机床以及该机床的驱动限制装置 |
|||||||
| 申请号 | CN201280034626.3 | 申请日 | 2012-07-10 | 公开(公告)号 | CN103687695B | 公开(公告)日 | 2016-02-03 |
| 申请人 | 西铁城控股株式会社; 西铁城精机株式会社; | 发明人 | 松本仁; | ||||
| 摘要 | 机床的驱动限制装置在设置于 覆盖 由 电动机 驱动的主动件的罩子（17）上的 门 （18）变为打开状态时，停止电动机的驱动，其具有：检测在覆盖由电动机驱动的主动件的罩子（17）上设置的门（18）的开闭状态的检测单元（21）；对电动机的励磁状态和非励磁状态进行切换的励磁操作单元（22）；在停止的电动机超过规定的旋转容许速度旋转时，进行使电动机再次停止的动作的速度限制单元（23）；以及速度限制切换单元（24），其在检测单元（21）检测到门（18）处于打开状态时，对速度限制单元（23）进行如下控制：在电动机处于励磁状态的情况下使速度限制单元（23）动作，在电动机处于非励磁状态的情况下使速度限制单元（23）不动作。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种机床的驱动限制装置，其在设置于覆盖由电动机驱动的主动件的罩子上的门变为打开状态时，停止所述电动机的驱动，其特征在于，具有： |
||||||
| 说明书全文 | 机床以及该机床的驱动限制装置技术领域[0001] 本发明涉及一种机床以及该机床的驱动限制装置。 背景技术[0002] 一般地机床上设置有主轴或主轴台、刀具台等由电动机旋转驱动或移动驱动的主动件。通常，主动件被收纳在设有门的罩子内，在该罩子中进行被主轴把持的工件的加工等。另一方面，门被设置为开闭自如，通过打开此门，可在罩子内进行主动件的维护等。 [0003] 在这样的机床中，若在维护期间电动机动作而进行主动件的驱动，不仅成为维护等的阻碍，有时还不能确保安全性。因此，具有设置有驱动限制装置的机床，该驱动限制装置具有：检测门的开闭状态的检测单元、以及限制电动机的旋转的电动机限制单元，在门变为打开状态时使电动机的旋转停止。 [0004] 作为上述电动机限制单元的实例，已知有速度限制单元，在停止期间的电动机发生误动作等意外旋转的情况下，若超过规定的旋转容许速度，所述速度限制单元通过使控制装置侧产生错误，使电动机停止（例如参照专利文献1）。旋转容许速度被设定为即使发生操作者没有预料到的电动机的旋转也能容易地应对的程度的极低的速度。通过速度限制单元的动作，门为打开时，不仅能够使电动机停止，而且即使在误发生电动机的旋转的情况下，由于只容许以极低的旋转容许速度旋转，还能防止电动机的意外的高速旋转。 [0005] 另一方面，作为电动机限制单元，已知有励磁停止单元，其通过在门变为打开状态时切断对电动机的电源的供给，使电动机不励磁，从而使电动机停止，并限制电动机的意外旋转（例如专利文献2参照）。 [0006] 现有技术文献 [0007] 专利文献 [0008] 专利文献1：日本特开平8-137526号公报（“0013”～“0015”，图1）[0009] 专利文献2：日本特开昭51-67577号公报（第一页右段第4～12行）发明内容 [0010] 发明要解决的课题 [0011] 在应用上述的速度限制单元作为电动机限制单元的情况下，例如停止对主轴电动机的励磁，用手动使主轴自由旋转进行维护时，有时以用手动使主轴旋转的程度主轴电动机的旋转速度也会超过上述旋转容许速度。在该情况下，具有主轴电动机的旋转速度每次超过上述旋转容许速度，速度限制单元就会响应、错误频发，从而降低维护的作业效率这样的问题。 [0012] 另一方面，应用上述的励磁停止单元作为电动机限制单元的情况下，例如如D形切削加工或多边形加工那样，在对主轴电动机励磁并将主轴分度到规定的角度位置时打开门的情况下，由于主轴电动机的励磁停止，容许主轴的自由旋转，有维护作业时主轴的角度位置误偏移的情况等的问题。 [0013] 用于解决课题的手段 [0014] 一种机床的驱动限制装置，其在设置于覆盖由电动机驱动的主动件的罩子上的门变为打开状态时，停止所述电动机的驱动，其特征在于，具有：检测单元，所述检测单元检测所述门的开闭状态；励磁操作单元，所述励磁操作单元对所述电动机的励磁状态和非励磁状态进行切换；速度限制单元，所述速度限制单元在停止的所述电动机超过规定的旋转容许速度旋转时，使所述电动机停止；以及速度限制切换单元，所述速度限制切换单元在所述检测单元检测到所述门处于打开状态时，对所述速度限制单元进行如下控制：在所述电动机处于励磁状态的情况下使所述速度限制单元动作，在所述电动机处于非励磁状态的情况下使所述速度限制单元不动作。 [0015] 又，主动件也可以由机床的主轴构成，该情况下，控制对所述主轴进行旋转驱动的主轴电动机的控制装置处于将所述主轴分度到规定的旋转角度位置并进行定位固定的C轴模式的情况下，所述励磁操作单元在所述检测单元检测到所述门处于打开状态时，将所述主轴电动机维持在励磁状态。 [0016] 又，主动件由如上所述的机床的主轴构成的情况下，所述控制装置不处于所述C轴模式的情况下，所述励磁操作单元在所述检测单元检测到所述门处于打开的状态时，将所述主轴电动机从励磁状态切换到非励磁状态。 [0017] 又，一种机床，其具有：主动件；驱动所述主动件的电动机；在覆盖所述主动件的罩子上设置的门；检测单元，所述检测单元检测所述门的开闭状态；以及驱动限制装置，所述驱动限制装置在所述检测单元检测到所述门处于打开状态时，停止所述电动机的驱动，所述驱动限制装置的特征在于，具有：励磁操作单元，所述励磁操作单元对所述电动机的励磁状态和非励磁状态进行切换；速度限制单元，所述速度限制单元在停止的所述电动机超过规定的旋转容许速度旋转时，使所述电动机停止；以及速度限制切换单元，所述速度限制切换单元在所述检测单元检测到所述门处于打开状态时，对所述速度限制单元进行如下控制：在所述电动机处于励磁状态的情况下使所述速度限制单元动作，在所述电动机处于非励磁状态的情况下使所述速度限制单元不动作。 [0018] 又，主动件也可以由机床的主轴构成，该情况下，控制对所述主轴进行旋转驱动的主轴电动机的控制装置处于将所述主轴分度到规定的旋转角度位置并进行定位固定的C轴模式的情况下，所述励磁操作单元在所述检测单元检测到所述门处于打开状态时，将所述主轴电动机维持在励磁状态。 [0019] 又，主动件由如上所述的机床的主轴形成的情况下，所述控制装置不处于所述C轴模式的情况下，所述励磁操作单元在所述检测单元检测到所述门处于打开的状态时，将所述主轴电动机从励磁状态切换到非励磁状态。 [0020] 发明效果 [0021] 根据机床的驱动限制装置，若为维护作业等，使在覆盖由电动机驱动的主动件的罩子上设置的门变为打开状态的话，所述电动机的旋转停止，因此可确保维护作业等的安全性。所述门处于打开状态时，处于对所述电动机供给电源的励磁状态的情况下，使所述速度限制单元动作，因此即使所述电动机发生意外的旋转也不容许所述电动机超过旋转容许速度的旋转。因此，例如在维持对所述电动机励磁的旋转角度的状态下进行维护作业等这样的情况下，具有可防止维护作业等时所述电动机的角度位置误偏移等不良情况，且可防止操作者无法预料的所述电动机的高速旋转，可确保维护作业的安全性的效果。 [0022] 又，在所述门变为打开状态时，停止对所述电动机的电源的供给而处于非励磁状态的情况下，使所述速度限制单元不动作，因此具有可用手动使主轴或刀具台等主动件旋转或移动，可灵活地应对维护作业的内容，可提高作业效率的效果。 [0023] 例如所述主动件由机床的主轴构成的情况下，为维护作业等所述门变为打开状态时，由于主轴电动机的控制装置处于C轴模式时，通过所述励磁操作单元继续进行对所述主轴电动机的励磁，维持所述主轴电动机的旋转角度，因此可防止维护作业等的时候所述主轴电动机的角度位置误偏移这样的情况，可顺利地重新进行维护作业结束后的机床的处理。又，该情况下，由于使所述速度限制单元动作，所以即使所述主轴电动机发生意外的旋转，也不容许所述主轴电动机进行超过旋转容许速度的高速旋转，因此可防止操作者无法预料的所述主轴电动机的高速旋转，可确保维护作业的安全性。 [0024] 又，如上所述，主动件由机床的主轴构成的情况下，为维护作业等所述门变为打开状态时，由于所述主轴电动机的控制装置处于C轴模式以外的模式时，所述励磁操作单元自动切断对所述主轴电动机的励磁，因此可防止所述主轴的意外的旋转，由于该情况下使所述速度限制单元不动作，因此可使所述主轴自由地旋转，因此特别是在进行不必对所述主轴分度固定的维护作业的情况下有益。附图说明 [0025] 图1是示出关闭门的状态的自动车床的主视图。 [0026] 图2是示出控制装置的关键部的框图。 [0027] 图3是示出门为打开的状态的自动车床的主视图。 [0028] 图4是示出电动机限制单元的动作的流程图。 具体实施方式[0029] 如图1示出的自动车床是机床的一个实例，床身1上设置有旋转驱动自如地支持主轴2的主轴台3、和对被把持在被主轴2的顶端的工件4进行加工的加工工具6。加工工具6被安装于被支承在床身1上的刀具台7。 [0030] 主轴台3在主轴2的轴线方向（以后，称为“Z轴方向”。）被移动自如地支承。刀具台7在左右方向上与Z轴方向正交的X轴方向、上下方向上与Z轴方向正交的Y轴方向被移动自如地支承。床身1上与主轴2相对配置有背面主轴8。背面主轴8旋转驱动自如地被支承在背面主轴台9上。背面主轴台9在Z轴方向以及X轴方向移动自如地被支承。 [0031] 主轴台3、背面主轴台9、刀具台7与对应于各移动方向的进给电动机结合，通过这些进给电动机被各自移动驱动。主轴2以及背面主轴8被对各自设置的主轴电动机旋转驱动。床身1上搭载有控制各进给电动机以及主轴电动机的旋转的控制装置11。 [0032] 如图2所示，控制装置11预先存储有加工程序12。控制装置11基于加工程序12，通过电动机控制单元13控制进给电动机或主轴电动机，控制主轴2以及背面主轴8的旋转，和主轴台3、刀具台7以及背面主轴台9的移动等。另外，在图2中，对进给电动机14和主轴电动机16代表性地各记载一个。 [0033] 本自动车床是通过由控制装置11控制主轴2以及背面主轴8的旋转，控制主轴台3、背面主轴台9以及刀具台7等的移动，来进行对被主轴2或背面主轴8把持的工件的加工。作为工件的加工的实例，有D形切削加工或键槽加工等在工件的规定的角度位置进行规定的加工，或如多边形加工等那样控制主轴2或背面主轴8的旋转（C轴控制）进行加工。 [0034] 在工件的规定的角度位置进行规定的加工的情况，或以C轴控制进行加工的情况等的时候，控制装置11执行将主轴2以及背面主轴8分度到规定的旋转角度并进行定位固定的C轴模式。控制装置11在C轴模式的情况下，通过将主轴电动机16的旋转轴定位在规定的旋转角度，对主轴电动机16励磁维持该旋转角度并使其停止，从而固定主轴2以及背面主轴8的旋转角度的位置。 [0035] 控制装置11是根据执行的加工程序12的行（框）的指令，进行C轴模式的执行与解除。例如在为进行D形切削加工而发出将主轴2分度到规定的角度位置的指令时或多边形加工时执行C轴模式，通过简单的主轴2的旋转指令或停止指令解除该C轴模式。因此，通常的外形切削等指令时不执行C轴模式。 [0036] 另一方面，关于主轴台3、背面主轴台9以及刀具台7，控制装置11通过使各自对应的各进给电动机14旋转，使主轴台3、背面主轴台9以及刀具台7分别移动到规定的位置上，对各进给电动机14励磁并进行定位固定。 [0037] 主轴2的顶端、背面主轴8、背面主轴台9以及刀具台7等被收容在设置于床身1上的罩子17内。因此在罩子17内进行在主轴2侧以及背面主轴8侧的加工。通过罩子17防止加工中的切削油或切削碎屑等的飞溅。在罩子17上设置有开闭自如的门18。 [0038] 如图3所示，通过打开门18，操作者可容易地进行罩子17内的维护作业等。即门18对于罩子17内的结构物成为开闭自如的防护装置。门18的“打开状态”所表示的意思为，除了包含门18实际打开的状态，例如在设置有限制门的开闭的锁等开闭限制单元的情况下，还包含锁的解除状态等与门18的开闭状态没有关系、容许打开门18的状态。 [0039] 控制装置11上设置有电动机限制单元19作为驱动限制装置，所述驱动限制装置根据门18的开闭状态限制进给电动机14以及主轴电动机16的旋转。通过在门18变为打开状态时该电动机限制单元19动作，在门18的打开状态下，主轴2以及背面主轴8的旋转或主轴台3、背面主轴台9以及刀具台7的移动停止，因此操作者可安全且容易地进行维护作业。 [0040] 如图2所示，电动机限制单元19具有：检测开关21，所述检测开关21是检测门18的开闭状态的检测单元；电源操作开关22，所述电源操作开关22对各进给电动机14以及各主轴电动机16的电源的供给和供给停止进行切换；速度限制单元23，所述速度限制单元23限制各进给电动机14以及各主轴电动机16的旋转速度；速度限制切换单元24，所述速度限制切换单元24根据各进给电动机14以及各主轴电动机16的励磁状态，对相对于各进给电动机14以及各主轴电动机16的速度限制单元23的动作进行切换。 [0042] 电源操作开关22构成励磁操作单元，所述励磁操作单元对向电动机供给电源的状态即励磁状态和停止向电动机供给电源的状态即非励磁状态进行切换操作。电源操作开关22与各进给电动机14以及各主轴电动机16对应地设置。通过电源操作开关22的ON，被供给电源的电动机变为励磁状态，通过电源操作开关22的OFF，被停止电源的供给的电动机变为非励磁状态。 [0043] 速度限制单元23构成为，在停止期间的规定的电动机发生了旋转的情况下，若超过规定的旋转容许速度则使旋转的电动机停止。旋转容许速度被设定为，即使在停止期间的电动机发生操作者没有预料的旋转，主轴2、背面主轴8、主轴台3、背面主轴台9以及刀具台7等由各进给电动机14以及各主轴电动机16驱动的主动件被移动驱动或旋转驱动，操作者也能容易地应对的程度的极低的速度。 [0044] 速度限制切换单元24构成为通过配合单元26与电源操作开关22配合动作。速度限制切换单元24以及配合单元26与各进给电动机14以及各主轴电动机16对应地设置。 [0045] 如图4的流程图所示，电动机限制单元19在步骤S1中，基于从检测开关21输出的ON信号或OFF信号，检查门18的开闭。在门18打开的情况下进入步骤S2。 [0046] 接着在步骤S2中，电动机限制单元19根据由控制装置11执行的加工程序的框中所规定的内容，检查控制装置11是否处于C轴模式。在步骤S2中判定控制装置11处于C轴模式的情况下，进入步骤S3。另一方面，步骤S2中判定控制装置11不处于C轴模式的情况下，进入步骤S4。 [0047] 在步骤S3中，对应的主轴电动机16的电源操作开关22为ON。由此，对与C轴模式对应的主轴电动机16供给电源，该主轴电动机16被励磁。 [0048] 在步骤S4中，主轴电动机16的电源操作开关22为OFF。由此，停止向主轴电动机16的电源的供给，主轴电动机16变为非励磁状态。 [0049] 从步骤S3或者步骤S4，进入到步骤S5。在步骤S5中，电动机限制单元19基于各电源操作开关22的ON、OFF状态，分别对各进给电动机14以及各主轴电动机16检查是在励磁状态还是非励磁状态。对于步骤S5中被判定为励磁状态的电动机进入步骤S6的处理，对于步骤S5中被判定为非励磁状态的电动机进入步骤S8的处理。 [0050] 步骤S6中，对于步骤S5中被判定为励磁状态的电动机，电动机限制单元19为使速度限制单元23动作，将速度限制切换单元24切换到速度限制单元23侧。其后，进入步骤S7。 [0051] 在步骤S7中，速度限制单元23使电动机控制单元13输出使该电动机停止的停止指令。其后，返回。在控制装置11处于C轴模式的情况下，主轴2或者背面主轴8的至少一个的主轴电动机16被励磁，因此变为速度限制单元23相对于主轴2或者背面主轴8的至少一个动作的状态，在该电动机的励磁持续的状态下至少一个的主轴电动机16的旋转停止，主轴2或者背面主轴8的至少一个维持规定的旋转角度而停止。 [0052] 另一方面，在步骤S8中，电动机限制单元19为使速度限制单元23对于在步骤S5中被判定为处于非励磁状态的电动机不动作，将速度限制切换单元24切换到与速度限制单元23分离侧。