JPH0512903U - 工作機械の異常負荷検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 刃物台とワークとの衝突による異常負荷の発
生を、機械破損等の事態に至るまでの早期のうちに確実
に検出する。 【構成】 タレット旋盤１において、送り台３の各軸毎
に、案内レール７，11における案内面に作用する諸方向
の圧力を各々検出する複数個の圧力センサ17…，18…を
設ける。これら圧力センサ17…，18…の圧力検出値から
各案内面に加わる力のベクトルを求め、そのベクトル演
算値と設定値Ｋとを比較して正常か否かの判定を行う異
常判定手段21を設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、ＮＣ旋盤等の工作機械の異常負荷検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、タレット旋盤等の安全用制御手段として、加工プログラムのミスなどに より刃物台とワーク等と干渉が生じた場合に、刃物台の送りモータの電流を監視 することにより異常負荷を検出し、機械の緊急停止等を行うものが開発されてい る。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、送りモータに過電流が生じた時点では、すでに刃物台とワーク等との 間の干渉が相当進んでいて、機械の破損に至っている場合が多く、異常検出後の 機械運転停止などの緊急処理が間に合わないことがあった。

【０００４】 この考案の目的は、刃物台とワークとの衝突等による異常負荷の発生を、機械 破損等の事態に至るまでの早期のうちに検出できる工作機械の異常負荷検出装置 を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

この考案の構成を実施例に対応する図１と共に説明する。 この工作機械の異常負荷検出装置は、送り台（３）の案内面に作用する圧力を 検出する圧力センサ（17）…(17), （18）…（18) と、この圧力センサ（17）… (17), （18）…（18) の検出値と設定値（Ｋ）とを比較して正常か否かの判定を 行う異常判定手段（21）とを設けたものである。 前記圧力センサ（17）…(17), （18）…（18) は、送り台（３）の所定送り方 向の案内面につき、その案内面に作用する諸方向の圧力を各々検出する複数個の ものを設ける。

【０００６】

【作用】

例えば工具（19）によるワーク（Ｗ）の切削加工中に、送り台（３）の案内面 に作用する諸方向の圧力が複数の圧力センサ（17）…(17), （18）…（18) によ って検出される。これら圧力センサ（17）…(17), （18）…（18) による負荷検 出値は、異常判定手段（21）に取り込まれ、ここで設定値（Ｋ）と比較される。 刃物台（２）がワーク（Ｗ）と干渉する等により異常負荷となると、これに直ち に応答して圧力センサ（17）…(17), （18）…（18) からの圧力検出値が設定値 （Ｋ）を越えることになり、その比較結果により異常判定手段（21）で負荷の異 常が判定される。 この判定結果に基づき、送り台３を停止させるなどの緊急処理が直ちに行え、 、機械破損などの事態を最小限に留めることができる。

【０００７】

【実施例】

この考案の一実施例を図１ないし図５に基づいて説明する。 旋盤１は、タレット２の送り台３を主軸台４の側方に設置したタレット旋盤で あり、主軸チャック５にはワークＷを把持するチャック爪５ａが設けてある。送 り台３は、ベッド６の案内レール７上にスライダ８を介して摺動自在に設置した タレットスライド９と、このタレットスライド９上に受け溝部材10および案内レ ール11を介して摺動自在に設置したインデックスハウジング12とで構成される。 タレットスライド９およびインデックスハウジング12は、各々送りねじ13，14を 介してＸ軸サーボモータ15およびＺ軸サーボモータ16により、Ｘ，Ｚ方向に送ら れる。

【０００８】 前記スライダ８は、図２に示すようにタレットスライド９の下面に固定され、 その案内溝８ａがベッド６上の案内レール７に係合させてある。案内溝８ａの両 端において、案内レール７を囲む各摺動面には、この摺動面に加わる諸方向の圧 力を各々検出する複数の圧力センサ17が配置されている。 また、図３に示すように前記受け溝部材10は、タレットスライド９上に固定さ れ、その案内溝10ａがインデックスハウジング12の下面に一体に形成した案内レ ール11に係合させてある。案内溝11ａの両端において案内レール11を囲む各摺動 面にも、この摺動面に加わる諸方向の圧力を各々検出する複数の圧力センサ18が 配置されている。

【０００９】 図１において、タレット２は正面形状が多角形のドラム状のものであり、イン デックスハウジング12に内蔵された割り出し装置により、水平軸回りで割り出し 回転させられる。タレット２の各周面部分には工具19が装着してある。

【００１０】 ＮＣ装置20は、刃物台である前記タレット２の送り指令等を与える制御装置で あって、異常判定手段21および停止指令手段22を備えている。演算制御部24は、 加工プログラム23を解析して実行する手段であり、演算制御部24の軸送り指令に より、サーボドライバ25を介して、Ｘ軸サーボモータ15やＺ軸サーボモータ16等 の各軸サーボモータが駆動される。

【００１１】 前記異常判定手段21は、各軸毎に設けた前記圧力センサ17…，18…で検出され る圧力信号を取り込み、その負荷値を設定値Ｋと比較することにより送り台３に 加わる異常負荷の有無を判定する手段である。停止指令手段22は、異常判定手段 21が異常負荷の発生ありと判定したときに、その判定に応答してサーボドライバ 25に対してタレット２の送り動作を停止させる停止指令を与えるための手段であ る。

