[go: up one dir, main page]

TW202418746A - 工具機 - Google Patents

工具機 Download PDF

Info

Publication number
TW202418746A
TW202418746A TW112137393A TW112137393A TW202418746A TW 202418746 A TW202418746 A TW 202418746A TW 112137393 A TW112137393 A TW 112137393A TW 112137393 A TW112137393 A TW 112137393A TW 202418746 A TW202418746 A TW 202418746A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
intermittent drive
motor
servo
drive motor
motors
Prior art date
Application number
TW112137393A
Other languages
English (en)
Inventor
藤本泰生
Original Assignee
日商發那科股份有限公司
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 日商發那科股份有限公司 filed Critical 日商發那科股份有限公司
Publication of TW202418746A publication Critical patent/TW202418746A/zh

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/22—Feeding members carrying tools or work
    • B23Q5/34—Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission
    • B23Q5/36—Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission in which a servomotor forms an essential element
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/406—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by monitoring or safety
    • G05B19/4062—Monitoring servoloop, e.g. overload of servomotor, loss of feedback or reference

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Multiple Motors (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Abstract

本揭示的一態樣的工具機，具備：複數個伺服馬達；複數個伺服放大器，分別驅動前述伺服馬達；及數值控制裝置，按照加工程式來對前述複數個伺服放大器輸入指令值，前述數值控制裝置具有：馬達分類部，將前述複數個伺服馬達分類成在前述加工程式的執行中需要連續激磁的連續驅動馬達，與在前述加工程式的執行中至少可暫時停止激磁的間歇驅動馬達；及停止控制部，在前述加工程式的執行中，使前述間歇驅動馬達的至少一者的激磁停止。

