Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP2010099799A - Machine tool - Google Patents

Machine tool Download PDF

Info

Publication number
JP2010099799A
JP2010099799A JP2008274743A JP2008274743A JP2010099799A JP 2010099799 A JP2010099799 A JP 2010099799A JP 2008274743 A JP2008274743 A JP 2008274743A JP 2008274743 A JP2008274743 A JP 2008274743A JP 2010099799 A JP2010099799 A JP 2010099799A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magazine
tool
servo motor
deviation amount
motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008274743A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masateru Watanabe
正輝 渡邊
Eriki Namekata
エリキ 行方
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brother Industries Ltd filed Critical Brother Industries Ltd
Priority to JP2008274743A priority Critical patent/JP2010099799A/en
Publication of JP2010099799A publication Critical patent/JP2010099799A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
  • Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To gently stop the rotation of a tool magazine when the deviation amount between an actual rotating position of the tool magazine rotated by a servomotor and an indexing designated position of the tool magazine becomes excessive in a machine tool equipped with a tool changer. <P>SOLUTION: The deviation amount of a magazine shaft position is calculated from the difference between an actual rotating position in a magazine motor 55 and a rotating position indicated in the amount of movement command. When the amount of the magazine shaft position is larger than a threshold value concerning an over deviation amount error (S3; Yes), it is determined that an alarm is activated due to the over deviation amount error (S4), and a magazine shaft operation stop processing performing a stop operation with the rotational speed of the magazine motor 55 decelerated at a constant speed is started. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、工具交換装置を備えた工作機械に関する。   The present invention relates to a machine tool including a tool changer.

従来、工作機械は、複数の工具を収納する工具マガジンを有する工具交換装置を備え、主軸に装着した工具を自動で交換できるようになっている。この工具交換装置には、サーボモータと減速機とを備え、サーボモータの駆動により減速機を介して工具マガジンを回動させる構成のものが実用化されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a machine tool is provided with a tool changer having a tool magazine for storing a plurality of tools, and can automatically change a tool attached to a spindle. This tool changer includes a servo motor and a speed reducer, and has a practical configuration in which a tool magazine is rotated via the speed reducer by driving the servo motor.

例えば、特許文献1の工具マガジンの制御方法及び制御装置においては、同一平面内に適宜配置した複数のスプロケットと、スプロケットに掛け回した無端環状のチェーンと、チェーンに所定間隔で連結した複数の工具保持ポットと、スプロケットを駆動するサーボモータ等を備えた工具マガジンを開示してある。   For example, in the control method and control device for a tool magazine of Patent Document 1, a plurality of sprockets that are appropriately arranged in the same plane, an endless annular chain that hangs around the sprocket, and a plurality of tools that are connected to the chain at predetermined intervals. A tool magazine including a holding pot and a servomotor for driving a sprocket is disclosed.

この工具マガジンでは、サーボモータによりスプロケットを回転駆動し、それに伴ってチェーンが回動することで、これに連結した工具保持ポットがチェーンと同方向に移動して所定の工具保持ポットを交換準備位置に割り出すようにしてある。   In this tool magazine, the sprocket is driven to rotate by a servo motor, and the chain is rotated accordingly. As a result, the tool holding pot connected to the chain moves in the same direction as the chain, and the predetermined tool holding pot is exchanged. I'm trying to figure out.

サーボモータの駆動により工具マガジンを回動させる構成の工具交換装置において、工具マガジンの回動中にサーボモータを急停止させた場合、工具マガジンに収納した工具に慣性力が作用し工具が落下する虞がある。そのため、非常停止ボタンを押下したときや停電時には、数値制御装置に設定した内部パラメータに基づき数値制御装置がサーボモータを減速させながら停止動作を行うように設定してある。
特開2002−200535号公報
In a tool changer configured to rotate the tool magazine by driving the servo motor, if the servo motor is suddenly stopped while the tool magazine is rotating, the tool falls due to the inertial force acting on the tool stored in the tool magazine. There is a fear. Therefore, when the emergency stop button is pressed or a power failure occurs, the numerical control device is set to perform a stop operation while decelerating the servo motor based on the internal parameters set in the numerical control device.
JP 2002-200355 A

しかし、低温時に減速機内の潤滑グリースの粘性が上がることによりサーボモータのトルク不足が発生するなどの理由で、サーボモータの実際の回動位置と、数値制御装置からの指令値に示されるサーボモータの回動位置との偏差量が過大になる場合がある。
そのため、工具マガジンの実際の回動位置と、工具マガジンの割出指定位置との偏差量が過大になってしまう。
However, the servo motor indicated by the actual rotation position of the servo motor and the command value from the numerical control unit may cause the torque of the servo motor to be insufficient due to an increase in the viscosity of the lubricating grease in the reducer at low temperatures. In some cases, the amount of deviation from the rotation position becomes excessive.
Therefore, the deviation amount between the actual rotation position of the tool magazine and the index designation position of the tool magazine becomes excessive.

この場合、マガジン駆動回路が緊急的に停止動作を行うため、サーボモータを減速させながら停止動作を行わない。そのため、サーボモータが急停止することで工具マガジンの回動が急停止し、工具マガジンに収納した工具が落下する虞がある。このように前記偏差量が過大になった場合にも、工具マガジンの回動を急停止させないような制御を行う必要がある。   In this case, since the magazine drive circuit urgently performs a stop operation, the stop operation is not performed while the servo motor is decelerated. Therefore, when the servo motor suddenly stops, the rotation of the tool magazine stops suddenly, and the tool stored in the tool magazine may fall. Thus, it is necessary to perform control so that the rotation of the tool magazine is not suddenly stopped even when the deviation amount is excessive.

