JP2592374B2 - 工作機械の長尺材料送り機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工作機械において型鋼
などの長尺材料を加工する場合に、材料を正確に送る送
り機構に関するものである。

【０００２】

【従来技術】従来、工作機械において、長尺な材料を送
るには、材料を爪状の挟持部材により挟持し、この挟持
部材の駆動源であるサーボモータの回転角度を制御する
ことにより所定の距離だけ移動し、挟持部材のストロー
クよりも長い送りを行なう場合には、ストローク端の折
返点で一旦材料を放してから挟持部材を原点に戻し、こ
こで再度材料を挟持してから不足分を移動する構成を採
っていた。

【０００３】

【解決すべき課題】しかしながら、Ｈ型鋼などに穴開け
加工をする場合、所定距離だけ移動させるべく回転角度
を算出してサーボモータに信号を送っても、サーボモー
タが作動して材料を移動させた実際の距離には送り誤差
が生じる。この送りの誤差が生じる原因としては、Ｈ型
鋼はロール成形時の歪みや反りが残っていることもあ
り、この歪みや反りのある型鋼はクランプしたり挟持し
た際に歪みや反りによる反力によって送りの動力伝達系
に余分な力が作用するので、サーボモータが与えられた
指令信号通りの回転角度（位置）で正確に停止できない
ことが考えられる。また、歪みや反りは、同じサイズの
型鋼であっても個体差がある。したがって、単に机上の
計算通りにサーボモータの回転角度を設定して挟持部材
を所定距離だけ移動しようとしても、材料の実際の移動
距離に誤差を生じ、所望する加工精度が容易に得られな
かった。この様な不都合を解決するため、従来は、熟練
した作業者が加工するＨ型鋼の歪みをその都度測定し、
長年の勘にもとづいて機械に打ち込む送り量を適宜に補
正しながら実際の送り量を修正して加工精度を高めてい
た。しかしながら、送り工程の度に勘に頼った補正を行
なっていたのでは、作業効率を高めることができない。
また、熟練した作業者を確保することが困難な近年にお
いては、誰でもが勘に頼ることなく材料を正確に送るこ
とができる工作機械の送り機構の開発が望まれていた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、１ス
トロークの送り終点（折返点）においてサーボモータに
かかる負荷が送り誤差と相関関係があることに着目して
開発されたもので、長尺材料を挟んで少なくとも原点か
ら折返点まで移動可能な挟持部材と、原点から折返点の
間を往復移動する挟持部材を案内する案内部材と、挟持
部材の挟持および開放動作の駆動を行なう挟持動作駆動
源と、挟持部材を案内部材に沿って往復駆動するサーボ
モータと、該サーボモータと上記挟持動作駆動源を制御
する電気的制御装置とを有する工作機械の長尺材料送り
機構において、電気的制御装置は、加工のプログラムを
記憶するとともに該記憶にもとづいて挟持動作駆動源の
作動を制御する作動プログラム記憶制御手段と、該作動
プログラム記憶制御部からの指令にもとづいてサーボモ
ータに通電して駆動制御するサーボモータ駆動制御手段
と、折返点におけるサーボモータの負荷を検知するサー
ボモータ負荷検知手段と、補正用データをパラメータに
設定して記憶し、サーボモータ負荷検知手段が検知した
折返点における負荷に応じて補正用データを抽出して送
り補正量を算出する補正量算出手段と、を備え、上記作
動プログラム記憶制御手段は、挟持部材が材料を次回の
送りのために挟持する挟持位置を、原点に対して上記補
正量だけ補正した位置として算出するプログラムを記憶
させたものであることを特徴とするものである。

