JP3905405B2 - 切粉堆積検知方法および装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、案内面上で移動可能に移動台を設け、この移動台の両側に案内面をカバーするカバー装置を設けた工作機械において、前記カバー装置上における切粉の堆積状態を検知する切粉堆積検知方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の摺動面保護装置(実開昭62−153035号)は、図6に示されるように可動カバーMCの前端にワイパー部材WMを設け、他の可動カバーMCの外側面OS上を接触移動してその外側面OSを拭うことにより、外側面OSに堆積している切粉その他を機械的に除去して、可動カバーMC内への侵入を防止するものであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の摺動面保護装置は、可動カバーMCの前端に設けたワイパー部材WMによって、外側面OSに堆積している切粉Kその他を機械的に除去して、可動カバーMC内への侵入を防止するものであるが、切粉Kその他のカバー部材MCへの堆積状態を自動的に検出出来るものではなかったという問題があった。
【0004】
そこで本発明者は、案内面上で移動可能に移動台を設け、この移動台の両側に案内面をカバーするカバー装置を設けた工作機械において、移動台がそのストローク範囲内を移動する時の異なった位置において検出された送り軸のサーボモータの負荷電流の関係から、前記カバー装置上における切粉の堆積状態を検知するという本発明の技術的思想に着眼し、更に研究開発を重ねた結果、切粉その他のカバー装置への堆積状態の自動的な検出を可能にし、カバー装置またはボールネジ等の送り機構の破損を防止するという目的を達成する本発明に到達した。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明(請求項1に記載の第1発明)の切粉堆積検知方法は、
案内面上で移動可能に移動台を設け、この移動台の両側に案内面をカバーするカバー装置を設けた工作機械において、
移動台がそのストローク範囲内を移動する時の異なった位置において検出された送り軸のサーボモータの負荷電流の関係から、前記カバー装置上における切粉の堆積状態を検知する
ものである。
【0006】
本発明(請求項2に記載の第2発明)の切粉堆積検知方法は、
前記第1発明において、
前記負荷電流が検出される前記異なった位置が、前記ストローク範囲の中央の加工領域の位置とストロークエンド付近の位置とである
ものである。
【0007】
本発明(請求項3に記載の第3発明)の切粉堆積検知装置は、
案内面上で移動可能に移動台を設け、この移動台の両側に案内面をカバーするカバー装置を設けた工作機械において、
移動台がそのストローク範囲内の第1領域と第2領域に位置するときにそれぞれ前記カバー上への切粉の堆積度合いを検出する検出手段と、
該検出手段によって検出された検出値に基づき前記カバー装置上への許容量以上の切粉の堆積が生じているかどうかを判定する判定手段と
を備えているものである。
【0008】
本発明(請求項4に記載の第4発明)の切粉堆積検知装置は、
前記第3発明において、
前記検出手段が、送り軸のサーボモータの負荷電流を検出する負荷電流検出手段によって構成されている
ものである。
【0009】
本発明(請求項5に記載の第5発明)の切粉堆積検知装置は、
前記第4発明において、
前記ストローク範囲の中央の加工領域である前記第1領域と、ストロークエンド近辺の領域である前記第2領域とにおける検出値の偏差が所定値以上となった時に、前記判定手段により前記カバー装置上への許容量以上の切粉の堆積が生じたと判定する
ものである。
【0010】
本発明(請求項6に記載の第6発明)の切粉堆積検知装置は、
前記第4発明において、
前記ストローク範囲の中央の加工領域である前記第1領域と、ストロークエンド近辺の領域である前記第2領域とにおける検出値の比が所定値以上となった時に、前記判定手段により前記カバー装置上への許容量以上の切粉の堆積が生じたと判定する
ものである。
【0011】
本発明(請求項7に記載の第7発明)の切粉堆積検知装置は、
前記第4発明において、
