JPH04315552A - 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、モー
タにより駆動される駆動部を有する工作機械に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】旋盤、パンチプレス機等の
モータにより駆動される工作機械では、過負荷によるモ
ータの加熱を避けるために、温度スイッチが設けられて
おり、一定温度以上にモータが過熱すると、停止するよ
うになっている。

【０００３】しかしながら、モータが過熱により停止し
てしまうと、２４時間の連続無人運転等の自動化運転に
対応できないことになる。無人中に過熱によりモータが
止まってしまうと、加工が中断してしまい、計画したと
おりにワークの加工が行えないことになるからである。

【０００４】したがって、従来は、どのような加工プロ
グラムでも過熱しないように、モータの時定数を長く設
定していた。しかし、モータの時定数を長く設定すると
、加工速度が低下し、加工時間が長くなるので、加工能
率が低下するという問題がある。

【０００５】本発明の目的は、モータの過熱を防止し、
ワークの加工中におけるモータの過熱による停止を低減
し、加工効率を向上できる工作機械を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る工作機械は
モータにより駆動される駆動部を有するものであって、
温度検出手段と、第１判定手段と、第２判定手段と、モ
ータ制御手段とを備えたものである。温度検出手段はモ
ータの温度を検出する。第１判定手段は温度検出手段の
検出結果が第１の所定温度を超えたことを判定する。第
２判定手段は温度検出手段の検出結果が第１の所定温度
より低い第２の所定温度を超えたことを判定する。モー
タ制御手段は、第１判定手段の判定結果に基づきモータ
を停止させ、第２判定手段の判定結果に基づきモータを
減速させる。

【０００７】

【作用】本発明においては、モータ停止のための第１の
所定温度よりも低い第２の所定温度が設定されており、
モータ温度がこの第２の所定温度を超えるか否かが第２
判定手段で判定される。モータ温度が第２の所定温度を
超えた場合には、モータ制御手段によりモータを減速さ
せる。これにより、モータが第２の所定温度以下の場合
には通常の回転速度で運転され、また過負荷等によりモ
ータが第２の所定温度を超えると、減速制御されて通常
の回転速度より低速で運転される。このため、モータの
温度が下降し、第１の所定温度に達することが少なくな
り、モータの時定数を短くし、加工スピードを高速化し
ても無人運転中の異常停止を少なくできる。

【０００８】一方、モータが第１の所定温度を超えると
、モータを停止させる。

【０００９】

【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
沿って装置本体の前後方向（以下、Ｙ軸方向という）に
移動可能なキャリッジ７及び装置本体の左右方向（以下
、Ｘ軸方向という）に移動可能な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。

【００１０】図２に示すごとく、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。

【００１１】またキャリッジ７には、Ｘ軸方向に移動自
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にはワーク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。

【００１２】また、上部フレーム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。

【００１３】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、判定部４３及びパンチプレス駆動部４４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
号を出力したりする。

【００１４】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
３１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。

【００１５】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Ｍ１　２０と、クロス
スライド２３を移動するためのサーボモータＭ２　２５
を制御するためのものである。

【００１６】テーブル制御部３６にはアンプ３７，３８
がそれぞれ接続され、アンプ３７，３８の出力により、
サーボモータＭ１　２０，Ｍ２　２５が制御される。ま
たサーボモータＭ１　２０，Ｍ２　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。

【００１７】判定部４３には、サーボモータＭ１　２０
の温度を検出する温度検出部４１とサーボモータＭ２　
２５の温度を検出する温度検出部４２とが接続されてい
る。 判定部４３は、温度検出部４１，４２の検出結果をｔ１
　〜ｔ４　の４段階の温度と比較判定し、その判定結果
をマイクロプロセッサ３０に送る。

【００１８】次に、図４及び図５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Ｓ１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
位置への設定並びに送り速度の設定等が行われる。この
とき移動テーブル８，９及びクロススライド２３の送り
速度Ｖ１　，Ｖ２　としてそれぞれ６４ｍ／ｍｉｎが設
定される。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。

【００１９】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Ｓ４
に移行する。ステップＳ４では、送り速度が設定される
。最初は、ステップＳ１の初期設定で設定された送り速
度が設定される。続いてステップＳ５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Ｓ６からステップＳ９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。

【００２０】すなわち、ステップＳ６では送り指令のス
テップであるか否かを判断する。ステップＳ７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Ｓ８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Ｓ９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。

【００２１】なお、読み込まれた指令ステップが一連の
加工動作の終了を示すステップでなければ、制御プログ
ラムはステップＳ９から再びステップＳ４に戻り、送り
速度を設定した後、ステップＳ５で次のステップを読み
込む。

【００２２】ステップＳ５で読み込まれた指令ステップ
が送り指令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Ｓ６からステップＳ１０に移行する
。ステップＳ１０では、移動テーブル８，９及びクロス
スライド２３を、ステップＳ４で設定された送り速度で
早送りし、ワークの位置決めを行う。この送り処理が終
了すると、制御プログラムはステップＳ７に移行する。

【００２３】また、読み込んだ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Ｓ７からステップＳ１１に移行する。ステップ
Ｓ１１では、指示された工具によるパンチプレス加工を
行う。ステップＳ１１での加工処理が終了すると、制御
プログラムはステップＳ８に進む。

