JP5187027B2

JP5187027B2 - 工作機械のドアロック制御装置

Info

Publication number: JP5187027B2
Application number: JP2008169384A
Authority: JP
Inventors: 英治浅井
Original assignee: Howa Machinery Ltd
Current assignee: Howa Machinery Ltd
Priority date: 2008-06-27
Filing date: 2008-06-27
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2028-06-27
Also published as: JP2010005759A

Description

本発明は、工作機械の加工領域を囲う保護カバーに設置されたドアのロック機構に対して制御を行うドアロック制御装置に関する。

従来の工作機械のドアロック制御装置として、下記特許文献１に記載のものが知られている。このドアロック制御装置は、ロックの作動または解除を選択する選択手段と、選択内容を表示する警告表示手段と、選択手段による選択状態と警告表示手段の作動状態とを比較して異常であればロックを解除しないものである。

特許第３３２９８８１号公報

このような工作機械のドアロック制御装置では、オペレータが主軸の停止を目視で判断してロックの解除を選択するが、実は惰性で回転している主軸につき停止していると見誤る可能性があるため、主軸が回転しているにもかかわらず、オペレータがロックを解除して保護カバーのドアを開き、加工領域に進入して、主軸やツールに接触する可能性がある。

そこで、請求項１に記載の発明は、主軸の回転の停止が確認できない場合に惰性回転の停止に要する見込みの時間におけるロックの解除を不能として、オペレータが主軸が回転している状態で加工領域に進入することを防止し、オペレータの安全性を高めた上で、更に作業性ないし効率に配慮した工作機械のドアロック制御装置を提供することを目的としたものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、加工領域を囲う保護カバーに設置されたドアを閉塞状態でロック可能であるロック機構と、当該ロック機構の作動又は解除を指令するロック機構制御回路と、前記加工領域における主軸を駆動する主軸モータに対して主軸回転指令を出力すると共に、当該主軸回転指令がオフになると主軸回転指令オフ信号を前記ロック機構制御回路に対して出力する主軸制御回路と、前記主軸が回転しているかあるいは停止しているかに関する検出信号を前記主軸制御回路に対して出力する回転検出器とを備え、前記主軸制御回路は、前記検出信号が停止を示していると判断すると主軸回転停止信号を前記ロック機構制御回路に対して出力する一方、前記検出信号を正常に受信することができないと判断するとアラーム信号を前記ロック機構制御回路に対し出力し、前記ロック機構制御回路は、前記主軸の停止までに要する時間を見込んだ設定時間の経過を把握可能なタイマを有しており、前記主軸回転指令オフ信号及び前記主軸回転停止信号を受信し、かつ前記アラーム信号を受信していない場合、並びに前記主軸回転指令オフ信号、前記主軸回転停止信号及び前記アラーム信号を受信し、かつ前記タイマが前記設定時間の経過を把握した場合に、前記ロック機構に対する解除の指令が可能となることを特徴とするものである。

請求項２に記載の発明は、上記目的に加えて、安全性の確保を前提とした作業性ないし効率の向上度合等を適切なものに調整可能とする目的を達成するため、上記発明にあって、前記タイマの設定時間は、任意に変更可能であることを特徴とするものである。

請求項３に記載の発明は、上記目的に加えて、安全性と作業性ないし効率とを高い水準で両立する目的を達成するため、上記発明にあって、前記タイマの設定時間は、前記主軸の最大惰性回転時間と余裕時間とを合わせたものであることを特徴とするものである。

本発明によれば、ロック機構制御回路が、主軸の停止までに要する時間を見込んだ設定時間の経過を把握可能なタイマを有しており、主軸回転指令オフ信号及び主軸回転停止信号を受信し、かつアラーム信号を受信していない場合、並びに、主軸回転指令オフ信号、主軸回転停止信号及びアラーム信号を受信し、かつタイマが当該設定時間の経過を把握した場合に、ロック機構に対する解除の指令を許す。よって、惰性回転中の主軸に接触する事態を防止して安全性に配慮しながら、可及的速やかに主軸のメンテナンス等のための加工領域への進入を許すことができる、という効果を奏する。

