JPH05301144A - 工作機械の暖機装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多軸工作機械の暖機を自動的に行う。 【構成】 各加工ユニットの主軸が回転され（ステップ
１０２）、その後、対向する加工ユニットの可動台１
１，３１の前後進動作と、パレット支持台５２の前進動
作と、対向する他の加工ユニットの可動台２１，４１の
前後進動作と、パレット支持台５２の後進動作とが順次
繰り返し実行される（ステップ１０２〜１０８）。そし
て、その繰り返し数ｎが予設定値Ｎａに達したか否かが
判断され（ステップ１１０）、ｎがＮａに到達した場合
には、全主軸が停止されて暖機が終了する（ステップ１
１１）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主軸を前後進動作させ
る機構を有した工作機械の暖機装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の工作機械は、たとえば自動車の
ミッションケースを中ぐり加工する場合等に使用され、
加工時においてはその主軸が加工位置まで前進される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
工作機械は、可動部の温度が低下している状態で運転し
た場合に、該可動部の構成要素である軸受け部、ボール
ネジ部、ガイドレール部等の熱的寸法誤差や潤滑不良等
のために十分な加工精度を得られないことがある。な
お、上記可動部の温度は、始業時等のように長期間運転
が停止されていた場合に大きく低下する。

【０００４】本発明の目的は、かかる状況に鑑み、上記
工作機械の暖機を自動的に実施することができる暖機装
置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、主軸を前後進
動作させる機構を有した工作機械に適用され、上記工作
機械の主軸およびその前後進機構の暖機期間を設定する
期間設定手段と、上記期間において、上記主軸の回転動
作および前後進動作を継続して実行させる手段とを備え
ている。

【０００６】

【作用】期間設定手段で設定された期間において、主軸
の回転動作および前後進動作が継続して実行される。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例に
ついて説明する。図１は、本発明が適用される多軸工作
機械を例示している。この多軸工作機械は、Ｘ方向に配
列された一対の加工ユニット１０，２０と、これらにそ
れぞれ対向する態様で配設された一対の加工ユニット３
０，４０と、ユニット１０，２０とユニット３０，４０
間に位置されたパレットシフトユニット５０とを有して
いる。なお、上記各要素を支承する基体６０の前方に
は、パレット７０を搬送するためのンベヤ８０が設置さ
れている。

【０００８】上記加工ユニット１０は、Ｚ方向に沿って
配設されたベッド１１と、該ベッド１１上に配置された
可動台１２とを備えている。上記ベッド１１は、その上
側縁部に形成した図２に示すガイドレール部１１ａと、
Ｚ方向に沿う態様で配設した図示していないボールネジ
と、このボールネジを回動させるサーボモータ１３とを
備えている。

【０００９】上記可動台１２の上面には、主軸ヘッド１
４と、この主軸ヘッド１４の主軸を回転させる主軸駆動
モータ１５とが設けられている。そして、この可動台１
２は、上記ベッド１１のガイドレール部１１ａにその下
側部が嵌合され、かつ、上記ボールネジにその下端部が
螺合されている。したがって、上記サーボモータ１３で
上記ボールネジを回動させれば、可動台１２がガイドレ
ール部１１ａで案内されながらＺ方向に移動される。

【００１０】他の加工ユニット２０、３０および４０
も、上記加工ユニット１０に準じた構成を有している。
そこで、これらの加工ユニット２０、３０および４０の
各構成要素には、加工ユニット１０の該当構成要素に対
応した符号を付してそれらの説明を省略する。なお、加
工ユニット１０には、一基の主軸駆動モータ１５が設け
られているが、加工ユニット２０、３０および４０に
は、それぞれ二基の主軸駆動モータ２５，２５′、３
５，３５′および４５，４５′が設けられている。

【００１１】パレットシフトユニット５０は、Ｘ方向に
沿って配設されたガイドレール５１と、該ガイドレール
５１上に摺動可能に嵌合されたパレット支持台５２と、
該パレット支持台５２をＸ方向に移動させる送り用サー
ボモータ５３とで構成されている。

