JP3529010B2 - 可動ユニットの衝突検出装置 - Google Patents
可動ユニットの衝突検出装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、工作機械の主軸
やテーブルや刃物台またはワークを搬送する搬送装置の
アームやハンドなどの可動ユニットの非常停止装置に関
するもので、特にサーボモータによって駆動されている
これらの可動ユニットに他の部材等の衝突等による異常
負荷が作用したときに、当該可動ユニットの移動を緊急
停止させる技術に関するものである。
やテーブルや刃物台またはワークを搬送する搬送装置の
アームやハンドなどの可動ユニットの非常停止装置に関
するもので、特にサーボモータによって駆動されている
これらの可動ユニットに他の部材等の衝突等による異常
負荷が作用したときに、当該可動ユニットの移動を緊急
停止させる技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】工作機械の主軸や刃物台またはワーク搬
送装置のアームやハンドなどの可動ユニットは、通常Ｎ
Ｃ装置で制御されたサーボモータによって駆動されてい
る。ＮＣ装置は、これらの可動ユニットの位置と速度と
を制御しており、必要に応じてサーボモータのトルクを
制限して、ワークや刃物に過大な力が加わらないように
している。一方制御技術の発達により、多軸制御が一般
的に行われるようになってきており、また工作機械とロ
ーダアンローダ等の搬送装置とを統合的に制御すること
により、長時間の無人加工を行うことも一般的になって
きている。
送装置のアームやハンドなどの可動ユニットは、通常Ｎ
Ｃ装置で制御されたサーボモータによって駆動されてい
る。ＮＣ装置は、これらの可動ユニットの位置と速度と
を制御しており、必要に応じてサーボモータのトルクを
制限して、ワークや刃物に過大な力が加わらないように
している。一方制御技術の発達により、多軸制御が一般
的に行われるようになってきており、また工作機械とロ
ーダアンローダ等の搬送装置とを統合的に制御すること
により、長時間の無人加工を行うことも一般的になって
きている。
【０００３】このように工場の自動化が進展すると、制
御誤りやワークの供給誤りなどのために、可動ユニット
がワークや他のユニットに衝突するという事故が発生し
やすくなる。そこでこのような事故が起こったとき、ワ
ークや機械の損傷を最小限に抑えるために、可動ユニッ
トに作用する過負荷を検出して、可動ユニットを緊急停
止させることが行われている。
御誤りやワークの供給誤りなどのために、可動ユニット
がワークや他のユニットに衝突するという事故が発生し
やすくなる。そこでこのような事故が起こったとき、ワ
ークや機械の損傷を最小限に抑えるために、可動ユニッ
トに作用する過負荷を検出して、可動ユニットを緊急停
止させることが行われている。
【０００４】図８ないし１０に旋盤の刃物台を例にして
従来のこの種の緊急停止装置を説明する。これらの図に
おいて、１は主軸台、２は主軸、３はチャックであり、
４はチャック３に把持されたワークを示す。また５は図
示しないベッドにより主軸（Ｚ軸）方向の移動を案内さ
れているスライド台、６はスライド台５により主軸直角
（Ｘ軸）方向の移動を案内されているタレットフレー
ム、７はタレットフレームで割出し位置決めされるタレ
ット、８及び９はタレットに装着された刃物である。ス
ライド台５は、Ｚ軸送りネジ１１を介してＺ軸サーボモ
ータ１２により駆動されており、タレットフレーム６
は、Ｘ軸送りネジ１３を介してＸ軸サーボモータ１４に
より駆動されている。ここではＺ軸方向の緊急停止装置
についてのみ説明する。
従来のこの種の緊急停止装置を説明する。これらの図に
おいて、１は主軸台、２は主軸、３はチャックであり、
４はチャック３に把持されたワークを示す。また５は図
示しないベッドにより主軸（Ｚ軸）方向の移動を案内さ
れているスライド台、６はスライド台５により主軸直角
