JP2017148886A

JP2017148886A - ワークの加工装置

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Publication number: JP2017148886A
Application number: JP2016031849A
Authority: JP
Inventors: 敏之鈴木; Toshiyuki Suzuki
Original assignee: Citizen Machinery Co Ltd; Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Machinery Co Ltd; Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 2016-02-23
Filing date: 2016-02-23
Publication date: 2017-08-31
Anticipated expiration: 2036-02-23
Also published as: JP6671191B2

Abstract

【課題】ワークの加工装置において、複数のサーボモータを用いてエネルギを有効に利用する観点で適切に稼働する。【解決手段】自動旋盤システム１（ワークの加工装置）は、ワークを保持する２つの主軸２１ａ，３１ａと、主軸２１ａ，３１ａのそれぞれを駆動する２つのサーボモータ２２ａ，３２ａと、サーボモータ２２ａ，３２ａのそれぞれの動作に応じて発生する回生電流及び消費電流を検出する電流検出部２２ｂ，３２ｂと、サーボモータ２２ａ，３２ａで発生した回生電流を、他のサーボモータ３２ａ，２２ａの消費電流に充当してサーボモータ２２ａ，３２ａの動作の制御を行う制御部２３，３３とを備え、制御部２３，３３が、いずれかの主軸２１ａでの加工と、他のいずれかの主軸３１ａでの加工とで実行タイミングをずらすことによって、消費電流に充当する回生電流の量を調節する。【選択図】図３Ｂ

Description

本発明は、ワークの加工装置に関する。

例えば数値制御（ＮＣ：Numerical Control）によるワークの加工装置は、主軸等の加工部をサーボモータによって駆動している。サーボモータは、力行時は電力（電流）を消費するが、回生時（減速等）は発電機となって回生電力（回生電流）を発生する。特定の工程スケジュールで稼働している複数のサーボモータ間で、回生電流を互いに利用し合うことで、エネルギのリサイクルを行う方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−０３７０８０号公報

しかし、先行技術文献の技術のように、工程スケジュールが予め決まっているのではなく、例えば２つの加工部で加工する工程を新たに設計する場合は、その２つの加工部に対応したサーボモータを具体的にどのように動作させるのが適切かは不明である。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、複数の主軸の保持されたワークに対する加工に対応した複数のモータを用いてエネルギを有効に利用する観点で適切に稼働されるワークの加工装置を提供することを目的とする。

本発明は、ワークを保持する複数の主軸と、前記複数の主軸がそれぞれ保持するワークを加工する際に駆動される複数のモータと、前記モータのそれぞれの動作に応じて発生する回生電流及び消費電流を検出する電流検出手段と、いずれかの前記モータで発生した前記回生電流を、他のいずれかの前記モータの前記消費電流に充当して前記モータの動作の制御を行う駆動制御手段とを備え、前記駆動制御手段が、異なる前記複数のモータの動作の実行タイミングをずらすことによって、前記消費電流に充当する前記回生電流の量を調節するワークの加工装置である。

本発明に係るワークの加工装置によれば、複数の主軸で保持されたワークに対する加工に対応した複数のモータを用いて、エネルギを有効に利用するように適切に稼働させることができる。

本発明のワークの加工装置の一実施形態である自動旋盤システムを示すブロック図である図１の自動旋盤システムにおける２つの自動旋盤の詳細を示すブロック図である。上段が、一方の自動旋盤の、記憶部に記憶された、１つのワークを加工する動作の１サイクルでの消費電流及び回生電流の波形を示すグラフであり、下段は、他方の自動旋盤の、記憶部に記憶された１サイクルでの自動旋盤の消費電流及び回生電流の波形を示すグラフである。制御部が遅れ時間を設定するときの具体的な設定方法を説明する、図３Ａと同様の自動旋盤の消費電流及び回生電流の各波形を示すグラフであり、上段は一方の自動旋盤の消費電流及び回生電流の波形を示し、下段は他方の自動旋盤の消費電流及び回生電流の波形を示す。自動旋盤と自動旋盤との各１サイクルの時間が徐々にずれた場合に、制御部が遅れ時間を設定するときの具体的に設定方法を説明する図であり、上段が一方の自動旋盤の消費電流及び回生電流の波形を示し、下段が他方の自動旋盤の消費電流及び回生電流の波形を示す。自動旋盤システムの２つの自動旋盤で、１サイクルが互いに異なる消費電流及び回生電流の各波形を示す図３Ａ相当のグラフであり、上段は一方の自動旋盤の消費電流及び回生電流の波形を示し、下段は他方の自動旋盤の消費電流及び回生電流の波形を示す。制御部に設定された遅れ時間を以て、２つの自動旋盤を稼働させたときの消費電流及び回生電流の各波形を示すグラフである。６台の自動旋盤を備えた自動旋盤システムを示すブロック図であり、本発明に係るワークの加工装置の一例である。

