(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの早送り制御機構において、各駆動モータ毎に加速段階に導通しかつワークが加工される前の最大質量である場合に対応している早送りピーク電流の最大値ｉｍａｘを予め設定したうえで、個別の早送り工程に際し、ワークの積載質量に対応している加速段階の早送りピーク電流ｉを測定し、当該測定時において、ピーク電流ｉ及び前記測定時よりも事前に行われた実験によって当該ピーク電流値ｉに対応して予め設定されているワークに対する許容加速度ａの値に基づいて、前記最大ピーク電流ｉｍａｘが導通し得るような許容加速度ａ'をコンピュータによって設定し、当該駆動モータに対し当該許容加速度ａ'を出力するような指令信号を伝達することに基づくワークの早送り制御機構。
【請求項２】
測定された早送りピーク電流ｉの範囲及び事前に行われた実験によって当該ピーク電流値ｉに対応して予め設定されているワークに対する許容加速度ａに基づいて設定される許容加速度ａ'を各駆動モータ毎に予め行った実験によるデーターに基づいてコンピュータのメモリに記録していることを特徴とする請求項１記載のワークの早送り制御機構。
【請求項３】
ワークが当初の最大積載質量であった場合の早送りピーク電流の最大値ｉｍａｘに対応する適切な最小許容加速度ａｍｉｎを予め設定し、ワークが積載されていない場合の早送りピーク電流の最小値ｉｍｉｎに対応する適切な最大許容加速度ａｍａｘを予め設定したうえで、測定されたピーク電流ｉ及び事前に行われた実験によって当該ピーク電流値ｉに対応して予め設定されているワークに対する許容加速度ａに対し、新たに設定する許容加速度ａ'をコンピュータによって、下記の一般式によって算出することを特徴とする請求項１記載のワークの早送り制御機構。
記
ａ'−ａ＝（ａｍａｘ−ａｍｉｎ）・（ｉｍａｘ−ｉ）／（ｉｍａｘ−ｉｍｉｎ）
【請求項４】
減速段階において各駆動モータ毎に導通する早送りピーク電流の最大値（ｉｍａｘ）を予め設定したうえで、個別の早送り工程に際し、ワークの積載質量に対応している減速段階の早送りピーク電流（ｉ）を測定し、当該測定時において、ピーク電流（ｉ）及び前記測定時よりも事前に行われた実験によって当該ピーク電流値（ｉ）に対応して予め設定されているワークに対する許容減速度（ａ）の値に対して、前記最大ピーク電流（ｉｍａｘ）が導通し得るような許容減速度（ａ'）をコンピュータによって設定し、当該駆動モータに対し、当該許容減速度（ａ'）を出力とするような指令信号を伝達することを特徴とする請求項１記載のワークの早送り制御機構。
【請求項５】
ワークに対する早送り開始後、所定の時間毎に早送りピーク電流の検出及び新たな許容加速度ａ'を設定することを特徴とする請求項１記載のワークの早送り制御機構。
【請求項６】
ワークに対する早送り開始後、早送りピーク電流の測定値ｉが最大値ｉｍａｘよりも所定の偏差Δｉ分だけ差し引いた値以下である場合（ｉ≦ｉｍａｘ−Δｉである場合）に、新たな許容加速度ａ'を設定することを特徴とする請求項１記載のワークの早送り制御機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械による加工の対象物であるワークの早送りを効率化するための制御機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ワークは、所定の工程に基づいて切削、及び穴開けなどの工程を得ながら、各工程間においては、早送りが行われており、この段階では格別の加工を経ずに、殆ど大抵の場合直線状に移動している。
【０００３】
通常前記直線状の移動は、ボールネジの回転によって行われているが、早送り工程においては、早送りを開始する段階の加速及び早送りを終了する段階の減速を必要とする。
【０００４】
しかして、従来技術におけるワークの早送り制御機構においては、テーブルに積載されるワークの最大積載質量を基準として、当該質量に対応する駆動モータのトルクなどを基準として、許容加速度を設定している。