（Ｘ軸）方向の移動を案内されているタレットフレー
ム、７はタレットフレームで割出し位置決めされるタレ
ット、８及び９はタレットに装着された刃物である。ス
ライド台５は、Ｚ軸送りネジ１１を介してＺ軸サーボモ
ータ１２により駆動されており、タレットフレーム６
は、Ｘ軸送りネジ１３を介してＸ軸サーボモータ１４に
より駆動されている。ここではＺ軸方向の緊急停止装置
についてのみ説明する。
【０００５】図８はスライド台５に固定したリミットス
イッチ１５のアクチュエータ１５ａをタレットフレーム
６に接触させた構造である。工具８、９やタレット７が
ワークや他のユニットに衝突すると、その衝撃によって
タレットフレーム６がスライド台５上で微少移動する。
この微少移動をリミットスイッチ１５で検出して、機械
を緊急停止させる構造である。図９は、Ｚ軸送りネジ１
１とそのサーボモータ１２との間にトルクリミタを内蔵
したカップリング１７を設けたもので、タレット７やス
ライド台５に過負荷が作用すると、トルクリミタ１７が
作用して、サーボモータ１２が空転し、スライド台５の
移動が停止するものである。また図１０に示したもの
は、Ｚ軸サーボモータ１２の電源回路に電流検出器１８
を設け、過負荷によって駆動電流が設定器１９に設定さ
れた値を超えたときに、比較器２１から緊急停止信号ａ
を出力して、サーボモータ１２を緊急停止させるという
ものである。
イッチ１５のアクチュエータ１５ａをタレットフレーム
６に接触させた構造である。工具８、９やタレット７が
ワークや他のユニットに衝突すると、その衝撃によって
タレットフレーム６がスライド台５上で微少移動する。
この微少移動をリミットスイッチ１５で検出して、機械
を緊急停止させる構造である。図９は、Ｚ軸送りネジ１
１とそのサーボモータ１２との間にトルクリミタを内蔵
したカップリング１７を設けたもので、タレット７やス
ライド台５に過負荷が作用すると、トルクリミタ１７が
作用して、サーボモータ１２が空転し、スライド台５の
移動が停止するものである。また図１０に示したもの
は、Ｚ軸サーボモータ１２の電源回路に電流検出器１８
を設け、過負荷によって駆動電流が設定器１９に設定さ
れた値を超えたときに、比較器２１から緊急停止信号ａ
を出力して、サーボモータ１２を緊急停止させるという
ものである。
【０００６】このような従来例の中で図１０に示した第
３従来例は、過負荷の検出を電気的に行うために、設定
値の変更が容易であることや、機械が緊急停止した後の
定常状態への回復が容易であること、緊急停止したとき
にサーボモータ１２を若干逆転させることにより、機械
やワークの損傷を軽減するというような制御が可能であ
るという利点がある。
３従来例は、過負荷の検出を電気的に行うために、設定
値の変更が容易であることや、機械が緊急停止した後の
定常状態への回復が容易であること、緊急停止したとき
にサーボモータ１２を若干逆転させることにより、機械
やワークの損傷を軽減するというような制御が可能であ
るという利点がある。
【０００７】図６（ａ）は、ワーク加工中に工具送り用
のサーボモータ１２に流れる電流値の変化を、時間（ま
たは移動距離）を横軸にして模式的に示したものであ
る。図において２２は起動時の慣性負荷、２３は旋削負
荷、２４は停止時の慣性負荷であり、２５及び２６は加
工領域の前後における短い空送負荷である。電流計１８
などによりサーボモータ１２の負荷を検出するときは、
図６（ａ）に示すように、慣性負荷２２、２４を含んだ
値が検出されるので、衝突等による外部負荷の異常を検
出するときは、慣性負荷による変動分を補正しなければ
ならない。そこでサーボ回路で検出されるモータの速度
フィードバック信号等に基いて、加減速時の慣性力を演
算して補正することにより、同図（ｂ）に示すような慣
性力を補正して外部負荷が検出されるようにしている。
そして異常負荷の検出レベル２７を旋削負荷２３のレベ
ルよりわずかに上に設定することにより、同図（ｂ）で
想像線で示すような異常負荷２８が生じたときに、サー
