JP5597491B2 - NC machine tool - Google Patents

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Description

本発明は、ＮＣプログラムに従って機械加工を行う中ぐり盤等の工作機械において、特に、油圧アクチュエータを備えたＮＣ工作機械に関するものである。   The present invention relates to a machine tool such as a boring machine that performs machining in accordance with an NC program, and particularly to an NC machine tool provided with a hydraulic actuator.

上記のような工作機械として、例えば特許文献１に記載されるような門型工作機械がある。この工作機械は、左右一対のコラムと、これらコラムの間に設置されるテーブルと、両コラムに沿って上下方向に移動可能に設けられるクロスレールと、このクロスレールに横行可能に設けられる加工ヘッドと、前記クロスレールを駆動する駆動機構とを備える。加工ヘッドは、これに装着された工具を回転駆動するモータを含み、このモータにより工具が回転駆動されながら、前記クロスレールと共に昇降駆動させることによりワークテーブル上に固定されたワークを加工する。前記クロスレールの駆動機構は、上下に延びる送りねじ軸と、この送りねじ軸を駆動する電気モータとを含むいわゆる送りねじ機構により構成されるが、この送りねじ機構のねじ軸にクロスレールの荷重が全て作用することは、ねじ軸の円滑な作動が妨げられてクロスレールの作動に支障が出るおそれがあるため、好ましくない。   As a machine tool as described above, there is a portal machine tool as described in Patent Document 1, for example. The machine tool includes a pair of left and right columns, a table installed between the columns, a cross rail provided so as to be movable in the vertical direction along both columns, and a machining head provided so as to be able to traverse the cross rail. And a drive mechanism for driving the cross rail. The machining head includes a motor that rotationally drives a tool mounted on the machining head, and the workpiece fixed on the work table is machined by being driven up and down together with the cross rail while the tool is rotationally driven by the motor. The cross rail drive mechanism is constituted by a so-called feed screw mechanism that includes a feed screw shaft extending vertically and an electric motor that drives the feed screw shaft. The cross rail load is applied to the screw shaft of the feed screw mechanism. It is not preferable that all of the above acts because the smooth operation of the screw shaft is hindered and the operation of the cross rail may be hindered.

そこで、このような不都合を回避すべく、この工作機械には、さらにバランスシリンダ装置が組込まれている。このバランスシリンダ装置は、クロスレールの両端をそれぞれ支持するための油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）からなるバランスシリンダと、これらバランスシリンダに作動油を供給するための油圧回路等からなり、クロスレールの荷重を各バランスシリンダで支持することにより、ねじ軸の荷重負担を軽減する。さらに、このバランスシリンダ装置は、各バランスシリンダのシリンダ室内の油圧を検出するセンサと、その検出値が一定になるように油圧回路内のリリーフ弁等の弁操作を行うことにより作動油の流量をフィードバック制御するコントローラとを備え、その制御によりクロスレールはその作動状態に左右されることなく一定の力で支持される。   Therefore, in order to avoid such inconvenience, a balance cylinder device is further incorporated in this machine tool. This balance cylinder device is composed of a balance cylinder composed of hydraulic cylinders (hydraulic actuators) for supporting both ends of the cross rail, a hydraulic circuit for supplying hydraulic oil to these balance cylinders, etc. By supporting each balance cylinder, the load on the screw shaft is reduced. Furthermore, this balance cylinder device controls the flow rate of the hydraulic oil by performing a valve operation such as a sensor for detecting the hydraulic pressure in the cylinder chamber of each balance cylinder and a relief valve in the hydraulic circuit so that the detected value becomes constant. And a controller that performs feedback control, and the cross rail is supported by a constant force without being influenced by the operation state.

