数値制御装置及びクランプ解除方法
【課題】制御軸の移動の指示があった場合に速やかに制御軸を移動できる数値制御装置及びクランプ解除方法を提供する。
【解決手段】数値制御装置はＮＣプログラム中に制御軸移動指令があった場合、クランプ制御装置にアンクランプ信号を出力する（Ｓ１１）。回転テーブルを移動させる目標移動量のうちの微小移動量の移動を指示する第一移動指令を回転テーブル駆動モータに送信する（Ｓ１６）。回転テーブルはアンクランプされた直後に移動できる。回転テーブル装置は高速駆動が可能となる。さらに回転テーブルが移動した場合（Ｓ１７：ＹＥＳ）、目標移動量から微小移動量を差し引いた残存移動量の移動を指示する第二移動指令を回転テーブル駆動モータに送信する（Ｓ１８）。回転テーブルは当初の目標移動量を速やかに移動できる。
【解決手段】数値制御装置はＮＣプログラム中に制御軸移動指令があった場合、クランプ制御装置にアンクランプ信号を出力する（Ｓ１１）。回転テーブルを移動させる目標移動量のうちの微小移動量の移動を指示する第一移動指令を回転テーブル駆動モータに送信する（Ｓ１６）。回転テーブルはアンクランプされた直後に移動できる。回転テーブル装置は高速駆動が可能となる。さらに回転テーブルが移動した場合（Ｓ１７：ＹＥＳ）、目標移動量から微小移動量を差し引いた残存移動量の移動を指示する第二移動指令を回転テーブル駆動モータに送信する（Ｓ１８）。回転テーブルは当初の目標移動量を速やかに移動できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、数値制御装置及びクランプ解除方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転テーブル装置を備えた工作機械がある。回転テーブル装置は工作物を回転可能に保持する。回転テーブル装置はクランプ機構を備えている。クランプ機構は工作物を加工する際に工作物が動かないように回転テーブル装置の制御軸の移動を機械的に阻止する。工作機械を制御する数値制御装置は、制御軸を移動する際に先ずクランプ機構によるクランプを解除（アンクランプ）して制御軸の移動を可能にする。次に目標位置まで制御軸の移動を行う。次にクランプ機構によるクランプにより制御軸を固定して加工作業を行う。特許文献１が開示する回転テーブルは、サーボモータに繰り返し正回転と逆回転方向とに微小回転させるトルク変動による微小な揺動を与え、その時の回転テーブルの揺動の振幅からクランプ状態であるか否かの確認を行う。この技術は、クランプの解除にも応用できる。サーボモータに繰り返し正回転と逆回転方向とに微小回転させるトルク変動による微小な揺動を与え、その時の回転テーブルの揺動の振幅からアンクランプ状態であるか否かの確認を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４４２２１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１が開示する技術では、アンクランプ状態であることを確認した後、制御軸が停止している状態から移動を開始する。故にアンクランプ状態の確認から移動開始までを速やかに行うことができず、目標位置までの移動に時間がかかるという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、制御軸の移動の指示があった場合に速やかに制御軸を移動できる数値制御装置及びクランプ解除方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１態様に係る数値制御装置は、制御軸の移動を行う移動機構と、前記移動機構を駆動させる移動駆動部と、前記制御軸の移動の阻止及びその阻止の解除を行うクランプ機構とを有する工作機械を制御する数値制御装置であって、前記制御軸の移動の指示が有るか否かを判断する移動指示判断手段と、前記移動指示判断手段が前記移動の指示があったと判断した場合に、前記制御軸の移動の阻止の解除を指示する解除指令を前記クランプ機構に出力する解除指令出力手段と、前記解除指令出力手段が前記解除指令を出力した場合に、前記制御軸を移動させる移動量のうち所定移動量の移動を指示する第一移動指令を前記移動駆動部に出力する第一移動指令出力手段と、前記制御軸が移動したか否かを判断する移動判断手段と、前記移動判断手段が前記制御軸が移動したと判断した場合に、前記移動量から前記所定移動量を差し引いた残存移動量の移動を指示する第二移動指令を前記移動駆動部に出力する第二移動指令出力手段とを備えている。
【０００７】
第１態様に係る数値制御装置では、解除指令出力手段が解除指令を出力した場合、第一移動指令出力手段は第一移動指令を移動駆動部に出力する。第一移動指令は、制御軸を移動させる移動量のうち所定移動量の移動を指示する指令である。故に制御軸は移動の阻止が解除された直後に移動できる。移動判断手段が制御軸は移動したと判断した場合、第二移動指令出力手段は第二移動指令を移動駆動部に出力する。第二移動指令は移動量から所定移動量を差し引いた残存移動量の移動を指示する指令である。制御軸は残存移動量を移動することで当初の移動量を移動できる。故に本態様は制御軸の移動の指示があった場合に速やかに制御軸を移動できる。
【０００８】
また、第１態様において、前記移動駆動部はサーボモータであって、前記第一移動出力手段によって前記第一移動指令が出力された場合に、前記サーボモータが前記移動機構に出力する出力電流を所定値以下に制限する電流制限手段を備えてよい。第一移動指令を出力してもサーボモータは移動の阻止が解除されるまでは制御軸を移動できない。サーボモータが移動機構に出力する出力電流は上昇する。電流制限手段は移動機構に出力する出力電流を所定値以下に制限する。故に本態様は出力電流が過剰に上昇するのを防止できる。
【０００９】
また、第１態様において、前記サーボモータの軸の回転を検出するエンコーダを備え、前記移動判断手段は、前記エンコーダによって前記軸の回転を検出した場合に、前記制御軸が移動したと判断してもよい。故に本態様は制御軸の移動を確実に判断できる。
【００１０】
また、第１態様において、前記第二移動指令出力手段によって前記第二移動指令が出力された場合に、前記電流制限手段による前記出力電流の制限を解除する解除手段を備えてもよい。故に本態様はサーボモータの出力電流を通常状態に戻すことができる。
【００１１】
本発明の第２態様に係るクランプ解除方法は、制御軸の移動を行う移動機構と、前記移動機構を駆動させる移動駆動部と、前記制御軸の移動の阻止及びその阻止の解除を行うクランプ機構とを有する工作機械を制御する数値制御装置によって行われるクランプ解除方法であって、前記制御軸の移動の指示が有るか否かを判断する移動指示判断工程と、前記移動指示判断工程において前記移動の指示があったと判断した場合に、前記制御軸の移動の阻止の解除を指示する解除指令を前記クランプ機構に出力する解除指令出力工程と、前記解除指令出力工程において前記解除指令を出力した場合に、前記制御軸を移動させる移動量のうち所定移動量の移動を指示する第一移動指令を前記移動駆動部に出力する第一移動指令出力工程と、前記制御軸が移動したか否かを判断する移動判断工程と、前記移動判断工程において前記制御軸が移動したと判断した場合に、前記移動量から前記所定移動量を差し引いた残存移動量の移動を指示する第二移動指令を前記移動駆動部に出力する第二移動指令出力工程とを備えている。
【００１２】