以下、本発明に係るワークの加工装置の実施形態について、図面を参照して説明する。
＜自動旋盤システムの構成＞
図１は本発明のワークの加工装置の一実施形態である自動旋盤システム１を示すブロック図、図２は、図１の自動旋盤システム１における自動旋盤２，３の詳細を示すブロック図である。

自動旋盤システム１は、図１に示すように、２台の自動旋盤２，３を備えている。２台の自動旋盤２，３はいずれも数値制御による旋盤である。２台の自動旋盤２，３は基本的に同じ装置であるが、本実施形態においては、２つの自動旋盤２，３は互いに接続されているとともに、それぞれ電源に接続されて電源から電流の供給を受けている。

自動旋盤２は、図２に示すように、主軸２１ａや工具台２１ｂ等を有し、主軸２１ａで保持したワークを加工する加工部２１と、供給された電流によって加工部２１を駆動する駆動部２２と、駆動部２２の動作を制御する制御部２３とを備えている。駆動部２２は、供給された電流によって加工部２１を駆動するサーボモータ２２ａと、電流検出部２２ｂとを備えている。サーボモータ２２ａの動作により、主軸２１ａが回転したり、工具台２１ｂが移動したりする。つまり、サーボモータ２２ａは、主軸２１ａが保持するワークを加工する際に駆動されるモータの一例である。制御部２３は、記憶部２３ａを備え、駆動部２２の動作を制御する。

自動旋盤３も自動旋盤２と同様に、主軸３１ａ及び工具台３１ｂ等を有する加工部３１と、サーボモータ３２ａ及び電流検出部３２ｂを有し加工部３１を駆動する駆動部３２と、記憶部３３ａを有し駆動部３２の動作を制御する制御部３３とを備えている。制御部３３は制御部２３と接続されている。本実施形態の自動旋盤システム１は、上述したように、全体として２つの加工部２１，３１及び２つのサーボモータ２２ａ，３２ａを備えている。

電流検出部２２ｂ，３２ｂは、対応する自動旋盤２，３が稼働している期間中、各サーボモータ２２ａ，３２ａが消費する消費電流（消費電力）及び各サーボモータ２２ａ，３２ａが発生する回生電流（回生電力）を検出する。検出された消費電流及び回生電流は、制御部２３，３３により、これらの消費電流及び回生電流が記憶部２３ａ，３３ａに記憶される。

この消費電流及び回生電流の検出及び記憶の動作は、オペレータが制御部２３，３３にその指示を入力した場合に行うことができる。なお、消費電流は、自動旋盤２，３のそれぞれが稼働するために必要とする、外部から供給を受ける電流であり、回生電流は、主軸２１ａ，３１ａの減速時などにおいてサーボモータ２２ａ，３２ａから発生する電流である。

自動旋盤２，３は、稼働（力行）時に電源から電流の供給を受けており、制御部２３と制御部３３とが互いに接続されていて、制御部２３，３３の制御により、自動旋盤２，３で発生した回生電流を互いに融通し合うように制御される。つまり、自動旋盤２，３が同時に稼働している期間中、制御部２３，３３は、一方の自動旋盤２（又は自動旋盤３）のサーボモータ２２ａ（又はサーボモータ３２ａ）が発生した回生電流を、他方の自動旋盤３（又は自動旋盤２）のサーボモータ３２ａ（又はサーボモータ２２ａ）の消費電流として充当する。

