JP2009101478A - Wire elongation detecting device in counterbalance mechanism of spindle head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主軸頭カウンターバランス機構におけるワイヤ伸び検知装置に係り、特に、NC工作機械において主軸頭とバランスウェイトをつなぐワイヤの伸びを検知し、使用限界に達っしたか否かを的確に把握できるようにする主軸頭カウンターバランス機構におけるワイヤ伸び検知装置に関する。 The present invention relates to a wire elongation detection device in a spindle head counterbalance mechanism, and in particular, in an NC machine tool, detects the elongation of a wire connecting the spindle head and a balance weight and accurately grasps whether or not the usage limit has been reached. The present invention relates to a wire elongation detecting device in a spindle head counterbalance mechanism.
主軸頭が上下方向に移動する工作機械では、主軸頭の重量にバランスするバランスウェイトを吊ることにより、主軸頭送り機構の負荷を軽減させている。この種のカウンターバランス機構では、コラムの上端にプーリまたはスプロケットを設置し、このプーリまたはスプロケットに巻き掛けたワイヤまたはチェーンの一端を主軸頭に、他端をバランスウェイトに接続している。 In a machine tool in which the spindle head moves in the vertical direction, the load on the spindle head feed mechanism is reduced by suspending a balance weight that balances the weight of the spindle head. In this type of counter balance mechanism, a pulley or sprocket is installed at the upper end of a column, one end of a wire or chain wound around the pulley or sprocket is connected to the spindle head, and the other end is connected to a balance weight.
このようなカウンターバランス機構では、ワイヤやチェーンに常に大きな荷重がかかっているため、次第に伸びが生じてくる。この伸びを極限まで放置していると、破断する可能性がある。 In such a counterbalance mechanism, since a large load is always applied to the wire or chain, elongation occurs gradually. If this elongation is left to the limit, it may break.
ワイヤやチェーンの伸びを検知する従来技術としては、例えば、特許文献1に記載されているものがある。
この特許文献1には、あらかじめ決められた特定の位置に主軸頭を位置決めしておき、このときのバランスウェイトの位置で検出信号が発生するように検出器を配置することが記載されている。チェーンの伸びが大きくなると、主軸頭が特定位置に移動したときに検出器から検出信号が与えられないことから、チェーンの伸びが規定量以上になったことを判別することができる。
This Patent Document 1 describes that a spindle head is positioned at a specific position determined in advance, and a detector is arranged so that a detection signal is generated at the balance weight position at this time. If the chain length increases, a detection signal is not given from the detector when the spindle head moves to a specific position, so that it can be determined that the chain length exceeds a specified amount.
しかしながら、特許文献1に挙げた従来技術のように、主軸頭をあらかじめ決めた特定位置に位置決めしたときのバランスウェイトの位置によってチェーンの伸びを検出することは、実質的にチェーンの長さを測定していることにほかならない。 However, as in the prior art cited in Patent Document 1, detecting the elongation of the chain based on the position of the balance weight when the spindle head is positioned at a predetermined specific position substantially measures the chain length. It is nothing but what you do.
このため、チェーンを交換したときには、チェーンの長さを厳密に計測するとともに、その長さに応じて検出器の位置を調整する作業が不可欠になる。 For this reason, when the chain is replaced, it is indispensable to precisely measure the length of the chain and adjust the position of the detector according to the length.
また、従来のカウンターバランス機構では、定期的に伸び量に異常がないかどうかを点検しているのにすぎず、使用限界との関係でワイヤやチェーンの伸びを把握することができないという問題があった。 In addition, the conventional counter balance mechanism only checks periodically whether there is any abnormality in the amount of elongation, and the problem is that the elongation of the wire or chain cannot be grasped in relation to the use limit. there were.
さらに、ワイヤやチェーンの交換作業は、大がかりな作業になる。そこで、交換するワイヤやチェーンを事前に準備した上で、機械の稼働状況をみながら交換作業が計画されることになる。 Furthermore, the work of exchanging wires and chains is a large-scale work. Therefore, after preparing the wire or chain to be replaced in advance, the replacement work is planned while observing the operation status of the machine.
ところが、従来は、通常の加工をしているときに、伸びが許容範囲の限界に近づいていることを把握する術がなかったため、交換作業の準備期間を見込んで、稼動率を低下させずに適切な管理計画を立てることができなかった。 However, in the past, there was no way of knowing that the elongation was approaching the limit of the allowable range during normal processing, so the operating rate was not lowered in anticipation of the preparation period for replacement work. An appropriate management plan could not be established.