ボモータ１２を緊急停止させるのである。
のサーボモータ１２に流れる電流値の変化を、時間（ま
たは移動距離）を横軸にして模式的に示したものであ
る。図において２２は起動時の慣性負荷、２３は旋削負
荷、２４は停止時の慣性負荷であり、２５及び２６は加
工領域の前後における短い空送負荷である。電流計１８
などによりサーボモータ１２の負荷を検出するときは、
図６（ａ）に示すように、慣性負荷２２、２４を含んだ
値が検出されるので、衝突等による外部負荷の異常を検
出するときは、慣性負荷による変動分を補正しなければ
ならない。そこでサーボ回路で検出されるモータの速度
フィードバック信号等に基いて、加減速時の慣性力を演
算して補正することにより、同図（ｂ）に示すような慣
性力を補正して外部負荷が検出されるようにしている。
そして異常負荷の検出レベル２７を旋削負荷２３のレベ
ルよりわずかに上に設定することにより、同図（ｂ）で
想像線で示すような異常負荷２８が生じたときに、サー
ボモータ１２を緊急停止させるのである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】旋盤の刃物台等におい
ては、加工時の移動とは別に、工具を加工位置に速やか
に移動させるための早送り移動が行われる。この早送り
時にサーボモータ１２に作用する負荷を図７（ａ）に示
す。横軸は時間（または移動距離）である。早送りの場
合は、送り負荷２９は小さいけれども、起動時及び停止
時の慣性負荷２２、２４は大きくなる。慣性負荷２２、
２４を補正した後の外部負荷の計測値は同図（ｂ）のよ
うになる。サーボモータ１２に作用する外部負荷は摩擦
負荷のみであるから、旋削負荷２３よりはるかに小さく
なることは当然である。この早送り時に工具やタレット
がワークや他のユニットに衝突すると、同図（ｂ）に想
像線で示すように、異常負荷２８が発生し、この異常負
荷が検出レベル２７を超えたときに、サーボモータ１２
が緊急停止する。
ては、加工時の移動とは別に、工具を加工位置に速やか
に移動させるための早送り移動が行われる。この早送り
時にサーボモータ１２に作用する負荷を図７（ａ）に示
す。横軸は時間（または移動距離）である。早送りの場
合は、送り負荷２９は小さいけれども、起動時及び停止
時の慣性負荷２２、２４は大きくなる。慣性負荷２２、
２４を補正した後の外部負荷の計測値は同図（ｂ）のよ
うになる。サーボモータ１２に作用する外部負荷は摩擦
負荷のみであるから、旋削負荷２３よりはるかに小さく
なることは当然である。この早送り時に工具やタレット
がワークや他のユニットに衝突すると、同図（ｂ）に想
像線で示すように、異常負荷２８が発生し、この異常負
荷が検出レベル２７を超えたときに、サーボモータ１２
が緊急停止する。
【０００９】なお、図６及び図７の（ｂ）に３１で示し
た負荷レベルは、サーボモータ１２の出力トルクの制限
レベルであり、出力トルクの制限値３１は、機械を緊急
停止させるための負荷の検出レベル２７よりわずかに高
く設定しておくのが好ましい。異常負荷が検出されてか
ら、機械が実際に停止するまでの時間遅れの間、サーボ
モータ１２は最大トルクで刃物台を移動させようとし続
けるので、最大トルクの制限値はできるだけ低く設定す
るのが好ましいからである。なお、トルクの制限値３１
を緊急停止の検出レベル２７より低くすると、異常負荷
による緊急停止が動作しなくなる。
た負荷レベルは、サーボモータ１２の出力トルクの制限
レベルであり、出力トルクの制限値３１は、機械を緊急
停止させるための負荷の検出レベル２７よりわずかに高
く設定しておくのが好ましい。異常負荷が検出されてか
ら、機械が実際に停止するまでの時間遅れの間、サーボ
モータ１２は最大トルクで刃物台を移動させようとし続
けるので、最大トルクの制限値はできるだけ低く設定す
るのが好ましいからである。なお、トルクの制限値３１
を緊急停止の検出レベル２７より低くすると、異常負荷
による緊急停止が動作しなくなる。