Description

工具機
發明領域
本發明是有關於一種工具機。
發明背景
在工具機中，使複數個伺服馬達協調動作來進行工件的加工。一般而言，伺服馬達是藉由從一對一地對應的伺服放大器所供給的電流驅動。伺服馬達，即使在不使輸出軸位移的情況下，仍然會激磁，並調整輸出，以使旋轉位置與當時的目標位置一致。
如上述，通常工具機的伺服馬達是設為經常被激磁且消耗電力的狀態。例外地，為了防止發生停電時等進給軸衝撞(干擾到其他軸或可動極限)，已提案一種在偵測到異常時阻斷對伺服馬達的電力供給的技術(參照例如專利文獻1)。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2014-96929號公報
發明概要 發明欲解決之課題
近年來，對於節能的要求提高，並且要求工具機更進一步的節能化。因此，期望一種可以抑制伺服馬達的電力消耗的技術。 用以解決課題之手段
本揭示的一態樣的工具機，具備：複數個伺服馬達；複數個伺服放大器，分別驅動前述伺服馬達；及數值控制裝置，按照加工程式來對前述複數個伺服放大器輸入指令值，前述數值控制裝置具有：馬達分類部，將前述複數個伺服馬達分類成在前述加工程式的執行中需要連續激磁的連續驅動馬達，與在前述加工程式的執行中至少可暫時停止激磁的間歇驅動馬達；及停止控制部，在前述加工程式的執行中，使前述間歇驅動馬達的至少一者的激磁停止。
用以實施發明之形態
以下一面參考圖式，一面說明本揭示的實施形態。圖1是表示本揭示的一實施形態的工具機1的構成的示意圖。
工具機1具備：複數個伺服馬達11、12、13、14；複數個伺服放大器21、22、23、24，分別驅動伺服馬達11、12、13、14；狀態感測器30，檢測藉由第4伺服馬達14驅動的構件的動作狀態；及數值控制裝置40，按照加工程式來對複數個伺服放大器21、22、23、24輸入指令值。
伺服馬達11、12、13、14包含：主軸馬達11，使工具與工件相對旋轉；複數個定位軸馬達12、13，使工具與工件相對移動；及輔助馬達14，驅動周邊機器(例如驅動門的伺服馬達)。再者，在簡略的圖1中，雖然圖示之伺服馬達11、12、13、14及伺服放大器21、22、23、24的數目分別為4個，但是實際的數量並不限定，通常為比4更多的數目。
又，如之後詳細地說明，在本實施形態中，主軸馬達11及定位軸馬達12、13是作為在加工程式的執行中需要連續激磁的連續驅動馬達來操作，輔助馬達14是作為在加工程式的執行中至少可暫時停止激磁的間歇驅動馬達來操作。
伺服放大器21、22、23、24是與伺服馬達11、12、13、14一對一地對應來設置，且供給將對應的伺服馬達11、12、13、14的捲線激磁的激磁電流。伺服放大器21、22、23、24可構成為調整輸入於伺服馬達11、12、13、14的電流，以使伺服馬達11、12、13、14的速度與從數值控制裝置40輸入的指令值所示的速度符合。
對伺服放大器21、22、23、24是分別從高壓電源25供給動力用電力，且從低壓電源26供給控制用電力。在從高壓電源25對伺服放大器21、22、23、24供給動力用電力之電路上，分別設置有藉由數值控制裝置40而動作的一次斷路器211、221、231、241。又，在從低壓電源26對伺服放大器21、22、23、24供給控制用電力之電路上，分別設置有藉由數值控制裝置40而動作的繼電器212、222、232、242。
又，伺服放大器21、22、23、24構成為在從數值控制裝置40輸入停止訊號的情況下，阻斷輸出，並停止伺服馬達11、12、13、14的激磁。停止激磁的機構亦可為可阻斷連接伺服放大器21、22、23、24的本體與伺服馬達11、12、13、14之電路的二次斷路器。
狀態感測器30可構成為檢測藉由輔助馬達14驅動的構件，例如門的位置。狀態感測器30可為例如光電管、限制開關等。
數值控制裝置40具備：預讀控制部41；指令值生成部42；馬達分類部43；停止控制部44；及間歇驅動監視部45。數值控制裝置40可藉由例如具備記憶體、處理器(CPU)、輸出入介面等，且執行適當的控制程式之一個或複數個電腦裝置來實現。數值控制裝置40的上述之各構成要素，亦可是將數值控制裝置40的功能予以分類而成之構成要素，無法在實體構成及程式構成上明確地區分亦可。
預讀控制部41是在使伺服馬達11、12、13、14實際地動作之前預讀加工程式，並且補正描述於加工程式的動作。更詳言之，預讀控制部41考慮伺服馬達11、12、13、14的機械性的限制，例如最大速度、最大加速度、最大加加速度等，預先算出應指示伺服馬達11、12、13、14的每個時刻的速度等，並記憶所算出的有關於動作的資訊，直到使伺服馬達11、12、13、14實際地動作為止，以便可以儘可能正確地進行按照加工程式的加工。
