JPH0558851B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、工作機械の送り安全装置に関する。
更に詳しくは、工作機械の送り駆動装置に付けた
送り安全のためのトルクリミツタの自動復帰装置
に関する。

［従来技術］ 工作機械の送り駆動係に過負荷がかかつたとき
に、機械を保護するために動力の伝達を遮断する
トルクリミツタが設けられている。このトルクリ
ミツタは、送りねじに設けられていることが多
い。切削部に何らかの原因で設定値以上のトルク
がかかると、トルクリミツタのスプリングで押さ
れた噛み合い部分が離脱するタイプが知られてい
る。このトルクリミツタの噛み合いの位置は、円
周上の位置に複数個所設けてある。

［発明が解決しようとする問題点］］ 従来、トルクリミツタが働いて復帰のためにサ
ーボモータ側と送りねじ側を再度噛み合わせたと
き、噛み合い箇所が複数あり位相がずれてしまう
このためその都度機械原点の調整を必要とし、稼
働率に支障をきたしていた。

本発明は、トルクリミツタの噛み合い位置を１
か所に限定し、自動的にトルクリミツタを復帰さ
せることで、機械稼働率の向上を図るトルクリミ
ツタ自動復帰装置を提供するものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、前記問題点を解決するために次の手
段を採る。

サーボモータと、該サーボモータによつて駆動
される送り軸と、サーボモータと送り軸との間に
設けられ設定値以上のトルクが負荷されると伝達
動力を遮断するトルクリミツタとを有する送り安
全装置において、前記トルクリミツタにサーボモ
ータ側と送り軸側との間でトルクを伝達するため
に円周上の１か所で噛み合う噛合機構と、該噛合
機構の噛み合いと離脱とを検知するセンサと、サ
ーボモータを回転させるためのパルスを発生する
パルス発生手段と、該パルス発生手段からのパル
ス信号の数が設定値以内で前記センサが感知した
か否かを判断するパルス判定手段と、該パルス判
定手段の結果を表示する表示手段とを有するトル
クリミツタ自動復帰装置である。

［作用］ 設定値以上の負荷が刃物台にかかると、刃物台
の送り軸とサーボモータとの間の動力伝達機構中
に設けられた円周上の１箇所にのみ噛合うトルク
リミツタが作動する。この作動をセンサが検知し
て表示すると、オペレータが負荷の原因を取り除
き、自動復帰ボタンを押す。パルス発生手段によ
りパルスを発生させサーボモータを回転駆動させ
る。設定パルス数に復帰が完了したか否か判定し
て、トルクリミツタの自動復帰が完了する。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面とともに説明す
る。第１図に示すものは、本発明のトルクリミツ
タ自動復帰装置を有するNC制御装置の機能ブロ
ツク図である。CPUIにつながるバス２を挟んで
左欄上段には、表示器３、キーボード４が設けら
れていて、これらは入出力回路５を経てバス２に
導通している。また、NC制御装置には、形状、
切削条件等を含む。加工データフアイル６を内蔵
している。

バス２の右上欄にはテーブル１５を駆動するサ
ーボ機構が示されている。テーブル１５にはナツ
ト１４が設けられ、このナツト１４ねじ込まれた
送りねじ１３によりテーブル１５は駆動される。
送りねじ１３にはブレーキ１６が設けてあり、必
要に応じて作動できる。送りねじ１３には、歯付
プーリ１２はめられている。歯付プーリ１２に
は、タイミングベルト１１が掛け渡されていて、
このタイミングベルト１１サーボモータ９の歯付
プーリ１０に噛み合つている。本例では、歯付プ
ーリ１０と歯付プーリ１２とのギヤ比は整数比に
してある。サーボモータ９は、ブレーキを内蔵し
ているタイプのモータである。サーボモータ９
は、増巾器８を介して補間器７により制御され。
補間器７はバス２につながつており、CPUIの管
理下におかれる。

第２図に示すものは、トルクリミツタ３０の詳
細図である。送りねじ１３に、歯付プーリ１２が
回転自在にボールベアリングを介して設けてあ
る。歯付プーリ１２の側面には、ボール保持体３
１が固定してあり、ボール保持体３１には複数の
ボール３３をはめ込むために非等間隔にボール穴
３２が形成してある。一方、送りねじ軸１３の一
端には、ボール受体３５がボルト３６で固定して
ある。ボール受体３５には、前記ボール３３の数
に対応して凹溝である凹球面３４が設けられてい
る。この凹球面３４円周上の配置は、等間隔でな
いので、ボール保持体３１、ボール３３、ボール
受体３５の噛み合い位置は１か所のみである。

ボール３３の外周には、移動押圧体３８が設け
られ、この移動押圧体３８のテーパ面３９でボー
ル３３を皿バネ３７で押圧するように設けてあ
り、その凹圧の分力でボール３３を凹球面３４に
押している。皿バネ３７は、ボール保持体３１と
移動押圧体３８との間に介在させて設けある。移
動押圧体３８の外周の一部には、大径の凸部４０
が形成してあり、この凸部４０の外周に近接して
近接スイツチ型のセンサ１７が配置してある。

第１図の手動パルス発生器２０、制御盤に通常
設けられているものでマニユアルで刃物台を動か
すときなどに使用するものである。ハンドルを回
すと、手動パルス発生器２０からパルス信号を発
生する。本実施例ではサーボモータ１回転当たり
100パルスを発生させる。トルクリミツタ３０が
作動しセンサ１７から異常信号が発生すると、ア
ンドゲート２１に異常信号が出される。異常信号
が出たらオペレータが、手動パルス発生器２０ハ
ンドルを回すとパルス信号を発生する。このパル
ス信号はカウンタ２２によりパルス数がカウンタ
とされる。カウンタ２２は、比較器２３につなが
つており、比較器２３の出力はバス２に導通して
いる。同時にインバータ２４を介してアラーム２
５に導通している。アラーム２５は表示器３に表
示される。