【００１２】 この異常判定手段21は、各軸の圧力センサ17…，18…からの負荷信号をデジタ ル信号にそれぞれ変換するＸ軸用およびＺ軸用のＡ／Ｄ変換器28，29と、Ａ／Ｄ 変換された各圧力信号に基づき圧力のベクトル演算を行うベクトル演算部30と、 このベクトル演算部30による演算結果と設定値Ｋとを比較して、異常負荷の発生 の有無つまり旋盤１が正常に作動しているか否の判定を行う比較判定部31とを備 えている。なお、図４において、32, 33は各軸サーボモータ15, 16のパルスコー ダを示す。

【００１３】 上記構成の動作を、図５に示す異常負荷検出動作のフローチャートを参照して 説明する。 工具19がワークＷに向けて送られるタレット２の送り動作中、または工具19で ワークＷが切削される切削加工動作中に、送り台３におけるスライダ８の案内溝 ８ａの各方向の摺動面に加わる圧力（すなわちレール７の案内面に作用する圧力 ）は、それぞれの摺動面に配置された圧力センサ17で検出される。また、受け溝 部材10の案内溝10ａの各方向の摺動面に加わる圧力も、それぞれの摺動面に配置 された圧力センサ18で検出される。これらの圧力センサ17，18で検出された圧力 検出信号は、アナログ信号としてＮＣ装置20に備わる異常判定手段21に取り込ま れ、それぞれＡ／Ｄ変換器28，29でデジタル信号に変換される（Ｓ１）。

【００１４】 異常判定手段21のベクトル演算部30では、デジタル信号に変換された圧力信号 に基づき、各軸（Ｘ軸，Ｚ軸）毎に、送り台３の案内面に生じている圧力のベク トル演算が行われる（Ｓ２）。

【００１５】 異常判定手段21の比較判定部31では、ベクトル演算部30で演算された圧力演算 値を設定値Ｋと比較することにより、その比較結果から旋盤１の作動が正常か否 かの判定が行われる（Ｓ３）。例えば、演算された圧力値が設定値Ｋ以下であれ ば旋盤１の作動は正常と判定され、圧力値が設定値Ｋ以上であれば作動が異常と 判定される。あるいは、設定値Ｋをベクトル値として、ある程度の広さを持つ範 囲に設定しておき、その範囲から外れた場合に動作異常と判定する。 正常と判定されれば、ステップＳ１に戻り同様の処理が繰り返される。異常と 判定されれば、これに応答して停止指令手段22からサーボドライバ25に対しタレ ット２の送りを停止させる指令が与えられ、タレット２の送りあるいは切削移動 が緊急停止させられる（Ｓ４）。

【００１６】 このようにして、例えば加工プログラムのミスにより工具19をワークＷに接近 させる送り動作や切削動作において、タレット２がワークＷや機械の一部と干渉 した際に、送り台３に加わる異常負荷が直ちに検出され送り動作が緊急停止させ られる。 この場合に、各軸サーボモータ15,16 よりも、異常負荷の発生箇所にもっと近 い案内面に加わる圧力を検出し、異常の判断を行うので、機械の異常をいち早く 検出し、緊急停止によって損害を最小限に留めることができる。

【００１７】 なお、前記実施例ではＸ軸およびＺ軸の両方の案内レール７，11に対して圧力 センサ17,18 を設けたが、何れか一方向の案内レール7,11に対してのみ圧力セン サを設け、異常負荷の判断を行うようにしても良い。 また、Ｘ軸およびＺ軸の各２本の案内レール７,7，11,11 につき複数の圧力セ ンサを設け、異常判定を行うようにすれば、より精度の高い負荷検出が行える。

【００１８】

【考案の効果】

この考案の工作機械の異常負荷検出装置は、送り台の案内面に作用する諸方向 の圧力を各々検出する複数個の圧力センサと、これら圧力センサの圧力検出値と 設定値とを比較して正常か否かの判定を行う異常判定手段とを設けため、機械に 異常負荷が生じた場合に、破損に至る前にその異常負荷の発生をいち早く検出で き、これにより迅速な処置がとれるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例の構成を示す概念図であ
る。

【図２】その案内レールとスライダとの係合状態を示す
縦断面図である。

【図３】その受け溝部材と案内レールとの係合状態を示
す縦断面図である。

【図４】異常負荷検出装置の概略的な構成を示すブロッ
ク図である。

【図５】負荷検出動作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１…旋盤、２…タレット、３…送り台、７…案内レー
ル、８…スライダ、８ａ…案内溝、９…タレットスライ
ド、10…受け溝部材、10ａ…案内溝、11…案内レール、
15…Ｘ軸サーボモータ、16…Ｚ軸サーボモータ、17，18
…圧力センサ、19…工具、20…ＮＣ装置、21…異常判定
手段、22…停止指令手段、25…サーボドライバ、Ｗ…ワ
ーク

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 送り台の案内面に作用する諸方向の圧力
   を各々検出する複数個の圧力センサと、これら圧力セン
   サの圧力検出値と設定値とを比較して正常か否かの判定
   を行う異常判定手段とを具備した工作機械の異常負荷検
   出装置。