特許 7448650 工作機械システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-04

(45)【発行日】2024-03-12

(54)【発明の名称】工作機械システム

(51)【国際特許分類】

   B23Q 11/12 20060101AFI20240305BHJP

   G05B 19/4063 20060101ALI20240305BHJP

【ＦＩ】

B23Q11/12 E

G05B19/4063 L

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2022526570

(86)(22)【出願日】2021-05-25

(86)【国際出願番号】 JP2021019749

(87)【国際公開番号】W WO2021241556

(87)【国際公開日】2021-12-02

【審査請求日】2022-12-19

(31)【優先権主張番号】P 2020094120

(32)【優先日】2020-05-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106002

【弁理士】

【氏名又は名称】正林 真之

(74)【代理人】

【識別番号】100165157

【弁理士】

【氏名又は名称】芝 哲央

(74)【代理人】

【識別番号】100160794

【弁理士】

【氏名又は名称】星野 寛明

(72)【発明者】

【氏名】西村 卓真

【審査官】豊島 唯

(56)【参考文献】

【文献】特開平０７－０４０１８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１３６７８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１０１４４９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｑ １１／１２

Ｇ０５Ｂ １９／４０６３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

工作機械の送り軸へ潤滑油を供給する潤滑油供給部と、
加工プログラムを解析し、前記送り軸において特定の往復動作が行われるか否かを判定するコード解析部と、
前記特定の往復動作が行われると判定された場合、前記工作機械が前記特定の往復動作を行う際に、前記潤滑油供給部による前記潤滑油の供給を専用パターンに変更する制御部と、
を備え、
前記送り軸は、ボールねじを含み、前記コード解析部は、前記加工プログラムにおいて、前記ボールねじの第１反転位置から第２反転位置への第１移動距離と、前記第２反転位置から指令位置への第２移動距離との両方が特定距離以内である場合、前記送り軸において前記特定の往復動作が行われると判定する、
工作機械システム。

【請求項2】

前記制御部は、前記特定の往復動作が行われないと判定された場合、前記工作機械が通常動作を行う際に、前記潤滑油供給部による前記潤滑油の供給を通常パターンに変更する、請求項１に記載の工作機械システム。

【請求項3】

前記通常パターン及び前記専用パターンは、それぞれ前記潤滑油の吐出間隔及び吐出期間を含み、
前記専用パターンにおける前記吐出間隔及び前記吐出期間は、それぞれ、前記通常パターンにおける前記吐出間隔及び前記吐出期間よりも短い、請求項２に記載の工作機械システム。

【請求項4】

前記特定の往復動作は、前記ボールねじのリード幅以内の距離において行われる往復動作を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の工作機械システム。

【請求項5】

前記工作機械が前記特定の往復軸動作を行う際に、前記特定の往復動作が実行されたことを示す報知情報を表示部に表示させる表示制御部を更に備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の工作機械システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工作機械システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、送り軸に対してボールねじ及びリニアガイドを使用する工作機械は、ボールねじ及びリニアガイドに潤滑油を供給する潤滑装置を有する。潤滑装置は、工作機械の動作中に、一定の時間間隔で動作する（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の方法は、工作機械の運転時に、テ－ブルが支持体の案内面を往復移動している時間を積算し、積算時間が時間Ｔ０になったときに、案内面へ潤滑油を一定時間ｔ０内に一定量Ｖ０供給する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００１－３３４４４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このような工作機械において、潤滑油の吐出間隔が長すぎると、潤滑油が不足し、ボールねじを摩耗させてしまう。一方、潤滑油の吐出間隔が短すぎると、潤滑油の消費量が増大してしまう。特に、ボールねじにおいて揺動動作が行われる場合、ボールの接触点が集中的に接触する。そのため、潤滑油による油膜が形成されにくく、フレッチングが生じ、ボールねじが摩耗しやすい。ボールねじが摩耗すると、工作機械の加工精度が低下する等の問題を生じる。しかし、単純に潤滑油の吐出間隔を長くすると、潤滑油の消費量が増大するという問題を生じる。そこで、工作機械に動作に応じて適切な量の潤滑油を提供することが望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示に係る工作機械システムは、工作機械の送り軸へ潤滑油を供給する潤滑油供給部と、加工プログラムを解析し、前記送り軸において特定の往復動作が行われるか否かを判定するコード解析部と、前記特定の往復動作が行われると判定された場合、前記工作機械が前記特定の往復動作を行う際に、前記潤滑油供給部による前記潤滑油の供給を専用パターンに変更する制御部と、を備える。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、工作機械に動作に応じて適切な量の潤滑油を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本実施形態に係る工作機械システムの概要を示す図である。