【００１２】上記パレット支持台５２は、基台５２ａ
と、Ｘ方向への移動が可能な態様で該基台５２ａ上に配
設されたパレット受渡しプレート５２ｂと、該プレート
５２ｂを往復動させるためのシリンダアクチェータ５２
ｃとを備えている。なお、図２では上記パレット受渡し
プレート５２ｂを示していない。

【００１３】ここで、この工作機械によるワークの加工
手順について簡単に説明する。加工に際しては、上記可
動台１２〜４２およびパレット支持台５２が全て原点位
置（後進端位置）におかれる。そして、加工すべきワー
クは、コンベヤ８０でパレット７０と共にパレットシフ
トユニット５０の前方まで搬送され、その後、図示して
いないリフタで所定高さまでリフトされる。

【００１４】パレット７０がリフトされると、パレット
支持台５２のシリンダアクチェータ５２ｃが作動されて
受渡しプレート５２ｂがコンベヤ８０の上方まで移動さ
れ、ついで、上記リフタが下降されてプレート５２ｂ上
にパレットが載置される。そして、シリンダアクチェー
タ５２ｃによりプレート５２ｂが元位置まで引き戻さ
れ、ついで、基台５２ａに設けられたクランプ手段によ
ってパレット７０がパレット支持台５２にクランプされ
る。

【００１５】パレット支持台５２には、パレット７０が
適正に着座したか否かを検出するセンサが設けられてお
り、もし、該センサによって着座が不適正であることが
検出された場合には、シリンダアクチェータ５２ｃおよ
びリフタの作動によってパレット７０がコンベヤ８０上
に払い出されるとともに、再び上記したパレット７０の
引き込み操作が実施される。なお、この実施例において
は、上記着座の不適正が３回検出された場合に機械の動
作を停止させ、かつ適宜なアラーム手段を作動させてい
る。

【００１６】パレット７０がパレット支持台５２に適正
にクランプされると、ユニット１０，３０の送り用サー
ボモータ１３，３３によって可動台１２，３２が前進移
動され、それらのユニット１０，３０の主軸に設けられ
た工具によってパレット上のワークが加工される。そし
て、ユニット１０，３０による加工が終了すると、上記
可動台１１，３１が後進端まで後退される。

【００１７】つぎに、パレットシフトユニット５０のモ
ータ５３が作動されて、パレット支持台５２がレール５
１に沿って図１に示した前進端位置まで移動される。そ
して、加工ユニット２０，４０の送り用サーボモータ２
３，４３によって可動台２２，４２が前進および後進移
動されて、ワークの加工が行われる。

【００１８】各ユニット１０〜４０による加工が終了す
ると、パレット支持台５２がレール５１に沿って後進端
位置まで移動されるとともに、パレットのクランプが解
除され、ついで、プレート５２ｂがコンベヤ８０上まで
移動されて、パレットがコンベヤ８０上に載置される。
なお、上記した一連の手順は、図示していない加工制御
用シーケンサに予めプログラムされる。

【００１９】ところで、上記基体６０には、上記可動台
１２の前進端および後進端を検出するリミットスイッチ
ＬＳ１およびＬＳ２と、可動台２２のそれを検出するリ
ミットスイッチＬＳ３およびＬＳ４と、可動台３２のそ
れを検出するリミットスイッチＬＳ５およびＬＳ６と、
可動台４２のそれを検出するリミットスイッチＬＳ７お
よびＬＳ８と、上記パレット支持台５２のそれを検出す
るリミットスイッチＬＳ９およびＬＳ１０がそれぞれ設
けられており、各リミットスイッチＬＳ１〜ＬＳ１０の
出力は図３に示すコントローラ９０に加えられる。

【００２０】図４は、上記コントローラ９０において実
行される暖機のための手順を例示している。この手順で
は、まずコントローラ９０に接続されたカウンタ９１の
目標カウント値Ｎａが設定されるとともに、該カウンタ
９１がリセット（カウント値ｎ＝０）され（ステップ１
００）、ついで、上記後進端検出リミットスイッチＬＳ
２、ＬＳ４、ＬＳ６、ＬＳ８およびＬＳ１０の出力に基
づいて、可動台１２〜４２およびパレット支持台５２が
すべて原点位置（後進端位置）にあるか否かが判断され
る（ステップ１０１）。なお、図１では、上記可動台１
２〜４２が全て原点位置（後進端位置）におかれ、また
パレット支持台５２が前進端位置におかれている。