特開平１１−１１４７４９号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-114749

バランスシリンダ装置は、油圧回路内のポンプを定格流量（回転数）で運転しておき（以下、単に定格運転という）、弁操作により作動油の流量調整を行うのが一般的である。従って、従来は、最も流量を要するクロスレールの作動状態、具体的には、クロスレールの早送り上昇時に上記一定の油圧が得られる容量のポンプを選定し、ポンプを常時定格運転した上でリリーフ弁等の弁操作により作動油の圧力を制御することが行われている。しかし、ワークの加工中にクロスレールを早送りで上昇させる期間は限定的であり、必要流量が少ないにも拘わらず定格運転し続けるのはエネルギー効率が悪い。   In general, the balance cylinder device operates a pump in a hydraulic circuit at a rated flow rate (number of rotations) (hereinafter simply referred to as a rated operation), and adjusts the flow rate of hydraulic oil by operating a valve. Therefore, conventionally, the operating state of the cross rail that requires the most flow rate, specifically, a pump with a capacity that can obtain the above-mentioned constant hydraulic pressure when the cross rail is rapidly raised is selected, and the relief valve is operated after the pump is always rated. The pressure of hydraulic oil is controlled by operating a valve such as the above. However, the period during which the cross rail is raised by rapid traverse during the machining of the workpiece is limited, and it is not energy efficient to continue the rated operation despite the small required flow rate.

本発明は、上記のような事情に鑑みて成されたものであり、ＮＣ工作機械において、エネルギー効率を向上させることを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to improve energy efficiency in an NC machine tool.

上記課題の解決手段として、インバータによりポンプモータを可変速運転することによりポンプの吐出量（ポンプ流量）を変更可能とし、各バランスシリンダのシリンダ室内の油圧をセンサにより検出しながらその検出値が一定になるようにポンプ流量を変更することが考えられる。   As a means for solving the above problems, the pump discharge amount (pump flow rate) can be changed by operating the pump motor at a variable speed by an inverter, and the detected value is constant while detecting the hydraulic pressure in the cylinder chamber of each balance cylinder by a sensor. It is conceivable to change the pump flow rate so that

しかし、シリンダ室内の油圧を検出してから作動油の流量を制御する場合には、応答遅れの問題がある。例えばクロスレールを停止状態から早送り上昇させるような場合には、クロスレールの上昇に伴いシリンダ室内の油圧が低下し、この油圧低下の検知に基づいて作動油の流量が変更されるために当該流量の変更に著しい応答遅れが生じる。従来のようにポンプを常時定格運転した上でリリーフ弁等の弁操作により流量を変更する場合には、応答遅れは小さいが、上記のようにインバータによりクロスレールの停止中に例えばポンプの回転数が定格回転数よりも十分に低い回転数まで下げられていると、その停止状態からクロスレールを上昇させる時にポンプの回転数の上昇に著しい応答遅れが生じてバランスシリンダ装置の機能に支障をもたらすおそれがある。   However, when controlling the flow rate of hydraulic oil after detecting the hydraulic pressure in the cylinder chamber, there is a problem of response delay. For example, when the cross rail is rapidly raised from a stopped state, the hydraulic pressure in the cylinder chamber decreases as the cross rail rises, and the flow rate of the hydraulic oil is changed based on the detection of the decrease in the hydraulic pressure. There is a significant delay in response to changes. When the flow rate is changed by operating the relief valve, etc., after the pump is always rated at operation as in the past, the response delay is small. If the engine speed is lowered to a sufficiently lower speed than the rated speed, when the cross rail is raised from the stopped state, a significant response delay occurs in the increase in the speed of the pump, which impedes the function of the balance cylinder device. There is a fear.

