JPS5926421B2 - 自動潤滑装置および方法 - Google Patents

自動潤滑装置および方法

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JPS5926421B2
JPS5926421B2 JP49012640A JP1264074A JPS5926421B2 JP S5926421 B2 JPS5926421 B2 JP S5926421B2 JP 49012640 A JP49012640 A JP 49012640A JP 1264074 A JP1264074 A JP 1264074A JP S5926421 B2 JPS5926421 B2 JP S5926421B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は例えば数値制御型(NC)工作機械、大型土木
機械、X線断層写真装置用スキャナ等のように潤滑を必
要とする送りねじ駆動装置により推進せしめられる可動
部材を有する機械(本明細書では説明の便宜上このよう
な機械を工作機械等と呼ぶ)の上記4駆動装置を自動的
に潤滑する方法および装置に関し、特に所要潤滑量を周
期的に計算するデジタル計算機を用いるこの種の方法お
よび装置に関するものである。
工作機械等においては、それの部品の摩耗を最少限にお
さえるためおよびその機械を駆動するのに要する動力を
最少限におさえるために、その機械の送りねじと通路を
潤滑する必要がある。
所要の潤滑の量は機械が受ける負荷に応じて変化する。
通常は、所要潤滑量は機械駆動装置の送り速度に比例す
る。
多軸機械の場合には、各軸は異なる送り速度を有しうる
から、潤滑に関する要件も各軸によって異なりうる。
従来においては、機械が動作状態にある場合に駆動装置
に対して潤滑剤の一定の流れを送り続けることが普通で
あらた。
そのような方式は機械を潤滑する目的には役立つが、駆
動装置に供給される潤滑剤の量が必要とされる潤滑量に
関連していないがために、特に機械が低速で稼動してい
る場合には、効率が悪いという難点がある。
このため、駆動装置の可動部材の動きに追従して潤滑が
なされるようにした装置も提案されているが、駆動装置
が作動を開始してから潤滑が行なわれることになり、し
たがってその間は潤滑剤が存在しない状態で駆動装置が
作動されるおそれがあった。
従って、機械の潤滑要件に効率よく対処するための方式
が所望されているのである。
本発明の第一の目的は、工作機械等の駆動装置によって
必要とされる潤滑剤の量を周期的にかつ自動的に計算し
、駆動軸の送り速度に対応する周期をもって自動的に潤
滑するようにする自動潤滑装置を提供することである。
本発明の他の目的は、機械の駆動軸のすべてに適切な量
の潤滑剤を供給せしめるようになされた装置を提供する
ことである。
本発明の他の目的は、所要の潤滑の量を自動的に決定す
るデジタルコンピュータのためのプログラムを提供する
ことである。
本発明のさらに他の目的は、機械の駆動装置が各駆動軸
の送り速度に従って自動的に潤滑され、その場合、機械
の各軸に与えられる潤滑がそれらの各軸の送り速度に応
じて独立に与えられるようになされた自動潤滑装置を提
供することである。
本発明の1つの実施例においては、潤滑油源と機械の駆
動装置との間に設けられている弁を周期的に開放するた
めの信号を発生するコンピュータとが設けられており、
前記弁の開放周期が機械の駆動軸の送り速度に比例する
ようになされている。
以下図面を参照しながら本発明の実施例について説明し
よう。
第1図において、指令テープの指令データを読取るため
のテープリーダ10はデジタルコンピュータ12の入力
に接続されている。
コンピュータ12の出力は出力リード14によってソレ
ノイド駆動回路16に電気的に接続されている。
ソレノイド、駆動回路16は出力リード18によってソ
レノイド20に電気的に接続されており、かつそのソレ
ノイド20は弁22に機械的に接続されている。
弁22は、潤滑油源24から管26を通って弁22に流
れ、さらに管28及び30を通って潤滑が必要とされて
いる場所に流れる潤滑油流の中に配置されている。
管28は鳴動装置の可動部材32の通路のうちの1つの
上方で終端しており、第1図に示された通路は機械のX
軸に対して設けられたものである。
