JP2007098494A - 移動体駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 一対のガスバランサー5a、5bを接続するガス配管14に介設され通常運転時に閉じガス洩れの程度判定時に開く開閉弁15と、開閉弁15と一方のガスバランサーとを接続するガス配管14に介設された圧力計16とを設けて、ガス洩れ検出手段によるガス洩れ検出後のガス洩れの程度判定時における開閉弁15の開閉前後の圧力計16の圧力変化により、それぞれのガスバランサー5a、5bのガス洩れの程度を判定できるようにした。
【選択図】 図2
Description
請求項1に係る本発明による作用は、昇降機構の電動機の電流又はトルクを検知することによりガスバランサーのガス洩れを検出するガス洩れ検出手段と、一対のガスバランサーを接続するガス配管に介設され通常運転時に閉じガス洩れの程度判定時に開く開閉弁と、開閉弁と一方のガスバランサーとを接続するガス配管に介設された圧力計とを設けて、ガス洩れ検出後のガス洩れの程度判定時における開閉弁の開閉前後の圧力計の圧力変化により、それぞれのガスバランサーのガス洩れの程度を判定可能としたから、保守の必要な時期を確実に知ることができると共に、それぞれのガスバランサーのガス洩れの程度を知って、的確な保守をすることができる。
ガス洩れの程度により、保守は、例えば、一方のガスバランサーから限度まで洩れており、他方のガスバランサーからほとんど洩れていないときは、一方のガスバランサーのみの保守を行ったり、洩れの程度が双方同等であれば両方のガスバランサーとも保守を行うようにすることができるのである。また、移動体駆動装置の運転時間が分かる場合には、運転時間とガス洩れの程度から、それぞれのガスバランサーをどのように、例えば、部品交換、パッキン交換、オーバーホールなどの保守のやり方を決めることができる。
図1及び図2は、本発明の実施の形態に係る移動体駆動装置の全体構成を示す図面であり、図1はその正面図、図2は図1の平面図である。図3は第一の実施の形態を示す図面、図4は第二の実施の形態を示す図面、図5は第三の実施の形態を示す図面、図6〜図9は第四の実施の形態を示す図面、図10及び図11は第五の実施の形態を示す図面、図12は第六の実施の形態を示す図面、図13及び図14は第七の実施の形態を示す図面である。
図1及び図2において、1a及び1bは工作機械のベース2に固定した一対のコラムであり、レール3a,3bを備えると共に、一対のボールねじ軸4a,4bを軸受を介して回転可能に支持している。ボールねじ軸4a,4bは下端をベース2によってもスラスト軸受を介して回転可能に支持されている。
ロッド7a,7bは下端をベース2に押しあて、その上部がシリンダ6a,6bの底部を貫通している。シリンダ6a,6bはロッド7a,7bをガイドとして昇降するようにされている。
このガス配管14に介設する開閉弁15及び圧力計16は、括弧内に示すように電磁開閉弁31及び電気式圧力計32であってもよい。
図3において、18a,18bは、一対のボールねじ用サーボモータ13a,13bにそれぞれ設けられ、それぞれのボールねじ用サーボモータ13a,13bの運転電流を検知する運転電流検知器である。19は、一対の運転電流比較手段19a,19bを有するガス洩れ検出手段であり、ガス洩れ検出手段19は、運転電流検知器18a,18bで検知した運転電流を運転電流比較手段19a,19bによりあらかじめ設定した設定値と比較し、いずれかの運転電流が設定値以上になるとガス洩れ信号を出力するようにしている。ガス洩れ検出手段19がガス洩れ信号を出力するとランプ20が点灯して装置の運転管理者に知らせるようにしている。
ガス配管15に介設した開閉弁15を手動で開き、ガス充填口17に窒素ガス供給口を接続して窒素ガスボンベのバルブを開き、圧力計16を見ながら窒素ガスを一対のガスバランサー5a,5bのシリンダ6a,6b内に設定圧力になるまで充填し、充填後窒素ガスボンベのバルブを閉じて、窒素ガス供給口をガス充填口17から取り外す。また、開閉弁15も手動で閉じる。なお、ガス充填口17には逆止弁が組み込まれており、窒素ガス供給口を取り外せばガス充填口17は閉止される。
このように一対のガスバランサー5a,5bのシリンダ6a,6b内へのガスの充填は開閉弁15を開いて行うので、一対のシリンダ6a,6b内を同一圧力とすることができる。
一対のボールねじ用サーボモータ13a,13bは同期して駆動し、正確な位置制御ができるようにしており、かつ、運転電流検知器18a,18bにより各サーボモータ13a,13bの運転電流を検知している。
そして、ガスバランサー5a,5bが受ける重量は、ロッド7a,7bの断面積にシリンダ6a,6b内のガス圧力を乗じた値に比例するから、結局、ボールねじ用サーボモータ13a,13bの運転電流は、シリンダ6a,6bのガス圧力に関係することになる。シリンダ6a,6bのガス圧力はシリンダ6a,6bのガス洩れに対応して低下する。なお、シリンダ6a,6bの上下方向の位置により、シリンダ6a,6b内の容積が変わるため、ガス圧力が変わるが、説明を簡単にするため、シリンダ6a,6bの上下方向位置によるガス圧力の変化は省略して説明する。
運転管理者は、ランプ20の点灯を確認すると、次のようにしてガス洩れの程度の判定を行う。まず、圧力計16によりそのときの圧力を読み取り記録する。そして、開閉弁15を開いて一対のガスバランサー5a,5bのシリンダ6a,6b内のガス圧力をバランスさせ、バランス後の圧力計16の圧力を読み取り記録する。
すなわち、開閉弁15の開により圧力計16の圧力が上昇したときには、ガスはガスバランサー5bからガスバランサー5aに流れたことになり、一対のガスバランサー5a,5bのうち、ガスバランサー5aの方がガス洩れが大きいと判定することができる。また、開閉弁15の開により圧力計16の圧力が降下したときには、ガスはガスバランサー5aからガスバランサー5bに流れたことになり、一対のガスバランサー5a,5bのうち、ガスバランサー5bの方がガス洩れが大きいと判定することができる。なお、開閉弁15の開により圧力計16の圧力に変化がないときには、一対のガスバランサー5a,5bのガス洩れは同じであったと判定することができる。
以下、第一の実施の形態と相違する点について詳細に説明し、第一の実施の形態と同じ点については説明を省略もしくは簡単な説明にとどめる。
21は、一対の運転電流比較手段21a,21bを有するガス洩れ状態検出手段であり、ガス洩れ状態検出手段21は、運転電流検知器18a,18bで検知した運転電流を運転電流比較手段21a,21bによりあらかじめ定めた第一所定値と比較し、いずれかの運転電流が第一所定値以上になるとガス洩れ状態信号を出力するようにしている。ガス洩れ状態検出手段21がガス洩れ状態信号を出力すると第1ランプ22が点灯して装置の運転管理者に知らせるようにしている。
ガス洩れ検出手段23がガス洩れ信号を出力すると第2ランプ24が点灯して装置の運転管理者に知らせるようにしている。
ガス配管14に介設した開閉弁15を手動で開き、ガス充填口17に窒素ガス供給口を接続して窒素ガスボンベのバルブを開き、圧力計16を見ながら窒素ガスを一対のガスバランサー5a,5bのシリンダ6a,6b内に設定圧力になるまで充填し、充填後窒素ガスボンベのバルブを閉じて、窒素ガス供給口をガス充填口17から取り外すところは第一の実施の形態と同じである。
そして、第一の実施の形態では、開閉弁15も手動で閉じたが、この第二の実施の形態では開閉弁15を開けたまま装置の通常の運転を行うのである。