第２態様に係るクランプ解除方法では、解除指令出力工程にて解除指令を出力した場合、第一移動指令出力工程において第一移動指令を移動駆動部に出力する。第一移動指令は、制御軸を移動させる移動量のうち所定移動量の移動を指示する指令である。故に制御軸は移動の阻止が解除された直後に移動する。移動判断工程にて制御軸は移動したと判断した場合、第二移動指令出力工程において第二移動指令を移動駆動部に出力する。第二移動指令は移動量から所定移動量を差し引いた残存移動量の移動を指示する指令である。制御軸は残存移動量を移動することで当初の移動量を移動できる。故に本態様は制御軸の移動の指示があった場合に速やかに制御軸を移動できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】工作機械１の斜視図である。
【図２】図１に示すＩ−Ｉ線矢視方向断面図である。
【図３】数値制御装置５０の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】加工制御処理のフローチャートである。
【図５】制御軸移動処理のフローチャートである。
【図６】制御軸移動処理のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態である数値制御装置５０について、図面を参照して説明する。数値制御装置５０はＮＣプログラムに基づき、図１に示す工作機械１の軸移動、切削動作、工具交換動作等を制御する。工作機械１は工作物（図示略）と工具６との相対移動により工作物を切削する。制御軸とは工作機械１のＸＹＺ軸とは異なる付加軸における移動を制御する機構をいい、本実施例では回転テーブル４（図２参照）である。
【００１５】
工作機械１の構造について簡単に説明する。図１に示すように、工作機械１は、ベース２、コラム５、主軸ヘッド７、主軸（図示略）、及び回転テーブル装置１０等を備えている。コラム５はベース２の上部後方に立設する。主軸ヘッド７はコラム５の前面に沿って昇降する。主軸ヘッド７はＺ軸モータ７３の駆動によりＺ軸方向に移動する。主軸は主軸ヘッド７の下部に設けてある。主軸は工具６のホルダ１６を装着する装着部（図示省略）を有し、主軸モータ７４の駆動で回転する。工具６は、例えばドリル、センタドリル、タップ等である。工具６は主軸と共に回転し、回転テーブル装置１０が保持する工作物を切削する。工具交換装置（図示略）は主軸に装着した工具６を適時他の工具と交換する。
【００１６】
回転テーブル装置１０はベース２の上部に設けたスライドテーブル１５上に固定してある。スライドテーブル１５は水平面内でＸＹ軸方向に移動可能である。回転テーブル装置１０は工作物を回転テーブル４（図２参照）上で回転させる。工作機械１は工作物をスライドテーブル１５でＸＹ方向に送り、回転テーブル装置１０の回転テーブル４上を回転させ、設定位置で固定（クランプ）して切削加工を行う。
【００１７】
回転テーブル装置１０の構造について説明する。図２に示すように、回転テーブル装置１０は筒状のハウジング２１を備えている。ハウジング２１はベアリング２２をネジ４６により内部に取り付けている。ハウジング２１は大歯車２６とスピンドル２３とを一体して同軸上に回転可能に支持している。大歯車２６とスピンドル２３とはベアリング２２を挟み込んでネジ４５で固定している。ハウジング２１はピニオン２５を回転可能に支持している。ピニオン２５は大歯車２６の回転軸と直交する位置関係において大歯車２６と噛合している。ピニオン２５と大歯車２６とは食い違い傘歯車機構を構成している。
【００１８】
スピンドル２３の軸線方向一端部には、円盤状の回転テーブル４をネジ４７で取り付けている。回転テーブル４は保持具（図示略）で工作物を保持する。スピンドル２３の前記一端部と反対側の他端部にはボス２８をネジ４８で取り付けている。スピンドル２３とボス２８との間にはディスク３２を挟み込んでいる。ディスク３２とスピンドル２３との間にはＯリング４２を挟み込んでいる。ディスク３２とボス２８との間とにはＯリング４１を挟み込んでいる。
【００１９】
ハウジング２１における回転テーブル４と反対側の面には、リング状のシリンダー２９を、ネジ４９でパッキン３７を挟持した状態で固定している。シリンダー２９はオイルシール４４を内周部に取り付けている。シリンダー２９はリング状のピストン３０を内部に収納している。ピストン３０は、外周部にＯリング３８、内周部にＯリング３９を装着している。ピストン３０はハウジング２１の軸方向に摺動可能である。シリンダー２９は通気孔３５を備えている。ハウジング２１のシリンダー２９に対向する面は凹部３３を備えている。凹部３３はバネ３４を内側に配置している。バネ３４はピストン３０をシリンダー２９側に押し付ける。パッキン３７、Ｏリング４１、４２は、クランプ機構内に切削油等が進入して摩擦力が低下することを防止する。
【００２０】
回転テーブル装置１０におけるクランプ動作、アンクランプ動作について説明する。アンクランプ状態の回転テーブル４において、数値制御装置５０は先ず回転テーブル駆動モータ７５を駆動するとピニオン２５は回転する。ピニオン２５と噛合する大歯車２６は、ベアリング２２の支持によりピニオン２５の軸線と直角な軸線回りに回転する。大歯車２６が回転するとスピンドル２３、回転テーブル４、ボス２８及びディスク３２は回転する。故に、回転テーブル４が保持する工作物は回転テーブル４の制御軸上を回転する。
【００２１】
回転テーブル駆動モータ７５が駆動を停止するとピニオン２５、大歯車２６は回転を停止する。スピンドル２３、回転テーブル４、ボス２８及びディスク３２も回転を停止する。回転テーブル４の回転は停止する。数値制御装置５０は空気を通気孔３５より注入する。ピストン３０は注入した空気の圧力によりハウジング２１の方向に移動する。注入した空気の圧力はバネ３４のバネ力を越える。ピストン３０はディスク３２に接触する。ディスク３２は弾性変形する。ピストン３０は弾性変形するディスク３２をハウジング２１に押し当てて挟み込む。ディスク３２とハウジング２１との間で摩擦力が発生する。摩擦力はディスク３２とスピンドル２３の動きを拘束する。回転テーブル４はクランプ状態となる。工作機械１は工作物の切削加工が可能となる。
【００２２】
数値制御装置５０は工作物の工具６との角度を変える為に再度回転テーブル４の固定を解除（アンクランプ）する。数値制御装置５０は先ずアンクランプ信号をクランプ制御装置８０に出力する。クランプ制御装置８０は通気孔３５に加えていた空気圧を開放する。ピストン３０はバネ３４のバネ力によりシリンダー２９の方向に移動する。ディスク３２はバネ３４の弾性力により弾性復帰する。ディスク３２はハウジング２１から離れるので摩擦力は無くなる。回転テーブル４はアンクランプ状態となり、スピンドル２３は回転可能となる。回転テーブル４はＮＣプログラムで設定した目標移動量を回転して停止する。数値制御装置５０は回転テーブル４を再度クランプ状態とする。工作機械１は別の角度から工作物に対して切削加工を行う。
【００２３】
後述するが、本実施態様の数値制御装置５０は、アンクランプ信号の出力と同時に目標移動量と同一方向に微小の移動量の移動を指示する第一移動指令を回転テーブル駆動モータ７５に出力する。故に回転テーブル４はアンクランプ状態に切り替わった直後から回転し始めることができる。
【００２４】
