(57)【要約】【課題】ワイヤやチェーンの伸びが伸び限界許容量（Ｌ）を越えたかどうかを確実にしかも簡便に検知することができ、ワイヤ交換した後のセンサ等の位置調整を不要にする。【解決手段】バランスウェイト１５の昇降経路途中に予め設定された基準位置にバランスウェイトがあるときに、ワイヤ伸び検知のための信号を発生する信号発生手段２０、２１を設け、ワイヤ設置時の初期設定において信号が発生したときの主軸頭１２の位置を初期位置（Ｚ1）とし、主軸頭１２の昇降経路途中に、予め決められた伸び限界許容量（Ｌ）だけ初期位置（Ｚ1）から下方の位置に設定された位置を移動開始位置（Ｚ2）として、移動開始位置（Ｚ2）と前記初期位置（Ｚ1）との間を検知区間として、主軸頭１２が移動位置開始位置（Ｚ2）から初期位置（Ｚ1）まで移動する間の信号の発生の有無に基づいてワイヤに伸び限界許容量（Ｌ）を越える伸びが生じたことを判定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コラムに昇降自在に設けられた主軸頭にワイヤを介して前記主軸頭の重量とバランスするバランスウェイトを連結したＮＣ工作機械の主軸頭カウンターバランス機構において、
前記バランスウェイトの昇降経路途中に予め設定された基準位置に前記バランスウェイトがあるときに、ワイヤ伸び検知のための信号を発生する信号発生手段と、
ワイヤ設置時の初期設定において前記信号が発生したときの前記主軸頭の位置を初期位置（Ｚ1）として、前記主軸頭の昇降経路途中に、予め決められた伸び限界許容量（Ｌ）だけ前記初期位置（Ｚ1）から下方の位置に設定された位置を移動開始位置（Ｚ2）として記憶する記憶手段と、
前記移動開始位置（Ｚ2）と前記初期位置（Ｚ1）との間を検知区間として、前記主軸頭が前記移動位置開始位置（Ｚ2）から前記初期位置（Ｚ1）まで移動する間の前記信号の発生の有無に基づいてワイヤに前記伸び限界許容量（Ｌ）を越える伸びが生じたことを判定する判定手段と、
を具備したことを特徴とする主軸頭カウンターバランス機構におけるワイヤ伸び検知装置。
【請求項２】
前記信号発生手段は、前記コラムのバランスウェィトの昇降経路に沿った位置に配置された位置センサと、
前記主軸頭側に取り付けられ、前記位置センサに信号を発生させる作動部材と、からなることを特徴とする請求項１に記載の主軸頭カウンターバランス機構におけるワイヤ伸び検知装置。
【請求項３】
前記判定手段は、主軸頭が移動開始位置（Ｚ2）から、初期位置（Ｚ１）に移動するまでに前記信号が発生しなかった場合に、前記ワイヤに前記伸び限界許容量（Ｌ）以上の伸びが生じたと判定することを特徴とする請求項１に記載の主軸頭カウンターバランス機構におけるワイヤ伸び検知装置。
【請求項４】
前記移動開始位置（Ｚ2）は、前記初期位置（Ｚ1）から、前記伸び限界許容量（Ｌ）だけ離れた第１の移動開始位置と、前記初期位置（Ｚ1）から、前記伸び限界許容量（Ｌ）に対して所定の比率で暫定的に設定した仮の伸び許容量（ＬＬ：Ｌ＞ＬＬ）だけ離れた第２移動開始位置と、を段階的に組み合わせて設定されることを特徴とする請求項１に記載の主軸頭カウンターバランス機構におけるワイヤ伸び検知装置。
【請求項５】
ワイヤの前記伸び限界許容量（Ｌ）、前記仮の伸び許容量（ＬＬ）を設定するため、前記記憶手段に該伸び限界許容量（Ｌ）を記憶させる伸び許容量設定手段を有することを特徴とする請求項４に記載の主軸頭カウンターバランス機構におけるワイヤ伸び検知装置。
【請求項６】
前記記憶手段は、主軸頭の位置座標（Ｚ03）が格納されるレジスタを有し、前記移動開始位置（Ｚ2）へ移動した時点で前記レジスタに０がセットされ、前記信号が発生した時点での前記主軸頭の位置座標（Ｚ03）が前記レジスタに格納されることを特徴とする請求項１に記載の主軸頭カウンターバランス機構におけるワイヤ伸び検知装置。
【請求項７】
