JPS5834738A - 工作機械の送り制御方法 - 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】 この発明は直流モーターを用いた工作機械の送り制御方
法に関する。

従来の工作機械の送り制御装置としては、例えば第１図
に示すようなものがある。この工作機械の送り制御装置
の構成を説明すると、（１）は工作機械の基台であり、
基台（１）には送りねじ（２）が回転自在に支持されて
いる。また基台（１）の上面にはドリル（３）の取付け
られたスライドテーブル（４）が摺動自在に連結されて
おり、このスライドテーブル（４）は送りナツト（５）
を介して送りねじ（２）に連結されている。基台（１）
の一端には直流モーター（６）が連結されており、直流
モーター（６）の主軸（６ａ）が送りねじ（２）に連結
されているため直流モーター（６）の回転は送りねじ（
２）、送りナツト（５）を介してスライドテーブル（４
）に伝達される。（力はケーブル（８１（９１を介して
直流モーター（６）に連結された直流モーター駆動電源
であり、ケーブル（８１（９１には常閉のコンタクタ接
点α〔０υがそれぞれ介在されている。これらのコンタ
クタ接点Ｑ（ＩＱＩ）より直流モーター（６）側のケー
ブル（８）と（９）とはケーブル（１３により連結され
ておりこのケーブルα２には制動抵抗０３）と、常開の
コンタクタ接点α蜀が介在されている。このような従来
の工作機械の送り制御装置により、直流モーター（６）
の速度を変更するにはコンタクタ接点ＱＯＨＩ１１を開
状態にし直流モーター（６）を発電機として作用させる
とともにコンタクタ接点Ｑ４１を閉状態にして直流モ−
ター（６）により生じる逆起電力を制動抵抗（１３１で
消費させ直流モーター（６）に制動を与えていた。しか
しながら、このような従来の工作機械の送り制御装置に
あっては直流モーター（６）により生じる逆起電力を制
動抵抗Ｑ３１により消費させていたため直流モーター（
６）の回、転数が減少するに従い制動力が弱くなるとい
う問題点があった。

また、制動力を増すために、制動抵抗θ９の抵抗値を小
さくすると、直流モーター（６）の逆起電力により生ず
る電流が大きくなり、直流モーター（６）のブラシやコ
ンタクタ接点α旬の寿命が短かくなり、著しい場合には
、ブラシあるいはコンタクタ接点Ｑ４Ｊの焼損あるいは
溶着などが生じるという問題点があった。

この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので、複数の制動抵抗を備えて、送り速度の変更あ
るいは停止時に、複数の制動抵抗と所定時間に組合せて
直流モーターと接続して、直流モーターを発電制動する
ことにより、上記問題点を解決することを目的としてい
る。

以下、この発明を図面に基づいて説明する。

、　　第２図（Ａ）（Ｂｌは、この発明の一実施例を示
す図である。

まず構成を説明すると、■は工作機械の基台であり、こ
の基台（イ）には送りねじ（２１）が回転自在に支持さ
れている。また、基台（２〔の上面にはドリル（２２）
の取り付けられたスライドテーブル（２′５が摺動自在
に連結されており、このスライドテーブル（２りは送り
ナツトｅ４）を介して送りねじＱυに連結されている。

基台（至）の一端には直流モーターＱ５）が連結されて
おり、直流モーター（ハ）の主軸（２５ａ）が送りねじ
■υに連結されているため直流モーター（ハ）の回転は
送りねじｅＤ、送りナラ）Ｇ４）を介してスライドテー
ブル（２３に伝達される。スライドテーブル（２３には
駒（イ）が取り付けられており、この駒（イ）は基台（
２０１に取り付けられたリミットスイッチ（２７）に係
合可能である。直流モーター（ハ）は、ケーブル（３ｆ
）Ｇｌ）を介して直流モーター（ハ）の駆動電源０邊に
連結されており、ケーブル（７）６υには、リレーＣＲ
Ｉの常開のコンタクタ接点（ト）（ロ）がそれぞれ介在
されている。これらのコンタクタ接点ｃ３□□□（３４
）より直流モーター（２５１側のケーブル（至）とＧυ
とは、ケーブル（３５１（至）により連結されており、
このケーブルＣ３■（３６）には、それぞれ第１制動抵
抗０７）とリレーＣＲ１の常閉のコンタクタ接点間、第
２制動抵抗Ｃ１９１とリレーＣＲ２の常閉のコンタクタ
接点（４０が直列に介在されている。