管30はX軸の送りねじ34の上方で終端している。
管28には流量制御機構36が設けられており、管30
には同様の流量制御機構38が設けられている。
これらの流量制御機構36および38は、弁22が開い
ているときに、可動部材32の通路と送りねじ34に供
給される潤滑油の所望の流量を調整するためのものであ
る。
コンピュータ12は機械の駆動装置のX軸に潤滑が必要
とされる場合にソレノイド、駆動回路16を自動的に附
勢する。
図示されてはいないが、機械のY軸およびZ軸に対して
も同様のソレノイド駆動回路および弁よりなる機構が設
けられている。
コンピュータ12の機能は、テープリーダ10によって
読取られた各駆動軸の送り速度をあられすデータから各
軸に必要とされる潤滑油の量を決定することである。
これはプログラムを実行することによって行われるので
あり、その結果、ソレノイド駆動回路16に駆動軸の送
り速度に対応する周期をもってパルスが与えられ、それ
らの各パルスがソレノイド駆動回路16を付勢し、これ
により弁22が予め定められた時間の間だけ開放せしめ
られ、これにより、可動部材32の通路と送りねじ34
に、X軸の送り速度に比例する量の潤滑油が供給される
こととなるのである。
他のソレノイド駆動回路に供給される潤滑油の量は他の
軸の送り速度から計算される。
各場合における送り速度をあられすデータは指令データ
形でテープリーダ10で読取られ、これにより駆動装置
を作動するための入力データの一部分である。
1駆動装置はテープリーダ10によって読取られた指令
データが入力されるコンピュータ12によって制御され
るようにするのが好ましいが、このコンピュータ12を
用いずに、テープリーダ10に接続された他の演算装置
(図示せず)によって制御されるようにしてもよい。
各軸に対する駆動装置の制御形態は本発明の要旨を構成
するものではないから、それらについての説明は省略す
る。
次に本発明の実施例において、コンピュータ12によっ
て実行されるプログラムのフローチャートについて説明
するが、理解を容易にするため、その説明に先立って、
コンピュータ12におけるレジスタ(XLSTJM、
YLSUMおよびZLSIJMとして示されている)
の動作について以下に述べる。
まずレジスタが4890個のパルスを記憶する容量を有
しており、4891個のパルスが入力されることにより
オーバーフロー(桁上げ)して1個の出力パルスを発生
するものとする。
またNC装置のX軸の送り速度が毎分10メートル(4
00インチ)のときにX軸に対して2.13秒間の給油
を17秒の周期で周期的に行なう必要があるとする。
そこで上記レジスタに2.13秒毎に送り速度に比例す
る数のパルスを周期的に加えるようにすれば、送り速度
が早いときには短時間でレジスタがオーバーフローし、
また送り速度が遅いときにはレジスタがオーバーフロー
する時間は長くなる。
また送り速度がゼロのときにも若干の給油をしうるよう
にするため送り速度に関係なくレジスタに2.13秒毎
に一定量のパルス例えば12個のパルスが加えられるよ
うにしておく。
上記のように構成することにより、送り速度がゼロのと
きでも2.13秒ごとに12個ずつのパルスがレジスタ
に加えられるから、4890÷12=407.5となり
、すなわち408回のパルス加算によってレジスタがオ
ーバーフローする。
したがってその場合のオーバーフロー周期は2,13秒
X408=869秒中14.5分となり、14.5分ご
とに2.13秒間の給油が行なわれることになる。
また送り速度が上昇して最大毎分10メートル(400
インチ)となった場合、レジスタには、2.13秒ごと
に600個のパルス力月2個のパルスのほかに加えられ
るとする。
この場合は4890÷(600+12 )=7.99と
なり、612個のパルスが2.13秒ごとに加算されれ
ば8回の加算によってレジスタがオーバーフローする。
したがってその場合のオーバーフロー周期は2.13秒
X8キ17秒となり、17秒ごとに2.13秒間の給油
がなされることになる。
次にコンピュータ12において実行されるプログラムの
フローチャートについて説明する。
なお、このプログラムにおける記号を下記のように定め
る。
X5VIN: X軸の送り速度に比例するパルス数をあ
られす変数 XLSUM: X軸の送り速度に比例するパルスを加算