前記検出手段が、切粉の有無を検出する切粉有無検出手段を備えている
ものである。
【0012】
本発明(請求項8に記載の第8発明)の切粉堆積検知装置は、
前記第4発明において、
前記検出手段が、前記カバー装置のカバーの歪を検出する歪検出手段を備えている
ものである。
【0013】
本発明(請求項9に記載の第9発明)の切粉堆積検知装置は、
前記第4発明において、
前記判定手段の判定結果により切粉の堆積を報知する報知手段を備えている
ものである。
【0014】
【発明の作用および効果】
上記構成より成る第1発明の切粉堆積検知方法は、案内面上で移動可能に移動台を設け、この移動台の両側に案内面をカバーするカバー装置を設けた工作機械において、移動台がそのストローク範囲内を移動する時の異なった位置において検出された送り軸のサーボモータの負荷電流の関係から、前記カバー装置上における切粉の堆積状態を検知するので、切粉その他のカバー装置への堆積状態の自動的な検出を可能にし、カバー装置またはボールネジ等の送り機構の破損を防止するという効果を奏する。
【0015】
上記構成より成る第2発明の切粉堆積検知方法は、前記第1発明において、前記ストローク範囲の中央の加工領域の位置とストロークエンド付近の位置とで検出された前記負荷電流の関係から、前記カバー装置上における切粉の堆積状態を検知するので、切粉その他のカバー装置への堆積状態の精確な検出を可能にするという効果を奏する。
【0016】
上記構成より成る第3発明の切粉堆積検知装置は、案内面上で移動可能に移動台を設け、この移動台の両側に案内面をカバーするカバー装置を設けた工作機械において、前記検出手段によって、移動台がそのストローク範囲内の第1領域と第2領域に位置するときにそれぞれ前記カバー上への切粉の堆積度合いが検出され、前記判定手段によって該検出手段により検出された検出値に基づき前記カバー装置上への許容量以上の切粉の堆積が生じているかどうかを判定するので、切粉その他のカバー装置への堆積状態の自動的な検出を可能にし、カバー装置またはボールネジ等の送り機構の破損を防止するという効果を奏する。
【0017】
上記構成より成る第4発明の切粉堆積検知装置は、前記第3発明において、前記検出手段を構成する前記負荷電流検出手段によって、送り軸のサーボモータの負荷電流を検出するので、ストローク範囲内の第1領域と第2領域に位置するときの検出された送り軸のサーボモータの負荷電流の関係から、前記カバー装置上における切粉の堆積状態を検知するため、切粉その他のカバー装置への堆積状態の自動的な検出を可能にし、カバー装置またはボールネジ等の送り機構の破損を防止するという効果を奏する。
【0018】
上記構成より成る第5発明の切粉堆積検知装置は、前記第4発明において、前記ストローク範囲の中央の加工領域である前記第1領域と、ストロークエンド近辺の領域である前記第2領域とにおける検出値の偏差が所定値以上となった時に、前記判定手段により前記カバー装置上への許容量以上の切粉の堆積が生じたと判定するので、前記カバー装置上への相対差の許容量以上の切粉の堆積を検出することが出来るという効果を奏する。
【0019】
上記構成より成る第6発明の切粉堆積検知装置は、前記第4発明において、前記ストローク範囲の中央の加工領域である前記第1領域と、ストロークエンド近辺の領域である前記第2領域とにおける検出値の比が所定値以上となった時に、前記判定手段により前記カバー装置上への許容量以上の切粉の堆積が生じたと判定するので、前記カバー装置上への相対比の許容量以上の切粉の堆積を検出することが出来るという効果を奏する。
【0020】
上記構成より成る第7発明の切粉堆積検知装置は、前記第4発明において、前記検出手段が備えている前記切粉有無検出手段が、切粉の有無を検出するので、切粉が無い時に前記カバー装置上への許容量以上の切粉の堆積が生じていると誤検知することを防止するという効果を奏する。
【0021】
上記構成より成る第8発明の切粉堆積検知装置は、前記第4発明において、前記検出手段が備える前記歪検出手段が、前記カバー装置のカバーの歪を検出するので、前記カバー装置上への許容量以上の切粉が堆積した結果前記カバー装置のカバーに歪が生じていることを検知することが出来るため、前記カバー装置の破損を防止するという効果を奏する。
【0022】