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、ワイヤやチェーンの伸びを許容限界との関係で確実にしかも簡便に検知することができ、ワイヤ交換した後のセンサ等の位置調整を不要にした主軸頭カウンターバランス機構におけるワイヤ伸び検知装置を提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is to solve the problems of the prior art and to detect the elongation of the wire or chain reliably and simply in relation to the allowable limit, such as a sensor after replacing the wire. An object of the present invention is to provide a wire elongation detecting device in a spindle head counterbalance mechanism that does not require position adjustment.
また、本発明の他の目的は、交換作業の準備期間を見込んで、稼動率を低下させずに適切な管理計画を立てることができるようにワイヤやチェーンの伸びを把握できるようにした主軸頭カウンターバランス機構におけるワイヤ伸び検知装置を提供することにある。 In addition, another object of the present invention is to make it possible to grasp the elongation of wires and chains so that an appropriate management plan can be made without deteriorating the operation rate in anticipation of the preparation period for replacement work. An object of the present invention is to provide a wire stretch detection device in a counterbalance mechanism.
前記の目的を達成するために、本発明は、コラムに昇降自在に設けられた主軸頭にワイヤを介して前記主軸頭の重量とバランスするバランスウェイトを連結したNC工作機械の主軸頭カウンターバランス機構において、前記バランスウェイトの昇降経路途中に予め設定された基準位置に前記バランスウェイトがあるときに、ワイヤ伸び検知のための信号を発生する信号発生手段と、ワイヤ設置時の初期設定において前記信号が発生したときの前記主軸頭の位置を初期位置(Z1)として、前記主軸頭の昇降経路途中に、予め決められた伸び限界許容量(L)だけ前記初期位置(Z1)から下方の位置に設定された位置を移動開始位置(Z2)として記憶する記憶手段と、前記移動開始位置(Z2)と前記初期位置(Z1)との間を検知区間として、前記主軸頭が前記移動位置開始位置(Z2)から前記初期位置(Z1)まで移動する間の前記信号の発生の有無に基づいてワイヤに前記伸び限界許容量(L)を越える伸びが生じたことを判定する判定手段と、を具備したことを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides a spindle head counterbalance mechanism of an NC machine tool in which a balance weight that balances the weight of the spindle head is connected to a spindle head provided in a column so as to be movable up and down via a wire. The signal generating means for generating a signal for detecting the wire elongation when the balance weight is at a preset reference position in the middle of the lifting / lowering path of the balance weight, and the signal at the initial setting when the wire is installed The position of the spindle head at the time of occurrence is set as an initial position (Z1), and is set to a position below the initial position (Z1) by a predetermined extension limit allowable amount (L) in the middle of the spindle head lifting path. The storage means for storing the determined position as the movement start position (Z2), and a detection interval between the movement start position (Z2) and the initial position (Z1), Based on the presence or absence of the signal during the movement of the spindle head from the moving position start position (Z2) to the initial position (Z1), the wire exceeded the allowable elongation limit (L). And a judging means for judging whether or not.
また、本発明では、前記信号発生手段は、前記コラムのバランスウェィトの昇降経路に沿った位置に配置された位置センサと、前記主軸頭側に取り付けられ、前記位置センサに信号を発生させる作動部材と、からなることを特徴とするものである。 In the present invention, the signal generating means includes a position sensor disposed at a position along the lifting / lowering path of the balance weight of the column, and an operating member attached to the spindle head side and generating a signal to the position sensor. It is characterized by comprising.
本発明によれば、カウンタバランス機構のワイヤやチェーンの伸びが伸び限界量(L)を越えたことを確実に検知することができ、また、交換した後で位置センサ等の調整作業をする必要がなくなる。さらに交換作業の準備期間を見込んで、稼動率を低下させずに適切な管理計画を立てることができるようにワイヤやチェーンの伸びを把握することができる。 According to the present invention, it is possible to reliably detect that the elongation of the wire or chain of the counter balance mechanism exceeds the elongation limit (L), and it is necessary to adjust the position sensor after the replacement. Disappears. Furthermore, it is possible to grasp the growth of wires and chains so that an appropriate management plan can be made without deteriorating the operating rate in anticipation of the replacement work preparation period.
