(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主チャック（１１）に対向配置された心押台（１３）をＵ軸サーボモータ（１５）により回転駆動される送り機構（１７）で前進駆動を行い、指定された押圧力によりワークを前記主チャック（１１）の反対側より押圧する工作機械の心押台（１３）の監視制御方法において、
心押台（１３）の位置を前記Ｕ軸サーボモータ（１５）に備えた位置検出手段（２９）によって検出し、この位置検出手段（２９）によって検出される位置によって心押台（１３）のセット完了時の心押台（１３）の位置を記憶し、心押台（１３）のセット完了以降において前記位置検出手段（２９）によって検出される位置と前記記憶された位置とを比較し、その比較結果が不一致である場合には異常検出を行い、機械停止と心押台（１３）の位置異常のアラームを出力し、
さらに、心押台（１３）の押圧力をＵ軸サーボアンプ（２７）に備えた押圧力検出手段（３１）によって検出し、この押圧力検出手段（３１）によって検出される押圧力によって心押台（１３）のセット完了時の押圧力を記憶し、心押台（１３）のセット完了以降において前記押圧力検出手段（３１）によって検出される押圧力と前記記憶された押圧力とを比較し、その比較結果が不一致である場合には異常検出を行い、機械停止と心押台（１３）の位置異常のアラームを出力することを特徴とする工作機械の心押台の監視制御方法。
【請求項２】
主チャック（１１）に対向配置された心押台（１３）によって前記主チャック（１１）の反対側よりワークを指定された押圧力により押圧する工作機械の心押台（１３）の監視制御装置において、
Ｕ軸サーボモータ（１５）により回転駆動される送り機構（１７）と、
前記心押台（２３）の位置を検出する前記Ｕ軸サーボモータ（１５）に備えた位置検出手段（２９）と、
前記心押台（１３）の押圧力を検出する前記Ｕ軸サーボアンプ（２７）に備えた押圧力検出手段（３１）と、
前記位置検出手段（２９）によって検出される位置によって心押台（１３）のセット完了時の心押台（１３）の位置を記憶し、心押台（１３）のセット完了以降において前記位置検出手段（２９）によって検出される位置と前記記憶された位置とを比較し、その比較結果が不一致である場合には異常検出を行い、機械停止と心押台（１３）の位置異常のアラームを出力し、また、前記押圧力検出手段によって検出される押圧力によって心押台のセット完了時の押圧力を記憶し、心押台のセット完了以降において前記押圧力検出手段によって検出される押圧力と前記記憶された押圧力とを比較し、その比較結果が不一致である場合には異常検出を行い、機械停止と心押台（１３）の位置異常のアラームを出力する監視制御手段と、
を有していることを特徴とする工作機械の心押台の監視制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、工作機械の心押台の監視制御方法および装置に関し、特に、旋盤、ミーリングマシン、研削盤等の工作機械で使用される心押台の監視制御方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
旋盤、ミーリングマシン、研削盤等の工作機械には、主チャックに対向配置された心押台を副チャックとし、心押台の前進駆動によって指定された押圧力によりワークを主チャックの反対側より押圧し、心押台によってワークを主チャック（面板）に押し付けた状態でワークを支持して加工を行うものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような工作機械においては、心押台によってワークを主チャック側に押してため、振動や主チャック側におけるワーク保持不良によりワークが軸線方向に滑り、ワーク位置ずれが生じたり、加工によるワーク肉厚の低減によってワーク剛性が低下することにより、ワークに変形が生じ、この結果、加工不良を生じる。このような加工不良の発生は連続加工の妨げになる。
【０００４】
この発明は、上述の如き問題点に着目してなされたものであり、ワーク位置ずれやワーク変形が生じたことを検出し、加工不良を未然に回避するための工作機械の心押台の監視制御方法および装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１に記載の発明による工作機械の心押台の監視制御方法は、主チャックに対向配置された心押台をＵ軸サーボモータにより回転駆動される送り機構で前進駆動を行い、指定された押圧力によりワークを前記主チャックの反対側より押圧する工作機械の心押台の監視制御方法において、
心押台の位置を前記Ｕ軸サーボモータに備えた位置検出手段によって検出し、この位置検出手段によって検出される位置によって心押台のセット完了時の心押台の位置を記憶し、心押台のセット完了以降において前記位置検出手段によって検出される位置と前記記憶された位置とを比較し、その比較結果が不一致である場合には異常検出を行い、機械停止と心押台の位置異常のアラームを出力し、さらに、心押台の押圧力をＵ軸サーボアンプに備えた押圧力検出手段によって検出し、この押圧力検出手段によって検出される押圧力によって心押台のセット完了時の押圧力を記憶し、心押台のセット完了以降において前記押圧力検出手段によって検出される押圧力と前記記憶された押圧力とを比較し、その比較結果が不一致である場合には異常検出を行い、機械停止と心押台の位置異常のアラームを出力するものである。