上記構成より成る第9発明の切粉堆積検知装置は、前記第4発明において、前記報知手段が、前記判定手段の判定結果により切粉の堆積を報知するので、切粉の除去を可能にし、カバー装置またはボールネジ等の送り機構の破損を防止するという効果を奏する。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態につき、図面を用いて説明する。
【0024】
(実施形態)
本実施形態の切粉堆積検知方法および装置は、図1ないし図4に示されるように、図略の案内面上で移動可能に移動台1を設け、この移動台1の送り方向の両側で案内面をカバーするカバー装置2を設けた工作機械において、移動台1がそのストローク範囲内の第1領域と第2領域に位置するときにそれぞれカバー20上への切粉Kの堆積度合いを検出する検出手段3として、送り軸10のサーボモータ30の負荷電流を検出する負荷電流検出手段31と、該検出手段3によって検出された検出値に基づき前記カバー装置2上への許容量以上の切粉Kの堆積が生じているかどうかを判定する判定手段4と、該判定手段4の判定結果により切粉Kの堆積を報知する報知手段5とを備えているものである。
【0025】
前記送り軸10は、前記サーボモータ30と、これによって回転駆動されるボールネジ100によって構成され、前記移動台1を構成するスライドテーブルSTをボールネジ100の軸方向に案内面に沿って往復動させるように構成されている。
【0026】
前記カバー装置2は、図1に示されるようにスライドテーブルSTの左右方向の両側に延在する図略の案内面及びボールネジ100をカバーするように一端がスライドテーブルSTの両端に係止された伸縮自在の複数のテレスコピックカバー20によって構成されている。
【0027】
本実施形態の切粉堆積検知装置を、図2に示されるマシニングセンタに適用する場合は、カバー装置2は、前後および上下に移動自在に配設された加工工具Tによって加工されるワークが配設されるスライドテーブルSTの左右方向の両側に配置され、案内面及びボールネジをカバーするように、一端がスライドテーブルSTの両端に係止された伸縮自在の複数のテレスコピックカバー20によって構成される。
【0028】
本実施形態の切粉堆積検知装置を、図3に示される旋盤に適用する場合は、カバー装置2は、主軸台101と芯押台102との間に挟着されたワークWに対して軸方向および半径方向に移動するバイトBが配設されるスライドテーブルSTの左右方向の両側に配置され、案内面及びボールネジをカバーするように、一端がスライドテーブルSTの一端に係止された伸縮自在の複数のテレスコピックカバー20によって構成される。
【0029】
前記判定手段4は、前記ストローク範囲の中央の加工領域である前記第1領域における送り軸のサーボモータ30の負荷電流の検出値を一時的に記憶するメモリを備えている。
【0030】
前記判定手段4を構成する判定装置は、送り軸のサーボモータ30の負荷電流を監視するとともに、CNCから前記スライドテーブルSTの位置情報を常時取得している。
【0031】
前記判定手段4は、前記ストローク範囲の中央の加工領域である前記第1領域と、ストロークエンド近辺の領域である前記第2領域とにおける検出値の偏差が所定値以上となった時に、前記カバー装置上への許容量以上の切粉Kの堆積が生じたと判定し、堆積信号を報知手段5に出力する。
【0032】
本実施形態においては、切粉の有無を検出する切粉有無検出手段6がさらに設けられる。この検出手段6は、前記スライドテーブルSTの前記ストローク範囲の左右のストロークエンドの外側にそれぞれ配設され、前記カバー装置2の最外側のガバー20の最外端部上に堆積した切粉Kの所定量(例えば、高さ)以上の有無を検出して、前記判定手段4に検出信号を出力するものである。
【0033】
上記構成より成る本実施形態の切粉堆積検知方法および装置の制御手順について、図4に示されるフローチャートを用いて説明する。
【0034】
所定時間間隔で繰返し実行されるこのルーチンのステップ101において、CNCから前記スライドテーブルSTの位置情報から、前記スライドテーブルSTの位置を取得し、ステップ102において、取得した前記スライドテーブルSTの位置が中央部か終端付近かを判別する。
【0035】
前記スライドテーブルSTの位置が中央部の場合は、ステップ103において、前記スライドテーブルSTが中央部に位置する時の送り軸のサーボモータ30の負荷電流の検出値を、前記判定手段4のメモリに一時的に記憶する。
【0036】
前記スライドテーブルSTの位置が終端付近の場合は、ステップ104において、前記スライドテーブルSTが終端付近に位置する時の送り軸のサーボモータ30の負荷電流を検出する。
【0037】
ステップ105において、終端付近に位置する時の送り軸のサーボモータ30の負荷電流の検出値と前記判定手段4のメモリに一時的に記憶された中央部に位置する時の送り軸のサーボモータ30の負荷電流の検出値との差を求める。
【0038】
ステップ106において、中央部の検出値と終端付近の検出値との差が、堆積する切粉Kの許容量に対応するしきい値を越えているかどうか判定し、ステップ107において、判定結果を堆積信号を発信して、終了するものである。しきい値を越えていないときは、ステップ107を実行せずに終了する。
【0039】
上記本実施形態の切粉堆積検知方法および装置は、前記検出手段3を構成する前記負荷電流検出手段31によって、送り軸の前記サーボモータ30の負荷電流を検出するので、前記スライドテーブルSTのストローク範囲内の第1領域と第2領域に位置するときの検出された送り軸のサーボモータ30の負荷電流の関係から、前記カバー装置2のカバー20上における切粉Kの堆積状態を検知するため、切粉Kその他のカバー装置2への堆積状態の自動的な検出を可能にし、カバー装置2またはボールネジ100やサーボモータ30の破損を防止するという効果を奏する。
【0040】
また本実施形態の切粉堆積検知方法および装置は、前記ストローク範囲の中央の加工領域である前記第1領域(図5(A)および(C))と、ストロークエンド近辺の領域である前記第2領域(図5(B)および(D))とにおける検出値の偏差が所定値以上となった時に、前記判定手段4により前記カバー装置2上への許容量以上の切粉の堆積が生じたと判定するので、前記カバー装置2上への相対差の許容量以上の切粉の堆積を検出することが出来るという効果を奏する。
【0041】
本実施形態においては、機械を切粉堆積の判定のために特別な運転をすることなく、通常運転している最中における前記スライドテーブルSTの中央部(図5(A)および(C))および終端付近(図5(B)および(D))の位置における前記サーボモータ30の負荷電流の検出値に基づき判定できるものである。
【0042】
すなわち切粉Kが堆積してくると、堆積した切粉Kが抵抗となって、終端部では電流値が大きくなる。前記スライドテーブルSTの中央部および終端付近の電流値の差がしきい値を越えたとき、切粉堆積の信号または異常を発信するので、送り軸の終端部に堆積した切粉の異常堆積を検知して、前記スライドカバー20および前記ボールネジ100やサーボモータ30の破損を防止するものである。
【0043】
前記スライドカバー20の上部に切粉Kが堆積して、前記スライドテーブルSTの送りの妨げになっているので、堆積している切粉Kの除去を報知することにより機械のオペレータに切粉Kを除去させ、この結果、前記スライドカバー20の破損を防止できるとともに、スライドカバー20の破損によるボールネジ部分及びスライドの案内面部分への切粉Kの進入を防止できるものである。
【0044】
さらに本実施形態の切粉堆積検知装置は、前記切粉有無検出手段6が、切粉の有無を検出するので、切粉の堆積量とのアンドをとることにより、切粉が無い時に前記カバー装置2上への許容量以上の切粉の堆積が生じていると誤検知することを防止するという効果を奏する。
【0045】
また本実施形態の切粉堆積検知装置は、前記報知手段5が、前記判定手段4の判定結果により切粉Kの異常堆積を報知するので、機械オペレータによる確実な切粉Kの除去を可能にし、カバー装置2またはボールネジ100やサーボモータ30の破損を防止するという効果を奏する。
【0046】
上述の実施形態は、説明のために例示したもので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記載から当業者が認識することができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能である。
