(57)【要約】【課題】油圧チャックを備えた工作機械の手動運転時に、ワークが脱落したりずれた姿勢で把持されるという問題を生ずることなく、機械が停止している間の無駄な電力消費や機械温度の上昇を防止する。【解決手段】機械が手動操作モードで運転されているとき、タイマの計時動作を行う。そして、タイマの計時が設定器に設定された時間に達したら、機械が動作していないことと油圧チャックが閉じていないことを条件として、油圧ポンプを駆動しているポンプモータの電源を遮断する。タイマは、何らかの機械動作の指令信号を受けたときにリセットされる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを把持している油圧チャックの開状態を検出するチャック閉検出手段と、操作盤からの機械操作信号を受けて操作対象の機器を動作させる手動操作モードとを備えた工作機械の省エネ運転方法において、
操作待ち時間を計時するタイマと、タイマの計時完了時間を設定する設定器と、操作盤から何れかの機械操作信号が出力されたときに当該タイマをリセットするタイマリセット手段とを設け、
手動操作モードで機械が運転されているときに前記タイマが計時を完了していること、機械が停止していること、及び、前記チャック閉検出手段がチャック閉を検出していないことを条件として油圧ポンプを停止し、操作盤から何れかの機械操作信号が出力されたときに油圧ポンプの運転を開始する、工作機械の運転方法。
【請求項２】
省エネ手動運転モードと、通常手動運転モードと、自動運転モードとを備え、省エネ手動運転モードで運転されているときに請求項１記載の方法を実行し、油圧ポンプが停止している状態で前記モードを切り換えるモード切換信号を受けたときにも前記油圧ポンプの運転を開始する、工作機械の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、工作機械、特に油圧チャックを備えた旋盤の運転方法に関するもので、無駄な電力の消費と機械温度の上昇を避ける運転方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＮＣ工作機械は、通常は加工プログラムに従って自動運転されるが、機械動作の確認、テスト加工、加工プログラムの動作確認などを行うときは手動で運転される。手動運転には、指令する動作毎に操作盤のキーボードから切込み量や送り速度などを指定する純粋な手動運転や、操作盤のスイッチを押す毎に加工プログラムの１ステップないし１ブロック毎の動作を実行する半自動とも言えるような手動運転もあるが、いずれの手動運転においても、操作盤のスイッチなどによって開始された動作が終了すると、機械は次の動作指令を受けるまで停止状態で待機する。
【０００３】
機械やＮＣ装置は、オペレータが操作盤の前にいるかどうかを認識していないし、たとえカメラなどを設置してオペレータの存否を認識させたとしても、オペレータの意図までを察知することはできない。例えばオペレータが操作盤からある動作を指令し、その動作結果から機械や加工プログラムに設定するパラメータ（定数）を変更する操作を行っている場合などは、機械が停止した状態で長い時間待機するということが起こる。
【０００４】
この待機時、機械やＮＣ装置の電源は投入された状態となっているが、主軸モータや刃物台の送りモータなどは停止しているため、電力は殆ど消費していない。一方、工作機械には、チャックの開閉やタレット割出位置の固定など、油圧力で駆動されているものがある。油圧駆動系は、１個の油圧ポンプで発生した油圧によってシリンダその他の複数の油圧アクチュエータを各独立に動作させる場合が多いが、総ての油圧アクチュエータが停止していても、油圧ポンプを駆動しているポンプモータは回転を続けて一定の油圧力を維持しているのが普通である。そのため、油圧駆動系を備えた工作機械では、機械が停止していてもポンプモータによる電力の消費があり、油が加圧されながら循環することによる油温の上昇も起こる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述したように、手動運転中にあっては、オペレータによる動作指令の入力を待って機械が停止状態で待機するという状況が常に生じ、オペレータが次の動作のためのパラメータの演算や設定変更に手間取るとか、機械動作が正しいかどうかを確認するために加工プログラムの作成者と打合せをするとかのために機械の停止状態が長時間になるということも起こる。
【０００６】
そこでこのような長時間の機械の停止時には、その停止の間も電力を消費し続ける油圧ポンプを停止して省エネを図ると共に、機械の熱変形の原因ともなる作動油の温度上昇を防止することが考えられる。
【０００７】
