JPH0717449U - ローダ衝突保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 衝突時の損傷防止効果を高める。 【構成】 ローダ５の軸送り用モータ１３の負荷を測定
する負荷検出器２３を設け、その負荷測定値を設定値Ａ
と比較してローダ５の衝突を検知する衝突検知手段１８
を設ける。この手段１８による衝突検知信号ｃに応答し
て、前記モータ１３に、予め設定した距離だけ逆方向の
推力を発生させる逆方法推力指令手段１９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、ガントリローダやその他のローダが工作機械やワーク等に衝突し た場合の保護を図るローダ衝突保護装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、旋盤等の工作機械において、ガントリローダ等のローダを組付け、自動 運転させるものが多く使用されている。しかし、工作機械やローダの進展に伴い 、機械が複雑化すると、ローダと工作機械やワークとの干渉箇所が増え、衝突に よって機械に大きな損傷を与える恐れが生じる。 このような衝突が生じた場合の損傷を軽減する装置として、ローダのモータ負 荷を監視し、設定値を超えると衝突が発生したと判定してモータを停止させるも のが提案されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、単にモータを停止させただけでは、ローダの慣性等のため、十分な損 傷防止効果を得ることが難しい。

【０００４】 この考案の目的は、衝突時の損傷防止効果を高めることのできるローダ衝突保 護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。このローダ衝突保護 装置は、ローダ（５）の軸送り用モータ（１１）〜（１３）の負荷を測定する負 荷検出器（２１）〜（２３）と、この負荷測定値を設定値（Ａ）と比較してロー ダ（５）の衝突を検知する衝突検知手段（１８）と、この手段（１８）による衝 突検知に応答して前記モータ（１１）〜（１３）に逆方向の推力を発生させる逆 方法推力指令手段（１９）とを設けたものである。

【０００６】

【作用】

この構成によると、衝突時に、停止させるだけでなく、逆方向に推力を発生さ せるため、ローダ（５）を衝突物よりいち早く離脱させ、ローダ（５）や衝突物 の損傷を最小限にすることができる。

【０００７】

【実施例】

この考案の一実施例を図１ないし図４に基づいて説明する。図４は、この考案 を適用するローダと工作機械の一例を示す斜視図である。工作機械１は２軸タレ ット旋盤であり、主軸２とタレット３とを２組備え、かつワーク反転装置４を有 している。 ローダ５はガントリ式のものであり、架設レール６に沿って走行する走行台７ に、前後移動台８を介して昇降ロッド９を昇降可能に設け、昇降ロッド９の下端 にローダヘッド１０を設けてある。ローダヘッド１０には２個のローダチャック （図示せず）が、主軸２に対面する前向き姿勢と下向き姿勢とに設けられ、両チ ャックの位置が入れ換え可能とされている。これら走行台７の走行（Ｘ軸方向移 動）、前後移動台８の前後動（Ｚ軸方向移動）移動、および昇降ロッド９の昇降 （Ｙ軸方向移動）は、図１の各軸サーボモータ１１〜１３の駆動で行われる。

【０００８】 図１はこのローダ衝突保護装置の概念構成を示すブロック図である。ローダ５ の各軸モータ１１〜１３の電源回路には電流計等からなるＸ軸負荷電流検出器２ １，Ｙ軸負荷電流検出器２２，およびＺ軸負荷電流検出器２３が各々設けてあり 、これらの検出器２１〜２３の電流値から衝突を監視して保護を図る負荷監視装 置１４が設けてある。負荷監視装置１４は、工作機械１およびローダ５の全体を 制御するＰＭＣ装置（プログラマブルマシンコントローラ）の一部の構成として 、あるいは独立したマイクロコンピュータ等で構成されている。各負荷電流検出 器２１〜２３の検出値は、負荷監視装置１４のデータ入力部または外部に設けた Ａ／Ｄ変換器（図示せず）でディジタル値に変換して後の処理に使用される。

【０００９】 負荷監視装置１４は、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の３軸のモータ負荷を同時に監視する ものであり、そのソフトウェア等により、Ｘ軸監視手段１５、Ｙ軸監視手段１６ 、およびＺ軸監視手段１８が構成されている。各軸監視手段１５〜１７は同様な 構成であるため、Ｚ軸監視手段１８につき説明し、他の手段１５，１６の説明は 省略する。

【００１０】 Ｚ軸監視手段１８は、サンプリングフィルタ手段２４と、加減速負荷補正手段 ２０と、衝突検知手段１８と、逆方向推力指令手段１９とを備える。サンプリン グフィルタ手段２４は、Ｘ軸負荷電流検出器２３の過去複数階のサンプリング値 の平均値を演算し、入力データとして出力する手段である。このフィルタ処理に より、ノイズ等による誤検出データの影響が平均化され、誤検知が排除できる。

