(57)【要約】【課題】加工後のロープ溝の形状の変形を抑制しつつ、ロープ溝の形状の加工効率の向上に寄与する溝加工装置および溝加工方法と、その溝加工装置を備えたエレベータ装置を得る。【解決手段】溝加工装置は、加工開始以降のかご高さ測定値に対して一定時間経過後のかご高さ予測値を演算し、演算したかご高さ予測値に対応する軸方向位置予測値と径方向位置予測値を、振れデータベースから演算し、軸方向位置予測値と径方向位置予測値とかご高さ予測値を用いて、加工工具の目標位置を演算し、その演算結果に基づいて、加工工具の位置を制御するように構成されている。【選択図】図２
2019112175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロープが巻き掛けられる溝車のロープ溝を加工する溝加工装置であって、
前記溝車の軸方向位置測定値を測定する軸方向位置測定器と、
前記溝車の径方向位置測定値を測定する径方向位置測定器と、
かご高さ測定値を測定するかご高さ測定器と、
前記溝車の軸方向と径方向に移動可能に構成されており、前記ロープ溝を加工する加工工具と、
前記加工工具の位置を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記軸方向位置測定値と前記径方向位置測定値と前記かご高さ測定値とが関連付けられた振れデータベースを記憶する記憶部と、
加工開始以降の前記軸方向位置測定値と前記径方向位置測定値と前記かご高さ測定値を、前記軸方向位置測定器と前記径方向位置測定器と前記かご高さ測定器からそれぞれ取得し、取得した前記軸方向位置測定値と前記径方向位置測定値と前記かご高さ測定値とを関連付けて、前記振れデータベースに蓄積する取得部と、
前記取得部によって取得される前記加工開始以降の前記かご高さ測定値に対して一定時間経過後のかご高さ予測値を演算し、演算した前記かご高さ予測値に対応する軸方向位置予測値と径方向位置予測値を、前記振れデータベースから演算する予測部と、
前記予測部によって演算される前記軸方向位置予測値と前記径方向位置予測値と前記かご高さ予測値に基づいて、前記加工工具の目標位置を演算する演算部と、
前記演算部によって演算される前記目標位置に基づいて、前記加工工具の位置を制御する位置制御部と、
を有する溝加工装置。
【請求項２】
前記加工工具を前記軸方向に移動させる軸方向可動部と、前記加工工具を前記径方向に移動させる径方向可動部とを有する可動部をさらに備えた
請求項１に記載の溝加工装置。
【請求項３】
前記ロープ溝の加工時に発生する加工粉を収集する集塵機をさらに備えた
請求項１または２に記載の溝加工装置。
【請求項４】
前記加工工具の数は、複数であり、
複数の前記加工工具は、前記溝車に形成される複数のロープ溝が配列される間隔と同じ間隔で配列されている
請求項１から３のいずれか１項に記載の溝加工装置。
【請求項５】
前記予測部は、人工知能による処理、または統計処理によって、前記軸方向位置予測値と前記径方向位置予測値を演算する
請求項１から４のいずれか１項に記載の溝加工装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の溝加工装置を備えた
エレベータ装置。
【請求項７】
ロープが巻き掛けられる溝車のロープ溝を加工する溝加工方法であって、
加工開始以降の前記溝車の軸方向位置測定値および径方向位置測定値とかご高さ測定値を取得し、取得した前記軸方向位置測定値と前記径方向位置測定値と前記かご高さ測定値とを関連付けて、前記軸方向位置測定値と前記径方向位置測定値と前記かご高さ測定値とが関連付けられた振れデータベースに蓄積する取得ステップと、
前記取得ステップで取得される前記加工開始以降の前記かご高さ測定値に対して一定時間経過後のかご高さ予測値を演算し、演算した前記かご高さ予測値に対応する軸方向位置予測値と径方向位置予測値を、前記振れデータベースから演算する予測ステップと、
前記予測ステップで演算される前記軸方向位置予測値と前記径方向位置予測値と前記かご高さ予測値に基づいて、前記加工工具の目標位置を演算する演算ステップと、
前記演算ステップで演算される前記目標位置に基づいて、前記加工工具の位置を制御する位置制御ステップと、
を備えた溝加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溝車に巻き掛けられているロープの移動によって摩耗するロープ溝の形状を加工する溝加工装置および溝加工方法と、その溝加工装置を備えたエレベータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレベータ、クレーン、リフト、ロープウエイ、ケーブルカー等は、ロープを駆動するロープ駆動装置を備えている。例えば、ロープ駆動装置を備えるエレベータでは、溝車の回転に連動してロープが移動し、かごと釣合錘が昇降する。ロープ駆動装置では、駆動機の動力によって溝車が回転すると、ロープとロープ溝との間に摩擦力が発生する。
【０００３】
ロープ溝は、長期間使用されるうちに、ロープの微小すべり等によって、徐々に摩耗する。ロープ溝の摩耗の進行速度は、ロープ溝ごとに異なる。ロープ溝の摩耗によって、要求される摩擦力とロープの移動量が得られなくなると、駆動力の伝達効率が低下する。駆動力の低下は、スリップ、振動等を引き起こす。特に、複数本のロープによる駆動方式では、ロープごとに、駆動力およびロープの移動量が異なり、スリップ、振動等がさらに大きくなる。
