JPH04300035A - 工作機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、特にパンチプ
レス機等のように、ワークを平面内の所定位置に移動さ
せて、加工を行う工作機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】工作機械としてのパンチプレス機は、板
材等への孔開け加工，成形加工等を行うものであり、加
工位置にパンチ及びダイを有している。そして、ワーク
テーブル上に板材（以下、ワークという）を把持するワ
ークホルダが設けられており、このワークホルダは装置
本体の左右方向（以下、Ｘ軸方向という）に移動可能と
なっている。また、このワークホルダはクロススライド
を介して装置本体の前後方向（以下、Ｙ軸方向という）
に移動するキャリッジに装着されている。

【０００３】これらの移動機構には、一般に、移動側の
ナット部に螺合するボールねじと、このボールねじを駆
動するためのサーボモータとが用いられている。そして
、サーボモータを回転してボールねじを回転させること
により、前記ナット部が固定された移動部側がボールね
じの軸線方向に移動するようになっている。

【０００４】このように、前記ワークホルダに把持され
たワークは、ワークテーブル上をＸ軸及びＹ軸方向に移
動され、前述したパンチ及びダイが設けられた加工位置
にワークの所定の位置が位置決めされ、孔開け加工等が
行われる。

【０００５】この位置決めの際に、停止指令が出されて
から実際にワークが停止する迄の間には若干の時間遅れ
が生じている。このため、従来、位置決め後のワークの
停止から加工の開始までのタイミングは、遅れ時間を考
慮して定められている。この遅れ時間は、ワークテーブ
ルの大きさ、ワークの重量等の負荷によって異なり、ま
たテーブル移動速度等によっても異なる。したがって従
来は、予測される最大遅れ時間を考慮して加工開始タイ
ミングが定められている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように最大遅れ時
間を考慮して加工開始タイミングを定めると、実際には
既に停止状態にあり、完全にワークが停止しているにも
かかわらず加工が開始されず、無駄な時間が生じてしま
うという問題がある。また、これを防止するために、最
大遅れ時間より短い時間で加工を開始すると、ワークが
完全に停止していない状態で加工されるおそれがあり、
加工精度が悪くなるという問題がある。

【０００７】本発明の目的は、無駄な時間を生じること
なく、サイクルタイムを短縮できるとともに、加工精度
を向上できる工作機械を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る工作機械は
、ワークテーブルと、加工手段と、速度検出手段と、制
御手段とを備えたものである。ワークテーブルは、少な
くとも平面内の一方向に移動可能であり、ワークを取り
付けるためのものである。加工手段は、前記ワークテー
ブルに取り付けられた静止状態のワークを加工する。 速度検出手段は、ワークテーブルが移動中にその移動速
度を検出する。制御手段は、速度検出手段の検出結果に
より、前記ワークの静止状態を判断し、前記加工手段の
加工タイミングを制御する。

【０００９】

【作用】本発明においては、速度検出手段によりワーク
テーブルの移動速度が検出されると、制御手段によりそ
の検出結果に従って、ワークの静止状態か判断され、ワ
ークを加工する加工手段の加工タイミングが制御される
。

【００１０】したがって、常にワークが確実に静止状態
になったタイミングで、加工手段による加工が行われ、
加工精度が向上するとともに、無駄な待機状態がなくな
りサイクルタイムが短くなる。

【００１１】

【実施例】ここでは、工作機械の一例として、パンチプ
レス機を例にとって説明する。図１はパンチプレス機の
全体構成を示す斜視図、図２はパンチプレス機の平面図
である。パンチプレス機１は、主に下部フレーム２、上
部フレーム３及びこれらを後方で支持するスロート部４
から構成されている。前記下部フレーム２にはガイドレ
ール５及び６が配置され、このガイドレール５及び６に
沿ってＹ軸方向に移動可能なキャリッジ７及び左右の移
動テーブル８，９が設けられている。また、前記左右の
移動テーブル８，９の間には固定テーブル１０が設けら
れている。

【００１２】図２に示す如く下部フレーム２の上面後方
には、左右の移動テーブル８，９を移動するためのパル
スエンコーダ（ＰＥ）３９付のサーボモータ２０が固定
されており、このサーボモータ２０にはボールねじ２１
が連結されている。一方、移動テーブル９には、前記ボ
ールねじ２１と螺合するナット部２２が固定されている
。

【００１３】また、キャリッジ７には左右方向に移動自
在なクロススライド２３が設けられており、このクロス
スライド２３にワーク１１を把持するためのワークホル
ダ２４が設けられている。そして、前記クロススライド
２３を移動するためのパルスエンコーダ（ＰＥ）４０付
のサーボモータ２５がキャリッジ７に固定されており、
このサーボモータ２５に連結されたボールねじ２６と前
記クロススライド２３に固定されたナット部２７とが螺
合している。

【００１４】また、上部クレーム３には、多数のパンチ
ヘッドが装着されたタレット１２が回転自在に設けられ
ており、加工位置にセットされたパンチヘッドは、図示
しないクランク機構等により昇降可能となっている。タ
レット１２の前方には、加工位置の両側に、ワーク１１
を一時的に保持するためのレポジション装置１３が設け
られている。

【００１５】図３はパンチプレス機１の制御系の構成を
示すブロック図である。制御系を構成するマイクロプロ
セッサ３０は、バス５０に接続されている。バス５０に
は、テープリーダ３１、デジタル入力部３２、デジタル
出力部３３、ＲＯＭ３４、ＲＡＭ３５、テーブル制御部
３６及びパンチプレス駆動部４３がそれぞれ接続されて
いる。ＲＯＭ３４は制御プログラム等を記憶するもので
あり、そこに記憶されている制御プログラムは、常時マ
イクロプロセッサ３０によってバス５０を介して呼び出
され、マイクロプロセッサ３０は、その命令を解読して
、外部からの命令を読み込んだり、制御信号を出したり
する。テープリーダ３１は、加工プログラムを読み込む
ためのものである。デジタル入力部３２は、スイッチ、
キーボード等の入力信号をデジタル化し、入力するもの
である。デジタル出力部３３は、マイクロプロセッサ３
０からバス５０を介して出力される各種制御信号を出力
するためのものである。ＲＡＭ３５は、テープリーダ３
１から読み込まれた加工プログラムを格納するとともに
、各種フラグ，レジスタ等を格納する。

【００１６】テーブル制御部３６は、移動テーブル８，
９を移動するためのサーボモータ２０と、クロススライ
ド２３を移動するためのサーボモータ２５を制御するた
めのものであり、その内部にはサーボモータ２０，２５
に取り付けられたパルスエンコーダ３９，４０の出力波
形をチェックする波形チェック回路４１，４２が設けら
れている。テーブル制御部３６の出力はアンプ３７，３
８にそれぞれ与えられ、その出力により、サーボモータ
２０，２５が制御される。またサーボモータ２０，２５
の速度及び位置は、パルスエンコーダ３９，４０により
検出され、その検出結果がテーブル制御部３６に与えら
れ、サーボ制御が行われるとともに、波形チェック回路
４１，４２に与えられ、各サーボモータ２０，２５のサ
ーボ波形（モータ速度）がチェックされる。パンチプレ
ス駆動部４３は、パンチプレス機１のタレット１２の位
置決め制御及びパンチ加工動作の制御を行うものである
。

【００１７】次に、図４に示す制御フローチャートにし
たがってマイクロプロセッサ３０の制御動作を説明する
。制御プログラムがスタートすると、図４のステップＳ
１において、タレット１２の初期位置への設定、移動テ
ーブル８，９及びクロススライド２３の初期位置への設
定等の初期設定が行われる。次にステップＳ２では、テ
ープリーダ３１を用いて加工プログラムを読み込む。 この加工プログラムは、ＲＡＭ３５に格納される。ステ
ップＳ３では作業の開始指令を待つ。

【００１８】オペレータにより、作業開始指令が入力さ
れると、制御プログラムはステップＳ３からステップＳ
４に移行する。ステップＳ４では、ステップＳ２で記憶
した加工プログラムのうちの最初の指令ステップを読み
込む。そしてステップＳ５からステップＳ７において、
読み込んだ指令ステップがどのような指令を指示するも
のであるかを判断する。

【００１９】すなわち、ステップＳ５では加工の開始指
令のステップであるか否かを判断する。ステップＳ６で
は、他の処理を指令するステップであるか否かを判断す
る。また、ステップＳ７では、そのステップが加工動作
の終了を意味するステップであるか否かを判断する。