するレジスタ 37SOL: r l Jまたは「0」を記憶しかつ出
力するレジスタ YSVIN: Y軸の送り速度に比例するパルス数をあ
られす変数 YLSUM: Y軸の送り速度に比例するパルスを加算
するレジスタ 35SOL: 「IJまたは「0」を記憶しかつ出力す
るレジスタ ZSVIN: Z軸の送り速度に比例するパルス数をあ
られす変数 ZLSUM: Z軸の送り速度に比例するパルスを加算
するレジスタ 36SOL: 「l Jまたは「0」を記憶しかつ出力
するレジスタ コンピュータ12によって実行されるプログラムのフロ
ーチャートは第2図に示されている。
このプログラムはステップ40から開始される。
次にステップ42において、テープリーダ10から読取
られたX軸の送り速度をあられすデータにもとづいて発
生したX軸の送り速度に比例する数X5VINのパルス
が、12個のパルスと共にレジスタXLSUMに予め定
められた周期(2,13秒)で加えられ、レジスタXL
SUMに記憶される。
ステップ42が予め定められた周期(2,13秒)をも
って実行されることにより、レジスタXLSUMの記憶
量に次々に新らしい値が加算され、次にステップ44に
移る。
ステップ44は、ステップ42においてレジスタXLS
tJMに次々に加算がなされた結果、レジスタXLST
JMがオーバーフローしたか否かを検査する。
もしオーバーフロー(キャリイ)が生じていなければ、
分岐46が選択され、そしてステップ50によってレジ
スタ37SQLに「0」が記憶される。
もしオーバーフローが生じていれば、分岐48が選択さ
れ、そしてステップ54によってレジスタ37SOLに
「1」が記憶される。
レジスタ37SOLから「1」が読出された場合には、
X軸のソレノイド駆動回路16が付勢され、この付勢は
、プログラムが後で(2,13秒後に)再び実行される
まで維持されるのであり、その次のプログラムの実行時
にレジスタ37SQLに「O」が記憶され、その結果メ
モ1J37sOLから「0」が読み出され、ソレノイド
1駆動回路16が消勢されるのである。
レジスタ37SQLに10」が記憶されているかぎり、
ソレノイド駆動回路16は付勢されない。
制御はステップ44によってどの分岐が選択されたかに
応じて、ステップ50またはステップ54を経てステッ
プ52に移る。
ステップ52は、ステップ42と同様の処理をY軸につ
いて行うもので、レジスタYLSIJMに記憶されてい
た数に次々に新しい数YSVINおよび12を加える。
YSVINは前記したようにY軸の送り速度に比例する
パルス数をあられす。
この演算はそれによって計算される和がレジスタYLS
UMに記憶されるという点を除けば、ステップ42によ
って実施される演算と同一である。
ステップ52の後で、そのステップ52においてオーバ
ーフローが生じたかどうかがステップ54で検査され、
もしオーバーフローが生じていたら、分岐56が選択さ
れ、そしてステップ60が実行され、レジスタ35SO
Lに「0」が記憶され、そして次にそれがY軸のソレノ
イド駆動回路16に対し「0」が読出される。
−カステップ52においてオーバーフローが生じていた
場合には、分岐58が選択されてステップ64が実行さ
れ、Y軸のためのソレノイド駆動回路に対し「1」が読
出され、ソレノイド駆動回路が付勢される。
ステップ64またはステップ60の後で、制御はステッ
プ62に移り、そしてこのステップ62においてレジス
タZLSUMに対する加算が行なわれる。
ステップ62における演算は、加算された和がレジスタ
ZLSUMに記憶されることおよびそれがテープリーダ
10から読出されるデ゛−夕にもとづくZ軸の送り速度
に比例するパルス数ZSVINについて計算するという
ことを除けば、ステップ42およびステップ52におけ
る演算と同一である。
然る後、レジスタZLSTJMがオーバーフローしてい
るか否かがステップ64において検査され、もしオーバ
ーフローが生じていなければ、分岐66を経てステップ
70に移り、レジスタ36SOLに「0」が記憶され、
もしオーバーフローが生じていれば、分岐68を経てス
テップ74に移り、レジスタ36SOLに「1」が記憶
される。
ステップ70および74は、「1」または「0」として
読出される出力がZ軸に対するソレノイド駆動回路を制
御するものである点を除けば、前述したステップ50.