この工作機械の送り制御装置の制動抵抗の切替回路（２
Ｆ！Ｉは、第２図（Ｂ）に示すように、制御電源（４υ
と、リレーＣＲＩのコイル（４２）、リレーＣＲ２のコ
イル（４３と、タイマーリレーＴＲのコイル（４４）と
、を備えている。

制御電源（４Ｉ）はケーブル（４５）（４６）と結線さ
れ、リレーＣＲＩ　ノ：Ｉ　イ＃　（４２）　ハ、ケ−
７’　ル（４５）　”Ｌ　（４６）　トラ連結ｔ　ルケ
ーブル（４η上に介在して、駒（２６）がリミットスイ
ッチ（資）に係合すると作動する常閉の接点（４８と起
動スイッチ（４翅とを直列に接続している。また、起動
スイッチ（４（ト）はその両端をリレーＣＲＩ　ｏ常開
のコンタクタ接点（５１と並列に接続されている。この
コンタクタ接点（５岨マ、リレーＣＲＩのコイル（４２
）を常閉の接点（４８）が開状態となる捷で励磁状態に
自己保持するものである。同様に、ケーブル（４つと（
４１１９との間を連結するケーブル５′Ｄには、リレー
ＣＲ２のコイル（４りが、リレーＣＲＩの常開のコンタ
クタ接点ｒ５２）およびタイマーリレーＴＲ（４４）の
常閉のコンタクタ接点５３）と直列に接続されている。

また同様に、タイマーリレーＴＲのコイル（４４Ｊもケ
ーブル（５４）にリレーＣＩ″（２の常開のコンタクタ
接点５５１およびリレーＣＲＩの常閉のコンタクタ接点
ωと直列に接続されている。また、ケーブル６υのコン
タクタ接点５２とコンタクタ接点盤との間およびケーブ
ル５４）のコンタクタ接点５つとコンタクタ接点□□□
との間は、ケーブル６７）により接続されている。なお
図示しないがリレーＣＲＩのコイル（４渇は、コンタク
タ接点（３３１（３４）およびコンタクタ接点（至）と
連係されている。

次に作用を説明する。

スライドテーブル０２３１が第２図（Ａ）の二点鎖線で
示した位置に停止している時、すべてのリレーは非作動
状態にあり、コンタクタ接点（３８１（，１１は閉じら
れており、直流モータ（至）は第１および第２制動抵抗
＠０９と接続されてダイナミックブレーキ回路を構成し
、直流モーター（２５）は静止している。にで、起動ス
イッチ（４ｇ１を作動させると、リレーＣＲ１のコイル
（４力が励磁され、リレーＣＴ’ｔｌのコンタクタ接点
はすべて作動する。つまり、コンタクタ接点６Ｑが閉じ
られリレーＣＲＩのコイル（４つを励磁状態に自己保持
するとともに、コンタクタ接点りが閉じられリレーＣＲ
２のコイル（４３を励磁する。よって、リレー　ＣＲ２
のコンタクタ接点５５１も作動して、リレーＣＲ２のコ
イル（４３を励磁状態に自己保持する。一方、リレーＣ
Ｒ，１のコイル（４のが励磁されることにより、コンタ
クタ接点（至）が開状態となり、制動抵抗Ｃ３７）と直
流モーター（２勺との接続が遮断され、同様に、リレー
ＣＲ２のコイル（４３が励磁されて、制動抵抗Ｃ３１と
直流モーターＣ！■との接続をコンタクタ接点（４Ｇに
より遮断する。捷た、リレーＣＲＩのコイル（４りの励
磁により、コンタクタ接点Ｃ３１（ロ）が閉状態となり
、駆動電源０４と直流モーター（ハ）とは接続する。よ
って直流モーター（ハ）は定められた回転数で回転し、
スライドテーブルｃ！りは図中矢印内の方向に移動する
。