制御部２３と制御部３３とは接続により互いに通信をして、記憶部２３ａ，３３ａに記憶された、自動旋盤２，３の１つのワークを加工する動作の１サイクルの時系列的な消費電流及び回生電流に基づき、２つの自動旋盤２，３の１サイクルにおいて、消費電流に充当する回生電流の量（充当量）が最大となるように、２つの自動旋盤２，３の加工の実行タイミングを調整する。

＜自動旋盤システムの動作＞
次に、本実施形態の自動旋盤システム１の動作（作用）について説明する。
まず、オペレータが、各自動旋盤２，３の制御部２３，３３に、同一種類のワークに同じ加工を施し、その加工の稼働中の時系列的な消費電流及び回生電流を検出及び記憶する指示を入力する。

制御部２３は、入力された指示にしたがい、駆動部２２に対して、加工部２１がワークを加工する動作を行うように制御する。このとき、自動旋盤２は、電源からのみ電流の供給を受ける。制御部３３も同様に、入力された指示にしたがい、駆動部３２に対して、加工部３１がワークを加工する動作を行うように制御する。このとき、自動旋盤３も、電源からのみ電流の供給を受ける。

自動旋盤２において、電流検出部２２ｂは、上述した１つのワークを加工する動作の１サイクルにおける、自動旋盤２の消費電流及び回生電流を検出する。そして、制御部２３は、検出された消費電流及び回生電流を動作の経過時間と対応づけて記憶部２３ａに記憶させる。同様に、自動旋盤３においても、電流検出部３２ｂは、１サイクルにおける、自動旋盤３の消費電流及び回生電流を検出する。そして、制御部３３は、検出された消費電流及び回生電流を動作の経過時間と対応づけて記憶部３３ａに記憶させる。

図３Ａは、上段が、自動旋盤２の、記憶部２３ａに記憶された１サイクルでの消費電流及び回生電流の波形を時系列的に示すグラフであり、下段は、自動旋盤３の、記憶部３３ａに記憶された１サイクルでの消費電流及び回生電流の波形を時系列的に示すグラフである。このグラフにおける横軸は稼働からの経過時間を示し、縦軸はサーボモータ２２ａ，３２ａで消費または回生される電流値を示し、縦軸の（正）の範囲では消費電流、縦軸の（負）の範囲では回生電流が発生していることを示している。

自動旋盤システム１は、自動旋盤２と自動旋盤３とが同一の構成であり、しかも、同一種類のワークに対して、同一の加工を施すため、図３Ａに示すように、自動旋盤２によるワークの加工の動作と、自動旋盤３によるワークの加工の動作とは全く同一になる。したがって、記憶部２３ａに記憶された自動旋盤２の１サイクルでの消費電流及び回生電流の波形（上段）と、記憶部３３ａに記憶された自動旋盤３の１サイクルでの消費電流及び回生電流の波形（下段）とは同じになる。つまり、自動旋盤２と自動旋盤３とは、同じタイミングで電流を消費し、かつ同じタイミングで回生電流を発生している。

ここで、自動旋盤２の加工の実行のタイミング（サーボモータ２２ａの動作の実行タイミング（駆動開始のタイミングや駆動停止のタイミングの他、加速のタイミングや減速のタイミングなどを含む。以下、同じ。））と自動旋盤３の加工の実行のタイミング（サーボモータ３２ａの動作の実行タイミング）とをずらすと、自動旋盤２と自動旋盤３との間で、消費電流の生じるタイミングと回生電流の生じるタイミングとがずれる。

この場合、制御部２３，３３により、一方の自動旋盤２のサーボモータ２２ａ（又は自動旋盤３のサーボモータ３２ａ）が特定のタイミングで発生した回生電流を、他方の自動旋盤３のサーボモータ３２ａ（又は自動旋盤２のサーボモータ２２ａ）で消費する電流に充当するように駆動部２２，３２を制御する。制御部２３，３３が、他方の自動旋盤から供給された回生電流を消費電流に充当するときは、電源からの電流の供給よりも優先するように、駆動部２２，３２を制御する。この結果、自動旋盤システム１は、全体として、電源からの電流の供給を抑制することができ、自動旋盤システム１の稼働に要する消費電流量を低減することができる。

なお、本実施形態においては、制御部２３，３３は、消費電流に対する回生電流の充当量が最大となるように、すなわち、電源からの電流の供給の抑制量が最大となるように、自動旋盤２の加工の実行開始から自動旋盤３の加工の実行開始までの遅れ時間を設定する。制御部２３，３３が設定する遅れ時間は、消費電流に対する回生電流の充当量が最大となるものでなくてもよい。すなわち、制御部２３，３３は、消費電流に対する回生電流の充当量が最大よりも少ない量に対応した遅れ時間を設定することもできる。

その際には、充当量を大きくすることによる消費電流を低減するメリットと全体の加工時間の延長との比較考量により、充当量の調整を行うことができ、そのような設定にしたがって、異なる自動旋盤２，３での加工の実行タイミングのずれ量が変化して消費電流に充当する回生電流の量を調節する。

図３Ｂは、制御部２３，３３が遅れ時間を設定するときの具体的に設定方法を説明する図である。図３Ａと同様、図３Ｂの上段が自動旋盤２の消費電流及び回生電流の波形を示し、下段が自動旋盤３の消費電流及び回生電流の波形を示す。上述したように、制御部２３，３３が遅れ時間を設定するとき、図３Ｂに示すように、制御部２３，３３が、自動旋盤２の加工の実行開始から所定の遅れ時間だけ遅らせて自動旋盤３の加工の実行を開始させたと想定する。

このとき、制御部２３，３３は、記憶部２３ａ，３３ａに記憶された自動旋盤２，３ごとの時系列の消費電流及び回生電流（図３Ａのグラフ）に基づいて、自動旋盤２の１サイクルで発生した回生電流２ｘを、その回生電流２ｘが発生したタイミングで稼働する自動旋盤３の消費電流３ｙに充当し、自動旋盤３で発生した回生電流３ｘを、その回生電流３ｘが発生したタイミングで稼働する自動旋盤２の消費電流２ｙに充当することができる。

制御部２３，３３は、回生電流２ｘ，３ｘの消費電流３ｙ，２ｙへの充当量が最大となるように遅れ時間を設定し、その設定された遅れ時間を記憶部２３ａ，３３ａに記憶させる。

例えば、各制御部２３，３３が、所定のサンプリング時間ごとに、各自動旋盤２，３の電流検出部２２ｂ，３２ｂによって、各々対応する自動旋盤２，３の消費電流及び回生電流を検出し、各自動旋盤２，３で発生する消費電流と回生電流とを相殺するように加算して算出される各サンプリング時間における消費電流を１サイクル分合計することによって、所定の遅れ時間における消費電流を算出することができる。

予め定められた時間ずつ遅れ時間を増加させ、各遅れ時間ごとに、各遅れ時間における消費電流を算出し、算出される消費電流が最小となる遅れ時間を、回生電流２ｘ，３ｘの消費電流３ｙ，２ｙへの充当量が最大となる遅れ時間とすることができる。なお、各サンプリング時間における消費電流の算出は、各自動旋盤２，３の消費電流及び回生電流の遅れ時間分ずれた部分では、いずれか一方において、ずれた部分同士を対応させ、各サンプリング時間における消費電流として算出する。

上述した遅れ時間の設定の後、自動旋盤システム１により、自動旋盤２，３を稼働させてそれぞれにより上述した同一種類のワークに同一の加工を施す作業を行うに際しては、一方の自動旋盤２の制御部２３は駆動部２２に対して駆動開始の制御信号を送信する。自動旋盤２は、駆動部２２が駆動開始の制御信号を受けて、図３Ｂの上段に示すように加工の実行を開始する。

一方、他方の自動旋盤３の制御部３３は、自動旋盤２の制御部２３との連携により、。制御部２３が駆動部２２に駆動開始の制御信号を送信した時点で、制御部３３が、記憶部３３ａに記憶された遅れ時間を参照する。そして、制御部２３が駆動開始の制御信号を送信してから、参照した遅れ時間だけ遅延した時点で、制御部３３が駆動部３２に対して駆動開始の制御信号を送信し、駆動部３２が駆動開始の制御信号を受けて、図３Ｂの下段に示すように加工の実行を開始する。

以上のように、自動旋盤システム１によれば、制御部２３，３３が、２つの自動旋盤２，３に共通する１サイクルの時間を、２つの自動旋盤２，３の間で回生電流を互いに充当し合うための期間（充当対象期間）として設定し、充当対象期間において充当する回生電流が最大となるように、２つの自動旋盤２，３の遅れ時間を調整する。これにより、自動旋盤システム１は、２台の自動旋盤２，３を、回生電流によるエネルギを有効に利用するように適切に動作させることができ、電源からの供給電流を最大限に抑制することができる。

また、自動旋盤システム１は、自動旋盤２と自動旋盤３とで、加工の実行タイミングをずらしているため、自動旋盤２の消費電流のピークが発生するタイミングと自動旋盤３の消費電流のピークが発生するタイミングとがずれる。つまり、自動旋盤システム１は、自動旋盤２と自動旋盤３とで加工の実行タイミングがずれていない従来の自動旋盤システムに比べて、自動旋盤システム１の全体の消費電流のピークを低下させることができる。

また、自動旋盤システム１は、電流検出部２２ｂ，３２ｂが、ワークの加工のための１サイクル分の動作を予め行うことで、実際にその自動旋盤２，３で行う加工の動作に対応した消費電流及び回生電流を取得することができるため、ワークの種類が変わったり、ワークに対する加工の内容が変わったりした場合にも、消費電流及び回生電流を確実に取得することができる。

また、自動旋盤システム１は、回生電流を消費電流に充当し合う対象となるサーボモータ２２ａ，３２ａが、主軸２１ａ，３１ａ及び工具台２１ｂ，３１ｂを動作させるものであるが、本発明に係るワークの加工装置におけるモータは、この形態に限定されるものではなく、主軸が保持するワークを加工する際に駆動されるものであればよい。したがって、例えば、主軸を駆動するモータや工具台を駆動するモータの他、切削液を供給するモータなどを適用することができる。

なお、本発明の自動旋盤システム１のように両自動旋盤２，３の各制御部２３，３３同士が連携して自動旋盤２と自動旋盤３の加工の実行タイミングをずらす等の制御を行うように構成することができる他、両自動旋盤２，３の各制御部２３，３３を外部コントローラーとしてＰＬＣ（Programmable Logic Controller）などを介して接続し、ＰＬＣ等を介して連携させるように構成することもできる。

さらに、自動旋盤２の制御部２３に、各自動旋盤２，３の１サイクルの終了を検出し、自動旋盤２の１サイクルの終了から自動旋盤３の１サイクルの終了までの時間を算出する遅れ時間検出手段と、遅れ時間検出手段によって算出された時間と設定された遅れ時間とに基づいて、各自動旋盤２，３の１サイクルの開始を調節する開始調節手段とを設けることができる。これらは、駆動制御手段の一部として制御部２３，３３によって実現することができる。

図３Ｃは、自動旋盤２の１サイクルの時間と自動旋盤３の１サイクルの時間とが徐々にずれた場合に、制御部２３，３３が遅れ時間を設定するときの具体的に設定方法を説明する図である。図３Ａと同様、図３Ｃの上段が自動旋盤２の消費電流及び回生電流の波形を示し、下段が自動旋盤３の消費電流及び回生電流の波形を示す。

遅れ時間検出手段によって算出された時間が、図３Ｃに示すように、例えばＴ１であった場合、自動旋盤３は、自動旋盤２の開始から、時間Ｔ１だけ遅れて開始される。通常は、自動旋盤２と自動旋盤３との開始の時間差（Ｔ１）は一定であるが、何らかの要因で、自動旋盤３の１サイクル目の運転の終了が時間差Ｔ１よりも遅れたり早まったりする場合が起こり得る。
例えば、自動旋盤３の運転の終了が遅れたり、自動旋盤２の運転の終了が早まったりして、遅れの時間Ｔ２が当初の時間Ｔ１よりも長くなっていた場合は、２サイクル目の運転では、遅れの時間Ｔ２が時間Ｔ１より長くなった時間（＝Ｔ２−Ｔ１）を解消することはできない。遅れ時間検出手段は、この長くなった時間（＝Ｔ２−Ｔ１）を検出し、図３Ｃに示すように、３サイクル目での自動旋盤２の運転の開始のタイミングを、開始調整手段が長くなった時間（＝Ｔ２−Ｔ１）だけ遅らせる制御を行う。これにより３サイクル目の運転では、最適な遅れ時間Ｔ１での運転に復旧させることができる。

これとは反対に、例えば、自動旋盤３の運転の終了が早まったり、自動旋盤２の運転の終了が遅れたりして、遅れの時間Ｔ２が当初の時間Ｔ１よりも短くなっていた場合は、２サイクル目の運転では、自動旋盤３の運転の開始を、自動旋盤２の運転の終了のタイミングから時間Ｔ１だけ遅れるように、開始調整手段が自動旋盤３の運転の開始のタイミングを調整するように制御する。これにより、２サイクル目の運転では、最適な遅れ時間Ｔ１での運転を継続させることができる。

以上のように、遅れ時間検出手段と開始調節手段とを有する補正手段によって、両自動旋盤２，３の１サイクルの開始のずれを、設定された遅れ時間Ｔ１に維持することができる。例えば、自動旋盤３の１サイクルの終了が自動旋盤２の１サイクルの終了に対して遅れている場合、遅れが判断されたサイクルに対する次のサイクルで、両自動旋盤２，３の１サイクルの開始のずれを、設定された遅れ時間に維持することができる。なお、遅れ時間検出手段は、自動旋盤３の制御部３３からの情報に基づき自動旋盤３の１サイクルの終了を検出することができる。

遅れ時間検出手段は、自動旋盤２の１サイクルの開始から自動旋盤３の１サイクル開始までの時間を算出するように構成することもできる。補正手段は、制御部２３と制御部３３との間に設けられていればよいため、制御部２３に設ける他、制御部３３側に設けることや、両制御部２３，３３がＰＬＣを介して接続されている場合にはＰＬＣ側に設けること、あるいは両制御部２３，３３との間に単独で設けること等もできる。

＜変形例＞
上述した実施形態の自動旋盤システム１は、２つの自動旋盤２，３にそれぞれ１つの加工部２１，３１を有していて、２つの自動旋盤２，３の間で、回生電流を消費電流に充当し合う形態であるが、本発明に係るワークの加工装置は、この形態に限定されるものではない。すなわち、実施形態の自動旋盤システム１において、３つ以上の自動旋盤２，３，…にそれぞれ１つの加工部２１，３１，…を有していて、それら３つ以上の自動旋盤２，３，…の間で、回生電流を消費電流に充当し合う形態であってもよい。

また、例えば１つの自動旋盤が、正面主軸と背面主軸又は２つの正面主軸というように２つの加工部を備えていて、各加工部に対応した２つの駆動部が備えられている場合、この１つの自動旋盤の２つの駆動部の間で、回生電流を消費電流に充当し合うようにしてもよく、このような形態においては、それら２つの加工部及び２つの駆動部を備えた１つの自動旋盤も、本発明に係るワークの加工装置の一例である。なお、１つの自動旋盤が、３つ以上の加工部及び３つ以上の駆動部を備えたもので、それら３つ以上の駆動部の間で回生電流を消費電流に充当し合うようにしてもよく、その１つの自動旋盤は本発明に係るワークの加工装置の一例である。

また、実施形態の自動旋盤システム１は、自動旋盤２，３が備えた電流検出部２２ｂ，３２ｂが、実際のワークの加工の動作の１サイクルを行って、その１サイクルの消費電流及び回生電流を検出して記憶部２３ａ，３３ａに記憶させる構成であるが、電流検出部２２ｂ，３２ｂは、自動旋盤２，３の本体とは別体のものであってもよいし、又は自動旋盤２，３とは別の自動旋盤や他の加工装置に備えられたものであってもよい。この場合、そのような電流検出部２２ｂ，３２ｂによって、各自動旋盤２，３の、１サイクルにおける消費電流及び回生電流を検出して、その検出した消費電流及び回生電流を予め記憶部２３ａ，３３ａに記憶させておくことにより、ワークを加工する本来の使用目的での加工動作の際には、自動旋盤２，３の本体に電流検出部２２ｂ，３２ｂを一体に備えなくてもよい。

例えば、特定の１つの自動旋盤システムにおいて、上述した実施形態の自動旋盤システム１での説明通りに、電流検出部２２ｂ，３２ｂで、実際のワークの加工の動作の１サイクルを行って、そのときの消費電流及び回生電流を検出して記憶部２３ａ，３３ａに記憶させる。その後に、特定の１つとは別の自動旋盤システムでは、特定の１つの自動旋盤システムで得られた消費電流及び回生電流を利用して遅れ時間を記憶部２３ａ，３３ａに記憶させればよい。この場合、別の自動旋盤システムは電流検出部２２ｂ，３２ｂを備えないことによるコスト低減と、消費電流及び回生電流を検出するための１サイクルの動作の手間とを省くことができる。

上述した自動旋盤システム１は、２つの自動旋盤２，３が同じ構成であり、同一種類のワークに対して同一の加工を行うため、１サイクルの加工の動作によって生じる消費電流及び回生電流は、図３Ａに示すように、自動旋盤２と自動旋盤３とで同じ波形となる。したがって、２つの自動旋盤２，３の間で回生電流を互いに充当し合うための充当対象期間は、自動旋盤２の１サイクルの時間であるとともに自動旋盤３の１サイクルの時間でもある。しかし、本発明に係るワークの加工装置は、２台の加工部の１サイクルの加工の動作によって生じる消費電流及び回生電流の波形が同じ形状のものに限定されない。

すなわち、回生電流を充当し合う２つの加工装置が、同じ構成ではない場合や、２つの加工装置がそれぞれ加工する対象のワークが互いに異なる場合や、２つの加工装置で加工する内容が互いに異なる場合などであっても、本発明に係るワークの加工装置は適用される。この場合、２つの加工装置の１サイクルの時間が同じ場合は、上述した実施形態の自動旋盤システム１と同様に、自動旋盤２の１サイクルの時間又は自動旋盤３の１サイクルの時間を、充当対象期間として設定すればよい。

一方、２つの加工装置のそれぞれの１サイクルの時間が互いに異なる場合は、２つの加工装置をそれぞれ連続して稼働させた場合に、２つの加工装置の消費電流及び回生電流の波形が１サイクルの時間が経過するごとに時系列にずれていくため、１サイクルごとに回生電流の充当量が変化し、充当量を制御することができなくなる。また、２つの加工装置の１サイクルの消費電流及び回生電流の波形のずれを常に一定にするために２つの加工装置の稼働のタイミングを一定のずれに固定すると、１サイクルの時間が短い方の加工装置を常に一定時間停止させる必要があり、加工装置の稼働効率が低下する。

この場合、制御部２３，３３は、一方の加工装置の１サイクルの時間と他方の加工装置の１サイクルの時間との最小公倍数を、２つの加工装置の間での充当対象期間と設定して、その充当対象期間での、消費電流に充当する回生電流の量が最大となるように、制御部２３，３３が遅れ時間を設定すればよい。

図４Ａは、自動旋盤システム１の自動旋盤２と自動旋盤３とで、１サイクルの時間が互いに異なる消費電流及び回生電流の各波形を示す図３Ａ相当のグラフであり、上段は自動旋盤２の消費電流及び回生電流の波形を示し、下段は自動旋盤３の消費電流及び回生電流の波形を示す。
図４Ａに示した２つのグラフでは、自動旋盤２の１サイクルの時間Ｔ２が自動旋盤３の１サイクルの時間Ｔ３の１．５倍となっている。したがって、自動旋盤２の１サイクルの時間Ｔ２（＝１．５×Ｔ３）と自動旋盤３の１サイクルの時間Ｔ３との最小公倍数として、自動旋盤２の２サイクルの時間（２×Ｔ２（＝３×Ｔ３））を設定し、自動旋盤３の３サイクルの時間（３×Ｔ３）を設定すると、２つの自動旋盤２，３の稼働時間を一致させることができる。

制御部２３，３３は、このように、自動旋盤２の２サイクルの時間及び自動旋盤３の３サイクルの時間を充当対象期間に設定した上で、この充当対象期間での２つの自動旋盤２，３間の回生電流の充当量が最大となるように、充当対象期間ごとの遅れ時間を設定し、記憶部２３ａ，３３ａに記憶させる。
図４Ｂは、制御部２３，３３に設定された遅れ時間を以て、自動旋盤２と自動旋盤３とを加工の実行を開始させたときの消費電流及び回生電流の各波形を示すグラフである。

このように構成された自動旋盤システム１によれば、２つの自動旋盤２，３間で１サイクルの時間が互いに相違する場合にも、制御部２３，３３が、２つの自動旋盤２，３の充当対象期間における、消費電流３ｙ，２ｙとして充当する回生電流２ｘ，３ｘが最大となるように、２つの自動旋盤２，３の加工の実行タイミングを調整する。これにより、自動旋盤システム１は、２つの自動旋盤２，３を、稼働効率を低下させずに、回生電流によるエネルギを有効に利用するように適切に稼働させることができ、電源からの供給電流を最大限に抑制することができる。

本発明のワークの加工装置は、実施形態の自動旋盤システム１のように、２つの自動旋盤２，３のみを備えたものに限定されない。
図５は、６台の自動旋盤２，３，４，５，６，７を備えた自動旋盤システム１１を示すブロック図であり、この自動旋盤システム１１も本発明に係るワークの加工装置の一例である。なお、自動旋盤４〜７は、一例として自動旋盤２，３と同じ構成である。

この自動旋盤システム１１は、自動旋盤システム１と同様に自動旋盤２，３の間で互いの回生電流を相手方の消費電流に充当し合い、自動旋盤４，５の間及び自動旋盤６，７の間で、自動旋盤２，３と同様に互いの回生電流を相手方の消費電流に充当し合う。この自動旋盤システム１１によっても、自動旋盤システム１と同様の作用、効果を得ることができる。

なお、本発明に係る加工装置は、２つのサーボモータの間でのみ、回生電流を消費電流に充当し合うものに限定されない。すなわち、例えば、自動旋盤システム１１の例では、自動旋盤２，３，４をひとまとめの組とし、自動旋盤５，６，７をひとまとめの組とし、各組の３つの自動旋盤２，３，４間及び自動旋盤５，６，７間でそれぞれ回生電流を消費電流に充当し合うように、各自動旋盤２〜７の制御部が各自動旋盤２〜７の加工の実行タイミングを設定してもよい。また、自動旋盤システム１１の例では、６つの自動旋盤２〜７の間で回生電流を消費電流に充当し合うように、自動旋盤２〜６の制御部が、各自動旋盤２〜７の加工の実行タイミングを設定してもよい。

本発明のワークの加工装置は、加工部として主軸や工具台を備えた自動旋盤を適用したものに限定されるものではなく、回生電流を発生するその他のサーボモータで駆動される加工部を備えた加工装置であってもよい。

１自動旋盤システム（ワークの加工装置）
２，３自動旋盤
２ｘ，３ｘ回生電流
２ｙ，３ｙ消費電流
２１，３１加工部
２１ａ，３１ａ主軸
２２，３２駆動部
２２ａ，３２ａサーボモータ
２２ｂ、３２ｂ電流検出部
２３，３３制御部
２３ａ，３３ａ記憶部

Claims

ワークを保持する複数の主軸と、前記複数の主軸がそれぞれ保持するワークを加工する際に駆動される複数のモータと、前記モータのそれぞれの動作に応じて発生する回生電流及び消費電流を検出する電流検出手段と、いずれかの前記モータで発生した前記回生電流を、他のいずれかの前記モータの前記消費電流に充当して前記モータの動作の制御を行う駆動制御手段とを備え、
前記駆動制御手段が、異なる前記複数のモータの動作の実行タイミングをずらすことによって、前記消費電流に充当する前記回生電流の量を調節するワークの加工装置。
前記駆動制御手段が、前記消費電流に充当する前記回生電流の量が最大となるように、前記実行タイミングをずらす請求項１に記載のワークの加工装置。
複数の前記主軸で保持したワークに対する加工の１サイクルの時間が互いに異なるときは、前記駆動制御手段が、前記複数の主軸で保持したワークに対する加工の１サイクルの時間の最小公倍数を、前記複数のモータの間で前記回生電流を互いに前記消費電流に充当し合うための期間である充当対象期間に設定し、前記充当対象期間ごとに前記消費電流に充当する前記回生電流を調整する請求項１又は２に記載のワークの加工装置。