JP2012222848A - 加工機のテーブル駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】衝撃や時間的なロスを発生することなく、高速度・低トルクの駆動と低速度・高トルクの駆動を切り替えることが可能な加工機のテーブル駆動装置を提供する。
【解決手段】上部テーブル１３を駆動させるモータ２１を備え、該モータ２１の各相のコイルは、それぞれ高速回転用コイル、及び高トルク用コイルの直列接続回路からなり、更に、各相の高速回転用コイルと高トルク回転用コイルの接続点どうしの短絡、開放を切り替える高速回転選択回路６２、及び、各相の高トルク回転用コイルの端点どうしの短絡、開放を切り替える高トルク選択回路６３を備える。そして、上部テーブル１３の高速駆動時には、高速回転選択回路６２を短絡し、上部テーブル１３の高トルク駆動時には、高トルク選択回路６３を短絡し、且つ高速回転選択回路６２を開放するように制御する。
【選択図】図３

Description

本発明は、折り曲げ加工機等に設けられるテーブルを駆動するテーブル駆動装置に関する。

従来における折り曲げ加工機等の加工機は、上部テーブルに上金型を設け、且つ、下部テーブルに下金型を設け、下金型に材料を固定した状態で上部テーブル下降させて、材料を上金型と下金型にて挟み付けることにより、この材料を所望の形状に加工する（例えば、特許文献１参照）。このような折り曲げ加工機は一般的に油圧機構を用いており、テーブルの接近動作及び型開き動作を行う場合にはテーブルを高速度で移動させる必要があり、一方、曲げ加工を行う際の加圧動作時には低速、高圧力でテーブルを動作させる必要がある。このため、テーブルの速度を切り替える際に、シリンダに圧力がかかった状態でバルブの切り替え動作を行うことがあるので切り替え時において装置に衝撃が発生する。そして、この衝撃を軽減するために、一定の切り替え時間を持たせる必要があるので、大きな時間ロスが発生してしまう。

また、油圧機構では、バルブの開度、圧力、流量特性が作動油の温度により変動するので作動油の温度管理が必要になり、更にコンタミネーションの管理が必要になる等の種々の問題が発生する。

このような問題を解決するために、上部テーブルの上昇、下降を作動する駆動源として電動モータを用いることがことが考えられている。しかし、電動モータを用いると、テーブルの接近動作、及び型開き動作を行う場合には高速で運転する必要があり、加圧動作時には高トルクで運転する必要があるので、双方の機能を満足するためには電動モータの容量が大型化するという問題が生じる。また、この問題を解決するために、減速機構を用いて高速度・低トルクの運転と、低速度・高トルクの運転を切り替えることが考えられるが、減速機構を用いた機械式の切り替え操作を行うと、切り替え時に衝撃が発生し、切り替え時に時間的なロスが生じる等の問題が発生する。

特開２００７−６９２６１号公報

上述したように、従来における加工機のテーブル駆動装置では、油圧機構を用いる場合には、バルブの切り替え時等に大きな衝撃が発生し、油圧の管理が煩雑となり、コンタミネーションの管理が必要になる、等の問題が発生し、更に、電動モータ及び減速機構を用いる場合には切り替え時に衝撃が生じ、且つ時間的なロスが発生するという問題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、衝撃や時間的なロスを発生することなく、高速度・低トルクの駆動と低速度・高トルクの駆動を切り替えることが可能な加工機のテーブル駆動装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本願請求項１に記載の発明は、上部テーブル及び下部テーブルのうち一方を可動テーブル、他方を固定テーブルとし、前記可動テーブルを駆動することにより材料を加工する加工機の、前記可動テーブルを駆動するテーブル駆動装置において、前記可動テーブルを駆動させるＮ相（Ｎは３以上の整数）の交流電動機を備え、該交流電動機の各相のコイルは、それぞれ第１のコイルと第２のコイルの直列接続回路からなり、更に、前記各相の、第１のコイルと第２のコイルの接続点どうしの短絡、開放を切り替える第１短絡手段と、前記各相の、第２のコイルの端点どうしの短絡、開放を切り替える第２短絡手段と、前記可動テーブルの高速駆動時には、前記第１短絡手段を短絡し、前記可動テーブルの高トルク駆動時には、前記第２短絡手段を短絡し且つ前記第１短絡手段を開放するように制御する切替制御手段と、を備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、前記切替制御手段は、前記可動テーブルを高速駆動から高トルク駆動に切り替えるとき、及び、前記可動テーブルを高トルク駆動から高速駆動に切り替えるときには、前記第１短絡手段、及び前記第２短絡手段の双方を一時的に短絡状態とすることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、前記切替制御手段は、前記交流電動機の停止時に、前記第１短絡手段、及び前記第２短絡手段の双方を短絡させることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、前記第１短絡手段の短絡、開放状態、及び前記第２短絡手段の短絡、開放状態を検出する状態監視手段と、前記状態監視手段により、前記第１短絡手段、及び前記第２短絡手段の双方が開放であることが検出された場合には、前記交流電動機への電力供給を停止させる強制停止手段と、を更に備えたことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、前記切替制御手段は、前記可動テーブルを前記固定テーブルに対して接近動作、及び型開き動作する場合に前記可動テーブルを高速駆動とし、前記可動テーブルを前記固定テーブルに対して加圧動作する場合に前記高トルク駆動とすることを特徴とする。

