JP3774143B2 - 工作機械用ブレーキ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械の主軸を重力軸方向に駆動させるモータに対する励磁が停止している期間において、重力の影響により前記主軸が落下することを防止するために作用するブレーキ機構を備えた工作機械用ブレーキ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図4は、工作機械及びそのブレーキ装置の一構成例を示すものである。主軸1は、主軸用モータ2によって駆動され、主軸1の先端部に取り付けられた工具3を回転させるようになっている。また、主軸1及び主軸用モータ2は、重力軸用サーボモータ4によってボールネジ5a,ナット5bなどからなる送りネジ機構5を介して重力軸(Z軸)方向に駆動される。
【0003】
重力軸用サーボモータ4の回転軸に直結されているボールネジ5aには、ブレーキ機構6が配設されている。このブレーキ機構6は、工作機械の運転を停止する場合に動力の供給が遮断され、重力軸用サーボモータ4が励磁されなくなった場合に、主軸1及び主軸用モータ2が重力に引かれて下方側に落下することを防止するものである。
テーブル7は、ワーク8が取り付けられるものであり、X軸サーボモータ9により送りネジ機構10を介して水平方向(X軸方向)に駆動されるようになっている。
【0004】
整流回路11は、単相交流電源(AC100V)を整流して直流電源に変換出力し、その直流電源はスイッチ12を介してブレーキ機構6に供給されている。また、整流回路11からの直流電源は、制御電源供給回路13を介して電圧が適宜調整され、主軸モータ制御回路14並びにサーボモータ制御回路15及び16に制御電源を供給するようになっている。
【0005】
これらの制御回路14乃至16は、数値制御装置(CNC)17からの速度指令や移動指令を受けて速度や位置のフィードバック制御、更には電流のフィードバック制御を行い、インバータで構成される主軸1用の主軸アンプ18,サーボモータ4及び9用のサーボアンプ19及び20に駆動制御信号を出力するようになっている。そして、これらのアンプ18乃至20には、三相交流電源を整流して直流電源を供給するパワーサプライ21から動力用電源が供給されるようになっている。また、数値制御装置17は、モータ4を非常停止させる場合にスイッチ12を開いてブレーキ機構6に対する電源供給を遮断することで、ブレーキONの状態になるように制御する。
【0006】
ここで、図5は、サーボモータ4及びブレーキ機構6の動作状態を示すタイミングチャートである。(a)は、数値制御装置17がサーボモータ制御回路15に出力するサーボモータ4の駆動制御信号であり、(b)はブレーキ機構6の動作状態,(c)は駆動制御信号に基づくサーボモータ4の励磁状態を示すものである。
【0007】
即ち、サーボモータ4の励磁が開始される前の状態でブレーキ機構6はブレーキONの状態にある。そして、駆動制御信号のレベルがロウからハイに切り替わるとサーボモータ4の励磁が開始されるが、駆動制御信号の立上がりからサーボモータ4の励磁が実際に開始されるまでには若干の時間差ta(例えば、20ms〜50ms程度)がある。また、ブレーキ機構6も、駆動制御信号が立上がるとブレーキONからOFFに切り替わるが、その切り替わりにも時間tb(例えば100ms〜200ms程度)を要する。
【0008】
ブレーキ機構6は、サーボモータ4の励磁が開始されると同時にブレーキOFFになることが望ましい。即ち、ブレーキOFFが早すぎると主軸1が落下することになり、逆にブレーキOFFが遅すぎると、サーボモータ4が励磁されているにもかかわらずボールネジ5aを拘束することになり、サーボモータ4の巻線に過電流が流れることになる(オーバーカレントアラームが発生する)。そこで、ブレーキOFFのタイミングが適切となるように、駆動制御信号の立上がりからブレーキOFF開始まで、若しくはブレーキOFF開始タイミングを固定してサーボモータ4の励磁を開始させるまでにOFF遅延時間toff を与えるようにしている。
【0009】