−次に、スライドテーブル囚が第２回置の実線で示した
位置に移動し、駒（至）がリミットスイッチ（２７１に
係合すると、リミットスイッチ（資）の常閉゛接点（４
ｇｌが開かれて、リレーＣＲＩのコイル（４カは制御電
源（４１）との連結を遮断され非励磁状態となる。よっ
て、コンタクタ接点（３３（ロ）が開かれて直流モータ
ー（２５）と駆動電源（至）との連結を遮断するととも
に、コンタクタ接点（至）が閉じられて直流モーター（
２ωと制動抵抗Ｃ３７）とを連結し、直流モーター（ハ
）の逆起電力を第１制動抵抗ｒ３７）で消費して直流モ
ーターＣ３７）を制動する。一方、リレーＣＴＬＩのコ
イル（４つが非励磁状態となるため、切替回路−のコン
タクタ接点（イ）が閉じられ、タイマーリレーＴ４のコ
イル（４４）が作動を開始して、所定時間（本実施例で
は０．０３秒〜０．２秒程度）後、コンタクタ接点６（
が開かれる。よって、リレーＣＲ２のコイル（４３は制
御電源（４１）と遮断され、コンタクタ接点（４１が閉
じられて第２制動抵抗（至）は第１制動抵抗０７）と並
列に直流モーターｒ２■に連結す６．１え、羨。場合、
つ、制動抵抗（３つとあ。

制動抵抗０埠とは直流モーター（２５）Ｋ並列に接続さ
れているため、前記の第１制動抵抗ｔ３７）のみが直流
モーター□□□と接続された場合に比較して、直流モー
ター（ハ）に負荷される抵抗値は小さくなる。ゆえに、
直流モーター（ハ）が高い回転数で回転して、いる場合
には大きい抵抗を直流モーターＣ５１と接続し、直流モ
ーター（ハ）のブラシおよびコンタクタ接点（至）に流
れる電流を小さくし、また所定時間後１、小さい抵抗を
直６流モーターｃ！吐接続して制動力を太き（するよ５
Ｋしたため、過大な電流が直流モーター（ハ）のブラシ
押よびコンタクタ接点ｃ！ａ（４Ｇに流れることを防止
する。第３図は従来の工作機械の送り制御装置６制動時
の状況を示す図であり１、横軸は時間を示し七いる。曲
線（ａ）は時間に対する直流モーター（ハ）の速度（回
転数）の変化を表わし、曲線（Ｂ）は時間に対する直流
モーター（ハ）に接続される制動抵抗の大きさの変化を
表わし、曲線（Ｃ）は時間に対する直流モーター（ハ）
に流れる電流６値の変化、を表６わ、している。また、
図中縦方向の破線囚は直、流モーター（ハ）の停止指令
の発令時、破線（ｔ３）は直流モーター（ハ）の制動完
了時をそれぞれ示してい−る。同様に、第４図には第２
図（Ａ）（Ｂ）に示す実施例の制動時の状況を示してあ
り、横軸は時間を表わし、曲線（ｄ）は直流モーター（
ハ）の速度（回転数）変化を、曲線（ｅ）は直流モータ
ー（ハ）に接続される制動抵抗値の変化を、曲線（ｆ）
は直流モーター（ハ）内に流れる電流値の変化を示して
いる。また、破線（Ｑは停止指令の発令時、つまりリレ
ーＣＲ１の作動を示し、破線（鴎はリレーＣＲ２の動作
時を示し、破線（目は制動完了時を示している。なお、
図中矢印（７）で示される範囲は従来の送り制御装置の
制動に要する時間を示し、矢印（イ）で示される範囲は
第２図（Ａ）（Ｂ）に示す実施例の制動に要する時間を
示したものである。以上の図から明らかなように、本発
明によれば直流モーター（ハ）の制動時間が短縮され、
かつ、制動時に直流モーター（ハ）に流れる電流は小さ
くなる。