前記判定手段は、前記信号が発生せず主軸頭の位置座標（Ｚ03）が格納されるレジスタの値が０の場合、または前記信号が発生しかつ前記初期位置（Ｚ1）の位置座標（Ｚ01）から前記主軸頭の位置座標（Ｚ03）と前記伸び限界許容量（Ｌ）を引いた絶対値が予め設定した許容誤差Ａよりも小さい場合に、ワイヤに前記伸び限界許容量（Ｌ）を越える伸びが生じたと判定することを特徴とする請求項６に記載の主軸頭カウンターバランス機構におけるワイヤ伸び検知装置。
【請求項８】
前記位置座標（Ｚ03）と前記初期位置の位置座標（Ｚ01）との差から、前記ワイヤに生じた伸び量を算出する演算手段をさらに有することを特徴とする請求項７に記載の主軸頭カウンターバランス機構におけるワイヤ伸び検知装置。
【請求項９】
ワイヤに前記伸び限界許容量（Ｌ）以上の伸びが生じたとの判定結果に基づき警報を発する警報手段を具備することを特徴とする請求項７に記載の主軸頭カウンターバランス機構におけるワイヤ伸び検知装置。
【請求項１０】
前記判定手段は、初期設定において前記信号が発生するときの前記主軸頭の位置が初期位置として記憶されていなければ、ワイヤの伸びの一連の検知動作処理の実行を開始しないようにし、前記初期位置の設定動作に進む機能を有することを特徴とする請求項１に記載の主軸頭カウンターバランス機構におけるワイヤ伸び検知装置。
【請求項１１】
前記主軸頭カウンターバランス機構は、前記ワイヤの代わりに、主軸頭とバランスウェィトをチェーンでつなげるカウンターバランス機構であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の主軸頭カウンターバランス機構におけるワイヤ伸び検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主軸頭カウンターバランス機構におけるワイヤ伸び検知装置に係り、特に、ＮＣ工作機械において主軸頭とバランスウェイトをつなぐワイヤの伸びを検知し、使用限界に達っしたか否かを的確に把握できるようにする主軸頭カウンターバランス機構におけるワイヤ伸び検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
主軸頭が上下方向に移動する工作機械では、主軸頭の重量にバランスするバランスウェイトを吊ることにより、主軸頭送り機構の負荷を軽減させている。この種のカウンターバランス機構では、コラムの上端にプーリまたはスプロケットを設置し、このプーリまたはスプロケットに巻き掛けたワイヤまたはチェーンの一端を主軸頭に、他端をバランスウェイトに接続している。
【０００３】
このようなカウンターバランス機構では、ワイヤやチェーンに常に大きな荷重がかかっているため、次第に伸びが生じてくる。この伸びを極限まで放置していると、破断する可能性がある。
【０００４】
ワイヤやチェーンの伸びを検知する従来技術としては、例えば、特許文献１に記載されているものがある。  
この特許文献１には、あらかじめ決められた特定の位置に主軸頭を位置決めしておき、このときのバランスウェイトの位置で検出信号が発生するように検出器を配置することが記載されている。チェーンの伸びが大きくなると、主軸頭が特定位置に移動したときに検出器から検出信号が与えられないことから、チェーンの伸びが規定量以上になったことを判別することができる。
【特許文献１】実開昭６１−９２３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に挙げた従来技術のように、主軸頭をあらかじめ決めた特定位置に位置決めしたときのバランスウェイトの位置によってチェーンの伸びを検出することは、実質的にチェーンの長さを測定していることにほかならない。
【０００６】
このため、チェーンを交換したときには、チェーンの長さを厳密に計測するとともに、その長さに応じて検出器の位置を調整する作業が不可欠になる。
【０００７】
また、従来のカウンターバランス機構では、定期的に伸び量に異常がないかどうかを点検しているのにすぎず、使用限界との関係でワイヤやチェーンの伸びを把握することができないという問題があった。
【０００８】