【０００９】
また、上述の目的を達成するために、請求項２に記載の発明による工作機械の心押台の監視制御装置は、主チャックに対向配置された心押台によって前記主チャックの反対側よりワークを指定された押圧力により押圧する工作機械の心押台の監視制御装置において、Ｕ軸サーボモータにより回転駆動される送り機構と、前記心押台の位置を検出する前記Ｕ軸サーボモータに備えた位置検出手段と、前記心押台の押圧力を検出する前記Ｕ軸サーボアンプに備えた押圧力検出手段と、前記位置検出手段によって検出される位置によって心押台のセット完了時の心押台の位置を記憶し、心押台のセット完了以降において前記位置検出手段によって検出される位置と前記記憶された位置とを比較し、その比較結果が不一致である場合には異常検出を行い、機械停止と心押台の位置異常のアラームを出力し、また、前記押圧力検出手段によって検出される押圧力によって心押台のセット完了時の押圧力を記憶し、心押台のセット完了以降において前記押圧力検出手段によって検出される押圧力と前記記憶された押圧力とを比較し、その比較結果が不一致である場合には異常検出を行い、機械停止と心押台の位置異常のアラームを出力する監視制御手段と、を有しているものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。
【００１４】
図１はこの発明による心押台の監視制御装置が適用される工作機械を示している。この工作機械は、ベッド１上にＸ軸方向に移動可能な図示されていないＸ軸ベースを有し、そのＸ軸ベース上にＹ軸方向に移動可能な可動コラム３を有し、可動コラム３にＺ軸方向に移動可能な主軸保持体５を有し、主軸保持体５に主軸頭７を取り付けられている。
【００１５】
ベース１のＸ軸方向の一方の側には主チャックヘッド９が固定配置されており、主チャックヘッド９にはＸ軸線回りに回転駆動される面板（主チャック）１１が取り付けられている。
【００１６】
ベース１のＸ軸方向の他方の側には心押台１３がＸ軸方向に移動可能に設けられている。心押台１３は面板１１に対向配置され、図２に示されているように、ｕ軸サーボモータ１５により回転駆動される送りねじ機構１７によってＸ軸（＝ｕ軸）方向に前後進駆動される。
【００１７】
図２は心押台の制御系を示している。この制御系は、数値制御装置２１、シーケンス制御装置２３、位置制御ユニット２５、ｕ軸サーボアンプ２７、ｕ軸サーボモータ１５に取り付けられたｕ軸ロータリエンコーダ（モータ位置検出器）２９とを有している。
【００１８】
この制御系では、心押台制御として、数値制御装置２１がラフ位置指令を位置制御ユニット２５に出力し、位置制御ユニット２５はラフ位置指令とｕ軸ロータリエンコーダ２９が出力する信号より検出される心押台位置との偏差に応じた電流指令をｕ軸サーボアンプ２７に出力し、この電流指令に基づいてｕ軸サーボアンプ２７がｕ軸サーボモータ１５の電力制御を行う。これにより、心押台１３は指定されたラフ位置まで高速前進する。
【００１９】
ラフ位置が完了すれば、シーケンス制御装置２３が数値制御装置２１に対して定トルク押圧指令を出力する。これにより、ラフ位置決め完了後に心押台１３は低速前進し、ｕ軸サーボモータ１５のトルク（モータ電流値）が指定値になれば、換言すれば、心押台１３の押圧力が指定された押圧力になれば、心押台１３の低速前進を停止して心押台１３のセットを完了する。心押台１３のセット完了以降は、ｕ軸サーボモータ１５を指定トルクで駆動し続ける。これにより、心押台の前進駆動によって指定された押圧力によりワークを面板１１の反対側より押圧することが行われる。
【００２０】
なお、ｕ軸サーボアンプ２７のトルクの検出は、ｕ軸サーボアンプ２７に組み込まれている電流計３１によってｕ軸サーボモータ電流を検出することにより行われる。
【００２１】
シーケンス制御装置２３には監視制御手段３３が組み込まれている。監視制御手段３３は、実際には、ソウトウェウの実行により具現されるものであり、ラフ位置決めのための高速前進時において、ｕ軸ロータリエンコーダ２９によって検出される心押台位置が指定されたラフ位置を越えれば異常検出を行う。
【００２２】
また、監視制御手段３３は、ｕ軸ロータリエンコーダ２９によって検出される心押台位置によって心押台１３のセット完了時の心押台の位置を記憶し、心押台１３のセット完了以降においては、ｕ軸ロータリエンコーダ２９によって検出される心押台位置と前記記憶された心押台位置とを比較し、その比較結果が不一致である場合には異常検出を行う。
【００２３】
また、監視制御手段３３は、心押台１３のセット完了時の電流計３１によって検出されるｕ軸サーボモータ電流によって心押台１３のセット完了時のｕ軸サーボモータ電流（ｕ軸サーボモータ１５のトルク＝心押台１３の押圧力）を記憶し、心押台のセット完了以降においては、押圧力検出手段をなす電流計３１によって検出されるｕ軸サーボモータ電流と前記記憶されたｕ軸サーボモータ電流とを比較し、その比較結果が不一致である場合には異常検出を行う。
【００２４】
図３は心押台の監視制御の処理フローを示している。
【００２５】
この処理フローでは、まず、心押台１３をラフ位置決めのために高速前進させる（ステップＳ１０）。このラフ位置決めでは、ｕ軸ロータリエンコーダ２９が出力する信号によって心押台位置を監視し（ステップＳ１１）、心押台位置が指定されたラフ位置を越えれば（ラフ位置オバー）、異常検出判定を行う。この場合には、機械停止とラフ位置異常のアラーム出力が行われる（ステップＳ１２）。
【００２６】
これに対し、心押台位置がラフ位置で停止すれば、換言すれば、ラフ位置決めが完了すれば、つぎに、心押台１３を低速前進させ（ステップＳ１３）、電流計３１によって検出されるｕ軸サーボモータ電流によってモータ電流（トルク）を監視する（ステップＳ１４）。
【００２７】
モータ電流が指定値になれば、換言すれば、心押台の押圧力が指定された押圧力になれば、心押台１３の低速前進を停止して心押台１３のセットを完了し（ステップＳ１５）、この時のｕ軸ロータリエンコーダ２９の出力信号をセット完了位置として記憶し（ステップＳ１６）、また、この時の電流計３１の出力値をセット完了電流値として記憶する（ステップＳ１７）。
【００２８】
これにより、以降、加工が完了するまで（ステップＳ２１）、ｕ軸サーボモータ１５を指定電流値で駆動し続け、ｕ軸ロータリエンコーダ２９が出力する信号によって心押台位置を監視すると共に（ステップＳ１８）、電流計３１によって検出されるｕ軸サーボモータ電流によってモータ電流（トルク）を監視する（ステップＳ１９）。
【００２９】
心押台位置監視では、ｕ軸ロータリエンコーダ２９が出力する信号による心押台位置と記憶されたセット完了位置とを比較し、その比較結果が不一致である場合には異常検出を行う。この場合には、機械停止と心押台位置異常のアラーム出力が行われる（ステップＳ２１）。
【００３０】
また、モータ電流監視は、電流計３１によって検出されるｕ軸サーボモータ電流とセット完了電流値とを比較し、その比較結果が不一致である場合には異常検出を行う。この場合にも、機械停止と心押台位置異常のアラーム出力が行われる（ステップＳ２１）。上記ステップＳ１９でＵ軸サーボモータ電流とセット完了電流値とが一致していると、ステップＳ２０で加工が行われて終了する。
【００３１】
なお、この実施の形態で、心押台位置監視による異常検出と、モータ電流監視による異常検出とがＯＲの関係になっている。
【００３２】
上述のような監視制御により、ワーク位置ずれやワーク変形が生じたことが的確に検出され、加工不良が未然に回避される。
【００３３】
なお、上述の実施の形態では、心押台の送り機構として、送りねじ機構を使用したが、この発明はこれに限定されるものではなく、心押台の送り機構として、ラック・ピニオン式等の送り機構が使用されてもよい。
【００３４】
以上に於ては、この発明を特定の実施の形態について詳細に説明したが、この発明は、これに限定されるものではなく、この発明の範囲内にて種々の実施の形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【００３５】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、請求項１、２に記載の発明による工作機械の心押台の監視制御方法、装置によれば、心押台の位置をロータリエンコーダのような位置検出手段によって検出し、位置検出手段によって検出される位置によって心押台のセット完了時の心押台の位置を記憶し、心押台のセット完了以降において位置検出手段によって検出される位置と記憶された位置とを比較し、その比較結果が不一致である場合には異常検出を行うから、ワーク位置ずれやワーク変形が生じたことが的確に検出され、加工不良の発生を未然に回避することができる。さらに、心押台の押圧力を押圧力検出手段によって検出し、押圧力検出手段によって検出される押圧力によって心押台のセット完了時の押圧力を記憶し、心押台のセット完了以降において押圧力検出手段によって検出される押圧力と記憶された押圧力とを比較し、その比較結果が不一致である場合には異常検出を行うから、ワーク位置ずれやワーク変形が生じたことのダブルチェックが行われ、加工不良の発生をより一層確実に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による心押台の監視制御装置が適用される工作機械を示す正面図である。
【図２】この発明による監視制御装置が適用される心押台の制御系のひとつの実施の形態を示すブロック線図である。
【図３】この発明による心押台の監視制御方法、装置における監視制御の処理フローを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  ベッド
３  可動コラム
５  主軸保持体
７  主軸頭
９  主チャックヘッド
１１  面板
１３  心押台
１５  ｕ軸サーボモータ
１７  送りねじ機構
２１  数値制御装置
２３  シーケンス制御装置
２５  位置制御ユニット
２７  ｕ軸サーボアンプ２７
２９  ｕ軸ロータリエンコーダ
３１  電流計
３３  監視制御手段
【図１】
0004049911.tif 000002
【図２】
0004049911.tif 000003
【図３】
0004049911.tif 000004