【０００４】
溝車を交換することができない場合、このような摩耗したロープ溝の形状は、要求される形状となるように再生加工される。溝車に複数本のロープ溝が形成される場合、各ロープ溝の底の径を揃える必要がある。
【０００５】
ここで、ロープ溝の形状を再生加工する従来の溝加工装置の一例として、ロープ径とほぼ同形のボール砥石によってロープ溝を研削することでロープ溝の形状を加工するものがある（例えば、特許文献１参照）。従来の溝加工装置の別例として、溝車の振れに起因する加工異常を抑制するために、溝車の振れを測定し、その測定した振れに追従するように加工工具の位置を制御するように構成されているものがある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４８３５３６５号公報
【特許文献２】特許第５７６２２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の溝加工装置では、溝車の振れを測定する測定工程と、測定工程での測定結果に基づいて加工工具の移動量を演算する演算工程と、演算工程での演算結果に基づいて加工工具を移動させる移動工程の順に加工制御が実行される。この場合、測定工程で振れを測定する時点から移動工程で加工工具の移動が完了する時点までの間に時間遅れが発生し、その結果、加工工具の位置を最適な位置に制御することができない。したがって、ロープ溝の形状を加工した結果、加工後のロープ溝の形状が変形する。
【０００８】
また、上述の溝加工装置において、例えば、上述の時間遅れを考慮して加工工具の位置を制御するための制御量を演算するように構成される場合、加工異常を回避するために、加工工具のロープ溝への切り込み量が少なくなるように設定される。したがって、ロープ溝の形状の加工効率を十分に向上させることができない。
【０００９】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、加工後のロープ溝の形状の変形を抑制しつつ、ロープ溝の形状の加工効率の向上に寄与する溝加工装置および溝加工方法と、その溝加工装置を備えたエレベータ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明における溝加工装置は、ロープが巻き掛けられる溝車のロープ溝を加工する溝加工装置であって、溝車の軸方向位置測定値を測定する軸方向位置測定器と、溝車の径方向位置測定値を測定する径方向位置測定器と、かご高さ測定値を測定するかご高さ測定器と、溝車の軸方向と径方向に移動可能に構成されており、ロープ溝を加工する加工工具と、加工工具の位置を制御する制御部と、を備え、制御部は、軸方向位置測定値と径方向位置測定値とかご高さ測定値とが関連付けられた振れデータベースを記憶する記憶部と、加工開始以降の軸方向位置測定値と径方向位置測定値とかご高さ測定値を、軸方向位置測定器と径方向位置測定器とかご高さ測定器からそれぞれ取得し、取得した軸方向位置測定値と径方向位置測定値とかご高さ測定値とを関連付けて、振れデータベースに蓄積する取得部と、取得部によって取得される加工開始以降のかご高さ測定値に対して一定時間経過後のかご高さ予測値を演算し、演算したかご高さ予測値に対応する軸方向位置予測値と径方向位置予測値を、振れデータベースから演算する予測部と、予測部によって演算される軸方向位置予測値と径方向位置予測値とかご高さ予測値に基づいて、加工工具の目標位置を演算する演算部と、演算部によって演算される目標位置に基づいて、加工工具の位置を制御する位置制御部と、を有するものである。
【００１１】
本発明におけるエレベータ装置は、上述の溝加工装置を備えたものである。
【００１２】
本発明における溝加工方法は、ロープが巻き掛けられる溝車のロープ溝を加工する溝加工方法であって、加工開始以降の溝車の軸方向位置測定値および径方向位置測定値とかご高さ測定値を取得し、取得した軸方向位置測定値と径方向位置測定値とかご高さ測定値とを関連付けて、軸方向位置測定値と径方向位置測定値とかご高さ測定値とが関連付けられた振れデータベースに蓄積する取得ステップと、取得ステップで取得される加工開始以降のかご高さ測定値に対して一定時間経過後のかご高さ予測値を演算し、演算したかご高さ予測値に対応する軸方向位置予測値と径方向位置予測値を、振れデータベースから演算する予測ステップと、予測ステップで演算される軸方向位置予測値と径方向位置予測値とかご高さ予測値に基づいて、加工工具の目標位置を演算する演算ステップと、演算ステップで演算される目標位置に基づいて、加工工具の位置を制御する位置制御ステップと、を備えたものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、加工後のロープ溝の形状の変形を抑制しつつ、ロープ溝の形状の加工効率の向上に寄与する溝加工装置および溝加工方法と、その溝加工装置を備えたエレベータ装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１におけるエレベータ装置の構成を示す側面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における溝加工装置の構成を示す正面図である。