【０００５】

【作用】電気的制御装置の作動プログラム記憶制御手段
のプログラムにしたがってサーボモータ駆動制御手段が
サーボモータを作動すると、挟持部材が材料を挟持した
状態で案内部材に案内されて原点から折返点に向けて材
料を移送する。そして、挟持部材が折返点に到達する
と、電気的制御装置のサーボモータ負荷検知手段が折返
点におけるサーボモータの負荷を検知し、この検知した
負荷に応じて補正量算出手段が補正用データにもとづい
て補正量を算出する。次回の送りに備えて挟持部材が後
退すると、作動プログラム記憶制御手段が挟持部材の挟
持位置を、原点に対して上記補正量だけ補正した位置と
して算出し、この位置で停止する。そして、次回の送り
は、この位置で挟持部材が材料を挟持するので、上記誤
差が解消される。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説
明する。図１から図６に示す実施例は、Ｈ型鋼の穴開け
装置１であり、ベッド２上の前後方向に複数の遊転ロー
ラからなる載置部３を設け、この載置部３の図１中左側
に左ドリル機構４を、右側に右ドリル機構５を、截置部
３の上方には縦ドリル機構６をそれぞれ配設し、載置部
３の両側にはＨ型鋼を左右から固定するクランプ機構７
を設け、載置部３の右側に材料送り機構８を設け、これ
らの各機構をマイクロコンピュータなどからなる電気的
制御装置９により制御するように構成してある。

【０００７】クランプ機構７は、載置部３に対して直交
する方向に移動可能なユニットベース１０上に可動クラ
ンプ部材１１を設け、載置部３の図１中右側に固定クラ
ンプ部材１２を固定し、可動クランプ部材１１に設けた
油圧シリンダ１３の圧力によって可動クランプ部材１１
自体を載置部３側に押圧可能とし、両クランプ部材１
１，１２に設けた油圧シリンダ１４，１４の圧力により
押圧子１５，１５を下方に向けて押圧可能とした構造で
ある。したがって、移動用サーボモータ１６の駆動によ
りユニットベース１０を移動してＨ型鋼のサイズに応じ
た位置まで移動し、油圧シリンダ１３の作動により可動
クランプ部材１１自体で加圧すると載置部３上のＨ型鋼
を可動クランプ部材１１と固定クランプ部材１２とによ
り左右からクランプすることができ（横クランプ）、両
クランプ部材１１，１２の油圧シリンダ１４…の作動に
より押圧子１５…を下方に加圧するとＨ型鋼の上端を上
方からクランプ（縦クランプ）することができる。

【０００８】左ドリル機構４は、ユニットベース１０上
に縦方向のガイド１７，１７を設け、このガイド１７，
１７に沿って移動可能なベース１８に軸受部１９を設
け、該軸受部１９により支承した軸の後端にベルトを介
してモータ２０の出力軸を接続し、軸の先端に設けたチ
ャックに切刃２１を取り付け、軸受部１９に一体的に設
けた油圧シリンダの駆動により切刃２１が軸方向に前後
動できるように構成してある。したがって、この左ドリ
ル機構４は可動クランプ部材１１と同様にＨ型鋼のサイ
ズに応じて移動可能であり、上下動用サーボモータ２２
の駆動により軸受部１９を所定の高さに移動し、モータ
２０を作動すると切刃２１が回転し、油圧シリンダの駆
動により切刃２１が前進して、載置部３上のＨ型鋼に左
側から穴を穿設することができる。

【０００９】一方、右ドリル機構５は、コラム２′の右
側に固定したガイド２３，２３に沿って移動可能なベー
ス２４に軸受部２５を設け、該軸受部２５により支承し
た軸の後端にベルトを介してモータ２６の出力軸を接続
し、軸の先端に設けたチャックに切刃２７を取り付け、
軸受部２５に一体的に設けた油圧シリンダの駆動により
切刃２７が軸方向に前後動できるように構成してある。
したがって、上下動用サーボモータ２８の駆動により軸
受部２５を所定の高さに移動し、モータ２６を作動する
と切刃２７が回転し、油圧シリンダの駆動により切刃２
７が前進して、載置部３上のＨ型鋼に右側から穴を穿設
することができる。

【００１０】縦ドリル機構６は、載置部３上に左右方向
に架設したガイド２９，２９に沿って移動可能なベース
３０に軸受部３１を設け、該軸受部３１によって支承し
た軸の上端にベルトを介してモータ３２の出力軸を接続
し、軸の下端に設けたチャックに切刃３３を取り付け、
油圧シリンダ３４の駆動によりベース３０がガイド３
１′に案内されて上下動して切刃３３をＨ型鋼に近付け
るように構成してある。したがって、左右移動用サーボ
モータ３５の駆動により軸受部３１を所定の位置に移動
し、モータ３２を作動すると切刃３３が回転して、載置
部３上のＨ型鋼に上方から穴を穿設することができる。