【００１０】このように、異常負荷の検出レベル２７と
最大トルクの制限レベル３１とを設定したとき、サーボ
モータ側で検出される最大負荷は、切削時と早送り時と
であまり相違しないが、実際に可動ユニットが他のユニ
ットに衝突したときに、ワークや機械が受ける損傷は、
早送り時の方がはるかに大きい。それは早送り時におい
ては、可動ユニットが有している運動エネルギーが移動
速度の小さい切削時に比べてはるかに大きいためであ
り、ＭＶ2 ／２（Ｍは質量、Ｖは速度）という可動ユニ
ットの速度の二乗に比例するエネルギーが衝突時に加わ
るからである。
最大トルクの制限レベル３１とを設定したとき、サーボ
モータ側で検出される最大負荷は、切削時と早送り時と
であまり相違しないが、実際に可動ユニットが他のユニ
ットに衝突したときに、ワークや機械が受ける損傷は、
早送り時の方がはるかに大きい。それは早送り時におい
ては、可動ユニットが有している運動エネルギーが移動
速度の小さい切削時に比べてはるかに大きいためであ
り、ＭＶ2 ／２（Ｍは質量、Ｖは速度）という可動ユニ
ットの速度の二乗に比例するエネルギーが衝突時に加わ
るからである。
【００１１】この発明は上述のような事実に基づき、工
作機械の刃物台や主軸、あるいは搬送装置のキャリアや
ハンドなどの可動ユニットが、ワークや他のユニットに
衝突した際のワークや機械の損傷、特にこれらの可動ユ
ニットの高速移動時に衝突が起きたときの損傷を可及的
に軽減するための技術手段を得ることを課題としてい
る。
作機械の刃物台や主軸、あるいは搬送装置のキャリアや
ハンドなどの可動ユニットが、ワークや他のユニットに
衝突した際のワークや機械の損傷、特にこれらの可動ユ
ニットの高速移動時に衝突が起きたときの損傷を可及的
に軽減するための技術手段を得ることを課題としてい
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明においては、高
低二種の過負荷検出レベルを設け、ＮＣ装置から低速移
動指令が出力されたときは、高い側の過負荷検出レベル
４０を自動設定し、高速移動指令が出力されたときは、
低い方の過負荷検出レベル４１を自動的に設定させるこ
とにより、上記課題を解決している。二種類の過負荷検
出レベル４０、４１を設けると同時に、これに対応して
二種類のトルク制限レベル３１を設けるのがより好まし
く、また、若干制御は複雑になるが、低い側の過負荷検
出レベル４１を指令された移動速度に応じて段階的また
は連続的に変化させるのがより好ましい。
低二種の過負荷検出レベルを設け、ＮＣ装置から低速移
動指令が出力されたときは、高い側の過負荷検出レベル
４０を自動設定し、高速移動指令が出力されたときは、
低い方の過負荷検出レベル４１を自動的に設定させるこ
とにより、上記課題を解決している。二種類の過負荷検
出レベル４０、４１を設けると同時に、これに対応して
二種類のトルク制限レベル３１を設けるのがより好まし
く、また、若干制御は複雑になるが、低い側の過負荷検
出レベル４１を指令された移動速度に応じて段階的また
は連続的に変化させるのがより好ましい。
【００１３】上記技術思想に基づくこの出願の請求項１
の発明にかかる可動ユニットの衝突検出装置は、可動ユ
ニットを駆動するサーボモータ１２の外部負荷の検出手
段３２、３３と、過負荷検出レベルの設定器１９と、検
出された外部負荷と設定レベルとを比較する比較手段２
１と、検出された外部負荷が設定レベルを超えたときに
サーボモータ１２を緊急停止させる緊急停止手段３４と
を備えた可動ユニットの衝突検出装置において、高レベ
ル設定手段３５と低レベル設定手段３６との二種類の過
負荷検出レベル設定手段と、レベル選択手段３７とを備
え、レベル選択手段３７はサーボモータ１２に高速移動
指令が与えられているときに低レベル設定手段に設定さ
れた過負荷検出レベル４１を設定しかつサーボモータ１
２に低速移動指令が与えられたときに高レベル設定手段
３５に設定された過負荷検出レベル４０を選択し、比較