54およびステップ60.64と同一である。
ステップ70または74の後、制御はステップ76を経
て実行ルーチンに移る。
第3図には実行ルーチンが概略的に示されている。
この実行ルーチンはステップ78と、そのステップ78
によって次に実行されるステップ80とを含んでいる。
ステップ80の次に、クロック・ユニット84の状態を
テストする機能を有するステップ82に移る。
クロック・ユニット84はインクリメント・レジスタ8
6に接続されており、そのレジスタ86は、クロック8
4の状態がリアル・タイムを表わすようにクロック84
を一定の割合で連続的に増加させるように作用する。
ステップ82における演算の結果通常分岐90が選択さ
れることになるが、周期的に分岐88が選択される。
本実施例においては、分岐88が213秒毎に選択され
、この周期はクロック・ユニット84の状態を点検する
ことによって決定される。
分岐90が選択された場合、ステップ82の演算に応答
して制御が実行ルーチン・ステップ78に戻される。
ステップ78および80は、本発明に関係ない他の演算
を実施するために実行ルーチンによって実施される多数
のプログラム・ステップを表わしているにすぎないので
説明は省略する。
分岐88が選択されると、第2図のプログラムが実行さ
れ、そして第2図のプログラムが完了して後に、ステッ
プ76(第2図)から実行ルーチンの分岐90に戻され
る。
第4図においては、第2図のプログラムの演算力月つの
軸に対してなされた結果が示されている。
送り速度がゼロの場合(その軸に関する可動部材の運動
が静止している場合)には、潤滑装置が動作している時
間の割合R(パーセント)(即ち、弁22が開いている
時間のパーセント)は小さい。
送り速度が上昇するにつれて、潤滑装置が動作している
時間の割合Rは増大し、送り速度が成る特定の機械の最
大値である毎分約10メートル(400インチ)になる
とRの値は約13係まで増大する。
潤滑装置が動作せしめられている時間の割合Rとは、潤
滑が行なわれている時間(すなわち、上記実施例におい
て、潤滑油源24から流量制御機構36および管28を
通じて送りねじ34および通路32に潤滑油を導くため
に弁22が開いている時間であって、本実施例では2.
13秒に定めている。
)と潤滑装置の作動周期との比である。送り速度がゼロ
の場合には、この作動周期は約14.5分であり、した
がって、潤滑装置が動作している時間の割合Rは2,7
%であるが、例えばレジスタXLSIJMに記憶される
パルス数が2.13秒毎に12だけ増大するにつれてオ
ーバーフローするのに要する時間によって変化する。
レジスタXLSTJMの容量を約5000(前述の説明
においては4890)とすれば、前述したようにX5V
INがゼロの間に、2.13秒毎の12の加算によって
14.5分毎にオーバーフローが発生する。
X軸の送り速度がゼロでない場合には、5XVINがレ
ジスタSLSUM。
12とともに周期的に加えられ、その結果、このレジス
タの記憶量がさらに迅速に増大しかつさらに頻繁にオー
バーフローする。
Y軸およびZ軸は同じ態様で取扱われるから、これらの
軸の潤滑も送り速度がゼロの場合にはほぼ14.5分に
1回の割合であり、送り速度が毎分約10メートル(4
00゜インチ)に上昇すると、16.4秒毎にオーバー
フローし、潤滑装置の動作する時間の割合は約13係と
なる。
本発明は任意の一般目的用デシタ、ルコンピュータを用
いて実施されうるものであるが、1つの実施例を用いら
れたコンピュータ12はデジタル・イクイップメント・
コーポレイション社のPDP 8であり、この場合には
、第2図のプログラムを実施するためには機械語で表現
された次のプログラムが好ましい。
16730 007000 XYZLUB:NOP/
AUTOMATICAXIS LUB。
16731 001357 TAD XYZLBT
16732 003173 DCA TBMP31
6733 004520 JMS I TADO
F16734 000160 5XVIN 16735 004363 JMS XYZLAS
16736 003337 DCA 、+1167
37 004502 JMS I DWPIT1
16740 000153 37SOL ン 1674] 004520 JMS I TA
DOF16742 000161 YSVIN167
43 004363 JMS XYZ
LBS16744 003345