以下、本発明に係る実施の形態の例につき、適宜図面に基づいて説明する。なお、当該形態は、下記の例に限定されない。

図１は当該形態に係る工作機械Ｍの一部内部側面図であって、工作機械Ｍは、ベッドＢの上を移動可能なコラムＣに、ツールＬを取付可能な主軸Ｘを有していると共に、主軸Ｘの向かい側に、ワークＷを載せるテーブルＴを有している。主軸Ｘは、コラムＣからワークＷ側へ進退自在であり、コラムＣの移動と相まって、ツールＬをテーブルＴの上方の任意の位置に配置させることができる。ツールＬを配置可能な範囲が、加工領域Ａである。又、工作機械Ｍは、加工領域Ａを囲う保護カバーＶをベッドＢ上に備えており、保護カバーＶは、加工領域Ａの正面側中央に、開閉可能なドア１を有している。更に、工作機械Ｍは、背面側に制御装置２を備えている。

図２はドア１等が現れた工作機械Ｍの正面図であって、ドア１は左パネル３及び右パネル４を有し、まず左パネル３をスライドして右パネル４に重ね、次いで左パネル３及び右パネル４をスライドすることで開放可能であり、これと逆にスライドすることで閉塞可能である。左パネル３及び右パネル４は、それぞれ透明板状の窓６を有している。又、左パネル３の正面左辺には、取手８が設けられている。そして、ドア１開口部の左辺ないし左パネル３の左辺（閉塞端）には、ドア１を閉塞状態でロックするロック機構１０が設置されている。なお、ロック機構１０は、ここではソレノイドにより係止部材をドア１の閉塞端に係脱自在とする電磁式のものが用いられる。又、工作機械Ｍは、カバーＶの正面右側に、制御装置２と電気的に接続された操作盤Ｋを備えており、操作盤Ｋは、ロック解除キー１２を有している。

又、図３に示すように、制御装置２は、主軸Ｘ内の主軸モータＳやコラムＣや、主軸Ｘを移動させる図示しないモータと電気的に接続されており、主軸制御回路１５、ロック機構制御回路１６等の各種回路を具備している。

主軸制御回路１５は、主軸Ｘの主軸モータＳに対して主軸回転指令２０を出力して主軸Ｘの回転速度等の制御を行うと共に、主軸回転指令２０をオフとすると、主軸回転指令オフ信号２４をロック機構制御回路１６に対し出力する。又、主軸制御回路１５は、主軸Ｘに設置され、主軸Ｘが回転しているか否かを検出して検出信号２６を出力する回転検出器２８と電気的に接続されており、検出信号２６が回転停止を示していることを判断すると、主軸回転停止信号３０をロック機構制御回路１６に対し出力する。なお、検出信号２６は主軸Ｘの回転中と回転停止とで異なる種類とされ、主軸制御回路１５は回転停止の種類に係る検出信号２６の受信に基づいて回転停止を示していると判断するが、検出信号２６は回転速度に応じた内容の信号を発信するもの等として良く、主軸制御回路１５は検出信号２６の内容を判定して回転停止を判断して良い。

更に、主軸制御回路１５は、検出信号２６を正常に受信することができない場合、アラーム信号３２をロック機構制御回路１６に対し出力する。なお、ここでは検出信号２６を受信できず確認できない場合、及び検出信号２６を受信できるが所定の種類を示すものでない場合を、正常に受信することができない場合とする。

ロック機構制御回路１６は、所定時間（設定時間）の経過の有無を報知するタイマ３４を有している。タイマ３４の所定時間は、主軸Ｘに対し回転停止指令（主軸回転指令２０オフ）がなされてから主軸が完全に停止するまでの時間（惰性回転時間）を見込んで当該時間以上となるように設定されており、操作盤Ｋへの入力によって任意に変更可能（可変タイマ）とされている。又、ロック機構制御回路１６は、主軸制御回路１５から受信可能な主軸回転指令オフ信号２４、主軸回転停止信号３０及びアラーム信号３２の有無ないし内容や、タイマ３４の状態に基づいて、ロック機構１０の作動又は解除を、ロック作動指令４０又はロック解除指令４２により制御可能である。

即ち、ロック機構制御回路１６は、主軸回転指令オフ信号２４及び主軸回転停止信号３０を受信している場合において、アラーム信号３２を受信していないと、ロック解除指令４２を出力可能である。一方、ロック機構制御回路１６は、主軸回転指令オフ信号２４及び主軸回転停止信号３０を受信した時において、アラーム信号３２を受信していれば、タイマ３４を駆動し始め、タイマ３４により設定時間の経過を把握した場合にも、ロック解除指令４２を出力可能である。なお、ロック機構制御回路１６は、主軸回転指令オフ信号２４及び主軸回転停止信号３０を受信している場合であって、かつアラーム信号３２を受信しており、タイマ３４が設定時間の経過を示していないときには、ロック解除指令４２を出力しない。