また、工作機械の運転が停止され、サーボモータ4の励磁が停止される場合には、ブレーキ機構6をブレーキOFFからONの状態に切り換える必要がある。この場合にも、駆動制御信号のレベルがハイからロウに切り替わる立ち下がりからサーボモータ4の励磁が実際に停止されるまでにも時間差tcがあり、ブレーキ機構6も、ブレーキOFFからONに切り替わるのに時間tdを要する。そこで、ブレーキONのタイミングが適切となるように、駆動制御信号の立下がりからブレーキON開始までにON遅延時間tonを与えるようにしている。
【0010】
そして、ブレーキ機構6は、各機構毎の調整状態が夫々異なることや、実際の使用によってブレーキシューのような部品が摩耗するなどの経時変化が生じることから、夫々について動作確認をしながら遅延時間の調整を行う必要がある。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
従来のブレーキ装置では、ON遅延時間ton及びOFF遅延時間toff を与えるためこれら2つの遅延時間を独立に設定する構成となっていた。そのため、設定ミスが生じる可能性が高く、また、ブレーキON,OFF夫々のケースについて動作確認を行う必要があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ブレーキ機構の動作に関連して付与される遅延時間の設定をより容易に行うことができる工作機械用ブレーキ装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1記載の工作機械用ブレーキ装置は、工作機械の主軸を重力軸方向に駆動させるモータに対する励磁が停止している期間において、前記主軸が落下することを防止するために作用するブレーキ機構と、
外部より与えられる前記モータの停止信号に応じて前記ブレーキ機構のオンオフを制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記停止信号によって与えられる前記モータの停止指令タイミングから前記ブレーキ機構のオンを開始させるまでのオン遅延時間と、前記停止信号によって与えられる前記ブレーキ機構のオフタイミングから前記モータの起動指令を出力させるまでのオフ遅延時間とを、1つの遅延時間付与手段によって同時に設定付与するように構成されていることを特徴とする。
【0013】
斯様に構成すれば、オン遅延時間とオフ遅延時間とは1つの遅延時間付与手段によって常に同じ値に設定される。即ち、安全性を考慮すると、一般に、主軸の落下を防止するためブレーキ機構をオンさせる場合のオン遅延時間を如何に決定するかがより重要であるから、そのオン遅延時間の決定に基づいてオフ遅延時間を同一に設定しても特に問題はない。
【0014】
従って、従来とは異なり、オン遅延時間とオフ遅延時間とを夫々独立に設定する必要がなく設定が容易となり、設定ミスを減少させることができる。また、ブレーキ機構のオフ時の動作とオン時の動作について、遅延時間の付与状態を別個に確認する必要もない。そして、遅延時間付与手段を1つだけ配置すれば良いので装置の構成が簡単になる。
【0015】
この場合、請求項2に記載したように、前記制御手段に、前記ブレーキ機構の電源供給経路を開閉するためのリレー接点を複数備えると共に、前記遅延時間付与手段をも複数備えて、前記複数のリレー接点を開閉するために出力される信号に、前記複数の遅延時間付与手段によって遅延時間を夫々独立に付与するように構成すると良い。
【0016】
斯様に構成すれば、ブレーキ機構のオンオフ制御を多重化して行うことになる。例えば、複数のリレー接点が電源供給経路に対して直列に配置されており、ブレーキ機構に対する電源供給を遮断するとブレーキオンとなるように構成されている場合は、リレー接点の内何れか1つが溶着するなどして開路が不能であるとしても、その他のリレー接点が開けばブレーキをオンさせることが可能となる。従って、安全性がより向上するようになる。
【0017】