制御装置の作動 第３図に示すものは、トルクリミツタ自動復帰
装置の動作の概要を示すフロー図である。設定値
以上のトルクが送り軸に負荷されると、トルクリ
ミツタ３０が作動し、オペレータは、トルクリミ
ツタ３０の自動復帰ボタンを押す。どの送り軸に
過負荷がかかつたのか軸を判定し、その軸にブレ
ーキをかけて固定する。その軸のサーボモータを
逆転させ、トルクリミツタの噛み合いを元の位置
に戻し、それをセンサで検出し、復帰を完了す
る。サーボモータが１回転してもセンサが感知し
なければアラームを出す。

第４図に示すものは、前記トルクリミツタ自動
復帰装置の制御動作を示すフローチヤートであ
る。以下、フローチヤートにしたがつて制御装置
の動作を詳記する。異常がない状態では通常の加
工が続行する。（ステツプ、）。トルクリミツ
タ３０に異常が発生すると、これをセンサ１７が
感知しサーボモータ９のブレーキに非常停止がか
かり送り駆動系が停止する（ステツプ）。表示
部３には、トルクリミツタ３０の異常を表示する
（ステツプ）。ステツプで作業者の指示を待
つ。作業者は、トルクリミツタ３０が作動した原
因、例えば切り込みが大きすぎて作動した場合
は、切り込みを減少させる。

この作業が終了したら、作業者は自動復帰の押
釦を押す（ステツプ）。ステツプでＸ軸の送
りねじ１３の異常か否かの判断をする。Ｘ軸の送
りが異常であれば、ステツプに進みサーボモー
タ９のブレーキを解放する。送りねじ１３のブレ
ーキ１６を作動させて、送りねじ１３が作動しな
いように固定する（ステツプ）。手動パルス発
生器２０のハンドルを回転駆動させる（ステツプ
）。この手動パルス発生器２０のパルスの発生
により、サーボモータ９が逆方向回転駆動され
て、歯付プーリ１０、タイミングベルト１１、歯
付プーリ１２が回転される。

歯付プーリ１２が回転すると、ボール保持体３
１、ボール３３が共に回転する。ボール３３が所
定位置（本例では円周位置の１か所）にくると、
ボール受体３５の凹球面３４にはまり元の噛み合
い位置に復帰する。この復帰はセンサ１７が感知
しすると（ステツプ）、ステツプでパルス数
100パルス以内かを判断する。すなわち、サーボ
モータ９の回転で移動押圧体３８の凸部４０が１
回転以内でセンサ１７が作動したか否か判断す
る。

噛み合い位置は、円周の１か所にのみ設けてあ
るので、サーボモータ９の回転で移動押圧体３８
の凸部４０が１回転してもセンサ１７作動しない
ということは、他に何らかの異常があると判断さ
れるのアラームを出す（ステツプ）。このアラ
ームがでたら、オペレータは原因を解明し、その
原因を取り除く。100パルス以内であればトルク
リミツタ１７は、元の位置に復帰したことになり
作業は自動的に完了する。一方、ステツプでＸ
軸が異常でないとすればＺ軸の送りの異常か否か
判断し、前記Ｘ軸の異常と同様の作動を行わせ
る。

［他の実施例］ 前記したトルクリミツタ３０は、ボール３３を
介して連結したものであるが、電磁クラツチ、摩
擦クラツチなど過負荷がかかれば動力伝達を遮断
するものであれば、従来周知のどのタイプのトル
クリミツタでも良い。ただし、電気的又は機械的
に円周上の１箇所の回転角度位置を検出するもの
でなければならない。前記実施例では100パルス
以上でアラーム信号を発生させたが、機械の慣
性、サーボモータの特性、サーボモータのブレー
キの応答速度等を考慮して決められるものであつ
て、100パルスに限定する必要はない。また、復
帰時にサーボモータ９を正転させても良い。更
に、前記実施例のパルス発生は手動パルス発生器
であつたが、復帰ボタンを押すと自動的にパルス
を発生させるものであれば完全自動化になる。

［効果］ 以上、詳記したようにトルクリミツタの噛み合
い位置を１箇所として復帰を自動化したので、機
械の稼働率の向上を図れた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のトルクリミツタ自動復帰装置
の機能を示すブロツク図、第２図はトルクリミツ
タの構造を示す図、第３図はトルクリミツタ制御
装置の機能の概要を示すフロー図、第４図は第３
図のフローの詳細図を示す。 １……CPU、９……サーボモータ、３０……
トルクリミツタ、１７……センサ、２０……手動
パルス発生器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ サーボモータと、該サーボモータによつて駆
   動される送り軸と、サーボモータと送り軸との間
   に設けられ設定値以上のトルクが負荷されると伝
   達動力を遮断するトルクリミツタとを有する送り
   安全装置において、前記トルクリミツタにサーボ
   モータ側の送り軸側との間でトルクを伝達するた
   めに円周上の１か所で噛み合う噛合機構と、該噛
   合機構の噛み合いと離脱とを検知するセンサと、
   サーボモータを回転させるためのパルスを発生す
   るパルス発生手段と、該パルス発生手段からのパ
   ルス信号の数が設定値以内で前記センサが感知し
   たか否かを判断するパルス判定手段と、該パルス
   判定手段の結果を表示する表示手段とを有するト
   ルクリミツタ自動復帰装置。