本発明に係る加工機のテーブル駆動装置では、可動テーブルを高速・低トルクで駆動させる場合には、第１短絡手段を短絡することにより、第１のコイルによるスター結線で交流電動機を駆動する。また、可動テーブルを低速・高トルクで駆動させる場合には、第２短絡手段を短絡することにより、第１のコイルと第２のコイルの直列接続回路によるスター結線で交流電動機を駆動する。従って、可動テーブルを固定テーブルに接近させる場合、及び可動テーブルで加圧する場合の双方の動作を、交流電動機の容量を大型化することなく実行することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るテーブル駆動装置を含む加工機の全体構成を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るテーブル駆動装置の電気的な構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るテーブル駆動装置の、ＮＣ制御装置及びモータの詳細な構成を示す回路図である。 本発明の一実施形態に係るテーブル駆動装置に設けられる高速回転選択回路の詳細な構成を示す回路図である。 高速回転・低トルクの動作と、低速回転・高トルクの動作の、折り曲げ加工機特性、及びモータ回転−トルク特性を示す図である。 本発明の一実施形態に係るテーブル駆動装置による折り曲げ動作のタイミングチャートである。 本発明の一実施形態に係るテーブル駆動装置による折り曲げ動作時に、緊急停止が発生したときのタイミングチャートである。 本発明の一実施形態に係るテーブル駆動装置に設けられる高速回転選択回路の、変形例の構成を示す回路図である。 本発明の一実施形態に係るテーブル駆動装置に設けられる高速回転選択回路の、他の変形例の構成を示す回路図である。 本発明の一実施形態に係るテーブル駆動装置に設けられる特性切替器の変形例の構成を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係るテーブル駆動装置に設けられるテーブル駆動部の変形例の構成を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るテーブル駆動装置を含む折り曲げ加工機の全体構成を示す斜視図である。なお、本実施形態では、加工機の一例として折り曲げ加工機を例に挙げて説明する。

図１に示すように、折り曲げ加工機１００は、左右に機械側板１１ａ，１１ｂを備えており、更に、各機械側板１１ａ，１１ｂの下方に固定された下部テーブル（固定テーブル）１２と、該下部テーブル１２の上側に設置され、下部テーブル１２に対して昇降動可能とされた上部テーブル（可動テーブル）１３と、を備えている。

上部テーブル１３には上金型１４が取り付けられ、下部テーブル１２には下金型１５が設けられている。更に、下部テーブル１２には、材料突き当てゲージ１６ａ，１６ｂ，１６ｃが設けられており、該材料突き当てゲージ１６ａ〜１６ｃを調整することにより、加工対象となる材料を所望する位置に固定することができる。また、各機械側板１１ａ，１１ｂの上端にはそれぞれテーブル駆動部１７，１８が設けられ、更に、各テーブル駆動部１７，１８にはＮＣ制御装置１９、及び起動スイッチ２０が接続されている。

図２は、テーブル駆動部１７、ＮＣ制御装置１９、及びその周辺機器の構成を模式的に示す説明図である。図２に示すように、テーブル駆動部１７は、三相交流モータ（交流電動機；以下、単に「モータ」という）２１と、該モータ２１の出力軸に接続されてモータ２１の回転角度（回転数）を検出するエンコーダ２２と、モータ２１の回転力を制動するブレーキユニット２３、及びモータ２１の回転に伴って昇降するスクリュー２４を備えている。なお、図１に示すテーブル駆動部１８についても同様の構成であるので構成説明を省略する。

そして、モータ２１を正転、反転させることにより、スクリュー２４を可逆的に回転させ、該スクリュー２４の先端に接続された上部テーブル１３を上方向、或いは下方向に動作させる。なお、本実施形態ではＮ相の交流電動機として三相交流モータを例に挙げて説明するが、四相以上の交流電動機を用いることも可能である。即ち、Ｎ＝（３以上の整数）とすることができる。

また、図２に示すようにＮＣ制御装置１９は、総括的な制御を行うコントローラ３１と、操作者による各種の入力操作を受け付ける操作スイッチ３２と、各種の情報を表示する表示器３３と、モータ２１の駆動用電力及び各機器の計装用電力を供給する電源ユニット３４と、モータ２１に供給する三相交流電圧を生成するインバータ装置３５と、後述する方式でモータ２１の特性を切り替える特性切替器３６と、上部テーブル１３を駆動させるときの安全状態を監視する安全監視制御システム３７と、を備えている。そして、インバータ装置３５、及び特性切替器３６はモータ２１に接続されている。

コントローラ３１は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを備えるマイコンとして構成され、上部テーブル１３の運転動作を制御するための各種のプログラムを実行することにより、後述するようにインバータ装置３５、特性切替器３６を含む各機器を制御する。

