JP2010167522A - 工作機械におけるスリップ検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークの形状に拘わらず、ワークのスリップを確実に検出可能な工作機械におけるスリップ検出装置を提供する。
【解決手段】ワークＷがスリップすると、ワークＷとセンタ３との間に生じる摩擦熱に起因して温度上昇が生じることから、ワークＷと共に回転し、回転中のワークＷに当接してワークＷの温度を測定する温度センサ１１を主軸台１に設け、ＮＣ装置１０のスリップ検出制御部２２において上記温度上昇を検出することにより、ワークＷのスリップを検出するようにした。したがって、従来のように近接スイッチにより検出可能な凹凸部をワークＷに設けたりする必要がなく、ワークの形状に拘わることなくスリップを検出することができ、汎用性が非常に高い。
【選択図】図２

Description

本発明は、ワークを回転可能に支持する主軸等を有する工作機械において、ワークの回転方向へのすべり（所謂、スリップ）を検出するためのスリップ検出装置に関するものである。

従来、ワークを回転可能に支持する主軸等を有する工作機械において、ワークのスリップを検出するためには、ワークに設けられた切り欠き等の凹凸部を近接スイッチにより検知可能とし、当該近接スイッチによる凹凸部の検知回数と、ワークの指令回転数（たとえば、主軸を回転させるモータの回転数にもとづき算出される）とを比較するという構成が一般的に採用されている。
また、たとえば特許文献１に記載されているように、ガイドブッシュを備えた旋盤等においては、主軸モータの回転数と、ガイドブッシュの回転数とを比較することにより、スリップを検出可能としたものもある。

特開平８−３００２０１号公報

しかしながら、上記近接スイッチを用いる構成では、スリップ検出に必要な凹凸部を有するワークに対してしか有効でなく、スリップの検出の可否がワークの形状に制限されてしまう、すなわち汎用性が低いという問題がある。また、特許文献１に記載の構成によっても、ガイドブッシュにより支持可能なワークを加工する場合にのみ有効であり、ガイドブッシュを使用できないワークに対しては採用できないという問題がある。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みなされたものであって、ワークの形状に拘わらず、ワークのスリップを確実に検出可能な工作機械におけるスリップ検出装置を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、ワークを回転可能に支持して加工する工作機械において、ワークの回転方向へのスリップを検出するためのスリップ検出装置であって、ワークと共に回転し、回転中のワークに当接してワークの温度を測定する温度測定手段と、前記温度測定手段により測定された測定温度と所定の閾値とを比較し、前記測定温度が前記閾値を超えると、スリップが発生しているとしてワークの加工動作を中断する加工中断動作を実行するスリップ検出制御部とを備えたことを特徴とする。
尚、本発明において、加工中断動作とは、ワークの回転を停止させたり、ワークの回転速度を減速させたりする動作をいう。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記測定温度が前記閾値を超えると、当該事態を報知する報知手段を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、ワークと共に回転し、回転中のワークに当接してワークの温度を測定する温度測定手段と、温度測定手段により測定された測定温度と所定の閾値とを比較し、測定温度が閾値を超えると、スリップが発生しているとしてワークの加工動作を中断する加工中断動作を実行するスリップ検出制御部とを備えている。したがって、従来のように近接スイッチにより検出可能な凹凸部をワークＷに設けたり、特許文献１に記載されているようにガイドブッシュを用いてワークＷを支持したりする必要がない。つまり、ワークの形状に拘わることなくスリップを検出することができ、汎用性が非常に高い。
また、請求項２に記載の発明によれば、スリップが発生している事態を報知する報知手段を設けているため、作業者に対してスリップの発生を迅速に知らせることができるというメリットがある。

工作機械を示した説明図である。 スリップ検出に係る機構を示したブロック構成図である。 スリップ検出に係る制御を示したフローチャート図である。 スリップに伴いワークの温度が上昇する様子を示した説明図である。

以下、本発明の一実施形態となる工作機械におけるスリップ検出装置について、図面をもとに説明する。

工作機械は、駆動装置３０の一部であるモータ（図示せず）により回転可能なセンタ３を備えた主軸台１と、主軸台１に対向して配置される心押台２と、モータの回転動作等の加工動作を制御するＮＣ装置１０とを備えてなる。そして、工作機械では、ＮＣ装置１０による制御のもと、主軸台１と心押台２とでワークＷを挟持し、センタ３と共にワークＷを回転させながら、図示しない工具によりワークＷの外周面を切削加工等する。

ここで、上記工作機械におけるスリップ検出装置及びスリップ検出に係る制御について説明する。
スリップ検出装置は、ワークＷの温度を検出するための温度センサ（たとえば、熱電対）１１と、温度センサ１１による検出値をもとにワークＷの温度を測定する温度測定装置１２と、上記ＮＣ装置１０とからなる。

温度センサ１１は、センタ３が支持するワークＷに当接して、ワークＷの温度を検知するものであって、センタ３の内部で、センタ３と共に回転可能に設けられている。温度測定装置１２は、主軸台１の外部に設けられ、伝達部１４を介して温度センサ１１と接続されており、温度センサ１１が検出した検出値にもとづいて、ワークＷの温度を測定可能となっている。また、温度測定装置１２は、ＮＣ装置１０とも接続されており、測定したワークＷの温度をＮＣ装置１０へ送るようになっている。