【００２４】ステップＳ５で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、
制御プログラムはステップＳ８からステップＳ１２に移
行する。このステップＳ１２では、指令ステップに基づ
いて他の処理が実行される。

【００２５】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Ｓ９での判
断がＹＥＳとなってプログラムは終了する。

【００２６】ステップＳ４の送り速度設定処理において
は、図５に示すように、まずステップＳ２１で、２台の
サーボモータＭ１　２０（ｉ＝１），Ｍ２　２５（ｉ＝
２）の双方の温度を検出するための変数ｉを１にセット
する。続いてステップＳ２２では、温度検出部４１によ
り温度Ｔｉ　を測定する。ステップＳ２３からステップ
Ｓ２７では、測定された温度Ｔｉ　が設定温度ｔ１　〜
ｔ４　の４つの区分のいずれにあるかを判定する。これ
らの判定が終了するとステップＳ２８では変数ｉを１イ
ンクリメントし、ステップＳ２９では変数ｉが２以上か
否かをチェックする。変数ｉが２を超えないときはステ
ップＳ２２に戻り、以下のステップを繰り返し、モータ
Ｍ２　２５の温度を測定し、その判定を行う。変数ｉが
２より大きいときはこの処理を終了し、メインルーチン
に戻る。

【００２７】ステップＳ２３で、測定温度Ｔｉが設定温
度ｔ１　より小さいと判定された場合は、ステップＳ３
０に進む。ステップＳ３０では送り速度Ｖｉ　が６４ｍ
／ｍｉｎに設定され、ステップＳ２４に進む。ステップ
Ｓ２４で、測定温度Ｔｉ　が設定温度ｔ１　とｔ２　と
の間にあると判定された場合は、ステップＳ３１に進む
。ステップＳ３１では送り速度Ｖｉ　が４８ｍ／ｍｉｎ
に設定され、ステップＳ２５に進む。

【００２８】ステップＳ２５で測定温度ｔ１　が設定温
度ｔ２　とｔ３　との間にあると判定された場合はステ
ップＳ３２に進む。ステップＳ３２では送り速度Ｖｉ　
が３２ｍ／ｍｉｎに設定され、ステップＳ２６に進む。 ステップＳ２６で測定温度Ｔｉ　が設定温度ｔ３　とｔ
４　との間にあると判定された場合は、ステップＳ３３
に進む。ステップＳ３３では、送り速度Ｔｉ　が１６ｍ
／ｍｉｎに設定され、ステップＳ２７に進む。

【００２９】ステップＳ２７で測定温度Ｔｉ　が設定温
度ｔ４　により高いと判断された場合はステップＳ３４
に進む。ステップＳ３４ではモータＭｉ　を停止させ、
処理を終了する。この設定温度ｔ４　はモータの過熱に
対応した温度の設定であり、これは従来の設定温度と同
様である。

【００３０】このように本実施例ではモータの温度を４
段階で判定し、それらに応じた送り速度を設定するとと
もに、それ以上の温度になるとモータを停止させている
。したがって、通常は測定温度Ｔｉ　が設定温度ｔ４　
を超えることはなく、いずれかの速度に設定され、モー
タの温度の低下を待って徐々に通常の送り速度に復帰す
るようになっている。

【００３１】〔他の実施例〕 （ａ）　　前記実施例では、モータの温度を４段階に分
けているが、本発明はこれに限るものではなく、モータ
の温度と過熱温度より低い所定温度とを比較し、それに
より減速を行うものであればどうような態様でも良い。

【００３２】（ｂ）　　前記実施例では、温度検出部を
モータに応じてそれぞれ設けているが、直接温度を検出
せずに、モータ巻線抵抗の測定、モータの駆動トランジ
スタの温度測定等によりモータの温度を間接的に測定す
るようにしても良い。

【００３３】

【発明の効果】本発明に係る工作機械では、モータの過
熱温度である第１の所定温度と、それより低い第２の所
定温度とを判断し、第２の所定温度になったとき、モー
タを減速し、それ以上モータの温度が上昇しないように
しているのでモータが過熱することがなくなり、モータ
の時定数を短くして制御することが可能である。したが
って、加工速度が早くなり、加工効率が上がる。また過
熱により停止することがなくなり、無人化運転等にも対
応できることになる。

【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】送り速度設定処理の処理内容を示すフローチャ
ート。

【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 ２０，２５　　サーボモータＭ１　，Ｍ２　３０　　マ
イクロプロセッサ ３６　　テーブル制御部 ４１，４２　　温度検出部 ４３　　判定部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】モータにより駆動される駆動部を有する工
   作機械において、前記モータの温度を検出する温度検出
   手段と、前記温度検出手段の検出結果が、第１の所定温
   度を超えたことを判定する第１判定手段と、前記温度検
   出手段の検出結果が、前記第１の所定温度より低い第２
   の所定温度を超えたことを判定する第２判定手段と、前
   記第１判定手段の判定結果に基づき、前記モータを停止
   させ、前記第２判定手段の判定結果に基づき、前記モー
   タを減速させるモータ制御手段と、を備えた工作機械。