また、安全監視制御システム３７は、安全監視装置４１、及びフットスイッチ等の起動スイッチ２０に接続されている。安全監視装置４１は、光線式安全装置等のセンサを備え、例えば、作業者の指が上部テーブル１３と下部テーブル１２との間に挿入されて光線式安全装置の光を遮断した場合に、検知信号を出力する。

図３は、図２に示したＮＣ制御装置１９、及びモータ２１の詳細な構成を示すブロック図である。図３に示すように、インバータ装置３５は、インバータ回路５１と、インバータ制御ユニット（切替制御手段）５２、及びコンバータ回路５４を備えている。

コンバータ回路５４は、電源ユニット３４より出力される商用電圧を直流電圧に変換して、インバータ回路５１に出力する。

インバータ回路５１は、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等の６個の電子スイッチＱ１〜Ｑ６を備えており、各電子スイッチＱ１〜Ｑ６をスイッチングすることによりコンバータ回路５４より出力される直流電圧を所望の周波数の三相交流電圧に変換してモータ２１に供給する。即ち、電子スイッチＱ１はＵ層の上アームとされ、Ｑ２は下アームとされ、電子スイッチＱ３はＶ層の上アームとされ、Ｑ４は下アームとされ、電子スイッチＱ５はＷ層の上アームとされ、Ｑ６は下アームとされている。

そして、各電子スイッチＱ１〜Ｑ６の制御端子（例えば、ＭＯＳＦＥＴのゲート）は、インバータ制御ユニット５２に接続されており、該インバータ制御ユニット５２より出力される駆動信号により、各電子スイッチＱ１〜Ｑ６がオン、オフ動作して三相交流電圧を出力する。

インバータ制御ユニット５２は、制御回路電源５７を備えており、コントローラ３１より出力される駆動信号に基づいて各電子スイッチＱ１〜Ｑ６に制御信号を出力する。また、安全監視制御システム３７より出力されるオン、オフ信号に基づいて、制御回路電源５７による電力供給を切り替える。即ち、安全監視制御システム３７よりオフ信号が出力された場合には、制御回路電源５７の出力を停止して、インバータ回路５１の駆動を停止させる。また、当該インバータ制御ユニット５２が正常に作動しているか否かを示す状態監視信号を安全監視制御システム３７に出力する。

モータ２１は、高速回転用コイル（第１のコイル）５５Ｕ，５５Ｖ，５５Ｗ、及び高トルク用コイル（第２のコイル）５６Ｕ，５６Ｖ，５６Ｗの合計６個のコイルを有しており、コイル５５Ｕと５６Ｕは直列に接続され、コイル５５Ｖと５６Ｖは直列に接続され、コイル５５Ｗと５６Ｗは直列に接続されている。また、各高速回転用コイル５５Ｕ，５５Ｖ，５５Ｗと、各高トルク用コイル５６Ｕ，５６Ｖ，５６Ｗの巻き線比は、例えば、１：９とされている。更に、モータ２１には、該モータ２１の回転角度、回転数を検出するエンコーダ２２、及びモータ２１の回転を制動するブレーキユニット２３が接続されている。また、コイル５５Ｕと５６Ｕの接続線をＵｈとし、コイル５５Ｖと５６Ｖの接続線をＶｈとし、コイル５５Ｗと５６Ｗの接続線をＷｈとする。また、高トルク用コイル５６Ｕの端部の接続線をＵｐとし、５６Ｖの端部の接続線をＶｐとし、５６Ｗの端部の接続線をＷｐとする。

図３に示す特性切替器３６は、切替信号制御ユニット６１と、高速回転選択回路（第１短絡手段）６２、及び高トルク選択回路（第２短絡手段）６３を備えている。切替信号制御ユニット６１は、コントローラ３１から安全監視制御システム３７を経由して出力される切替信号に基づいて、モータ２１を高速回転（低トルク）で駆動するか、或いは高トルク（低速回転）で駆動するかを決定し、高速回転で駆動する場合には高速回転選択信号を高速回転選択回路６２に出力し、高トルクで駆動する場合には高トルク選択信号を高トルク選択回路６３に出力する。

高速回転選択回路６２は、例えば、図４に示すように３個のリレー接点Ｒ１（電磁開閉器等を用いることもできる）を有しており、高速回転選択信号（図では、「切替信号」と表記）が入力された場合には、各リレー接点Ｒ１を導通させることにより、各接続線Ｕｈ，Ｖｈ，Ｗｈを短絡させる。従って、図３に示すモータ２１は、３個の高速回転用コイル５５Ｕ，５５Ｖ，５５Ｗによるスター結線となって接続される。また、図４に示す高速回転選択回路６２は、状態監視用接点Ｒ２を有しており、リレー接点Ｒ１の導通と連動して状態監視用接点Ｒ２が導通する。この状態監視用接点Ｒ２の両端の電圧は状態監視信号として安全監視制御システム３７に出力される。即ち、安全監視制御システム３７は、接点Ｒ２が開放されているときには、各接続線Ｕｈ，Ｖｈ，Ｗｈが開放していることを認識でき、接点Ｒ２が導通しているときには、各接続線Ｕｈ，Ｖｈ，Ｗｈが短絡していることを認識できる。つまり、状態監視用接点Ｒ２及び安全監視制御システム３７は状態監視手段としての機能を備える。

また、図３に示す高トルク選択回路６３も、図４に示した高速回転選択回路６２と同様に、３個のリレー接点と状態監視用接点を有し、高トルク選択信号が入力された場合には、各リレー接点を導通させることにより、図３に示す各接続線Ｕｐ，Ｖｐ，Ｗｐを短絡させる。従って、モータ２１は、５５Ｕと５６Ｕを直列接続したコイルと、５５Ｖと５６Ｖを直列接続したコイルと、５５Ｗと５６Ｗを直列接続したコイルの、３つのコイルによるスター結線となって接続される。

安全監視制御システム３７は、起動スイッチ２０より出力される起動信号、安全監視装置４１より出力される監視信号、特性切替器３６より出力される状態監視信号、及びインバータ制御ユニット５２より出力される状態監視信号に基づいて、モータ２１の駆動に異常が生じた場合、或いは装置の安全状態に異常が発生した場合に、インバータ回路５１による電圧供給を停止させて、モータ２１を停止させる。即ち、安全監視制御システム３７は強制停止手段としての機能を備える。

次に、折り曲げ加工機１００の特性、及びモータ２１の特性について、図５（ａ）〜（ｃ）に示す特性図を参照して説明する。図５（ａ）に示すように、折り曲げ加工機１００は、上部テーブル１３を昇降させる場合（接近、型開き動作）にはテーブル速度を速くし、且つ加圧能力を低下させる。即ち、図５（ａ）の曲線Ｓ１に示す特性で動作する。また、下部テーブル１２に設置された材料を加圧して折り曲げ加工する際には、上部テーブル１３のテーブル速度（下降速度）を低下させ、その分、加圧能力を高くする。即ち、図５（ａ）の曲線Ｓ２に示す特性で動作する。

そして、図５（ａ）の曲線Ｓ１，Ｓ２の双方の特性で上部テーブル１３を駆動するために、モータ２１を、図５（ｂ）に示す曲線Ｓ３，Ｓ４の特性に適宜切り替えて制御する。即ち、上部テーブル１３を昇降（接近、型開き動作）させる際には、高速・低トルク（曲線Ｓ３に示すの特性）でモータ２１を駆動させ、上部テーブル１３による材料の加圧を行う際には、低速・高トルク（曲線Ｓ４の特性）でモータ２１を駆動させる。この切り替え操作は、特性切替器３６の動作により行うことができる。

具体的には、高速・低トルクでモータ２１を駆動する場合には、高速回転選択回路６２を短絡させ、高速回転用コイル５５Ｕ、５５Ｖ、５５Ｗによるスター結線を形成してコイルに電流を流す。一方、低速・高トルクでモータ２１を駆動する場合には、高トルク選択回路６３を短絡し、且つ高速回転選択回路６２を開放させ、高速回転用コイル５５Ｕ、５５Ｖ、５５Ｗと、高トルク用コイル５６Ｕ、５６Ｖ、５６Ｗとの直列接続によるスター結線を形成してコイルに電流を流す。

このような切り替え操作を行うことにより、図５（ｂ）に示す曲線Ｓ３，Ｓ４の双方の特性を得ることができる。つまり、モータ２１の特性を切り替えずに、上部テーブル１３を昇降させる際に高速度で駆動させ、且つ折り曲げ加工時の加圧時に高トルクで駆動させる場合の、双方の機能を有するモータを選定すると、図５（ｃ）の曲線Ｓ５に示すように、必要以上の特性を備えるモータが必要となる。しかし、本実施形態では、高速回転用コイル５５Ｕ，５５Ｖ，５５Ｗと高トルク用コイル５６Ｕ，５６Ｖ，５６Ｗの接続状態を適宜切り替えることにより、図５（ｃ）の曲線Ｓ６に示す特性とすることができるので、モータの容量を縮小することが可能となる。

次に、上述のように構成された本実施形態に係るテーブル駆動装置の作用について、図６に示すタイミングチャートを参照して説明する。図６において、（ａ）は上部テーブル１３の位置を示し、（ｂ）は上部テーブルの速度を示す。なお、プラスは上昇速度を示しマイナスは下降速度を示す。また、図６において、（ｃ）は上部テーブル１３の加圧力を示し、（ｄ）はモータ２１の回転数を示し、（ｅ）はモータ２１の発生トルクを示し、（ｆ）は起動スイッチ２０の状態を示し、（ｇ）は高速回転選択信号の状態を示し、（ｈ）は高トルク選択信号の状態を示し、（ｉ）は制御回路電源５７の状態を示し、（ｊ）はブレーキユニット２３の状態を示し、（ｋ）は安全監視装置４１の状態を示し、（ｌ）は上部テーブル１３の方向（上昇、または下降）を示している。

初期的には、上部テーブル１３は、下部テーブル１２から離間した上方に位置して、型開き状態とされている。そして、図６に示す時刻ｔ１にて起動スイッチ２０をオンとすると、その後、時刻ｔ２において、（ｈ）に示すように高トルク選択信号がオフとなる。即ち、図３に示す接続線Ｕｈ，Ｖｈ，Ｗｈが短絡され、接続線Ｕｐ，Ｖｐ，Ｗｐが開放される。また、（ｉ）に示すように制御回路電源５７がオンとなり、（ｋ）に示すように安全監視装置４１がオンとなる。なお、時刻ｔ２以前では、高速回転選択信号、及び高トルク選択信号の双方がオンとされ、図３に示す接続線Ｕｈ，Ｖｈ，Ｗｈが短絡し、接続線Ｕｐ，Ｖｐ，Ｗｐが短絡するので、各高トルク用コイル５６Ｕ，５６Ｖ，５６Ｗの端部が短絡されることとなり、これがモータ２１の回転を制動するダイナミックブレーキとしての機能を発揮する。更に、時刻ｔ３において、（ｊ）に示すようにブレーキユニット２３がオンとなって、上部テーブル１３の駆動準備が完了する。

その後、時刻ｔ４において、コントローラ３１の制御によりインバータ制御ユニット５２に駆動指令信号が出力され、該インバータ制御ユニット５２よりインバータ回路５１にスイッチング信号が出力される。その結果、インバータ回路５１より交流電圧が生成され、モータ２１のＵ相、Ｖ相、Ｗ相に三相交流電圧が出力されるので、モータ２１は高速度で回転を開始する。即ち、図６（ａ）に示すように、上部テーブル１３が下降を開始する。このとき、上部テーブル１３の速度、モータ２１の回転数、及び発生トルクは、図６（ｂ）、（ｄ）、（ｅ）のように変化する。

そして、上部テーブル１３が下部テーブル１２に接近し、時刻ｔ５で所定のミュートポイント（停止位置）に達すると、モータ２１を停止させる。その後、図６（ｈ）に示すように、高トルク選択信号をオンとし、更に、高トルク選択信号のオンが確認された後に、（ｇ）に示すように、高速回転選択信号をオフとし、且つ（ｋ）に示すように、安全監視装置４１をオフとする。

従って、接続線Ｕｐ，Ｖｐ，Ｗｐが短絡された後に、接続線Ｕｈ，Ｖｈ，Ｗｈが開放されることとなり、双方が共に開放されることを回避できる。換言すれば、高速回転選択回路６２と高トルク選択回路６３のうち少なくとも一方が短絡されている状態を維持することができる。

その後、時刻ｔ６において、インバータ回路５１より三相交流電圧が出力されるので、モータ２１は回転を開始する。この際、高トルク選択信号がオンとされているので、モータ２１は、高トルク・低速度で回転することとなり、図６（ａ）に示すように、上部テーブル１３は低速度で下降を開始する。そして、図６（ｃ）に示すｘ１にて上部テーブル１３に設けられた上金型１４が材料と接触して、上金型１４と下金型１５による折り曲げ加工が開始され、材料が所望の形状に折り曲げられる。このとき、上部テーブル１３の加圧力は図６（ｃ）のように変化し、モータ発生トルクは図６（ｅ）のように変化する。

そして、時刻ｔ７で上部テーブル１３が最終到達点（下部テーブル１２に最も接近する位置）に達すると、その後、時刻ｔ８までの間上金型１４による加圧が継続され、折り曲げ加工が完了する。このとき、図６（ｌ）に示すように、時刻ｔ９までの間に圧抜き動作が行われる。その結果、図６（ｃ）に示すように、上部テーブル１３の加圧力が低下し、且つ、図６（ｅ）に示すように、モータ発生トルクが低下することとなる。

その後、特性切替器３６の制御により、（ｇ）に示すように高速回転選択信号がオンとされ、その後、（ｈ）に示すように高トルク選択信号がオフとされる。即ち、高速回転選択信号及び高トルク選択信号の双方が共にオフとされることが回避される。

時刻ｔ９にて、モータ２１が回転（上昇方向に向く回転）を開始すると、上部テーブル１３は高速で上昇を開始し、時刻ｔ１０で初期位置（始動開始位置）に到達すると、モータ２１の駆動が停止され、図６（ｊ）に示すように、ブレーキユニット２３がオフとされる。その後、時刻ｔ１１で（ｈ）に示すように高トルク選択信号がオンとなる。即ち、折り曲げ加工が終了し、且つモータ２１が停止している場合には、高速回転選択回路６２、及び高トルク選択回路６３の双方が短絡状態とされる。また、（ｉ）に示すように、制御回路電源５７がオフとなる。

こうして、上部テーブル１３を上昇、及び下降させる際には、各接続線Ｕｈ，Ｖｈ，Ｗｈを短絡させて、高速回転用コイル５５Ｕ，５５Ｖ，５５Ｗによるスター結線とし、材料を加圧する際には、各接続線Ｕｈ，Ｖｈ，Ｗｈを開放し、且つ各接続線Ｕｐ，Ｖｐ，Ｗｐを短絡させて、コイル５５Ｕと５６Ｕ，５５Ｖと５６Ｖ，５５Ｗと５６Ｗによるスター結線としてモータ２１を駆動させるので、高速度・低トルクによる駆動と、低速度・高トルクによる駆動を切り替えて材料を加工することができる。

次に、安全監視装置４１による緊急停止時の動作について、図７に示すタイミングチャートを参照して説明する。図７において、（ａ）は上部テーブル１３の位置を示し、（ｂ）は上部テーブルの速度を示す。なお、プラスは上昇速度を示しマイナスは下降速度を示す。また、図７において、（ｃ）はモータ２１の回転数を示し、（ｄ）は起動スイッチ２０の状態を示し、（ｅ）は高速回転選択信号の状態を示し、（ｆ）は高トルク選択信号の状態を示し、（ｇ）は制御回路電源５７の状態を示し、（ｈ）はブレーキユニット２３の状態を示し、（ｉ）は安全監視装置４１の状態を示し、（ｊ）は安全監視装置４１に設けられる光線式安全装置のセンサ出力を示している。

図７に示す時刻ｔ２１にて起動スイッチ２０をオンとすると、その後、時刻ｔ２２において、（ｆ）に示すように高トルク選択信号がオフとなる。即ち、図３に示す接続線Ｕｈ，Ｖｈ，Ｗｈが短絡され、接続線Ｕｐ，Ｖｐ，Ｗｐが開放される。また、（ｇ）に示すように制御回路電源５７がオンとなり、（ｉ）に示すように安全監視装置４１がオンとなる。なお、時刻ｔ２２以前では、高速回転選択信号、及び高トルク選択信号の双方がオンとされ、図３に示す接続線Ｕｈ，Ｖｈ，Ｗｈが短絡し、接続線Ｕｐ，Ｖｐ，Ｗｐが短絡するので、各高トルク用コイル５６Ｕ，５６Ｖ，５６Ｗの端部が短絡されることとなり、これがモータ２１の回転を制動するブレーキとしての機能を発揮する。更に、時刻ｔ２３において、（ｈ）に示すようにブレーキユニット２３がオンとなって、上部テーブル１３の駆動準備が完了する。

その後、時刻ｔ２４において、コントローラ３１の制御によりインバータ制御ユニット５２に駆動指令信号が出力され、該インバータ制御ユニット５２よりインバータ回路５１にスイッチング信号が出力される。その結果、インバータ回路５１より交流電圧が生成され、モータ２１のＵ相、Ｖ相、Ｗ相に三相交流電圧が出力されるので、モータ２１は高速度で回転を開始する。即ち、図７（ａ）に示すように、上部テーブル１３が下降を開始する。このとき、上部テーブル１３の速度、及びモータ２１の回転数は、図７（ｂ）、（ｃ）のように変化する。

そして、上部テーブル１３が下降中の時刻ｔ２５において、光電式安全装置のセンサによる遮光が検知されると（例えば、操作者の指が光線を遮った場合等）、安全監視制御システム３７により、上部テーブル１３の下降が強制的に停止される。その後、時刻ｔ２６にて図７（ｆ）に示すように高トルク選択信号がオンとなり、（ｇ）に示すように制御回路電源５７がオフとなり、（ｈ）に示すようにブレーキユニット２３がオフとなる。

従って、上部テーブル１３の下降が停止した状態で、モータ２１への電圧供給が停止し、更に、高速回転選択回路６２、及び高トルク選択回路６３の双方が短絡状態となる。このため、高トルク用コイル５６Ｕ，５６Ｖ，５６Ｗの一端側、及び他端側の双方が短絡状態となり、モータ２１の回転を制動する。その結果、上部テーブル１３を緊急停止した位置での停止状態を維持することができる。

また、図６に示した折り曲げ加工動作中において、何らかの原因で高速回転選択回路６２、及び高トルク選択回路６３の双方が共に開放状態となった場合には、図３に示す制御回路電源５７の出力を停止させて、インバータ装置３５を強制的に停止させる。即ち、図４に示したように、高速回転選択回路６２は状態監視用接点Ｒ２を備えており、同様に、高トルク選択回路６３も同様に状態監視用接点（図示省略）を備えているので、これらの接点が共にオフとなったことが検出された場合には、何らかのトラブルが生じたものと判断し、特性切替器３６より状態監視信号が出力され、安全監視制御システム３７はこの状態監視信号に基づいて制御回路電源５７を強制的に遮断して、インバータ装置３５を停止させ、ひいては上部テーブル１３の動作を停止させる。こうして、高速回転選択回路６２、または高トルク選択回路６３に異常が発生した場合に、モータ２１の駆動を停止させることができる。