本発明の目的は、工具交換装置を備えた工作機械において、サーボモータにより回動させる工具マガジンの実際の回動位置と、工具マガジンの割出指定位置との偏差量が過大になったとき、工具マガジンの回動を緩やかに停止させることである。   The object of the present invention is that in a machine tool provided with a tool changer, when the deviation amount between the actual rotation position of the tool magazine rotated by the servo motor and the index designation position of the tool magazine is excessive, This is to gently stop the rotation of the tool magazine.

請求項1の工作機械は、複数の工具を収納する工具マガジンと、保持ブレーキを有し且つ数値制御装置からの指令により工具マガジンを回動させるサーボモータとを有し、主軸に対して工具を交換する工具交換装置を備えた工作機械において、前記工具交換装置は、前記サーボモータの回動位置を検出する回動位置検出手段を備え、前記数値制御装置は、前記回動位置検出手段により検出した前記サーボモータの回動位置と、数値制御装置からサーボモータに指令した指令値に示される前記サーボモータの回動位置との偏差量が所定の閾値を超えたとき、前記サーボモータを減速制御しながら前記保持ブレーキを所定時間作動させ、前記所定時間経過後、前記サーボモータを非励磁状態に作動させることを特徴としている。   The machine tool according to claim 1 includes a tool magazine for storing a plurality of tools, a servo motor having a holding brake and rotating the tool magazine in response to a command from a numerical control device, In a machine tool including a tool changer to be replaced, the tool changer includes a rotation position detection unit that detects a rotation position of the servo motor, and the numerical control unit is detected by the rotation position detection unit. When the deviation amount between the rotation position of the servo motor and the rotation position of the servo motor indicated by the command value commanded to the servo motor from the numerical controller exceeds a predetermined threshold value, the servo motor is decelerated and controlled. The holding brake is operated for a predetermined time while the servo motor is operated in a non-excited state after the predetermined time has elapsed.

この工作機械では、低温時に減速機内の潤滑グリースの粘性が上がることによりサーボモータのトルク不足が発生する場合などに、回動位置検出手段により検出したサーボモータの回動位置と、数値制御装置からサーボモータに指令した指令値に示されるサーボモータの回動位置との偏差量が所定の閾値を超えたとき、数値制御装置がサーボモータを減速制御しながら保持ブレーキを所定時間作動させる。所定時間経過後、数値制御装置がサーボモータを非励磁状態に作動させる。これにより、サーボモータの回動を緩やかに停止させることができるので、工具マガジンが急停止しない。   In this machine tool, the servo motor rotation position detected by the rotation position detection means and the numerical control device when the torque of the servo motor is insufficient due to an increase in the viscosity of the lubricating grease in the speed reducer at low temperatures. When the deviation amount from the rotation position of the servo motor indicated by the command value commanded to the servo motor exceeds a predetermined threshold, the numerical control device operates the holding brake for a predetermined time while controlling the servo motor to decelerate. After a predetermined time has elapsed, the numerical control device operates the servo motor in a non-excited state. As a result, the rotation of the servo motor can be gently stopped, so that the tool magazine does not stop suddenly.

請求項2の工作機械は、請求項1の発明において、前記所定の閾値は、前記偏差量のオーバーフロー値である偏差カウンタオーバーフロー値と、偏差量許容比率とに基づいて設定されることを特徴としている。   The machine tool of claim 2 is characterized in that, in the invention of claim 1, the predetermined threshold is set based on a deviation counter overflow value that is an overflow value of the deviation amount and a deviation amount allowable ratio. Yes.

請求項3の工作機械は、請求項1又は2の発明において、前記数値制御装置は、前記サーボモータの回転速度がほぼ停止状態になったとき、前記保持ブレーキを作動させることを特徴としている。   According to a third aspect of the present invention, the numerical control device according to the first or second aspect of the invention is characterized in that the holding brake is actuated when the rotation speed of the servo motor is almost stopped.

請求項1の発明によれば、数値制御装置は、回動位置検出手段により検出したサーボモータの回動位置と、数値制御装置からサーボモータに指令した指令値に示されるサーボモータの回動位置との偏差量が所定の閾値を超えたとき、サーボモータを減速制御しながら保持ブレーキを所定時間作動させ、所定時間経過後、サーボモータを非励磁状態に作動させるので、前記偏差量が過大になった場合にサーボモータを緩やかに停止させることで工具マガジンの回動を緩やかに停止させることができる。そのため、工具マガジンに収納した工具に大きな慣性力が作用しないので、工具が落下するのを防止することができる。   According to the first aspect of the present invention, the numerical control device includes the rotation position of the servo motor detected by the rotation position detecting means and the rotation position of the servo motor indicated by the command value commanded to the servo motor from the numerical control device. When the deviation amount exceeds the predetermined threshold value, the holding brake is operated for a predetermined time while the servomotor is controlled to decelerate, and after the predetermined time has elapsed, the servomotor is operated in a non-excited state. In such a case, the rotation of the tool magazine can be gently stopped by gently stopping the servo motor. Therefore, since a large inertia force does not act on the tool stored in the tool magazine, it is possible to prevent the tool from dropping.