【０００５】
しかしながら、このような最大積載質量を基準とした場合には、積載質量が小さい場合には、最大積載質量を基準として設定した許容加速度は必要以上に小さな値であって、決して適切な値ではなく、効率的に早送りを実現することができない。
【０００６】
この点を改善するために、後記の特許文献１、２、３においては、ワークの積載質量を測定し、当該質量に対応した許容加速度を設定することによって制御を行っている。
【０００７】
しかしながら、このような制御機構では、特に質量センサーを設けることが必要となり、経済コストにおいて相当不利である。
【０００８】
他方、後記の特許文献４は、駆動モータにおいて必要な負荷電流を検出するうえで、所定の許容加速度を設定しており、この場合には質量センサーを設けることは不要である。
【０００９】
しかしながら、特許文献４において設定している許容加速度は、決して最大の効率が得られるような許容加速度の設定が行われている訳ではない。
【００１０】
【特許文献１】特公平１０−６３３３９号公報。
【特許文献２】特公平１１−９０７６９号公報。
【特許文献３】特開２００２−１０８４２５号公報。
【特許文献４】特開２００４−７４３５７号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、ワークの質量変化（減少）に対応して、効率的な早送りを実現し、しかも従来技術のような積載質量計を不要とするようなワークの早送り制御機構の構成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】
【００１２】
前記課題を解決するため、本発明の基本構成は、ワークの早送り制御機構において、各駆動モータ毎に加速段階に導通しかつワークが加工される前の最大質量である場合に対応している早送りピーク電流の最大値ｉｍａｘを予め設定したうえで、個別の早送り工程に際し、ワークの積載質量に対応している加速段階の早送りピーク電流ｉを測定し、当該測定時において、ピーク電流ｉ及び前記測定時よりも事前に行われた実験によって当該ピーク電流値ｉに対応して予め設定されているワークに対する許容加速度ａの値に基づいて、前記最大ピーク電流ｉｍａｘが導通し得るような許容加速度ａ'をコンピュータによって設定し、当該駆動モータに対し当該許容加速度ａ'を出力するような指令信号を伝達することに基づくワークの早送り制御機構からなる。
【発明の効果】
【００１３】
前記基本構成においては、ワークの質量の減少を原因として、各駆動モータ毎において生じている早送りピーク電流ｉが減少することに対し、改めてその最大の早送りピーク電流値ｉｍａｘとなるような許容加速度ａ'を設定し、当該駆動モータに対し当該許容加速度ａ'を生ずるような指令信号を発生することに基づき、基本的に早送りピーク電流の最大値ｉｍａｘに基づく加速によって、ワークの早送りを行うことから、効率的な早送りが可能となり、しかも、測定の対象をワークの積載量ではなく、早送りピーク電流値とすることによって、従来技術のような質量センサーを設置することは不要である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は、前記基本構成からも明らかなように、加速段階の制御を対象としている。
【００１５】
予め基本原理について説明するに、図３は、ワークの積載質量と駆動モータにおいて生じている早送りピーク電流との関係を示している。
【００１６】
一般に、駆動モータに対して所定の許容加速度となるような一定の入力電圧値を設定した場合、ワークの積載質量ｍが小さくなればなる程早送りピーク電流値ｉは小さくなる。
【００１７】
ワークが加工される前の最大質量ｍ０である場合には、早送りピーク電流は最大値ｉｍａｘを呈し、かつ許容加速度として適切な最小値ａｍｉｎを設定しているが、この点は本発明においても同様である。
【００１８】