本発明は、このような応答遅れによる不都合を回避しながら効率の良い運転をすることが可能なＮＣ工作機械を提供する。すなわち、本発明の一の局面に係るＮＣ工作機械は、特定の動作を行う作動部材を含む作動機構を備えたＮＣ工作機械であって、前記作動部材を駆動してその動作を行わせる電気アクチュエータと、前記作動部材を支持し、かつ、この作動部材の動作に応じて動作する油圧アクチュエータと、油圧源であるポンプ及びこのポンプを駆動する電気式のポンプモータを含み、前記作動部材を支持するための油圧を前記油圧アクチュエータに供給する油圧供給回路と、前記電気アクチュエータの動作を制御するためのＮＣプログラムを記憶する記憶手段と、前記ＮＣプログラムの内容を、当該ＮＣプログラムに基づき前記電気アクチュエータが制御されて前記作動部材の駆動状態が変化する前に読み取り、その内容に基づき、前記油圧アクチュエータに供給すべき作動油の必要供給量であって前記電気アクチュエータによる前記作動部材の駆動状態に応じた必要供給量を演算するとともにその必要供給量に対応した前記ポンプの回転数を決定する回転数決定手段と、前記ポンプモータの回転数を制御するポンプモータ回転数制御手段とを備え、このポンプモータ回転数制御手段が、前記回転数決定手段により決定された回転数に基づいて前記ポンプモータの回転数を変化させるものである。
また、本発明の他の一の局面に係るＮＣ工作機械は、特定の動作を行う作動部材を含む作動機構を備えたＮＣ工作機械であって、前記作動部材を駆動してその動作を行わせる電気アクチュエータと、前記作動部材を支持し、かつ、この作動部材の動作に応じて動作する油圧アクチュエータと、油圧源であるポンプ及びこのポンプを駆動する電気式のポンプモータを含み、前記作動部材を支持するための油圧を前記油圧アクチュエータに供給する油圧供給回路と、前記電気アクチュエータの動作を制御するためのＮＣプログラムを記憶する記憶手段と、前記ＮＣプログラムの内容を読み取り、その内容に基づき、前記電気アクチュエータによる前記作動部材の駆動状態に応じて前記油圧アクチュエータに供給すべき作動油の必要供給量を演算するとともにその必要供給量に対応した前記ポンプの回転数を決定する回転数決定手段と、前記ポンプモータの回転数を制御するポンプモータ回転数制御手段とを備え、このポンプモータ回転数制御手段が、前記回転数決定手段により決定された回転数に基づいて前記ポンプモータの回転数を変化させるとともに、その決定回転数が現在のポンプ回転数以下でかつ当該現在のポンプ回転数が前記決定回転数を基準として予め定められた範囲内にあるときには、前記現在のポンプ回転数が維持されるように前記ポンプモータの回転数を制御するものである。
The present invention provides an NC machine tool capable of efficient operation while avoiding such inconvenience due to response delay. That is, the NC machine tool according to one aspect of the present invention is an NC machine tool including an operation mechanism including an operation member that performs a specific operation, and is an electric actuator that drives the operation member to perform the operation. And a hydraulic actuator that supports the operating member and operates according to the operation of the operating member, a pump that is a hydraulic source, and an electric pump motor that drives the pump, and supports the operating member. A hydraulic pressure supply circuit for supplying hydraulic pressure for the hydraulic actuator to the hydraulic actuator, storage means for storing an NC program for controlling the operation of the electric actuator, and contents of the NC program based on the NC program. read before the drive state controlled by the actuating member is changed, based on its contents, before Symbol hydraulic actuator Rotational speed for determining the rotational speed of the pump corresponding to the required supply amount as well as calculates the required supply quantity according to the drive state of the actuating member by necessary supply amount in a by the electric actuator of the hydraulic oil to be supplied to the Determining means and pump motor rotational speed control means for controlling the rotational speed of the pump motor, and the pump motor rotational speed control means is configured to control the pump motor based on the rotational speed determined by the rotational speed determining means. The rotation speed is changed.
An NC machine tool according to another aspect of the present invention is an NC machine tool including an operation mechanism including an operation member that performs a specific operation, and drives the operation member to perform the operation. An electric actuator; a hydraulic actuator that supports the operating member and operates in accordance with the operation of the operating member; a pump that is a hydraulic source; and an electric pump motor that drives the pump; A hydraulic pressure supply circuit for supplying hydraulic pressure to support the hydraulic actuator, storage means for storing an NC program for controlling the operation of the electric actuator, and reading the contents of the NC program, based on the contents, A required supply amount of hydraulic oil to be supplied to the hydraulic actuator is calculated according to the driving state of the operating member by the electric actuator. And a rotational speed determining means for determining the rotational speed of the pump corresponding to the required supply amount, and a pump motor rotational speed control means for controlling the rotational speed of the pump motor, the pump motor rotational speed control means, The rotational speed of the pump motor is changed based on the rotational speed determined by the rotational speed determination means, the determined rotational speed is equal to or less than the current pump rotational speed, and the current pump rotational speed is equal to the determined rotational speed. When it is within a predetermined range as a reference, the rotational speed of the pump motor is controlled so that the current pump rotational speed is maintained.