【００２１】ステップ１０１の判断結果がＹＥＳの場合
には、コントローラ９０より駆動部９２に全主軸回転指
令信号が出力され、その結果、モータ１５、２５，２
５′、３５，３５′、および４５，４５′が所定の速度
で運転される。つまり、各加工ユニット１０〜４０の主
軸が同時に回転される（ステップ１０２）。

【００２２】ついで、コントローラ９０よりモータ駆動
部９２にユニット１０，３０に対する前進指令信号が出
力されて、それらのユニット１０，３０の送り用サーボ
モータ１３，３３が正転される。これにより可動台１
２，３２が前進移動され（ステップ１０３）、この移動
はリミットスイッチＬＳ１，ＬＳ５がオンするまで継続
される。そして、スイッチＬＳ１，ＬＳ５がオンする
と、上記駆動部９２にユニット１０，３０に対する後進
指令信号が出力され、その結果、上記サーボモータ１
３，３３が逆転されて上記可動台１２，３２が後進移動
される（ステップ１０４）。

【００２３】可動台１２，３２の後進移動は、リミット
スイッチＬＳ２，ＬＳ６がオンするまで継続され、それ
らのオン時点で、モータ駆動部９２にパレット支持台５
３に対する前進指令信号が出力される。この結果、パレ
ット載置台５２が前進移動されるようにモータ５３が作
動され（ステップ１０５）、この作動はリミットスイッ
チＬＳ９がオンされるまで継続される。

【００２４】リミットスイッチＬＳ９がオンされると、
加工ユニット２０，４０に対しステップ１０３および１
０４に準じた手順が順次実行されて、それらのユニット
２０，４０の可動台２２，４２が前進および後進移動さ
れる（ステップ１０６および１０７）。そして、それら
の手順が終了すると、駆動部９２にパレット支持台５２
に対する後進指令信号が出力され、その結果、リミット
スイッチＬＳ１０がオンされるまでパレット載置台５２
が後進移動される（ステップ１０８）。

【００２５】つぎのステップ１０９では、前記カウンタ
９１のカウント値ｎを１だけ増加する処理が実行され、
ついで、上記カウント値ｎが前記目標値Ｎａに到達した
か否かが判断される（ステップ１１０）。そして、ステ
ップ１１０の判断結果がＹＥＳになるまで、上記ステッ
プ１０３〜１０９の手順が繰り返し実行される。

【００２６】上記カウント値ｎが目標値Ｎａに到達する
と、駆動部９２に全主軸停止指令信号が出力され、その
結果、モータ１５、２５，２５′、３５，３５′および
４５，４５′が停止される。つまり、各加工ユニット１
０〜４０の主軸回転がすべて停止される（ステップ１１
１）。

【００２７】上記手順１０２〜１０９が実行されると、
工作機械の可動部分（軸受部、ボールネジ部、ガイドレ
ール部等）の温度が上昇する。上記目標値Ｎａは、上記
可動部分が所定の温度まで上昇されるように、つまり、
工作機械の加工精度が保証される温度まで上昇されるよ
うに予設定されており、したがって、上記した暖機の手
順の実行後に工作機械を加工動作させれば、十分な加工
精度を得ることができる。

【００２８】なお、前記ステップ１０１の判断結果がＮ
Ｏの場合には、手動で、あるいわ自動的に原点復帰処理
が実行される（ステップ１１２）。

【００２９】ところで、可動台１２〜４２ １およびパ
レット載置台５２の移動速度を規定した場合、上記ステ
ップ１１０では実質的に暖機時間の経過判断を行ってい
ることになる。そこで、ステップ１０２の前に暖機時間
を設定するタイマを起動し、ステップ１１０で上記タイ
マが設定時間の計時を完了したか否かを判断するように
しても良い。もちろん、この場合には、ステップ１０
０、１０９の処理は不要になる。

【００３０】また、加工精度に影響を及ぼす工作機械の
各部所に温度センサを配設し、これらの温度センサの出
力に基づいて暖機を行うことも可能である。この場合、
ステップ１１０において各温度センサの検出温度がいず
れも予設定暖機完了温度以上になったか否かが判断され
る。そして、この場合にも、ステップ１００、１０９の
処理は不要になる。