【図３】図２の溝加工装置が溝車のロープ溝の形状を加工することによって加工粉が発生している状態を示す側面図である。
【図４】本発明の実施の形態１における溝車が回転している間に測定される軸方向位置測定値と径方向位置測定値の挙動を示すグラフである。
【図５】図４のグラフの横軸を拡大したグラフである。
【図６】本発明の実施の形態１における溝加工装置の一連の加工制御を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態２における溝加工装置の加工部の構成を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明による溝加工装置、溝加工方法およびエレベータ装置を、好適な実施の形態にしたがって図面を用いて説明する。なお、図面の説明においては、同一部分または相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１６】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１におけるエレベータ装置１００の構成を示す側面図である。図１において、エレベータ装置１００は、かご１と、ロープ２と、釣合錘３と、ロープ２を駆動するロープ駆動装置４とを備える。
【００１７】
ロープ駆動装置４は、溝車５と、溝車６と、固定体７と、溝車５および溝車６に個別に対応して設けられ、かご１を昇降させるために回転する各溝車５，６のロープ溝を加工する溝加工装置８と、溝車５を回転駆動する駆動機９とを備える。溝車５は、いわゆる駆動綱車に相当し、溝車６は、いわゆるそらせ車に相当し、駆動機９は、いわゆる巻上機に相当する。
【００１８】
かご１および釣合錘３は、ロープ２で懸架されている。ロープ２は、一端がかご１に固定され、他端が釣合錘３に固定されている。溝車５と溝車６には、ロープ２が巻き掛けられている。溝車５と溝車６と駆動機９は、固定体７に固定され、例えば機械室等に設置される。溝車６は、かご１と釣合錘３の懸架位置を合わせるために使われる。
【００１９】
溝車５に対応する溝加工装置８は、固定体７に上向きに取り付けられ、溝車５に形成される後述するロープ溝５ａの形状を加工する。溝車６に対応する溝加工装置８は、固定体７に下向きに取り付けられ、溝車６に形成されるロープ溝の形状を加工する。
【００２０】
次に、本実施の形態１における溝加工装置８について詳細に説明する。なお、溝車５および溝車６のそれぞれに対応する溝加工装置８は同様の構成であるので、実施の形態１では、溝車５に対応する溝加工装置８の構成を代表して説明する。
【００２１】
図２は、本発明の実施の形態１における溝加工装置８の構成を示す正面図である。なお、図２では、正面から見たときの溝車５の断面（ただし、断面を示す斜線のハッチングを省略）が概略的に図示されるとともに、加工部１０が概略的に図示され、さらに、制御部１３のブロック図が図示されている。また、図２では、溝車５の回転軸の軸線方向、すなわち図２の紙面左右方向をＸ方向と定義し、溝車５の径方向、すなわち図２の紙面上下方向をＺ方向と定義している。
【００２２】
ロープ２のスムーズな駆動を実現可能なように、溝車５に形成されるロープ溝５ａが加工されている。ロープ溝５ａの形状の精度は、通常、５０μｍ〜１００μｍである。
【００２３】
溝車５の回転軸は、水平方向、すなわちＸ方向に配置されており、溝車５は、駆動機９によって回転する。溝車５には、ロープ２を巻き掛けるための複数のロープ溝５ａが周方向に沿って形成されている。ロープ溝５ａの底には、アンダーカット溝５ｃが形成され、ロープ溝５ａは、くさび作用によってロープ２を確実に把持する。
【００２４】
溝車５のロープ溝５ａでは、溝車５の軸方向に垂直であって、溝車５の底面位置に配置される基準平面５ｘと、溝車５の周方向に平行であって、溝車５のロープ２によって摩耗されない側面位置に配置される基準側面５ｚが設定される。
【００２５】
図２において、溝加工装置８は、加工部１０と、軸方向位置測定器１１と、径方向位置測定器１２と、制御部１３を備える。
【００２６】
加工部１０は、加工工具１０１と、取付部１０２と、工具ホルダ１０３と、軸方向可動部１０５および径方向可動部１０６を有する可動部１０４と、集塵機１０７と、集塵孔１０８とを備える。
【００２７】
加工工具１０１は、溝車５の軸方向と径方向に移動可能に構成されており、ロープ溝５ａを加工する。加工工具１０１は、先の図１からも分かるように、溝車５のロープ２が巻き掛けられていない部分に対向してＺ方向に沿って配置される。これにより、加工工具１０１は、溝車５が回転している間であっても、ロープ２と接触することなく、ロープ溝５ａの形状を加工することができる。加工工具１０１としては、例えば、ボール砥石、旋削バイト等を用いることができる。加工工具１０１は、工具ホルダ１０３に取り付けられ、ロープ溝５ａの形状を加工する。取付部１０２は、加工部１０の基部を成し、固定体７に着脱可能に構成される。
【００２８】
可動部１０４は、加工工具１０１と取付部１０２の間に設けられる。軸方向可動部１０５は、加工工具１０１を軸方向、すなわちＸ方向に移動させる。径方向可動部１０６は、加工工具１０１を径方向、すなわちＺ方向に移動させる。