さらに、ワイヤやチェーンの交換作業は、大がかりな作業になる。そこで、交換するワイヤやチェーンを事前に準備した上で、機械の稼働状況をみながら交換作業が計画されることになる。
【０００９】
ところが、従来は、通常の加工をしているときに、伸びが許容範囲の限界に近づいていることを把握する術がなかったため、交換作業の準備期間を見込んで、稼動率を低下させずに適切な管理計画を立てることができなかった。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、ワイヤやチェーンの伸びを許容限界との関係で確実にしかも簡便に検知することができ、ワイヤ交換した後のセンサ等の位置調整を不要にした主軸頭カウンターバランス機構におけるワイヤ伸び検知装置を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、交換作業の準備期間を見込んで、稼動率を低下させずに適切な管理計画を立てることができるようにワイヤやチェーンの伸びを把握できるようにした主軸頭カウンターバランス機構におけるワイヤ伸び検知装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記の目的を達成するために、本発明は、コラムに昇降自在に設けられた主軸頭にワイヤを介して前記主軸頭の重量とバランスするバランスウェイトを連結したＮＣ工作機械の主軸頭カウンターバランス機構において、前記バランスウェイトの昇降経路途中に予め設定された基準位置に前記バランスウェイトがあるときに、ワイヤ伸び検知のための信号を発生する信号発生手段と、ワイヤ設置時の初期設定において前記信号が発生したときの前記主軸頭の位置を初期位置（Ｚ1）として、前記主軸頭の昇降経路途中に、予め決められた伸び限界許容量（Ｌ）だけ前記初期位置（Ｚ1）から下方の位置に設定された位置を移動開始位置（Ｚ2）として記憶する記憶手段と、前記移動開始位置（Ｚ2）と前記初期位置（Ｚ1）との間を検知区間として、前記主軸頭が前記移動位置開始位置（Ｚ2）から前記初期位置（Ｚ1）まで移動する間の前記信号の発生の有無に基づいてワイヤに前記伸び限界許容量（Ｌ）を越える伸びが生じたことを判定する判定手段と、を具備したことを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明では、前記信号発生手段は、前記コラムのバランスウェィトの昇降経路に沿った位置に配置された位置センサと、前記主軸頭側に取り付けられ、前記位置センサに信号を発生させる作動部材と、からなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、カウンタバランス機構のワイヤやチェーンの伸びが伸び限界量（Ｌ）を越えたことを確実に検知することができ、また、交換した後で位置センサ等の調整作業をする必要がなくなる。さらに交換作業の準備期間を見込んで、稼動率を低下させずに適切な管理計画を立てることができるようにワイヤやチェーンの伸びを把握することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明による主軸頭カウンターバランス機構のワイヤ伸び検知装置の実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。  
第１実施形態  
図１は、本発明が適用されるＮＣ横中繰り盤のカウンターバランス機構を示す。図１において、参照番号１０は、横中繰り盤のコラムを示す。参照番号１２は主軸頭を示す。この横中繰り盤では、主軸頭１２は、上下にコラム１０の案内面に沿って移動し（Ｚ軸）し、主軸頭１２の主軸１４は前後方向（紙面に垂直な方向）に繰り出されるようになっている（Ｗ軸）。
【００１６】
この横中繰り盤では、次のような主軸頭カウンターバランス機構が設けられている。参照番号１５は、主軸頭１２の重量とバランスする錘であるバランスウェイトを示す。  