其后，返回。 [0053] 这样，检测开关21若检测到门18的打开状态，电动机14以及16停止。 [0054] 通过配合单元26发挥作用而实现上述的步骤S5～S8的各处理。配合单元26在门18处于打开状态的情况下，使电源操作开关22和速度限制切换单元24配合，以使速度限制单元23对于励磁状态的电动机动作，还使速度限制单元23对于非励磁状态的电动机不动作。 [0055] 通过配合单元26，速度限制切换单元24在该电动机为励磁状态的情况下使速度限制单元23相对于各进给电动机14以及各主轴电动机16进行动作，在该电动机为非励磁状态的情况下切换对于该电动机的速度限制单元23的动作，以使速度限制单元23相对于各进给电动机14以及各主轴电动机16不动作。 [0056] 另外在步骤S1中，门18是关闭状态的情况下，进入步骤S9。在步骤S9中，进行对各电动机的电源供给，其后，进入步骤S8。若像这样依次经过步骤S1、S9以及S8的各处理的话，速度限制单元23不动作，而是通过电动机控制单元13基于加工程序12控制各进给电动机14以及各主轴电动机16。 [0057] 通过上述电动机限制单元19，例如若操作者进行维护作业时将门18变为打开状态，控制装置11以C轴模式进行加工的情况或操作者对电源操作开关22进行ON操作而继续规定的电动机的电源供给的情况下，被励磁的电动机在速度限制单元23动作的状态下，以通过励磁维持规定的旋转角度的状态停止。由此，可维持例如主轴2或背面主轴8的分度状态或刀具台7、主轴台3以及背面主轴台9的规定移动方向的定位固定状态，从而能够防止由维护作业时等导致主轴2以及背面主轴8的角度位置或刀具台7、主轴台3以及背面主轴台9的移动位置误发生偏移。特别地，在C轴模式的加工期间，由于在门18的打开状态下保持主轴2或背面主轴8的分度，操作者不用如以往的那样有意识防止位置偏移，便可容易地进行主轴2或背面主轴的维护。 [0058] 又，速度限制单元23的构成为，若电动机的旋转速度超过旋转容许速度，向电动机控制单元13侧发送警报，使超过旋转容许速度的电动机的旋转停止。因此，即使在门18处于打开状态的情况下励磁期间的电动机由于误操作而产生意外的旋转，通过速度限制单元23的动作，仅容许该电动机进行至旋转容许速度为止的旋转，在超过旋转容许速度旋转的情况下使该电动机停止，因此不会产生操作者预想不到的主轴2以及背面主轴8的高速旋转或刀具台7、主轴台3以及背面主轴台9等的高速移动，确保作业的安全性。另外，门18处于关闭状态时，由于电动机比速度限制单元的限制速度转的快，也可以通过使速度限制单元23动作而实现电动机的停止，这样，无需如以往那样发出停止命令，便能够使门18处于关闭状态的电动机停止。 [0059] 又，通过这种速度限制单元23的动作，只要在不超过电动机的旋转容许速度的范围，操作者有意图地使主轴2或背面主轴8以低速旋转驱动，或使刀具台7、主轴台3以及背面主轴台9等以低速移动成为可能。该情况下，由于主动件不产生操作者预想不到的高速旋转或高速移动，操作者能够安全且容易地进行维护作业等。 [0060] 另一方面，在门18的打开状态下，控制装置11不以C轴模式进行加工的情况，或操作者通过电源操作开关22，切断对电动机的电源供给的情况下，电动机的励磁被切断，各进给电动机14以及各主轴电动机16的旋转停止。因此，即使从电动机控制单元13对励磁被切断的电动机误输出旋转指令，由于原本就对该电动机不供给电源，该电动机处于非励磁状态，从而不会被旋转驱动，因此可确保维护作业的安全性。而且，该情况下，由于通过步骤S8的处理，速度限制单元23的动作停止，即使在例如用手动使主轴2或背面主轴8旋转的情况或使刀具台7、主轴台3以及背面主轴台9等移动的情况下，也不会通过速度限制单元23发出警报，操作者可使主轴2或背面主轴8自由旋转，或使刀具台7、主轴台3以及背面主轴台9等自由移动，可容易地进行维护，提高维护的作业效率。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