この場合、請求項3に記載したように、前記制御手段に多段構成の可変抵抗素子を備えて、前記複数の遅延時間付与手段を、前記多段構成の可変抵抗素子において設定される抵抗値に応じて遅延時間が夫々独立に設定されるように構成すると良い。斯様に構成すれば、多段構成の可変抵抗素子の内何れかの素子が故障した場合でも、その他の可変抵抗素子素子によって、多重化されている他の開閉制御系統には所期の遅延時間を設定することができる。
【0018】
また、この場合、請求項4に記載したように、前記制御手段を、何れか1つの遅延時間付与手段の信号出力が前記ブレーキ機構をオンさせる状態になると、当該信号出力によってその他の遅延時間付与手段の信号出力を同様の状態にセットするように構成するのが好ましい。斯様に構成すれば、前記1つの遅延時間付与手段に対応するリレー接点の開閉状態が、何らかの原因によってブレーキ機構をオンさせる状態にならなかったとしても、その他のリレー接点が健全であればそちらによってブレーキ機構を確実にオンさせることが可能となる。
【0019】
更に、請求項5に記載したように、前記遅延時間付与手段を、前記リレー接点の開閉状態をモニタすることで信号を出力した際に前記リレー接点が前記ブレーキ機構をオンさせる状態にならないと判断すると、その他の遅延時間付与手段の信号出力を前記ブレーキ機構をオンさせる状態にセットする構成とするのが好適である。斯様に構成すれば、実際に、リレー接点がブレーキ機構をオンさせる状態にならなかった場合でも、その他のリレー接点が健全であればそちらによってブレーキ機構を確実にオンさせることが可能となる。
【0020】
以上の場合において、請求項6に記載したように、前記制御手段が、前記ブレーキ機構のオン制御を開始した時点から所定時間が経過した時点で、前記遅延時間付与手段における信号の出力が所期の状態に変化しなかった場合に、前記モータの励磁を停止させるように構成される制御監視手段を備えると良い。
【0021】
即ち、遅延時間付与手段はモータの起動指令を出力する機構に関連を有する構成であるため、その機能に異常が発生すると、最悪の場合には所望の期間にモータを停止させることができなくなることも想定される。そこで、制御監視手段が遅延時間付与手段の信号出力状態を監視することで動作が明らかに異常であると判定できる場合は、モータの励磁を停止させることでその回転を確実に停止させることができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例について図1乃至図3を参照して説明する。尚、図4と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。図1は、本発明の要旨に係る部分の構成を示しており、図4における重力軸用サーボモータ4,ブレーキ機構6部分を中心として、CNC17等を含むNCユニット31及びタイマユニット(制御手段)32を加えたものである。
【0023】
NCユニット31には、三相200Vの交流電源がリレー33の接点33aを介して供給されている。モータ4には、NCユニット31を介して三相交流電源が供給される。タイマユニット32には、リレー等の駆動用及び制御用電源として直流24Vの電源が供給されていると共に(制御用は内部で降圧される)、ブレーキ機構6の駆動用電源として交流100V電源が供給されている。また、タイマユニット32には、運転上のトラブルが発生した場合に作業者がモータ4を非常停止させるために操作するスイッチ34の操作信号が与えられると共に、ブレーキ機構6を駆動する場合の遅延時間を設定するためのボリューム素子(可変抵抗素子)35が設けられている(図1では、ボリューム素子35のつまみ35Tのみを図示している)。
【0024】
タイマユニット32より出力される交流電源は、ダイオードブリッジよりなる整流回路36を介して直流電源に整流され、ブレーキ機構6に供給される。また、タイマユニット32は、常閉型の非常停止スイッチ34がON操作された場合にモータ4の励磁を停止させるため、NCユニット31に対して非常停止出力を発生させる。また、タイマユニット32は、その他動作状態に関する情報を、NCユニット31及びその内部に配置されているI/Oユニットなどに、インターフェイス(I/F)を介して伝達するようになっている。
