(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024035287
(43)【公開日】2024-03-14
(54)【発明の名称】回転テーブルの制御装置
(51)【国際特許分類】
G05B 19/416 20060101AFI20240307BHJP
B23Q 16/02 20060101ALI20240307BHJP
【FI】
G05B19/416 F
B23Q16/02 C
B23Q16/02 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022139654
(22)【出願日】2022-09-02
(71)【出願人】
【識別番号】303024138
【氏名又は名称】株式会社ニイガタマシンテクノ
(74)【代理人】
【識別番号】100161207
【弁理士】
【氏名又は名称】西澤 和純
(74)【代理人】
【識別番号】100161506
【弁理士】
【氏名又は名称】川渕 健一
(74)【代理人】
【識別番号】100167553
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 久典
(72)【発明者】
【氏名】渋井 聡
(72)【発明者】
【氏名】印南 高明
【テーマコード(参考)】
3C269
【Fターム(参考)】
3C269AB01
3C269BB03
3C269CC13
3C269EF02
3C269MN27
3C269MN32
(57)【要約】
【課題】回転基準位置の設定に煩雑な手間がかかることを抑制することができる回転テーブルの制御装置を提供する。
【解決手段】回転テーブルの制御装置10は、回転電機21と、動力伝達機構22と、回転テーブル23と、リミットスイッチ25と、制御装置27とを備える。動力伝達機構22は回転電機21の動力を回転テーブル23に伝達する。制御装置27は、割り出し処理として、第1動作、第2動作及び第3動作を回転テーブル23に実行させる。第1動作は、所定時間に亘って回転テーブル23を相対的に高速に回転させる。第2動作は、リミットスイッチ25から所定回転位置に応じた信号が出力されるまで回転テーブル23を相対的に低速に回転させる。第3動作は、リミットスイッチ25から所定回転位置に応じた信号が出力された場合に回転テーブル23の回転を停止させる。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転電機と、
前記回転電機の回転軸に連結される動力伝達機構と、
前記動力伝達機構により伝達される前記回転電機の動力によって回転する回転テーブルと、
前記回転テーブルの所定回転位置に応じた信号を出力するリミットスイッチと、
前記回転テーブルの前記所定回転位置の位置決めを行う割り出し処理にて、所定時間に亘って前記回転テーブルを相対的に高速に回転させる第1動作と、前記リミットスイッチから前記所定回転位置に応じた前記信号が出力されるまで前記回転テーブルを相対的に低速に回転させる第2動作と、前記リミットスイッチから前記所定回転位置に応じた前記信号が出力された場合に前記回転テーブルの回転を停止させる第3動作とを実行させる制御装置と
を備える
ことを特徴とする回転テーブルの制御装置。
【請求項2】
前記制御装置は、
前記第2動作の実行中に前記リミットスイッチから前記所定回転位置に応じた前記信号が出力されない状態で前記割り出し処理での前記回転テーブルの回転開始から所定閾時間が経過した場合に前記回転テーブルの回転を停止させる
ことを特徴とする請求項1に記載の回転テーブルの制御装置。
【請求項3】
前記制御装置は、
前記第1動作の実行に先立って前記リミットスイッチが正常であることを検知することができない場合又は前記割り出し処理の実行中に前記回転テーブルの回転異常を検知した場合に前記第1動作の実行を禁止する
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の回転テーブルの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、回転テーブルの制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、例えば工作機械の回転テーブルを駆動するサーボモータに設けられるロータリエンコーダを備え、ロータリエンコーダから出力される位置信号に基づいて回転テーブルの回転を制御する制御装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、上記したような従来技術の制御装置は、ロータリエンコーダによって検出されるサーボモータの回転の絶対位置に基づいて回転テーブルの回転位置を検知する。このため、例えばサーボモータと回転テーブルとの間に設けられる動力伝達機構で動力伝達の不具合が生じると、サーボモータ及び回転テーブルの相互の回転位置の対応を示す基準位置がずれるという問題が生じる。例えば、ベルトドライブによる動力伝達機構の場合、ベルトの滑り又は緩み等によって、回転テーブルの回転の基準位置がずれてしまうおそれがあり、基準位置の再設定等に煩雑な手間を要するという問題が生じる。