器２９は検出された外部負荷とレベル選択手段３７で選
択された過負荷検出レベル４１、４０とを比較すること
を特徴とするものである。
の発明にかかる可動ユニットの衝突検出装置は、可動ユ
ニットを駆動するサーボモータ１２の外部負荷の検出手
段３２、３３と、過負荷検出レベルの設定器１９と、検
出された外部負荷と設定レベルとを比較する比較手段２
１と、検出された外部負荷が設定レベルを超えたときに
サーボモータ１２を緊急停止させる緊急停止手段３４と
を備えた可動ユニットの衝突検出装置において、高レベ
ル設定手段３５と低レベル設定手段３６との二種類の過
負荷検出レベル設定手段と、レベル選択手段３７とを備
え、レベル選択手段３７はサーボモータ１２に高速移動
指令が与えられているときに低レベル設定手段に設定さ
れた過負荷検出レベル４１を設定しかつサーボモータ１
２に低速移動指令が与えられたときに高レベル設定手段
３５に設定された過負荷検出レベル４０を選択し、比較
器２９は検出された外部負荷とレベル選択手段３７で選
択された過負荷検出レベル４１、４０とを比較すること
を特徴とするものである。
【００１４】請求項２記載の発明は、請求項１記載の衝
突検出装置において、低レベル設定手段３６に複数の過
負荷検出レベル４１ａ、４１ｂ、４１ｃが設定されてお
り、レベル選択手段３７は低レベル設定手段３６に設定
された過負荷検出レベル４１ａ、４１ｂ、４１ｃを選択
するとき、ＮＣ装置３８からサーボモータ１２に与えら
れている速度指令を参照して高い速度指令値に対してよ
り低い過負荷検出レベルを選択することを特徴とするも
のである。
突検出装置において、低レベル設定手段３６に複数の過
負荷検出レベル４１ａ、４１ｂ、４１ｃが設定されてお
り、レベル選択手段３７は低レベル設定手段３６に設定
された過負荷検出レベル４１ａ、４１ｂ、４１ｃを選択
するとき、ＮＣ装置３８からサーボモータ１２に与えら
れている速度指令を参照して高い速度指令値に対してよ
り低い過負荷検出レベルを選択することを特徴とするも
のである。
【００１５】請求項３記載の発明は、請求項１記載の衝
突検出装置において、低レベル設定手段３６が定数設定
手段４４とこの定数設定手段に設定された設定値とＮＣ
制御装置からサーボモータに与えられている速度指令の
指令値に基いて、過負荷検出レベルを演算する演算手段
４５とを備えており、この演算手段４５は前記速度指令
の値が高いほど低い過負荷検出レベルを演算するもので
ある。
突検出装置において、低レベル設定手段３６が定数設定
手段４４とこの定数設定手段に設定された設定値とＮＣ
制御装置からサーボモータに与えられている速度指令の
指令値に基いて、過負荷検出レベルを演算する演算手段
４５とを備えており、この演算手段４５は前記速度指令
の値が高いほど低い過負荷検出レベルを演算するもので
ある。
【００１６】
【作用】可動ユニット６が早送り中にワークや他のユニ
ットに衝突したときに生ずる衝撃は、その速度の二乗に
比例する運動エネルギーと、衝突時のサーボモータ１２
の出力トルクに緊急停止をするのに要する時間を乗じた
駆動エネルギーを加えたものとなる。運動エネルギー
は、図２に想像線４７で示すように、速度の二乗に比例
するカーブとなるから、この運動エネルギーの増大を相
殺するように、過負荷検出レベル４１を低く設定するこ
とにより、衝突時の衝撃を可及的に小さくすることがで
きる。
ットに衝突したときに生ずる衝撃は、その速度の二乗に
比例する運動エネルギーと、衝突時のサーボモータ１２
の出力トルクに緊急停止をするのに要する時間を乗じた
駆動エネルギーを加えたものとなる。運動エネルギー
は、図２に想像線４７で示すように、速度の二乗に比例
するカーブとなるから、この運動エネルギーの増大を相
殺するように、過負荷検出レベル４１を低く設定するこ
とにより、衝突時の衝撃を可及的に小さくすることがで
きる。
【００１７】可動ユニットの運動エネルギーは、速度の
二乗に比例するので、可動ユニット６が高速移動すると