このようにして、本実施形態に係る加工機のテーブル駆動装置では、三相交流モータの各層のコイルを、高速回転用コイル５５Ｕ，５５Ｖ，５５Ｗと、高トルク用コイル５６Ｕ，５６Ｖ，５６Ｗの直列接続回路として構成し、接近動作時や型開き動作時等の上部テーブル１３を高速・低トルクで駆動させる場合には、高速回転選択回路６２を短絡させることにより高速回転用トルクのみによるスター結線を形成し、加圧動作を行う場合で上部テーブル１３を低速・高トルクで駆動させる場合には、高速回転選択回路６２を開放し、且つ高トルク選択回路６３を短絡させることにより、高速回転用コイルと高トルク用コイルの双方によるスター結線を形成して、モータ２１を駆動させる。

従って、特性切替器３６を操作することにより、上部テーブル１３を高速で駆動する場合と、高トルクで駆動する場合を容易に切り替えることができ、減速機構等の大がかりが装置を必要とせず、また、モータ２１の容量を大型化することなく簡単な構成で高速・低トルクの駆動と低速・高トルクの駆動を切り替えることができる。

また、高速・低トルク動作から低速・高トルク動作に切り替えられるとき、及び低速・高トルク動作から高速・低トルク動作に切り替えられるときには、一旦、高速回転選択回路６２と、高トルク選択回路６３の双方を短絡状態とし、その後、開放動作が行われるので、高速回転選択回路６２及び高トルク選択回路６３の双方が共に開放されることが回避される。従って、上部テーブル１３を確実に制動させることができる。

更に、上部テーブル１３が停止している場合には、高速回転選択回路６２、及び高トルク選択回路６３の双方が短絡する。即ち、各接続線Ｕｈ，Ｖｈ，Ｗｈが短絡し、且つ、各接続線Ｕｐ，Ｖｐ，Ｗｐが短絡するので、高トルク用コイル５６Ｕ，５６Ｖ，５６Ｗがモータ２１の回転を制動するブレーキとしての役割を果たす。従って、停止状態とされている上部テーブル１３が落下する等のトラブルの発生を回避することができる。即ち、高トルク用コイルは、上部テーブル１３が急停止した場合、制動用のダイナミックブレーキ用の発電コイルとして用いることができる。

また、安全監視装置４１が作動して上部テーブル１３が緊急停止した場合には、ブレーキユニット２３によりモータ２１の回転を停止させると共に、高速回転選択回路６２、及び高トルク選択回路６３の双方を短絡させることにより、上述したように高トルク用コイル５６Ｕ，５６Ｖ，５６Ｗをモータ２１の回転を制動するブレーキとして作用させることができるので、上部テーブル１３の停止状態を維持することができる。

なお、上述した実施形態では、上部テーブル１３にテーブル駆動部１７，１８を搭載し、該上部テーブル１３を下降させて材料を加工する例について説明したが、上部テーブル１３が固定され、下部テーブル１２が上昇して各テーブル１２，１３が相対的に接近し、材料を加工するタイプの加工機についても本発明を適用することができる。この場合には、下部テーブル１２にテーブル駆動装置を設ける構成とすれば良い。

次に、高速回転選択回路６２の変形例について、図８、図９に示す回路図を参照して説明する。図８は、第１の変形例に係る高速回転選択回路６２ａを示す回路図であり、該高速回転選択回路６２ａには、２個のダイオードの直列接続が３系統設けられ、２個のダイオードの接続点にそれぞれ接続線Ｕｈ，Ｖｈ，Ｗｈが接続されている。また、電子スイッチＴｒ１、及び抵抗Ｒ１０が設けられ、電子スイッチＴｒ１をオンとすることにより、２個のダイオードの直列接続の両端を短絡させる。即ち、電子スイッチＴｒ１をオンとすることにより、各接続線Ｕｈ，Ｖｈ，Ｗｈを短絡することができ、電子スイッチＴｒ１をオフとすることにより、各接続線Ｕｈ，Ｖｈ，Ｗｈを開放することができる。そして、トランジスタＴｒ１の両端に設けられた電圧計により、この短絡状態を検出することができる。具体的には、電圧計にて検出される電圧が０ボルトである場合に、短絡状態であることを認識できる。そして、図３に示す特性切替器３６より出力する状態監視信号とすることができる。なお、高トルク選択回路６３についても同様の構成とすることができる。

図９は、第２の変形例に係る高速回転選択回路６２ｂを示す回路図であり、該高速回転選択回路６２ｂには、２個のダイオードの直列接続が３系統設けられ、２個のダイオードの接続点にそれぞれ接続線Ｕｈ，Ｖｈ，Ｗｈが接続されている。また、電子スイッチＴｒ２、及び抵抗Ｒ１３が設けられ、電子スイッチＴｒ２をオンとすることにより、２個のダイオードの直列接続の両端を短絡させる。即ち、電子スイッチＴｒ２をオンとすることにより、各接続線Ｕｈ，Ｖｈ，Ｗｈを短絡することができ、電子スイッチＴｒ２をオフとすることにより、各接続線Ｕｈ，Ｖｈ，Ｗｈを開放することができる。

また、トランジスタＴｒ１の両端には、抵抗Ｒ１１とＲ１２の直列接続回路が設けられ、この接続点の電圧を、比較器Ａ１を用いて、比較基準電圧と比較することにより、短絡状態を検出することができる。即ち、接続点の電圧が０ボルトである場合に、短絡状態であることを認識できる。そして、比較器Ａ１の出力信号を図３に示す特性切替器３６より出力する状態監視信号とすることができる。なお、高トルク選択回路６３についても同様の構成とすることができる。

次に、特性切替器３６の変形例について、図１０を参照して説明する。本実施形態では、図１０（ａ）に示すように、ＮＣ制御装置１９内に特性切替器３６を設ける例について説明したが、図１０（ｂ）に示すように、テーブル駆動部１７（１８）に特性切替器３６を設ける構成とすることも可能である。

次に、テーブル駆動部１７（１８）の変形例について、図１１を参照して説明する。本実施形態では、図１１（ａ）に示すように、テーブル駆動部１７の内部にナットを実装し、モータ２１の駆動により該ナットを回転させることにより、スクリューを上下方向に移動させる方式を採用したが、図１１（ｂ）に示すように、テーブル駆動部１７の外部にナット７１を設け、該ナット７１を回転させることによりスクリュー２４を上下方向に移動させる方式、或いは、図１１（ｃ）に示すように、タイミングプーリ７４、及びタイミングベルト７２を用いてモータ２１の回転動力を、ナット７１、或いはスクリュー２４に伝達して上部テーブル１３を昇降させる方式とすることも可能である。図１１（ｃ）の場合には、リニアスケール７３を設けて上部テーブル１３の位置を検出すれば良い。

以上、本発明の加工機のテーブル駆動装置を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。

本発明は、モータの容量を大型化することなくテーブルを高速駆動、及び高トルク駆動させることに利用することができる。

１１ａ，１１ｂ 機械側板
１２ 下部テーブル
１３ 上部テーブル
１４ 上金型
１５ 下金型
１６ａ〜１６ｃ 突き当てゲージ
１７，１８ テーブル駆動部
１９ ＮＣ制御装置
２０ 起動スイッチ
２１ モータ（三相交流モータ）
２２ エンコーダ
２３ ブレーキユニット
２４ スクリュー
３１ コントローラ
３２ 操作スイッチ
３３ 表示器
３４ 電源ユニット
３５ インバータ装置
３６ 特性切替器
３７ 安全監視制御システム
４１ 安全監視装置
５１ インバータ回路
５２ インバータ制御ユニット
５４ コンバータ回路
５５Ｕ，５５Ｖ，５５Ｗ 高速回転用コイル
５６Ｕ，５６Ｖ，５６Ｗ 高トルク用コイル
５７ 制御回路電源
６１ 切替信号制御ユニット
６２ 高速回転選択回路
６３ 高トルク選択回路
７１ ナット
７２ タイミングベルト
７３ リニアスケール
７４ タイミングプーリ
１００ 折り曲げ加工機
Ｑ１〜Ｑ６ 電子スイッチ

Claims (5)

1. 上部テーブル及び下部テーブルのうち一方を可動テーブル、他方を固定テーブルとし、前記可動テーブルを駆動することにより材料を加工する加工機の、前記可動テーブルを駆動するテーブル駆動装置において、
   前記可動テーブルを駆動させるＮ相（Ｎは３以上の整数）の交流電動機を備え、該交流電動機の各相のコイルは、それぞれ第１のコイルと第２のコイルの直列接続回路からなり、
   更に、
   前記各相の、第１のコイルと第２のコイルの接続点どうしの短絡、開放を切り替える第１短絡手段と、
   前記各相の、第２のコイルの端点どうしの短絡、開放を切り替える第２短絡手段と、
   前記可動テーブルの高速駆動時には、前記第１短絡手段を短絡し、前記可動テーブルの高トルク駆動時には、前記第２短絡手段を短絡し且つ前記第１短絡手段を開放するように制御する切替制御手段と、
   を備えたことを特徴とする加工機のテーブル駆動装置。
2. 前記切替制御手段は、前記可動テーブルを高速駆動から高トルク駆動に切り替えるとき、及び、前記可動テーブルを高トルク駆動から高速駆動に切り替えるときには、前記第１短絡手段、及び前記第２短絡手段の双方を一時的に短絡状態とすることを特徴とする請求項１に記載の加工機のテーブル駆動装置。
3. 前記切替制御手段は、前記交流電動機の停止時に、前記第１短絡手段、及び前記第２短絡手段の双方を短絡させることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の加工機のテーブル駆動装置。
4. 前記第１短絡手段の短絡、開放状態、及び前記第２短絡手段の短絡、開放状態を検出する状態監視手段と、
   前記状態監視手段により、前記第１短絡手段、及び前記第２短絡手段の双方が開放であることが検出された場合には、前記交流電動機への電力供給を停止させる強制停止手段と、
   を更に備えたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の加工機のテーブル駆動装置。
5. 前記切替制御手段は、前記可動テーブルを前記固定テーブルに対して接近動作、及び型開き動作する場合に前記可動テーブルを高速駆動とし、前記可動テーブルを前記固定テーブルに対して加圧動作する場合に前記高トルク駆動とすることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の加工機のテーブル駆動装置。

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