【0025】
リレー33のマグネット(コイル)33mは、NCユニット31の通常動作状態では、その内部に配置されているリレー接点50aが閉じていることで通電が行われており、リレー33の接点33aを閉路させることでNCユニット31にAC200Vを供給している。そして、タイマユニット32は、非常停止スイッチ34のON/OFFをトリガとしてブレーキ機構6のON/OFF動作に関連するタイミングを制御するようになっている。また、タイマユニット32は、リレー33のb接点33bの開閉状態をフィードバックしてモニタするようになっている。尚、リレー33の駆動用電源には、交流100V又は直流24Vの何れかが用いられる。
【0026】
図2は、タイマユニット32の内部構成を示すものである。タイマユニット32は、2段構成のボリューム素子(可変抵抗素子)35,2つのタイマ(遅延時間付与手段)37A及び37B,監視タイマ(制御監視手段)38,2つのリレー39A及び39B,リレー駆動用のトランジスタ40A及び40B等で構成されている。
【0027】
タイマ37A及び37Bは、上述した非常停止スイッチ34の操作信号を契機として発生する非常停止信号をトリガとして動作し、ブレーキ機構6のON動作の開始を遅延させる遅延時間と、ブレーキ機構6のOFF動作時においてモータ4の励磁開始を遅延させる遅延時間とを与えるタイマであり、両者は全く同一の動作を行うIC(Integrated Circuit)である。そして、タイマ37A,37Bは、ボリューム素子35の各素子35A,35Bに設定される抵抗値に基づいて内部のクロック周波数を変化させることで、遅延時間tdl々設定するように構成されている。
【0028】
即ち、非常停止スイッチ34がON操作されたことに基づいて非常停止信号がハイレベルになると、タイマ37A,37Bは、遅延時間tdl(オン遅延時間)の経過後にロウアクティブの出力端子OUTをロウレベルにドライブする。また、非常停止スイッチ34がOFF操作されたことに基づいて非常停止信号がロウレベルになった場合は、そのタイミングと同時に出力端子OUTをハイレベルに切り換えると共に、その時点から遅延時間tdl(オフ遅延時間)の経過後にモータ4の励磁をONにする(マグネット33mの通電を停止する)。
【0029】
従って、ユーザたる作業者は、ボリューム素子35のつまみ35Tを回転操作することでブレーキ機構6のオン動作時における遅延時間とそのオフ動作時における遅延時間とを同時に設定すると共に、2系統に並列化されているタイマ37A,37Bに同じ遅延時間tdlを設定することになる。
【0030】
以下、タイマ37A,37B周辺の接続構成は同一であるから、特に区別する必要がない限りは符号“A,B”を省略する。タイマ37の出力端子OUTは、NPN型のトランジスタ40のベースに接続されていると共に、監視タイマ38の入力端子に接続されている。トランジスタ40のコレクタは、リレー39のマグネット39mを介して駆動用電源に接続されており、エミッタはグランドに接続されている。
【0031】
リレー39は、常開型のa接点39a及び常閉型のb接点39bを有しており、2つのリレー39A及び39Bのa接点39Aa及び39Bbは、整流回路36の交流入力側に直列に接続されている。そして、工作機械が動作している期間は、タイマ37の出力端子OUTのレベルは“H”となっており、トランジスタ40をON状態にしてリレー39のマグネット39mに通電を行い、a接点39aを閉じることでブレーキ機構6に駆動用電源を供給し、ブレーキOFFの状態にしている。マグネット39mに対する通電を停止すると、a接点39aが開いてブレーキ機構6に対する電源供給が断たれブレーキONの状態となる(図2は、この状態を示している)。
【0032】
また、タイマ37は、リレー39のb接点39bの開閉状態をモニタしており、出力端子OUTのレベルがアクティブとなった場合にb接点39bが閉路しなければ、セット信号出力端子S_OUTをアクティブにするように内部の論理回路が構成されている。セット信号は、ワンショットのロウレベルパルスとして出力されるものであり、タイマ37Aが出力するセット信号は、タイマ37Bのセット信号端子(ロウアクティブ)に与えられており、タイマ37Bが出力するセット信号は、タイマ37Aのセット信号端子に与えられている。