【００１１】材料送り機構８は、入口側の載置部３ａの
横に設けた駆動側送りユニット８ａと、出口側の載置部
３ｂの横に設けた遊動側送りユニット８ｂとの２つの部
分に大別されている。

【００１２】駆動側送りユニット８ａは、上端部分の断
面が到台形のレール状案内部材４０を載置部３の長さ方
向に沿って平行に配置するとともに、該案内部材４０と
平行にボールねじ４１を設け、スライドベース４２の下
部に形成した溝を案内部材４０の上縁部分に嵌合し、ス
ライドベース４２の側部に突設したボールナット４３を
上記ボールねじ４１に螺合し、スライドベース４２上に
は一対の挟持部材４４ａ，４４ａを取り付けるととも
に、該挟持部材４４ａ，４４ａの挟持、開放動作の駆動
を行なう挟持動作駆動源として薄型油圧シリンダ４５を
取り付け、ボールねじ４１の一端に固定した段付プーリ
４６と送り用サーボモータ４７の出力軸に固定した段付
プーリ４８との間を段付ベルト４９により接続してな
る。そして、ボールねじ４１の一端近傍と他端近傍にス
トッパ５０，５１を設けてスライドベース４２が移動で
きる範囲を機械的に規制してある。なお、本実施例では
帯板を螺旋に巻成したボールねじ４１の保護カバーがス
トッパ５１を兼ねており、最も縮んだときにストッパと
して機能する。

【００１３】一方、遊動側送りユニット８ｂは、駆動側
送りユニット８ａの延長線上に配置されており、案内部
材４０′に案内されて移動するスライドベース４２′上
に一対の挟持部材４４ｂ，４４ｂを取り付けるととも
に、該挟持部材４４ｂ，４４ｂの挟持、開放動作の駆動
を行なう油圧シリンダ４５′を設け、該油圧シリンダ４
５′に駆動側送りユニット８ａの油圧シリンダ４５の油
圧回路に接続する。したがって、遊動側送りユニット８
ｂの挟持部材４４ｂ，４４ｂは、駆動側送りユニット８
ａの挟持部材４４ａ，４４ａと同期して挟持動作および
開放作動を行なう。また、スライドベース４２′はロッ
ド５２を介して駆動側送りユニット８ａのスライドベー
ス４２と連結されている。したがって、遊動側送りユニ
ット８ｂの挟持部材４８ｂ，４８ｂは、駆動側送りユニ
ット８ａの挟持部材４４ａ，４４ａと同じ距離だけＨ型
鋼を挟んで移動することができる。また、この遊動側送
りユニット８ｂには原点検出用のリミットスイッチ５３
を設け、このリミットスイッチ５３が後退してきたスラ
イドベース４２′を検知後にボールねじ４１が１回転し
た位置を原点として設定してある。なお、この原点の設
定は、サーボモータ４７のレゾルバにより特定できるよ
うに、電気的制御装置９に予めプログラム設定する。ま
た、本実施例では、上記した原点から６００mm前進した
位置を折返点として、電気的制御装置９に予めプログラ
ム設定し、安全を期するためリミットスイッチ５３′で
検出可能としてある。

【００１４】この様な構成からなる送りユニット８にお
いては、サーボモータ４７を作動すると、出力軸の回転
数（回転角度）に応じてボールねじ４１が回転し、この
ボールねじ４１の回転によりスライドベース４２，４
２′と挟持部材４４ａ，４４ａ，４４ｂ，４４ｂが一体
となって原点と折返点との間のストローク６００mmを案
内部材４０，４０′に案内されて載置部３の長さ方向に
沿って往復移動する。したがって、サーボモータ４７の
回転角度を制御することにより挟持部材４４ａ，４４
ａ，４４ｂ，４４ｂの移動距離、即ちＨ型鋼の送り長さ
を制御することができる。