ワークが所定の加工工程を経て、当初の最大質量ｍ０から質量ｍ１に変化（減少）する一方、当初の許容加速度の最小値ａｍｉｎを維持している場合には、必然的に早送りピーク電流は図３に示すように、当初設定した最大値ｉｍａｘよりも小さな値ｉに変化することになる。
【００１９】
本発明においては、このように積載質量の最大質量ｍ０から質量ｍ１への変化（減少）によって、早送りピーク電流が最大値ｉｍａｘから測定値ｉに変化した場合、各駆動モータ毎に導通している早送りピーク電流が最大値ｉｍａｘとなるように許容加速度ａ'を新たに設定している。
【００２０】
このような許容加速度ａ'の新たな設定に基づき、当該駆動モータにおいては、早送り電流の最大値ｉｍａｘの状態によって、当該駆動モータが早送りピーク電流ｉの状態にて作動する場合よりも大きなトルクを発揮することが可能となり、この点に本発明の基本的技術思想が存在する。
【００２１】
本発明の前記基本構成を実現するために、本発明においては、測定された早送りピーク電流ｉの数値及び事前に行われた実験によって当該ピーク電流値ｉに対応して予め設定されている許容加速度ａに基づいて設定される許容加速度ａ'を各駆動モータ毎に予め行った実験によるデーターに基づいてコンピュータのメモリに記録していることを特徴とする実施形態を採用することができる。
【００２２】
前記実施形態において、事前に行われた実験によって当該ピーク電流値ｉに対応して予め設定されている許容加速度ａ及び測定された早送りピーク電流ｉの個別の全ての値に対して、当該ピーク電流が最大値ｉｍａｘとなるような許容加速度ａ'を設定し、かつコンピュータのメモリに記録させることは極めて困難であることから、検出された早送りピーク電流ｉが属する数値範囲に対応して、前記最大値ｉｍａｘに至るような許容加速度ａ'を設定している。
【００２３】
したがって、前記実施形態の場合には、早送りピーク電流ｉが属する数値範囲を細分化する程、正確に許容加速度ａ'を設定することが可能となる。
【００２４】
前記実施形態の場合には、必然的に事前の実験によってピーク電流値ｉに対応して予め設定された許容加速度ａ、及び測定された早送りピーク電流ｉの双方に対応して新たに設定すべき許容加速度ａ'は特定することを必要としており、一般式に基づいて当該許容加速度ａ'を特定することができない。
【００２５】
図４は、ワークの個別の積載質量ｍ0、ｍ1に対応している早送りピーク電流Ｉと許容加速度Ａとの関係を示す。
【００２６】
図４に示すように、実際の作動状態においては、積載質量ｍ0、ｍ1が一定である場合、早送りピーク電流ｉの減少の程度と事前に行われた実験によって当該ピーク電流値ｉに対応して予め設定された許容加速度ａの増大の程度とは、概略比例関係にある。
【００２７】
このような状態に着目し、本発明においては、ワークが当初の最大積載質量であった場合の早送りピーク電流の最大値ｉｍａｘに対応する適切な最小許容加速度ａｍｉｎを予め設定し、ワークが積載されていない場合の早送りピーク電流の最小値ｉｍｉｎに対応する適切な最大許容加速度ａｍａｘを予め設定したうえで、測定されたピーク電流ｉ及び事前に行われた実験によって当該ピーク電流値ｉに対応して予め設定されている許容加速度ａに対し、新たに設定する許容加速度ａ'をコンピュータによって、下記の一般式によって算出することを特徴とする実施形態を採用することができる。
記
ａ'−ａ＝（ａｍａｘ−ａｍｉｎ）・（ｉｍａｘ−ｉ）／（ｉｍａｘ−ｉｍｉｎ）
【００２８】
前記一般式について説明するに、
（ａｍａｘ−ａｍｉｎ）／（ｉｍａｘ−ｉｍｉｎ）は、図４のグラフによって示されているような早送りピーク電流Ｉと許容加速度Ａとの概略の比例関係による変化における直線状の勾配を示している。
【００２９】