きに採用される低レベル側の設定値は、速度に応じて複
数選択できるようにするか、あるいは速度に応じてより
低い設定値が得られるように、演算手段４５を設けた構
成がより好ましい。このような構成を採用することによ
り、速い速度で可動ユニットが衝突したときの衝撃をよ
り小さくすることができる。
二乗に比例するので、可動ユニット６が高速移動すると
きに採用される低レベル側の設定値は、速度に応じて複
数選択できるようにするか、あるいは速度に応じてより
低い設定値が得られるように、演算手段４５を設けた構
成がより好ましい。このような構成を採用することによ
り、速い速度で可動ユニットが衝突したときの衝撃をよ
り小さくすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】図１及び図２はこの発明の第１実
施例を示したものである。図示しない可動ユニットを駆
動するサーボモータ１２の電源回路には、負荷検出用の
電流計１８が設けられており、この電流計の出力値に基
いて、負荷検出器３２がサーボモータ１２の出力トルク
を検出し、慣性負荷補正器３３により可動ユニットの慣
性負荷を補正した外部負荷が検出されている。また、サ
ーボモータ１２には、緊急停止装置３４が設けられてお
り、この緊急停止装置を動作させる過負荷検出レベルを
設定するための高レベル設定器３５と低レベル設定器３
６とが設けられている。高レベル設定器３５には高いレ
ベルの値が設定されており、低レベル設定器３６には低
いレベルの値が設定されている。
施例を示したものである。図示しない可動ユニットを駆
動するサーボモータ１２の電源回路には、負荷検出用の
電流計１８が設けられており、この電流計の出力値に基
いて、負荷検出器３２がサーボモータ１２の出力トルク
を検出し、慣性負荷補正器３３により可動ユニットの慣
性負荷を補正した外部負荷が検出されている。また、サ
ーボモータ１２には、緊急停止装置３４が設けられてお
り、この緊急停止装置を動作させる過負荷検出レベルを
設定するための高レベル設定器３５と低レベル設定器３
６とが設けられている。高レベル設定器３５には高いレ
ベルの値が設定されており、低レベル設定器３６には低
いレベルの値が設定されている。
【００１９】レベル選択手段３７は、ＮＣ装置３８から
低速移動指令（加工指令）が出力されているときは、高
レベル設定器３５の設定値を選択して比較器２１に与え
る。またＮＣ装置３８から早送り指令が与えられている
ときは、低レベル設定器３６の設定値を選択して、比較
器２１に与える。比較器２１は、検出された外部負荷と
レベル選択手段３７が選択した設定値とを比較して、検
出された外部負荷が設定値を超えたとき、緊急停止装置
３４を動作させる。
低速移動指令（加工指令）が出力されているときは、高
レベル設定器３５の設定値を選択して比較器２１に与え
る。またＮＣ装置３８から早送り指令が与えられている
ときは、低レベル設定器３６の設定値を選択して、比較
器２１に与える。比較器２１は、検出された外部負荷と
レベル選択手段３７が選択した設定値とを比較して、検
出された外部負荷が設定値を超えたとき、緊急停止装置
３４を動作させる。
【００２０】緊急停止装置３４は、単にサーボモータ１
２を停止させるもののほか、サーボモータの停止を検出
した後、サーボモータ１２を若干逆回転させる構造のも
のとすることができる。なお、図１の慣性負荷補正器３
３、レベル選択手段３７及び比較器２１は、コンピュー
タのプログラムによって構成するのが現実的である。図
２は高レベル設定器３５の設定値４０と低レベル設定器
３６の設定値４１との関係を示したもので、高レベル設
定器の設定値４０は、切削領域４２で生ずる最大切削負
荷よりわずかに高く設定される。また低レベル設定器の
設定値４１は、早送り領域４３で生ずる最大摩擦負荷よ
りわずかに高く設定される。
２を停止させるもののほか、サーボモータの停止を検出
した後、サーボモータ１２を若干逆回転させる構造のも
のとすることができる。なお、図１の慣性負荷補正器３