請求項2の発明によれば、所定の閾値は、偏差量のオーバーフロー値である偏差カウンタオーバーフロー値と偏差量許容比率とに基づいて設定されるので、偏差カウンタオーバーフロー値よりも低い値を閾値として設定することができる。これにより、サーボモータや減速機の異常を早期に発見することができるので、工具交換時の安全性を格段に高めることができる。   According to the second aspect of the present invention, the predetermined threshold is set based on the deviation counter overflow value, which is the deviation amount overflow value, and the deviation amount allowable ratio, so that a value lower than the deviation counter overflow value is used as the threshold value. Can be set. Thereby, since abnormality of a servomotor and a reduction gear can be discovered at an early stage, the safety at the time of tool exchange can be improved significantly.

請求項3の発明によれば、数値制御装置は、サーボモータの回転速度がほぼ停止状態になったとき、保持ブレーキを作動させるので、工具マガジンに収納した工具が落下するのを確実に防止することができる。   According to the invention of claim 3, since the numerical control device operates the holding brake when the rotation speed of the servo motor is almost stopped, it reliably prevents the tool stored in the tool magazine from dropping. be able to.

以下、本発明を実施する為の最良の形態について説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.

以下、本発明の実施例について図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の実施例に係る工作機械1の主軸ヘッド3と工具交換装置2の斜視図である。図1、図2に示すように、工作機械1は、制御装置30(図3参照)からの指令に基づいて、ワークと工具とをXYZ直交座標系における各軸方向へ独立に相対移動させることによって、ワークに所望の機械加工(例えば、「中ぐり」、「フライス削り」、「穴空け」、「切削」等)を施すことができる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view of a spindle head 3 and a tool changer 2 of a machine tool 1 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIGS. 1 and 2, the machine tool 1 relatively moves the workpiece and the tool independently in the directions of the respective axes in the XYZ orthogonal coordinate system based on a command from the control device 30 (see FIG. 3). Thus, desired machining (for example, “boring”, “milling”, “drilling”, “cutting”, etc.) can be performed on the workpiece.

鉛直上方に延びるコラム(図示略)の前面側で上下方向に延びるガイドレールには、リニアガイド(図示略)を介して主軸ヘッド3を昇降自在に支持している。主軸ヘッド3の上端にはZ軸モータ53を複数のボルト7で固定してある。このZ軸モータ53は、Z軸方向(図1において上下方向)に主軸ヘッド3を昇降駆動する。この主軸ヘッド3の内部に回転可能に支持された主軸3Aを設けてある。主軸ヘッド3の前側には、主軸3Aの先端に工具(図示略)の工具ホルダ(図示略)を取付けて交換する工具交換装置(ATC)2を設けてある。   The spindle head 3 is supported by a guide rail extending in the vertical direction on the front side of a column (not shown) extending vertically upward via a linear guide (not shown). A Z-axis motor 53 is fixed to the upper end of the spindle head 3 with a plurality of bolts 7. The Z-axis motor 53 drives the spindle head 3 up and down in the Z-axis direction (vertical direction in FIG. 1). A main shaft 3A that is rotatably supported is provided inside the main shaft head 3. A tool changer (ATC) 2 is provided on the front side of the spindle head 3 to attach and exchange a tool holder (not shown) of a tool (not shown) at the tip of the spindle 3A.

次に、工具交換装置2について説明する。
図1、図2に示すように、工具交換装置2は、複数の工具を支持する工具マガジン10と、マガジンモータ55と、減速機15等を有する。工具マガジン10は、鍔付き円筒状のマガジンベース11と、マガジンベース11の外周に放射状に支持した複数のグリップアーム20を主体に構成してある。1対のフレーム6の前端部に固定したマガジン支持台(図示略)が、マガジン軸14に対してマガジンベース11を回動自在に支持している。
Next, the tool changer 2 will be described.
As shown in FIGS. 1 and 2, the tool changer 2 includes a tool magazine 10 that supports a plurality of tools, a magazine motor 55, a speed reducer 15, and the like. The tool magazine 10 is mainly composed of a cylindrical magazine base 11 with a flange and a plurality of grip arms 20 supported radially on the outer periphery of the magazine base 11. A magazine support (not shown) fixed to the front ends of the pair of frames 6 supports the magazine base 11 so as to be rotatable with respect to the magazine shaft 14.

図1、図2に示すように、マガジンベース11は、マガジン軸14が内挿される筒状のボス部13と、ボス部13の前端側に鍔状に設けた鍔部12とを主体に構成してある。
マガジン軸14の外周側に減速機15を配設してあり、減速機15の上側には、保持ブレーキ55b(図3参照)付きのマガジンモータ55を配設してある。このマガジンモータ55は、減速機15を介して工具マガジン10を回動させる。マガジンベース11の外周側には、14枚のカバー21が所要の中心角で周方向に配列した状態となり、14本のグリップアーム20を覆い隠すことができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the magazine base 11 mainly includes a cylindrical boss portion 13 into which the magazine shaft 14 is inserted, and a flange portion 12 provided in a hook shape on the front end side of the boss portion 13. It is.
A reduction gear 15 is disposed on the outer peripheral side of the magazine shaft 14, and a magazine motor 55 with a holding brake 55 b (see FIG. 3) is disposed on the upper side of the reduction gear 15. The magazine motor 55 rotates the tool magazine 10 via the speed reducer 15. On the outer peripheral side of the magazine base 11, 14 covers 21 are arranged in the circumferential direction at a required central angle, and the 14 grip arms 20 can be covered.

後述するマガジン軸動作停止処理時においては、マガジンモータ55の回転速度がほぼ停止状態(50rpm以下)になったとき、保持ブレーキ55bを作動させる。さらに、マガジンモータ55はダイナミックブレーキ機能を有し、マガジンモータ55の非通電時(非励磁状態)にダイナミックブレーキが作動し、マガジンモータ55の通電時(励磁状態)にダイナミックブレーキの作動を解除するように構成してある。保持ブレーキ55bは、CPU31がマガジン駆動回路45にオン信号を出力すると非作動となり、オフ信号を出力すると作動する。マガジンモータ55は、工作機械電源投入時にモータ励磁信号としてマガジン駆動回路45にオフ信号を出力することで、通常使用時は、励磁状態となっている。非常時に、CPU31がマガジン駆動回路45にオン信号を出力することで、非励磁状態となる。   In a magazine shaft operation stop process described later, when the rotation speed of the magazine motor 55 is almost stopped (50 rpm or less), the holding brake 55b is operated. Further, the magazine motor 55 has a dynamic brake function, the dynamic brake is activated when the magazine motor 55 is not energized (de-energized state), and the dynamic brake is released when the magazine motor 55 is energized (excited state). It is constituted as follows. The holding brake 55b is deactivated when the CPU 31 outputs an on signal to the magazine drive circuit 45, and is activated when an off signal is output. The magazine motor 55 is in an excited state during normal use by outputting an off signal to the magazine drive circuit 45 as a motor excitation signal when the machine tool power is turned on. In an emergency, the CPU 31 outputs an ON signal to the magazine drive circuit 45 to enter a non-excitation state.

次に、工作機械1の制御系の電気的構成について説明する。
図3に示すように、制御装置30は、マイクロコンピュータを含んで構成してあり、入力インターフェース34と、CPU31と、ROM32と、RAM33と、入出力インターフェース35とを備えている。入力インターフェース34はキーボード36と、主軸3AのZ軸における原点(Z軸原点)を検知するZ軸原点センサ37に接続している。入出力インターフェース35は、夫々駆動回路41〜45を介してX軸モータ51、Y軸モータ52、Z軸モータ53、主軸モータ54、マガジンモータ55に接続している。
Next, the electrical configuration of the control system of the machine tool 1 will be described.
As shown in FIG. 3, the control device 30 is configured to include a microcomputer, and includes an input interface 34, a CPU 31, a ROM 32, a RAM 33, and an input / output interface 35. The input interface 34 is connected to a keyboard 36 and a Z-axis origin sensor 37 that detects an origin (Z-axis origin) in the Z-axis of the main shaft 3A. The input / output interface 35 is connected to an X-axis motor 51, a Y-axis motor 52, a Z-axis motor 53, a main shaft motor 54, and a magazine motor 55 via drive circuits 41 to 45, respectively.

X軸モータ51、Y軸モータ52は、夫々、テーブル(図示略)をX軸方向、Y軸方向に移動させるものである。Z軸モータ53は、主軸ヘッド3をZ軸方向に昇降駆動させるものである。マガジンモータ55は工具マガジン10を回動させる為のものである。主軸モータ54は、前記主軸3Aを回転させる為のものである。これらモータ51〜55はサーボモータからなり、モータ51〜55の回動位置を検出するエンコーダ51a〜55aを夫々備えている。尚、マガジンモータ55が備えるエンコーダ55aが回動位置検出手段に相当する。   The X-axis motor 51 and the Y-axis motor 52 are for moving a table (not shown) in the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively. The Z-axis motor 53 drives the spindle head 3 to move up and down in the Z-axis direction. The magazine motor 55 is for rotating the tool magazine 10. The main shaft motor 54 is for rotating the main shaft 3A. These motors 51 to 55 are servo motors, and are provided with encoders 51a to 55a for detecting the rotational positions of the motors 51 to 55, respectively. The encoder 55a provided in the magazine motor 55 corresponds to the rotation position detecting means.

駆動回路41〜45は、CPU31からの移動指令量を受けて、この移動指令量に応じた駆動電流をモータ51〜55に出力する。駆動回路41〜45は、エンコーダ51a〜55aから位置フィードバック信号を受けて、位置のフィードバック制御を行う。さらに、入出力インターフェース35は、CRT駆動回路46を介してディスプレイ56に接続している。   The drive circuits 41 to 45 receive the movement command amount from the CPU 31 and output a drive current corresponding to the movement command amount to the motors 51 to 55. The drive circuits 41 to 45 receive position feedback signals from the encoders 51a to 55a and perform position feedback control. Further, the input / output interface 35 is connected to the display 56 via a CRT drive circuit 46.

CPU31は、エンコーダ55aが検出したマガジンモータ55の回動位置と、減速機15の変速比とに基づいて工具マガジン10の実際の回動位置(マガジン軸位置)を算出する。これと同様に、CPU31は、マガジン駆動回路45に対する移動指令量に示されたマガジンモータ55の回動位置と、減速機15の変速比とに基づいて工具マガジン10の回動位置(マガジン割出指定位置)を算出する。   The CPU 31 calculates the actual rotation position (magazine shaft position) of the tool magazine 10 based on the rotation position of the magazine motor 55 detected by the encoder 55a and the gear ratio of the speed reducer 15. Similarly, the CPU 31 determines the rotation position (magazine indexing) of the tool magazine 10 based on the rotation position of the magazine motor 55 indicated by the movement command amount for the magazine drive circuit 45 and the gear ratio of the speed reducer 15. (Specified position) is calculated.