一方、ＮＣ装置１０は、モータ等を含む駆動装置３０の動作を制御する駆動制御部２０と、予め入力された設定温度を記憶する記憶部２１と、温度測定装置１２から送られてきたワークＷの測定温度と、記憶部２１に記憶されている設定温度とを比較し、ワークＷに温度上昇が生じているか否かを判定したり、温度測定装置１２へ温度測定を指令したりする等、スリップ検出に係る制御を行うスリップ検出制御部２２と、作業者にスリップの発生を報知する報知手段（たとえば、アラームやランプ）２３とを備えている。

そして、上記スリップ検出装置では、図３に示すフローチャートにしたがって、スリップ検出を行う。
まず、加工を開始する前に、ＮＣ装置１０の記憶部２１へ正常と判断する設定温度Ｔ０を入力しておく。そして、ＮＣ装置１０では、加工を開始（Ｓ１）すると、加工が終了するか否かを判断（Ｓ２）し、加工開始当初は当然ＮＯであるため、温度測定装置１２へワークＷの温度測定を指令する。そして、温度測定装置１２では、温度測定の指令をうけると、温度センサ１１を用いてワークＷの温度Ｔを測定し（Ｓ３）、当該測定温度ＴをＮＣ装置１０へ送る。すると、ＮＣ装置１０では、スリップ検出制御部２２において、温度測定装置１２からの測定温度Ｔと、記憶部２１に記憶されている設定温度Ｔ０とを比較する（Ｓ４）。

そして、ワークＷの温度は設定温度以下である（すなわち、Ｔ≦Ｔ０である）場合には、ワークＷにスリップは生じていないとしてＳ２へ戻る。そして、ワークＷにスリップが生じない（すなわち、Ｓ４における判断が常にＴ≦Ｔ０である）限り、Ｓ２〜Ｓ４を繰り返し、加工が終了となると、モータの回転を停止させたり工具を退避させる等、駆動装置３０の動作を停止させ（Ｓ６）て加工を終了し、スリップ検出に係る制御も終了する。
一方、Ｓ４における判断の結果、ワークＷの温度が設定温度を超えると、ワークＷとセンタ３との間に摩擦熱が生じている、すなわちワークＷがスリップしていると判断して、アラームを鳴らす、ランプを点灯／点滅させる等、報知手段を作動させて作業者にスリップの発生を報知する（Ｓ５）とともに、モータの回転を停止させる等、駆動装置３０の動作を停止させ（Ｓ６）て、加工を一旦終了とする。

以上、本実施例にかかるスリップ検出装置によれば、ワークＷがスリップすると、ワークＷとセンタ３との間に生じる摩擦熱に起因して、図４に示す如き温度上昇が生じることから、ワークＷと共に回転し、回転中のワークＷに当接してワークＷの温度を測定する温度センサ１１を主軸台１に設け、ＮＣ装置１０のスリップ検出制御部２２において上記温度上昇を検出することにより、ワークＷのスリップを検出する。したがって、従来のように近接スイッチにより検出可能な凹凸部をワークＷに設けたり、特許文献１に記載されているようにガイドブッシュを用いてワークＷを支持したりする必要がない。つまり、ワークの形状に拘わることなくスリップを検出することができ、汎用性が非常に高い。
また、スリップの発生を検出すると、アラームを鳴らす、ランプを点灯／点滅させる等、報知手段を作動させて作業者にスリップの発生を報知するため、作業者に対してスリップの発生を迅速に知らせることができる。

なお、本発明の工作機械におけるスリップ検出装置は、上記実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、温度測定装置やスリップ検出時の制御等に係る構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で必要に応じて適宜変更可能である。

たとえば、温度測定装置を主軸台の内部に設けたり、ＮＣ装置の一部として組み込んだりしても何ら問題はなく、上記実施形態の如く、別途装置として設ける必要はない。
また、ＮＣ装置がスリップを検出した際、加工中断動作として駆動装置の動作を停止（たとえば、モータを停止）するのではなく、モータの回転速度を減速させるようにしてもよい。
さらに、上記実施形態では、センタによりワークを支持しているが、チャック等によりワークを支持するようなものに対しても適用可能である。加えて、支持状態にあるワークへ当接させる温度検出手段の設置位置や個数等は、ワークの形状や大きさ、ワーク支持手段の形状等により適宜変更可能であることは言うまでもなく、たとえば主軸台のワーク支持部の近傍位置に、温度センサを主軸台とは別個に設けても何ら問題はない。
さらにまた、回転する温度センサの出力を温度測定部へ伝達するための伝達部としては、無線による送受信のための送受信部やスリップリング等の公知の手段を用いることができる。

１・・主軸台、２・・心押台、３・・センタ、１０・・ＮＣ装置、１１・・温度センサ（温度測定手段）、１２・・温度測定装置（温度測定手段）、２０・・駆動制御部、２１・・記憶部、２２・・スリップ検出制御部、３０・・駆動装置。

Claims (2)

1. ワークを回転可能に支持して加工する工作機械において、ワークの回転方向へのスリップを検出するためのスリップ検出装置であって、
   ワークと共に回転し、回転中のワークに当接してワークの温度を測定する温度測定手段と、
   前記温度測定手段により測定された測定温度と所定の閾値とを比較し、前記測定温度が前記閾値を超えると、スリップが発生しているとしてワークの加工動作を中断する加工中断動作を実行するスリップ検出制御部と
   を備えたことを特徴とするスリップ検出装置。
2. 前記測定温度が前記閾値を超えると、当該事態を報知する報知手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のスリップ検出装置。

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