３、レベル選択手段３７及び比較器２１は、コンピュー
タのプログラムによって構成するのが現実的である。図
２は高レベル設定器３５の設定値４０と低レベル設定器
３６の設定値４１との関係を示したもので、高レベル設
定器の設定値４０は、切削領域４２で生ずる最大切削負
荷よりわずかに高く設定される。また低レベル設定器の
設定値４１は、早送り領域４３で生ずる最大摩擦負荷よ
りわずかに高く設定される。
【００２１】図３は低レベル設定器３６にレベルの異な
る３種の設定値４１ａ、４１ｂ、４１ｃを設定したとき
の例を示す図２と同様な図である。レベル選択手段３７
は、サーボモータ１２の速度が速くなるほど低いレベル
を選択して、過負荷検出レベルとする。高レベル設定器
３５に設定されたレベル４０は、一種類のみである。
る３種の設定値４１ａ、４１ｂ、４１ｃを設定したとき
の例を示す図２と同様な図である。レベル選択手段３７
は、サーボモータ１２の速度が速くなるほど低いレベル
を選択して、過負荷検出レベルとする。高レベル設定器
３５に設定されたレベル４０は、一種類のみである。
【００２２】図４及び図５は第３実施例を示したもの
で、図４は要部のブロック図、図５は過負荷検出レベル
を示した図である。第３実施例の低レベル設定器３６
は、定数設定部４４と演算部４５とを備えており、演算
部４５にはＮＣ装置３８から速度指令の指令値が与えら
れている。演算部４５は定数設定部４４に設定された値
と速度指令との値に基いて、図５に曲線４６で示す過負
荷検出レベルを演算する。演算部４５で演算された過負
荷検出レベルは、可動ユニットの速度が大きくなればな
るほど低い値が演算され、従って早送り領域において
は、より低い負荷レベルで緊急停止装置３４が作動し、
衝突時のワークや機械の損傷を軽減させる。
で、図４は要部のブロック図、図５は過負荷検出レベル
を示した図である。第３実施例の低レベル設定器３６
は、定数設定部４４と演算部４５とを備えており、演算
部４５にはＮＣ装置３８から速度指令の指令値が与えら
れている。演算部４５は定数設定部４４に設定された値
と速度指令との値に基いて、図５に曲線４６で示す過負
荷検出レベルを演算する。演算部４５で演算された過負
荷検出レベルは、可動ユニットの速度が大きくなればな
るほど低い値が演算され、従って早送り領域において
は、より低い負荷レベルで緊急停止装置３４が作動し、
衝突時のワークや機械の損傷を軽減させる。
【図１】第１実施例のブロック図
【図２】可動ユニットの速度と過負荷検出レベルの関係
を示す図
を示す図
【図３】第２実施例における図２と同様の図
【図４】第３実施例の要部のブロック図
【図５】第３実施例における図２と同様の図
【図６】切削加工時の負荷変動を示す図
【図７】早送り時の負荷変動を示す図
【図８】第１従来例を示す説明図
【図９】第２従来例を示す説明図
【図１０】第３従来例を示す説明図
12 Ｚ軸サーボモータ
15a アクチュエータ
18 電流検出器
19 設定器
21 比較器
34 緊急停止装置
35 高レベル設定器
36 低レベル設定器
37 レベル選択手段
38 ＮＣ装置
40 検出レベル
41(a,b,c) 検出レベル
44 定数設定器
45 演算部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G05B 19/18 - 19/46
B23Q 15/00 - 15/28
B23Q 17/00 - 23/00
G05D 3/00 - 3/20
Claims (3)
- 【請求項１】 可動ユニットを駆動するサーボモータ(1
2)の外部負荷の検出手段(32,33) と、過負荷検出レベル
の設定器(19)と、検出された外部負荷と設定レベルとを
比較する比較手段(21)と、検出された外部負荷が設定レ
ベルを超えたときにサーボモータ(12)を緊急停止させる
緊急停止手段(34)とを備えた可動ユニットの衝突検出装
置において、高レベル設定手段(35)と低レベル設定手段