【0047】
上述の実施形態においては、一例として送り軸の中央部と終端部とにおける電流値の差を基準値と比較する例について説明したが、本発明としてはそれらに限定されるものでは無く、送り軸の中央部と終端部とにおける電流値の比を基準値と比較する実施形態を採用することも出来る。
【0048】
上述の実施形態においては、一例として前記スライドテーブルSTの前記ストローク範囲の左右のストロークエンドの外側に切粉の有無を検出する切粉有無検出手段6を配設する例について説明したが、本発明としてはそれらに限定されるものでは無く、スライドカバーの端面にロードセルを取り付けて、切粉とスライドカバーの接触を直接検出する実施形態や、スライドカバーにひずみゲージを取り付けて、スライドカバーの変形から検出する実施形態を採用することも出来る。一例としてテレスコピックカバーを用いて説明したが、蛇腹式カバーや巻取式カバーなどの他の種類のカバーを用いても本発明を実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の切粉堆積検知方法および装置を示すブロック図である。
【図2】本実施形態の切粉堆積検知装置をマシニングセンタに適用した例示す斜視図である。
【図3】本実施形態の切粉堆積検知装置を旋盤に適用した例示す平面図である。
【図4】本実施形態の切粉堆積検知方法および装置における制御手順を示すチャート図である。
【図5】本実施形態におけるスライドテーブルの中央部および終端部におけるカバー上部の切粉の堆積状態を説明するための説明図である。
【図6】従来の摺動面保護装置を示す断面図である。
【符号の説明】
1 移動台
2 カバー装置
3 検出手段
4 判定手段
5 報知手段
10 案内面
20 カバー
31 負荷電流検出手段
Claims (9)
- 案内面上で移動可能に移動台を設け、この移動台の両側に案内面をカバーするカバー装置を設けた工作機械において、
移動台がそのストローク範囲内を移動する時の異なった位置において検出された送り軸のサーボモータの負荷電流の関係から、前記カバー装置上における切粉の堆積状態を検知する
ことを特徴とする切粉堆積検知方法。 - 請求項1において、
前記負荷電流が検出される前記異なった位置が、前記ストローク範囲の中央の加工領域の位置とストロークエンド付近の位置とである
ことを特徴とする切粉堆積検知方法。 - 案内面上で移動可能に移動台を設け、この移動台の両側に案内面をカバーするカバー装置を設けた工作機械において、
移動台がそのストローク範囲内の第1領域と第2領域に位置するときにそれぞれ前記カバー上への切粉の堆積度合いを検出する検出手段と、
該検出手段によって検出された検出値に基づき前記カバー装置上への許容量以上の切粉の堆積が生じているかどうかを判定する判定手段と
を備えていることを特徴とする切粉堆積検知装置。 - 請求項3において、
前記検出手段が、送り軸のサーボモータの負荷電流を検出する負荷電流検出手段によって構成されている
ことを特徴とする切粉堆積検知装置。 - 請求項4において、
前記ストローク範囲の中央の加工領域である前記第1領域と、ストロークエンド近辺の領域である前記第2領域とにおける検出値の偏差が所定値以上となった時に、前記判定手段により前記カバー装置上への許容量以上の切粉の堆積が生じたと判定する
ことを特徴とする切粉堆積検知装置。 - 請求項4において、
前記ストローク範囲の中央の加工領域である前記第1領域と、ストロークエンド近辺の領域である前記第2領域とにおける検出値の比が所定値以上となった時に、前記判定手段により前記カバー装置上への許容量以上の切粉の堆積が生じたと判定する
ことを特徴とする切粉堆積検知装置。 - 請求項4において、
前記検出手段が、切粉の有無を検出する切粉有無検出手段を備えている
ことを特徴とする切粉堆積検知装置。 - 請求項4において、
前記検出手段が、前記カバー装置のカバーの歪を検出する歪検出手段を備えている
ことを特徴とする切粉堆積検知装置。 - 請求項4において、
前記判定手段の判定結果により切粉の堆積を報知する報知手段を備えている
ことを特徴とする切粉堆積検知装置。
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