以下、本発明による主軸頭カウンターバランス機構のワイヤ伸び検知装置の実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
第1実施形態
図1は、本発明が適用されるNC横中繰り盤のカウンターバランス機構を示す。図1において、参照番号10は、横中繰り盤のコラムを示す。参照番号12は主軸頭を示す。この横中繰り盤では、主軸頭12は、上下にコラム10の案内面に沿って移動し(Z軸)し、主軸頭12の主軸14は前後方向(紙面に垂直な方向)に繰り出されるようになっている(W軸)。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a wire elongation detecting device for a spindle head counterbalance mechanism according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
First embodiment
FIG. 1 shows a counter balance mechanism of an NC horizontal lathe to which the present invention is applied. In FIG. 1,
この横中繰り盤では、次のような主軸頭カウンターバランス機構が設けられている。参照番号15は、主軸頭12の重量とバランスする錘であるバランスウェイトを示す。
コラム10の頂部には、一組のプーリ16a、16bが設置されている。このプーリ16a、16bには、主軸頭12とバランスウェイト15を連結するワイヤ17が巻き掛けられている。主軸頭12がZ軸の送り機構により上下に移動すると、主軸頭12の移動に伴ない、バランスウェイト15は逆方向に移動するようになっている。なお、この横中繰り盤では図示されないが、テーブルは前後方向(X軸)およびテーブルを載せたサドルは左右方向(Y軸)に移動する。
The horizontal center lathe is provided with the following spindle head counterbalance mechanism.
A set of
コラム10には、バランスウェイト15の昇降経路に沿った適当な高さ位置に位置センサ20が配置されている。この位置センサ20には、近接スイッチが用いられている。バランスウェイト15の側面には、位置センサ20を作動させる作動部材21が取り付けられている。作動部材21の取り付け位置は、図1に示すように、バランスウェイト15が上限位置にあるときの作動部材21の位置よりも下の位置にある。
In the
位置センサ20と作動部材21は、ワイヤ17の伸びを検知することと、バランスウェイト15の基準位置を設定するためのものである。この実施形態では、バランスウェイト15が基準位置に位置しているときには、作動部材21が位置センサ20を作動させるので、位置センサ20の出力する信号を取り込むことにより、バランスウェイト15が基準位置にあることがわかる。
The
図1では、バランスウェイト15は、基準位置には位置していない状態である。図2では、ワイヤ17に伸びがない状態で、かつバランスウェイト15が基準位置に位置しているものとして表している。
ここで、図1、図2において、バランスウェイト15の位置との関連で、主軸頭12の位置について説明し、併せてワイヤ17の伸びを検知する仕組みについて言及する。
In FIG. 1, the
Here, in FIGS. 1 and 2, the position of the
図1において、主軸頭12が位置しているのは、Z軸上の原点Z0である。この原点Z0は、主軸頭12の下降の下限位置に近い位置である。このときのバランスウェイト15は、上昇の上限に近い位置にある。なお、原点Z0は、ワイヤ17の伸びの検知に直接は関係しない位置である。主軸頭12が原点Z0に位置するときには、バランスウェイト15の作動部材21は、位置センサ20から上方に離れた位置にある。
In FIG. 1, the
次に、図2において、初期位置Z1は、ワイヤ17に伸びがない状態で、かつバランスウェイト15を基準位置においたときの主軸頭12の位置であると定義される。この初期位置Z1は、機械の設置時や、ワイヤ17を新しいものに交換したときに設定される。すなわち、ワイヤ17が新しく伸びがないとして、主軸頭12が上昇し、バランスウェイト15の作動部材21が位置センサ20をオンに作動させたときの主軸頭12の位置である。ワイヤ17に伸びがない場合には、位置センサ20がオンする主軸頭12の位置は常に変わらない。これに対して、ワイヤ17に伸びがあると、位置センサ20がオンするときの主軸頭15の位置は、初期位置Z1よりも下に位置することになる。
Next, in FIG. 2, the initial position Z1 is defined as the position of the
次に、図2において、移動開始位置Z2は、ワイヤ17の伸び検知動作において、主軸頭12が移動を開始し、伸び検知の処理が始まる位置であると定義される。この実施形態では、移動開始位置Z2は、初期位置Z1から伸び限界許容量(L)だけ下に離れた位置に設定されている。
Next, in FIG. 2, the movement start position Z <b> 2 is defined as the position where the