指令值生成部42根據有關於預讀控制部41所補正的動作之資訊，來生成輸入於伺服放大器21、22、23、24的指令值。指令值生成部42可構成為考慮表示伺服馬達11、12、13、14的實際的速度的反饋訊號，來補正輸入於伺服放大器21、22、23、24的指令值。
馬達分類部43將複數個伺服馬達11、12、13、14分類成在加工程式的執行中需要連續激磁的連續驅動馬達11、12、13、與在加工程式的執行中至少可暫時停止激磁的間歇驅動馬達14。
馬達分類部43雖然亦可按照工具機1的設置時的設定來分類連續驅動馬達與間歇驅動馬達，但較理想的是構成為可以按照來自外部的輸入來分類連續驅動馬達與間歇驅動馬達。用以分類連續驅動馬達與間歇驅動馬達的輸入，亦可藉由使用者的操作來進行，亦可藉由數值控制裝置40與外部的伺服器等通訊來進行。
又，馬達分類部43亦可構成為就每個加工程式來分類連續驅動馬達與間歇驅動馬達。例如在具備工具更換裝置的工具機中，在工具更換裝置的伺服馬達執行頻繁地進行工具更換之加工程式的情況下，為了防止加工的延遲，較理想的是作為連續驅動馬達來處理，且在執行不進行工具更換之加工程式的情況下，為了抑制能量消耗，較理想的是作為間歇驅動馬達來處理。因此，馬達分類部43亦可與加工程式建立連繫來記憶特定出連續驅動馬達與間歇驅動馬達的分類之資訊。
馬達分類部43亦可構成為確認附加地描述於加工程式之有關於連續驅動馬達與間歇驅動馬達的分類之資訊。然而，馬達分類部43較理想的是構成為藉由分析在加工程式描述之加工內容，來分類連續驅動馬達與間歇驅動馬達，以便可以沿用未描述有那樣的資訊之以往的加工程式。具體而言，馬達分類部43可構成為將加工程式中判斷為無須驅動預定的停止期間以上的伺服馬達分類成間歇驅動馬達。再者，「停止期間」不僅可將時間特定為單位，亦可例如將加工程式中的區塊數特定為單位。作為具體的停止期間，可以設定為例如3分鐘以上且10分鐘以下、1000區塊以上且5000區塊以下等範圍內。
馬達分類部43亦可構成為在加工程式的執行前預先確認加工程式的內容，來特定出間歇驅動馬達。又，馬達分類部43為了減低加工的等待時間，亦可構成為將根據預讀控制部41所預讀的加工程式的內容判斷為無須驅動從現在起停止期間以上的伺服馬達分類成間歇驅動馬達。此情況下，連續驅動馬達與間歇驅動馬達的分類可在加工程式的執行中動態地變更。
停止控制部44會在加工程式的執行中，使間歇驅動馬達的至少一者的激磁停止。亦即，停止控制部44會對驅動不利用於加工的間歇驅動馬達14的伺服放大器24，使激磁電流的輸出停止。藉此，即可一邊防止加工的延遲，一邊抑制消耗電力。
停止控制部44不僅對驅動間歇驅動馬達14的伺服放大器24使激磁電流的輸出停止，亦可阻斷對伺服放大器24之動力用電力的供給，亦即斷開一次斷路器241。藉此，即可進一步抑制消耗電力。停止控制部44亦可進一步地阻斷對驅動間歇驅動馬達14的伺服放大器24之控制用電力的供給，亦即斷開繼電器242。藉此，亦可抑制伺服放大器24在控制電路的電力消耗。再者，激磁電流的輸出停止、動力用電力的供給阻斷、及控制用電力的供給阻斷，為了防止誤動作，較理想的是依此順序來進行。又，開始間歇驅動馬達14的激磁時，較理想的是依與此相反的順序通電。
在根據馬達分類部43所預讀的加工程式的內容來動態地分類間歇驅動馬達的情況下，較理想的是，停止控制部44在馬達分類部43特定出間歇驅動馬達時，立即使所特定出的間歇驅動馬達的激磁停止，藉此來抑制消耗電力。
停止控制部44亦可與間歇驅動馬達14的激磁停止同步地預先阻斷對已與該間歇驅動馬達14建立連繫之其他機器的電力供給。作為範例，亦可在停止驅動門之輔助馬達的激磁的情況下，阻斷對用以開閉該門的開關、及對與門聯動的照明等的電力供給。
較理想的是，停止控制部44構成為在根據預讀控制部41所預讀的加工程式的內容判斷為從現在起在預定的啟動期間以內必須驅動間歇驅動馬達14的情況下，使間歇驅動馬達14激磁。「啟動期間」設定為足夠用來啟動間歇驅動馬達14的時間、或是能夠確保那樣的時間的區塊數量等。藉此，可以避免在實際的加工中因變得需要間歇驅動馬達14的動作之後才啟動間歇驅動馬達14所產生的延遲。