【００３１】図５は、上記温度センサを用いる場合の他
の手順を示している。この手順では、フラグＦが“０”
にリセットされるとともに（ステップ２００）、図４の
ステップ１０１の内容に対応した原点判断処理が実行さ
れ（ステップ２０１）、その判断結果がＹＥＳの場合に
は、各温度センサの検出温度がいずれも予設定暖機完了
温度Ｔａ以上であるか否かが判断される（ステップ２０
２）。

【００３２】そして、ステップ２０２の判断結果がＮＯ
の場合には、フラグＦが“０”であるか否かが判断され
るが（ステップ２０３）、現時点でステップ２０３の判
断結果はＮＯであるので、図４のステップ１０２の内容
に対応した全主軸回転処理が実行される（ステップ２０
４）。

【００３３】ついで、フラグＦを“１”にセットする処
理と、図４のステップ１０３〜１０８の内容に対応した
移動処理とが実行されて，手順がステップ２０２にリタ
ーンされる。このとき、ステップ２０２の判断結果がＮ
Ｏであるとすると、今度は手順がステップ２０３からス
テップ２０６にジャンプされ、その後、再びステップ２
０２に手順がリターンされる。

【００３４】かくして、ステップ２０２の判断結果がＮ
Ｏである間は、ステップ２０６の移動処理が繰り返し実
行され、これにより工作機械の各可動部の温度が徐々に
上昇される。そして、各温度センサの検出温度がいずれ
も予設定暖機完了温度Ｔａ以上になると、つまり工作機
械の暖機が完了してステップ２０２の判断結果がＹＥＳ
になると、全主軸の停止処理が実行された後（ステップ
２０７）、実際の加工が開始される。なお、ステップ２
０１の判断結果がＮＯの場合には、図４のステップ１１
２の内容に対応した原点復帰処理が実行される（ステッ
プ２０８）。◎図５に示した実施例によれば、始業時等
において各可動部の温度が十分に高い場合、ただちに実
際の加工に移行することができる。

【００３５】なお、上記実施例では暖機制御のために図
３に示したコントローラ９０を設けているが、このコン
トローラ９０の機能を工作機械の加工制御用シーケンサ
に持たせることも当然可能である。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、主軸の回転機構部（軸
受け部等）および該主軸を前後進させる機構の可動部
（ボールネジ部、ガイドレール部等）を暖機することが
でき、これによって上記回転機構部や可動部の熱的寸法
誤差や潤滑不良等に起因した加工精度の低下を防止する
ことができる。また、暖機のための特別な機構的付加物
を要することなく、つまり工作機械を制御する制御系の
シーケンスプログラムを一部変更するだけで暖機を行う
ことができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される工作機械の一例を示した平
面図。

【図２】上記工作機械の正面図。

【図３】暖機のための制御系を概念的に示したブロック
図。

【図４】本発明における暖機の手順の一例を示したフロ
ーチャート。

【図５】暖機の手順の他の例を示したフローチャート。

【符号の説明】

１０，２０，３０，４０ 加工ユニット １１，２１，３１，４１ ベッド １２，２２，３２，４２ 可動台 １３，２３，３３，４３，５３ 送り用サーボモータ １４，２４，３４，４４ 主軸ヘッド １５，２５，２５′，３５，３５′，４５，４５′ 主
軸駆動モータ ５０ パレットシフトユニット ５１ ガイドレール ５２ パレット支持台 ５２ａ 基台 ５２ｂ パレット受渡しプレート５２ ５２ｃ シリンダアクチェータ ７０ パレット ８０ コンベヤ ＬＳ１〜ＬＳ１０リミットスイッチ ９０ 制御部 ９１ カウンタ ９２ 駆動部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主軸を前後進動作させる機構を有した工
   作機械に適用され、 上記工作機械の主軸およびその前後進機構の暖機期間を
   設定する期間設定手段と、 上記期間において、上記主軸の回転動作および前後進動
   作を継続して実行させる手段とを備えることを特徴とす
   る工作機械の暖機装置。