数値制御装置５０の電気的構成について説明する。図３に示すように、数値制御装置５０は、ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、フラッシュメモリ５４、入力インタフェース５５、出力インタフェース５６、駆動回路６１〜６５、制御回路６６等を備えている。ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、フラッシュメモリ５４、入力インタフェース５５、出力インタフェース５６はバス５８で接続している。ＲＯＭ５２は、数値制御装置５０の加工動作を制御する加工制御プログラムの他、本発明の制御軸移動プログラム等を記憶する。ＲＡＭ５３は後述する各種処理を実行する為の各種データを一時的に記憶する。フラッシュメモリ５４はＮＣコマンドからなるＮＣプログラム（加工プログラム）等を記憶する。入力インタフェース５５は、操作装置１７と、回転テーブル駆動モータ７５に設けたエンコーダ７６とに接続している。操作装置１７は、工作機械１の起動及び停止等を指令する複数の指令キー、入力キー及び編集キー等を備える装置である。
【００２５】
駆動回路６１はＸ軸モータ７１を駆動する。駆動回路６２はＹ軸モータ７２を駆動する。駆動回路６３はＺ軸モータ７３を駆動する。駆動回路６４は主軸モータ７４を駆動する。駆動回路６５は回転テーブル駆動モータ７５を駆動する。制御回路６６はクランプ制御装置８０を制御する。クランプ制御装置８０は回転テーブル装置１０のクランプ動作、アンクランプ動作を制御する。駆動回路６１〜６５、制御回路６６は、出力インタフェース５６に接続している。
【００２６】
作業者が予め設定する回転テーブル４の微小移動量について説明する。本実施形態は、アンクランプ信号の出力と同時に、回転テーブル４を回転させる微小移動量を第一移動指令として回転テーブル駆動モータ７５に出力する。微小移動量はＮＣプログラムの制御軸移動指令で設定される目標移動量よりも小さい値に設定する。例えば、目標移動量が１００°であった場合、微小移動量を０．０５〜０．１°に設定する。微小移動量の回転方向は、目標移動量の回転方向と同一方向である。作業者は操作装置１７により微小移動量を予め入力する。ＣＰＵ５１は作業者が入力した微小移動量をフラッシュメモリ５４（図３参照）に記憶する。
【００２７】
ＣＰＵ５１による加工制御処理について、図４のフローチャートを参照して説明する。作業者は操作装置１７の加工開始スイッチ（図示略）を押す。ＣＰＵ５１はＲＯＭ５２に記憶した加工制御プログラムを読み込んで本処理を実行する。ＣＰＵ５１は、フラッシュメモリ５４に記憶したＮＣプログラムを読み込んで１ブロック解釈する（Ｓ１）。ＣＰＵ５１は解釈したＮＣコマンドがＭ３０（終了コマンド）か否か判断する（Ｓ２）。ＣＰＵ５１は解釈したＮＣコマンドがＭ３０と判断した場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、本処理を終了する。ＣＰＵ５１は解釈したＮＣコマンドがＭ３０でないと判断した場合（Ｓ２：ＮＯ）、解釈したＮＣコマンドが制御軸移動指令か否か判断する（Ｓ３）。制御軸移動指令は回転テーブル４の回転及び移動量（回転量）を指示する指令である。ＣＰＵ５１は解釈したＮＣコマンドが制御軸移動指令であると判断した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、後述する制御軸移動処理を実行する（Ｓ５）。ＣＰＵ５１は解釈したＮＣコマンドが制御軸移動指令以外のコマンドであると判断した場合（Ｓ３：ＮＯ）、その制御指令に従って処理を実行する（Ｓ４）。ＣＰＵ５１は次ブロックに移動し（Ｓ６）、Ｓ１に戻って終了コマンドを読み込むまで処理を繰り返す。
【００２８】
ＣＰＵ５１による制御軸移動処理について、図５のフローチャート、及び図６のタイミングチャートを参照して説明する。制御軸移動処理は回転テーブル４をアンクランプして目標移動量を回転させることで、工具６に対する工作物の角度を変更する処理である。本処理は、上記の加工制御処理のＳ１（図４参照）において解釈したＮＣコマンドが制御軸移動指令であった場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５１はＲＯＭ５２に記憶した制御軸移動プログラムを読み込んで実行する。
【００２９】
ＣＰＵ５１は、図６のｔ１タイミングで、クランプ制御装置８０にアンクランプ信号を出力する（Ｓ１１）。さらにＣＰＵ５１は制御軸移動指令で設定された目標移動量が、フラッシュメモリ５４に記憶された微小移動量より大きいか否か判断する（Ｓ１２）。ＣＰＵ５１は、目標移動量は微小移動量よりも大きいと判断した場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、微小移動量を第一移動指令に決定する（Ｓ１３）。ＣＰＵ５１は、目標移動量は微小移動量以下と判断した場合（Ｓ１２：ＮＯ）、目標移動量をそのまま第一移動指令に決定する（Ｓ１４）。
【００３０】
ＣＰＵ５１はｔ２タイミングで回転テーブル駆動モータ７５に電流制限信号を送信する（Ｓ１５）。回転テーブル駆動モータ７５はサーボモータである。サーボモータは出力軸が回らないと一般的に負荷トルクが増加し、それに合わせて出力電流が上昇する性質を有する。電流制限信号はサーボモータの出力電流が過剰に上昇しないように所定値以下に制限する為の信号である。なお、電流制限信号を送信するタイミングは、アンクランプ信号を出力するｔ１タイミングで行ってもよい。
【００３１】
ＣＰＵ５１はＳ１３又はＳ１４で決定した第一移動指令を回転テーブル駆動モータ７５に送信する（Ｓ１６）。ＣＰＵ５１はＳ１１〜Ｓ１６までの処理を同一タイミングで実行する。アンクランプ信号を受信したクランプ制御装置８０はクランプ機構のアンクランプ動作を開始する。ＣＰＵ５１は第一移動指令を回転テーブル駆動モータ７５に送信しているが、クランプ機構のアンクランプ動作が完了するまで回転テーブル４は回らない。回転テーブル駆動モータ７５の出力電流は上昇するが、電流制限が実行されているので出力電流は所定値以下に推移する。第一移動指令は目標移動量と同一方向に僅かに移動させる指令である。故に回転テーブル駆動モータ７５、及び回転テーブル装置１０のクランプ機構にかかる負荷を最小限に留めることができる。
【００３２】
ＣＰＵ５１は回転テーブル４が移動（回転）したか否か判断する（Ｓ１７）。ＣＰＵ５１は回転テーブル駆動モータ７５の出力軸の回転をエンコーダ７６で検出することにより、回転テーブル４の移動を検出できる。ＣＰＵ５１は回転テーブル４が移動したと判断するまでは（Ｓ１７：ＮＯ）、Ｓ１７に戻って待機状態となる。
【００３３】
アンクランプ信号を受信したクランプ制御装置８０は、通気孔３５に加えていた空気圧を開放する。ピストン３０はバネ３４のバネ力によりシリンダー２９の方向に移動する。ディスク３２はバネ３４の弾性力により弾性復帰する。ディスク３２はハウジング２１から離れるので摩擦力は無くなる。回転テーブル４は、図６のｔ４タイミングで、アンクランプ状態となる。クランプ制御装置８０がアンクランプ動作を開始し始めたときから回転テーブル駆動モータ７５の出力軸に対して目標移動量と同一方向の負荷をかけている。故に、回転テーブル４はアンクランプ状態に切り替わったｔ３タイミングから回転し始める。
【００３４】
ＣＰＵ５１は、回転テーブル４が移動したと判断した場合（Ｓ１７：ＹＥＳ）、目標移動量から第一移動指令で指示した移動量を差し引いた残存移動量を算出し、第二移動指令として回転テーブル駆動モータ７５に送信する（Ｓ１８）。回転テーブル４はアンクランプ状態に切り替わった直後から回転し始めている。回転テーブル４は微小移動量を移動したｔ４タイミング以降もそのまま残存移動量の移動を続けることができる。ＣＰＵ５１は、電流制限解除信号を回転テーブル駆動モータ７５に送信する（Ｓ１９）。故に回転テーブル駆動モータ７５の出力電流は通常に戻る。回転テーブル４はｔ５タイミングで最高速度に達し、ｔ６タイミングで徐々に減速、目標移動量に到達したｔ７タイミングで停止する。故に回転テーブル４はアンクランプ状態に切り替わった直後から目標移動量を滑らかに移動できる。回転テーブル装置１０は高速駆動が可能となる。
【００３５】
ＣＰＵ５１はインポジションチェックを行い、回転テーブル４が目標移動量の移動を完了したか否か判断する（Ｓ２０）。ＣＰＵ５１は回転テーブル４の目標移動量の移動が完了するまでは（Ｓ２０：ＮＯ）、Ｓ２０に戻り待機状態となる。ＣＰＵ５１は目標移動量の移動が完了したと判断した場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、ｔ８タイミングでアンクランプ信号の出力を停止する（Ｓ２１）。クランプ制御装置８０はＣＰＵ５１によりアンクランプ信号の出力が停止されたので、通気孔３５に空気を注入し、回転テーブル装置１０のクランプ機構をクランプ状態に戻す。ＣＰＵ５１は制御軸移動処理を終了し、図４に示すメインの加工制御処理のＳ６に移行する。
【００３６】
なお上記説明において、図２に示す回転テーブル４は本発明の制御軸に相当し、回転テーブル装置１０は本発明の移動機構に相当し、回転テーブル駆動モータ７５は本発明の移動駆動部に相当し、ディスク３２、シリンダー２９、ピストン３０、バネ３４、及びクランプ制御装置８０は本発明のクランプ機構に相当する。図４のＳ３を実行するＣＰＵ５１は本発明の移動指示判断手段に相当し、図５のＳ１１の処理を実行するＣＰＵ５１は本発明の解除指令出力手段に相当し、Ｓ１６の処理を実行するＣＰＵ５１は本発明の第一移動指令出力手段に相当し、Ｓ１７の処理を実行するＣＰＵ５１は本発明の移動判断手段に相当し、Ｓ１８の処理を実行するＣＰＵ５１は本発明の第二移動指令出力手段に相当する。Ｓ１５の処理を実行するＣＰＵ５１は本発明の電流制限手段に相当し、Ｓ１９の処理を実行するＣＰＵ５１は本発明の解除手段に相当する。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態の数値制御装置５０は、ＮＣプログラム中に回転テーブル装置１０の回転テーブル４の制御軸移動指令があった場合、クランプ制御装置８０にアンクランプ信号を出力すると同時に、回転テーブル４を移動させる目標移動量のうちの微小移動量の移動を指示する第一移動指令を回転テーブル駆動モータ７５に送信する。故に回転テーブル４はアンクランプされた直後から移動できる。回転テーブル装置１０は高速駆動が可能となる。さらに回転テーブル４が移動した場合、目標移動量から微小移動量を差し引いた残存移動量の移動を指示する第二移動指令を回転テーブル駆動モータ７５に送信する。故に回転テーブル４は当初の目標移動量を速やかに移動できる。
【００３８】
また本実施形態は特に、回転テーブル駆動モータ７５はサーボモータである。第一移動指令が回転テーブル駆動モータ７５に送信された場合に、電流制限信号を回転テーブル駆動モータ７５に送信する。故に回転テーブル４のアンクランプが完了するまでの間、回転テーブル駆動モータ７５の出力電流が過剰に上昇するのを防止できる。
【００３９】
また本実施形態では特に、回転テーブル駆動モータ７５の出力軸の回転をエンコーダ７６が検出する。故に回転テーブル４が移動したことを正確かつ速やかに判断できる。
【００４０】
また本実施形態では特に、第二移動指令が回転テーブル駆動モータ７５に送信された場合に、電流制限解除信号を回転テーブル駆動モータ７５に出力する。故に回転テーブル駆動モータ７５の出力電流を通常状態に戻すことができる。
【００４１】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、様々な変形が可能である。例えば、上記形態では、制御軸を移動する移動機構として、回転テーブル４を回転させる回転テーブル装置１０を一例として説明したが、例えば、テーブルを直線的に移動させるテーブル装置にも適用可能である。
【００４２】
また図５のＳ１７における回転テーブル４が移動したか否かの判断は、回転テーブル４が微小移動量を移動したか否かで判断しているが、微小移動量の移動を完了する前、エンコーダ７６からのフィードバック信号が数パルス入力された場合に移動したと判断するようにしてもよい。なおその場合、電流制限解除信号は回転テーブル４が微小移動量を移動した後、送信することになる。
【００４３】
また上記実施形態では、電流制限手段、解除手段を備えた数値制御装置５０について説明したが、必ずしもこれらを備えていなくてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１ 工作機械
４ 回転テーブル
１０ 回転テーブル装置
２９ シリンダー
３０ ピストン
３２ ディスク
３４ バネ
５０ 数値制御装置
５１ ＣＰＵ
５２ ＲＯＭ
７５ 回転テーブル駆動モータ
７６ エンコーダ
８０ クランプ制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、数値制御装置及びクランプ解除方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転テーブル装置を備えた工作機械がある。回転テーブル装置は工作物を回転可能に保持する。回転テーブル装置はクランプ機構を備えている。クランプ機構は工作物を加工する際に工作物が動かないように回転テーブル装置の制御軸の移動を機械的に阻止する。工作機械を制御する数値制御装置は、制御軸を移動する際に先ずクランプ機構によるクランプを解除（アンクランプ）して制御軸の移動を可能にする。次に目標位置まで制御軸の移動を行う。次にクランプ機構によるクランプにより制御軸を固定して加工作業を行う。特許文献１が開示する回転テーブルは、サーボモータに繰り返し正回転と逆回転方向とに微小回転させるトルク変動による微小な揺動を与え、その時の回転テーブルの揺動の振幅からクランプ状態であるか否かの確認を行う。この技術は、クランプの解除にも応用できる。サーボモータに繰り返し正回転と逆回転方向とに微小回転させるトルク変動による微小な揺動を与え、その時の回転テーブルの揺動の振幅からアンクランプ状態であるか否かの確認を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４４２２１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１が開示する技術では、アンクランプ状態であることを確認した後、制御軸が停止している状態から移動を開始する。故にアンクランプ状態の確認から移動開始までを速やかに行うことができず、目標位置までの移動に時間がかかるという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、制御軸の移動の指示があった場合に速やかに制御軸を移動できる数値制御装置及びクランプ解除方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１態様に係る数値制御装置は、制御軸の移動を行う移動機構と、前記移動機構を駆動させる移動駆動部と、前記制御軸の移動の阻止及びその阻止の解除を行うクランプ機構とを有する工作機械を制御する数値制御装置であって、前記制御軸の移動の指示が有るか否かを判断する移動指示判断手段と、前記移動指示判断手段が前記移動の指示があったと判断した場合に、前記制御軸の移動の阻止の解除を指示する解除指令を前記クランプ機構に出力する解除指令出力手段と、前記解除指令出力手段が前記解除指令を出力した場合に、前記制御軸を移動させる移動量のうち所定移動量の移動を指示する第一移動指令を前記移動駆動部に出力する第一移動指令出力手段と、前記制御軸が移動したか否かを判断する移動判断手段と、前記移動判断手段が前記制御軸が移動したと判断した場合に、前記移動量から前記所定移動量を差し引いた残存移動量の移動を指示する第二移動指令を前記移動駆動部に出力する第二移動指令出力手段とを備えている。
【０００７】
第１態様に係る数値制御装置では、解除指令出力手段が解除指令を出力した場合、第一移動指令出力手段は第一移動指令を移動駆動部に出力する。第一移動指令は、制御軸を移動させる移動量のうち所定移動量の移動を指示する指令である。故に制御軸は移動の阻止が解除された直後に移動できる。移動判断手段が制御軸は移動したと判断した場合、第二移動指令出力手段は第二移動指令を移動駆動部に出力する。第二移動指令は移動量から所定移動量を差し引いた残存移動量の移動を指示する指令である。制御軸は残存移動量を移動することで当初の移動量を移動できる。故に本態様は制御軸の移動の指示があった場合に速やかに制御軸を移動できる。
【０００８】
また、第１態様において、前記移動駆動部はサーボモータであって、前記第一移動出力手段によって前記第一移動指令が出力された場合に、前記サーボモータが前記移動機構に出力する出力電流を所定値以下に制限する電流制限手段を備えてよい。第一移動指令を出力してもサーボモータは移動の阻止が解除されるまでは制御軸を移動できない。サーボモータが移動機構に出力する出力電流は上昇する。電流制限手段は移動機構に出力する出力電流を所定値以下に制限する。故に本態様は出力電流が過剰に上昇するのを防止できる。
【０００９】
また、第１態様において、前記サーボモータの軸の回転を検出するエンコーダを備え、前記移動判断手段は、前記エンコーダによって前記軸の回転を検出した場合に、前記制御軸が移動したと判断してもよい。故に本態様は制御軸の移動を確実に判断できる。
【００１０】
また、第１態様において、前記第二移動指令出力手段によって前記第二移動指令が出力された場合に、前記電流制限手段による前記出力電流の制限を解除する解除手段を備えてもよい。故に本態様はサーボモータの出力電流を通常状態に戻すことができる。
【００１１】
本発明の第２態様に係るクランプ解除方法は、制御軸の移動を行う移動機構と、前記移動機構を駆動させる移動駆動部と、前記制御軸の移動の阻止及びその阻止の解除を行うクランプ機構とを有する工作機械を制御する数値制御装置によって行われるクランプ解除方法であって、前記制御軸の移動の指示が有るか否かを判断する移動指示判断工程と、前記移動指示判断工程において前記移動の指示があったと判断した場合に、前記制御軸の移動の阻止の解除を指示する解除指令を前記クランプ機構に出力する解除指令出力工程と、前記解除指令出力工程において前記解除指令を出力した場合に、前記制御軸を移動させる移動量のうち所定移動量の移動を指示する第一移動指令を前記移動駆動部に出力する第一移動指令出力工程と、前記制御軸が移動したか否かを判断する移動判断工程と、前記移動判断工程において前記制御軸が移動したと判断した場合に、前記移動量から前記所定移動量を差し引いた残存移動量の移動を指示する第二移動指令を前記移動駆動部に出力する第二移動指令出力工程とを備えている。
【００１２】
第２態様に係るクランプ解除方法では、解除指令出力工程にて解除指令を出力した場合、第一移動指令出力工程において第一移動指令を移動駆動部に出力する。第一移動指令は、制御軸を移動させる移動量のうち所定移動量の移動を指示する指令である。故に制御軸は移動の阻止が解除された直後に移動する。移動判断工程にて制御軸は移動したと判断した場合、第二移動指令出力工程において第二移動指令を移動駆動部に出力する。第二移動指令は移動量から所定移動量を差し引いた残存移動量の移動を指示する指令である。制御軸は残存移動量を移動することで当初の移動量を移動できる。故に本態様は制御軸の移動の指示があった場合に速やかに制御軸を移動できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】工作機械１の斜視図である。
【図２】図１に示すＩ−Ｉ線矢視方向断面図である。
【図３】数値制御装置５０の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】加工制御処理のフローチャートである。
【図５】制御軸移動処理のフローチャートである。
【図６】制御軸移動処理のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態である数値制御装置５０について、図面を参照して説明する。数値制御装置５０はＮＣプログラムに基づき、図１に示す工作機械１の軸移動、切削動作、工具交換動作等を制御する。工作機械１は工作物（図示略）と工具６との相対移動により工作物を切削する。制御軸とは工作機械１のＸＹＺ軸とは異なる付加軸における移動を制御する機構をいい、本実施例では回転テーブル４（図２参照）である。
【００１５】
工作機械１の構造について簡単に説明する。図１に示すように、工作機械１は、ベース２、コラム５、主軸ヘッド７、主軸（図示略）、及び回転テーブル装置１０等を備えている。コラム５はベース２の上部後方に立設する。主軸ヘッド７はコラム５の前面に沿って昇降する。主軸ヘッド７はＺ軸モータ７３の駆動によりＺ軸方向に移動する。主軸は主軸ヘッド７の下部に設けてある。主軸は工具６のホルダ１６を装着する装着部（図示省略）を有し、主軸モータ７４の駆動で回転する。工具６は、例えばドリル、センタドリル、タップ等である。工具６は主軸と共に回転し、回転テーブル装置１０が保持する工作物を切削する。工具交換装置（図示略）は主軸に装着した工具６を適時他の工具と交換する。
【００１６】
回転テーブル装置１０はベース２の上部に設けたスライドテーブル１５上に固定してある。スライドテーブル１５は水平面内でＸＹ軸方向に移動可能である。回転テーブル装置１０は工作物を回転テーブル４（図２参照）上で回転させる。工作機械１は工作物をスライドテーブル１５でＸＹ方向に送り、回転テーブル装置１０の回転テーブル４上を回転させ、設定位置で固定（クランプ）して切削加工を行う。
【００１７】
回転テーブル装置１０の構造について説明する。図２に示すように、回転テーブル装置１０は筒状のハウジング２１を備えている。ハウジング２１はベアリング２２をネジ４６により内部に取り付けている。ハウジング２１は大歯車２６とスピンドル２３とを一体して同軸上に回転可能に支持している。大歯車２６とスピンドル２３とはベアリング２２を挟み込んでネジ４５で固定している。ハウジング２１はピニオン２５を回転可能に支持している。ピニオン２５は大歯車２６の回転軸と直交する位置関係において大歯車２６と噛合している。ピニオン２５と大歯車２６とは食い違い傘歯車機構を構成している。
【００１８】
スピンドル２３の軸線方向一端部には、円盤状の回転テーブル４をネジ４７で取り付けている。回転テーブル４は保持具（図示略）で工作物を保持する。スピンドル２３の前記一端部と反対側の他端部にはボス２８をネジ４８で取り付けている。スピンドル２３とボス２８との間にはディスク３２を挟み込んでいる。ディスク３２とスピンドル２３との間にはＯリング４２を挟み込んでいる。ディスク３２とボス２８との間とにはＯリング４１を挟み込んでいる。
【００１９】