【００１５】スライドベース４２，４２′が上記した動
作を１回行なう間に、挟持部材４４ａ，４４ａ，４４
ｂ，４４ｂは、原点（補正が必要な場合には原点＋補正
量の位置）において油圧シリンダ４５，４５′の駆動に
よりＨ型鋼のフランジを挟持し、この状態で折返点に向
かって移動することによりＨ型鋼を移送し、折返点で挟
持部材４４ａ，４４ａ，４４ｂ，４４ｂが開放してＨ型
鋼を放す。そして、開放した状態で後退して原点まで戻
る。この動作を１送り単位として、補正しない状態では
１送り単位でＨ型鋼を６００mm送ることができ、補正す
る場合には６００mmに補正量を算入した長さだけ送り動
作を行なうこととなる。なお、上記した１送り単位の途
中で穴開け加工を行なう必要がある場合（穴開けピッチ
が６００mm以下の場合）には、原点から折返点に向かう
途中でサーボモータ４７を停止し、穴開け加工終了した
後に残りのストローク分を移動する。

【００１６】次に、上記した構成からなる穴開け装置１
において、Ｈ型鋼に穴開け作業を行なう場合の動作サイ
クルについて説明する。先ず、加工材料であるＨ型鋼を
搬入側コンベア上にクレーン等を使って降ろし、コンベ
アを作動させることによりＨ型鋼をドリルセンターライ
ン上の光線ゲージ位置まで移動する。なお、光線ゲージ
位置は、レーザー光線発生器５４からの赤色レーザー光
線によって示されている。また、Ｈ型鋼は、左右のフラ
ンジが垂直方向に向く方向に載置し、一方のフランジを
基準面となる固定クランプ部材１２のクランプ面に当接
するとともに、該フランジの下端を挟持部材４４ａ，４
４ａの間および挟持部材４４ｂ，４４ｂの間に位置させ
る。次に、操作盤５５の一斉待機ボタンを操作すること
により機械系を全て自動スタート可能な状態にする。ス
タートスイッチからスタート信号が電気的制御装置９に
送られると、電気的制御装置９がクランプ機構７の油圧
シリンダ１３を作動し、Ｈ型鋼を左右からクランプす
る。そして、操作盤５５の縦クランプ作動ボタンを操作
すると、クランプ機構７の油圧シリンダ１４…が作動し
て、Ｈ型鋼上方からクランプする。なお、電気的制御装
置９には予めＨ型鋼のサイズ、穴開け位置、各ドリルの
送り量および回転数、および送り機構８を含めた各機構
の作動手順のプログラムが設定記憶されている。

【００１７】この状態で操作盤５５のスタートボタンを
操作すると、電気的制御装置９が送り機構８の油圧シリ
ンダ４５，４５′を作動させ、駆動側送りユニット８ａ
および遊動側送りユニット８ｂの挟持部材４４ａ，４４
ａ，４４ｂ，４４ｂによりＨ型鋼のフランジを挟持（ク
ランプ）し、このクランプが終了すると、縦クランプを
開放するとともに、横クランプを開放し、Ｈ型鋼を第１
番目の穿孔位置まで移動可能な状態にする。

【００１８】第１番目の穿孔位置は、予め電気的制御装
置９に記憶させてあるので、電気的制御装置９はこの記
憶にもとづいて送り機構８のサーボモータ４７を所定の
回転角度だけ回転して、Ｈ型鋼を所定の送り量だけ移動
するとともに、右ドリル機構５、左ドリル機構４、及び
縦ドリル機構６を第１番目の穿孔位置に適応した位置に
移動する。この様にして、第１番目の穿孔位置までＨ型
鋼が移動すると、電気的制御装置９からの信号にもとづ
いてクランプ機構７が作動し、Ｈ型鋼をクランプし、そ
の後、右ドリル機構５、左ドリル機構４、及び縦ドリル
機構６を作動することにより所定位置に穿孔する。な
お、穿孔位置により右ドリル機構５、左ドリル機構４、
及び縦ドリル機構６を適宜に選択して穿孔し、必ずしも
全部のドリル機構を同時に作動するとは限らない。