コラム１０の頂部には、一組のプーリ１６ａ、１６ｂが設置されている。このプーリ１６ａ、１６ｂには、主軸頭１２とバランスウェイト１５を連結するワイヤ１７が巻き掛けられている。主軸頭１２がＺ軸の送り機構により上下に移動すると、主軸頭１２の移動に伴ない、バランスウェイト１５は逆方向に移動するようになっている。なお、この横中繰り盤では図示されないが、テーブルは前後方向（Ｘ軸）およびテーブルを載せたサドルは左右方向（Ｙ軸）に移動する。
【００１７】
コラム１０には、バランスウェイト１５の昇降経路に沿った適当な高さ位置に位置センサ２０が配置されている。この位置センサ２０には、近接スイッチが用いられている。バランスウェイト１５の側面には、位置センサ２０を作動させる作動部材２１が取り付けられている。作動部材２１の取り付け位置は、図１に示すように、バランスウェイト１５が上限位置にあるときの作動部材２１の位置よりも下の位置にある。
【００１８】
位置センサ２０と作動部材２１は、ワイヤ１７の伸びを検知することと、バランスウェイト１５の基準位置を設定するためのものである。この実施形態では、バランスウェイト１５が基準位置に位置しているときには、作動部材２１が位置センサ２０を作動させるので、位置センサ２０の出力する信号を取り込むことにより、バランスウェイト１５が基準位置にあることがわかる。
【００１９】
図１では、バランスウェイト１５は、基準位置には位置していない状態である。図２では、ワイヤ１７に伸びがない状態で、かつバランスウェイト１５が基準位置に位置しているものとして表している。  
ここで、図１、図２において、バランスウェイト１５の位置との関連で、主軸頭１２の位置について説明し、併せてワイヤ１７の伸びを検知する仕組みについて言及する。
【００２０】
図１において、主軸頭１２が位置しているのは、Ｚ軸上の原点Ｚ0である。この原点Ｚ0は、主軸頭１２の下降の下限位置に近い位置である。このときのバランスウェイト１５は、上昇の上限に近い位置にある。なお、原点Ｚ0は、ワイヤ１７の伸びの検知に直接は関係しない位置である。主軸頭１２が原点Ｚ0に位置するときには、バランスウェイト１５の作動部材２１は、位置センサ２０から上方に離れた位置にある。
【００２１】
次に、図２において、初期位置Ｚ1は、ワイヤ１７に伸びがない状態で、かつバランスウェイト１５を基準位置においたときの主軸頭１２の位置であると定義される。この初期位置Ｚ1は、機械の設置時や、ワイヤ１７を新しいものに交換したときに設定される。すなわち、ワイヤ１７が新しく伸びがないとして、主軸頭１２が上昇し、バランスウェイト１５の作動部材２１が位置センサ２０をオンに作動させたときの主軸頭１２の位置である。ワイヤ１７に伸びがない場合には、位置センサ２０がオンする主軸頭１２の位置は常に変わらない。これに対して、ワイヤ１７に伸びがあると、位置センサ２０がオンするときの主軸頭１５の位置は、初期位置Ｚ1よりも下に位置することになる。
【００２２】
次に、図２において、移動開始位置Ｚ2は、ワイヤ１７の伸び検知動作において、主軸頭１２が移動を開始し、伸び検知の処理が始まる位置であると定義される。この実施形態では、移動開始位置Ｚ2は、初期位置Ｚ1から伸び限界許容量（Ｌ）だけ下に離れた位置に設定されている。
【００２３】
ワイヤ１７の伸びを検知する工程では、主軸頭１２は移動開始位置Ｚ2から初期位置Ｚ1に向かって上昇する。仮に、移動開始位置Ｚ2を初期位置Ｚ１より下の適当な位置に決めたとする。もし、ワイヤ１７に伸びがあれば、主軸頭１２が初期位置Ｚ1よりも下の位置で位置センサ２０がオンするのでワイヤ１７の伸びがあることを検知できる。しかし、このときのワイヤ１７の伸びが許容範囲内のものであるか、それとも許容範囲外、つまり交換が必要なほどの伸びであるか、どうかの判別がつかない。
【００２４】
そこで、本実施形態では、移動開始位置Ｚ2をあらかじめ設定した伸び限界許容量Ｌだけ下になる位置に設定している。もし、ワイヤ１７の伸びが伸び限界許容量Ｌを越えていれば、主軸頭１２を移動開始位置Ｚ2から初期位置Ｚ1まで移動させても位置センサ２０がオンすることはない。このように移動開始位置Ｚ2を初期位置Ｚ1と伸び限界許容量Ｌと関連付けて設定することにより、位置センサ２０がオンしなかった場合は、すなわちワイヤ１７の伸びが許容範囲を越えていることにほかならないことになる。
【００２５】
他方、ワイヤ１７には伸びが生じているが、伸び限界許容量Ｌを越えていない場合には、主軸頭１２が移動開始位置Ｚ2から初期位置Ｚ1まで移動する間に、位置センサ２０がオンすることになる。
【００２６】
このようにして、位置センサ２０がオンしたときに出力される信号の有無に基づいて、ワイヤの伸びがあるかどうか、さらにそれが伸び限界許容量Ｌを越えているのかいないのかを判別することができるようになる。
【００２７】
次に、図３は、本実施形態によるワイヤ伸び検知装置のブロック構成図である。制御部３０は、ＮＣ装置の演算装置をソフトウェアで制御し、ＮＣ装置の一部として構成されている。制御部３０には、主軸頭１２の位置座標がＮＣ装置の位置制御系から入力される。また、位置センサ２０がオンしたときの信号が入力される。これらの信号は、信号処理手段３１を介して記憶手段３２に格納される。この記憶手段３２には、レジスタ１乃至５が設けられている。このうち、レジスタ１には、最初の初期設定で位置センサ２０がオンしたときの信号が格納される。レジスタ２には、同じく初期設定において信号が発生したときの主軸頭１２の位置、すなわち、初期位置Ｚ1の位置座標Ｚ01が格納される。レジスタ３には、実際のワイヤ伸びを検知する工程で、最初に０がセットされるほか、位置センサ２０がオンしたときの主軸頭１２の位置座標Ｚ03が格納される。レジスタ４には、上述した伸び限界許容量Ｌが格納される。この伸び限界許容量Ｌのデータは、操作パネルのキーボートやタッチパネル等のデータ入力手段３３により設定される。レジスタ５には、主軸頭１２の移動開始位置Ｚ2の位置座標Ｚ02が格納されている。
【００２８】
比較演算手段３４は、図４のフローチャートに従って動作し、主軸頭１２を移動開始位置Ｚ2に移動させてから、伸び検知の処理を開始する。そして、移動開始位置Ｚ2から初期位置Ｚ1までを検知区間として、移動する過程での信号の発生の有無によりワイヤ１７に伸び限界許容量Ｌを越えた伸びが生じたか否かを判定する手段を構成している。伸びを判定したときは、警報器３６に信号が出力される。
【００２９】
次に、図４のフローチャートを参照しながら、本実施形態によるワイヤの伸びの検知動作について具体的に説明する。
【００３０】
この伸び検知プログラムは、ＮＣ装置に組み込まれているユーザマクロで自動的に実行される。  
まず、入力手段３３の操作パネルまたはタッチパネルから、ワイヤ伸び検知を実行するかを選択する（ステップＳ１０）。実行を選択すると（ステップＳ１０のｙｅｓ）、ステップＳ１１では、位置センサ２０がオンするときの主軸頭１２の初期位置Ｚ1が既に設定されているかどうかを確認する。これは、レジスタ１に初期設定での信号が格納されているかどうかを参照することで確認できる。
【００３１】
主軸頭１２の初期位置Ｚ1が設定されてない場合（ステップＳ１１のｎｏ）には、ステップＳ２１〜ステップＳ２４の手順にしたがって主軸頭１２の初期位置Ｚ1を設定する処理を行う。  
まずステップＳ２１では、主軸頭１２を図１の原点Ｚ0に移動させる。次いで、主軸頭１２は上昇を開始する（ステップＳ２２）。主軸頭１２が上昇を始めると、バランスウェイト１５は下降する。図２に示す位置までバランスウェイト１５が下降すると、作動部材２１によって位置センサ２０がオンされる（ステップＳ２３のｙｅｓ）。このとき主軸頭１２を停止させる。位置センサ２０は、信号を制御部３０に出力する。この信号は、レジスタ１に格納される。そして、このときの主軸頭１２の位置は初期位置Ｚ1の位置座標Ｚ01としてレジスタ２に格納される（ステップＳ２４）。  
他方、主軸頭１２の初期位置Ｚ1が既に設定されていれば、ステップＳ１１からステップＳ１２に進み、主軸頭１２を図２に示す移動開始位置Ｚ2まで移動させる。次いで、信号が発生したときの主軸頭１２の位置Ｚ3を示す位置座標Ｚ03が格納されることになっているレジスタ３に０をセットする（ステップＳ１３）。
【００３２】
次に、主軸頭１２の初期位置Ｚ1への移動を開始する（ステップＳ１４）。主軸頭１２が上昇を始めると、バランスウェイト１５は下降する。これ以後の動作は、ワイヤ１７の伸びの程度によって異なり、大きく３通りに分かれる。
【００３３】
第１のケース、すなわち、伸び限界許容量Ｌを越えているワイヤ１７の伸びを検知する場合について説明する。  
上述したように、初期位置Ｚ1は移動開始位置Ｚ2から伸び限界許容量Ｌ分の相当距離だけ離れているので、ワイヤ１７の伸びが伸び限界許容量Ｌを越えていると、移動開始位置Ｚ2から初期位置Ｚ1まで移動しても位置センサ２０はオンしないことになる。
【００３４】
そこで、ステップＳ１５のｎｏからステップＳ１７に進む。このステップＳ１７では、主軸頭１２の位置を監視し、初期位置Ｚ1に到着したら、ステップＳ１８に進んで、ワイヤ１７の伸びが伸び限界許容量Ｌを越えたことを知らせる警報の要否について判定を行う。この第１ケースでは、位置センサ２０はオンしておらず、レジスタ３に格納されているＺ03値は０のままであることに基づいて、伸びが限界許容量Ｌを越えていると判定する。この判定結果に基づき、警報器３６は警報を発する（ステップＳ１９）。
【００３５】
次に、第２のケース、すなわち、ワイヤ１７の伸びが伸び限界許容量Ｌよりも小さい場合の検知動作について説明する。  
この第２のケースでは、主軸頭１２の移動途中で位置センサ２０がオンすることになる。したがって、ステップＳ１４で主軸頭１２が移動を開始し、ステップＳ１５で位置センサ２０がオンして信号が発生すると、ステップＳ１６に進み、このときの主軸頭１２の位置座標Ｚ03の値をレジスタ３に格納する。ワイヤ１７に伸びがあれば、このときの主軸頭１２の位置Ｚ3は、図５に示すような位置である。その後、主軸頭１２は初期位置Ｚ1に到達して停止する（ステップＳ１７）。
【００３６】
ステップＳ１８では、レジスタ３に位置座標Ｚ03が格納されており、その値が０ではないので、ワイヤ１７の伸びは伸び限界許容量Ｌを越えておらず警報は必要ないと判定する。この結果、警報器３６は警報を発生しないことになる。ただし、この実施形態では、警報は出さないかわりに、位置センサ２０がオンした時点の主軸頭１２の位置座標Ｚ03と初期位置Ｚ1の位置座標Ｚ01の差から、このときに生じているワイヤの伸び量を演算し、その値をモニタに表示することにしている（ステップＳ２０）。これにより、ワイヤ１７の伸び量の現状を把握することができる。
【００３７】
最後に第３のケース、すなわち、ワイヤ１７の伸びがほぼ伸び限界許容量Ｌに等しい場合の検知処理について説明する。  
この第３のケースにおいて、ワイヤ１７の伸びが伸び限界許容量Ｌに等しい場合、位置センサ２０の精度等による検出位置誤差がないとすれば、ステップＳ１４で、主軸頭１２が移動開始位置Ｚ2にあって検知動作を開始すると同時に位置センサ２０がオンするはずである（ステップＳ１５のｙｅｓ）。このときの主軸頭１２の位置Ｚ3の座標値Ｚ03はレジスタ３に格納される（ステップＳ１６）。そして、主軸頭１２が初期位置Ｚ1に到達後（ステップＳ１７のｙｅｓ）、レジスタ３に格納されたＺ03により、警報なしと判定されることになる（ステップＳ１８のｎｏ）。
【００３８】
このケースでは、初期位置Ｚ１と、信号が発生したときの主軸頭１２の位置Ｚ３の位置座標の差は（１）式のように伸び限界許容量Ｌに等しく、ワイヤ１７の伸びはＬである。
｜Ｚ01−Ｚ03｜＝Ｌ              …（１）
【００３９】
この第３のケースにおいて、（１）式により、位置センサ２０の精度等による検出位置誤差がないとすれば、ステップＳ１８において行った警報は出さないとの判定は、正しいことになり、上記のような処理でも問題はない。
【００４０】
他方、位置センサ２０に無視できない検出位置誤差があるとすれば、実際には、ワイヤ１７に伸び限界許容量Ｌを越えている伸びがあるにも関わらず、位置検出誤差があることによって、位置センサ２０がオンしてしまい警報が出ないという状況になりかねない。
【００４１】
そこで、検出位置誤差を予め見込んで、ステップＳ１８では次のような処理を行うことが好ましい。  
すなわち、ステップＳ１８での警報要否の判別では、レジスタ３のＺ03値がゼロまたは、上記（１）式を修正した次の（２）式の場合に、警報を出すと判定する。
｜Ｚ01−Ｚ03−Ｌ｜≦Ａ          …（２）  
ただし、Ａはあらかじめ検出位置誤差に対応させて、例えば、１（mm）というように定めた定数である。
【００４２】
この（２）式に基づいて、警報の要否を判定することにより、位置センサ２０の精度に依存せずに、ワイヤ１７の伸びが伸び限界許容量Ｌに達していることを検知して、警報を出すことが可能となる。
【００４３】
なお、位置センサ２０そのものに故障が生じ、作動不能であった場合には、ステップＳ１３でセットしたレジスタ３の値がゼロのままになっているので、ステップＳ１８の判定を経て、警報が出されることなる。したがって、位置センサ２０の誤差に依存せず、警報が出されるのみならず、位置センサ２０の故障にも対応できることになる。
【００４４】
以上のようにして、ワイヤ１７の伸びが伸び限界許容量Ｌを越えたか、あるいはほぼ等しいときには、確実に警報が出るようにすることができるので、ワイヤ交換が必要なことについて注意が喚起される。
【００４５】
また、本実施形態によれば、ワイヤを交換した後で、ワイヤ１７の長さに応じて位置センサ２０や作動部材２１の位置を調整する作業は全く不要である。すなわち、ワイヤを新品に交換した後は、新品のワイヤの長さを厳密に測定することなく、また、位置センサ２０や作動部材２１はそのままにして、再度ステップＳ２１〜２４の処理を行い、ワイヤを交換した直後に主軸頭１２の初期位置Ｚ1の値等、レジスタのデータを更新しておけばよい。
【００４６】
なお、ワイヤ１７の伸びの検知動作を実行するのは、機械の稼働中は一日一度行ってもよいが、一週間、十日、あるいは一月に一度というようにしてもよい。
【００４７】
第２実施形態  
次に、図６のフローチャートを参照して本発明の第２実施形態によるカウンターバランス装置の動作について説明する。
【００４８】
図６のフローチャートの処理のうち、第１実施形態と異なる点は、ステップＳ３０からステップＳ３５の処理である。それ以外は、図４のフローチャートと同様であるので、同一のステップ番号を付して詳細な説明は省略する。
【００４９】
この第２実施形態では、移動開始位置Ｚ’2の設定の仕方に特徴があるものである。図７に示すように、この移動開始位置Ｚ’2は、初期位置Ｚ1から、伸び限界許容量Ｌに対して所定の比率、例えば、９０％というように暫定的に設定した仮の伸び許容量ＬＬ（Ｌ＞ＬＬ）だけ離れた位置に設定している。以下、伸び限界許容量Ｌに対応した位置を第１移動開始位置Ｚ2とし、伸び許容量ＬＬに対応した位置を第２移動開始位置Ｚ’２とする。
【００５０】
図８に示す制御部３０において、図３の制御部と比較すると、レジスタ１１、レジスタ４１、レジスタ５１が付加されている。このうち、レジスタ１１には、後述するワイヤ交換準備を促す警報信号が記憶される。また、操作パネルのキーボートやタッチパネル等のデータ入力手段３３から伸び限界許容量Ｌ、仮の伸び許容量ＬＬが入力されると、伸び限界許容量Ｌはレジスタ４に、仮の伸び許容量ＬＬはレジスタ４１に格納される。このとき移動開始位置Ｚ2の位置座標Ｚ02が演算されてレジスタ５に格納され、仮の伸び許容量ＬＬに対応した第２移動開始位置Ｚ’2の位置座標Ｚ’02はレジスタ５１に格納される。
【００５１】
図６において、ステップ１１では、初期位置Ｚ1が設定済みかどうかが確認される。設定されていなければ、ステップＳ２１〜ステップＳ２４の処理を経てから、ステップＳ３０以下の処理に進む。この処理は、第１実施形態と同じである。
【００５２】
ステップＳ３０では、これまで、一度でもワイヤの交換準備を促す警報が発せられているかが判別される。これはレジスタ１１に格納された警報信号を参照することで確認できる。
【００５３】