ハウジング２１における回転テーブル４と反対側の面には、リング状のシリンダー２９を、ネジ４９でパッキン３７を挟持した状態で固定している。シリンダー２９はオイルシール４４を内周部に取り付けている。シリンダー２９はリング状のピストン３０を内部に収納している。ピストン３０は、外周部にＯリング３８、内周部にＯリング３９を装着している。ピストン３０はハウジング２１の軸方向に摺動可能である。シリンダー２９は通気孔３５を備えている。ハウジング２１のシリンダー２９に対向する面は凹部３３を備えている。凹部３３はバネ３４を内側に配置している。バネ３４はピストン３０をシリンダー２９側に押し付ける。パッキン３７、Ｏリング４１、４２は、クランプ機構内に切削油等が進入して摩擦力が低下することを防止する。
【００２０】
回転テーブル装置１０におけるクランプ動作、アンクランプ動作について説明する。アンクランプ状態の回転テーブル４において、数値制御装置５０は先ず回転テーブル駆動モータ７５を駆動するとピニオン２５は回転する。ピニオン２５と噛合する大歯車２６は、ベアリング２２の支持によりピニオン２５の軸線と直角な軸線回りに回転する。大歯車２６が回転するとスピンドル２３、回転テーブル４、ボス２８及びディスク３２は回転する。故に、回転テーブル４が保持する工作物は回転テーブル４の制御軸上を回転する。
【００２１】
回転テーブル駆動モータ７５が駆動を停止するとピニオン２５、大歯車２６は回転を停止する。スピンドル２３、回転テーブル４、ボス２８及びディスク３２も回転を停止する。回転テーブル４の回転は停止する。数値制御装置５０は空気を通気孔３５より注入する。ピストン３０は注入した空気の圧力によりハウジング２１の方向に移動する。注入した空気の圧力はバネ３４のバネ力を越える。ピストン３０はディスク３２に接触する。ディスク３２は弾性変形する。ピストン３０は弾性変形するディスク３２をハウジング２１に押し当てて挟み込む。ディスク３２とハウジング２１との間で摩擦力が発生する。摩擦力はディスク３２とスピンドル２３の動きを拘束する。回転テーブル４はクランプ状態となる。工作機械１は工作物の切削加工が可能となる。
【００２２】
数値制御装置５０は工作物の工具６との角度を変える為に再度回転テーブル４の固定を解除（アンクランプ）する。数値制御装置５０は先ずアンクランプ信号をクランプ制御装置８０に出力する。クランプ制御装置８０は通気孔３５に加えていた空気圧を開放する。ピストン３０はバネ３４のバネ力によりシリンダー２９の方向に移動する。ディスク３２はバネ３４の弾性力により弾性復帰する。ディスク３２はハウジング２１から離れるので摩擦力は無くなる。回転テーブル４はアンクランプ状態となり、スピンドル２３は回転可能となる。回転テーブル４はＮＣプログラムで設定した目標移動量を回転して停止する。数値制御装置５０は回転テーブル４を再度クランプ状態とする。工作機械１は別の角度から工作物に対して切削加工を行う。
【００２３】
後述するが、本実施態様の数値制御装置５０は、アンクランプ信号の出力と同時に目標移動量と同一方向に微小の移動量の移動を指示する第一移動指令を回転テーブル駆動モータ７５に出力する。故に回転テーブル４はアンクランプ状態に切り替わった直後から回転し始めることができる。
【００２４】
数値制御装置５０の電気的構成について説明する。図３に示すように、数値制御装置５０は、ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、フラッシュメモリ５４、入力インタフェース５５、出力インタフェース５６、駆動回路６１〜６５、制御回路６６等を備えている。ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、フラッシュメモリ５４、入力インタフェース５５、出力インタフェース５６はバス５８で接続している。ＲＯＭ５２は、数値制御装置５０の加工動作を制御する加工制御プログラムの他、本発明の制御軸移動プログラム等を記憶する。ＲＡＭ５３は後述する各種処理を実行する為の各種データを一時的に記憶する。フラッシュメモリ５４はＮＣコマンドからなるＮＣプログラム（加工プログラム）等を記憶する。入力インタフェース５５は、操作装置１７と、回転テーブル駆動モータ７５に設けたエンコーダ７６とに接続している。操作装置１７は、工作機械１の起動及び停止等を指令する複数の指令キー、入力キー及び編集キー等を備える装置である。
【００２５】
駆動回路６１はＸ軸モータ７１を駆動する。駆動回路６２はＹ軸モータ７２を駆動する。駆動回路６３はＺ軸モータ７３を駆動する。駆動回路６４は主軸モータ７４を駆動する。駆動回路６５は回転テーブル駆動モータ７５を駆動する。制御回路６６はクランプ制御装置８０を制御する。クランプ制御装置８０は回転テーブル装置１０のクランプ動作、アンクランプ動作を制御する。駆動回路６１〜６５、制御回路６６は、出力インタフェース５６に接続している。
【００２６】
作業者が予め設定する回転テーブル４の微小移動量について説明する。本実施形態は、アンクランプ信号の出力と同時に、回転テーブル４を回転させる微小移動量を第一移動指令として回転テーブル駆動モータ７５に出力する。微小移動量はＮＣプログラムの制御軸移動指令で設定される目標移動量よりも小さい値に設定する。例えば、目標移動量が１００°であった場合、微小移動量を０．０５〜０．１°に設定する。微小移動量の回転方向は、目標移動量の回転方向と同一方向である。作業者は操作装置１７により微小移動量を予め入力する。ＣＰＵ５１は作業者が入力した微小移動量をフラッシュメモリ５４（図３参照）に記憶する。
【００２７】
ＣＰＵ５１による加工制御処理について、図４のフローチャートを参照して説明する。作業者は操作装置１７の加工開始スイッチ（図示略）を押す。ＣＰＵ５１はＲＯＭ５２に記憶した加工制御プログラムを読み込んで本処理を実行する。ＣＰＵ５１は、フラッシュメモリ５４に記憶したＮＣプログラムを読み込んで１ブロック解釈する（Ｓ１）。ＣＰＵ５１は解釈したＮＣコマンドがＭ３０（終了コマンド）か否か判断する（Ｓ２）。ＣＰＵ５１は解釈したＮＣコマンドがＭ３０と判断した場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、本処理を終了する。ＣＰＵ５１は解釈したＮＣコマンドがＭ３０でないと判断した場合（Ｓ２：ＮＯ）、解釈したＮＣコマンドが制御軸移動指令か否か判断する（Ｓ３）。制御軸移動指令は回転テーブル４の回転及び移動量（回転量）を指示する指令である。ＣＰＵ５１は解釈したＮＣコマンドが制御軸移動指令であると判断した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、後述する制御軸移動処理を実行する（Ｓ５）。ＣＰＵ５１は解釈したＮＣコマンドが制御軸移動指令以外のコマンドであると判断した場合（Ｓ３：ＮＯ）、その制御指令に従って処理を実行する（Ｓ４）。ＣＰＵ５１は次ブロックに移動し（Ｓ６）、Ｓ１に戻って終了コマンドを読み込むまで処理を繰り返す。
【００２８】
ＣＰＵ５１による制御軸移動処理について、図５のフローチャート、及び図６のタイミングチャートを参照して説明する。制御軸移動処理は回転テーブル４をアンクランプして目標移動量を回転させることで、工具６に対する工作物の角度を変更する処理である。本処理は、上記の加工制御処理のＳ１（図４参照）において解釈したＮＣコマンドが制御軸移動指令であった場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５１はＲＯＭ５２に記憶した制御軸移動プログラムを読み込んで実行する。
