装置およびこの制御装置を備えた機械装置システムに関し、とりわけ、電源の切断時に重力軸が重力の作用により落下してしまうことを防止する制御装置および機械装置システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
プレス機械等の工作機械によりワークを加工する際、工作機械が具備するスライドや主軸ヘッドをモータにより駆動して重力方向へ上下動させることにより、ワークを加工する場合がある。
【０００３】
このスライドや主軸ヘッドのように重力の影響によって移動する可能性のある重力軸を備えた工作機械は、重力軸の重力方向への上下動を制動するためのブレーキ装置を具備している。このブレーキ装置は、ワーク加工時の他に、通常のワーク加工停止時、緊急時や停電時のような非常停止時に重力軸を制動して重力軸が落下するのを防止するようになっている。
【０００４】
図３は、工作機械と従来の制御装置とを備えた工作機械システムの構成を示す概略構成ブロック図である。
【０００５】
図３に示す工作機械２は、作業テーブル１１上でワークＷの加工を行う主軸ヘッド１４（重力軸）と、主軸ヘッド１４をボールネジ１３に沿って重力方向へ上下動させるサーボモータ１５と、主軸ヘッド１４の上下動を制動するブレーキ装置１６と、を備えている。一方、工作機械２を制御する制御装置３は、制御電源２４と、制御電源２４に接続された主制御部２３と、主制御部２３に接続されたサーボアンプ２１およびブレーキ回路２２と、を備えている。
【０００６】
制御電源２４は、制御装置３の外部に設けられた電源スイッチ３１がオフに切り換えられた際に電源オフ信号が入力される電源オフ検出回路２７と、停電時に単相交流が電源オフ信号として入力される停電検出回路２６と、を有している。
【０００７】
通常の電源オフ時には、電源スイッチ３１がオフに切り換えられて、電源オフ検出回路２７に電源オフ信号が送られ、電源オフ検出回路２７から主制御部２３に電源オフ検出信号が送られるようになっている。また停電時には、停電検出回路２６に単相交流の電源オフ信号が送られ、停電検出回路２６から主制御部２３に電源オフ検出信号が送られるようになっている。主制御部２３は、制御電源２４の電源オフ検出回路２６あるいは停電検出回路２７から送られてくる電源オフ信号に応じて、電力遮断信号をサーボアンプ２１へ送るとともにブレーキ有効信号をブレーキ回路２２へ送るようになっている。そして、サーボアンプ２１は、主制御部２３から送られてきた電力遮断信号に応じて工作機械２のサーボモータ１５への電力供給を遮断し、サーボモータ１５を停止させる。これによりサーボモータ１５による主軸ヘッド１４の駆動は停止する。また、ブレーキ回路２２は、主制御部２３から送られてきたブレーキ有効信号に応じて工作機械２のブレーキ装置１６を作動させる。これにより主軸ヘッド１４は制動させられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述の工作機械システム１において、各装置における信号の入出力等のタイミングは、図４に示すようになっている。すなわち、サーボアンプ２１は、図４に示すように、主制御部２３からの電力遮断信号が入力されると（時刻ｔ１２）直ちにサーボモータ１５への電力供給を遮断してサーボモータ１５の駆動を停止する。これにより、サーボアンプ２１に電力遮断信号が入力されると、直ちに、主軸ヘッド１４（重力軸）は駆動停止させられる（時刻ｔ１３〜時刻ｔ１５）。他方、ブレーキ回路２２は、主制御部２３からのブレーキ有効信号が入力されると直ちにブレーキ装置１６を作動させる。
【０００９】
しかしながら、受信したブレーキ有効信号に対してブレーキ装置１６自体の応答が遅延することがあり、また、ブレーキ装置１６の一連の機械的動作を完了させるためには一定の時間が必要とされる。このため、ブレーキ装置１６がブレーキ有効信号を受信してから主軸ヘッド１４が完全に制動するまでには、多少の時間が必要とされる（時刻ｔ１３〜時刻ｔ１４）。
【００１０】
従って、サーボアンプ２１への電力遮断信号の入力とブレーキ回路２２へのブレーキ有効信号の入力とが同時に行われても（時刻ｔ１２）、ブレーキ装置１６による主軸ヘッド１４の制動が完全に達成されるタイミング（時刻ｔ１４）は、サーボモータ１５による主軸ヘッド１４の駆動停止が完全に達成されるタイミング（時刻ｔ１５）よりも遅れてしまう場合がある（図４参照）。このように主軸ヘッド１４の制動が主軸ヘッド１４の駆動停止よりも遅れると、サーボモータ１５の駆動停止からサーボモータ１５のブレーキ制動完了までの間（時刻ｔ１５〜時刻ｔ１４）はサーボモータ１５がフリーな状態となるので、主軸ヘッド１４は重力の作用により自然落下してしまう場合がある。特に、工作機械２が主軸ヘッド１４の落下防止用のバランス機構を具備していない場合には、主軸ヘッド１４は落下し易い。主軸ヘッド１４が落下すると、ワークＷや作業テーブル１１、主軸ヘッド１４等が破損してしまうことがあり、好ましくない。
【００１１】
このような電力切断時の主軸ヘッドの自然落下を防止するために、外部に無停電電源等の電力供給補助設備を設置することも考えられる。この場合、電力切断時には、電力供給補助設備からサーボモータやブレーキ装置に電力を供給して、主軸ヘッドの自然落下を防止する。しかしながら、電力供給補助設備を外部に設ける必要があるため、全体の構成が複雑化するとともに装置全体が大きくなる。
【００１２】
また、停電発生時における主軸ヘッドの自然落下を防止するための所定の回路をサーボアンプに組み込むことによって、電力切断時の主軸ヘッドの自然落下を防止するこも考えられる。この場合には、通常の構成を有するサーボアンプを用いることができず、サーボアンプの構成を変更する必要がある。しかしながら、サーボアンプの構成を変更するためには複雑な作業が必要とされ、主軸ヘッドの自然落下を防止するための回路をサーボアンプに組み込むことは容易ではない。
【００１３】
上記のような電源切断時における重力軸の落下は、工作機械だけでなく、重力の影響により移動する可能性のある重力軸を具備する一般の機械装置においても生じうるものである。