これらのＮＣ工作機械によれば、作動部材の駆動状態に応じた回転数でポンプモータ回転数制御手段がポンプモータを駆動するので、ポンプを常時定格運転するといった無駄な運転を無くしてポンプ（ポンプモータ）を効率的に駆動することができる。しかも、回転数決定手段が作動部材を駆動するための電気アクチュエータのＮＣプログラムを読み取り、その内容に基づいてポンプの回転数を決定し、この決定された回転数に基づいてポンプモータ回転数制御手段がポンプモータの回転数を変更するので、作動部材の駆動状態の変化に先行してポンプモータの回転数を変更することが可能となる。そのため、油圧回路内の油圧をセンサで検出しながらその検出値が一定になるようにポンプ流量（ポンプの回転数）を変更する場合のような応答遅れといった不都合を伴うことがなく、油圧アクチュエータにより作動部材をその駆動状態に応じて適切に支持することが可能となる。
また、上記他の一の局面に係るＮＣ工作機械によれば、ポンプの回転数が変更されることによる弊害、例えばポンプの回転数が短時間に頻繁に変更されることにより油圧アクチュエータへの作動油の供給量が不安定になるといった不都合を回避することが可能となる。
According to these NC machine tool, since the pump motor speed control means at a rotational speed corresponding to the driving state of the actuating member to drive the pump motor, by eliminating the wasteful operation such that the rated operation constantly pumps pump (Pump motor) can be driven efficiently. In addition, the rotational speed determination means reads the NC program of the electric actuator for driving the operating member, determines the rotational speed of the pump based on the contents thereof, and the pump motor rotational speed control means based on the determined rotational speed. Since the rotational speed of the pump motor is changed, the rotational speed of the pump motor can be changed prior to the change in the drive state of the operating member. Therefore, there is no inconvenience such as response delay as in the case of changing the pump flow rate (the number of rotations of the pump) so that the detected value becomes constant while detecting the oil pressure in the hydraulic circuit with a sensor. It becomes possible to appropriately support the operating member according to its driving state.
Further, according to the NC machine tool according to the other aspect described above, adverse effects caused by the change in the rotation speed of the pump, for example, the operation of the hydraulic actuator due to the frequent change in the rotation speed of the pump in a short time. It is possible to avoid the disadvantage that the oil supply amount becomes unstable.

本発明に係るＮＣ工作機械は、例えば門型の工作機械として好適である。具体的には、前記作動部材は、水平方向に延び、工具を駆動するための主軸を含む主軸装置を支持するクロスレールであり、前記作動機構は、前記クロスレールに加え、このクロスレールの両端部をそれぞれ上下方向に案内しながら支持する一対のコラムと、前記電気アクチュエータが生成する駆動力によって前記クロスレールを昇降させる昇降送り機構とを含み、前記油圧アクチュエータは、前記クロスレールの両端部を支持しながらその昇降に応じて伸縮するように当該両端部にそれぞれ連結されるバランスシリンダであり、前記回転数決定手段は、前記クロスレールの移動方向及び同速度に対応した前記ＮＣプログラムの内容を読み取り、その内容に基づき、作動油の前記必要供給量を演算するものである。   The NC machine tool according to the present invention is suitable as a portal machine tool, for example. Specifically, the operating member is a cross rail that extends in a horizontal direction and supports a main shaft device including a main shaft for driving a tool, and the operating mechanism includes both ends of the cross rail in addition to the cross rail. A pair of columns for supporting the respective parts in the vertical direction, and a lifting / lowering feed mechanism for raising and lowering the cross rail by a driving force generated by the electric actuator, wherein the hydraulic actuator includes both ends of the cross rail. The balance cylinders are respectively connected to the both ends so as to expand and contract in accordance with the raising and lowering of the support, and the rotational speed determining means is adapted to store the contents of the NC program corresponding to the moving direction and the same speed of the cross rail. The required supply amount of hydraulic oil is calculated based on the contents read.