【００２９】
ＣＰＵ５１は、図６のｔ１タイミングで、クランプ制御装置８０にアンクランプ信号を出力する（Ｓ１１）。さらにＣＰＵ５１は制御軸移動指令で設定された目標移動量が、フラッシュメモリ５４に記憶された微小移動量より大きいか否か判断する（Ｓ１２）。ＣＰＵ５１は、目標移動量は微小移動量よりも大きいと判断した場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、微小移動量を第一移動指令に決定する（Ｓ１３）。ＣＰＵ５１は、目標移動量は微小移動量以下と判断した場合（Ｓ１２：ＮＯ）、目標移動量をそのまま第一移動指令に決定する（Ｓ１４）。
【００３０】
ＣＰＵ５１はｔ２タイミングで回転テーブル駆動モータ７５に電流制限信号を送信する（Ｓ１５）。回転テーブル駆動モータ７５はサーボモータである。サーボモータは出力軸が回らないと一般的に負荷トルクが増加し、それに合わせて出力電流が上昇する性質を有する。電流制限信号はサーボモータの出力電流が過剰に上昇しないように所定値以下に制限する為の信号である。なお、電流制限信号を送信するタイミングは、アンクランプ信号を出力するｔ１タイミングで行ってもよい。
【００３１】
ＣＰＵ５１はＳ１３又はＳ１４で決定した第一移動指令を回転テーブル駆動モータ７５に送信する（Ｓ１６）。ＣＰＵ５１はＳ１１〜Ｓ１６までの処理を同一タイミングで実行する。アンクランプ信号を受信したクランプ制御装置８０はクランプ機構のアンクランプ動作を開始する。ＣＰＵ５１は第一移動指令を回転テーブル駆動モータ７５に送信しているが、クランプ機構のアンクランプ動作が完了するまで回転テーブル４は回らない。回転テーブル駆動モータ７５の出力電流は上昇するが、電流制限が実行されているので出力電流は所定値以下に推移する。第一移動指令は目標移動量と同一方向に僅かに移動させる指令である。故に回転テーブル駆動モータ７５、及び回転テーブル装置１０のクランプ機構にかかる負荷を最小限に留めることができる。
【００３２】
ＣＰＵ５１は回転テーブル４が移動（回転）したか否か判断する（Ｓ１７）。ＣＰＵ５１は回転テーブル駆動モータ７５の出力軸の回転をエンコーダ７６で検出することにより、回転テーブル４の移動を検出できる。ＣＰＵ５１は回転テーブル４が移動したと判断するまでは（Ｓ１７：ＮＯ）、Ｓ１７に戻って待機状態となる。
【００３３】
アンクランプ信号を受信したクランプ制御装置８０は、通気孔３５に加えていた空気圧を開放する。ピストン３０はバネ３４のバネ力によりシリンダー２９の方向に移動する。ディスク３２はバネ３４の弾性力により弾性復帰する。ディスク３２はハウジング２１から離れるので摩擦力は無くなる。回転テーブル４は、図６のｔ４タイミングで、アンクランプ状態となる。クランプ制御装置８０がアンクランプ動作を開始し始めたときから回転テーブル駆動モータ７５の出力軸に対して目標移動量と同一方向の負荷をかけている。故に、回転テーブル４はアンクランプ状態に切り替わったｔ３タイミングから回転し始める。
【００３４】
ＣＰＵ５１は、回転テーブル４が移動したと判断した場合（Ｓ１７：ＹＥＳ）、目標移動量から第一移動指令で指示した移動量を差し引いた残存移動量を算出し、第二移動指令として回転テーブル駆動モータ７５に送信する（Ｓ１８）。回転テーブル４はアンクランプ状態に切り替わった直後から回転し始めている。回転テーブル４は微小移動量を移動したｔ４タイミング以降もそのまま残存移動量の移動を続けることができる。ＣＰＵ５１は、電流制限解除信号を回転テーブル駆動モータ７５に送信する（Ｓ１９）。故に回転テーブル駆動モータ７５の出力電流は通常に戻る。回転テーブル４はｔ５タイミングで最高速度に達し、ｔ６タイミングで徐々に減速、目標移動量に到達したｔ７タイミングで停止する。故に回転テーブル４はアンクランプ状態に切り替わった直後から目標移動量を滑らかに移動できる。回転テーブル装置１０は高速駆動が可能となる。
【００３５】
ＣＰＵ５１はインポジションチェックを行い、回転テーブル４が目標移動量の移動を完了したか否か判断する（Ｓ２０）。ＣＰＵ５１は回転テーブル４の目標移動量の移動が完了するまでは（Ｓ２０：ＮＯ）、Ｓ２０に戻り待機状態となる。ＣＰＵ５１は目標移動量の移動が完了したと判断した場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、ｔ８タイミングでアンクランプ信号の出力を停止する（Ｓ２１）。クランプ制御装置８０はＣＰＵ５１によりアンクランプ信号の出力が停止されたので、通気孔３５に空気を注入し、回転テーブル装置１０のクランプ機構をクランプ状態に戻す。ＣＰＵ５１は制御軸移動処理を終了し、図４に示すメインの加工制御処理のＳ６に移行する。
【００３６】
なお上記説明において、図２に示す回転テーブル４は本発明の制御軸に相当し、回転テーブル装置１０は本発明の移動機構に相当し、回転テーブル駆動モータ７５は本発明の移動駆動部に相当し、ディスク３２、シリンダー２９、ピストン３０、バネ３４、及びクランプ制御装置８０は本発明のクランプ機構に相当する。図４のＳ３を実行するＣＰＵ５１は本発明の移動指示判断手段に相当し、図５のＳ１１の処理を実行するＣＰＵ５１は本発明の解除指令出力手段に相当し、Ｓ１６の処理を実行するＣＰＵ５１は本発明の第一移動指令出力手段に相当し、Ｓ１７の処理を実行するＣＰＵ５１は本発明の移動判断手段に相当し、Ｓ１８の処理を実行するＣＰＵ５１は本発明の第二移動指令出力手段に相当する。Ｓ１５の処理を実行するＣＰＵ５１は本発明の電流制限手段に相当し、Ｓ１９の処理を実行するＣＰＵ５１は本発明の解除手段に相当する。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態の数値制御装置５０は、ＮＣプログラム中に回転テーブル装置１０の回転テーブル４の制御軸移動指令があった場合、クランプ制御装置８０にアンクランプ信号を出力すると同時に、回転テーブル４を移動させる目標移動量のうちの微小移動量の移動を指示する第一移動指令を回転テーブル駆動モータ７５に送信する。故に回転テーブル４はアンクランプされた直後から移動できる。回転テーブル装置１０は高速駆動が可能となる。さらに回転テーブル４が移動した場合、目標移動量から微小移動量を差し引いた残存移動量の移動を指示する第二移動指令を回転テーブル駆動モータ７５に送信する。故に回転テーブル４は当初の目標移動量を速やかに移動できる。
【００３８】
また本実施形態は特に、回転テーブル駆動モータ７５はサーボモータである。第一移動指令が回転テーブル駆動モータ７５に送信された場合に、電流制限信号を回転テーブル駆動モータ７５に送信する。故に回転テーブル４のアンクランプが完了するまでの間、回転テーブル駆動モータ７５の出力電流が過剰に上昇するのを防止できる。
【００３９】
また本実施形態では特に、回転テーブル駆動モータ７５の出力軸の回転をエンコーダ７６が検出する。故に回転テーブル４が移動したことを正確かつ速やかに判断できる。
【００４０】
また本実施形態では特に、第二移動指令が回転テーブル駆動モータ７５に送信された場合に、電流制限解除信号を回転テーブル駆動モータ７５に出力する。故に回転テーブル駆動モータ７５の出力電流を通常状態に戻すことができる。
【００４１】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、様々な変形が可能である。例えば、上記形態では、制御軸を移動する移動機構として、回転テーブル４を回転させる回転テーブル装置１０を一例として説明したが、例えば、テーブルを直線的に移動させるテーブル装置にも適用可能である。