ワイヤ17の伸びを検知する工程では、主軸頭12は移動開始位置Z2から初期位置Z1に向かって上昇する。仮に、移動開始位置Z2を初期位置Z1より下の適当な位置に決めたとする。もし、ワイヤ17に伸びがあれば、主軸頭12が初期位置Z1よりも下の位置で位置センサ20がオンするのでワイヤ17の伸びがあることを検知できる。しかし、このときのワイヤ17の伸びが許容範囲内のものであるか、それとも許容範囲外、つまり交換が必要なほどの伸びであるか、どうかの判別がつかない。
In the process of detecting the elongation of the
そこで、本実施形態では、移動開始位置Z2をあらかじめ設定した伸び限界許容量Lだけ下になる位置に設定している。もし、ワイヤ17の伸びが伸び限界許容量Lを越えていれば、主軸頭12を移動開始位置Z2から初期位置Z1まで移動させても位置センサ20がオンすることはない。このように移動開始位置Z2を初期位置Z1と伸び限界許容量Lと関連付けて設定することにより、位置センサ20がオンしなかった場合は、すなわちワイヤ17の伸びが許容範囲を越えていることにほかならないことになる。
Therefore, in this embodiment, the movement start position Z2 is set to a position that is lower by a preset elongation limit allowable amount L. If the elongation of the
他方、ワイヤ17には伸びが生じているが、伸び限界許容量Lを越えていない場合には、主軸頭12が移動開始位置Z2から初期位置Z1まで移動する間に、位置センサ20がオンすることになる。
On the other hand, if the
このようにして、位置センサ20がオンしたときに出力される信号の有無に基づいて、ワイヤの伸びがあるかどうか、さらにそれが伸び限界許容量Lを越えているのかいないのかを判別することができるようになる。
In this way, based on the presence or absence of a signal output when the
次に、図3は、本実施形態によるワイヤ伸び検知装置のブロック構成図である。制御部30は、NC装置の演算装置をソフトウェアで制御し、NC装置の一部として構成されている。制御部30には、主軸頭12の位置座標がNC装置の位置制御系から入力される。また、位置センサ20がオンしたときの信号が入力される。これらの信号は、信号処理手段31を介して記憶手段32に格納される。この記憶手段32には、レジスタ1乃至5が設けられている。このうち、レジスタ1には、最初の初期設定で位置センサ20がオンしたときの信号が格納される。レジスタ2には、同じく初期設定において信号が発生したときの主軸頭12の位置、すなわち、初期位置Z1の位置座標Z01が格納される。レジスタ3には、実際のワイヤ伸びを検知する工程で、最初に0がセットされるほか、位置センサ20がオンしたときの主軸頭12の位置座標Z03が格納される。レジスタ4には、上述した伸び限界許容量Lが格納される。この伸び限界許容量Lのデータは、操作パネルのキーボートやタッチパネル等のデータ入力手段33により設定される。レジスタ5には、主軸頭12の移動開始位置Z2の位置座標Z02が格納されている。
Next, FIG. 3 is a block diagram of the wire stretch detection device according to the present embodiment. The
比較演算手段34は、図4のフローチャートに従って動作し、主軸頭12を移動開始位置Z2に移動させてから、伸び検知の処理を開始する。そして、移動開始位置Z2から初期位置Z1までを検知区間として、移動する過程での信号の発生の有無によりワイヤ17に伸び限界許容量Lを越えた伸びが生じたか否かを判定する手段を構成している。伸びを判定したときは、警報器36に信号が出力される。
The comparison calculation means 34 operates according to the flowchart of FIG. 4 and starts the elongation detection process after moving the
次に、図4のフローチャートを参照しながら、本実施形態によるワイヤの伸びの検知動作について具体的に説明する。 Next, the wire elongation detection operation according to the present embodiment will be specifically described with reference to the flowchart of FIG.
この伸び検知プログラムは、NC装置に組み込まれているユーザマクロで自動的に実行される。
まず、入力手段33の操作パネルまたはタッチパネルから、ワイヤ伸び検知を実行するかを選択する(ステップS10)。実行を選択すると(ステップS10のyes)、ステップS11では、位置センサ20がオンするときの主軸頭12の初期位置Z1が既に設定されているかどうかを確認する。これは、レジスタ1に初期設定での信号が格納されているかどうかを参照することで確認できる。
This elongation detection program is automatically executed by a user macro incorporated in the NC apparatus.