【００１９】第１番目の穿孔作業が終了すると、電気的
制御装置９からの信号によりクランプ機構７がＨ型鋼を
開放し、この開放が行なわれると、電気的制御装置９
は、送り機構８のサーボモータ４７をプログラムに従っ
て作動することにより第２番目の穿孔位置までＨ型鋼を
移動する。この移動が終了してＨ型鋼が第２番目の穿孔
位置に停止すると、前記と同様に、クランプ機構７がＨ
型鋼をクランプし、その後に右ドリル機構５、左ドリル
機構４、及び縦ドリル機構６が電気的制御装置９からの
信号によって作動し、第２番目の穿孔加工を行なう。

【００２０】この様にして順次穿孔加工を行ない、Ｈ型
鋼の送り量がストローク６００mmに達して挟持部材４４
ａ，４４ａ，４４ｂ，４４ｂが折返点に到達すると、電
気的制御装置９が折返点における送り機構８のサーボモ
ータ４７の負荷を検出することにより、当該送り動作
（１回目の送り）における誤差を検出する。誤差の検出
が終了すると、送り機構８の挟持部材４４ａ，４４ａ，
４４ｂ，４４ｂが開いてＨ型鋼をその場に残した状態で
後退し、駆動側送りユニット８ａの挟持部材４４ａ，４
４ａ，４４ｂ，４４ｂは原点の位置（１回目の送りの始
点）に先の誤差を加味した位置（次回の送りの始点）に
停止する。したがって、１回目の送り動作により生じた
送り誤差は解消される。なお、補正量は、後に詳述する
が、サーボモータ４７の負荷に応じて電気的制御装置９
が、予め設定されたパラメータに従って算出する。

【００２１】挟持部材４４ａ，４４ａ，４４ｂ，４４ｂ
が始点に停止すると、電気的制御装置９が送り機構８の
油圧シリンダ４５，４５′を作動して挟持部材４４ａ，
４４ａ，４４ｂ，４４ｂによりＨ型鋼のフランジを挟持
し、２回目の送りに備える。この様に、２回目の送りに
備えて挟持部材４４ａ，４４ａ，４４ｂ，４４ｂの挟持
位置、即ち次の送りの始点を原点に対して誤差分だけズ
ラすと、１回目の送り動作により生じた送り誤差が解消
されることとなる。そして、Ｈ型鋼の挟持が終了する
と、電気的制御装置９がプログラムにしたがって送り機
構８のサーボモータ４７を作動し、Ｈ型鋼を次の穿孔位
置まで移動する。これにより、前記と同様に、クランプ
機構７を作動してクランプし、各ドリル機構を作動する
ことにより、先の穿孔加工に引き続いて穿孔加工を続行
することができる。

【００２２】この様に、本実施例では、送り機構８が折
返点でサーボモータ４７の負荷を測定して当該送り動作
における誤差を算出し、この誤差分だけ次の挟持位置
（始点）を変更するので、Ｈ型鋼の歪みや反りに起因す
る送り誤差をはじめ、送り機構８自体の機械系誤差をも
含めて送り量を修正することができ、送り精度を著しく
高めることができる。

【００２３】次に、送り機構８等を制御する電気的制御
装置９について説明する。電気的制御装置９は、図６に
示すように、各機構の作動プログラムを記憶するととも
に該記憶にもとづいて挟持動作駆動源であるサーボモー
タ４７の作動を制御する作動プログラム記憶制御手段６
０、該作動プログラム記憶制御手段６０からの指令にも
とづいてサーボモータ４７に通電して駆動制御するサー
ボモータ駆動制御手段６１、折返点におけるサーボモー
タ４７の負荷を検知するサーボモータ負荷検知手段６
２、補正用データをパラメータに予め設定して記憶し、
サーボモータ負荷検知手段６２が検知した折返点におけ
る負荷に応じて補正用データを抽出して送り補正量を演
算する補正量算出手段６３などからなり、上記作動プロ
グラム記憶制御手段６０には、挟持部材４４ａ，４４
ａ，４４ｂ，４４ｂが材料を次回の送りのために挟持す
る挟持位置（始点）を、原点に対して上記補正量だけ補
正した位置を算出するプログラムを記憶させてある。

【００２４】作動プログラム記憶制御手段６０は、穴開
け装置１における加工手順、即ち右ドリル機構５と左ド
リル機構４と縦ドリル機構６の送り量、ドリルの回転
数、動作順、タイミング、時間などをプログラミングし
て記憶するほか、送り機構８のタイミング、送り量、動
作順などをプログラミングして記憶し、また、Ｈ型鋼の
サイズやこのサイズに応じた各種の制御、および各種付
属機構の制御を記憶してある。また、この作動プログラ
ム記憶制御手段６０には、原点と折返点をプログラム上
で設定してある。本実施例において、原点は、送り機構
８の挟持部材４４ａ，４４ａ，４４ｂ，４４ｂが十分に
後退して原点リミットスイッチ５３がオンになってから
ボールねじ４１が１回転する間にサーボモータ４７のレ
ゾルバ６４により角度検出する位置にプログラムで設定
してある。また、折返点は、原点から計算上６００mm前
進した位置をプログラム上に設定してある。サーボモー
タ駆動制御手段６１は、送り機構８の駆動源であるサー
ボモータ４７の回転数（回転角度）を制御するもので、
作動プログラム記憶制御手段６０からの指令に応じてサ
ーボモータ４７を作動する。したがって、スタートスイ
ッチからの信号が作動プログラム記憶制御手段６０に送
られると、作動プログラム記憶制御手段６０は、予め記
憶されたプログラムにしたがって送り機構８の挟持部材
４４ａ，４４ａ，４４ｂ，４４ｂを原点に位置させてか
ら油圧シリンダ４５，４５′を作動させて、駆動側送り
ユニット８ａおよび遊動側送りユニット８ｂの挟持部材
４４ａ，４４ａ，４４ｂ，４４ｂによりＨ型鋼のフラン
ジを挟持せしめ、この挟持動作が終了すると、クランプ
機構７を開放し、Ｈ型鋼を第１番目の穿孔位置まで移動
可能な状態にする。第１番目の穿孔位置は、予め作動プ
ログラム記憶制御手段６０に記憶させてある。したがっ
て、作動プログラム記憶制御手段６０がこの記憶にもと
づいてサーボモータ駆動制御手段６１に指令を送り、サ
ーボモータ駆動制御手段６１がこの指令にもとづいて送
り機構８のサーボモータ４７に給電し、これによりサー
ボモータ４７が所定の回転角度だけ回転して、Ｈ型鋼を
所定の送り量（第１番目の穿孔位置までの長さ）だけ移
動する。また、右ドリル機構５、左ドリル機構４、及び
縦ドリル機構６も作動プログラム記憶制御手段６０から
の指令にもとづいて第１番目の穿孔位置に適応した位置
に移動する。

【００２５】この様にして、第１番目の穿孔位置までＨ
型鋼が移動すると、作動プログラム記憶制御手段６０か
らの信号にもとづいてクランプ機構７が作動してＨ型鋼
をクランプし、その後、右ドリル機構５、左ドリル機構
４、及び縦ドリル機構６が作動して所定位置に穿孔す
る。

【００２６】第１番目の穿孔加工が終了したことを作動
プログラム記憶制御手段６０が検知すると、作動プログ
ラム記憶制御手段６０がプログラムにしたがって縦クラ
ンプ機構７に信号を送出してＨ型鋼を開放せしめ、この
後、サーボモータ駆動制御手段６１に第２番目の穿孔位
置への送り指令を送る。サーボモータ駆動制御手段６１
はこの指令にもとづいて送り機構８のサーボモータ４７
を所定の回転角度だけ回転する。したがって、Ｈ型鋼が
第２番目の穿孔位置まで移動する。そして、Ｈ型鋼が第
２番目の穿孔位置に停止すると、作動プログラム記憶制
御手段６０がクランプ機構７を作動してＨ型鋼をクラン
プせしめ、その後に右ドリル機構５、左ドリル機構４、
及び縦ドリル機構６を作動して第２番目の穿孔加工を行
なう。

【００２７】この様な穿孔、送りを繰り返して作動プロ
グラム記憶制御手段６０におけるプログラム上の送り量
が６００ｍｍになると、誤差がない場合には、サーボモ
ータ４７が指令信号通りの回転角度だけ実際に回転し、
これにより挟持部材４４ａ，４４ａ，４４ｂ，４４ｂが
折返点に到達して停止し、この停止状態ではサーボモー
タ４７にかかる負荷が零になる。つまり、サーボモータ
４７が指令信号通り回転してから停止した位置（角度）
が指令通りの位置であれば、サーボモータ４７には、サ
ーボモータ駆動制御手段６１から信号通りの位置に合わ
せて停止させるために必要なトルク（保持トルク）が不
要である。したがって、指令信号通りの回転角度だけ実
際に回転してから停止すれば、挟持部材４４ａ，４４
ａ，４４ｂ，４４ｂが折返点に到達して停止し、この時
にサーボモータ４７にかかる負荷は零になる。しかし、
実際には送り誤差が生じているので、挟持部材４４ａ，
４４ａ，４４ｂ，４４ｂは折返点上に正確に位置してい
るわけではなく、送り誤差分だけズレて停止している。
この状態において、サーボモータ４７にはサーボモータ
駆動制御手段６１からの指令信号通りの位置に停止して
挟持部材４４ａ，４４ａ，４４ｂ，４４ｂを折返点上に
位置させるべく、即ち、サーボモータ４７の停止位置
（角度）を指定通りの位置（角度）に合わせて、これに
より折返点を維持するのに必要なトルク（保持トルク）
がサーボモータ４７の負荷として作用していることとな
る。したがって、サーボモータ４７にかかっている負荷
（換言するとサーボモータ駆動制御手段６１がサーボモ
ータ４７に折返点を維持するべく与えるトルク指令）と
送り誤差の大きさとは相関関係が生じる。そして、この
トルク指令は電流値によってサーボモータ４７に指令さ
れ、これをサーボモータ負荷検知手段６２により検知す
る。

【００２８】サーボモータ負荷検知手段６２は、折返点
においてサーボモータ４７にかかる負荷（保持トルク）
を検知すべく、本実施例ではトルク指令が電流値によっ
てサーボモータ４７に指令されるので、サーボモータ４
７への電流を検出することにより負荷を検知する。そし
て、保持トルクを検出しただけでは誤差を補正できない
ので、補正量算出手段６３により補正量を算出する。な
お、サーボモータ４７の負荷を計測する場合、図７のフ
ローチャートに示すように、サーボモータ４７の負荷が
安定してから計測する。

【００２９】補正量算出手段６３は、補正量を計算する
ために必要な参考データをパラメータに設定して記憶す
るパラメータ記憶手段６５と、サーボモータ負荷検知手
段６２により検知した負荷に応じてパラメータ記憶手段
６５からパラメータを抽出するパラメータ抽出送出手段
６６と、抽出したパラメータにもとづいて補正量を演算
する補正量演算手段６７とからなる。

【００３０】パラメータ記憶手段６５に記憶する参考デ
ータは、サーボモータ４７にかかる負荷を０〜１００％
として、１０％ごとの補正量を入力する。そして、補正
量の演算は、１０％区間を直線で近似して、その時点に
おける誤差量、即ち補正すべき量を算出する。なお、補
正量をパラメータによって入力すると、工作機械毎のバ
ラツキに対応することができ、また、経年変化による補
正が簡単にできる。

【００３１】この様にして、補正量算出手段６３によっ
て補正量を算出すると、この補正量が作動プログラム記
憶制御手段６０に送出される。そして、作動プログラム
記憶制御手段６０はプログラムにしたがって、挟持部材
４４ａ，４４ａ，４４ｂ，４４ｂがＨ型鋼を次回の送り
のために挟持する挟持位置（次回の送りの始点）を、原
点に対して上記補正量だけ補正した位置として算出し、
この算出した挟持位置でＨ型鋼を挟持せしめる。即ち、
作動プログラム記憶制御手段６０がプログラムに従っ
て、折返点近傍における挟持部材４４ａ，４４ａ，４４
ｂ，４４ｂを先ず開いて後退する指令を送り機構８に送
出し、Ｈ型鋼をその場に残した状態で挟持部材４４ａ，
４４ａ，４４ｂ，４４ｂを原点近傍まで後退させ、原点
の位置（１回目の送りの始点）に補正量を加味した挟持
位置（次回の送りの始点）に停止させ、この挟持位置で
Ｈ型鋼を再度挟む。したがって、２回目の送りにおいて
は１回目の送り動作により生じた誤差が補正量の算入に
よって解消されたこととなる。

【００３２】この様に、本発明にかかる送り機構８であ
れば、挟持部材４４ａ，４４ａ，４４ｂ，４４ｂが往復
移動することにより長尺な材料を複数回に分けて送って
も、一回の送りにより生じた誤差が次回の送りで解消で
き、累積されることがない。

【００３３】なお、上記した実施例ではＨ型鋼の穴開け
装置１について説明したが、本発明はこれに限定される
ものではなく、少なくとも原点から折返点までの間を往
復移動する挟持部材４４によって長尺な材料を挟んで送
る送り機構８を備える工作機械であればどのような種類
の工作機械にも使用することができ、材料もＨ型鋼に限
らない。また、サーボモータ負荷検知手段６２は、サー
ボモータ４７への電流値を測定するものに限定されるも
のではなく、折返点におけるサーボモータ４７の負荷を
検出できればどのような構成でもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、材
料の歪みや反りに起因した送り誤差が生じたとしても、
この送り誤差を挟持部材の折返点で検知して、補正量を
即座に算出し、次回の送り動作で解消することができ
る。したがって、穿孔作業を行なう度に材料の歪みや反
りを測定する手間を省くことができる。このため、工作
機械の加工精度を著しく向上させることができ、また、
作業能率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｈ型鋼の穴開け装置の正面図である。

【図２】穴開け装置の平面図である。

【図３】送り機構の平面図である。

【図４】送り機構の駆動側ユニットの側面図である。

【図５】遊動送りユニットの側面図である。

【図６】図３におけるＡ−Ａ断面図である。

【図７】電気的制御装置のブロック図である。

【図８】補正量を検出するフローチャートである。

【符号の説明】

１ 孔開け装置 ３ 載置部 ４ 右ドリル機構 ５ 左ドリル機構 ６ 縦ドリル機構 ７ クランプ機構 ８ 送り機構 ９ 電気的制御装置 １１ 可動クランプ部材 １２ 固定クランプ部材 １３ 横クランプ用油圧シリンダ １４ 縦クランプ用油圧シリンダ ４０ 案内部材 ４１ ボールねじ ４２ スライドベース ４３ ボールナット ４４ａ 送り機構の駆動側ユニットの挟持部材 ４４ｂ 送り機構の遊動側ユニットの挟持部材 ４５ 挟持部材の駆動用油圧シリンダ ４７ 送り用サーボモータ ５２ 送り機構の駆動側スライドベースと遊動側スライ
ドベースを連結するロッド ５５ 操作盤 ６０ 作動プログラム記憶制御手段 ６１ サーボモータ駆動制御手段 ６２ サーボモータ負荷検知手段 ６３ 補正量算出手段 ６５ パラメータ記憶手段 ６６ パラメータ抽出送出手段 ６７ 補正量演算手段

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長尺材料を挟んで少なくとも原点から折
   返点まで移動可能な挟持部材と、原点から折返点の間を
   往復移動する挟持部材を案内する案内部材と、挟持部材
   の挟持および開放動作の駆動を行なう挟持動作駆動源
   と、挟持部材を案内部材に沿って往復駆動するサーボモ
   ータと、該サーボモータと上記挟持動作駆動源を制御す
   る電気的制御装置とを有する工作機械の長尺材料送り機
   構において、 電気的制御装置は、作動のプログラムを記憶するととも
   に該記憶にもとづいて挟持動作駆動源の作動を制御する
   作動プログラム記憶制御手段と、 該作動プログラム記憶制御部からの指令にもとづいてサ
   ーボモータに通電して駆動制御するサーボモータ駆動制
   御手段と、 折返点におけるサーボモータの負荷を検知するサーボモ
   ータ負荷検知手段と、 補正用データをパラメータに設定して記憶し、サーボモ
   ータ負荷検知手段が検知した折返点における負荷に応じ
   て補正用データを抽出して送り補正量を算出する補正量
   算出手段と、 を備え、 上記作動プログラム記憶制御手段は、挟持部材が材料を
   次回の送りのために挟持する挟持位置を、原点に対して
   上記補正量だけ補正した位置として算出するプログラム
   を記憶させたものであることを特徴とする工作機械の長
   尺材料送り機構。