第５図には他の実施例を示す。

この実施例は、直流モーターの回転数を検出する回転検
出器を備えて、この回転検出器からの信号により制動抵
抗を順次直流モーターと接続するよう構成したものであ
る。

まず、構成を説明する。ただし、第２図（Ａｌ但）に示
す実施例と同一の部分には同一の番号を付して、その説
明を省略する。６Ｑは直流モーター（ハ）の回転数を検
知する回転数検出手段としての回転検出器であり、この
回転検出器６８は切換回路印に接続されている。切換回
路艶は、第２制動抵抗Ｃ３１に直列に接続された常閉の
コンタクタ接点（４１と連結し、回転検出器５樽からの
信号によりコンタクタ接点（４Ｇを制御するとともにリ
ミットスイッチ（２）の信号によってコンタクタ接点（
ト）、（財）■を制御する。

この作用は、スライドテーブルＣ３１が第５図で示した
位置に移動し駒（２ｅがリミットスイッチ（２）に係合
すると、常開のコンタクタ接点（ハ）（ロ）が開かれて
駆動電源Ｃ３？Ｊと直流モーター（２５１とを遮断する
とともに、常閉のコンタクタ接点（至）は閉じられて直
流モーター（ハ）と第１制動抵抗０７）とを連結する。

よって、直流モータ（ハ）の逆起電力による電流が第１
制動抵抗（３７）を流れて、直流モーター（ハ）は発電
制動して減速される。この後、直流モーター（ハ）の回
転数がある一定の値になると、回転検出器６引まこの直
流モーター（ハ）の回転数を検知して、切替回路１５１
に伝達し、切替回路６優は常閉のコンタクタ接点（４（
１を閉じも、前記実施例と同様に、この並列に接続され
た第１制動抵抗ｃ３？）と第２制動抵抗Ｇ９との合成抵
抗値は、第１制動抵抗Ｃ３７）の抵抗値よりも小さい。

よって、制動開始時の大きい速度で直流モーター（ハ）
が回転している場合には大きい抵抗を直流モーター（ハ
）と接続して、直流モーター（ハ）やコンタクタ接点（
至）顛に過大電流が流れることを防止している。

第６図には、さらに他の実施例を示す。

この実施例は、複数の制動抵抗のいずれか１つの制動抵
抗の両端電圧を検知する電圧検知手段を備えて、この電
圧検知手段からの信号により直流モーターと次の制動抵
抗とを順次接続して、直流モーターを発電制動するもの
である。前述の第２図（Ａ）＠に示す実施例と同一の部
分には、同一の番号を付してその説明を省略する。

構成を説明すると、輪は制御回路であり、この制御回路
−は、第１制動抵抗ＯＤの両端電圧を検知する電圧検知
回路（６０）　（６０ａ）と、常閉のコンタクタ接点（
至）、常開のコンタクタ接点（ハ）０４）を制御する切
替回路（６０ｂ）と第２制動抵抗０鴎に直列に接続され
た常閉のコンタクタ接点（４１を制御する切替回路（６
０Ｃ）と、から構成され、第１制動抵抗ｃ３７）の両端
電圧に応じて、コンタクタ接点（４Ｇを開閉制御してい
る。θ８１（Ｉｆは、第１制動抵抗０ηの両端から制御
回路−に連結されたケーブルである。