First, it is selected from the operation panel or touch panel of the input means 33 whether to perform wire extension detection (step S10). When execution is selected (yes in step S10), in step S11, it is confirmed whether or not the initial position Z1 of the
主軸頭12の初期位置Z1が設定されてない場合(ステップS11のno)には、ステップS21〜ステップS24の手順にしたがって主軸頭12の初期位置Z1を設定する処理を行う。
まずステップS21では、主軸頭12を図1の原点Z0に移動させる。次いで、主軸頭12は上昇を開始する(ステップS22)。主軸頭12が上昇を始めると、バランスウェイト15は下降する。図2に示す位置までバランスウェイト15が下降すると、作動部材21によって位置センサ20がオンされる(ステップS23のyes)。このとき主軸頭12を停止させる。位置センサ20は、信号を制御部30に出力する。この信号は、レジスタ1に格納される。そして、このときの主軸頭12の位置は初期位置Z1の位置座標Z01としてレジスタ2に格納される(ステップS24)。
他方、主軸頭12の初期位置Z1が既に設定されていれば、ステップS11からステップS12に進み、主軸頭12を図2に示す移動開始位置Z2まで移動させる。次いで、信号が発生したときの主軸頭12の位置Z3を示す位置座標Z03が格納されることになっているレジスタ3に0をセットする(ステップS13)。
When the initial position Z1 of the
First, in step S21, the
On the other hand, if the initial position Z1 of the
次に、主軸頭12の初期位置Z1への移動を開始する(ステップS14)。主軸頭12が上昇を始めると、バランスウェイト15は下降する。これ以後の動作は、ワイヤ17の伸びの程度によって異なり、大きく3通りに分かれる。
Next, the movement of the
第1のケース、すなわち、伸び限界許容量Lを越えているワイヤ17の伸びを検知する場合について説明する。
上述したように、初期位置Z1は移動開始位置Z2から伸び限界許容量L分の相当距離だけ離れているので、ワイヤ17の伸びが伸び限界許容量Lを越えていると、移動開始位置Z2から初期位置Z1まで移動しても位置センサ20はオンしないことになる。
The first case, that is, the case where the elongation of the
As described above, since the initial position Z1 is separated from the movement start position Z2 by an equivalent distance corresponding to the elongation limit allowable amount L, if the elongation of the
そこで、ステップS15のnoからステップS17に進む。このステップS17では、主軸頭12の位置を監視し、初期位置Z1に到着したら、ステップS18に進んで、ワイヤ17の伸びが伸び限界許容量Lを越えたことを知らせる警報の要否について判定を行う。この第1ケースでは、位置センサ20はオンしておらず、レジスタ3に格納されているZ03値は0のままであることに基づいて、伸びが限界許容量Lを越えていると判定する。この判定結果に基づき、警報器36は警報を発する(ステップS19)。
Therefore, the process advances from step S15 to step S17. In this step S17, the position of the
次に、第2のケース、すなわち、ワイヤ17の伸びが伸び限界許容量Lよりも小さい場合の検知動作について説明する。
この第2のケースでは、主軸頭12の移動途中で位置センサ20がオンすることになる。したがって、ステップS14で主軸頭12が移動を開始し、ステップS15で位置センサ20がオンして信号が発生すると、ステップS16に進み、このときの主軸頭12の位置座標Z03の値をレジスタ3に格納する。ワイヤ17に伸びがあれば、このときの主軸頭12の位置Z3は、図5に示すような位置である。その後、主軸頭12は初期位置Z1に到達して停止する(ステップS17)。
Next, the detection operation in the second case, that is, when the elongation of the
In this second case, the
ステップS18では、レジスタ3に位置座標Z03が格納されており、その値が0ではないので、ワイヤ17の伸びは伸び限界許容量Lを越えておらず警報は必要ないと判定する。この結果、警報器36は警報を発生しないことになる。ただし、この実施形態では、警報は出さないかわりに、位置センサ20がオンした時点の主軸頭12の位置座標Z03と初期位置Z1の位置座標Z01の差から、このときに生じているワイヤの伸び量を演算し、その値をモニタに表示することにしている(ステップS20)。これにより、ワイヤ17の伸び量の現状を把握することができる。
In step S18, since the position coordinate Z03 is stored in the register 3 and the value is not 0, it is determined that the elongation of the
最後に第3のケース、すなわち、ワイヤ17の伸びがほぼ伸び限界許容量Lに等しい場合の検知処理について説明する。