間歇驅動監視部45在停止控制部停止間歇驅動馬達(輔助馬達)14的激磁之期間，確認間歇驅動馬達14是否進行非預期的動作。間歇驅動監視部45亦可構成為監視狀態感測器30的檢測值，亦可在停止激磁的間歇驅動馬達14的內部之編碼器為有效的情況下，以監視來自該編碼器的反饋的方式來確認。藉此，工具機1在停止間歇驅動馬達14的控制的期間，仍可確保間歇驅動馬達14的動作的安全性。
如以上，工具機1由於具備將複數個伺服馬達11、12、13、14分類成連續驅動馬達11、12、13與間歇驅動馬達14的馬達分類部43、與在加工程式的執行中停止間歇驅動馬達14的激磁的停止控制部44，因此可以抑制藉由間歇驅動馬達14的激磁所造成的消耗電力。
關於上述實施形態及變形例，進一步揭示以下附記。 (附記1) 一種工具機(1)，具備：複數個伺服馬達(11、12、13、14)；複數個伺服放大器(21、22、23、24)，分別驅動伺服馬達(11、12、13、14)；及數值控制裝置(40)，按照加工程式來對複數個伺服放大器(21、22、23、24)輸入指令值，數值控制裝置(40)具有：馬達分類部(43)，將複數個伺服馬達(11、12、13、14)分類成在加工程式的執行中需要連續激磁的連續驅動馬達(11、12、13)，與在加工程式的執行中至少可暫時停止激磁的間歇驅動馬達(14)；及停止控制部(44)，在加工程式的執行中，使間歇驅動馬達(14)的至少一者的激磁停止。
(附記2) 在附記1之工具機(1)中，停止控制部(44)亦可阻斷對驅動間歇驅動馬達(14)的至少一者之伺服放大器(24)的動力用電力的供給。
(附記3) 在附記2之工具機(1)中，停止控制部(44)亦可進一步阻斷對驅動間歇驅動馬達(14)的至少一者之伺服放大器(24)的控制用電力的供給。
(附記4) 附記1至3之工具機(1)亦可進一步具備狀態感測器(30)，前述狀態感測器檢測藉由間歇驅動馬達(14)驅動的構件的動作狀態。
(附記5) 在附記1至4之工具機(1)中，馬達分類部(43)亦可按照來自外部的輸入來分類間歇驅動馬達(14)。
(附記6) 在附記1至5之工具機(1)中，馬達分類部(43)亦可將加工程式中判斷為無須驅動預定的停止期間以上的伺服馬達(11、12、13、14)分類成間歇驅動馬達(14)。
(附記7) 在附記6之工具機(1)中，數值控制裝置(40)進一步具備預讀控制部(41)，前述預讀控制部(41)預讀加工程式，並且補正描述於加工程式的動作，馬達分類部(43)將根據預讀控制部(41)所預讀的加工程式的內容判斷為無須驅動從現在起停止期間以上的伺服馬達(11、12、13、14)分類成間歇驅動馬達(14)，停止控制部(44)亦可在馬達分類部(43)特定出間歇驅動馬達(14)時，立即使所特定出的間歇驅動馬達(14)的激磁停止。
(附記8) 在附記7之工具機(1)中，停止控制部(44)亦可在根據預讀控制部(41)所預讀的加工程式的內容，判斷為從現在起在預定的啟動期間以內必須驅動間歇驅動馬達(14)的情況下，使間歇驅動馬達(14)激磁。
(附記9) 在附記1至8之工具機(1)中，停止控制部(44)亦可與間歇驅動馬達(14)的激磁停止同步地阻斷對其他機器的電力供給。
以上雖詳述了本揭示，但本揭示不限定於上述的各個實施形態。這些實施形態可在不脫離本揭示的要旨的範圍內，或可在不脫離由申請專利範圍所記載的內容及其均等物所導出的本揭示的旨趣的範圍內，進行各種追加、替換、變更、部分刪除等。
作為範例，本揭示的工具機，亦可與停止控制部獨立來具備例如用以實現螢幕保護程式的啟動、泵的電源關閉等之節省能源化的其他構成。
1:工具機 11:主軸馬達、伺服馬達、連續驅動馬達 12,13:定位軸馬達、伺服馬達、連續驅動馬達 14:輔助馬達、伺服馬達、間歇驅動馬達、第4伺服馬達 21,22,23,24:伺服放大器 25:高壓電源 26:低壓電源 30:狀態感測器 40:數值控制裝置 41:預讀控制部 42:指令值生成部 43:馬達分類部 44:停止控制部 45:間歇驅動監視部 211,221,231,241:一次斷路器 212,222,232,242:繼電器
圖1是表示本揭示的一實施形態的工具機的構成的示意圖。
1:工具機
11:主軸馬達、伺服馬達、連續驅動馬達
12,13:定位軸馬達、伺服馬達、連續驅動馬達
14:輔助馬達、伺服馬達、間歇驅動馬達、第4伺服馬達
21,22,23,24:伺服放大器
25:高壓電源
26:低壓電源
30:狀態感測器
40:數值控制裝置
41:預讀控制部
42:指令值生成部
43:馬達分類部
44:停止控制部
45:間歇驅動監視部
211,221,231,241:一次斷路器
212,222,232,242:繼電器