【図2】潤滑油供給部の動作について説明する図である。

【図3】ボールねじの特定の往復動作について説明する図である。

【図4】工作機械システムの処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明の実施形態の一例について説明する。図１は、本実施形態に係る工作機械システム１の概要を示す図である。
工作機械システム１は、数値制御装置１０と、工作機械２０と、を備える。
数値制御装置１０は、工作機械２０を制御することにより、工作機械２０に所定の機械加工等を行わせるための装置である。

【0009】

数値制御装置１０は、コード解析部１１と、バッファメモリ１２と、制御部１３と、表示制御部１４と、表示部１５と、を備える。
工作機械２０は、数値制御装置１０の制御に基づいて、切削加工等の所定の機械加工等を行う装置である。

【0010】

工作機械２０は、サーボアンプ２１と、サーボモータ２２と、ボールねじ２３と、リニアガイド２４と、ＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２５と、潤滑油供給部２６と、を備える。

【0011】

コード解析部１１は、加工プログラムＰのコードを解析し、送り軸としてのボールねじ２３及びリニアガイド２４において特定の往復動作が行われるか否かを判定する。
バッファメモリ１２は、例えば揮発性メモリ等で構成され、コード解析部１１から提供されたデータを記憶し、当該データを適切なタイミングで制御部１３へ送信する。

【0012】

制御部１３は、加工プログラムＰに基づいて潤滑油供給部２６による潤滑油の供給を制御する。具体的には、制御部１３は、コード解析部１１により特定の往復動作が行われると判定された場合、工作機械２０が特定の往復軸動作を行う際に、潤滑油供給部２６による潤滑油の供給を専用パターンに変更する。なお、制御部１３による制御の詳細は後述する。

【0013】

表示制御部１４は、制御部１３の制御に従い、表示部１５に所定の情報を表示させる。具体的には、表示制御部１４は、工作機械２０が特定の往復軸動作を行う際に、特定の往復動作が実行されたことを示す報知情報を表示部１５に表示させる。

【0014】

表示部１５は、液晶ディスプレイ等で構成され、表示制御部１４の制御に従い、所定の情報を表示する。
サーボアンプ２１は、制御部１３から制御信号を受信し、サーボモータ２２の駆動を制御する。

【0015】

サーボモータ２２は、サーボモータ２２の制御に従って駆動される。サーボモータ２２の回転によって、ボールねじ２３が駆動される。
ボールねじ２３は、サーボモータ２２の回転によって駆動される。また、ボールねじ２３は、潤滑油供給部２６から潤滑油の供給を受ける。

【0016】

リニアガイド２４は、ボールねじ２３の駆動に従って動作する。また、リニアガイド２４は、潤滑油供給部２６から潤滑油の供給を受ける。

【0017】

ＰＬＣ２５は、制御部１３からバス（図示せず）を介して機能信号等を受け付ける。そして、ＰＬＣ２５は、これらの信号をシーケンス・プログラムによって処理し、処理された出力信号を工作機械２へ出力する。

【0018】

潤滑油供給部２６は、ＰＬＣ２５から出力された出力信号の制御に従い、工作機械２０の送り軸としてのボールねじ２３及びリニアガイド２４へ潤滑油を供給する。

【0019】

図２は、潤滑油供給部２６の動作について説明する図である。
図２において、専用パターンは、特定の往復動作時における吐出間隔Ａ１及び吐出期間Ａ２を含み、通常パターンは、上述した通常動作時における吐出間隔Ｂ１及び吐出期間Ｂ２を含む。

【0020】

吐出間隔Ａ１は、ボールねじ２３による特定の往復動作時における潤滑油の吐出間隔を示し、吐出期間Ａ２は、ボールねじ２３による特定の往復動作時における潤滑油の吐出期間を示す。
また、吐出間隔Ｂ１は、ボールねじ２３による通常動作時における潤滑油の吐出間隔を示し、吐出期間Ｂ２は、ボールねじ２３による通常動作時における潤滑油の吐出期間を示す。

【0021】

図２に示すように、特定の往復動作時における吐出間隔Ａ１は、通常動作時における吐出間隔Ｂ１よりも短い。また、特定の往復動作時における吐出期間Ａ２は、通常動作時における吐出期間Ｂ２よりも短い。

【0022】

ここで、特定の往復動作とは、例えば、ボールねじ２３のリード幅以内の距離において行われる往復動作をいう。なお、ボールねじ２３のリード幅は、ボールねじ２３のボールの一回転に伴い、ボールねじ２３が軸方向に進む距離を示す。

【0023】

このような特定の往復動作が行われる場合、ボールねじ２３及びリニアガイド２４は、ボールの接触点が集中的に接触し、通常動作時よりも摩耗しやすくなる。そのため、通常動作と同様に潤滑油を供給すると、潤滑油による油膜が形成されにくく、フレッチングが生じ、ボールねじが摩耗しやすい。また、単純に潤滑油の吐出間隔を長くすると、潤滑油の消費量が増大するという問題を生じる。そこで、本実施形態に係る工作機械システム１は、特定の往復動作を行う際に、潤滑油の供給を専用パターンに変更することによって適切な量の潤滑油を提供する。

【0024】

図３は、ボールねじ２３の特定の往復動作について説明する図である。
図３に示すように、ボールねじ２３の１回目の反転位置Ｃ１から２回目の反転位置Ｃ２への移動距離を移動距離Ｌ１とし、２回目の反転位置Ｃ２から次の指令位置Ｃ３への移動距離を移動距離Ｌ２とする。また、特定距離Ｌは、ボールねじ２３のリード幅を示す。

【0025】

そして、加工プログラムＰにおいて、移動距離Ｌ１及び移動距離Ｌ２の両方が特定距離Ｌ以内である場合、コード解析部１１は、ボールねじ２３において特定の往復動作が行われると判定する。

【0026】

制御部１３は、コード解析部１１により特定の往復動作が行われると判定された場合、工作機械２０が特定の往復軸動作を行う際に、潤滑油供給部２６による潤滑油の供給を専用パターンに変更する。

【0027】

また、制御部１３は、コード解析部１１により特定の往復動作が行われると判定されない場合、潤滑油供給部２６による潤滑油の供給を通常パターンによって行う。

【0028】

図４は、工作機械システム１の処理を示すフローチャートである。
ステップＳ１において、コード解析部１１は、加工プログラムＰのコードを解析する。
ステップＳ２において、コード解析部１１は、ボールねじ２３において特定の往復動作が行われるか否かを判定する。特定の往復動作が行われると判定された場合（ＹＥＳ）、処理は、ステップＳ３へ移る。一方、特定の往復動作が行われないと判定された場合（ＮＯ）、処理は、ステップＳ４へ移る。

【0029】

ステップＳ３において、コード解析部１１は、加工プログラムＰにおいて特定の往復動作が行われると判定されたブロックにフラグを設定する。
ステップＳ４において、コード解析部１１は、加工プログラムＰ全体の解析が終了したか否かを判定する。加工プログラムＰ全体の解析が終了した場合（ＹＥＳ）、処理は、ステップＳ５へ移る。一方、加工プログラムＰ全体の解析が終了していない場合（ＮＯ）、処理は、ステップＳ１へ戻る。

【0030】

ステップＳ５において、制御部１３は、加工プログラムＰに従って、加工プログラムＰを構成する各ブロックを実行する。これにより、ボールねじ２３及びリニアガイド２４は、制御部１３の制御に従って動作する。

【0031】

ステップＳ６において、制御部１３は、潤滑油供給部２６による潤滑油の供給を通常時パターンに変更する。また、制御部１３は、既に通常パターンに設定されている場合、通常時パターンを維持する。これにより、潤滑油供給部２６は、通常パターンによってボールねじ２３及びリニアガイド２４に潤滑油を供給する。