ROM32は、工作機械1の加工プログラムを機能させるメインの制御プログラム、図4に示す偏差量過大エラー検知制御の制御プログラム、図5に示すマガジン軸動作停止処理の制御プログラム、図7に示すマガジン軸動作停止後の復旧処理の制御プログラム等を記憶している。RAM33は、工具マガジン10の実際の回動位置と、工具マガジン10の割出指定位置との偏差量のオーバーフロー値である偏差カウンタオーバーフロー値、マガジン軸位置偏差量許容比率などを記憶している。   The ROM 32 has a main control program for causing the machining program of the machine tool 1 to function, a control program for excessive deviation error detection control shown in FIG. 4, a control program for magazine axis operation stop processing shown in FIG. 5, and a magazine axis shown in FIG. It stores a control program for recovery processing after the operation stops. The RAM 33 stores a deviation counter overflow value, which is an overflow value of the deviation amount between the actual rotation position of the tool magazine 10 and the index designation position of the tool magazine 10, a magazine axis position deviation amount allowable ratio, and the like.

尚、マガジン軸位置偏差量許容比率と偏差カウンタオーバーフロー値については、メーカー側が工作機械1の出荷前に予め設定してあり、このマガジン軸位置偏差量許容比率と偏差カウンタオーバーフロー値とに基づいて、後述する偏差量過大エラーに関する閾値を設定することができる。   The magazine shaft position deviation amount allowable ratio and the deviation counter overflow value are set in advance by the manufacturer before the machine tool 1 is shipped, and based on the magazine shaft position deviation amount allowable ratio and the deviation counter overflow value, A threshold for an excessive deviation amount error, which will be described later, can be set.

次に、制御装置30が実行する偏差量過大エラー検知制御について、図4、図5のフローチャートに基づいて説明する。尚、図中Si(i=1,2・・・)は各ステップを示す。
この偏差量過大エラー検知制御は、工具交換装置2による工具交換時に制御装置30が実行するものである。先ず、エンコーダ55aからマガジン駆動回路45に送信した回動位置検出信号、CPU31からマガジン駆動回路45に送信したマガジンモータ55の移動指令量、RAM33より偏差カウンタオーバーフロー値及びマガジン軸位置偏差量許容比率などの各種信号を読み込む(S1)。
Next, deviation amount excessive error detection control executed by the control device 30 will be described based on the flowcharts of FIGS. 4 and 5. In the figure, Si (i = 1, 2,...) Indicates each step.
This deviation amount excessive error detection control is executed by the control device 30 when the tool changer 2 changes the tool. First, the rotation position detection signal transmitted from the encoder 55a to the magazine drive circuit 45, the movement command amount of the magazine motor 55 transmitted from the CPU 31 to the magazine drive circuit 45, the deviation counter overflow value from the RAM 33, and the magazine axis position deviation amount allowable ratio, etc. Are read (S1).

次に、マガジン軸14の位置偏差量を算出する(S2)。具体的には、マガジンモータ55における実際の回動位置と移動指令量に示される回動位置との差より算出する。偏差カウンタオーバーフロー値と、マガジン軸位置偏差量許容比率/100との乗算により偏差量過大エラーに関する閾値を算出し、マガジン軸位置偏差量が、この閾値よりも大きいか否かを判定する。閾値よりもマガジン軸位置偏差量の方が大きい場合(S3;Yes)、偏差量過大エラーによるアラームが発生したものと判定し(S4)、S5へ移行する。但し、閾値よりもマガジン軸位置偏差量の方が小さい場合又はマガジン軸位置偏差量が閾値と同じ値の場合は(S3;No)、S1へ移行する。   Next, the position deviation amount of the magazine shaft 14 is calculated (S2). Specifically, it is calculated from the difference between the actual rotation position of the magazine motor 55 and the rotation position indicated by the movement command amount. A threshold relating to an excessive deviation amount error is calculated by multiplying the deviation counter overflow value by the magazine axis position deviation amount allowable ratio / 100, and it is determined whether or not the magazine axis position deviation amount is larger than this threshold value. If the magazine axis position deviation amount is larger than the threshold value (S3; Yes), it is determined that an alarm due to an excessive deviation amount error has occurred (S4), and the process proceeds to S5. However, when the magazine axis position deviation amount is smaller than the threshold value or when the magazine axis position deviation amount is the same value as the threshold value (S3; No), the process proceeds to S1.

S5において、制御装置30がマガジン軸動作停止処理を実行するとS10へ移行する。
図6のタイミングチャートに示すように、CPU31からの指令(アラーム発生信号をオン)により、マガジン駆動回路45からマガジンモータ55に供給する電流量を減少させて、マガジンモータ55の回転速度を一定速度で減速させる(S10)。マガジンモータ55の回転速度がほぼ停止状態(50rpm以下)になった場合(S11;Yes)、CPU31からの指令(保持ブレーキ励磁信号をオン)により、マガジンモータ55の保持ブレーキ55bを作動させた後(S12)、タイマーをスタートさせる(S13)。
When the control device 30 executes the magazine axis operation stop process in S5, the process proceeds to S10.
As shown in the timing chart of FIG. 6, the amount of current supplied from the magazine drive circuit 45 to the magazine motor 55 is reduced by a command from the CPU 31 (the alarm generation signal is turned on), and the rotation speed of the magazine motor 55 is kept constant. (S10). When the rotation speed of the magazine motor 55 is almost stopped (50 rpm or less) (S11; Yes), after the holding brake 55b of the magazine motor 55 is operated by a command from the CPU 31 (holding brake excitation signal is turned on). (S12), the timer is started (S13).