【0005】
本発明は、回転基準位置の設定に煩雑な手間がかかることを抑制することができる回転テーブルの制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明は以下の態様を採用した。
本発明の一態様に係る回転テーブルの制御装置は、回転電機と、前記回転電機の回転軸に連結される動力伝達機構と、前記動力伝達機構により伝達される前記回転電機の動力によって回転する回転テーブルと、前記回転テーブルの所定回転位置に応じた信号を出力するリミットスイッチと、前記回転テーブルの前記所定回転位置の位置決めを行う割り出し処理にて、所定時間に亘って前記回転テーブルを相対的に高速に回転させる第1動作と、前記リミットスイッチから前記所定回転位置に応じた前記信号が出力されるまで前記回転テーブルを相対的に低速に回転させる第2動作と、前記リミットスイッチから前記所定回転位置に応じた前記信号が出力された場合に前記回転テーブルの回転を停止させる第3動作とを実行させる制御装置とを備える。
【0007】
上記に記載の回転テーブルの制御装置では、前記制御装置は、前記第2動作の実行中に前記リミットスイッチから前記所定回転位置に応じた前記信号が出力されない状態で前記割り出し処理での前記回転テーブルの回転開始から所定閾時間が経過した場合に前記回転テーブルの回転を停止させてもよい。
【0008】
上記に記載の回転テーブルの制御装置では、前記制御装置は、前記第1動作の実行に先立って前記リミットスイッチが正常であることを検知することができない場合又は前記割り出し処理の実行中に前記回転テーブルの回転異常を検知した場合に前記第1動作の実行を禁止してもよい。
【発明の効果】
【0009】
上記によれば、リミットスイッチから出力される信号によって割り出し処理を実行する制御装置を備えることによって、例えば動力伝達機構による動力伝達の損失等によって回転電機の回転位置と回転テーブルの回転位置との対応関係にずれが生じる場合であっても、回転テーブルの位置決めを適正及び迅速に行うことができる。例えば回転電機の回転位置と回転テーブルの回転位置との所定の対応付けを不要とし、回転位置の設定に煩雑な手間がかかることを抑制することができる。
割り出し処理では、先ず、第1動作を実行させることによって、例えば第1動作を実行させない場合に比べて、回転テーブルの回転に要する時間を短縮させることができる。次に、第2動作を実行させることによって、例えば第2動作を実行させない場合に比べて、リミットスイッチを的確に駆動させることができる。
【0010】
上記の場合、リミットスイッチから信号が出力されない場合に強制的に回転テーブルの回転を停止させることにより、例えばリミットスイッチの異常等の異常状態に対応して、回転テーブルの過剰な回転を抑制することができる。
上記の場合、例えば複数のリミットスイッチのいずれかが異常である場合、又は、例えば回転テーブルの回転停止等の回転異常が生じた場合には、第1動作の実行を禁止することにより、異常状態の悪化を抑制しながら、割り出し処理の実行を継続することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【
図1】本発明の実施形態に係る回転テーブルの制御装置を搭載する工作機械の構成を模式的に示す図。
【
図2】本発明の実施形態での回転テーブルの制御装置の動作を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施形態での回転テーブルの制御装置について、添付図面を参照しながら説明する。
図1は、実施形態に係る回転テーブルの制御装置10を搭載する工作機械1の構成を模式的に示す図である。
実施形態に係る工作機械1は、例えば回転テーブルを有するNC(Numerical Control)フライス盤である。
【0013】
図1に示すように、工作機械1は、例えば、ベース2及びコラム3と、主軸頭4及び主軸5と、正面フライス6と、回転テーブルの制御装置10とを備える。
ベース2はコラム3を支持する。コラム3はベース2の上部に配置されている。コラム3は主軸頭4を支持する。主軸頭4は主軸5を支持する。主軸頭4は主軸5を軸周りに回転させるモータ等を備える。主軸5は正面フライス6を同軸に支持する。主軸5の中心軸と正面フライス6の中心軸とは同軸である。
【0014】
回転テーブルの制御装置10は、例えば、回転電機21と、動力伝達機構22と、回転テーブル23と、ドグ24及びリミットスイッチ25と、ストッパ26と、制御装置27とを備える。
回転電機21は、制御装置27の制御に応じて動力を出力する。回転電機21の回転軸は、動力伝達機構22に連結されている。
動力伝達機構22は、例えば、ピニオンギヤ31と、第1プーリ32及び第2プーリ33と、ベルト34とを備える。
【0015】
ピニオンギヤ31は、回転電機21の回転軸に同軸に固定されている。ピニオンギヤ31の中心軸は回転電機21の回転軸と同軸である。ピニオンギヤ31は、第1プーリ32の歯車部32aに噛み合っている。