【００２９】
このように、可動部１０４は、加工工具１０１を軸方向に移動させる軸方向可動部１０５と、加工工具１０１を径方向に移動させる径方向可動部１０６とを有する。
【００３０】
軸方向可動部１０５および径方向可動部１０６は、接続ケーブル１４によって制御部１３と接続される。集塵機１０７は、工具ホルダ１０３に接続される。
【００３１】
軸方向位置測定器１１は、固定体７に取り付けられ、溝車５の基準平面５ｘのＸ方向の位置を測定する。
【００３２】
径方向位置測定器１２は、径方向可動部１０６に取り付けられ、溝車５の基準側面５ｚのＺ方向の位置を測定する。
【００３３】
なお、軸方向位置測定器１１によって測定される基準平面５ｘのＸ方向の位置を軸方向位置測定値と称し、径方向位置測定器１２によって測定される基準側面５ｚのＺ方向の位置を径方向位置測定値と称す。また、軸方向位置測定器１１と径方向位置測定器１２としては、例えば、位置センサを用いればよい。
【００３４】
このように、軸方向位置測定器１１は、溝車５の軸方向位置測定値を測定し、径方向位置測定器１２は、溝車５の径方向位置測定値を測定するように構成されている。
【００３５】
制御部１３は、例えば、演算処理を実行するマイクロコンピュータと、プログラムデータ、固定値データ等のデータを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、格納されているデータを更新して順次書き換えられるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、データを送受信する通信機と、時間を計測するタイマと、ドライバ等によって実現される。
【００３６】
制御部１３は、取得部１３１と、予測部１３２と、演算部１３３と、位置制御部１３４と、記憶部１３５とを備える。
【００３７】
取得部１３１は、軸方向位置測定器１１から軸方向位置測定値を取得し、径方向位置測定器１２から径方向位置測定値を取得し、エレベータ装置１００の動作を制御するエレベータ制御装置１５からかご高さ測定値を取得する。また、取得部１３１は、取得した軸方向位置測定値と径方向位置測定値とかご高さ測定値とを関連付けて記憶部１３５に記憶する。なお、かご高さ測定値とは、エレベータ装置１００が据え付けられる建物の最下階からのかご３の高さを意味する。このように、本実施の形態１では、エレベータ制御装置１５は、かご高さ測定値を測定するかご高さ測定器として機能する。
【００３８】
予測部１３２は、可動部１０４の動作を制御する制御ループの制御遅れ時間を考慮して、取得部１３１によって取得される軸方向位置測定値、径方向位置測定値およびかご高さ測定値の測定データに対して、制御遅れ時間分を経過させた測定データを予測する。なお、予測部１３２によって予測される軸方向位置測定値と径方向位置測定値とかご高さ測定値をそれぞれ、軸方向位置予測値と径方向位置予測値とかご高さ予測値と称す。
【００３９】
予測部１３２は、予測した軸方向位置予測値と径方向位置予測値とかご高さ予測値を演算部１３３に出力する。なお、制御遅れ時間とは、軸方向位置測定値、径方向位置測定値およびかご高さ測定値が測定されてから、加工工具１０１が移動を完了するまでの時間を意味する。
【００４０】
演算部１３３は、予測部１３２から取得した軸方向位置予測値、径方向位置予測値およびかご高さ予測値に基づいて、加工工具１０１の位置の目標値、すなわち加工工具１０１の目標位置を演算する。演算部１３３は、演算した加工工具１０１の目標位置を位置制御部１３４に出力する。
【００４１】
位置制御部１３４は、演算部１３３から入力される目標位置に加工工具１０１が移動するように、軸方向可動部１０５および径方向可動部１０６を駆動するためのドライバ（図示せず）を制御する。その結果、軸方向可動部１０５および径方向可動部１０６の駆動に伴って加工工具１０１が移動する。したがって、加工工具１０１は、制御遅れ時間の影響を抑制して、適切な位置で溝車５のロープ溝５ａを加工する。
【００４２】
次に、溝加工装置８が溝車５のロープ溝５ａの形状を加工することによって加工粉１６が発生している状態について、図３を参照しながら説明する。図３は、図２の溝加工装置８が溝車５のロープ溝５ａの形状を加工することによって加工粉１６が発生している状態を示す側面図である。なお、図３では、図２において、Ｘ方向から見たときの溝車５および加工部１０が概略的に図示されている。
【００４３】
図３に示すように、加工工具１０１によって溝車５のロープ溝５ａを加工すると、加工粉１６が発生し、加工粉１６は、重力によって鉛直下方に落下する。集塵機１０７は、集塵孔１０８を通じて加工粉１６を収集する。
【００４４】
集塵孔１０８は、発生した加工粉１６が飛散する方向、すなわち、加工工具１０１のおおよそ鉛直下方に配置されつつ、加工に際して邪魔にならない位置に配置される。図３に示す例では、集塵孔１０８は、工具ホルダ１０３に取り付けられている。集塵孔１０８の開口は、加工粉１６の飛散に若干の広がりを考慮した面積を有する。集塵機１０７は、周囲の空気と一緒に、集塵孔１０８に捕捉された加工粉１６を吸い込む。その結果、集塵機１０７は、加工粉１６をほぼ１００％収集する。
【００４５】