図４は、ロック機構制御回路１６における制御内容を示すフローチャートである。ロック機構制御回路１６は、主軸回転指令オフ信号２４を受信しているか否かを判断する（ステップＳ１）。受信していなければ（Ｎｏ）、ロック解除に関する条件につき不成立として次にロック機構制御が行われるまで他処理を行い（ステップＳ５）、受信していれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ２に進む。

ステップＳ２において、ロック機構制御回路１６は、主軸回転停止信号３０を受信しているか否かを判断する。受信していなければ（Ｎｏ）、ステップＳ５を行い、受信していれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３において、ロック機構制御回路１６は、アラーム信号３２を受信しているか否かを判断する。受信しておりアラーム信号３２がオンであれば（Ｙｅｓ）、次に説明するステップＳ６を行い、受信しておらずアラーム信号３２がオフであれば（Ｎｏ）、ロック解除に係る条件が成立したものとし、ロック機構１０に対するロック解除指令４２の出力を許可する（ステップＳ４）。

ステップＳ６において、ロック機構制御回路１６は、主軸が停止する時間を見込んだタイマ３４が所定時間の経過（タイムアップ）を示したか否かを判定し、タイムアップであれば（Ｙｅｓ）、ロック解除に関する条件を成立させ（ステップＳ４）、タイムアップでなければ（Ｎｏ）、ロック解除に関する条件を成立させない（ステップＳ５）。

そして、制御装置２は、ロック機構制御回路１６がロック解除に係る条件を成立させている場合において、操作盤Ｋのロック解除キー１２への入力を検知すると、ロック機構制御回路１６にロック解除指令４２の出力を指令し、ロック機構１０は、ロック解除指令４２に基づき、ロックを解除する。一方、制御装置２は、ロック機構制御回路１６がロック解除に係る条件を成立させていなければ、ロック解除キー１２への入力を受け付けたとしても、ロック機構制御回路１６にロック解除指令４２の出力をさせず、ロック機構１０のロック解除状態を生じさせない。

以上の工作機械Ｍのドアロック制御装置１では、加工領域Ａを囲う保護カバーＶに設置されたドア１を閉塞状態でロック可能であるロック機構１０と、ロック機構１０の作動又は解除を指令するロック機構制御回路１６と、加工領域Ａにおける主軸Ｘを駆動する主軸モータＳに対して主軸回転指令２０を出力すると共に、主軸回転指令２０がオフになると主軸回転指令オフ信号２４をロック機構制御回路１６に対して出力する主軸制御回路１５と、主軸Ｘが回転しているかあるいは停止しているかに関する検出信号２６を主軸制御回路１５に対して出力する回転検出器２８とを備え、主軸制御回路１５は、検出信号２６が停止を示していると判断すると主軸回転停止信号３０をロック機構制御回路１６に対して出力する一方、検出信号２６を正常に受信することができないと判断するとアラーム信号３２をロック機構制御回路１６に対し出力し、ロック機構制御回路１６は、主軸Ｘの停止までに要する時間を見込んだ設定時間の経過を把握可能なタイマ３４を有しており、主軸回転指令オフ信号２４及び主軸回転停止信号３０を受信し、かつアラーム信号３２を受信していない場合、並びに主軸回転指令オフ信号２４、主軸回転停止信号３０及びアラーム信号３２を受信し、かつタイマ３４が設定時間の経過を把握した場合に、ロック機構１０に対する解除の指令が可能となる。