作用を説明すると、スライドテーブル（２３＋が第６図
に示した位置に移動して駒（イ）がリミットスイッチ翰
に係合すると、リミットスイッチ（５）の信号が切替回
路（６０ｂ）に入力される。切替回路（６０ｂ）の信号
によってコンタクタ接点ｃ！３（ロ）が開かれ、直流モ
ーター（ハ）は駆動回路（３４と遮断されるとともに、
コンタクタ接点−が閉じられ直流モーター（ハ）は第１
制動抵抗（３７）と接続される。よって、直流モーター
（ハ）の逆起電力により第１制動抵仇６７）を電流が流
れ直流モー　ター（ハ）は発電制動して減速される。し
かるに、直流モーター（ハ）は制動開始直後においては
回転数が大きく第１制動抵抗ｌ３７）を流れる電流も太
きいため、第１制動抵抗０７）の電圧降下も大きい。そ
の後、直流モーター（ハ）の回転数が減少するに従い、
第１制動抵抗０７）の電圧降下は小さくなる。この第１
制動抵抗０ηの電圧降下があらかじめ設定された電圧以
下になると、切替回路（＋６１は、この電圧を検知して
常閉のコンタクタ接点（４Ｇを閉じて、直流モーター（
ハ）に第１制動抵抗ｃ３？）と第２制動抵抗艶とを並列
に接続する。よって、過大電流が直流モーター（ハ）の
ブラシやコンタクタ接点ｃＩａ（４ｔ）に流れることな
く、直流モーター（ハ）は制動される。この実施例では
、第１制動抵抗Ｃ（ηの電圧降下の値の変化を介して制
動時に直流モーター（ハ）に流れる電流の変化を検知し
ているが、直接に制動時に直流モーター（ハ）を流れる
電流を値の変化を測定してもよい。

以上説明してきたように、この発明によれば、複数の制
動抵抗を備えて、送り速度の変更指令時あるいは停止指
令時に、複数の制動抵抗を組合せて直流モータと接続し
、直流モーターを発電制動させるよう構成したため、直
流モーターの回転数が減少するに従い直流モーターはよ
り小さな抵抗で発電制動して、より大きな制動力を得る
ことができるという効果が得られるとともに、直流モー
ターのブラシおよび直流モーターと制動抵抗とを接続す
るコンタクタ接点の損傷を防止してその寿命を長くする
ことができるという効果が得られる。

各実施例では、それぞれ上記共通の効果に加えて、更に
以下のような効果がある。第５図、第６図に示す実施例
では、直流モーターの回転数あるいは制動抵抗の両端電
圧を測定しつつ制動力を制御しているため、直流モータ
ーの駆動状況に応じてより有効に直流モーターを発電制
動可能である。

さらに、第６図に示す実施例では、本発明の実施に要す
る装置が回路のみのため、単に従来の工作機械の送り制
御装置に本発明に係る制御回路を付加するだけで、本発
明の実施が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の工作機械の送り制御装置を示す概略正面
図、第２図（５）は本発明に係る工作機械の送り制御装
置の一実施例を示す概略正面図、第２図（Ｂ）は第２図
（５）に示す工作機械の送り制御装置の切替回路を示す
回路図、第３図は第１図に示す従来の工作機械の送り制
御装置の直流モーター制動時における直流モーターの回
転速度、直流モーターと接続される制動抵抗値、直流モ
ーターに流れる電流値の変化を時間との関係で示す図、
第４図轟は第２図（Ａ）（Ｂｌに示す実施例の直流モー
ター制動時の直流モーターの回転速度、直流モーターに
接続される制動抵抗値、直流モーターを流れる電流値の
変化を時間との関係で示す図、第５図は本発明の他の実
施例を示す概略正面図、第６図は本発明のさらに他の実
施例を示す概略正面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 駆動用電源および制動抵抗を有する直流モータにより工
   作機械のスライドテーブルを所定位置に送り制御する送
   り制御方法において、前記制動抵抗を複数用意しておき
   、前記スライドテーブルの送り速度の変更指令時あるい
   は停止指令時に、前記直流モータを適宜の数の制動抵抗
   と接続することにより、直流モータを発電制動させるこ
   とを特徴とする工作機械の送り制御方法。