具有碰撞应力释放装置的机床的碰撞检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供具有碰撞应力释放装置的机床的碰撞检测装置，其能够更适当地设定为了释放在机床的移动主轴箱、刀架或者上料机、下料机的臂部或机械手及其他移动单元与其他部件发生碰撞而机床紧急停止后残留的残留应力而进行的进给电动机的反转量。碰撞应力释放装置(2)以移动单元(4)的接触位置或被当作接触位置的碰撞检测位置为基准使进给电动机(5)反转返回量设定器(22)中设定的返回量。通常，即使将碰撞检测位置当作接触位置也不会产生较大的误差，但在移动单元(4)和被碰撞的部件的刚性较低的情况下，更优选进行设定与移动单元(4)的速度对应的返回量的控制和根据碰撞后的负荷的上升曲线来估计实际的接触位置的控制。

Collision detection device of machine tool with impact stress release device

The invention provides a collision detection device collision stress release device of the machine tool, the amount of the reversal can more appropriately set to release in the feed motor collision arm or mobile manipulator spindle box, machine tool or feeding machine, cutting machine and other mobile unit and other components and residue machine emergency stop after the stress of the. A collision stress release device (2) allows the feed motor (5) to invert the return set () in the return volume setter (22) with reference to the contact position of the moving unit (4) or the position of the collision detection being taken as the contact position. Usually, even if the collision detection position as the contact position will not produce large errors, but in the mobile unit (4) and collision parts of the rigid lower, more preferably set with a mobile unit (4) returns the amount corresponding to the speed control and according to the ascending curve after impacting load to estimate the actual contact position control.

【技术实现步骤摘要】
具有碰撞应力释放装置的机床的碰撞检测装置
本专利技术涉及设置于机床的碰撞检测装置，尤其涉及具有碰撞应力释放装置的碰撞检测装置。碰撞应力释放装置是在移动单元(机床主体的移动主轴箱或刀架、上下料机的臂部或机械手等)与其他部件发生碰撞而机床紧急停止后释放残留于该移动单元或其他部件的应力的装置。
技术介绍