Claims (9)

  1. 一種工具機，具備： 複數個伺服馬達；複數個伺服放大器，分別驅動前述伺服馬達；及數值控制裝置，按照加工程式來對前述複數個伺服放大器輸入指令值， 前述數值控制裝置具有： 馬達分類部，將前述複數個伺服馬達分類成在前述加工程式的執行中需要連續激磁的連續驅動馬達，與在前述加工程式的執行中至少可暫時停止激磁的間歇驅動馬達；及 停止控制部，在前述加工程式的執行中，使前述間歇驅動馬達的至少一者的激磁停止。
  2. 如請求項1之工具機，其中前述停止控制部阻斷對驅動前述間歇驅動馬達的至少一者之前述伺服放大器的動力用電力的供給。
  3. 如請求項2之工具機，其中前述停止控制部進一步阻斷對驅動前述間歇驅動馬達的至少一者之前述伺服放大器的控制用電力的供給。
  4. 如請求項1或2之工具機，其進一步具備狀態感測器，前述狀態感測器檢測藉由前述間歇驅動馬達驅動的構件的動作狀態。
  5. 如請求項1或2之工具機，其中前述馬達分類部按照來自外部的輸入來分類前述間歇驅動馬達。
  6. 如請求項1或2之工具機，其中前述馬達分類部將前述加工程式中判斷為無須驅動預定的停止期間以上的前述伺服馬達分類成前述間歇驅動馬達。
  7. 如請求項6之工具機，其中前述數值控制裝置進一步具備預讀控制部，前述預讀控制部預讀前述加工程式，並且補正描述於前述加工程式的動作， 前述馬達分類部將根據前述預讀控制部所預讀的前述加工程式的內容判斷為無須驅動從現在起前述停止期間以上的前述伺服馬達分類成前述間歇驅動馬達， 前述停止控制部在前述馬達分類部特定出前述間歇驅動馬達時，立即使所特定出的前述間歇驅動馬達的激磁停止。
  8. 如請求項7之工具機，其中前述停止控制部在根據前述預讀控制部所預讀的前述加工程式的內容，判斷為從現在起在預定的啟動期間以內必須驅動前述間歇驅動馬達的情況下，使前述間歇驅動馬達激磁。
  9. 如請求項1或2之工具機，其中前述停止控制部是與前述間歇驅動馬達的激磁停止同步地阻斷對其他機器的電力供給。
TW112137393A 2022-10-21 2023-09-28 工具機 TW202418746A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2022/039387 WO2024084709A1 (ja) 2022-10-21 2022-10-21 工作機械
WOPCT/JP2022/039387 2022-10-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202418746A true TW202418746A (zh) 2024-05-01

Family

ID=90737336

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW112137393A TW202418746A (zh) 2022-10-21 2023-09-28 工具機

Country Status (2)

Country Link
TW (1) TW202418746A (zh)
WO (1) WO2024084709A1 (zh)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010176503A (ja) * 2009-01-30 2010-08-12 Fanuc Ltd 工作機械と工作機械に対して作業を行なうロボットを備えた加工システム
JP6521565B2 (ja) * 2014-01-20 2019-05-29 Dmg森精機株式会社 省電力を考慮したｎｃプログラム生成装置
JP6200467B2 (ja) * 2015-08-07 2017-09-20 ファナック株式会社 ブレーキの異常を検出する機能を備えたモータ制御システム
JP6665645B2 (ja) * 2016-04-08 2020-03-13 ブラザー工業株式会社 数値制御装置と制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024084709A1 (ja) 2024-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7966092B2 (en) Numerical controller with program resuming function
KR101843997B1 (ko) 공작 기계 및 이 공작 기계의 구동 규제 장치
JP2012160180A (ja) 衝突監視装置を備えた工作機械
JP2008027045A (ja) 干渉チェック機能を備える数値制御装置
JPH11296213A (ja) 機械装置
JP5168352B2 (ja) 加工機における衝突検出装置及び衝突検出方法
TW202418746A (zh) 工具機
CN103406801A (zh) 一种铣床振动检测及保护装置
JP4025999B2 (ja) 自動機械の制御装置
JP6568039B2 (ja) 複数軸を有する工作機械におけるモータ制御装置
CN112318204B (zh) 一种机床机械零点寻回装置、方法和机床
KR20130110061A (ko) 재봉기
KR960700126A (ko) Cnc 작동식 공작 기계용 제어 장치(controller for cnc-operated ma-chine tools)
WO2018155511A1 (ja) モータ制御装置
TW202418745A (zh) 工具機
JP5640514B2 (ja) 位置決め制御装置
JP2007172068A (ja) 数値制御装置
JPH07266190A (ja) 数値制御装置
JPH10254517A (ja) 数値制御装置の異常検出方法
WO2018155509A1 (ja) モータ制御装置
TWI570533B (zh) CNC servo control drive system
JP3970035B2 (ja) 電気サーボ式板金加工機械の制御装置及びその制御方法
WO2023058085A1 (ja) 数値制御装置
JP4233559B2 (ja) 数値制御工作機械
WO2023166559A9 (ja) データ収集装置およびコンピュータ読み取り可能な記憶媒体