運転管理者は、第1ランプ22の点灯を確認すると、開閉弁15を閉じて装置を運転する。そして、運転電流検知器18a,18bで検知した運転電流は運転電流比較手段23a,23bで第二所定値と比較され、いずれかの運転電流が第二所定値以上になると、ガス洩れ検出手段23がガス洩れ信号を出力し、第2ランプ24が点灯して第一の実施の形態と同様にガス洩れの程度の判定を行う。
第一所定値を第二所定値の80%のガス洩れ状態となったときにガス洩れ状態検出手段21がガス洩れ状態信号を出力するように設定すれば、保守から保守までの装置の累積運転時間のうち、80%の時間について開閉弁15を開いてガスバランサー5a,5bのガス圧力を同じにして、装置の運転を行い、残りの20%の運転時間について開閉弁15を閉じて装置の運転を行い、その後、それぞれのガスバランサー5a,5bのガス洩れの状態を判定するのである。
開閉弁15を閉じて運転した時間及び開いて運転した時間におけるそれぞれのガス洩れの量は装置のそれぞれの運転時間に比例し、運転電流検知器18a,18bで検出する電流はガス洩れの量に関係している点から、第一所定値及び第二所定値のそれぞれの値により運転時間比が推定できるのである。なお、運転時間比の推定に替えてガス洩れ状態検出手段21がガス洩れ状態信号を出力したときの圧力計16の圧力、ガス洩れの程度判定時に開閉弁15を開いて均圧したときの圧力計16の圧力及びガス充填時の設定圧力の3つの圧力からガス洩れの程度を求めることもできる。
また、この第三の実施の形態では、第二の実施の形態の運転電流比較手段23a,23bからなるガス洩れ検出手段23に替えて、ガス洩れ状態検出後における運転スイッチ25がON状態のとき時間をカウントするタイマー手段29aからなるガス洩れ検出手段29を設けて、ガス洩れ検出手段29によりガス洩れ信号を出力し、第2ランプ30を点灯するようにしている。
運転管理者は、第1ランプ22の点灯を確認すると、開閉弁15を閉じて運転するガス洩れ状態検出後の累積運転時間をタイマー手段29aの設定により行うのである。
タイマー手段29aがタイムアップするとガス洩れ検出手段29からガス洩れ信号が出力され、第2ランプ30が点灯して保守の必要があることを知らせる。
第四の実施の形態は、図2に示す第一〜第三の実施の形態における開閉弁15を電磁開閉弁31、圧力計16を電気式圧力計32に替えると共に、図6に示すように、マイクロコンピュータを主要部とする制御装置33、移動体駆動装置の運転及び停止を行う運転スイッチ34、電磁開閉弁の手動での開閉を行う開閉スイッチ35、表示手段36等を設けて自動的に、保守の必要時にそれぞれのガスバランサー5a,5bのガス洩れの程度を判定できるようにしたものである。
制御装置33には、一対のボールねじ用サーボモータ13a,13bの運転電流を検知する一対の運転電流検知器18a,18bで検知した運転電流を入力するようになっており、記憶装置に記憶されたあらかじめ設定した設定値ASと、入力された運転電流とをそれぞれ制御装置33内に構成する運転電流比較手段で比較していずれかの運転電流が設定値AS以上になるとガス洩れ信号を出力するガス洩れ検出手段を制御装置33内に構成している。
図7のステップS1で、運転管理者が開閉スイッチ35をONにすると、ON信号が制御装置33に入力され、制御装置33から電磁開閉弁31を開く信号が出力され、ステップS2で電磁開閉弁31を開く。
そして、運転管理者は窒素ガスを表示手段36に表示された電気式圧力計32の圧力を見ながら窒素ガスを設定圧力PSになるまで充填する。運転管理者は設定圧力PSになると窒素ガスボンベのバルブを閉じ、開閉スイッチ35をOFFにし、窒素ガス供給口をガス充填口17から取り外す。