しかしながら、旋盤のように主軸チャックでワークを把持して加工を行う工作機械であって、チャックの開閉を油圧で行う油圧チャックを用いている工作機械では、油圧ポンプを停止すると、油圧チャックの把持力が、ピストンなどの摩擦抵抗があるから、０にならないまでも、大きく低下して、ワークがずれて把持精度を維持できなくなったり、ワークがチャックから脱落するなどということが起こる。単に機械の動作を確認するだけの手動運転であれば、このことはあまり問題にならないが、実際にワークを加工しながら切削条件や加工プログラムの確認を行う手動運転では、ワークの加工途中で油圧ポンプが停止したためにワークがずれたり脱落して、以後の加工ができなくなったり、再び油圧ポンプを動かしたときにワークが当初の姿勢からずれた状態で把持されて、その後の加工動作の正しい確認ができなくなるという問題が発生する。
【０００８】
そこでこの発明は、手動運転中の機械が停止している間における無駄な電力消費や機械温度の上昇を避けると共に、油圧チャックを備えた工作機械における上記のような問題の発生を防止する手段を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、油圧チャック３を含む油圧駆動系を備えた工作機械の手動運転時において、チャック３が閉でないときにのみ、機械が動作することなくタイマ１５で計時される設定時間が経過した後で、油圧ポンプ５を停止することにより、油圧ポンプ停止によるチャック３の把持力低下やワークの姿勢のずれを生じさせることなく、無駄な電力の消費や機械温度の上昇を防止したものである。
【００１０】
具体的には、油圧チャック３を含む油圧駆動系を備えた工作機械のＮＣ装置１に、タイマ１５と、当該タイマの計時完了時間を設定する設定器１４と、タイマの計時完了時に油圧ポンプを停止する停止手段１８と、タイマリセット手段１６を設ける。そして、機械が手動操作モードで運転されているとき、機械が省エネ運転モード（油圧ポンプオフ機能がオン）と通常運転モード（油圧ポンプオフ機能がオフ）とを備えているときは、手動運転モードでかつ省エネ運転モードで運転されているときに、タイマ１５の計時動作を行う。そして、タイマ１５の計時が設定器１４に設定された時間に達したら、機械が動作していないことと油圧チャック３が閉じていないことを条件として、油圧ポンプ５を駆動しているポンプモータ６の電源を遮断する。タイマ１５は、何らかの機械動作の指令信号を受けたときにリセットされる。
【発明の効果】
【００１１】
油圧チャック３が閉のときには油圧ポンプ５が停止しないので、油圧チャック３がワークｗを把持しているときはチャックの把持力低下が起こらず、ワークの位置や姿勢のずれを防ぐことができる。一方、油圧チャック３がワークｗを把持していないときは、機械動作が行われないままＮＣ装置に設定した時間が経過したときに油圧ポンプ５が停止してポンプモータ６の電力消費が無くなり、作動油の温度上昇も起こらないので、省エネと機械の熱変形の低減を図ることができる。
【００１２】
油圧チャックの開閉状態は、油圧チャックを開閉するチャックシリンダ３１に設けられている既存の近接センサ３３の信号を利用できるので、新たな機器の追加が不要であり、費用をかけないで省エネと熱変形の防止を図ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明を実施する装置の一例を示すブロック図
【図２】この発明の方法を実施する手順の一例を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に図面を参照して、この発明の実施形態を説明する。図１は、ＮＣ旋盤を例にしてこの発明の方法を実施する装置を模式的に示した図である。図には、機械を制御するＮＣ装置１と、機械側の機器である主軸チャック３と、タレット刃物台４と、油圧ポンプ５及びポンプモータ６と、その開閉器６１とが示されている。
ワークｗを把持する主軸チャック３は、主軸台３５で軸支された主軸の先端に取り付けた油圧チャックで、主軸の後端に装着されたチャックシリンダ３１で開閉される。チャックシリンダ３１にはチャックの閉状態を検出する近接センサ３３が設けられている。
【００１５】
タレット刃物台４は、タレット４１の割出位置を固定するストロークの短いシリンダを内蔵しており、当該シリンダによってフェースカップリングを嵌脱することにより、タレット４１の割出位置の固定と割出しモータ４２によるタレット４１の回転を可能にする状態とを切り換えている。
【００１６】
油圧ポンプ５の油圧は、圧力設定弁５１及び切換弁５２、５３を介してチャックシリンダ３１及びタレット刃物台４の割出位置固定シリンダに供給されている。図の油圧回路は、簡略化して示されており、油タンクや油タンクへの戻り配管なども省略されている。油圧ポンプ５を回転駆動するポンプモータ６は、開閉器６１によりオンオフ（回転／停止）する。
【００１７】
なお、油圧ポンプ５の油圧は、他の機器にも供給されている場合があり、例えば複数の主軸チャックや複数のタレット刃物台を備えた機械では、複数のチャックシリンダやタレット固定シリンダがそれぞれの切換弁を介して図の油圧回路に接続される。
【００１８】