(36)との二種類の過負荷検出レベル設定手段と、レベル
選択手段(37)とを備え、レベル選択手段(37)はサーボモ
ータ(12)に高速移動指令が与えられているときに低レベ
ル設定手段に設定された過負荷検出レベル(41)を設定し
かつサーボモータ(12)に低速移動指令が与えられたとき
に高レベル設定手段(35)に設定された過負荷検出レベル
(40)を選択し、比較器(29)は検出された外部負荷とレベ
ル選択手段(37)で選択された過負荷検出レベル(41,40)
とを比較することを特徴とする、可動ユニットの衝突検
出装置。 - 【請求項２】 低レベル設定手段(36)に複数の過負荷検
出レベル(41a,41b,41c) が設定されており、レベル選択
手段(37)は低レベル設定手段(36)に設定された過負荷検
出レベル(41a,41b,41c) を選択するとき、ＮＣ装置(38)
からサーボモータ(12)に与えられている速度指令を参照
して高い速度指令値に対してより低い過負荷検出レベル
を選択することを特徴とする、請求項１記載の衝突検出
装置。 - 【請求項３】 低レベル設定手段(36)が定数設定手段(4
4)とこの定数設定手段に設定された設定値とＮＣ制御装
置からサーボモータに与えられている速度指令の指令値
に基いて、過負荷検出レベルを演算する演算手段(45)を
備えており、この演算手段(45)は前記速度指令の値が高
いほど低い過負荷検出レベルを演算するものである、請
求項１記載の衝突検出装置。
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|---|---|---|---|
| JP31555396A JP3529010B2 (ja) | 1996-11-11 | 1996-11-11 | 可動ユニットの衝突検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31555396A JP3529010B2 (ja) | 1996-11-11 | 1996-11-11 | 可動ユニットの衝突検出装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10143216A JPH10143216A (ja) | 1998-05-29 |
| JP3529010B2 true JP3529010B2 (ja) | 2004-05-24 |
Family
ID=18066738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31555396A Expired - Lifetime JP3529010B2 (ja) | 1996-11-11 | 1996-11-11 | 可動ユニットの衝突検出装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3529010B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1996
- 1996-11-11 JP JP31555396A patent/JP3529010B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| US10114361B2 (en) | 2016-05-09 | 2018-10-30 | Nakamura-Tome Precision Industry Co., Ltd. | Machine tool collision detecting apparatus equipped with collision stress releasing device |
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| JPH10143216A (ja) | 1998-05-29 |
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