由NC装置所控制的进给电动机驱动移动单元。NC装置对移动单元的位置和速度进行控制，根据需要来限制进给电动机的扭矩，防止过大的负荷作用于移动单元。通过近几年的控制技术的发展，通常进行多轴控制。并且，通常也通过统一地控制机床和上下料机等搬送装置而进行长时间的无人加工。当机床的自动化进步时，由于控制错误或工件的供给错误等，容易发生移动单元与工件或机床的其他部件碰撞这样的事故。因此，在发生了碰撞事故时，为了使工件或机床的损伤为最小限度，进行如下的控制：对作用于移动单元的过负荷进行检测，使移动单元紧急停止。例如图6所示的车床的刀架4a借助X轴进给电动机5x和Z轴进给电动机5z的旋转而在X轴和Z轴方向上移动，使用安装于该刀架上的刀具6对主轴卡盘7所把持的工件w进行加工。刀架4a根据来自NC装置的针对X轴电动机5x和Z轴电动机5z的速度指令e而在加工中以低速进行移动，在一个块的加工结束而向下一个位置移动时以高速进行移动。图7所示的上料机将由臂部8的前端的工件机械手4b所把持的坯料工件w装入到车床的主轴卡盘7中。工件机械手4b从图7中用虚线所示的待机位置到主轴卡盘7的附近进行高速移动u，之后通过Z轴方向上的低速移动v而将坯料工件w插入到主轴卡盘7中。有时由于加工程序错误或供给了错误的坯料工件而导致进行移动的刀架4a或刀具6与主轴卡盘7或工件w发生碰撞。为了避免由于该碰撞导致的机床或工件的损伤，设置有对碰撞进行检测而使进给电动机5紧急停止的碰撞检测装置。对图6的Z轴方向的紧急停止装置进行说明。在Z轴进给电动机5z的电源电路中设置有电流计18。当移动的刀具6与工件w或卡盘7发生碰撞时，由于碰撞而产生的过负荷导致电动机5z的电流增大。在电流超过了设定器35中设定的值时，从比较器31输出紧急停止信号a，使进给电动机5z紧急停止。虽然没有图示，但在X轴进给电动机5x中也设置有同样的紧急停止装置。在以电的方式检测过负荷的碰撞检测装置中，设定值的变更变得容易，在机床紧急停止后恢复稳态也变得容易。而且，通过在紧急停止后使进给电动机5稍微反转，还能够释放由于碰撞而移动单元或被碰撞的部件中产生的应力，从而减轻机床或工件的损伤。本申请的申请人在专利文献1中提出了以下方案：在负荷设定器35中设定多个碰撞检测用的设定负荷，在从NC装置向移动单元发出了低速移动指令时，自动选择较高的设定负荷，在发出了高速移动指令时，自动选择较低的设定负荷。还提出了根据所指示的移动速度e而阶段性地或者连续地改变较低的设定负荷。由此，能够减轻移动单元与工件或机床的其他部件发生碰撞时的工件或机床的损伤，尤其能够减轻在移动单元进行高速移动时发生碰撞时的损伤。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特许第3529010号公报在从检测到碰撞至移动单元停止为止，即使是极短的时间也会产生时延。由于该时延，在发生了碰撞的双方残留有碰撞应力(与从双方接触到停止为止的移动单元的移动距离对应的应力)。移动单元的速度越快，则该碰撞应力越大。尤其是，当在无人连续运转中发生碰撞时，碰撞应力持续作用于发生了碰撞的双方，机床产生损伤的可能性变大。因此，如上所述，在碰撞后使进给电动机稍微反转以释放碰撞应力。以往，释放该碰撞应力是通过使进给电动机从移动单元停止的位置起反转所设定的返回量而进行的。释放碰撞应力所需的返回量根据发生碰撞的部件的刚性和碰撞速度而并不固定，但只要预先设定充分大的返回量，就不论在什么条件下发生碰撞都能够释放碰撞应力。但是，例如在刀架与刚性较低的上料机的臂部发生碰撞的情况下和与加工中的工件发生碰撞的情况下，释放碰撞应力的返回量中产生较大的差。认为存在如下的情况：如果碰撞后(接触后)的移动单元的移动距离较大，则在返回后，碰撞部位还继续接触，碰撞后的损坏较大。并且，近年来的机床不仅要求精度高的加工，而且还要求精细加工。在进行精细加工的机床中，如果增大碰撞检出后的移动单元的返回量，则产生返回移动中的移动单元与相反侧的部件发生碰撞的危险。为了避免该新的问题，期望使由于碰撞而使移动单元停止后的移动单元的返回量为所需最小限度。
技术实现思路