そして、運転管理者はステップS22でボールねじ用サーボモータ13a,13bを駆動して主軸ヘッド8を昇降させ、主軸用サーボモータ10を駆動して所定の加工を行う。
制御装置33がガス洩れ信号を出力するとステップS25で運転スイッチ34をOFFにして移動体駆動装置を停止すると共に、ランプ20を点灯し、さらに電気式圧力計32の圧力を検知し制御装置33に入力して記憶装置に記憶する。
ステップS27〜ステップS28で電磁開閉弁31を開いた後、タイマー手段で時間をカウントするのは一対のガスバランサー5a,5bの一対のシリンダ6a,6bのガス圧力を均等にするためであり、タイマー手段の設定は数秒〜数十秒とするのである。
そして、運転管理者は、ガスバランサー5a,5bのガス洩れの程度を自動的に知って、部品交換、パッキン交換、オーバーホールなどの保守のやり方を決めることができるのである。
第五の実施の形態は、第四の実施の形態に、さらにガス洩れ状態検出手段を用いると共に通常運転時に電磁開閉弁31を開くのである。以下、第四の実施の形態と相違する点について詳細に説明し、第四の実施の形態と同じ点については説明を省略もしくは簡単な説明にとどめる。
記憶装置に記憶されたあらかじめ定めた第一所定値AT1及び第二所定値AT2と、入力された運転電流とをそれぞれ制御装置37内に構成する運転電流比較手段で比較して、いずれかの運転電流が第一所定値AT1以上になるとガス洩れ状態信号を出力するガス洩れ状態検出手段といずれかの運転電流が第二所定値AT2以上になるとガス洩れ信号を出力するガス洩れ検出手段とを制御装置37内に構成している。
ステップS42で制御装置37により電磁開閉弁31を開く。
一対のボールねじ用サーボモータ13a,13bは同期して駆動し、正確な位置制御ができるようにしており、かつ、運転電流検知器18a,18bにより各サーボモータ13a,13bの運転電流A1,A2を検知して、それぞれ制御装置37に入力し、記憶装置に記憶されたあらかじめ定めた第一所定値AT1と、入力された運転電流A1,A2とをそれぞれ制御装置37内に構成する運転電流比較手段で、ステップS44,S45において、比較していずれかの運転電流A1,A2が第一所定値AT1以上になると制御装置37内のガス洩れ状態検出手段がガス洩れ状態信号を出力する。
制御装置37がガス洩れ状態信号を出力するとステップS46で第1ランプ22を点灯し、電磁開閉弁31を閉じ、さらに電気式圧力計32の圧力を検知し制御装置37に入力して記憶装置に記憶する。
ステップS48,S49において、運転電流検知器18a,18bにより各サーボモータ13a,13bの運転電流A1,A2を検知して、それぞれ制御装置37に入力し、記憶装置に記憶されたあらかじめ定めた第二所定値AT2と、入力された運転電流A1,A2とをそれぞれ制御装置37内に構成する運転電流比較手段で、比較していずれかの運転電流A1,A2が第二所定値AT2以上になると制御装置37内のガス洩れ検出手段がガス洩れ信号を出力する。
ステップS51で電磁開閉弁31を開き、ステップS52で制御装置37内のタイマー手段の作動を開始する。ステップS53でタイマー手段がタイムアップすると、ステップS54で電気式圧力計32の圧力を検知し制御装置37に入力して記憶装置に記憶する。
このガス洩れ程度の判定には、電磁開閉弁31を閉じて運転したときの圧力の低下と開いて運転したときの圧力の低下との比を加味した上で、電気式圧力計32の圧力変化から求めるのである
そして、運転管理者は、ガスバランサー5a,5bのガス洩れの程度を自動的に知って、部品交換、パッキン交換、オーバーホールなどの保守のやり方を決めることができるのである。
第六の実施の形態は、第五の実施の形態において、運転電流を第二所定値と比較してガス洩れ信号を出力していたのに替えて、ガス洩れ状態信号が出力されたときの累積運転時間から電磁開閉弁31を閉じて運転するガス洩れ状態継続運転の累積時間を自動的に定めて、その時間が来るとガス洩れ信号を出力するようにしたものである。以下、第六の実施の形態について、図1、図2及び図10を参照しながら、図12に基づいて説明する。なお、第五の実施の形態と相違する点について詳細に説明し、第五の実施の形態と同じ点については説明を省略もしくは簡単な説明にとどめる。
そして、運転管理者はステップS64でボールねじ用サーボモータ13a,13bを駆動して主軸ヘッド8を昇降させ、主軸用サーボモータ10を駆動して所定の加工を行う。
制御装置37がガス洩れ状態信号を出力するとステップS67で第1ランプ22を点灯し、電磁開閉弁31を閉じ、さらに電気式圧力計32の圧力を検知し制御装置37に入力して記憶装置に記憶すると共に、タイマー手段を停止し、カウント時間を記憶装置に記憶する。このカウント時間を記憶装置に記憶する手段が電磁開閉弁31を開いて運転する通常運転時の累積運転時間を記憶する累積運転時間記憶手段を構成するのである。
この時間の設定はステップS67で累積運転時間記憶手段に記憶した通常運転時の累積運転時間にあらかじめ定められた係数を乗じて自動的になされる。係数は0.2〜1.0の範囲で定めるのである。
ステップS71において、タイマー手段がタイムアップしているかどうかを判定し、タイムアップするとガス洩れであると判定してガス洩れ信号を出力する。このタイマー手段での判定がガス洩れ検出手段の機能を発揮している。
ステップS73で電磁開閉弁31を開き、ステップS74で制御装置37内のタイマー手段の作動を開始する。ステップS75でタイマー手段がタイムアップすると、ステップS76で電気式圧力計32の圧力を検知し制御装置37に入力して記憶装置に記憶する。
このガス洩れ程度の判定には、電磁開閉弁31を閉じて運転したときの圧力の低下と開いて運転したときの圧力の低下との比を加味した上で、電気式圧力計32の圧力変化から求めるのである
そして、運転管理者は、ガスバランサー5a,5bのガス洩れの程度を自動的に知って、部品交換、パッキン交換、オーバーホールなどの保守のやり方を決めることができるのである。
第七の実施の形態は、第六の実施の形態において、ガス洩れ状態を検出するために、ボールねじ用サーボモータ13a,13bの運転電流を検知する運転電流検知器18a,18bを設けて運転電流を第一所定値AT1と比較してガス洩れ状態信号を出力していたのに替えて、電気式圧力計32の圧力を検知してあらかじめ定めた所定圧力PT以下になるとガス洩れ状態信号が出力されるようにした点が異なる。以下、第六の実施の形態と相違する点について詳細に説明し、第六の実施の形態と同じ点については説明を省略もしくは簡単な説明にとどめる。
また、第七の実施の形態は、図14において、ステップS85で電気式圧力計32の圧力を検知して制御装置37に入力し、制御装置37内の圧力比較手段で検知圧力Pがあらかじめ定めて制御装置37内の記憶装置に記憶された所定圧力PT以下になると制御装置37内に構成するガス洩れ状態検出手段がガス洩れ状態信号を出力し、ステップ86で第1ランプ22を点灯し、電磁開閉弁31を閉じ、さらにタイマー手段を停止し、カウント時間を制御装置37内の記憶装置に記憶する。
この第七の実施の形態では、ステップS85で電気式圧力計32の検知圧力によりガス洩れ状態を検出している点が第六の実施の形態で運転電流によりガス洩れ状態を検出した点と異なるが、これ以外では第七の実施の形態は第六の実施の形態と同じであるので説明を省略する。
このように、第七の実施の形態では、ガス洩れ状態を検出するのに、電気式圧力計32を利用でき、運転電流検知器を必要としない。
5a,5b ガスバランサー
8 主軸ヘッド
13a,13b ボールねじ用サーボモータ
14 ガス配管
15 開閉弁
16 圧力計
18a,18b 運転電流検知器
19 ガス洩れ検出手段
21 ガス洩れ状態検出手段
23 ガス洩れ検出手段
27 累積運転時間記憶手段
28 累積運転時間表示手段
29 ガス洩れ検出手段
31 電磁開閉弁
32 電気式圧力計
Claims (5)
- 上下動する移動体と、移動体の重量を受ける一対のガスバランサーと、移動体を上下に駆動する電動機を有する昇降機構とを備えた装置において、昇降機構の電動機の電流又はトルクを検知することによりガスバランサーのガス洩れを検出するガス洩れ検出手段と、一対のガスバランサーを接続するガス配管に介設され通常運転時に閉じガス洩れの程度判定時に開く開閉弁と、開閉弁と一方のガスバランサーとを接続するガス配管に介設された圧力計とを設けて、ガス洩れ検出後のガス洩れの程度判定時における開閉弁の開閉前後の圧力計の圧力変化により、それぞれのガスバランサーのガス洩れの程度を判定可能としたことを特徴とする移動体駆動装置。
- 上下動する移動体と、移動体の重量を受ける一対のガスバランサーと、移動体を上下に駆動する電動機を有する昇降機構とを備えた装置において、昇降機構の電動機の電流又はトルクが所定値以上になったことを検知することによりガスバランサーのガス洩れ状態を検出するガス洩れ状態検出手段と、一対のガスバランサーを接続するガス配管に介設され通常運転時及びガス洩れの程度判定時に開きガス洩れ状態検出後のガス洩れ状態継続運転時に閉じる開閉弁と、開閉弁と一方のガスバランサーとを接続するガス配管に介設された圧力計とを設けて、ガス洩れ状態継続運転後のガス洩れの程度判定時における開閉弁の開閉前後の圧力計の圧力変化により、それぞれのガスバランサーのガス洩れの程度を判定可能としたことを特徴とする移動体駆動装置。
- 開閉弁を開いて運転する通常運転時の累積運転時間を記憶する累積運転時間記憶手段と、ガス洩れ状態検出手段によるガス洩れ状態検出時の累積運転時間記憶手段に記憶されている累積運転時間を表示する運転時間表示手段を備え、開閉弁を閉じて運転するガス洩れ状態継続運転の累積運転時間を運転時間表示手段の累積運転時間により決定することを特徴とする請求項2に記載の移動体駆動装置。
- 圧力計は電気式圧力計であり、開閉弁は電磁開閉弁であり、ガス洩れの程度判定時における電磁開閉弁の開閉前後の電気式圧力計の圧力変化により、それぞれのガスバランサーのガス洩れの程度を判定するガス洩れ程度判定手段を備えていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の移動体駆動装置。
- 上下動する移動体と、移動体の重量を受ける一対のガスバランサーと、移動体を上下に駆動する電動機を有する昇降機構とを備えた装置において、一対のガスバランサーを接続するガス配管に介設された電磁開閉弁と、電磁開閉弁と一方のガスバランサーとを接続するガス配管に介設された電気式圧力計と、電磁開閉弁を開いて運転する通常運転時の電気式圧力計の圧力が所定値以下になったことを検知することによりガスバランサーのガス洩れ状態を検出するガス洩れ状態検出手段と、電磁開閉弁を開いて運転する通常運転時の累積運転時間を記憶する累積運転時間記憶手段と、電磁開閉弁を閉じて運転するガス洩れ状態検出後のガス洩れ状態継続運転の累積運転時間を累積運転時間記憶手段に記憶されている通常運転時の累積運転時間に所定の係数を乗じて設定するタイマー手段と、ガス洩れ状態継続運転後のガス洩れの程度判定時における電磁開閉弁の開閉前後の電気式圧力計の圧力変化によりそれぞれのガスバランサーのガス洩れの程度を判定するガス洩れ程度判定手段とを備えていることを特徴とする移動体駆動装置。
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