【００４２】
また図５のＳ１７における回転テーブル４が移動したか否かの判断は、回転テーブル４が微小移動量を移動したか否かで判断しているが、微小移動量の移動を完了する前、エンコーダ７６からのフィードバック信号が数パルス入力された場合に移動したと判断するようにしてもよい。なおその場合、電流制限解除信号は回転テーブル４が微小移動量を移動した後、送信することになる。
【００４３】
また上記実施形態では、電流制限手段、解除手段を備えた数値制御装置５０について説明したが、必ずしもこれらを備えていなくてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１ 工作機械
４ 回転テーブル
１０ 回転テーブル装置
２９ シリンダー
３０ ピストン
３２ ディスク
３４ バネ
５０ 数値制御装置
５１ ＣＰＵ
５２ ＲＯＭ
７５ 回転テーブル駆動モータ
７６ エンコーダ
８０ クランプ制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御軸の移動を行う移動機構と、前記移動機構を駆動させる移動駆動部と、前記制御軸の移動の阻止及びその阻止の解除を行うクランプ機構とを有する工作機械を制御する数値制御装置であって、
前記制御軸の移動の指示が有るか否かを判断する移動指示判断手段と、
前記移動指示判断手段が前記移動の指示があったと判断した場合に、前記制御軸の移動の阻止の解除を指示する解除指令を前記クランプ機構に出力する解除指令出力手段と、
前記解除指令出力手段が前記解除指令を出力した場合に、前記制御軸を移動させる移動量のうち所定移動量の移動を指示する第一移動指令を前記移動駆動部に出力する第一移動指令出力手段と、
前記制御軸が移動したか否かを判断する移動判断手段と、
前記移動判断手段が前記制御軸が移動したと判断した場合に、前記移動量から前記所定移動量を差し引いた残存移動量の移動を指示する第二移動指令を前記移動駆動部に出力する第二移動指令出力手段と
を備えたことを特徴とする数値制御装置。
【請求項２】
前記移動駆動部はサーボモータであって、
前記第一移動出力手段によって前記第一移動指令が出力された場合に、前記サーボモータが前記移動機構に出力する出力電流を所定値以下に制限する電流制限手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
【請求項３】
前記サーボモータの軸の回転を検出するエンコーダを備え、
前記移動判断手段は、前記エンコーダによって前記軸の回転を検出した場合に、前記制御軸が移動したと判断することを特徴とする請求項２に記載の数値制御装置。
【請求項４】
前記第二移動指令出力手段によって前記第二移動指令が出力された場合に、前記電流制限手段による前記出力電流の制限を解除する解除手段を備えたことを特徴とする請求項２又は３に記載の数値制御装置。
【請求項５】
制御軸の移動を行う移動機構と、前記移動機構を駆動させる移動駆動部と、前記制御軸の移動の阻止及びその阻止の解除を行うクランプ機構とを有する工作機械を制御する数値制御装置によって行われるクランプ解除方法であって、
前記制御軸の移動の指示が有るか否かを判断する移動指示判断工程と、
前記移動指示判断工程において前記移動の指示があったと判断した場合に、前記制御軸の移動の阻止の解除を指示する解除指令を前記クランプ機構に出力する解除指令出力工程と、
前記解除指令出力工程において前記解除指令を出力した場合に、前記制御軸を移動させる移動量のうち所定移動量の移動を指示する第一移動指令を前記移動駆動部に出力する第一移動指令出力工程と、
前記制御軸が移動したか否かを判断する移動判断工程と、
前記移動判断工程において前記制御軸が移動したと判断した場合に、前記移動量から前記所定移動量を差し引いた残存移動量の移動を指示する第二移動指令を前記移動駆動部に出力する第二移動指令出力工程と
を備えたことを特徴とするクランプ解除方法。
【請求項１】
制御軸の移動を行う移動機構と、前記移動機構を駆動させる移動駆動部と、前記制御軸の移動の阻止及びその阻止の解除を行うクランプ機構とを有する工作機械を制御する数値制御装置であって、
前記制御軸の移動の指示が有るか否かを判断する移動指示判断手段と、
前記移動指示判断手段が前記移動の指示があったと判断した場合に、前記制御軸の移動の阻止の解除を指示する解除指令を前記クランプ機構に出力する解除指令出力手段と、
前記解除指令出力手段が前記解除指令を出力した場合に、前記制御軸を移動させる移動量のうち所定移動量の移動を指示する第一移動指令を前記移動駆動部に出力する第一移動指令出力手段と、
前記制御軸が移動したか否かを判断する移動判断手段と、
前記移動判断手段が前記制御軸が移動したと判断した場合に、前記移動量から前記所定移動量を差し引いた残存移動量の移動を指示する第二移動指令を前記移動駆動部に出力する第二移動指令出力手段と
を備えたことを特徴とする数値制御装置。
【請求項２】
前記移動駆動部はサーボモータであって、
前記第一移動出力手段によって前記第一移動指令が出力された場合に、前記サーボモータが前記移動機構に出力する出力電流を所定値以下に制限する電流制限手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
【請求項３】
前記サーボモータの軸の回転を検出するエンコーダを備え、
前記移動判断手段は、前記エンコーダによって前記軸の回転を検出した場合に、前記制御軸が移動したと判断することを特徴とする請求項２に記載の数値制御装置。
【請求項４】
前記第二移動指令出力手段によって前記第二移動指令が出力された場合に、前記電流制限手段による前記出力電流の制限を解除する解除手段を備えたことを特徴とする請求項２又は３に記載の数値制御装置。
【請求項５】
制御軸の移動を行う移動機構と、前記移動機構を駆動させる移動駆動部と、前記制御軸の移動の阻止及びその阻止の解除を行うクランプ機構とを有する工作機械を制御する数値制御装置によって行われるクランプ解除方法であって、
前記制御軸の移動の指示が有るか否かを判断する移動指示判断工程と、
前記移動指示判断工程において前記移動の指示があったと判断した場合に、前記制御軸の移動の阻止の解除を指示する解除指令を前記クランプ機構に出力する解除指令出力工程と、
前記解除指令出力工程において前記解除指令を出力した場合に、前記制御軸を移動させる移動量のうち所定移動量の移動を指示する第一移動指令を前記移動駆動部に出力する第一移動指令出力工程と、
前記制御軸が移動したか否かを判断する移動判断工程と、
前記移動判断工程において前記制御軸が移動したと判断した場合に、前記移動量から前記所定移動量を差し引いた残存移動量の移動を指示する第二移動指令を前記移動駆動部に出力する第二移動指令出力工程と
を備えたことを特徴とするクランプ解除方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１９８７３４（Ｐ２０１２−１９８７３４Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６１９０３（Ｐ２０１１−６１９０３）
【出願日】平成２３年３月２２日（２０１１．３．２２）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２２日（２０１１．３．２２）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]