(57)【要約】【課題】  主軸を回転させなくても設定された主軸の回転数を表示部に表示させることができ、かつ、あらかじめ目標とする回転数に設定した状態で主軸の回転を開始させることのできる加工機械の主軸回転制御装置を提供する。【解決手段】  出力電圧が調整可能なボリューム２と、このボリューム２に基準電圧を印加する定電圧電源１と、ボリューム２から出力された出力電圧の値をデジタル変換し、制御値として出力するＡ／Ｄ変換器３と、前記制御値が入力され、前記制御値に割り当てられた回転数でモータを回転させる駆動指令を出力する制御部５と、前記駆動指令に基づく回転数で前記モータを回転させる駆動部７と、前記駆動指令に対応した前記主軸の回転数を表示する表示部６とを有する。【選択図】  図１
2015107532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工機械の主軸の回転数を制御及び表示する加工機械の主軸回転制御装置において、
出力電圧が調整可能なボリュームと、
このボリュームに基準電圧を印加する定電圧電源と、
前記ボリュームから出力された出力電圧の値をデジタル変換し、制御値として出力するＡ／Ｄ変換器と、
前記制御値が入力され、前記制御値に割り当てられた回転数でモータを回転させる駆動指令を出力する制御部と、
前記駆動指令に基づく回転数で前記モータを回転させる駆動部と、
前記駆動指令に対応した前記主軸の回転数を表示する表示部と、
を有することを特徴とする加工機械の主軸回転制御装置。
【請求項２】
前記ボリュームからの出力電圧の値が変動するときに、一定時間又は一定出力回数における前記駆動指令の平均値を前記制御部から出力することを特徴とする請求項１に記載の加工機械の主軸回転制御装置。
【請求項３】
前記駆動部がインバータ機能を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の加工機械の主軸回転制御装置。
【請求項４】
少なくとも前記ボリューム、前記定電圧電源、前記Ａ／Ｄ変換器及び前記表示部を一つのユニットに設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の加工機械の主軸回転制御装置。
【請求項５】
前記加工機械が、前記主軸の回転数を調整する主軸回転数調整手段を備えている場合に、前記制御部は前記主軸回転数調整手段から入力された主軸回転数に関する情報と前記制御値とから前記駆動指令を生成して出力することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の加工機械の主軸回転制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主軸の回転数をアナログ式のボリュームによって調整する汎用旋盤や汎用ボール盤、汎用フライス盤、汎用研削盤等のような汎用の加工機械において、前記主軸の回転数を容易に調整でき、かつ、正確に表示できる主軸回転制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
汎用旋盤や汎用ボール盤、汎用フライス盤、汎用研削盤等のように手動加工を中心とする加工機械においては、図４に示すような回転数の制御装置を使って主軸の回転数を制御している（例えば特許文献１、２参照）。
すなわち、電源１１と主軸を回転させるモータＭとの間に可変抵抗形のボリューム１２及びアンプ１３を配置し、ダイヤル形のボリューム１２を回転させて抵抗値を変化させることで電源１１の電圧を基準とする出力電圧値を可変とし、この出力電圧をアンプ１３に入力してモータＭを駆動させるための駆動電圧を得てモータＭに印加している。また、アンプ１３から出力される駆動電圧を表示部１６に表示させて、おおよその主軸回転数を指標するようにしている。また、前記主軸の回転数をセンサーで読み取って表示部１６に表示させる加工機械も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１４３０９１号公報（例えば図４及び段落００１７の記載参照）
【特許文献２】特開平６−１２６５１７号公報（例えば図２及び段落００１１の記載参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記した従来の加工機械では、モータＭのスイッチをＯＮにして主軸を回転させなければ主軸の回転数が表示されないという問題がある。これは、駆動電圧を表示する表示部１６及び前記主軸の回転をセンサーで読み取って表示する表示部１６のいずれにおいても同じである。そのため、主軸を回転させる前の状態では、どのような回転数設定になっているかがわからないという問題があった。また、この種の加工機械において主軸回転数の設定は、高速及び低速の二段ギアの切り替えとボリューム１２の設定との組み合わせによって行われるのが一般的であるが、主軸が回転しないと回転数の検出が行われないため、高速設定のままで主軸を回転させてしまうおそれがあった。そのため、モータＭのスイッチをＯＮにすると、いきなり主軸が高速で回転を開始する等の不具合があった
【０００５】
本発明は、上記の問題を解決することを目的とし、主軸を回転させなくても設定された主軸の回転数を正確に表示部に表示させることができ、かつ、あらかじめ目標とする回転数に設定した状態で主軸の回転を開始させることのできる加工機械の主軸回転制御装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の主軸回転制御装置は、出力電圧が調整可能なボリュームと、このボリュームに基準電圧を印加する定電圧電源と、前記ボリュームから出力された出力電圧の値をデジタル変換し、制御値として出力するＡ／Ｄ変換器と、前記制御値が入力され、前記制御値に割り当てられた回転数でモータを回転させる駆動指令を出力する制御部と、前記駆動指令に基づく回転数で前記モータを回転させる駆動部と、前記駆動指令に対応した前記主軸の回転数を表示する表示部とを有する構成としてある。
この構成によれば、電圧をアナログ値で出力するボリュームからの出力電圧はＡ／Ｄ変換器に入力され、このＡ／Ｄ変換器でボリュームからの出力電圧値に応じたデジタルの制御値が制御部に入力される。制御部では前記制御値に応じた回転数で主軸を回転させるための駆動指令信号が前記モータを回転させるための駆動部に対して出力される。このとき、前記モータを回転させる電源がＯＮになっていれば、前記モータを設定された回転数で回転させる。また、前記表示部には前記駆動信号に応じた主軸の回転数が表示される。
なお、前記ボリュームからの出力電圧の値が変動するときは、一定時間又は一定出力回数における前記駆動指令の平均値を前記制御部から出力するようにするとよい。
また、前記駆動部がインバータ機能を備えていてもよい。
そして、前記ボリューム、前記定電圧電源、前記Ａ／Ｄ変換器及び前記表示部、さらに選択的に前記制御部や前記駆動部を一つのユニットに設けるとよい。
また、前記加工機械が、前記主軸の回転数を調整する主軸回転数調整手段を備えている場合は、前記制御部は前記主軸回転数調整手段から入力された主軸回転数に関する情報と前記制御値とから前記駆動指令を生成して出力するようにするとよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は上記のように構成されているので、モータを駆動しなくても表示手段に主軸の回転数を表示させることができ、主軸が停止していても主軸の回転数の確認及び設定を行うことができる。また、表示部に表示された主軸回転数で主軸の回転を開始させることができる。
さらに、ボリュームの位置によっては回転数の表示にちらつきが生じることがあるが、一定時間又は一定出力回数における前記駆動指令の平均値を前記制御部から出力するようにすれば、主軸の回転数のばらつきや表示部に表示される回転数のチラつきも抑制することが可能である。
本発明の主軸回転制御装置は、簡素な構成で前記ボリューム、前記定電圧電源、前記Ａ／Ｄ変換器及び前記表示部、さらには選択的に前記駆動部や前記制御部を一つのユニットにまとめることが可能であるので、既存の加工機械に簡単に後付けすることが可能である。
また、加工機械に備えられているモータが汎用モータであっても、前記駆動部にインバータ機能を設けることで、駆動信号に応じた回転数で主軸を回転させるようにモータの駆動を制御することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の主軸回転制御装置の一実施形態にかかり、その構成を説明するブロック図である。
【０００９】
図１に示すように、主軸回転制御装置は、図示しない主軸の回転数を調整するためのダイヤル形のボリューム２と、このボリューム２に対して加工機械の電源ＯＮにより常に一定の電圧（基準電圧）を印加する定電圧電源１と、ボリューム２から出力された電圧値をＡ／Ｄ変換してデジタルの制御値に変換するＡ／Ｄ変喚器３と、このＡ／Ｄ変喚器から出力された制御値がＩ／Ｏインタフェイス４を介して入力され、前記制御値に応じた駆動信号を生成し出力する制御部５と、この制御部５からの駆動信号に応じた回転数で前記主軸を回転させるための図示しないモータを駆動させる駆動部７と、前記駆動信号に応じた主軸の回転数を表示する表示部６とから構成される。
【００１０】
さらに、この実施形態の加工機械には、ベルトやチェーンを掛け替えることで主軸の回転数を段階的に切り替えることのできる多段プーリー形又は多段ギヤ形の変速器（図示せず）が設けられている。前記ベルトやチェーンの掛け替えは、速度切替えレバー９を操作することで行うことができ、速度切替えレバー９の位置を切り替えることで、例えば「高速モード」と「低速モード」との間で主軸の回転数を切り替えることができる。前記変速器と速度切替えレバー９とで、主軸回転数を調整する主軸回転数調整手段が構成される。速度切替えレバー９の位置はリミットスイッチ等の検知手段で検出することができ、この検知手段で検出された速度切替えレバー９の位置情報（すなわち、主軸回転数調整手段による主軸の回転数に関する情報）は、Ｉ／Ｏインターフェイス４を介して制御部５に入力される。制御部５では、この位置情報に基づく係数（例えば「低速モード」を基準として「高速モード」の回転数が３倍である場合は、係数を「３」とする）を前記制御値に加味して駆動信号を生成する。
【００１１】
この実施形態においてボリューム２は可変抵抗形で、定電圧電源１の電圧を基準として可変抵抗値に応じた電圧値を出力する。制御部５では、前記制御値に割り当てられた回転数でモータを回転させる駆動指令を出力する。この実施形態の駆動部７はインバータ機能を備えている。そして、加工機械に備えられている三相誘導モータの回転数を周波数可変によって自在に調整できるようになっていて、前記モータを駆動部７の駆動信号に応じた回転数で回転させる。前記モータを回転させるための電源は、駆動用電源８から供給される。
図２は、上記構成の主軸回転制御装置Ｓの一例を示す図である。
ケースＳａの表面には、主軸の回転数を設定するボリューム２と主軸の回転数をデジタル表示する表示部６とが設けられている。ボリューム２の下のスイッチは、モータ及びブレーキのＯＮ／ＯＦＦスイッチである。
【００１２】
このケースＳａの内部には、定電圧電源１としてのバッテリと、Ａ／Ｄ変換器３と、Ｉ／Ｏインターフェイス４とが収容されている。インバータ機能を備えた駆動部７及び制御部５は、ケースＳａの内部に設けてもよいし、ケースＳａの外側に設けてもよい。
このように、本発明の主軸回転制御装置Ｓはその主要部を一つのユニットとして構成することができるので、既存の加工機械に簡単に後付することが可能である。
【００１３】
上記構成の主軸回転制御装置において加工機械の電源をＯＮにすると、定電圧電源１の電圧を基準としてボリューム２の可変抵抗値に応じた電圧値がボリューム２から出力される。そして、Ａ／Ｄ変喚器３からデジタル変換された制御値がＩ／Ｏインターフェイス４を介して制御部５に出力される。
制御部５からは、前記制御値に基づいて生成された駆動信号又は前記制御値に速度切替えレバー９の位置情報を加味して生成された駆動信号が表示部６及び駆動部７に出力される。これにより、モータが駆動して主軸を所定の回転数で回転させ、表示部６に主軸の回転数を表示させる。
【００１４】
可変抵抗形のボリューム２においては、その設定位置によって出力電圧の値が僅かながら変動することがある。そして、この変動が前記制御値を変動させて主軸の回転数を変化させたり表示部６に表示される主軸回転数の値をちらつかせたりする。
そこで、この実施形態の主軸回転制御装置では図３に示すように、制御部５においてボリューム２からの出力電圧の値を一定時間ごと又は変動するごとの平均値に基づいて駆動信号を生成し、この駆動信号を表示部６及び駆動部７に出力するようにしている。このようにすることで、主軸の回転数のばらつきや表示部６に表示される回転数のチラつきを抑制することができる。
【００１５】
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明は上記の説明に限定されるものではない。
例えば、ボリューム２は回転させることで抵抗値を変化させるダイヤル形のものであるとして説明したが、直線方向につまみを移動させることで抵抗値を変化させるスライド形のものであってもよい。
また、上記の説明では駆動部７にインバータ機能を設けているが、加工機械に備えられているモータがサーボモータ等である場合は、インバータ機能は特に設けなくてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明は、汎用旋盤や汎用ボール盤、汎用フライス盤、汎用研削盤等のような汎用の工作機械に好適に適用が可能であるが、ボリュームの調整によって主軸を回転させる機械であれば、工作機械に限らず検査装置（この明細書では「加工機械」の範疇に含めるものとする）やその他の加工機械にも適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の主軸回転制御装置の一実施形態にかかり、その構成を説明するブロック図である。
【図２】本発明の主軸回転制御装置の全体構成を説明する図である。
【図３】ボリュームからの出力電圧の値を一定時間ごとの平均値に基づいて駆動信号を生成する状態を説明するグラフである。
【図４】従来の主軸回転のブロック図である。
【符号の説明】
【００１８】
Ｓ      主軸回転制御装置
Ｓａ    ケース
Ｍ      モータ
１      定電圧電源
２      ボリューム
３      Ａ／Ｄ変換器
４      Ｉ／Ｏインターフェイス
５      制御部
６      表示部
７      駆動部
８      駆動用電源
９      速度切替えレバー
【図１】
2015107532.tif 000003
【図２】
2015107532.tif 000004
【図３】
2015107532.tif 000005
【図４】
2015107532.tif 000006