保持ブレーキ55bを作動させてから300msec経過したとき(S14;Yes)、CPU31からの指令(モータ励磁信号をオン、保持ブレーキ55b信号をオン)により、マガジンモータ55を非通電(非励磁状態)にする。マガジン駆動回路45は、マガジンモータ55が非励磁状態になったことを検出して、マガジンモータ55のダイナミックブレーキを作動させる(S15)。その後、タイマーを停止させて(S16)、この処理を終了する。   When 300 msec has elapsed since the holding brake 55b was activated (S14; Yes), the magazine motor 55 is de-energized (de-energized) in response to a command from the CPU 31 (the motor excitation signal is turned on and the holding brake 55b signal is turned on). To do. The magazine drive circuit 45 detects that the magazine motor 55 is in a non-excited state, and activates the dynamic brake of the magazine motor 55 (S15). Thereafter, the timer is stopped (S16), and this process is terminated.

次に、偏差量過大エラー検知時においてマガジン軸停止後の復旧処理について、図7のフローチャートに基づいて説明する。尚、図中Si(i=20,21・・・)は各ステップを示す。偏差量過大エラー検知時において、マガジン軸14を停止させた後に工作機械1の電源をオンしたときにこの処理を開始する。先ず、エンコーダ55aが検出したマガジンモータ55の回動位置と減速機15の変速比とに基づいて算出したマガジン軸14の停止位置(マガジン軸位置)を取得する(S20)。次に、マガジン軸位置が、マガジン割出指定位置と一致したか否かを制御装置30が判定する。これらが一致した場合(S21;Yes)、アラームが発生しなかったものと制御装置30が判定し、この処理を終了する。   Next, recovery processing after stopping the magazine shaft when an excessive deviation error is detected will be described based on the flowchart of FIG. In the figure, Si (i = 20, 21...) Indicates each step. This process is started when the power of the machine tool 1 is turned on after the magazine shaft 14 is stopped when an excessive deviation amount error is detected. First, the stop position (magazine shaft position) of the magazine shaft 14 calculated based on the rotation position of the magazine motor 55 detected by the encoder 55a and the gear ratio of the speed reducer 15 is acquired (S20). Next, the control device 30 determines whether or not the magazine axis position matches the magazine index designation position. If they match (S21; Yes), the control device 30 determines that an alarm has not occurred, and the process ends.

一方、これらが一致しなかった場合は(S21;No)、アラームが発生したものと制御装置30が判定し(S22)、作業者が制御装置30にて復旧操作を行った後(S23)、この処理を終了する。   On the other hand, if they do not match (S21; No), the control device 30 determines that an alarm has occurred (S22), and the operator performs a recovery operation on the control device 30 (S23). This process ends.

次に、以上説明した工作機械1の作用、効果について説明する。
この工作機械1では、低温時に減速機15内の潤滑グリースの粘性が上がることによりマガジンモータ55のトルク不足が発生する場合などに、マガジン軸位置偏差量が大きくなることがある。マガジン軸位置偏差量が偏差量過大エラーに関する閾値を超えたとき、制御装置30がマガジンモータ55を減速制御する。マガジンモータ55の回転速度が50rpm以下になったとき保持ブレーキ55bを作動させる。保持ブレーキ55bを作動させてから300msec経過後、制御装置30がマガジンモータ55を非励磁状態にしてダイナミックブレーキを作動させる。
Next, the operation and effect of the machine tool 1 described above will be described.
In this machine tool 1, the magazine shaft position deviation amount may increase when the torque of the magazine motor 55 is insufficient due to an increase in the viscosity of the lubricating grease in the speed reducer 15 at a low temperature. When the magazine shaft position deviation amount exceeds a threshold value related to an excessive deviation amount error, the control device 30 controls the magazine motor 55 to decelerate. When the rotation speed of the magazine motor 55 becomes 50 rpm or less, the holding brake 55b is operated. After 300 msec from the operation of the holding brake 55b, the control device 30 sets the magazine motor 55 in a non-excited state to operate the dynamic brake.

このように、制御装置30は、マガジンモータ55における実際の回動位置と移動指令量に示される回動位置との差と、減速機15の変速比とに基づいて算出したマガジン軸位置偏差量が所定の閾値を超えたとき、マガジンモータ55を減速制御しながら停止動作を行うので、前記偏差量が過大になった場合にマガジンモータ55を緩やかに停止させることで工具マガジン10の回動を緩やかに停止させることができる。そのため、工具マガジン10に収納した工具に大きな慣性力が作用しないので、工具が落下するのを防止することができる。   Thus, the control device 30 calculates the magazine shaft position deviation amount calculated based on the difference between the actual rotation position of the magazine motor 55 and the rotation position indicated by the movement command amount and the speed ratio of the speed reducer 15. When the deviation exceeds the predetermined threshold value, the magazine motor 55 is decelerated and controlled to stop. Therefore, when the deviation amount becomes excessive, the magazine motor 55 is gently stopped to rotate the tool magazine 10. It can be stopped gently. Therefore, since a large inertia force does not act on the tool stored in the tool magazine 10, it is possible to prevent the tool from falling.