この第3のケースにおいて、ワイヤ17の伸びが伸び限界許容量Lに等しい場合、位置センサ20の精度等による検出位置誤差がないとすれば、ステップS14で、主軸頭12が移動開始位置Z2にあって検知動作を開始すると同時に位置センサ20がオンするはずである(ステップS15のyes)。このときの主軸頭12の位置Z3の座標値Z03はレジスタ3に格納される(ステップS16)。そして、主軸頭12が初期位置Z1に到達後(ステップS17のyes)、レジスタ3に格納されたZ03により、警報なしと判定されることになる(ステップS18のno)。
Finally, the detection process in the third case, that is, when the elongation of the
In the third case, if the elongation of the
このケースでは、初期位置Z1と、信号が発生したときの主軸頭12の位置Z3の位置座標の差は(1)式のように伸び限界許容量Lに等しく、ワイヤ17の伸びはLである。
|Z01−Z03|=L …(1)
In this case, the difference in the position coordinate between the initial position Z1 and the position Z3 of the
| Z01−Z03 | = L (1)
この第3のケースにおいて、(1)式により、位置センサ20の精度等による検出位置誤差がないとすれば、ステップS18において行った警報は出さないとの判定は、正しいことになり、上記のような処理でも問題はない。
In this third case, if there is no detection position error due to the accuracy of the
他方、位置センサ20に無視できない検出位置誤差があるとすれば、実際には、ワイヤ17に伸び限界許容量Lを越えている伸びがあるにも関わらず、位置検出誤差があることによって、位置センサ20がオンしてしまい警報が出ないという状況になりかねない。
On the other hand, if the
そこで、検出位置誤差を予め見込んで、ステップS18では次のような処理を行うことが好ましい。
すなわち、ステップS18での警報要否の判別では、レジスタ3のZ03値がゼロまたは、上記(1)式を修正した次の(2)式の場合に、警報を出すと判定する。
|Z01−Z03−L|≦A …(2)
ただし、Aはあらかじめ検出位置誤差に対応させて、例えば、1(mm)というように定めた定数である。
Therefore, it is preferable to perform the following processing in step S18 in consideration of the detection position error.
That is, in determining whether or not an alarm is required in step S18, it is determined that an alarm is issued when the Z03 value of the register 3 is zero or the following equation (2) obtained by correcting the above equation (1).
| Z01-Z03-L | ≦ A (2)
However, A is a constant determined in advance as 1 (mm), for example, corresponding to the detected position error.
この(2)式に基づいて、警報の要否を判定することにより、位置センサ20の精度に依存せずに、ワイヤ17の伸びが伸び限界許容量Lに達していることを検知して、警報を出すことが可能となる。
By determining whether or not an alarm is necessary based on the equation (2), it is detected that the elongation of the
なお、位置センサ20そのものに故障が生じ、作動不能であった場合には、ステップS13でセットしたレジスタ3の値がゼロのままになっているので、ステップS18の判定を経て、警報が出されることなる。したがって、位置センサ20の誤差に依存せず、警報が出されるのみならず、位置センサ20の故障にも対応できることになる。
If the
以上のようにして、ワイヤ17の伸びが伸び限界許容量Lを越えたか、あるいはほぼ等しいときには、確実に警報が出るようにすることができるので、ワイヤ交換が必要なことについて注意が喚起される。
As described above, when the elongation of the
また、本実施形態によれば、ワイヤを交換した後で、ワイヤ17の長さに応じて位置センサ20や作動部材21の位置を調整する作業は全く不要である。すなわち、ワイヤを新品に交換した後は、新品のワイヤの長さを厳密に測定することなく、また、位置センサ20や作動部材21はそのままにして、再度ステップS21〜24の処理を行い、ワイヤを交換した直後に主軸頭12の初期位置Z1の値等、レジスタのデータを更新しておけばよい。
Further, according to the present embodiment, it is not necessary to adjust the positions of the
なお、ワイヤ17の伸びの検知動作を実行するのは、機械の稼働中は一日一度行ってもよいが、一週間、十日、あるいは一月に一度というようにしてもよい。
In addition, although the detection operation of the
第2実施形態
次に、図6のフローチャートを参照して本発明の第2実施形態によるカウンターバランス装置の動作について説明する。
Second embodiment
Next, the operation of the counterbalance apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG.