ここで、通常、加工粉１６のロープ２への付着に起因するロープすべりの増加を抑制するために、加工後には、十分な清掃作業が必要である。これに対して、本実施の形態１では、集塵機１０７によって、加工粉１６の回収が可能なため、加工粉１６のロープ２およびロープ溝５ａへの付着を抑制することができる。また、軸方向可動部１０５と径方向可動部１０６の摺動面への加工粉１６の侵入、および加工工具１０１の刃先への加工粉１６の付着を抑制することができ、その結果、加工精度の低下を抑制することができる。さらに、加工中および加工後の清掃作業を省略することができ、その結果、加工作業を効率的に実施することができる。
【００４６】
なお、本実施の形態１では、工具ホルダ１０３に集塵孔１０８が取り付けられている場合を例示しているが、集塵孔１０８の位置は、特に限定されず、加工に際して邪魔にならない位置であれば、どのような位置でもよい。
【００４７】
このように、集塵機１０７は、ロープ溝５ａの加工時に発生する加工粉１６を収集するように構成されている。
【００４８】
溝車５は、軸受けによって回転自在に保持されている。軸受の内部に存在する転動体は、使用初期では同一径であっても、長期使用によって摩耗が進行すると径の差異が数μｍになる。なお、転動体としては、例えば、ボール、コロ等が挙げられる。
【００４９】
転動体の磨耗の進行とともに、溝車５の回転は、完全な円運動に従った回転から不正回転に移行する。換言すると、転動体の磨耗の進行とともに、溝車５の振れが発生する。そこで、溝車５の回転中の状態を知るために、溝加工装置８は、基準平面５ｘのＸ方向の位置、すなわち軸方向位置測定値を測定する軸方向位置測定器１１と、基準側面５ｚのＺ方向の位置、すなわち径方向位置測定値を測定する径方向位置測定器１２とを備えて構成されている。
【００５０】
次に、転動体の磨耗が進行した溝車５の回転状態について、図４および図５を参照しながら説明する。図４は、本発明の実施の形態１における溝車５が回転している間に測定される軸方向位置測定値と径方向位置測定値の挙動を示すグラフである。図５は、図４のグラフの横軸を拡大したグラフである。
【００５１】
なお、図４に示すグラフは、エレベータ装置１００が据え付けられる建物の最下階である１階から最上階である７０階にかご１を直通運転した場合に得られたグラフである。また、図５に示すグラフは、図４に示す軸方向位置測定値と径方向位置測定値の溝車５の２回転分の周期での挙動を詳細に示したグラフである。
【００５２】
図４に示すように、溝車５の回転中に測定される径方向位置測定値の変化量は、溝車５の停止中に測定される径方向位置測定値を基準にすると、約３０μｍである。また、溝車５の回転中に測定される径方向位置測定値の変動は、溝車５の１回転分の周期での変動ではなく、不規則な変動である。
【００５３】
溝車５の回転中に測定される軸方向位置測定値の変化量は、溝車５の停止中に測定される軸方向位置測定値を基準にすると、約１５０μｍである。また、溝車５の回転中に測定される軸方向位置測定値の変動は、溝車５の１回転分の周期での変動と、不規則な変動と、あるかご高さ毎の段階的な変動とが重ね合わさったものである。
【００５４】
加工中に上述したとおり溝車５の振れが発生すると、加工工具１０１のロープ溝５ａへの切り込み量が急激に増加し、その結果、ロープ溝５ａに食い込み傷が生じるという問題がある。ここで、溝車５の振れに周期性があれば、上述の問題への対策を取ることができる。しかしながら、溝車５の振れの原因である転動体の位置関係が周期的に再現される可能性は低い。また、溝車５の振れの周期性に着目しても、上述の食い込み傷の発生を回避することは不可能であるので、適切な加工制御の実現が困難である。
【００５５】
図４および図５に示すように、本実施の形態１におけるエレベータ装置１００では、溝車５の回転中において、軸方向位置測定値は、径方向位置測定値と比べて、変化が大きい。溝車５の回転中の軸方向位置測定値の変化量は、通常要求されるロープ溝５ａの形状の精度よりも大きく、上述したとおり、約１５０μｍである。
【００５６】
図４および図５では、エレベータ装置１００の溝車５の振れの状態を例示しているが、エレベータ装置によっては、溝車の振れの状態が異なると考えられる。また、溝車のロープ溝の加工において、溝車の振れは、加工異常を引き起こしたり、加工形状の精度を悪化させたりする要因である。
【００５７】
これに対して、本実施の形態１における溝加工装置８は、溝車５の振れの状態を考慮して、溝車５のロープ溝５ａとアンダーカット溝５ｃを、要求される形状に効率良く加工することができる。以下、溝加工装置８の制御部１３によって行われる加工制御の手順について説明する。
【００５８】
制御部１３の記憶部１３５には、加工工具１０１の標準的な送り量である基準送り設定値Ｗａが予め記憶されている。基準送り設定値Ｗａの単位は、移動量／時間である。予測部１３２は、軸方向位置測定器１１の測定結果と、径方向位置測定器１２の測定結果を用いて、溝車５の位置を演算する。演算部１３３は、溝車５と加工工具１０１の位置関係が設定どおりに確保されるように、加工工具１０１の目標位置を演算し、その演算結果に従って、位置制御部１３４が可動部１０４を制御する。溝車６の加工制御についても、溝車５の加工制御と同様の制御が行われる。
【００５９】
次に、溝加工装置８の一連の加工制御について、図６を参照しながら説明する。図６は、本発明の実施の形態１における溝加工装置８の一連の加工制御を示すフローチャートである。