警報が一度も発せられていなければ、ステップ３１に進み、主軸頭１２を図７に示す第２移動開始位置Ｚ’2まで移動させる。次いで、主軸頭１２の位置Ｚ３を示す位置座標Ｚ03が格納されることになっているレジスタ３には０がセットされる（ステップＳ３２）。しかる後、主軸頭１２の初期位置Ｚ1への移動を開始する（ステップＳ１４〜１７）。
【００５４】
以後、第１実施形態と同様に、第２移動開始初期位置Ｚ’2から初期位置Ｚ１に移動するまでに、位置センサ２０がオンしなければ、ワイヤ１７の伸びが仮の伸び許容量ＬＬを超えたとして、交換準備警報を出す判定をする（ステップＳ３３のｙｅｓ）。交換準備を促す警報を指令する信号はレジスタ１１に格納されるとともに（ステップＳ３４）、警報器３６に与えられ、交換準備を促す警報を発する（ステップＳ３５）。
【００５５】
以上のようにして、ワイヤの交換準備を促す警報が発せられた時点でのワイヤ１７の伸びは、伸び限界許容量Ｌの例えば９０％というように設定した仮の伸び許容量ＬＬを越えた段階にある。このことは、伸び限界許容量Ｌとの関係で、安全に使用できる伸び限界許容量Ｌまでは余裕があることになるので、ワイヤ交換作業の準備期間を十分とれる時期に、ワイヤ交換についての注意が促されることになる。したがって、機械の稼動状況をみながら、ワイヤ交換の計画を立てることができるという利点がある。
【００５６】
他方、上記の手順で一度交換準備を促す警報が発生された後は、ステップＳ１０で伸び検知を実行すると、ステップＳ３０のｙｅｓからステップＳ１２以下の処理に進み、伸び限界許容量Ｌに対応した第１移動開始位置Ｚ1から主軸頭１２を移動させて、図４の第１実施形態と同様にして伸び検知が行われる。
【００５７】
このように、第２実施形態によれば、ワイヤ１７の伸びに関して、伸び限界許容量Ｌと、仮の伸び許容量ＬＬというように、２段階の伸び許容量を組み合わせて設定して、ワイヤ１７の伸び検知が行われる。一度も警報が出ていない場合には、まず仮の伸び許容量ＬＬを基準にして伸びの検知が行われ、警報が出た後には、伸び限界許容量Ｌが伸びの基準となる。このように段階的に基準となる伸び許容量が変わるので、よりきめ細かいワイヤの管理が可能となる。また、検知を月一度実行すると決めていたような場合でも、確実にワイヤの伸び状況を把握できる。
【００５８】
以上、本発明について、主軸頭とバランスウェイトをワイヤで連結したカウンタバランス機構について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は、ワイヤに替わりにチェーンを用いるカウンタバランス機構についても全く同じように適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明が適用される工作機械の主軸頭カウンターバランス機構を示す正面図。
【図２】図１の主軸頭カウンターバランス機構において、伸びの検出に用いるセンサがオンする位置にバランスウェイトが位置するときの正面図。
【図３】本発明の第１の実施形態による主軸頭カウンターバランス機構のワイヤ伸び検知装置のブロック構成図。
【図４】本発明の第１実施形態によるワイヤ伸び検知の動作を示すフローチャート。
【図５】本発明の第１実施形態によるワイヤ伸び検知における主軸頭の位置を説明する図。
【図６】本発明の第２実施形態によるワイヤ伸び検知の動作を示すフローチャート。
【図７】本発明の第２実施形態によるワイヤ伸び検知における主軸頭の位置を説明する図。
【図８】本発明の第２の実施形態による主軸頭カウンターバランス機構のワイヤ伸び検知装置のブロック構成図。
【符号の説明】
【００６０】
１０  コラム
１２  主軸頭  
１４  主軸  
１５  バランスウェイト  
１６ａ，１６ｂ  プーリ  
１７  ワイヤ  
２０  位置センサ
２１  作動部材
Ｚ０  原点
Ｚ1  初期位置
Ｚ2  移動開始位置
Ｌ  伸び限界許容量
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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