【0033】
監視タイマ38は、トリガ信号が与えられてから、予め定められた所定時間が経過した時点で、タイマ37A,37Bの出力端子OUTの信号レベルが初期の状態に変化しなかった場合には、これらのタイマ37A,37Bの機能が異常であると判定されることから、マグネット33mに対する通電を遮断することでモータ4の励磁を停止させ、その回転を停止させるように構成されている。
【0034】
次に、本実施例の作用について図3をも参照して説明する。以下は、工作機械の動作期間中に作業者によって非常停止スイッチ34がON操作され、所定時間の経過後にOFF操作(非常停止解除)が行われる場合について各部の動作を述べる。図3は、各信号の状態を示すタイミングチャートである。
【0035】
非常停止のシーケンスは、以下のようになっている。非常停止スイッチ34がON操作されると、タイマユニット32はNCユニット31に対して非常停止出力を発生させる。すると、NCユニット31は、シャットダウンシーケンスを開始してリレー接点50aを開く。すると、リレー33のマグネット33mの通電が断たれ、リレー接点33aが開いてモータ4を停止させると共に、タイマユニット32の内部では非常停止信号がハイレベル“H”になる。
【0036】
以下は、タイマユニット32内部の動作を中心として述べる。非常停止信号がハイレベル“H”になると(図3(a),▲1▼→▲2▼,停止指令タイミング)、モータ4の励磁が停止(OFF)される(図3(g))。そして、タイマ37A,37Bは、その時点から設定された遅延時間tdlの経過後に出力端子OUTの信号レベルをハイからロウ“L”にドライブする(図3(b),(c),▲3▼)。すると、リレー接点39Aa及び39Baが共に開いて、ブレーキ機構6はON動作を開始する(図3(f),▲4▼)。
【0037】
また、この時、例えば断線などによって何れか一方のタイマ37にトリガ信号が入力されず、時点▲3▼で出力端子OUTを“L”にドライブできない状態にあったとしても、他方のタイマ37の出力端子OUTが“L”にドライブされれば、それによって一方のタイマ37にセット信号が出力され、その出力端子OUTは“L”にセットされる(図3(b),(c),▲5▼)。
【0038】
更に、タイマ37は、対応するリレー39のb接点39bが閉路しなければ、図3(d)に破線で示すように、出力端子S_OUTをアクティブにしてもう一方のタイマ37にセット信号を出力する(▲6▼)。即ち、リレー39のa接点39aが溶着するなどして開路不能な状態にある場合は、もう一方のa接点39aを確実に開路させるためである。
【0039】
そして、ブレーキ機構6は、停止指令タイミング▲2▼から遅延時間tdlの経過後においてモータ4の励磁が実際に停止される以前にON動作を開始し、モータ4の励磁が停止された後、完全にON状態となる(▲7▼)。従って、工作機械の主軸1は、非常停止によってモータ4の励磁が突然停止された場合でも、下方に落下することが防止される。
【0040】
ここで、遅延時間tdlは、上記のタイミング条件に加えて、モータ4が励磁されている状態においてブレーキ機構6のON動作が行われる期間tola が500ms以内となるように設定する。即ち、モータ4の回転中にブレーキ機構6がその回転を抑制するように作用するとモータ4の巻線に過大な電流が流れる。そのような状態が長く継続するとNCユニット31はオーバーカレントアラームを発生させるように構成されているので、その発生を回避するためである。
【0041】
その後時間が経過し、非常停止状態が解除されることで非常停止スイッチ34がOFF操作されると、NCユニット31はリレー接点50aをONさせる。そして、非常停止信号はロウレベルになり(図3(a),▲8▼)、タイマ37A,37Bは、出力端子OUTの信号レベルをロウからハイにする(図3(b),(c))。すると、リレー接点39Aa及び39Baが共に閉じて、ブレーキ機構6はOFF動作を開始する(図3(f))。また、モータ4の励磁は、時点▲8▼から遅延時間tdlの経過後に開始(ON)される(図3(g),▲9▼)。
【0042】
そして、ブレーキ機構6は、モータ4の励磁が開始される以前にOFF動作を開始し、モータ4の励磁が開始された後、完全にOFF状態となる(10)。この場合も、モータ4が励磁されている状態においてブレーキ機構6のOFF動作が行われる途中の期間tolb が500ms以内となるように設定する。
【0043】
また、監視タイマ38は、上述のようにタイマ37A,37Bの信号出力状態をモニタしており、非常停止状態の期間内において出力端子OUTのレベルがロウに変化しなかった場合は、時点(11)において出力信号のレベルをロウにすることでマグネット33mの通電を停止させ、モータ4の励磁を断ってその回転を停止させるようにする。即ち、この場合は、タイマ37A,37Bの機能に異常が発生していると推定することができるので、モータ4の回転を停止させることができない可能性があるためである。
【0044】
以上のように本実施例によれば、工作機械の主軸1の落下を防止するブレーキ機構6のオン動作タイミングを規定する遅延時間と、ブレーキ機構6のオフ動作時におけるモータ4の励磁開始タイミングを規定する遅延時間とを、タイマユニット32において、ボリューム素子35の抵抗値に応じて1つのタイマ37により同じ値に設定するようにした。即ち、安全性を考慮すると、一般にブレーキ機構6をONさせる場合のオン遅延時間を如何に決定するかがより重要であるから、そのON遅延時間の決定に基づいてオフ遅延時間を同一に設定しても特に問題はない。
【0045】
そして、従来とは異なり、オン遅延時間とオフ遅延時間とを夫々独立に設定する必要がなく、設定ミスを減少させることができる。また、ブレーキ機構6のON時の動作とOFF時の動作について遅延時間の付与状態を別個に確認する必要もない。そして、タイマ37を1つだけ配置すれば良いのでブレーキ装置の構成を簡単にすることができる。
【0046】
また、タイマユニット32に、ブレーキ機構6の電源供給経路を開閉するために2つのリレー接点39Aa,39Baを直列に配置すると共に2つのタイマ37A,37Bを備え、リレー接点39Aa,39Baの開閉制御信号にタイマ37A,37Bによって遅延時間tdlを夫々独立に付与するようにした。即ち、ブレーキ機構6のオンオフに関する制御を二重化したので、2つのリレー接点39Aa,39Baの内何れか一方が溶着するなどして開路が不能であるとしても、他方のリレー接点が開けばブレーキ機構6をONさせることができる。従って、安全性をより向上させることができる。
【0047】
そして、タイマユニット32に2段構成のボリューム素子35を備えて、2つのタイマ37を、ボリューム素子35の各素子35A,35Bにおいて設定される抵抗値に応じて遅延時間tdlを夫々独立に設定するようにした。従って、ボリューム素子35の素子35A,35Bの内何れかの素子が故障した場合でも、他方の素子によって、二重化されている他の開閉制御系統には所期の遅延時間tdlを設定することができる。
【0048】
また、本実施例によれば、タイマユニット32を、一方のタイマ37の信号出力がブレーキ機構6をONさせる状態になると、その信号出力により他方のタイマ37にセット信号を出力して、その信号出力を同様の状態にセットするようにした。従って、一方のタイマ37に対応するリレー接点39aが何らかの原因によって開路せず、ブレーキ機構6をONさせる状態にならなかったとしても、その他のリレー接点39aが健全であればそちらによってブレーキ機構6を確実にONさせることができる。
【0049】
更に、タイマ37を、リレー接点39bの開閉状態をモニタすることで信号を出力した際にリレー接点39bが閉路しない場合は、他方のタイマ37にセット信号を出力してブレーキ機構6をONさせる状態にセットするようにした。従って、一方のリレー接点39aが開路しなかった場合でも、他方のリレー接点39aが健全であればそちらによってブレーキ機構6を確実にONさせることが可能となる。
【0050】
加えて、監視タイマ38を備えて、タイマユニット32がブレーキ機構6のON制御を開始した時点から所定時間経過した場合に、タイマ37の信号の出力が所期の状態に変化しなかった場合には、モータ4の励磁を停止させてその回転を停止させるようにした。従って、タイマ37A,37Bの動作に何れも異常をきたした場合であっても、モータ4の回転を確実に停止させることができる。
【0051】
本発明は上記し且つ図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形または拡張が可能である。
NCユニット31の外部に別途プログラマブルコントローラ(PLC)が配置されている場合は、遅延時間を設定する際に、タイマユニット32→PLC→NCユニット31の経路における通信に要する時間を加味すれば良い。
監視タイマ38は、必要に応じて設ければ良い。
b接点39bの開閉状態をモニタすることに代えて、例えば、a接点39aの接点間の電圧変化に基づいてa接点39aの開閉状態を直接モニタしても良い。また、これらをモニタすることで、他方のタイマ37にセット信号を出力する構成も必要に応じて設ければ良い。
【0052】
また、タイマ37の出力信号によって他方のタイマ37をセットする構成も、必要に応じて設ければ良い。
2つのタイマ37A,37Bに、1素子構成のボリューム素子によって同じ遅延時間を設定するように構成しても良い。また、タイマ37を1個だけ配置しても良い。
可変抵抗素子は、スライド型であっても良い。
ブレーキ機構は、電源を投入するとブレーキONとなる構成であっても良い。安全性を更に高める必要がある場合は、リレー接点及び遅延時間付与手段を3つ以上配置しても良い。
【0053】
【発明の効果】
本発明は以上説明した通りであり、以下の効果を奏する。
請求項1記載の工作機械用ブレーキ装置によれば、オン遅延時間とオフ遅延時間とを1つの遅延時間付与手段によって常に同じ値に設定するので、従来とは異なり、オン遅延時間とオフ遅延時間とを夫々独立に設定する必要がなく設定が容易となり、設定ミスを減少させることができる。また、ブレーキ機構のオフ時の動作とオン時の動作について、遅延時間の付与状態を別個に確認する必要もない。そして、遅延時間付与手段を1つだけ配置すれば良いので装置の構成を簡単にすることができる。
【0054】
請求項2記載の工作機械用ブレーキ装置によれば、制御手段に、ブレーキ機構の電源供給経路を開閉するためのリレー接点を複数備えると共に遅延時間付与手段をも複数備えて、各リレー接点を開閉するために出力される信号に、複数の遅延時間付与手段によって遅延時間を夫々独立に付与するようにした。従って、ブレーキ機構のオンオフ制御を多重化して行うことで、複数のリレー接点の内何れかが溶着するなどして開路が不能であるとしても、他方のリレー接点が開けばブレーキ機構をオンさせることが可能となり、安全性をより向上させることができる。
【0055】
請求項3記載の工作機械用ブレーキ装置によれば、制御手段に多段構成の可変抵抗素子を備えて、複数の遅延時間付与手段を、多段構成の可変抵抗素子において設定される抵抗値に応じて遅延時間を夫々独立に設定するようにした。従って、可変抵抗素子の内何れかの素子が故障した場合でも、その他の可変抵抗素子素子によって、他の開閉制御系統には所期の遅延時間を設定することができる。
【0056】
請求項4記載の工作機械用ブレーキ装置によれば、制御手段を、何れか1つの遅延時間付与手段の信号出力がブレーキ機構をオンさせる状態になると、当該信号出力によってその他の遅延時間付与手段の信号出力を同様の状態にセットするようにした。従って、何れかの遅延時間付与手段に対応するリレー接点の開閉状態が、何らかの原因によってブレーキ機構をオンさせる状態にならなかったとしても、その他のリレー接点が健全であればそちらによってブレーキ機構を確実にオンさせることが可能となる。
【0057】
請求項5記載の工作機械用ブレーキ装置によれば、遅延時間付与手段を、リレー接点の開閉状態をモニタすることで、信号を出力した際にリレー接点がブレーキ機構をオンさせる状態にならないと判断すると、その他の遅延時間付与手段の信号出力を、ブレーキ機構をオンさせる状態にセットするようにした。従って、実際に、リレー接点がブレーキ機構をオンさせる状態にならなかった場合でも、その他のリレー接点が健全であればそちらによってブレーキ機構を確実にオンさせることができる。
【0058】
請求項6記載の工作機械用ブレーキ装置によれば、制御監視手段を備えて、制御手段が、ブレーキ機構のオン制御を開始した時点から所定時間が経過した時点で、遅延時間付与手段における信号の出力が所期の状態に変化しなかった場合に、モータの励磁を停止させるようにしたので、遅延時間付与手段の動作が明らかに異常であると判定できる場合にモータの回転を確実に停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例であり、工作機械用ブレーキ装置の構成を示す図
【図2】タイマユニットの内部構成を示す図
【図3】各信号の状態を示すタイミングチャート
【図4】従来の工作機械及びそのブレーキ装置の一構成例を示す図
【図5】サーボモータ及びブレーキ機構の動作状態を示すタイミングチャート
【符号の説明】
1は主軸、4は重力軸用サーボモータ、6はブレーキ機構、32はタイマユニット(制御手段)、35はボリューム素子(可変抵抗素子)、37A及び37Bはタイマ(遅延時間付与手段)、38は監視タイマ(制御監視手段)、39Aa接点39Baはリレー接点を示す。
Claims (6)
- 工作機械の主軸を重力軸方向に駆動させるモータに対する励磁が停止している期間において、前記主軸が落下することを防止するために作用するブレーキ機構と、
外部より与えられる前記モータの停止信号に応じて前記ブレーキ機構のオンオフを制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記停止信号によって与えられる前記モータの停止指令タイミングから前記ブレーキ機構のオンを開始させるまでのオン遅延時間と、前記停止信号によって与えられる前記ブレーキ機構のオフタイミングから前記モータの起動指令を出力するまでのオフ遅延時間とを、1つの遅延時間付与手段によって同時に設定付与するように構成されていることを特徴とする工作機械用ブレーキ装置。 - 前記制御手段は、前記ブレーキ機構の電源供給経路を開閉するためのリレー接点を複数備えると共に、前記遅延時間付与手段をも複数有し、前記複数のリレー接点を開閉するために出力される信号に、前記複数の遅延時間付与手段によって遅延時間を夫々独立に付与するように構成されていることを特徴とする請求項1記載の工作機械用ブレーキ装置。
- 前記制御手段は、多段構成の可変抵抗素子を備え、
前記複数の遅延時間付与手段は、前記多段構成の可変抵抗素子において設定される抵抗値に応じて、遅延時間が夫々独立に設定されるように構成されていることを特徴とする請求項2記載の工作機械用ブレーキ装置。 - 前記制御手段は、何れか1つの遅延時間付与手段の信号出力が前記ブレーキ機構をオンさせる状態になると、当該信号出力によってその他の遅延時間付与手段の信号出力を同様の状態にセットするように構成されていることを特徴とする請求項3記載の工作機械用ブレーキ装置。
- 前記遅延時間付与手段は、前記リレー接点の開閉状態をモニタしており、信号を出力した際に前記リレー接点が前記ブレーキ機構をオンさせる状態にならないと判断すると、その他の遅延時間付与手段の信号出力を前記ブレーキ機構をオンさせる状態にセットするように構成されていることを特徴とする請求項3または4記載の工作機械用ブレーキ装置。
- 前記制御手段が前記ブレーキ機構のオン制御を開始した時点から所定時間が経過した時点で、前記遅延時間付与手段における信号の出力が所期の状態に変化しなかった場合に、前記モータの励磁を停止させるように構成される制御監視手段を備えたことを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載の工作機械用ブレーキ装置。
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