【００１１】 加減速負荷補正手段２０は、サンプリングフィルタ手段２４で得られた電流値 ａから、加減速時の加速負荷と減速負荷の電流値を差し引いた電流値ｂに補正演 算する手段である。すなわち、図２（Ａ）に示す電流値ａが同図（Ｂ）に示す電 流値ｂに補正される。これより、加速期間Ｔ１および減速期間Ｔ２を含む全移動 期間Ｔ０において、適正な負荷監視が行える。なお、加速負荷と減速負荷は、モ ータ特性及び機械の慣性等から予め知ることができる。

【００１２】 衝突検知手段１８は、前記のように補正した電流値ｂを監視し、設定値Ａを超 えるときに衝突検知信号ｃを出力する手段である。なお、電流値ｂは、適宜の統 計的演算を行って設定値Ａと比較するようにしても良い。 逆方向推力指令手段１９は、衝突検知信号ｃに応答して、予め設定した距離だ けローダヘッド１０に逆方向の推力が発生するように、Ｚ軸サーボモータ１３に 電流を供給する手段である。前記の設定距離は、電流供給時間と印加電圧等で設 定しても良く、また消費電力等で設定しても良い。

【００１３】 上記構成の動作を説明する。正常な動作状態では、ローダヘッド１０の１回の 前後移動により、Ｚ軸サーボモータ１３の負荷電流は図２（Ａ）に示す曲線とな り、これが前記のように同図（Ｂ）のように補正される。この補正後の負荷電流 値ｂが衝突検知手段１８により常時監視される。 この間に衝突が生じると、負荷電流値ｂは例えば図２（Ｂ）に破線ｂ′で示す ように急激に大きくなる。衝突検知手段１８は、この衝突を、負荷電流値ｂが設 定値Ａを超えたことにより検知し、衝突検知信号ｃを出力する。この衝突検知信 号ｃに応答して、逆方向推力指令手段１９は、予め設定した距離だけローダヘッ ド１０に逆方向の推力が発生するように、Ｚ軸サーボモータ１３に電流を供給す る。

【００１４】 例えば、図３に示すモータ速度Ｕ１でＺ軸サーボモータ１３が回転していると きに、ｔ１の時点で衝突が生じたとすると、モータ１３はモータ速度Ｕが零とな る時点ｔ２までの期間Ｓ１だけオーバランするが、その後に期間Ｓ２，Ｓ３だけ 逆方向に回転するように電流供給されて引き戻される。各期間Ｓ１〜Ｓ３の移動 距離は斜線で示す部分の面積から求められる。

【００１５】 なお、前記の監視および制御において、Ｘ〜Ｚ軸についての負荷監視および逆 方向推力の指令は各々独立して行い、例えばＺ軸とＸ軸の２軸につき衝突検知が 行われたとすると、Ｘ軸とＺ軸の両方に逆方向推力を与える。また、いずれかの 軸につき衝突検知信号ｃがあったときは、前記の逆方向推力の駆動を除いて、機 械の全体を停止させる。

【００１６】 このローダ衝突保護装置によると、このように衝突時に、停止させるだけでな く、瞬時にあらかじめ設定した距離だけ逆方向に推力を発生させるので、ローダ ５が衝突物よりいち早く離脱し、ローダ５の破損を最小限にすることができる。 また、加減速負荷補正手段２０の補正により、ローダ５の加減速時にも衝突を適 正に検知して通常走行時と同様に保護を図ることができる。加減速負荷補正手段 ２０は必ずしも設けなくても良いが、その場合は加速期間Ｔ１の経過後に衝突検 知機能を能動化させるようにする。

【００１７】 なお、前記実施例は負荷電流をディジタル値に変換して衝突検知のための比較 を行うようにしたが、アナログ値のままで設定値と比較して衝突検知を行うよう にしても良い。また、前記実施例はガントリローダに適用した場合につき説明し たが、この考案はローダ一般及び旋盤のタレット等の加工軸にも適用することが できる。

【００１８】

【考案の効果】

この考案のローダ衝突保護装置は、衝突検知に応答してローダの軸送り用モー タに逆方向の推力を発生させる逆方法推力指令手段を設けたため、衝突時に、停 止させるだけでなく、逆方向に推力を発生させることにより、ローダを衝突物よ りいち早く離脱させ、ローダや衝突物の損傷を最小限にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例にかかるローダ衝突保護装
置の概念構成を示すブロック図である。

【図２】その負荷電流検出値の補正および衝突発生状態
を示す説明図である。

【図３】衝突時の逆方向推力作用状態におけるモータ速
度の説明図である。

【図４】このローダ衝突保護装置を適用するローダおよ
び工作機械の例を示す斜視図である。

【符号の説明】

５…ローダ、１１〜１３…サーボモータ、１４…負荷監
視装置、１７…Ｚ軸負荷監視手段、１８…衝突検知手
段、１９…逆方向推力指令手段、２０…加減速負荷補正
手段、２１〜２３…負荷電流検出器

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ローダの軸送り用モータの負荷を測定す
   る負荷検出器と、その負荷測定値を設定値と比較してロ
   ーダの衝突を検知する衝突検知手段と、この手段による
   衝突検知に応答して前記モータに逆方向の推力を発生さ
   せる逆方法推力指令手段とを備えたローダ衝突保護装
   置。