図6のフローチャートの処理のうち、第1実施形態と異なる点は、ステップS30からステップS35の処理である。それ以外は、図4のフローチャートと同様であるので、同一のステップ番号を付して詳細な説明は省略する。 In the process of the flowchart of FIG. 6, the difference from the first embodiment is the process from step S <b> 30 to step S <b> 35. The other steps are the same as those in the flowchart of FIG. 4, and thus the same step numbers are assigned and detailed description is omitted.
この第2実施形態では、移動開始位置Z’2の設定の仕方に特徴があるものである。図7に示すように、この移動開始位置Z’2は、初期位置Z1から、伸び限界許容量Lに対して所定の比率、例えば、90%というように暫定的に設定した仮の伸び許容量LL(L>LL)だけ離れた位置に設定している。以下、伸び限界許容量Lに対応した位置を第1移動開始位置Z2とし、伸び許容量LLに対応した位置を第2移動開始位置Z’2とする。 This second embodiment is characterized by the method of setting the movement start position Z'2. As shown in FIG. 7, the movement start position Z′2 is a provisional elongation allowance temporarily set to a predetermined ratio, for example, 90% with respect to the elongation limit allowance L from the initial position Z1. It is set at a position separated by LL (L> LL). Hereinafter, a position corresponding to the allowable elongation limit L is referred to as a first movement start position Z2, and a position corresponding to the allowable elongation amount LL is referred to as a second movement start position Z'2.
図8に示す制御部30において、図3の制御部と比較すると、レジスタ11、レジスタ41、レジスタ51が付加されている。このうち、レジスタ11には、後述するワイヤ交換準備を促す警報信号が記憶される。また、操作パネルのキーボートやタッチパネル等のデータ入力手段33から伸び限界許容量L、仮の伸び許容量LLが入力されると、伸び限界許容量Lはレジスタ4に、仮の伸び許容量LLはレジスタ41に格納される。このとき移動開始位置Z2の位置座標Z02が演算されてレジスタ5に格納され、仮の伸び許容量LLに対応した第2移動開始位置Z’2の位置座標Z’02はレジスタ51に格納される。
In the
図6において、ステップ11では、初期位置Z1が設定済みかどうかが確認される。設定されていなければ、ステップS21〜ステップS24の処理を経てから、ステップS30以下の処理に進む。この処理は、第1実施形態と同じである。 In FIG. 6, in step 11, it is confirmed whether or not the initial position Z1 has been set. If not set, the process proceeds from step S21 to step S24, and then proceeds to the process from step S30. This process is the same as in the first embodiment.
ステップS30では、これまで、一度でもワイヤの交換準備を促す警報が発せられているかが判別される。これはレジスタ11に格納された警報信号を参照することで確認できる。 In step S <b> 30, it is determined whether an alarm that prompts for wire replacement preparation has been issued even once. This can be confirmed by referring to the alarm signal stored in the register 11.
警報が一度も発せられていなければ、ステップ31に進み、主軸頭12を図7に示す第2移動開始位置Z’2まで移動させる。次いで、主軸頭12の位置Z3を示す位置座標Z03が格納されることになっているレジスタ3には0がセットされる(ステップS32)。しかる後、主軸頭12の初期位置Z1への移動を開始する(ステップS14〜17)。
If no alarm has been issued, the process proceeds to step 31 to move the
以後、第1実施形態と同様に、第2移動開始初期位置Z’2から初期位置Z1に移動するまでに、位置センサ20がオンしなければ、ワイヤ17の伸びが仮の伸び許容量LLを超えたとして、交換準備警報を出す判定をする(ステップS33のyes)。交換準備を促す警報を指令する信号はレジスタ11に格納されるとともに(ステップS34)、警報器36に与えられ、交換準備を促す警報を発する(ステップS35)。
Thereafter, as in the first embodiment, if the
以上のようにして、ワイヤの交換準備を促す警報が発せられた時点でのワイヤ17の伸びは、伸び限界許容量Lの例えば90%というように設定した仮の伸び許容量LLを越えた段階にある。このことは、伸び限界許容量Lとの関係で、安全に使用できる伸び限界許容量Lまでは余裕があることになるので、ワイヤ交換作業の準備期間を十分とれる時期に、ワイヤ交換についての注意が促されることになる。したがって、機械の稼動状況をみながら、ワイヤ交換の計画を立てることができるという利点がある。
As described above, the elongation of the
他方、上記の手順で一度交換準備を促す警報が発生された後は、ステップS10で伸び検知を実行すると、ステップS30のyesからステップS12以下の処理に進み、伸び限界許容量Lに対応した第1移動開始位置Z1から主軸頭12を移動させて、図4の第1実施形態と同様にして伸び検知が行われる。
On the other hand, after the warning for prompting replacement is generated once in the above procedure, if the elongation detection is executed in step S10, the process proceeds from step S30 yes to step S12 and subsequent steps, and the process corresponding to the elongation limit allowable amount L is reached. The