このような場合、新たに設定した許容加速度ａ'と事前に行われた実験によって当該ピーク電流値ｉに対応して予め設定されている許容加速度ａとの差であるａ'−ａが、早送りピーク電流の最大値によるｉｍａｘ、同ピーク電流の検出値であるｉとの差であるｉｍａｘ−ｉと概略比例関係にあり、かつ事前に行われた実験によって当該ピーク電流値ｉに対応して予め設定されている許容加速度ａと検出された早送りピーク電流ｉとが対応関係にある以上、必然的に新たに設定した許容加速度ａ'と早送りピーク電流の最大値であるｉｍａｘとは対応関係にある。
【００３０】
前記一般式による実施形態は、最初に述べた実施形態の場合のように、許容加速度ａの設定値及び早送りピーク電流ｉの測定値に対応して、事前にコンピュータメモリに新たに設定すべき許容加速度ａ'を記録せずとも、前記許容加速度ａ及び早送りピーク電流ｉに基づいて、速やかに許容加速度ａ'を算出し、再び早送りピーク電流を最大値ｉｍａｘが導通する状態に復帰する点において極めて有効である。
【００３１】
前記のように、本発明の基本構成はあくまで加速段階における制御を対象としているが、単に加速段階だけではなく、減速段階においても適用することが可能である。
【００３２】
即ち、本発明は、単に加速段階だけではなく、減速段階において各駆動モータ毎に導通する早送りピーク電流の最大値（ｉｍａｘ）を予め設定したうえで、個別の早送り工程に際し、ワークの積載質量に対応している減速段階の早送りピーク電流（ｉ）を測定し、当該ピーク電流（ｉ）及び当該電流の測定時において事前に行われた実験によって当該ピーク電流値（ｉ）に対応して予め設定されているワークに対する許容減速度（ａ）の値に対して、前記最大ピーク電流（ｉｍａｘ）が導通し得るような許容減速度（ａ'）をコンピュータによって設定し、当該駆動モータに対し、当該許容減速度（ａ'）を出力とするような指令信号を伝達することを特徴とする実施形態を採用することも可能である。
【００３３】
前記実施形態においては、加速及び減速の双方において、効率的な早送り制御を実現することができる。
【００３４】
本発明において予め設定される早送りピーク電流の最大値ｉｍａｘは、充電性を考慮し、各駆動モータ毎において導通し得る電流の最大値の約９割程度に設定する場合が多い。
【００３５】
以下、実施例に即して説明する。
【実施例１】
【００３６】
実施例１は、図１のフローチャートに示すように、ワークに対する早送り開始後、所定の時間毎に早送りピーク電流の検出及び新たな許容加速度ａ'を設定することを特徴としている。
【００３７】
即ち、実施例１においては、定期的な時間の経過と共に検出された早送りピーク電流ｉを最大値ｉｍａｘに復帰させることによって、ワークに対する効率的な早送り制御を確実に実現し得る点に特徴を有している。
【実施例２】
【００３８】
実施例２は、図２に示すように、ワークに対する早送り開始後、早送りピーク電流の測定値ｉが最大値ｉｍａｘよりも所定の偏差Δｉ分だけ差し引いた値以下である場合（ｉ≦ｉｍａｘ−Δｉである場合）、新たな許容加速度ａ'を設定することを特徴としている。
【００３９】
即ち、実施例２においては、早送りピーク電流が最大値ｉｍａｘから所定量であるΔｉ以上に偏差した段階において、最大値ｉｍａｘに復帰させており、簡単な制御に基づいてワークに対する効率的な早送り制御を実現している点において特徴を有している。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、ワークに対し複数の加工工程が行われ、各工程間に早送り機構が介在する全ての場合に利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】実施例１に対応するフローチャートである。
【図２】実施例２に対応するフローチャートである。
【図３】各許容加速度ａｍｉｎ、ａ、ａ'に対応した積載質量と早送りピーク電流との関係を示すグラフである。
【図４】各積載質量ｍ１、ｍ２に対応した早送りピーク電流と許容加速度との関係を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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