本专利技术是为了解决伴随着移动单元的返回移动的上述问题而完成的，其中，该移动单元的返回移动用于释放由于碰撞而产生的碰撞应力，本专利技术的课题在于，能够更适当地控制用于释放碰撞应力的进给电动机的反转量。在本专利技术的碰撞检测装置中，该碰撞检测装置对在NC机床运转中作用于刀架4a或上料机的工件机械手4b等移动单元4的异常负荷进行检测而使机床紧急停止，在上述碰撞检测装置中，根据碰撞检测位置基准或接触位置基准来求出碰撞检测后的移动单元4的返回位置，从而解决上述课题。通过在碰撞检测后使移动单元4返回到返回位置，能够避免由于碰撞而产生的应力(碰撞应力)残留从而给机床带来损坏(损伤或压力)。即，本专利技术的碰撞检测装置是具有紧急停止装置34和碰撞应力释放装置2的机床的碰撞检测装置，该紧急停止装置34在对移动单元4(4a、4b)进行驱动的进给电动机5的运转负荷b达到了负荷设定器35中设定的碰撞检测用的设定负荷c时输出碰撞检测信号d而使进给电动机5紧急停止，该碰撞应力释放装置2在进给电动机5紧急停止后使该进给电动机反转返回量设定器22(22a、22b、22c)中设定的返回量，在该机床的碰撞检测装置中，特征在于，碰撞应力释放装置2以移动单元4的接触位置或被当作接触位置的碰撞检测位置为基准而使进给电动机5反转在返回量设定器22中设定的返回量。在发生了碰撞后至检测到负荷设定器35中设定的设定负荷c为止产生电信号的处理中所需的检测系统的时延。另一方面，在检测到设定负荷c后至移动单元4停止为止，主要产生因移动单元(包含驱动系统。)的惯性而引起的时延。由于检测系统的时延远小于由惯性引起的时延，因此即使与移动单元的速度无关地将碰撞检测位置当作接触位置，也不会产生较大的误差。另一方面，在移动单元4和被碰撞的部件的刚性(主要是支承刚性)较低的情况下，因挠曲而引起在实际的接触位置与碰撞检测位置之间产生误差。在这样的情况下，更优选进行设定与移动单元4的速度对应的返回量的控制和根据碰撞后的负荷的上升曲线来估计实际的接触位置的控制。作为考虑了碰撞时的移动单元4的移动速度的影响的控制的具体例，能够例示在返回量设定器22b中设定多个返回量并自动选择与移动单元4的移动速度范围对应的返回量的控制，和设置以移动速度为变量来运算返回量的返回量设定器22c并自动运算与移动速度对应的返回量的控制。专利技术效果通过本专利技术，即使将返回量设定得较小，也能够使发生了碰撞的部件彼此返回到接触前的状态。因此，能够将发生了碰撞的部件彼此继续抵接、由于碰撞而产生的部件内部的应力长时间没有被释放从而给机床带来损坏的情况抑制到最小限度。并且，由于能够以较小的返回量可靠地解除发生了碰撞的部件彼此的抵接，因此能够避免在返回移动时移动单元4与相反侧的部件发生碰撞本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机床的碰撞检测装置，其具有紧急停止装置和碰撞应力释放装置，该紧急停止装置在对移动单元进行驱动的进给电动机的运转负荷达到了设定器中设定的碰撞检测用的设定负荷时输出碰撞检测信号，使进给电动机紧急停止，该碰撞应力释放装置在进给电动机紧急停止后使该进给电动机反转返回量设定器中设定的返回量，该机床的碰撞检测装置的特征在于，所述碰撞应力释放装置以所述移动单元与被碰撞的部件接触的位置为基准，使所述进给电动机反转所述返回量设定器中设定的返回量。

【技术特征摘要】
2016.05.09 JP 2016-0940341.一种机床的碰撞检测装置，其具有紧急停止装置和碰撞应力释放装置，该紧急停止装置在对移动单元进行驱动的进给电动机的运转负荷达到了设定器中设定的碰撞检测用的设定负荷时输出碰撞检测信号，使进给电动机紧急停止，该碰撞应力释放装置在进给电动机紧急停止后使该进给电动机反转返回量设定器中设定的返回量，该机床的碰撞检测装置的特征在于，所述碰撞应力释放装置以所述移动单元与被碰撞的部件接触的位置为基准，使所述进给电动机反转所述返回量设定器中设定的返回量。2.根据权利要求1所述的机床的碰撞检测装置，其特征在于，所述碰撞应力释放装置将所述运转负荷达到了所述设定负荷时的所述移动单元的位置当作所述接触的位置而使进给电动机反转。3.根据权利要求1所述的机床的碰撞检测装置，其特征在于，所述机床的碰撞检测装置具有：恒定负荷存储器，其依次更新并存储所述移动单元移动时的规定期间的所述运转负荷；中间负荷运算器，其依次运算并存储中间负荷，该中间负荷是所存储的恒定负荷与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：觉本雅彦，
申请(专利权)人：中村留精密工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP