JP2011067916A - 移設検出装置及び当該移設検出装置を備えた工作機械 - Google Patents

Abstract

【課題】消費電力を節約できると共に、有事に移設検出機能を連続的に維持できる移設検出装置及び当該移設検出装置を備える工作機械を提供する。
【解決手段】工作機械に最初の振動があるまでは、乾電池３２からラッチリレー３４を通じて振動検出装置３１に向けて電流が流れないので、乾電池３２の電力消費を最低限に抑えることができる。工作機械を揺すった場合、振動検出器３３では、スイッチ４１が電気的に接続状態となる。スイッチ４１が接続状態になると、ラッチリレー３４のコイル３８に電流が流れて磁場が発生し、その磁力によってラッチリレー３４のスイッチ３７がオン状態となる。乾電池３２からラッチリレー３４を通じて電流が振動検出装置３１に向けて流れるので、振動検出装置３１は、工作機械の振動の連続的な監視を開始する。
【選択図】図２

Description

本発明は、移設検出装置及び当該移設検出装置を備えた工作機械に関する。

従来、機器の移設を監視する技術として機器の電源オフの期間に装置に加わる振動を検出し記憶することにより、電源再投入後に振動履歴が存在するか否か判断し、振動履歴が存在する場合には装置の起動を禁止する移設検出装置が知られている。例えば、数値制御装置の傾斜検出手段と、傾斜検出手段が予め設定された基準値以上の傾斜を検出した時に数値制御装置が移設されたと判断する移設判断手段と、移設されたと判断した時に数値制御装置の使用を禁止する使用禁止手段とを備える移設検出機能を有する数値制御装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、傾斜検出手段、移設判断手段に対して間欠的に電力を供給するようにして、バックアップ電源である乾電池の消費電力を低減している。

特開２００９−１３４５６１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の移設検出機能を有する数値制御装置では、乾電池からの電力供給を間欠的に行うので、その間隔を長くし過ぎると、移設検出機能が低下するという問題点があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、消費電力を節約できると共に、移設検出機能を維持できる移設検出装置及び当該移設検出装置を備える工作機械を提供することを目的とする。

本発明の第１態様に係る移設検出装置は、機械の移動を検出する移動検出手段と、前記機械の電源がオフの際、前記移動検出手段に電源を供給するバックアップ電源とを備えた移設検出装置において、前記バックアップ電源は、移動検出手段に対して通常時は電気的に非接続状態であり、前記移動検出手段によって前記機械の移動が検出された場合に、前記移動検出手段と前記バックアップ電源とを電気的に接続状態にする接続手段を備えている。

第１態様では、移動検出手段が機械の移動を検出する。バックアップ電源は、機械の電源がオフの際に移動検出手段に電源を供給する。機械の電源がオフの状態で、機械が移動した場合、移動検出手段は機械の移動を検出できる。バックアップ電源は、移動検出手段に対して通常時は電気的に非接続状態である。接続手段は、移動検出手段が機械の移動を検出した場合に、移動検出手段とバックアップ電源とを電気的に接続状態にする。機械が最初に移動するまでは、バックアップ電源は移動検出手段に電力を供給しないので、バックアップ電源の電力を節約できる。機械が移動を開始した後は、接続手段が移動検出手段とバックアップ電源とを電気的に接続状態にするので、移動検出手段による機能を維持できる。

また、第１態様は、前記接続状態が、前記移動検出手段と前記バックアップ電源とを電気的に接続状態にしてから所定時間経過後、前記接続状態を切断する切断手段を備えてもよい。切断手段は、接続状態が、移動検出手段とバックアップ電源とを電気的に接続状態にしてから所定時間経過後、接続状態を切断するので、バックアップ電源の消費電力をさらに節約できる。

また、第１態様において、前記移動検出手段は、前記機械の振動を検出してもよい。機械の振動を検出することによって、機械の移動を検出できる。

本発明の第２態様に係る工作機械は、請求項１乃至３の何れかに記載の移設検出装置を備えている。

第２態様は、請求項１乃至３の何れかに記載の移設検出装置を備えているので、請求項１乃至３の何れかに記載の効果を得ることができる。

工作機械１、数値制御装置２及び移設検出装置３の電気的構成を示すブロック図である。 移設検出装置３の回路図である。 振動検出器３３の斜視図である。 振動検出器３３の断面図である。

以下、本発明の一実施形態である工作機械１について、図面を参照して説明する。図１に示す工作機械１は、ワークと工具とを相対移動させることで、ワークに所望の切削加工を施すことができる機械である。工作機械１には、工作機械１を操作する操作パネル１４を設けてある。操作パネル１４は、各種動作条件等を設定するキーボード１１と、設定画面や、加工プログラム等を表示するディスプレイ１３とを備えている。

工作機械１には、制御コマンドの配列からなる加工プログラム（ＮＣプログラム）を実行することで、工作機械１のワークの加工動作を制御する数値制御装置２を設けてある。数値制御装置２は、ＣＰＵ５、ＲＯＭ６、ＲＡＭ７、入出力インタフェイス８を備えている。入出力インタフェイス８には、工作機械１の各種駆動モータ（図示外）と、キーボード１１と、ディスプレイ１３を駆動する駆動回路１２と、工作機械１の移動を検出する移設検出装置３とを各々接続している。移設検出装置３は、工作機械１の振動を検出するために工作機械１に固定してある。

次に、移設検出装置３の構成について、図１，図２を参照して説明する。移設検出装置３は、工作機械１の振動を検出し、振動履歴を記憶する振動検出装置３１（本発明の「移動検出手段」に相当）と、乾電池３２（例えば、３個）と、工作機械１の電源をオフしてから最初の振動を検出する振動検出器３３と、該振動検出器３３が検出した振動によって乾電池３２（本発明の「バックアップ電源」に相当）と振動検出装置３１とを電気的に接続して導通状態とするラッチリレー３４(本発明の「接続手段」に相当)と、該ラッチリレー３４によって電気的に接続した乾電池３２と振動検出装置３１とを電気的に遮断するオフ用リレー３５と、乾電池３２と振動検出装置３１とを電気的に接続してから所定時間経過したら、オフ用リレー３５の接点を非接触にして導通状態を遮断するコイル３９（図２参照）を有するタイマー回路３６とを備えている。後述するが、振動検出器３３は、その内側にある重り５３の振動によってスイッチ４１をオンする仕組みを備えている。

次に、移設検出装置３における電気的な接続について説明する。図２に示すように、乾電池３２のプラス側は、振動検出装置３１と、ラッチリレー３４の接点であるスイッチ３７の一端と、振動検出器３３のスイッチ４１の一端とに各々接続している。ラッチリレー３４のスイッチ３７の他端は、振動検出装置３１に接続している。振動検出器３３のスイッチ４１の他端は、ラッチリレー３４のコイル３８の一端に接続されている。コイル３８の他端は振動検出装置３１に接続している。乾電池３２のマイナス側は、振動検出装置３１に接続している。タイマー回路３６は振動検出装置３１に接続している。ラッチリレー３４のスイッチ３７の他端と、振動検出器３３のスイッチ４１の他端とが電気的接続している。乾電池３２のプラス側を振動検出装置３１に接続することで、振動検出装置３１に設けた記憶媒体（図示外）の記憶保持に必要な最低限の電力を供給し、乾電池３２を抜いたことを振動検出装置３１で検出する。

次に、振動検出器３３の構造について説明する。図３，図４に示すように、振動検出器３３は、平板５１の中心に、円筒状の弾性体５２（例えば、コイルバネ）を垂直に取り付けている。弾性体５２の先端に、重り５３を、弾性体５２の重心軸上に重り５３の重心が位置するように取り付けている。スイッチ４１を、弾性体５２の伸縮の範囲においてオン・オフするような向きでケース５６で固定している。ケース５６の大きさは、重り５３が振れたときケース５６に接触しない大きさにする。重り５３には弾性体５２の重心軸方向に円筒状の穴をあけている。棒状の弾性体５７を重り５３の穴及び弾性体５２の筒内を通して、平板５１に垂直に固定している。

上記構成である振動検出器３３では、工作機械１が揺すられると、重り５３が、慣性の法則によってその位置に残ろうとする。重り５３は、弾性体５２に固定されているので、重り５３の移動範囲及び移動速度は制限される。工作機械１が静止すれば、重り５３は元の位置に復元される。弾性体５２は、伸縮及び屈曲可能なので、重り５３はすべての方向に移動できる。工作機械１の振動によって、重り５３とスイッチ４１が接触し、スイッチ４１がオンする。スイッチ４１は電気的に接続状態となる。