第1プーリ32は歯車部32aでピニオンギヤ31に連結されている。第2プーリ33は回転テーブル23に同軸に固定されている。第2プーリ33の中心軸は回転テーブル23の回転軸と同軸である。第1プーリ32及び第2プーリ33の各々は、ベース2に支持され、中心軸の軸周りに回転する。第1プーリ32及び第2プーリ33は、互いの中心軸を平行として、所定間隔をあけて配置されている。
ベルト34は、第1プーリ32及び第2プーリ33に架け渡されている。ベルト34は、例えば歯付きベルト又はVベルト等である。第1プーリ32及び第2プーリ33とベルト34とは、ピニオンギヤ31を介して回転電機21の動力を回転テーブル23に伝達する。
【0016】
回転テーブル23は、第2プーリ33を介してベース2に支持され、回転軸の軸周りに回転する。回転テーブル23は、例えば電磁チャック等によって被削材(ワーク)を固定する。
ドグ24は、例えばベルト34の所定位置に固定されている。
リミットスイッチ25は、例えばベース2に固定されている。実施形態の回転テーブルの制御装置10は、例えば2つのリミットスイッチ25(第1リミットスイッチ及び第2リミットスイッチ)を備えている。2つのリミットスイッチ25は、例えば回転テーブル23の回転軸の軸周りでの回転の半回転(180°の回転)毎に対応する位置に配置されている。各リミットスイッチ25は、例えば、ベルト34の回転に伴って移動するドグ24が回転テーブル23の半回転毎に接触することによって駆動され、ON信号を出力する。
ストッパ26は、例えばベース2に固定されている。ストッパ26はリミットスイッチ25の近傍で所定距離だけ離れて配置されている。実施形態の回転テーブルの制御装置10は、例えば2つのリミットスイッチ25(第1リミットスイッチ及び第2リミットスイッチ)に対応して2つのストッパ26(第1ストッパ及び第2ストッパ)を備える。ストッパ26は、ベルト34の回転に伴って移動するドグ24に接触することによって、ドグ24の移動及び回転テーブル23の回転を規制する。
【0017】
制御装置27は、工作機械1の動作を制御する。制御装置27は、例えばCPU(Central Processing Unit)等のプロセッサによって所定のプログラムが実行されることにより機能するソフトウェア機能部である。ソフトウェア機能部は、CPUなどのプロセッサ、プログラムを格納するROM(Read Only Memory)、データを一時的に記憶するRAM(Random Access Memory)及びタイマーなどの電子回路を備えるECU(Electronic Control Unit)である。なお、制御装置27の少なくとも一部は、LSI(Large Scale Integration)などの集積回路であってもよい。
【0018】
制御装置27は、例えば、リミットスイッチ25から出力される信号に基づき、回転テーブル23の所定回転位置の位置決めを行う割り出し処理を実行する。所定回転位置は、例えば、回転テーブル23の回転軸の軸周りでの0°及び180°に対応する位置である。制御装置27は、割り出し処理として、例えば、第1動作、第2動作及び第3動作を回転テーブル23に実行させる。第1動作は、所定時間に亘って回転テーブル23を相対的に高速に回転させる。第2動作は、リミットスイッチ25から所定回転位置に応じた信号が出力されるまで回転テーブル23を相対的に低速に回転させる。第3動作は、リミットスイッチ25から所定回転位置に応じた信号が出力された場合に回転テーブル23の回転を停止させる。
【0019】
以下、回転テーブルの制御装置10の動作として、制御装置27が実行する割り出し処理について説明する。
図2は、実施形態での回転テーブルの制御装置10の動作を示すフローチャートである。
【0020】
先ず、
図2に示すステップS01にて制御装置27は、例えば回転テーブル23が所定回転位置であり、リミットスイッチ25がドグ24によって駆動されている状態にて、割り出し処理の実行を開始する。
次に、ステップS02にて制御装置27は、リミットスイッチ25(例えば、第1リミットスイッチ)が正常であるか否かを判定する。例えば、制御装置27は、ドグ24の駆動によってリミットスイッチ25からON信号が出力されているか否かを判定する。この判定結果が「NO」の場合、制御装置27は処理をステップS03に進める。一方、この判定結果が「YES」の場合、制御装置27は処理をステップS04に進める。
【0021】
そして、ステップS03にて制御装置27は、回転テーブル23を相対的に低速に回転させる第2動作による低速割出の実行を開始し、処理を後述するステップS08に進める。
また、ステップS04にて制御装置27は、回転テーブル23を相対的に高速に回転させる第1動作による高速割出の実行を開始する。
次に、ステップS05にて制御装置27は、例えば回転テーブル23の回転停止等の回転異常の発生が無いか否かを判定する。この判定結果が「NO」の場合、つまり回転異常が有る場合、制御装置27は処理を後述するステップS07に進める。一方、この判定結果が「YES」の場合、つまり回転異常が無い場合、制御装置27は処理をステップS06に進める。
【0022】