しかも、制御装置30は、マガジンモータ55の回転速度がほぼ停止状態(50rpm以下)になったとき、保持ブレーキ55bを作動させるので、工具マガジン10に収納した工具が落下するのを確実に防止することができる。   In addition, since the control device 30 operates the holding brake 55b when the rotation speed of the magazine motor 55 is almost stopped (50 rpm or less), it reliably prevents the tool stored in the tool magazine 10 from dropping. be able to.

前記閾値は、マガジン軸位置偏差量のオーバーフロー値である偏差カウンタオーバーフロー値とマガジン軸位置偏差量許容比率とに基づいて設定されるので、偏差カウンタオーバーフロー値よりも低い値を閾値として設定することができる。これにより、マガジンモータ55や減速機15の異常を早期に発見することができるので、工具交換時の安全性を格段に高めることができる。   Since the threshold value is set based on a deviation counter overflow value that is an overflow value of the magazine axis position deviation amount and a magazine axis position deviation amount allowable ratio, a value lower than the deviation counter overflow value can be set as the threshold value. it can. Thereby, since the abnormality of the magazine motor 55 and the reduction gear 15 can be discovered at an early stage, the safety at the time of tool exchange can be improved markedly.

次に、前記実施例を部分的に変更した変更例について説明する。
1]マガジン軸位置偏差量許容比率については、作業者がキーボード36を介して入力できるようにしてもよい。この場合、このマガジン軸位置偏差量許容比率と偏差カウンタオーバーフロー値とに基づいて、偏差量過大エラーに関する閾値を作業者が自由に設定することができる。
Next, a modified example in which the above embodiment is partially modified will be described.
1] The operator may be able to input the magazine axis position deviation amount allowable ratio via the keyboard 36. In this case, based on the magazine shaft position deviation amount allowable ratio and the deviation counter overflow value, the operator can freely set a threshold value regarding the deviation amount excessive error.

本発明の実施例に係る工作機械の主軸ヘッドと工具交換装置の斜視図である。1 is a perspective view of a spindle head and a tool changer of a machine tool according to an embodiment of the present invention. 工具交換装置のみ断面にし且つ右側のフレームを取り外した状態の工作機械の主軸ヘッドと工具交換装置の側面図である。FIG. 4 is a side view of the spindle head and the tool changer of the machine tool in a state where only the tool changer has a cross section and the right frame is removed. 工作機械の制御系を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control system of a machine tool. 偏差量過大エラー検知制御プログラムのフローチャートである。It is a flowchart of a deviation amount excessive error detection control program. マガジン軸動作停止処理の制御プログラムのフローチャートである。It is a flowchart of a control program of magazine axis operation stop processing. 偏差量過大エラー検知時のマガジン軸動作停止処理のタイミングチャートである。It is a timing chart of magazine axis operation stop processing at the time of deviation amount excessive error detection. 偏差量過大エラー検知時においてマガジン軸動作停止後の復旧処理のフローチャートである。It is a flowchart of the recovery process after a magazine axis operation stop at the time of the deviation amount excessive error detection.

符号の説明Explanation of symbols

1 工作機械
2 工具交換装置
3A 主軸
10 工具マガジン
30 制御装置
55 マガジンモータ
55a エンコーダ
55b 保持ブレーキ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Machine tool 2 Tool changer 3A Spindle 10 Tool magazine 30 Controller 55 Magazine motor 55a Encoder 55b Holding brake

Claims (3)

複数の工具を収納する工具マガジンと、保持ブレーキを有し且つ数値制御装置からの指令により工具マガジンを回動させるサーボモータとを有し、主軸に対して工具を交換する工具交換装置を備えた工作機械において、
前記工具交換装置は、前記サーボモータの回動位置を検出する回動位置検出手段を備え、
前記数値制御装置は、前記回動位置検出手段により検出した前記サーボモータの回動位置と、数値制御装置からサーボモータに指令した指令値に示される前記サーボモータの回動位置との偏差量が所定の閾値を超えたとき、前記サーボモータを減速制御しながら前記保持ブレーキを所定時間作動させ、前記所定時間経過後、前記サーボモータを非励磁状態に作動させることを特徴とする工作機械。
A tool magazine that stores a plurality of tools, a servo motor that has a holding brake and rotates the tool magazine in response to a command from the numerical controller, and includes a tool changer that changes the tool with respect to the spindle. In machine tools,
The tool changer comprises a rotation position detection means for detecting the rotation position of the servo motor,
The numerical control device has a deviation amount between the rotation position of the servo motor detected by the rotation position detecting means and the rotation position of the servo motor indicated by a command value commanded to the servo motor from the numerical control device. A machine tool, wherein when the predetermined threshold value is exceeded, the holding brake is operated for a predetermined time while performing deceleration control of the servo motor, and after the predetermined time has elapsed, the servo motor is operated in a non-excited state.
前記所定の閾値は、前記偏差量のオーバーフロー値である偏差カウンタオーバーフロー値と、偏差量許容比率とに基づいて設定されることを特徴とする請求項1に記載の工作機械。   2. The machine tool according to claim 1, wherein the predetermined threshold is set based on a deviation counter overflow value that is an overflow value of the deviation amount and a deviation amount allowable ratio. 前記数値制御装置は、前記サーボモータの回転速度がほぼ停止状態になったとき、前記保持ブレーキを作動させることを特徴とする請求項1又は2に記載の工作機械。   3. The machine tool according to claim 1, wherein the numerical control device operates the holding brake when a rotation speed of the servo motor is almost stopped. 4.
JP2008274743A 2008-10-24 2008-10-24 Machine tool Pending JP2010099799A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008274743A JP2010099799A (en) 2008-10-24 2008-10-24 Machine tool