このように、第2実施形態によれば、ワイヤ17の伸びに関して、伸び限界許容量Lと、仮の伸び許容量LLというように、2段階の伸び許容量を組み合わせて設定して、ワイヤ17の伸び検知が行われる。一度も警報が出ていない場合には、まず仮の伸び許容量LLを基準にして伸びの検知が行われ、警報が出た後には、伸び限界許容量Lが伸びの基準となる。このように段階的に基準となる伸び許容量が変わるので、よりきめ細かいワイヤの管理が可能となる。また、検知を月一度実行すると決めていたような場合でも、確実にワイヤの伸び状況を把握できる。
As described above, according to the second embodiment, with respect to the elongation of the
以上、本発明について、主軸頭とバランスウェイトをワイヤで連結したカウンタバランス機構について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は、ワイヤに替わりにチェーンを用いるカウンタバランス機構についても全く同じように適用することができる。 As described above, the present invention has been described with respect to the counter balance mechanism in which the spindle head and the balance weight are connected by the wire. However, the present invention also applies to the counter balance mechanism that uses a chain instead of the wire. Can be applied to.
10 コラム
12 主軸頭
14 主軸
15 バランスウェイト
16a,16b プーリ
17 ワイヤ
20 位置センサ
21 作動部材
Z0 原点
Z1 初期位置
Z2 移動開始位置
L 伸び限界許容量
10
14 Spindle
15 Balance weight
16a, 16b pulley
17 wire
20
Claims (11)
前記バランスウェイトの昇降経路途中に予め設定された基準位置に前記バランスウェイトがあるときに、ワイヤ伸び検知のための信号を発生する信号発生手段と、
ワイヤ設置時の初期設定において前記信号が発生したときの前記主軸頭の位置を初期位置(Z1)として、前記主軸頭の昇降経路途中に、予め決められた伸び限界許容量(L)だけ前記初期位置(Z1)から下方の位置に設定された位置を移動開始位置(Z2)として記憶する記憶手段と、
前記移動開始位置(Z2)と前記初期位置(Z1)との間を検知区間として、前記主軸頭が前記移動位置開始位置(Z2)から前記初期位置(Z1)まで移動する間の前記信号の発生の有無に基づいてワイヤに前記伸び限界許容量(L)を越える伸びが生じたことを判定する判定手段と、
を具備したことを特徴とする主軸頭カウンターバランス機構におけるワイヤ伸び検知装置。 In a spindle head counterbalance mechanism of an NC machine tool in which a balance weight that balances the weight of the spindle head is connected via a wire to a spindle head that is freely movable up and down in a column.
A signal generating means for generating a signal for wire extension detection when the balance weight is at a preset reference position in the middle of the lifting and lowering path of the balance weight;
The initial position (Z1) is the position of the spindle head when the signal is generated in the initial setting at the time of wire installation, and the initial value is set to a predetermined elongation limit allowable amount (L) in the middle of the spindle head lifting path. Storage means for storing a position set as a position below the position (Z1) as a movement start position (Z2);
Generation of the signal during the movement of the spindle head from the movement position start position (Z2) to the initial position (Z1), with a detection interval between the movement start position (Z2) and the initial position (Z1). Determining means for determining that an elongation exceeding the allowable elongation limit (L) has occurred in the wire based on the presence or absence of
An apparatus for detecting wire elongation in a spindle head counterbalance mechanism.
前記主軸頭側に取り付けられ、前記位置センサに信号を発生させる作動部材と、からなることを特徴とする請求項1に記載の主軸頭カウンターバランス機構におけるワイヤ伸び検知装置。 The signal generating means includes a position sensor disposed at a position along the lifting / lowering path of the balance weight of the column;
The wire elongation detecting device for a spindle head counterbalance mechanism according to claim 1, further comprising an actuating member attached to the spindle head side and generating a signal to the position sensor.
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