【００１４】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、電源切断時における重力軸の自然落下を防止することができる制御装置およびこの制御装置を備えた機械装置システムを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、重力軸と、重力軸を駆動するモータと、重力軸を制動するブレーキ装置と、を具備する機械装置を制御するための制御装置であって、機械装置のモータに接続され、モータを制御するサーボアンプと、機械装置のブレーキ装置に接続され、ブレーキ装置を制御するブレーキ回路と、サーボアンプに接続されるとともにブレーキ回路に接続され、サーボアンプをしてモータを制御させるための駆動信号および電力遮断信号をサーボアンプに供給するとともに、ブレーキ回路をしてブレーキ装置を制御させるためのブレーキ有効信号をブレーキ回路に供給する主制御部と、主制御部をしてサーボアンプに電力遮断信号を供給させるための電力遮断指令信号を主制御部に供給するとともに、ブレーキ回路に対してブレーキ有効信号を直接的に供給する制御電源と、制御電源と主制御部との間に介在され、電力遮断指令信号が主制御部に供給されるタイミングを遅らせる遅延回路と、を備え、ブレーキ回路は、制御電源からのブレーキ有効信号に基づいて直ちにブレーキ装置を制御して、ブレーキ装置により重力軸を制動させることができるようになっていることを特徴とする制御装置である。
【００１６】
本発明によれば、電力遮断指令信号が主制御部に供給されるタイミングは遅延回路によって遅らされる一方で、ブレーキ回路は、制御電源からのブレーキ有効信号に基づいて直ちにブレーキ装置を制御して、ブレーキ装置により重力軸を制動させることができる。従って、ブレーキ装置による重力軸の制動が、サーボモータによる重力軸の駆動停止に対して遅延することを、効果的に防ぐことができる。
【００１７】
ここでいう機械装置とは、プレス機械等の工作機械やロボット等の精密機械に代表される一般機械類を指す。また重力軸とは、重力の影響によって移動する可能性のある軸を指し、スライド、主軸ヘッド、及びこれらに類するものを含む。
【００１８】
また、制御電源からブレーキ回路にブレーキ有効信号が供給されるタイミングは、主制御部からサーボアンプに電力遮断信号が供給されるタイミングよりも先行するようになっていることが好ましい。ブレーキ回路にブレーキ有効信号を供給するタイミングをサーボアンプに電力遮断信号を供給するタイミングに先行させることにより、より効果的に、重力軸の制動が重力軸の駆動停止に対して遅延することを防ぐことができる。
【００１９】
また、遅延回路が、制御電源から出力された電力遮断指令信号を主制御部に供給するタイミングを遅らせることにより、ブレーキ装置によって重力軸が制動させられた後に、サーボアンプからモータへの電力供給を遮断してモータの駆動を停止させるようになっていることが好ましい。重力軸が制動させられた後にモータの駆動を停止させることにより、より確実に、重力軸の制動が重力軸の駆動停止に対して遅延することを防ぐことができる。
【００２０】
また、制御電源は、停電発生時に電力遮断指令信号を出力する停電検出回路を有していることが好ましい。停電検出回路を設けることにより、停電が発生した場合でも適切に対応することができる。
【００２１】
また、制御電源は、電源スイッチがオフされた時に電力遮断指令信号を出力する電源オフ検出回路を有していることが好ましい。電源オフ検出回路を設けることにより、サーボモータに電力が供給された状態で、通常の電源オフ操作あるいは非常事態のために電源スイッチがオフされた場合でも、適切に対応することができる。
【００２２】
本発明は、重力軸と、重力軸を駆動制御するモータと、重力軸を制動するブレーキ装置と、を具備する機械装置と、上述の制御装置と、を備えたことを特徴とする機械装置システムである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００２４】
図１および図２は、本発明の一実施の形態を示す図である。図１は、工作機械と工作機械を制御する制御装置とを備えた工作機械システムの構成を示す概略構成ブロック図である。図２は、工作機械システムにおける各種の作動状態を示すタイミングチャートである。
【００２５】
図１に示す工作機械システム（機械装置システム）は、ワークＷに対して所定の加工を施す工作機械２と、工作機械２を制御する制御装置３と、を備えている。
【００２６】
工作機械２は、加工対象のワークＷが載置される作業テーブル１１と、作業テーブル１１の上方に設けられ、作業テーブル１１に載置されたワークＷを加工する加工部１２と、を具備している。加工部１２は、重力方向に延びるボールネジ１３と、ボールネジ１３に沿って移動可能な主軸ヘッド１４（重力軸）と、を有している。そして、加工部１２には、主軸ヘッド１４を駆動するサーボモータ１５と、主軸ヘッド１４を制動させるブレーキ装置１６と、が取り付けられている。
【００２７】
一方、制御装置３は、工作機械２のサーボモータ１５に接続されサーボモータ１５を制御するサーボアンプ２１と、工作機械２のブレーキ装置１６に接続されブレーキ装置１６を制御するブレーキ回路２２と、を具備している。
【００２８】
サーボアンプ２１およびブレーキ回路２２には主制御部２３が接続されている。主制御部２３は、後述の電力遮断指令信号が入力されると、サーボアンプ２１に駆動信号および電力遮断信号を供給して、サーボアンプ２１にサーボモータ１５を制御させるようになっている。更に、主制御部２３は、後述の電力遮断指令信号が入力されると、ブレーキ回路２２にブレーキ有効信号を供給して、ブレーキ回路２２にブレーキ装置１６を制御させるようになっている。
【００２９】
また、制御装置３は制御電源２４を有している。この制御電源２４は、遅延回路２５を介して主制御部２３に接続されるとともに、ブレーキ回路２２に接続されている。
【００３０】
制御電源２４は、停電発生時に単相交流の電源オフ信号が入力される停電検出回路２６と、制御装置３の外部に設けられた電源スイッチ３１がオフ状態に切り換えられた時に電源オフ信号が入力される電源オフ検出回路２７と、を有している。なお、電源スイッチ３１は、工作機械２の運転中はオンの状態にされており、工作機械２の通常の電源オフ時にオフの状態にされるようになっている。
【００３１】
停電検出回路２６あるいは電源オフ検出回路２７は、電源オフ信号が入力されると、電力遮断指令信号とブレーキ有効信号とが出力されるようになっている。制御電源２４の停電検出回路２６あるいは電源オフ検出回路２７から出力された電力遮断指令信号は、遅延回路２５を介して主制御部２３に供給されるようになっている。また、制御電源２４の停電検出回路２６あるいは電源オフ検出回路２７から出力されたブレーキ有効信号は、ブレーキ回路２２に対して直接的に供給されるようになっている。
【００３２】
制御装置３と主制御部２３との間に介在する遅延回路２５は、制御電源２４から送られてきた電力遮断指令信号を受信してから一定の時間が経過した後に、主制御部２３に電力遮断指令信号を送るようになっている。このため、制御電源２４から出力された電力遮断指令信号は、遅延回路２５によりタイミングが遅らされて主制御部２３に供給されるようになっている。
【００３３】
また、ブレーキ回路２２は、制御電源２４から直接的に供給されたブレーキ有効信号に基づいて、直ちにブレーキ装置１６を制御するようになっている。
【００３４】
次にこのような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
【００３５】
まず、工作機械システム１におけるワークＷの加工について概説する。
【００３６】
加工対象となるワークＷは、図示しない搬送機によって作業テーブル１１の上に載置される。そして、ボールネジ１３に沿って主軸ヘッド１４を重力方向へ上下動させて、作業テーブル１１に載置されたワークＷに対して主軸ヘッド１４を移動させる。これにより、プレス加工等の所定の加工がワークＷに施される。
【００３７】
このようなワークＷの加工は、制御装置３の主制御部２３によって制御されている。すなわち、主制御部２３は、サーボアンプ２１に適切な駆動信号を送って、サーボアンプ２１からサーボモータ１５に適切な電力を供給させる。これにより、サーボモータ１５は主軸ヘッド１４を適切に駆動することができる。また、主制御部２３は、ブレーキ回路２２にブレーキ有効信号を送る。これによりブレーキ装置１６はブレーキ回路２２によって適切に制御され、主軸ヘッド１４はブレーキ装置１６によって適切に制動させられる。このように、主制御部２３から出力される駆動信号およびブレーキ有効信号に基づいてボールネジ１３および主軸ヘッド１４は制御され、ワークＷには所定の加工が施される。なお、ワーク加工中は、電源スイッチ３１がオンの状態となっている。
【００３８】
次に、上述のワーク加工中に停電が発生したり電源スイッチ３１がオフの状態に切り換えられた場合について、図１および図２を用いて詳述する。
【００３９】
工作機械システム１におけるワーク加工中に停電が生じた場合には、単相交流の電源オフ信号が制御電源２４の停電検出回路２６に入力する（図２に示す時刻ｔ０）。停電検出回路２６は、電源オフ信号を受信すると、主制御部２３に対して電力遮断指令信号を出力するとともに、ブレーキ回路２２に対してブレーキ有効信号を直接的に出力する（時刻ｔ１）。
【００４０】
また、サーボアンプ２１を介してサーボモータ１５に電力が供給されているワーク加工時に、非常事態等のために制御電源２４の外部に設けられた電源スイッチ３１がオフの状態に切り換えられると、電源オフ信号が制御電源２４の電源オフ検出回路２７に入力される（時刻ｔ０）。電源オフ検出回路２７は、電源オフ信号が入力されると、主制御部２３に対して電力遮断指令信号を出力するとともに、ブレーキ回路２２に対してブレーキ有効信号を直接的に出力する（時刻ｔ１）。
【００４１】
ブレーキ回路２２は、制御電源２４の停電検出回路２６あるいは電源オフ検出回路２７からブレーキ有効信号が直接的に入力されると（時刻ｔ２）、直ちに、ブレーキ装置１６を制御して、ブレーキ装置１６により主軸ヘッド１４を制動させる。このとき、ブレーキ回路２２がブレーキ装置１６の制御を開始してから主軸ヘッド１４が完全に制動するまでの間には、所定の時間が必要とされる（時刻ｔ４〜時刻ｔ５）。
【００４２】
一方、遅延回路２５は、制御電源２４の停電検出回路２６あるいは電源オフ検出回路２７から電力遮断指令信号を受信すると、受信してから一定の時間が経過した後に、主制御部２３に電力遮断指令信号を送る。
【００４３】
この時、遅延回路２５は、制御電源２４から出力された電力遮断指令信号を主制御部２３に供給するタイミングを所定時間遅らせることにより、ブレーキ装置１６によって主軸ヘッド１４が制動された後に、サーボアンプ２１からサーボモータ１５への電力供給を遮断してサーボモータ１５の駆動を停止させる（図２参照）。
【００４４】
そして、電力遮断指令信号を受信した主制御部２３は、サーボアンプ２１に電力遮断信号を送る。サーボアンプ２１に電力遮断信号が入力されると（時刻ｔ３）、サーボアンプ２１はサーボモータ１５への電力の供給を直ちに遮断する。サーボモータ１５は、サーボアンプ２１からの電力供給が遮断されると、直ちに駆動が停止する（時刻ｔ６〜時刻ｔ７）。
【００４５】
このように、制御電源２４の停電検出回路２６あるいは電源オフ検出回路２７から出力されたブレーキ有効信号は、ブレーキ回路２２に直接的に送られる。これに対し、サーボ制御電源２４の停電検出回路２６あるいは電源オフ検出回路２７から出力された電力遮断指令信号は、遅延回路２５を経由して主制御部２３に送られ、その後に主制御部２３からサーボアンプ２１に電力遮断信号が送られる。更に、遅延回路２５は、電力遮断指令信号が入力されてから一定時間経過した後においてのみ主制御部２３へ電力遮断指令信号を送る。従って、図２に示すように、ブレーキ有効信号と電力遮断指令信号とが、制御電源２４の停電検出回路２６あるいは電源オフ検出回路２７から略同時に出力された場合でも（時刻ｔ１）、ブレーキ回路２２にブレーキ有効信号が供給されるタイミング（時刻ｔ２）は、サーボアンプ２１に電力遮断信号が供給されるタイミング（時刻ｔ３）よりも先行することとなる。
【００４６】
特に、制御電源と主制御部との間に遅延回路２５が設けられて、ブレーキ装置１６によって主軸ヘッド１４が制動させられた後に、サーボアンプ２１からサーボモータ１５への電力供給を遮断してサーボモータ１５の駆動を停止させるようになっている（図２参照）。従って、サーボモータ１５による主軸ヘッド１４の駆動を停止して主軸ヘッド１４がフリーの状態になる前に、ブレーキ装置１６は主軸ヘッド１４を完全に制動させる。これにより、重力の作用による主軸ヘッド１４の自然落下を有効に防止することができる。
【００４７】
以上説明したように本実施の形態によれば、電源切断時に制御電源２４から出力された電力遮断指令信号が主制御部２３に供給されるタイミングは遅延回路２５によって遅らされるので、これに伴って、電力遮断信号が主制御部２３からサーボアンプ２１に供給されるタイミングも遅れ、サーボアンプ２１からサーボモータ１５への電力供給の遮断も遅れる。このため、サーボモータ１５は、電源切断時から所定時間遅れて駆動停止させられる。
【００４８】
一方、ブレーキ有効信号は、電源切断時に電源オフ信号がブレーキ回路２２に入力されると、制御電源２４からブレーキ回路２２に直接的に入力される。従って、電源が切断されてから比較的短時間で、ブレーキ回路２２にブレーキ有効信号が入力され、ブレーキ回路２２は入力されたブレーキ有効信号に基づいてブレーキ装置１６を制御して作動させる。
【００４９】
このように、電源の切断時から所定時間遅れてサーボモータ１５の駆動が停止させられる一方で、電源の切断時から比較的短時間でブレーキ装置１６を作動させることにより、ブレーキ装置１６による主軸ヘッド１４の制動がサーボモータ１５による主軸ヘッド１４の駆動停止に対して遅延することを、有効に防ぐことができる。
【００５０】
特に、本実施の形態では、制御電源２４からブレーキ回路２２にブレーキ有効信号が供給されるタイミングは、主制御部２３からサーボアンプ２１に電力遮断信号が供給されるタイミングよりも先行しているので、主軸ヘッド１４の制動が主軸ヘッド１４の駆動停止よりも遅延することを、更に有効に防ぐことができる。
【００５１】
また、遅延回路２５が、制御電源２４から出力された電力遮断指令信号を主制御部２３に供給するタイミングを遅らせて、ブレーキ装置１５によって主軸ヘッド１４が制動させられた後に、サーボアンプ２１からサーボモータ１５への電力供給を遮断してサーボモータ１５の駆動を停止させる。これにより、ブレーキ装置１６による主軸ヘッド１４の制動がサーボモータ１５による主軸ヘッド１４の駆動停止に対して遅延することを、確実に防ぐことができる。
【００５２】
このように、制御電源２４と主制御部２３との間に遅延回路２５を設置するとともに制御電源２４をブレーキ回路２２に接続することによって、電源切断時に主軸ヘッド１４がフリーの状態となって重力の作用により自然落下することを防止することができる。このため、通常の構成を有するサーボアンプを制御装置３に用いることができ、このサーボアンプの構成を変更する必要はない。このように、通常のサーボアンプを用いて制御装置３を構成することができ、通常のサーボアンプに対して容易かつ安価に対応することができる。また、電力切断時の主軸ヘッド１４の自然落下を防止するために、無停電電源等の電力供給補助設備を設置する必要もない。従って、工作機械システム１を簡素な構造とすることができ、取り扱いの簡易化を図ることができる。
【００５３】
また、制御電源２４は、停電発生時に電力遮断指令信号およびブレーキ有効信号を出力する停電検出回路２６と、通常の電源オフ時に電源スイッチ３１がオフに切り換えられることにより電力遮断指令信号およびブレーキ有効信号を出力する電源オフ検出回路２７と、を有している。このため、停電発生時には、停電検出回路２６を介して確実に主軸ヘッド１４の重力作用による自然落下を防ぐことができる。また、サーボモータに電力が供給された状態で、通常の電源オフ操作あるいは非常事態のために電源スイッチがオフに切り換えられた場合には、電源オフ検出回路２７を介して確実に主軸ヘッド１４の重力作用による自然落下を防ぐことができる。このように、停電発生時に対応する停電検出回路２６と、電源スイッチ３１がオフに切り換えられた時に対応する電源オフ検出回路２７と、を制御電源２４に設けることにより、各種の電源切断時に適切に対応することができる。
【００５４】
なお、サーボモータ１５にブレーキ装置１６が内蔵されて両者が一体として設けられている場合にも、本発明を適用することができ、また、サーボモータ１５の外部にブレーキ装置１６が設置されて両者が別体として設けられている場合にも、本発明を適用することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、電力遮断指令信号が主制御部に供給されるタイミングは遅延回路により遅らされる。その一方で、制御電源からブレーキ回路へ直接的にブレーキ有効信号が送られて、ブレーキ回路はブレーキ装置を直ちに制御して重力軸を制動させる。これより、ブレーキ装置による重力軸の制動が、サーボモータによる重力軸の駆動停止に対して遅延することを、効果的に防ぐことができ、電源切断時における重力軸の自然落下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】工作機械と工作機械を制御する制御装置とを備えた工作機械システムの構成を示す概略構成ブロック図である。
【図２】図１に示す工作機械システムにおける各種の作動状態を示すタイミングチャートである。
【図３】工作機械と工作機械を制御する従来の制御装置とを備えた工作機械システムの構成を示す概略構成ブロック図である。
【図４】図３に示す工作機械システムにおける各種の作動状態を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ 工作機械システム
２ 工作機械
３ 制御装置
１１ 作業テーブル
１２ 加工部
１３ ボールネジ
１４ 主軸ヘッド
１５ サーボモータ
１６ ブレーキ装置
２１ サーボアンプ
２２ ブレーキ回路
２３ 主制御部
２４ 制御電源
２５ 遅延回路
２６ 停電検出回路
２７ 電源オフ検出回路
３１ 電源スイッチ
Ｗ ワーク
【発明の属する技術分野】
本発明は、重力軸を具備する機械装置を制御する制御装置およびこの制御装置を備えた機械装置システムに関し、とりわけ、電源の切断時に重力軸が重力の作用により落下してしまうことを防止する制御装置および機械装置システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
プレス機械等の工作機械によりワークを加工する際、工作機械が具備するスライドや主軸ヘッドをモータにより駆動して重力方向へ上下動させることにより、ワークを加工する場合がある。
【０００３】
このスライドや主軸ヘッドのように重力の影響によって移動する可能性のある重力軸を備えた工作機械は、重力軸の重力方向への上下動を制動するためのブレーキ装置を具備している。このブレーキ装置は、ワーク加工時の他に、通常のワーク加工停止時、緊急時や停電時のような非常停止時に重力軸を制動して重力軸が落下するのを防止するようになっている。
【０００４】
図３は、工作機械と従来の制御装置とを備えた工作機械システムの構成を示す概略構成ブロック図である。
【０００５】
図３に示す工作機械２は、作業テーブル１１上でワークＷの加工を行う主軸ヘッド１４（重力軸）と、主軸ヘッド１４をボールネジ１３に沿って重力方向へ上下動させるサーボモータ１５と、主軸ヘッド１４の上下動を制動するブレーキ装置１６と、を備えている。一方、工作機械２を制御する制御装置３は、制御電源２４と、制御電源２４に接続された主制御部２３と、主制御部２３に接続されたサーボアンプ２１およびブレーキ回路２２と、を備えている。
【０００６】
制御電源２４は、制御装置３の外部に設けられた電源スイッチ３１がオフに切り換えられた際に電源オフ信号が入力される電源オフ検出回路２７と、停電時に単相交流が電源オフ信号として入力される停電検出回路２６と、を有している。
【０００７】
通常の電源オフ時には、電源スイッチ３１がオフに切り換えられて、電源オフ検出回路２７に電源オフ信号が送られ、電源オフ検出回路２７から主制御部２３に電源オフ検出信号が送られるようになっている。また停電時には、停電検出回路２６に単相交流の電源オフ信号が送られ、停電検出回路２６から主制御部２３に電源オフ検出信号が送られるようになっている。主制御部２３は、制御電源２４の電源オフ検出回路２６あるいは停電検出回路２７から送られてくる電源オフ信号に応じて、電力遮断信号をサーボアンプ２１へ送るとともにブレーキ有効信号をブレーキ回路２２へ送るようになっている。そして、サーボアンプ２１は、主制御部２３から送られてきた電力遮断信号に応じて工作機械２のサーボモータ１５への電力供給を遮断し、サーボモータ１５を停止させる。これによりサーボモータ１５による主軸ヘッド１４の駆動は停止する。また、ブレーキ回路２２は、主制御部２３から送られてきたブレーキ有効信号に応じて工作機械２のブレーキ装置１６を作動させる。これにより主軸ヘッド１４は制動させられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述の工作機械システム１において、各装置における信号の入出力等のタイミングは、図４に示すようになっている。すなわち、サーボアンプ２１は、図４に示すように、主制御部２３からの電力遮断信号が入力されると（時刻ｔ１２）直ちにサーボモータ１５への電力供給を遮断してサーボモータ１５の駆動を停止する。これにより、サーボアンプ２１に電力遮断信号が入力されると、直ちに、主軸ヘッド１４（重力軸）は駆動停止させられる（時刻ｔ１３〜時刻ｔ１５）。他方、ブレーキ回路２２は、主制御部２３からのブレーキ有効信号が入力されると直ちにブレーキ装置１６を作動させる。
【０００９】
しかしながら、受信したブレーキ有効信号に対してブレーキ装置１６自体の応答が遅延することがあり、また、ブレーキ装置１６の一連の機械的動作を完了させるためには一定の時間が必要とされる。このため、ブレーキ装置１６がブレーキ有効信号を受信してから主軸ヘッド１４が完全に制動するまでには、多少の時間が必要とされる（時刻ｔ１３〜時刻ｔ１４）。
【００１０】
従って、サーボアンプ２１への電力遮断信号の入力とブレーキ回路２２へのブレーキ有効信号の入力とが同時に行われても（時刻ｔ１２）、ブレーキ装置１６による主軸ヘッド１４の制動が完全に達成されるタイミング（時刻ｔ１４）は、サーボモータ１５による主軸ヘッド１４の駆動停止が完全に達成されるタイミング（時刻ｔ１５）よりも遅れてしまう場合がある（図４参照）。このように主軸ヘッド１４の制動が主軸ヘッド１４の駆動停止よりも遅れると、サーボモータ１５の駆動停止からサーボモータ１５のブレーキ制動完了までの間（時刻ｔ１５〜時刻ｔ１４）はサーボモータ１５がフリーな状態となるので、主軸ヘッド１４は重力の作用により自然落下してしまう場合がある。特に、工作機械２が主軸ヘッド１４の落下防止用のバランス機構を具備していない場合には、主軸ヘッド１４は落下し易い。主軸ヘッド１４が落下すると、ワークＷや作業テーブル１１、主軸ヘッド１４等が破損してしまうことがあり、好ましくない。
【００１１】
このような電力切断時の主軸ヘッドの自然落下を防止するために、外部に無停電電源等の電力供給補助設備を設置することも考えられる。この場合、電力切断時には、電力供給補助設備からサーボモータやブレーキ装置に電力を供給して、主軸ヘッドの自然落下を防止する。しかしながら、電力供給補助設備を外部に設ける必要があるため、全体の構成が複雑化するとともに装置全体が大きくなる。
【００１２】
また、停電発生時における主軸ヘッドの自然落下を防止するための所定の回路をサーボアンプに組み込むことによって、電力切断時の主軸ヘッドの自然落下を防止するこも考えられる。この場合には、通常の構成を有するサーボアンプを用いることができず、サーボアンプの構成を変更する必要がある。しかしながら、サーボアンプの構成を変更するためには複雑な作業が必要とされ、主軸ヘッドの自然落下を防止するための回路をサーボアンプに組み込むことは容易ではない。
【００１３】
上記のような電源切断時における重力軸の落下は、工作機械だけでなく、重力の影響により移動する可能性のある重力軸を具備する一般の機械装置においても生じうるものである。
【００１４】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、電源切断時における重力軸の自然落下を防止することができる制御装置およびこの制御装置を備えた機械装置システムを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、重力軸と、重力軸を駆動するモータと、重力軸を制動するブレーキ装置と、を具備する機械装置を制御するための制御装置であって、機械装置のモータに接続され、モータを制御するサーボアンプと、機械装置のブレーキ装置に接続され、ブレーキ装置を制御するブレーキ回路と、サーボアンプに接続されるとともにブレーキ回路に接続され、サーボアンプをしてモータを制御させるための駆動信号および電力遮断信号をサーボアンプに供給するとともに、ブレーキ回路をしてブレーキ装置を制御させるためのブレーキ有効信号をブレーキ回路に供給する主制御部と、主制御部をしてサーボアンプに電力遮断信号を供給させるための電力遮断指令信号を主制御部に供給するとともに、ブレーキ回路に対してブレーキ有効信号を直接的に供給する制御電源と、制御電源と主制御部との間に介在され、電力遮断指令信号が主制御部に供給されるタイミングを遅らせる遅延回路と、を備え、ブレーキ回路は、制御電源からのブレーキ有効信号に基づいて直ちにブレーキ装置を制御して、ブレーキ装置により重力軸を制動させることができるようになっていることを特徴とする制御装置である。
【００１６】
本発明によれば、電力遮断指令信号が主制御部に供給されるタイミングは遅延回路によって遅らされる一方で、ブレーキ回路は、制御電源からのブレーキ有効信号に基づいて直ちにブレーキ装置を制御して、ブレーキ装置により重力軸を制動させることができる。従って、ブレーキ装置による重力軸の制動が、サーボモータによる重力軸の駆動停止に対して遅延することを、効果的に防ぐことができる。
【００１７】
ここでいう機械装置とは、プレス機械等の工作機械やロボット等の精密機械に代表される一般機械類を指す。また重力軸とは、重力の影響によって移動する可能性のある軸を指し、スライド、主軸ヘッド、及びこれらに類するものを含む。
【００１８】
また、制御電源からブレーキ回路にブレーキ有効信号が供給されるタイミングは、主制御部からサーボアンプに電力遮断信号が供給されるタイミングよりも先行するようになっていることが好ましい。ブレーキ回路にブレーキ有効信号を供給するタイミングをサーボアンプに電力遮断信号を供給するタイミングに先行させることにより、より効果的に、重力軸の制動が重力軸の駆動停止に対して遅延することを防ぐことができる。
【００１９】
また、遅延回路が、制御電源から出力された電力遮断指令信号を主制御部に供給するタイミングを遅らせることにより、ブレーキ装置によって重力軸が制動させられた後に、サーボアンプからモータへの電力供給を遮断してモータの駆動を停止させるようになっていることが好ましい。重力軸が制動させられた後にモータの駆動を停止させることにより、より確実に、重力軸の制動が重力軸の駆動停止に対して遅延することを防ぐことができる。
【００２０】
また、制御電源は、停電発生時に電力遮断指令信号を出力する停電検出回路を有していることが好ましい。停電検出回路を設けることにより、停電が発生した場合でも適切に対応することができる。
【００２１】
また、制御電源は、電源スイッチがオフされた時に電力遮断指令信号を出力する電源オフ検出回路を有していることが好ましい。電源オフ検出回路を設けることにより、サーボモータに電力が供給された状態で、通常の電源オフ操作あるいは非常事態のために電源スイッチがオフされた場合でも、適切に対応することができる。
【００２２】
本発明は、重力軸と、重力軸を駆動制御するモータと、重力軸を制動するブレーキ装置と、を具備する機械装置と、上述の制御装置と、を備えたことを特徴とする機械装置システムである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００２４】
図１および図２は、本発明の一実施の形態を示す図である。図１は、工作機械と工作機械を制御する制御装置とを備えた工作機械システムの構成を示す概略構成ブロック図である。図２は、工作機械システムにおける各種の作動状態を示すタイミングチャートである。
【００２５】
図１に示す工作機械システム（機械装置システム）は、ワークＷに対して所定の加工を施す工作機械２と、工作機械２を制御する制御装置３と、を備えている。
【００２６】
工作機械２は、加工対象のワークＷが載置される作業テーブル１１と、作業テーブル１１の上方に設けられ、作業テーブル１１に載置されたワークＷを加工する加工部１２と、を具備している。加工部１２は、重力方向に延びるボールネジ１３と、ボールネジ１３に沿って移動可能な主軸ヘッド１４（重力軸）と、を有している。そして、加工部１２には、主軸ヘッド１４を駆動するサーボモータ１５と、主軸ヘッド１４を制動させるブレーキ装置１６と、が取り付けられている。
【００２７】
一方、制御装置３は、工作機械２のサーボモータ１５に接続されサーボモータ１５を制御するサーボアンプ２１と、工作機械２のブレーキ装置１６に接続されブレーキ装置１６を制御するブレーキ回路２２と、を具備している。
【００２８】
サーボアンプ２１およびブレーキ回路２２には主制御部２３が接続されている。主制御部２３は、後述の電力遮断指令信号が入力されると、サーボアンプ２１に駆動信号および電力遮断信号を供給して、サーボアンプ２１にサーボモータ１５を制御させるようになっている。更に、主制御部２３は、後述の電力遮断指令信号が入力されると、ブレーキ回路２２にブレーキ有効信号を供給して、ブレーキ回路２２にブレーキ装置１６を制御させるようになっている。
【００２９】
また、制御装置３は制御電源２４を有している。この制御電源２４は、遅延回路２５を介して主制御部２３に接続されるとともに、ブレーキ回路２２に接続されている。
【００３０】
制御電源２４は、停電発生時に単相交流の電源オフ信号が入力される停電検出回路２６と、制御装置３の外部に設けられた電源スイッチ３１がオフ状態に切り換えられた時に電源オフ信号が入力される電源オフ検出回路２７と、を有している。なお、電源スイッチ３１は、工作機械２の運転中はオンの状態にされており、工作機械２の通常の電源オフ時にオフの状態にされるようになっている。
【００３１】
停電検出回路２６あるいは電源オフ検出回路２７は、電源オフ信号が入力されると、電力遮断指令信号とブレーキ有効信号とが出力されるようになっている。制御電源２４の停電検出回路２６あるいは電源オフ検出回路２７から出力された電力遮断指令信号は、遅延回路２５を介して主制御部２３に供給されるようになっている。また、制御電源２４の停電検出回路２６あるいは電源オフ検出回路２７から出力されたブレーキ有効信号は、ブレーキ回路２２に対して直接的に供給されるようになっている。
【００３２】
制御装置３と主制御部２３との間に介在する遅延回路２５は、制御電源２４から送られてきた電力遮断指令信号を受信してから一定の時間が経過した後に、主制御部２３に電力遮断指令信号を送るようになっている。このため、制御電源２４から出力された電力遮断指令信号は、遅延回路２５によりタイミングが遅らされて主制御部２３に供給されるようになっている。
【００３３】
また、ブレーキ回路２２は、制御電源２４から直接的に供給されたブレーキ有効信号に基づいて、直ちにブレーキ装置１６を制御するようになっている。
【００３４】
次にこのような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
【００３５】
まず、工作機械システム１におけるワークＷの加工について概説する。
【００３６】
加工対象となるワークＷは、図示しない搬送機によって作業テーブル１１の上に載置される。そして、ボールネジ１３に沿って主軸ヘッド１４を重力方向へ上下動させて、作業テーブル１１に載置されたワークＷに対して主軸ヘッド１４を移動させる。これにより、プレス加工等の所定の加工がワークＷに施される。
【００３７】
このようなワークＷの加工は、制御装置３の主制御部２３によって制御されている。すなわち、主制御部２３は、サーボアンプ２１に適切な駆動信号を送って、サーボアンプ２１からサーボモータ１５に適切な電力を供給させる。これにより、サーボモータ１５は主軸ヘッド１４を適切に駆動することができる。また、主制御部２３は、ブレーキ回路２２にブレーキ有効信号を送る。これによりブレーキ装置１６はブレーキ回路２２によって適切に制御され、主軸ヘッド１４はブレーキ装置１６によって適切に制動させられる。このように、主制御部２３から出力される駆動信号およびブレーキ有効信号に基づいてボールネジ１３および主軸ヘッド１４は制御され、ワークＷには所定の加工が施される。なお、ワーク加工中は、電源スイッチ３１がオンの状態となっている。
【００３８】
次に、上述のワーク加工中に停電が発生したり電源スイッチ３１がオフの状態に切り換えられた場合について、図１および図２を用いて詳述する。
【００３９】
工作機械システム１におけるワーク加工中に停電が生じた場合には、単相交流の電源オフ信号が制御電源２４の停電検出回路２６に入力する（図２に示す時刻ｔ０）。停電検出回路２６は、電源オフ信号を受信すると、主制御部２３に対して電力遮断指令信号を出力するとともに、ブレーキ回路２２に対してブレーキ有効信号を直接的に出力する（時刻ｔ１）。
【００４０】
また、サーボアンプ２１を介してサーボモータ１５に電力が供給されているワーク加工時に、非常事態等のために制御電源２４の外部に設けられた電源スイッチ３１がオフの状態に切り換えられると、電源オフ信号が制御電源２４の電源オフ検出回路２７に入力される（時刻ｔ０）。電源オフ検出回路２７は、電源オフ信号が入力されると、主制御部２３に対して電力遮断指令信号を出力するとともに、ブレーキ回路２２に対してブレーキ有効信号を直接的に出力する（時刻ｔ１）。
【００４１】
ブレーキ回路２２は、制御電源２４の停電検出回路２６あるいは電源オフ検出回路２７からブレーキ有効信号が直接的に入力されると（時刻ｔ２）、直ちに、ブレーキ装置１６を制御して、ブレーキ装置１６により主軸ヘッド１４を制動させる。このとき、ブレーキ回路２２がブレーキ装置１６の制御を開始してから主軸ヘッド１４が完全に制動するまでの間には、所定の時間が必要とされる（時刻ｔ４〜時刻ｔ５）。
【００４２】
一方、遅延回路２５は、制御電源２４の停電検出回路２６あるいは電源オフ検出回路２７から電力遮断指令信号を受信すると、受信してから一定の時間が経過した後に、主制御部２３に電力遮断指令信号を送る。
【００４３】
この時、遅延回路２５は、制御電源２４から出力された電力遮断指令信号を主制御部２３に供給するタイミングを所定時間遅らせることにより、ブレーキ装置１６によって主軸ヘッド１４が制動された後に、サーボアンプ２１からサーボモータ１５への電力供給を遮断してサーボモータ１５の駆動を停止させる（図２参照）。
【００４４】
そして、電力遮断指令信号を受信した主制御部２３は、サーボアンプ２１に電力遮断信号を送る。サーボアンプ２１に電力遮断信号が入力されると（時刻ｔ３）、サーボアンプ２１はサーボモータ１５への電力の供給を直ちに遮断する。サーボモータ１５は、サーボアンプ２１からの電力供給が遮断されると、直ちに駆動が停止する（時刻ｔ６〜時刻ｔ７）。
【００４５】
このように、制御電源２４の停電検出回路２６あるいは電源オフ検出回路２７から出力されたブレーキ有効信号は、ブレーキ回路２２に直接的に送られる。これに対し、サーボ制御電源２４の停電検出回路２６あるいは電源オフ検出回路２７から出力された電力遮断指令信号は、遅延回路２５を経由して主制御部２３に送られ、その後に主制御部２３からサーボアンプ２１に電力遮断信号が送られる。更に、遅延回路２５は、電力遮断指令信号が入力されてから一定時間経過した後においてのみ主制御部２３へ電力遮断指令信号を送る。従って、図２に示すように、ブレーキ有効信号と電力遮断指令信号とが、制御電源２４の停電検出回路２６あるいは電源オフ検出回路２７から略同時に出力された場合でも（時刻ｔ１）、ブレーキ回路２２にブレーキ有効信号が供給されるタイミング（時刻ｔ２）は、サーボアンプ２１に電力遮断信号が供給されるタイミング（時刻ｔ３）よりも先行することとなる。
【００４６】
特に、制御電源と主制御部との間に遅延回路２５が設けられて、ブレーキ装置１６によって主軸ヘッド１４が制動させられた後に、サーボアンプ２１からサーボモータ１５への電力供給を遮断してサーボモータ１５の駆動を停止させるようになっている（図２参照）。従って、サーボモータ１５による主軸ヘッド１４の駆動を停止して主軸ヘッド１４がフリーの状態になる前に、ブレーキ装置１６は主軸ヘッド１４を完全に制動させる。これにより、重力の作用による主軸ヘッド１４の自然落下を有効に防止することができる。
【００４７】
以上説明したように本実施の形態によれば、電源切断時に制御電源２４から出力された電力遮断指令信号が主制御部２３に供給されるタイミングは遅延回路２５によって遅らされるので、これに伴って、電力遮断信号が主制御部２３からサーボアンプ２１に供給されるタイミングも遅れ、サーボアンプ２１からサーボモータ１５への電力供給の遮断も遅れる。このため、サーボモータ１５は、電源切断時から所定時間遅れて駆動停止させられる。
【００４８】
一方、ブレーキ有効信号は、電源切断時に電源オフ信号がブレーキ回路２２に入力されると、制御電源２４からブレーキ回路２２に直接的に入力される。従って、電源が切断されてから比較的短時間で、ブレーキ回路２２にブレーキ有効信号が入力され、ブレーキ回路２２は入力されたブレーキ有効信号に基づいてブレーキ装置１６を制御して作動させる。
【００４９】
このように、電源の切断時から所定時間遅れてサーボモータ１５の駆動が停止させられる一方で、電源の切断時から比較的短時間でブレーキ装置１６を作動させることにより、ブレーキ装置１６による主軸ヘッド１４の制動がサーボモータ１５による主軸ヘッド１４の駆動停止に対して遅延することを、有効に防ぐことができる。
【００５０】
特に、本実施の形態では、制御電源２４からブレーキ回路２２にブレーキ有効信号が供給されるタイミングは、主制御部２３からサーボアンプ２１に電力遮断信号が供給されるタイミングよりも先行しているので、主軸ヘッド１４の制動が主軸ヘッド１４の駆動停止よりも遅延することを、更に有効に防ぐことができる。
【００５１】
また、遅延回路２５が、制御電源２４から出力された電力遮断指令信号を主制御部２３に供給するタイミングを遅らせて、ブレーキ装置１５によって主軸ヘッド１４が制動させられた後に、サーボアンプ２１からサーボモータ１５への電力供給を遮断してサーボモータ１５の駆動を停止させる。これにより、ブレーキ装置１６による主軸ヘッド１４の制動がサーボモータ１５による主軸ヘッド１４の駆動停止に対して遅延することを、確実に防ぐことができる。
【００５２】
このように、制御電源２４と主制御部２３との間に遅延回路２５を設置するとともに制御電源２４をブレーキ回路２２に接続することによって、電源切断時に主軸ヘッド１４がフリーの状態となって重力の作用により自然落下することを防止することができる。このため、通常の構成を有するサーボアンプを制御装置３に用いることができ、このサーボアンプの構成を変更する必要はない。このように、通常のサーボアンプを用いて制御装置３を構成することができ、通常のサーボアンプに対して容易かつ安価に対応することができる。また、電力切断時の主軸ヘッド１４の自然落下を防止するために、無停電電源等の電力供給補助設備を設置する必要もない。従って、工作機械システム１を簡素な構造とすることができ、取り扱いの簡易化を図ることができる。
【００５３】
また、制御電源２４は、停電発生時に電力遮断指令信号およびブレーキ有効信号を出力する停電検出回路２６と、通常の電源オフ時に電源スイッチ３１がオフに切り換えられることにより電力遮断指令信号およびブレーキ有効信号を出力する電源オフ検出回路２７と、を有している。このため、停電発生時には、停電検出回路２６を介して確実に主軸ヘッド１４の重力作用による自然落下を防ぐことができる。また、サーボモータに電力が供給された状態で、通常の電源オフ操作あるいは非常事態のために電源スイッチがオフに切り換えられた場合には、電源オフ検出回路２７を介して確実に主軸ヘッド１４の重力作用による自然落下を防ぐことができる。このように、停電発生時に対応する停電検出回路２６と、電源スイッチ３１がオフに切り換えられた時に対応する電源オフ検出回路２７と、を制御電源２４に設けることにより、各種の電源切断時に適切に対応することができる。
【００５４】
なお、サーボモータ１５にブレーキ装置１６が内蔵されて両者が一体として設けられている場合にも、本発明を適用することができ、また、サーボモータ１５の外部にブレーキ装置１６が設置されて両者が別体として設けられている場合にも、本発明を適用することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、電力遮断指令信号が主制御部に供給されるタイミングは遅延回路により遅らされる。その一方で、制御電源からブレーキ回路へ直接的にブレーキ有効信号が送られて、ブレーキ回路はブレーキ装置を直ちに制御して重力軸を制動させる。これより、ブレーキ装置による重力軸の制動が、サーボモータによる重力軸の駆動停止に対して遅延することを、効果的に防ぐことができ、電源切断時における重力軸の自然落下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】工作機械と工作機械を制御する制御装置とを備えた工作機械システムの構成を示す概略構成ブロック図である。
【図２】図１に示す工作機械システムにおける各種の作動状態を示すタイミングチャートである。
【図３】工作機械と工作機械を制御する従来の制御装置とを備えた工作機械システムの構成を示す概略構成ブロック図である。
【図４】図３に示す工作機械システムにおける各種の作動状態を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ 工作機械システム
２ 工作機械
３ 制御装置
１１ 作業テーブル
１２ 加工部
１３ ボールネジ
１４ 主軸ヘッド
１５ サーボモータ
１６ ブレーキ装置
２１ サーボアンプ
２２ ブレーキ回路
２３ 主制御部
２４ 制御電源
２５ 遅延回路
２６ 停電検出回路
２７ 電源オフ検出回路
３１ 電源スイッチ
Ｗ ワーク
Claims (6)
- 重力軸と、重力軸を駆動するモータと、重力軸を制動するブレーキ装置と、を備えた機械装置を制御するための制御装置であって、
機械装置のモータに接続され、モータを制御するサーボアンプと、
機械装置のブレーキ装置に接続され、ブレーキ装置を制御するブレーキ回路と、
サーボアンプに接続されるとともにブレーキ回路に接続され、サーボアンプをしてモータを制御させるための駆動信号および電力遮断信号をサーボアンプに供給するとともに、ブレーキ回路をしてブレーキ装置を制御させるためのブレーキ有効信号をブレーキ回路に供給する主制御部と、
主制御部をしてサーボアンプに電力遮断信号を供給させるための電力遮断指令信号を主制御部に供給するとともに、ブレーキ回路に対してブレーキ有効信号を直接的に供給する制御電源と、
制御電源と主制御部との間に介在され、電力遮断指令信号が主制御部に供給されるタイミングを遅らせる遅延回路と、
を備え、
ブレーキ回路は、制御電源からのブレーキ有効信号に基づいて直ちにブレーキ装置を制御して、ブレーキ装置により重力軸を制動させることができるようになっている
ことを特徴とする制御装置。 - 制御電源からブレーキ回路にブレーキ有効信号が供給されるタイミングは、主制御部からサーボアンプに電力遮断信号が供給されるタイミングよりも先行するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
- 遅延回路が、制御電源から出力された電力遮断指令信号を主制御部に供給するタイミングを遅らせることにより、ブレーキ装置によって重力軸が制動させられた後に、サーボアンプからモータへの電力供給を遮断してモータの駆動を停止させるようになっている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。 - 制御電源は、停電発生時に電力遮断指令信号を出力する停電検出回路を有している
ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の制御装置。 - 制御電源は、電源スイッチがオフされた時に電力遮断指令信号を出力する電源オフ検出回路を有している
ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の制御装置。 - 重力軸と、重力軸を駆動制御するモータと、重力軸を制動するブレーキ装置と、を備えた機械装置と、
請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の制御装置と、
を備えたことを特徴とする機械装置システム。
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