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008274743A JP2010099799A (en) 2008-10-24 2008-10-24 Machine tool

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010099799A true JP2010099799A (en) 2010-05-06

Family

ID=42290898

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008274743A Pending JP2010099799A (en) 2008-10-24 2008-10-24 Machine tool

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010099799A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160103444A1 (en) * 2014-10-08 2016-04-14 Fanuc Corporation Controller for machine tool including automatic tool changer
JP2018027586A (en) * 2016-08-17 2018-02-22 Dmg森精機株式会社 Tool exchange device
WO2018034038A1 (en) * 2016-08-17 2018-02-22 Dmg森精機株式会社 Tool exchange device
CN107791074A (en) * 2016-09-06 2018-03-13 发那科株式会社 The position correction system and position correcting method of tool replacing apparatus
CN108818095A (en) * 2018-07-19 2018-11-16 北京发那科机电有限公司 A kind of cutter replacing method and numerically-controlled machine tool

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04255002A (en) * 1991-02-06 1992-09-10 Fanuc Ltd Malfunction check system for numerically controlled machine tool
JPH06170673A (en) * 1991-12-11 1994-06-21 Enshu Ltd Positioning control device for tool magazine
JPH06282319A (en) * 1993-03-26 1994-10-07 Toyoda Mach Works Ltd Motor control device
JP2007104869A (en) * 2005-10-07 2007-04-19 Fanuc Ltd Servo motor stop controlling method and servo motor controller

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04255002A (en) * 1991-02-06 1992-09-10 Fanuc Ltd Malfunction check system for numerically controlled machine tool
JPH06170673A (en) * 1991-12-11 1994-06-21 Enshu Ltd Positioning control device for tool magazine
JPH06282319A (en) * 1993-03-26 1994-10-07 Toyoda Mach Works Ltd Motor control device
JP2007104869A (en) * 2005-10-07 2007-04-19 Fanuc Ltd Servo motor stop controlling method and servo motor controller

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105500087A (en) * 2014-10-08 2016-04-20 发那科株式会社 Controller for machine tool including automatic tool changer
JP2016074072A (en) * 2014-10-08 2016-05-12 ファナック株式会社 Control device of machine tool including automatic tool changer
US20160103444A1 (en) * 2014-10-08 2016-04-14 Fanuc Corporation Controller for machine tool including automatic tool changer
CN109641335A (en) * 2016-08-17 2019-04-16 Dmg森精机株式会社 Instrument exchanging decice
JP2018027586A (en) * 2016-08-17 2018-02-22 Dmg森精機株式会社 Tool exchange device
WO2018034037A1 (en) * 2016-08-17 2018-02-22 Dmg森精機株式会社 Tool exchange device
WO2018034038A1 (en) * 2016-08-17 2018-02-22 Dmg森精機株式会社 Tool exchange device
US10766110B2 (en) 2016-08-17 2020-09-08 Dmg Mori Co., Ltd. Tool changer
CN107791074A (en) * 2016-09-06 2018-03-13 发那科株式会社 The position correction system and position correcting method of tool replacing apparatus
CN107791074B (en) * 2016-09-06 2019-03-15 发那科株式会社 The position correction system and position correcting method of tool replacing apparatus
US10384320B2 (en) 2016-09-06 2019-08-20 Fanuc Corporation Position compensation system and position compensation method for tool changer
JP2018039068A (en) * 2016-09-06 2018-03-15 ファナック株式会社 Position correction system and position correction method for tool changer
CN108818095A (en) * 2018-07-19 2018-11-16 北京发那科机电有限公司 A kind of cutter replacing method and numerically-controlled machine tool

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5444421B2 (en) Brake abnormality diagnosis method and brake abnormality diagnosis device
JP4218054B1 (en) Machine tool control apparatus and method
TWI579101B (en) Work machine and the drive mechanism of the working machine
US20120221137A1 (en) Machine tool comprising a device for collision monitoring
JP2010099799A (en) Machine tool
WO2020085451A1 (en) Machine tool and control device
WO2022050209A1 (en) Machine tool and information processing device
JP6474339B2 (en) A machine that stops the movement of members on the drive shaft due to brake abnormality
JP7035875B2 (en) Numerical control device, numerical control method, and numerical control program
JP5885105B2 (en) Automatic correction device and automatic correction method for machine tool
JP5636256B2 (en) Feeder
JP4937297B2 (en) Control device for controlling a machine tool capable of driving a plurality of tools
JP4556446B2 (en) Multi-axis machine tool
JP2007105809A (en) Method of detecting slip of main spindle driving belt of machine tool
JP7010261B2 (en) Numerical control device and control method
JP7276193B2 (en) Numerical controller and control method of the numerical controller
JPH03178752A (en) Method for monitoring and controlling tool load
JP2021035707A (en) Machine tool
JP5491220B2 (en) Torque detection device
JP6579708B2 (en) Tool changer
JP2020168687A (en) Machine tool
JP7427850B2 (en) Machine Tools
JP2010214507A (en) Rotating tool control means of machine tool
JP2005222463A (en) Operation control method and operation controller of machine tool at abnormal machining
JPH04235605A (en) Machine tool controller

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110314

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20121012

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121016

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121213

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130201

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20130604