【００６０】
まず、ステップＳ０において、取得部１３１は、加工開始前の準備工程として、加工開始時の軸方向位置測定値Ｘ０と径方向位置測定値Ｚ０とかご高さ測定値Ｈ０を、軸方向位置測定器１１と径方向位置測定器１２とエレベータ制御装置１５からそれぞれ取得する。また、取得部１３１は、取得した軸方向位置測定値Ｘ０と径方向位置測定値Ｚ０とかご高さ測定値Ｈ０を関連付けて、記憶部１３５に記憶される振れデータベースに蓄積する。振れデータベースは、軸方向位置測定値と径方向位置測定値とかご高さ測定値とが関連付けられたデータベースである。
【００６１】
また、演算部１３３は、準備工程として、固定体７を基準とした加工工具１０１の位置（Ｕ０，Ｗ０）を記憶部１３５に記憶する。なお、加工工具１０１の位置のＵ値は、先の図２のＸ方向の座標値であり、その初期値がＵ０である。また、加工工具１０１の位置のＷ値は、先の図２のＺ方向の座標値であり、その初期値がＷ０である。
【００６２】
通常、加工工具１０１の位置（Ｕ０，Ｗ０）について、Ｗ０＝０を基準側面５ｚの加工初期の位置に設定してＺ方向の加工原点とし、Ｕ０＝０をロープ溝５ａの加工初期の中央の位置に設定してＸ方向の加工原点とすると、加工の進行を確認しやすい。振れがない場合、加工制御では、加工工具１０１の位置のＵ値は、常にゼロとなる。また、加工工具１０１の位置のＷ値の変化量は、加工工具１０１のロープ溝５ａへの切り込み量になる。加工工具１０１の位置のＷ値は、ロープ溝５ａの深さになる。
【００６３】
溝車５が回転して加工が開始されると、ステップＳ１において、取得部１３１は、加工開始後の軸方向位置測定値Ｘ１と径方向位置測定値Ｚ１とかご高さ測定値Ｈ１を、軸方向位置測定器１１と径方向位置測定器１２とエレベータ制御装置１５からそれぞれ取得する。軸方向位置測定値Ｘ１と径方向位置測定値Ｚ１とかご高さ測定値Ｈ１は、溝車５の回転に伴ってかご１が移動している間に測定されるデータである。また、取得部１３１は、取得した軸方向位置測定値Ｘ１と径方向位置測定値Ｚ１とかご高さ測定値Ｈ１を関連付けて、記憶部１３５に記憶される振れデータベースに蓄積する。
【００６４】
このように、取得部１３１は、制御遅れ時間を考慮した溝車５の位置を予測するのに必要なデータを取得する。すなわち、取得部１３１は、加工開始以降の軸方向位置測定値と径方向位置測定値とかご高さ測定値を、軸方向位置測定器１１と径方向位置測定器１２とエレベータ制御装置１５からそれぞれ取得する。取得部１３１は、取得した軸方向位置測定値と径方向位置測定値とかご高さ測定値とを関連付けて、振れデータベースに蓄積する。
【００６５】
ステップＳ２において、予測部１３２は、ステップＳ１で取得されるかご高さ測定値Ｈ１に対して制御遅れ時間経過後のかご高さ測定値であるかご高さ予測値Ｈｐを演算する。また、予測部１３２は、演算したかご高さ予測値Ｈｐに対応する軸方向位置予測値Ｘｐおよび径方向位置予測値Ｚｐを、記憶部１３５に記憶される振れデータベースから演算する。
【００６６】
このように、予測部１３２は、取得部１３１によって取得される加工開始以降のかご高さ測定値Ｈ１に対して一定時間経過後のかご高さ予測値Ｈｐを演算する。また、予測部１３２は、演算したかご高さ予測値Ｈｐに対応する軸方向位置予測値Ｘｐと径方向位置予測値Ｚｐを、記憶部１３５に記憶される振れデータベースから演算する。
【００６７】
続いて、予測部１３２によって行われる予測処理、すなわち、予測部１３２によって行われる軸方向位置予測値Ｘｐと径方向位置予測値Ｚｐの演算方法について説明する。以下、この演算方法の具体例として、予測部１３２が人工知能による処理によって軸方向位置予測値Ｘｐと径方向位置予測値Ｚｐを演算する場合と、予測部１３２が統計処理によって軸方向位置予測値Ｘｐと径方向位置予測値Ｚｐを演算する場合とについて説明する。
【００６８】
ここで、溝車５の振れは、先の図４および図５から明らかなように、確実な規則性がない。つまり、溝車５の振れは、曖昧性が強い。上述の予測処理を実現するにあたっては、この曖昧性を考慮して、軸方向位置予測値Ｘｐと径方向位置予測値Ｚｐをどのように予測するかを規定する予測ルールを設定する必要がある。
【００６９】
そこで、本実施の形態１では、例えば、予測ルールを人工知能システムによって設定する。曖昧性を数値化して予測ルールを設定するには、ファジイ理論判定法が一般に用いられる。特に、数々な加工条件下で得られたデータを基に、溝車５の振れを学習したり、認識したり、予測したりするには、ニューラルネットワークを用いたニューロンコンピュータを用いるのがよい。
【００７０】
一方、溝車５の振れにある程度規則性があり、さらに、要求される加工精度が低い場合には、高価な人工知能システムを用いることなく、統計的なデータ処理によって、振れを予測可能である。例えば、或るかご高さ予測値Ｈｐに対応する軸方向位置予測値Ｘｐと径方向位置予測値Ｚｐを、振れデータベースに蓄積されている過去の多数のデータに対して、単純平均、重み付け平均等の統計処理を施すことで、求めてもよい。また、振れデータベースに蓄積されている過去のデータの分布から、今回のかご高さ予測値Ｈｐに対応する軸方向位置予測値Ｘｐと径方向位置予測値Ｚｐを検定し、過去の最も近似したデータを用いて、軸方向位置予測値Ｘｐと径方向位置予測値Ｚｐを求めてもよい。
【００７１】
続いて、上述した単純平均を用いて、軸方向位置予測値Ｘｐと径方向位置予測値Ｚｐを演算する例について具体的に説明する。ここで、上述した制御遅れ時間をＴｓとし、かご１の移動速度をＶとすると、制御遅れ時間Ｔｓおよび移動速度Ｖは通常、一定値である。かご高さ測定値Ｈ１が測定された場合、かご高さ予測値Ｈｐは、以下の式（ａ）に従って演算される。
Ｈｐ＝Ｈ１＋Ｖ・Ｔｓ          （ａ）
【００７２】
また、かご高さ予測値Ｈｐに対応する軸方向位置予測値Ｘｐは、以下の式（ｂ）に従って演算される。
Ｘｐ＝｛ΣＸ２（ｉ）｝／ｉ          （ｂ）
ただし、Ｘ２（ｉ）は、かご高さがかご高さ予測値Ｈｐである場合に測定された過去ｉ回分の軸方向位置測定値であり、記憶部１３５の振れデータベースに蓄積されている。
【００７３】
さらに、かご高さ予測値Ｈｐに対応する径方向位置予測値Ｚｐは、以下の式（ｃ）に従って演算される。
Ｚｐ＝｛ΣＺ２（ｉ）｝／ｉ          （ｃ）
ただし、Ｚ２（ｉ）は、かご高さがかご高さ予測値Ｈｐである場合に測定された過去ｉ回分の径方向位置測定値であり、記憶部１３５の振れデータベースに蓄積されている。
【００７４】
ステップＳ３において、演算部１３３は、ステップＳ２で演算される高さ予測値Ｈｐに基づいて、加工工具１０１の位置の目標値、すなわち加工工具１０１の目標位置（Ｕｂ，Ｗｂ）を演算する。
ここで、溝車５の振れが発生することによって溝車５が軸方向に移動する移動量の予測値は、（Ｘｐ−Ｘ０）であり、溝車５の振れが発生することによって溝車５が径方向に移動する移動量の予測値は（Ｚｐ−Ｚ０）である。したがって、加工すべき溝の予測位置、つまり、加工工具１０１の目標位置（Ｕｂ、Ｗｂ）は、加工切り込みを考慮して、以下の式（ｄ）および式（ｅ）に従って演算される。
Ｕｂ＝Ｕ０＋（Ｘｐ−Ｘ０）          （ｄ）
Ｗｂ＝Ｗ０＋（Ｚｐ−Ｚ０）＋Ｗａ・Ｔｓ          （ｅ）
【００７５】
このように、演算部１３３は、予測部１３２によって演算される軸方向位置予測値Ｘｐと径方向位置予測値Ｚｐとかご高さ予測値Ｈｐに基づいて、加工工具１０１の目標位置（Ｕｂ，Ｗｂ）を演算する。
【００７６】
ステップＳ４において、位置制御部１３４は、ステップＳ３で演算される目標位置（Ｕｂ、Ｗｂ）に加工工具１０１が移動するように、ドライバを制御する。ドライバは、位置制御部１３４の制御に従って、軸方向可動部１０５および径方向可動部１０６を駆動することで、加工工具１０１を移動させる。その後、上述したステップＳ１からステップＳ４までの一連の処理が或る周期で繰り返されるので、溝車５のロープ溝５ａに対する加工工具１０１の位置を適切に制御することができ、その結果、溝車５のロープ溝５ａを安定して加工することができる。
【００７７】
このように、位置制御部１３４は、演算部１３３によって演算される目標位置（Ｕｂ，Ｗｂ）に、加工工具１０１の位置を制御する。
【００７８】
次に、本実施の形態１における溝加工装置８によって得られる効果について説明する。加工工具１０１による加工中の溝車５の軸方向の振れは、ロープ溝５ａの幅が広くなるといったロープ溝５ａの形状の変形につながる。ロープ溝５ａの形状の変形は、ロープ２の把持力の低下につながる。
【００７９】
溝車５の径方向の振れは、加工作業能率の低下につながる。具体的には、溝車５の径方向の振れによって加工工具１０１のロープ溝５ａへの切り込み量が増加した場合、加工工具１０１の加工面への食い込み、加工工具１０１の破損等が発生し、結果として、工具交換のために加工作業が中断する。また、溝車５の径方向の振れによって加工工具１０１のロープ溝５ａへの切り込み量減少した場合、加工工具１０１のロープ溝５ａへの加工量が減少し、加工作業の時間が延びる。
【００８０】
上述したような不具合を解消するためには、溝車５の位置を測定し、その測定結果に基づいて加工工具１０１の位置を補正する必要がある。ただし、加工制御では制御遅れ時間が必ず存在するため、その制御遅れ時間を考慮して加工工具１０１の位置の補正量を設定する必要がある。この場合、この補正値は、加工工具１０１の破損を回避するために、加工工具１０１のロープ溝５ａへの切り込み量が少なくなるように設定される。その結果、本来実現可能な加工効率が得られない。しかしながら、制御遅れ時間を考慮した溝車５の位置を正確に予測することができれば、加工効率の向上が期待できる。
【００８１】
そこで、本実施の形態１における溝加工装置８は、制御遅れ時間を考慮した溝車５の位置を予測するように構成されている。すなわち、制御部１３は、軸方向位置測定器１１および径方向位置測定器１２によって溝車５の３次元的な位置、すなわち、軸方向位置測定値と径方向位置測定値を常に測定し、さらにその測定結果とともにその測定時のかご高さ測定値も併せて振れデータベースに蓄積している。また、制御部１３は、振れデータベースに蓄積されているデータを基に、制御遅れ時間経過後の溝車５の振れを、最も確からしく予測する。
【００８２】
したがって、ロープ溝５ａと加工工具１０１の相対位置を、理想的な加工位置に制御することができるので、その結果、ロープ溝５ａへの加工切り込み量が安定化するとともに、要求どおりにロープ溝５ａの形状を加工することができる。そのため、溝加工装置８の性能を十分に発揮できる効率的な加工の実現が可能となる。さらに、溝車５の軸受の不正回転運動による加工の不具合の発生、すなわち食い付き傷の発生、加工工具の破損、加工効率の低下等を抑制することができる。
【００８３】
以上、本実施の形態１によれば、溝加工装置は、加工開始以降のかご高さ測定値に対して一定時間経過後のかご高さ予測値を演算し、演算したかご高さ予測値に対応する軸方向位置予測値と径方向位置予測値を、振れデータベースから演算するように構成されている。また、溝加工装置は、軸方向位置予測値と径方向位置予測値とかご高さ予測値を用いて、加工工具の目標位置を演算し、その演算結果に基づいて、加工工具の位置を制御するように構成されている。
【００８４】
これにより、加工後のロープ溝の形状の変形を抑制しつつ、ロープ溝の形状の加工効率の向上に寄与する。
【００８５】
なお、通常の加工中では、駆動機９が起動しているので、軸方向位置測定器１１と径方向位置測定器１２の各位置測定器の近傍には電磁ノイズが存在する。そのため、各位置測定器から出力されるアナログ信号にノイズが重畳し、その結果、正確な位置測定が妨げられることがある。そこで、このような問題への対策として、軸方向位置測定器１１および径方向位置測定器１２として、特に光学式スケール、磁気スケール等のデジタルスケールを有する位置測定器を用いることが有効である。デジタルスケールを有する位置測定器では、信号の有無によって、位置の変化が例えば１μｍ単位で表される。したがって、各位置測定器から出力されるアナログ信号にノイズが重畳していても、信号の有無が容易に判断されるので、正確な位置測定を実現できる。
【００８６】
また、軸方向位置測定器１１と径方向位置測定器１２は、それぞれ、軸方向位置測定値と径方向位置測定値を測定可能であって、加工に際して邪魔にならなければ、どのような位置に配置してもよい。
【００８７】
また、加工制御では、実際に加工が進行している加工点の位置情報が必要であるものの、加工工具の存在によって、加工点の位置を直接測定することは原理的に不可能である。これに対して、本実施の形態１における溝加工装置８は、複数の位置測定器の測定値を用いて、溝車の位置を演算するように構成されているので、加工工具と溝車のそれぞれの位置をより高精度に演算することができる。また、位置測定器の測定値には、測定面に存在する粗さ、うねり、ゴミ等による測定誤差が含まれる。したがって、位置測定器による測定回数、溝車の加工回数、あるいは位置測定器の測定点数を増やせば、溝車の振れの予測精度が高まる。その結果、より効率的であって、形状の加工精度が良好である溝加工が期待できる。
【００８８】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２では、先の実施の形態１の構成に対して、加工部１０の加工工具１０１の数が複数である場合について説明する。なお、本実施の形態２では、先の実施の形態１と同様である点の説明を省略し、先の実施の形態１と異なる点を中心に説明する。
【００８９】
図７は、本発明の実施の形態２における溝加工装置８の加工部１０の構成を示す正面図である。本実施の形態２における加工部１０は、複数の加工工具１０１と、取付部１０２と、工具ホルダ１０３と、軸方向可動部１０５および径方向可動部１０６を有する可動部１０４と、集塵機１０７と、集塵孔１０８とを備える。なお、図７では、集塵機１０７および集塵孔１０８の図示を省略し、さらに、加工工具１０１の数が４である場合を例示している。
【００９０】
工具ホルダ１０３は、複数の加工工具１０１を把持可能に構成されている。複数の加工工具１０１は、溝車５に形成される複数のロープ溝５ａが配列される間隔と同じ間隔で配列されている。このような構成によって、複数のロープ溝５ａの形状を同時に加工することが可能となり、その結果、より効率的な加工を実現することができる。
【００９１】
以上、本実施の形態２によれば、先の実施の形態１の構成に対して、加工工具の数が複数であり、複数の加工工具は、溝車に形成される複数のロープ溝が配列される間隔と同じ間隔で配列されるように構成されている。これにより、複数のロープ溝の形状を同時に加工することが可能となり、その結果、より効率的な加工を実現することができる。
【符号の説明】
【００９２】
１  かご、２  ロープ、３  釣合錘、４  ロープ駆動装置、５  溝車、５ａ  ロープ溝、５ｃ  アンダーカット溝、５ｘ  基準平面、５ｚ  基準側面、６  溝車、７  固定体、８  溝加工装置、９  駆動機、１０  加工部、１０１  加工工具、１０２  取付部、１０３  工具ホルダ、１０４  可動部、１０５  軸方向可動部、１０６  径方向可動部、１０７  集塵機、１０８  集塵孔、１１  軸方向位置測定器、１２  径方向位置測定器、１３  制御部、１３１  取得部、１３２  予測部、１３３  演算部、１３４  位置制御部、１３５  記憶部、１４  接続ケーブル、１５  エレベータ制御装置、１６  加工粉、１００  エレベータ装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2019112175.tif 000007
【図６】
2019112175.tif 000008
【図７】
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