よって、主軸回転指令オフ信号２４と主軸回転停止信号３０を受信しており、主軸Ｘに対し回転指令をなしておらずかつ回転検出器２８からの検出信号２６により主軸Ｘの停止を把握していても、アラーム信号３２を受信しており回転検出器２８からの検出信号２６が実は正常ではない場合には、主軸Ｘの停止までに要する時間が経過しない限り、ロック機構１０の解除が可能とならない。従って、万一回転検出器２８ないし主軸制御回路１５間で断線等の故障が発生し検出信号２６が正常でないにもかかわらず、ロック機構制御回路１６が検出信号２６につき回転停止を示していると誤って判断し、主軸回転指令オフ信号２４さえ受信していればロック機構１０の解除指令を可能とする事態を防止することができる。よって、検出信号２６が異常で、主軸回転指令オフ信号２４が発生しているものの惰性により主軸Ｘが回転している場合において、主軸Ｘの惰性回転につき停止中と見誤ってロック解除キー１２への入力がなされてもドア１の開放を許してしまい、もってドア１から加工領域Ａへ進入した者が惰性回転中の主軸Ｘへ意図せず接触してしまう事態や、切削屑・液等がドア１から意図せず飛び出る事態を防止することができ、安全性を向上することができる。しかも、アラーム信号３２を受信しており回転検出器２８からの検出信号２６が実は正常ではない場合であっても、タイマ３４によって主軸Ｘの停止が見込まれる時間後にはロック機構１０の解除指令を可能としてドア１の開放を可能とするため、安全性に配慮しながら、アラーム信号３２の発生原因となっている回転検出器２８の故障等を修理する時間を要することなく、可及的速やかな加工領域Ａにおけるメンテナンスが可能となり、作業性ないし効率が向上する。

又、タイマ３４の設定時間は任意に変更可能であるため、オペレータ（操作者）に係るロック解除の運用等に応じて、主軸Ｘの完全な回転停止に要する時間に関する設定時間を調整することができ、安全性の確保を前提とした作業性ないし効率の向上度合等を適切なものとすることができる。

なお、主に上記形態を変更して成る、本発明の他の形態を例示する。タイマの設定時間につき、主軸が最高速で回転している状態において停止指令を受けた場合に惰性で回転する時間（最大惰性回転時間）と、念のため間隔を開けドアロックを解除するまでの待機を行うための時間（余裕時間、例えば５秒間）とを合わせたものとする。このような設定時間とすることで、主軸等の惰性回転中における加工領域への万一の進入を許さないという安全性と、主軸等の速やかなメンテナンスの実行という作業性・効率とを高い水準で両立することができる、という効果を奏する。

本発明に係る工作機械の説明図である。本発明に係る工作機械のドアロック制御装置ないしその周辺の説明図である。本発明に係る工作機械のドアロック制御装置のブロック図である。図３の工作機械のドアロック制御装置に関するフローチャートである。

符号の説明

１ドア
１０ロック機構
１５主軸制御回路
１６ロック機構制御回路
２０主軸回転指令
２４主軸回転指令オフ信号
２６検出信号
２８回転検出器
３０主軸回転停止信号
３２アラーム信号
３４タイマ
４２ロック解除指令

Claims

加工領域を囲う保護カバーに設置されたドアを閉塞状態でロック可能であるロック機構と、
当該ロック機構の作動又は解除を指令するロック機構制御回路と、
前記加工領域における主軸を駆動する主軸モータに対して主軸回転指令を出力すると共に、当該主軸回転指令がオフになると主軸回転指令オフ信号を前記ロック機構制御回路に対して出力する主軸制御回路と、
前記主軸が回転しているかあるいは停止しているかに関する検出信号を前記主軸制御回路に対して出力する回転検出器と
を備え、
前記主軸制御回路は、前記検出信号が停止を示していると判断すると主軸回転停止信号を前記ロック機構制御回路に対して出力する一方、前記検出信号を正常に受信することができないと判断するとアラーム信号を前記ロック機構制御回路に対し出力し、
前記ロック機構制御回路は、
前記主軸の停止までに要する時間を見込んだ設定時間の経過を把握可能なタイマを有しており、
前記主軸回転指令オフ信号及び前記主軸回転停止信号を受信し、かつ前記アラーム信号を受信していない場合、並びに前記主軸回転指令オフ信号、前記主軸回転停止信号及び前記アラーム信号を受信し、かつ前記タイマが前記設定時間の経過を把握した場合に、前記ロック機構に対する解除の指令が可能となる
ことを特徴とする工作機械のドアロック制御装置。
前記タイマの設定時間は、任意に変更可能である
ことを特徴とする請求項１に記載の工作機械のドアロック制御装置。
前記タイマの設定時間は、前記主軸の最大惰性回転時間と余裕時間とを合わせたものである
ことを特徴とする請求項１に記載の工作機械のドアロック制御装置。