ＮＣ装置１は、操作盤２、ＰＣ（プログラマブルコントローラ）部１１、加工プログラム１２、ＮＣ部１３を備えている。操作盤２には、ディスプレイ２１、運転モード切換スイッチ２２、テンキー２３、機械の各駆動装置に対応する手動操作スイッチ２４などが設けられている。運転モード切換スイッチ２２は、手動運転、加工プログラムのステップ送り運転、自動運転などを切り換えるスイッチである。テンキー２３は、機械に設定する各種のパラメータ（例えば主軸の回転速度や回転角、刃物台の送り速度、タイマの設定時間など）を設定するのに用いられる。
【００１９】
ＰＣ部１１は、機械の順序動作を制御しており、前段階の動作が終了するなどの各動作の開始条件が整ったときに、当該動作の駆動源に動作指令を与えることで機械の自動的な順序動作を制御している。手動運転時には、動作開始条件が整っている状態でオペレータが対応する操作スイッチを操作したときに、その信号を受けて指令された動作を開始する。ＰＣ部は、操作スイッチの操作をはじめとする各入力信号について、当該信号が入力されたときに行う動作をそれを許容する条件と共に設定できるようになっている。以上の機器及び機能は、従来から一般的に設けられているものである。
【００２０】
この発明を実施するのに好ましいＮＣ装置１には、通常運転モードと省エネ運転モードとを切り換える省エネモード切換スイッチ２５が設けられる。ＮＣ装置１には、手動運転時に油圧ポンプ５を運転したまま次の操作信号を待つ時間を設定する操作待ち時間設定器１４と、当該時間を計時するタイマ１５と、このタイマのリセット手段１６と、タイマの計時完了時、すなわちタイマ１５の計時時間が設定器１４に設定された時間を超えたときに計時完了信号ａを出力する比較器１７と、計時完了信号ａとチャックシリンダの近接センサ３３がチャック閉となっていないとの信号ｂとのアンド条件でポンプモータ６の開閉器６１に遮断信号ｃを与えるポンプ停止手段１８とを設けている。
【００２１】
タイマリセット手段１６は、ＰＣ部１１が有する機能を利用して形成しており、テンキー２３やモード切換スイッチ２２、２５を除く機械の操作スイッチ２４（加工プログラムのステップ送りスイッチを含む）の操作信号を受けたときの動作にタイマ１５のリセット動作を追加することによって形成している。
【００２２】
タイマ１５は、省エネモードによる手動運転が開始されると計時を開始する。設定器１４に設定された時間を超えない間隔でいずれかの操作スイッチ２４が操作されると、その操作毎にタイマ１５がリセットされるので、油圧ポンプ５が停止することなく、運転が継続される。
【００２３】
手動運転中に、オペレータがテンキー２３を用いて機械に設定するパラメータの登録や変更を行ったりすることで、次の操作スイッチの操作までの時間が長くなったとき、その時間が設定器１４に設定された時間を超えると、主軸チャック３が閉じていないことを条件としてポンプモータ６の開閉器６１がオフとなり、油圧ポンプ５が停止する。タイマ１５の計時時間が設定器１４の設定時間より長くなっても、チャックシリンダの近接センサ３３からチャック閉の信号が出ていれば、油圧ポンプ５は停止せず、従ってチャック３の把持力が失われることはない。
【００２４】
この油圧ポンプ５の停止状態でいずれかの操作スイッチ２４が操作されると、タイマ１５がリセットされて計時完了信号がオフとなるので、油圧ポンプ５の運転は自動的に再開される。
【００２５】
図２は、この発明をソフトウェアで実現する場合の手順の例を示した図で、油圧ポンプ５が駆動されている油圧ポンプオン状態において、油圧ポンプオフ機能が有効であるか無効であるか、すなわち前述した説明における省エネ運転モードが有効であるか無効であるかが判断され、省エネモードでなければ油圧ポンプオン状態を継続する。省エネモードであれば、操作スイッチの操作やハンドル操作の有無を調べ、操作があったときには計時タイマ１５をリセットし、油圧ポンプをオンとする。操作がないときには、主軸チャックが閉でなくかつタイマが設定された時間経過していることを条件として油圧ポンプをオフにする。この２つの条件が満足されないときは、油圧ポンプのオン状態を継続する。
【００２６】
以上の実施形態から理解されるように、この発明によれば、手動運転時に機械操作が行われないまま油圧ポンプが長時間運転されることによる無駄な電力の消費と油圧温度の上昇を避けることができると共に、主軸チャックがワークを把持している状態で油圧ポンプが停止して、ワークの把持が緩んでワークの把持精度が低下したり、主軸チャックからワークが脱落して、その後の手動運転が正しく行われなくなるという問題を防止することができるという効果がある。
【符号の説明】
【００２７】
１  ＮＣ装置
３  油圧チャック
５  油圧ポンプ
６  ポンプモータ
１４  操作待ち時間設定器
１５  タイマ
１６  タイマリセット手段
１８  ポンプ停止手段
【図１】
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【図２】
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