【0032】

ステップＳ７において、制御部１３は、実行しているブロックにフラグが設定されているか否かを判定する。フラグが設定されている場合（ＹＥＳ）、処理は、ステップＳ８へ移る。一方、フラグが設定されていない場合（ＮＯ）、処理は、ステップＳ５へ戻る。

【0033】

ステップＳ８において、制御部１３は、潤滑油供給部２６による潤滑油の供給を専用パターンに変更する。
ステップＳ９において、表示制御部１４は、特定の往復動作が実行されたことを示す報知情報（例えば、メッセージ等）を表示部１５に表示させる。

【0034】

ステップＳ１０において、制御部１３は、加工プログラムＰの実行が終了したか否かを判定する。加工プログラムＰの実行が終了した場合（ＹＥＳ）、処理はその後終了する。一方、加工プログラムＰの実行が終了していない場合（ＮＯ）、処理は、ステップＳ７へ戻る。

【0035】

以上説明したように、本実施形態によれば、工作機械システム１は、工作機械２０のボールねじ２３及びリニアガイド２４へ潤滑油を供給する潤滑油供給部２６と、加工プログラムＰを解析し、ボールねじ２３及びリニアガイド２４において特定の往復動作が行われるか否かを判定するコード解析部１１と、特定の往復動作が行われると判定された場合、工作機械２０が特定の往復動作を行う際に、潤滑油供給部２６による潤滑油の供給を専用パターンに変更する制御部１３と、を備える。

【0036】

これにより、工作機械システム１は、ボールねじ２３及びリニアガイド２４の動作に先行して加工プログラムを解析し、特定の往復動作の開始と同時に潤滑油の供給を専用パターンによって行う。したがって、工作機械システム１は、特定の往復動作が行われる場合であっても、工作機械２０に動作に応じて適切な量の潤滑油を提供することができる。

【0037】

また、制御部１３は、特定の往復動作が行われないと判定された場合、工作機械２０が通常動作を行う際に、潤滑油供給部２６による潤滑油の供給を通常パターンに変更する。これにより、工作機械システム１は、特定の往復動作を行わない場合にも工作機械２０に動作に応じて適切な量の潤滑油を提供することができる。

【0038】

また、通常パターン及び専用パターンは、それぞれ潤滑油の吐出間隔及び吐出時間を含み、専用パターンにおける吐出間隔及び吐出時間は、通常パターンにおける吐出間隔及び吐出時間よりも短い。これにより、工作機械システム１は、通常動作及び特定の往復動作の両方において適切な量の潤滑油を供給することができる。

【0039】

また、送り軸は、ボールねじ２３を含み、特定の往復動作は、ボールねじ２３のリード幅以内の距離において行われる往復動作を含む。これにより、工作機械システム１は、ボールねじ２３の特定の往復動作に応じて適切な量の潤滑油を供給することができる。

【0040】

また、工作機械システム１は、工作機械２０が特定の往復軸動作を行う際に、特定の往復動作が実行されたことを示す報知情報を表示部１５に表示する表示制御部１４を更に備える。これにより、工作機械システム１は、例えば、工作機械２０を使用するオペレータに対して特定の往復動作が行われることを適切に報知することができる。

【0041】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記の工作機械システム１は、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。また、上記の工作機械システム１により行なわれる制御方法も、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。ここで、ソフトウェアによって実現されるとは、コンピュータがプログラムを読み込んで実行することにより実現されることを意味する。

【0042】

プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（ｔａｎｇｉｂｌｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｄｉｕｍ）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えば、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば、光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ ＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ））を含む。

【0043】

また、上述した各実施形態は、本発明の好適な実施形態ではあるが、上記各実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。

【符号の説明】

【0044】

１ 工作機械システム
１０ 数値制御装置
２０ 工作機械
１１ コード解析部
１２ バッファメモリ
１３ 制御部
１４ 表示制御部
１５ 表示部
２１ サーボアンプ
２２ サーボモータ
２３ ボールねじ
２４ リニアガイド
２５ ＰＬＣ
２６ 潤滑油供給部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】