DCA 、+116745 004502
JMS I DWRIT116746 0
00151 35SOL16747
004520 JMS I TAD
OF16750 000162 Z
SVIN1675] 004363
JMS XYZLBS16752 003353
DCA 、±1― 16753 004502 JMS
I DWRIT116754 000152
36SOL16755 001043
TAD BIT316756 005
730 JMP I XYZLUR1
6757006760XYZLBT、XLSUM167
60 000000 XLSUM、 01676
1 000000 016762 0
00000 016763 0070
00 XYZLBS、N0P16764 0075]
O5PA 16765 007041 ClA
16766 007100 ClA
16766 001071 TAD#
1216770 001573 T
AD I TEMP316771 003573
DCA I TEMP316772 0
02173 ISZ TEMP31
6773 007430 5ZL167
74 007101 CLL I
AC16775001127TDAJMSIWO167
76005763JMP I XYZLR8一般目的
用のデジタル計算機を用いた実施例について本発明を説
明したが、本発明では、コンピューター2におけるレジ
スタXLSTJM等のような種々のメモリを他のメモリ
で置換した型式の特殊目的用の計算機を用いることもで
きること勿論である。
第2図のプログラムにおいて、X5VINと12とを周
期的に計算することによってレジスタXLStJMに対
する新しい値を反復して計算する部分は変らず、それは
クロック・ユニット84から発生するクロックパルスに
応答して周期的に実施される。
勿論、この場合には実行ルーチンは用いられない。
幾つかのレジスタのオーバーフロー出力は、前述のよう
に出力レジスタを「1」または「0」にセットするかわ
りに、出力フリップ・フロップに直結してもよい。
各出力フリップ・フロップは各ソレノイド駆動回路に接
続されてソレノイドを介して各弁を制御する。
上述のごとく、コンピュータ12からの周期的な出力パ
ルスをソレノイド駆動回路16が受取ると、それによっ
てソレノイド20が作動せしめられた後における予め定
められた期間のあいだX軸通路32および送りねじ34
に潤滑油が供給される。
ソレノイド駆動回路16に供給される周期的パルスは、
レジスタXLSUMがオーバーフローするごとに、すな
わちキャリイが発生されるごとに、コンピュータ12か
ら発生する。
送り速度に比例した割合でこのレジスタをオーバーフロ
ーさせるために、X軸送り速度を表わすパルス数X5V
INが、レジスタXLSUMのその時の内容に周期的に
(通常2,13秒ごとに)加えられる。
この場合、レジスタXLSUMには、X5VINと一緒
に12も加えられるので、X軸送り速度がゼロ、従って
X5VINがゼロであっても、レジスタXLSUMはや
はりオーバーフローし、X軸の可動部材および送りねじ
は静止状態において潤滑される。
このように、X軸送り速度がゼロのときにレジスタXL
SUMを14.5分ごとにオーバーフローさせるために
レジスタXLSUMに一定周期で12個のパルスが加え
られるのであるが、もしそれとは異なる数値がレジスタ
XLSTJMに同じ一定周期で加えられるとすると、X
軸送り速度がゼロの場合に、レジスタXLSUMは上述
したのとは異なる周期でオーバーフローすることになる
X軸の可動部材32が静止状態にあるときにX軸通路と
送りねじ34を14.5分ごとに潤滑してやることが望
ましいことが確認されたわけであるが、第2図に示され
たプログラムに従ってそのようにするためには、上述の
ととく12をレジスタXLSUMに周期的に加えてその
レジスタを上述の割合でオーバーフローさせる必要があ
るのである。
このように、X軸が静止状態にあるときにも、X軸の可
動部材の通路と送りねじを一定周期で潤滑してやる必要
があることが認められたのであるが、レジスタXLSU
Mがオーバーフローせしめられることによりコンピュー
タがソレノイド駆動回路を付勢して可動部材の通路に潤
滑油が供給されるようになされているのであるから、可
動部材と送りねじの潤滑を確保するためには、X軸の可
動部材が静止状態にあるあいだにレジスタXLSTJM
がオーバーフローされなければならないことになる。