【００２０】なお読み込まれた指令ステップが一連の加
工動作の終了を意味するステップでなければ、制御プロ
グラムはステップＳ７から再びステップＳ４に戻り、次
の指令ステップを読み込む。

【００２１】ステップＳ４で読み込まれた指令ステップ
が加工開始を意味するステップである場合には、制御プ
ログラムはステップＳ５からステップＳ８に移行する。 ステップＳ８では、移動テーブル８，９及びクロススラ
イド２３をサーボモータ２０，２５により各別に移動さ
せ、ワーク１１の位置決めを行う。ワーク１１の位置決
めが終了すると、ステップＳ９では、波形チェック回路
４１，４２によりパルスエンコーダ３９，４０の出力波
形がチェックされ、サーボモータ２０，２５が静止状態
にあるか否かが判断される。

【００２２】図５は、パルスエンコーダ３９，４０の出
力による各モータ２０，２５のモータ速度の変化を示す
グラフである。縦軸にモータ速度を、また横軸に時間を
とっている。また破線は速度指令の波形を示し、実線は
実際の速度値の出力波形を示している。サーボ制御にお
いては、速度指令の波形と実際の出力波形とでは若干の
遅れが生じており、停止後の遅延時間Ｄｔは、ワークテ
ーブルの負荷によって異なるものになっている。波形チ
ェック回路４１，４２では、モータ速度が０に収束した
か否かを判断することによりモータ２０，２５の停止、
つまりワーク１１の静止状態をチェックしている。

【００２３】ステップＳ９で波形チェック回路４１，４
２が静止状態となったと確認すると、制御プログラムは
ステップＳ１０に移行する。ステップＳ１０ではパンチ
プレス駆動部４０によるパンチプレスのパンチ加工が行
われる。これが終わるとステップＳ６に進む。

【００２４】また、読み込んだ指令ステップがその他の
処理を意味する指令ステップである場合には、プログラ
ムはステップＳ６からステップＳ１１に移行する。この
ステップＳ１１では指令ステップに基づいて他の処理が
実行される。加工が進み、一連の加工動作の終了を意味
する指令ステップが読み込まれれば、ステップＳ７での
判断がＹＥＳとなってプログラムは終了する。

【００２５】このように本実施例では、波形チェック回
路４１，４２によりパルスエンコーダ３９，４０の出力
波形をチェックしそれによりモータ速度を判断している
ので、ワーク１１が確実に停止した状態でパンチ加工が
行われる。したがって加工精度が向上するとともに、無
駄な待ち時間が無くなる。

【００２６】〔他の実施例〕前記実施例では、パルスエ
ンコーダの出力波形により、モータ速度を検出している
が、本発明はこれに限るものではなく、タコジェネレー
タ等の他の速度検出手段によりモータの速度を検出する
ようにしても良い。

【００２７】また、前記実施例では、工作機械としてパ
ンチプレス機を例に説明したが、例えばＮＣボール盤等
の静止状態で加工を行う全ての工作機械に本発明を適用
できることは言うまでもない。

【００２８】

【発明の効果】本発明に係る工作機械では、速度検出手
段がワークの静止状態を判断し、ワークが静止状態とな
ったタイミングで加工手段による加工が始まるので、加
工開始時には確実にワークが静止状態となっており、無
駄な待ち時間がなくなり、サイクルタイムを無用に長く
することなく、より正確な位置で精度の良い加工が可能
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による工作機械であるパンチ
プレス機の全体構造を示す斜視図。

【図２】パンチプレス機の平面図。

【図３】パンチプレス機の制御系の構成を示すブロック
図。

【図４】パンチプレス機の制御フローチャート。

【図５】サーボモータの速度検出結果を示すグラフ。

【符号の説明】

１　　パンチプレス機 ８，９　　移動テーブル ２３　　クロススライド ３０　　マイクロプロセッサ ３６　　テーブル制御部 ３９，４０　　パルスエンコーダ ４１，４２　　波形チェック回路 ４３　　パンチプレス駆動部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも平面内の一方向に移動可能であ
   り、ワークを取り付けるためのワークテーブルと、前記
   ワークテーブルに取り付けられた静止状態のワークを加
   工する加工手段と、前記ワークテーブルの移動速度を検
   出する速度検出手段と、前記速度検出手段の検出結果に
   より、前記ワークの静止状態を判断し、前記加工手段の
   加工タイミングを制御する制御手段と、を備えた工作機
   械。