次に、ステップS06にて制御装置27は、割り出し処理での回転テーブル23の回転開始から所定第1時間が経過したか否かを判定する。所定第1時間は、例えば回転テーブル23が所定の高速回転で180°未満の所定第1角度だけ回転するのに要する時間である。180°未満の所定第1角度は、次のリミットスイッチ25(例えば、第2リミットスイッチ)がON信号を出力するより前の状態、つまりリミットスイッチ25がOFFの状態である。
この判定結果が「NO」の場合、制御装置27は処理をステップS05に戻す。一方、この判定結果が「YES」の場合、制御装置27は処理をステップS07に進める。
【0023】
次に、ステップS07にて制御装置27は、第1動作による高速割出の実行から第2動作による低速割出の実行への切り替えを行う。
次に、ステップS08にて制御装置27は、リミットスイッチ25(例えば、第2リミットスイッチ)からON信号が出力されているか否かを判定する。この判定結果が「NO」の場合、制御装置27は処理をステップS09に進める。一方、この判定結果が「YES」の場合、制御装置27は処理を後述するステップS11に進める。
【0024】
そして、ステップS09にて制御装置27は、割り出し処理での回転テーブル23の回転開始から所定第2時間が経過したか否かを判定する。所定第2時間は、例えば回転テーブル23が180°以上及び所定閾角度未満の所定第2角度だけ回転するのに要する時間である。180°以上及び所定閾角度未満の所定第2角度は、ドグ24がリミットスイッチ25とストッパ26との間にある状態、つまりドグ24がリミットスイッチ25を超えた後に、ドグ24に到達するより前の状態である。なお、所定第2時間は、上述したステップS02での判定結果が「NO」の場合と、上述したステップS05での判定結果が「YES」の場合と、上述したステップS05での判定結果が「NO」の場合との各々にて、互いに異なるように設定されてもよい。
この判定結果が「NO」の場合、制御装置27は処理をステップS08に戻す。一方、この判定結果が「YES」の場合、制御装置27は処理をステップS10に進める。
【0025】
次に、ステップS10にて制御装置27は、例えばリミットスイッチ25の異常等の異常状態の発生に対応して、強制的に回転テーブル23の回転を停止させ、処理をエンドに進める。
また、ステップS11にて制御装置27は、割り出し処理の実行を正常に完了させるために回転テーブル23の回転を停止させ、処理をエンドに進める。
【0026】
上述したように、実施形態の回転テーブルの制御装置10は、リミットスイッチ25から出力される信号によって割り出し処理を実行する制御装置27を備えることによって、例えば動力伝達機構22による動力伝達の損失等によって回転電機21の回転位置と回転テーブル23の回転位置との対応関係にずれが生じる場合であっても、回転テーブル23の位置決めを適正及び迅速に行うことができる。例えば回転電機21の回転位置と回転テーブル23の回転位置との所定の対応付けを不要とし、回転位置の設定に煩雑な手間がかかることを抑制することができる。
【0027】
リミットスイッチ25から出力される信号によって割り出し処理を実行するので、例えばアブソリュートシステム等のように位置情報を保持するためのバッテリを必要とせず、装置構成及び装置の保守等に煩雑な手間がかかることを抑制することができる。
割り出し処理では、先ず、第1動作を実行させることによって、例えば第1動作を実行させない場合に比べて、回転テーブル23の回転に要する時間を短縮させることができる。次に、第2動作を実行させることによって、例えば第2動作を実行させない場合に比べて、リミットスイッチ25を的確に駆動させることができる。
【0028】
リミットスイッチ25からON信号が出力されない場合に強制的に回転テーブル23の回転を停止させることにより、例えばリミットスイッチ25の異常等の異常状態に対応して、回転テーブル23の過剰な回転を抑制することができる。
例えば複数のリミットスイッチ25のいずれかが異常である場合、又は、例えば回転テーブル23の回転停止等の回転異常が生じた場合には、第1動作の実行を禁止することにより、異常状態の悪化を抑制しながら、割り出し処理の実行を継続することができる。
【0029】
(変形例)
以下、実施形態の変形例について説明する。なお、上述した実施形態と同一部分については、同一符号を付して説明を省略又は簡略化する。
上述した実施形態では、回転テーブルの制御装置10は、例えば、回転電機21の回転角度を検出するロータリエンコーダ等のセンサを備えてもよい。この場合、制御装置27は、例えば、リミットスイッチ25から出力される信号に加えて、回転電機21の回転角度を検出するロータリエンコーダ等のセンサから出力される信号を併用して割り出し処理を実行してもよい。
【0030】
本発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き替え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【0031】
1…工作機械、10…回転テーブルの制御装置、21…回転電機、22…動力伝達機構、23…回転テーブル、24…ドグ、25…リミットスイッチ、26…ストッパ、27…制御装置。