従って、このようにX軸スライドが静止しているときに
レジスタXLSUMを一定周期でオーバーフローさせる
ためには、このレジスタにある定数を周期的に加える必
要があるのである。
ところで、本発明者はX軸の可動部材が静止していると
きにX軸通路および送りねじを14.5分ごとに潤滑し
てやることによって最適潤滑状態が得られることを確認
したのであるが、この14.5分という間隔は任意に選
定されたものであって、それよりも短くても長くてもよ
いのである。
いま、レジスタXLSUMを14.5分ごとにオーバー
フローさせるとすると、このレジスタに周期的に加えら
れるべき量は数12となるのである。
これは計算によって求められたものであり、14.5分
より長い周期が望ましい場合には、レジスタXLSUM
には数12よりも小さい数が周期的に加えられることに
なるのである。
要するに、X軸の可動部材が静止しているときにおける
可動部材の通路と送りねじに対する潤滑周期を上述のと
と<14.5分とすることは任意であり、それよりも短
くても長くても良いのであるが、14.5分ごとに潤滑
するという場合には、レジスタXLSUMに加えられる
べき数は、計算の結果、12であるということがわかっ
たというだけのことである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例による自動潤滑装置を示す概略
構成図、第2図は第1図の装置に組込れられたコンピュ
ータに使用されるプログラムのフローチャート、第3図
は第2図のプログラムが一般目的用のコンピュータによ
ってどのように実行されるかを示すプログラムのフロー
チャート、第4図は機械の駆動装置に与えられる潤滑時
間の割合と送り速度との関係を示すグラフである。 図中、10はテープリーグ、12はデ゛ジタルコンピュ
ータ、16はソレノイド、駆動回路、20はソレノイド
、22は弁、24は潤滑油源、26゜28および30は
管、36および38は流量制御機構をそれぞれ示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 指令情報源に記録された指令データを読取ることに
    よって各駆動軸の送り速度が決定され、かつこの送り速
    度をもって作動されるようになされた工作機械等の駆動
    装置を自動的に潤滑する方法において、 前記指令データの読取りによって、前記送り速度をあら
    れすデータを得、 このデータに基づき発生される前記送り速度に比例する
    数に一定の数を加えたパルスを予め定められた周期をも
    ってレジスタに加え、 このレジスタがオーバーフローするごとに、潤滑剤源と
    前記駆動装置との間に連結されている導管内の弁を予め
    定められた時間のあいだ動作せしめ、 これにより前記駆動装置に潤滑剤が供給されるようにす
    ることを特徴とする、工作機械等の駆動装置の自動潤滑
    方法。 2 駆動装置の動作サイクルを決定する指令データの記
    録された指令情報源と、前記指令データを読取るための
    読取器と、各駆動軸が前記読取器によって読取られた指
    令データによって決定される送り速度をもって作動され
    る駆動装置を備えた工作機械等の前記駆動装置を自動的
    に潤滑する装置において、 潤滑用流体源と、 潤滑されるべき前記駆動装置に前記潤滑用流体源を連結
    する導管と、 通常は閉状態にありかつ前記導管内に前記潤滑用流体を
    導入すべく開状態に作動せしめられうる弁と、 前記読取器によって読取られた指令データから前記送り
    速度をあられすデータを発生する手段と、該手段より得
    られた前記送り速度をあられすデータに基づいて前記送
    り速度に比例する数のパルスを発生する手段と、 前記送り速度に比例する数に一定の数を加えたパルスが
    周期的に加えられるレジスタと、該レジスタがオーバー
    フローするごとに前記弁を予め定められた時間のあいだ
    開状態となさしめる弁作動手段とを具備していることを
    特徴とする工作機械等の駆動装置の自動潤滑装置。
JP49012640A 1973-01-29 1974-01-29 自動潤滑装置および方法 Expired JPS5926421B2 (ja)

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