次に、移設検出装置３による振動検出の流れについて、図２を参照して説明する。工作機械１の電源がオフ状態になると、移設検出装置３による振動検出の監視を始める。工作機械１に最初の振動があるまでは、乾電池３２からラッチリレー３４を通じて振動検出装置３１に向けて電流が流れないので、乾電池３２の電力消費を最低限に抑えることができる。

工作機械１を揺すった場合、振動検出器３３では、重り５３とスイッチ４１とが接触し、スイッチ４１がオンする。スイッチ４１がオンすると、ラッチリレー３４のコイル３８に電流が流れて磁場が発生し、その磁力によってラッチリレー３４のスイッチ３７がオン状態となる。スイッチ３７がオン状態になると、乾電池３２から電流が振動検出装置３１に向けて流れるので、振動検出装置３１は、工作機械１の振動の連続的な監視を開始する。連続的な監視を始めたら、タイマー回路３６が振動検出装置３１による監視時間を計測する。

振動検出装置３１において、工作機械１の振動を検出した場合、工作機械１が移動した移動履歴情報を、振動検出装置３１に設けたＲＡＭ（図示外）に記憶する。

次いで、タイマー回路３６では、振動検出装置３１による連続監視時間が所定時間（例えば、５分間）を経過した場合にコイル３９に電流を流す。コイル３９に電流を流すと、コイル３９回りに磁場が発生し、オフ用リレー３５がオフする。オフ用リレー３５がオフすることでラッチリレー３４のコイル３８に電流が流れなくなり、磁力がなくなることでラッチリレー３４のスイッチ３７がオフ状態となる。これにより乾電池３２からラッチリレー３４を通じて振動検出装置３１に向けて電流が流れないので乾電池３２の電力消費は最初の状態に戻る。振動検出装置３１による連続監視が開始してから所定時間経過後に、乾電池３２からラッチリレー３４を通じての電源を遮断するので、乾電池３２の電力を節約できる。電池寿命が延びるので、電池交換を頻繁にする必要性もない。移設検出装置３は、最初の状態に戻るので、次の振動があるまでは乾電池３２の電力消費を抑えることができる。

そして、工作機械１の電源をオンし、振動検出装置３１に設けたＲＡＭ（図示外）に工作機械１の移動履歴情報を記憶している場合、振動検出装置３１は、ＲＡＭに記憶した移動情報を、移設検出信号として数値制御装置２に送信する。数値制御装置２では、ＣＰＵ５が、その移設検出信号に基づき、ＲＡＭ７に工作機械１の移動履歴として記憶し、工作機械１の起動を禁止する。工作機械１は、作業者が操作パネル１４からパスワードを入力することで、起動可能となる。尚、タイマー回路３６と、オフ用リレー３５とが本発明の「切断手段」に相当する。

以上説明したように、本実施形態である工作機械１は、工作機械１の移動を検出する移設検出装置３を備えている。移設検出装置３は、工作機械１の振動を検出する振動検出装置３１と、乾電池３２（例えば、３個）と、工作機械１の電源をオフしてから最初の振動を検出する振動検出器３３と、該振動検出器３３が検出した振動によって乾電池３２と振動検出装置３１とを電気的に接続して導通状態とするラッチリレー３４と、該ラッチリレー３４によって電気的に接続した乾電池３２と振動検出装置３１とを電気的に遮断するオフ用リレー３５と、乾電池３２と振動検出装置３１とを電気的に接続してから所定時間経過した場合に、オフ用リレー３５の接点を電気的に非接触にして導通状態を遮断するコイル３９を有するタイマー回路３６とを備えている。

工作機械１の電源がオフ状態になると、移設検出装置３による振動検出の監視を始める。工作機械１に最初の振動があるまでは、乾電池３２からラッチリレー３４を通じて振動検出装置３１に向けて電流が流れないので、乾電池３２の電力消費を最低限に抑えることができる。工作機械１を揺すった場合、振動検出器３３では、スイッチ４１が電気的に接続状態となる。スイッチ４１が接続状態になると、ラッチリレー３４のコイル３８に電流が流れて磁場が発生し、その磁力によってラッチリレー３４のスイッチ３７がオン状態となる。乾電池３２からラッチリレー３４を通じて電流が振動検出装置３１に向けて流れるので、振動検出装置３１は、工作機械１の振動の連続的な監視を開始する。

振動検出装置３１による連続監視時間が所定時間（例えば、５分間）を経過した場合、タイマー回路３６がコイル３９に電流を流すので、コイル３９回りに磁場が発生し、オフ用リレー３５がオフする。オフ用リレー３５がオフしたことでラッチリレー３４のコイル３８に電流が流れなくなり、磁力がなくなることでラッチリレー３４のスイッチ３７がオフ状態となる。これにより乾電池３２からラッチリレー３４を通じて振動検出装置３１に向けて電流が流れないので乾電池３２の電力消費は最初の状態に戻る。振動検出装置３１による連続監視が開始してから所定時間経過後に、乾電池３２からラッチリレー３４を通じての電源を遮断するので、乾電池３２の電力を節約できる。電池寿命が延びるので、電池交換を頻繁にする必要性もない。移設検出装置３は、最初の状態に戻るので、次の振動があるまでは乾電池３２の電力消費を抑えることができる。そして、次の最初の振動があった後は、再び、振動検出装置３１による連続監視が所定時間行われるので、移設検出機能を維持できる。

なお、本発明の移設検出装置、及び当該移設検出装置を備えた工作機械は、上記実施形態に限らず、各種の変形が可能なことはいうまでもない。上記実施形態では、接続手段としてラッチリレー３４を用いて、乾電池３２から一定の電流が振動検出装置３１に流れて導通状態となったら、通過電流が０になるまで導通状態を維持する。例えば、ラッチリレー３４を用いる代わりに、サイリスタを用いてもよい。

サイリスタは、ゲート（Ｇ）からカソード（Ｋ）へゲート電流を流すことにより、アノード（Ａ）とカソード（Ｋ）間を導通させることが出来る３端子の半導体素子である。ゲートに一定の電流を通過させるとアノードとカソード間が導通（ターンオン）する。導通を停止（ターンオフ）するためには、アノードとカソード間の電流を一定値以下にする。この特徴は、ラッチリレー３４を用いた回路と同じであるので、サイリスタを本発明に適用することが可能である。

また、振動検出装置３１、振動検出器３３は、工作機械１の振動を検出して、工作機械１の移動を認識するが、例えば、工作機械１の傾斜角度、加速度、角速度、方位等を検出し、工作機械１が移動したと判断してもよい。

また、振動検出装置３１と振動検出器３３で検出される振動検出手段は、兼ねることが可能である。

また、工作機械１に最初の振動後、乾電池３２からラッチリレー３４を通じて振動検出装置３１に向けて電力が供給され、振動検出装置３１は、工作機械１の振動の連続的な監視を開始するが、最初の振動後から別のタイマー回路（図外）により時間を空けて（例えば、３０秒間）監視を開始することで、大きな地震などによる誤動作に対応できる。

１ 工作機械
２ 数値制御装置
３ 移設検出装置
３１ 振動検出装置
３２ 乾電池
３３ 振動検出器
３４ ラッチリレー
３５ オフ用リレー
３６ タイマー回路
３７ スイッチ
３８ コイル
３９ コイル

Claims (4)

1. 機械の移動を検出する移動検出手段と、前記機械の電源がオフの際、前記移動検出手段に電源を供給するバックアップ電源とを備えた移設検出装置において、
   前記バックアップ電源は、移動検出手段に対して通常時は電気的に非接続状態であり、
   前記移動検出手段によって前記機械の移動が検出された場合に、前記移動検出手段と前記バックアップ電源とを電気的に接続状態にする接続手段を備えたことを特徴とする移設検出装置。
2. 前記接続状態が、前記移動検出手段と前記バックアップ電源とを電気的に接続状態にしてから所定時間経過後、前記接続状態を切断する切断手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の移設検出装置。
3. 前記移動検出手段は、前記機械の振動を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の移設検出装置。
4. 請求項１乃至３の何れかに記載の移設検出装置を備えた工作機械。

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