このＮＣ工作機械では、クロスレールの移動方向及び同速度に応じて作動油の必要供給量が演算され、当該必要供給量の作動油が油圧アクチュエータに供給されるようにポンプの回転数が変更される。そして、このようなポンプの回転数がクロスレールの駆動状態の変化に先行して行われることにより、応答遅れを伴うことなく、油圧アクチュエータによってクロスレールを適切に支持することが可能となる。   In this NC machine tool, the required supply amount of hydraulic oil is calculated according to the moving direction and the same speed of the cross rail, and the rotation speed of the pump is changed so that the required supply amount of hydraulic oil is supplied to the hydraulic actuator. The And since the rotation speed of such a pump is performed prior to the change of the driving state of the cross rail, the cross rail can be appropriately supported by the hydraulic actuator without causing a response delay.

なお、上記一の局面に係るＮＣ工作機械において、前記ポンプモータ回転数制御手段は、前記回転数決定手段により決定された決定回転数が現在のポンプ回転数以下でかつ当該現在のポンプ回転数が前記決定回転数を基準として予め定められた範囲内にあるときには、前記現在のポンプ回転数が維持されるように前記ポンプモータの回転数を制御するものであるのが好適である。
In the NC machine tool according to the aforementioned aspect, the pump motor rotational speed control means is configured such that the determined rotational speed determined by the rotational speed determining means is less than or equal to the current pump rotational speed and the current pump rotational speed is When the rotational speed is within a predetermined range based on the determined rotational speed, it is preferable to control the rotational speed of the pump motor so that the current pump rotational speed is maintained.

この構成によれば、ポンプの回転数が変更されることによる弊害、例えばポンプの回転数が短時間に頻繁に変更されることにより油圧アクチュエータへの作動油の供給量が不安定になるといった不都合を回避することが可能となる。   According to this configuration, adverse effects caused by changing the rotation speed of the pump, for example, inconvenience that the amount of hydraulic oil supplied to the hydraulic actuator becomes unstable due to frequent changes in the rotation speed of the pump in a short time. Can be avoided.

以上説明したように、本発明によれば、油圧アクチュエータに油圧を供給するポンプの回転数を作動部材の駆動状態に応じて変更するので、ポンプを常時定格運転するといった無駄を無くしてエネルギー効率を向上させることができる。また、作動部材を駆動するための電気アクチュエータのＮＣプログラムの内容を読み取り、これに基づいてポンプの回転数を変更するので、ポンプの回転数を作動部材の駆動状態の変化に先行して変更することが可能であり、従って、油圧アクチュエータにより作動部材をその駆動状態の変化に応じて適切に支持することが可能となる。   As described above, according to the present invention, the rotational speed of the pump that supplies the hydraulic pressure to the hydraulic actuator is changed according to the driving state of the operating member. Can be improved. Further, the contents of the NC program of the electric actuator for driving the actuating member are read, and the pump speed is changed based on this, so the pump speed is changed prior to the change in the driving state of the actuating member. Therefore, it is possible to appropriately support the operating member according to the change of the driving state by the hydraulic actuator.

本発明に係るＮＣ工作機械の一実施形態を示す全体構成図である。1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of an NC machine tool according to the present invention. ＮＣ工作機械の制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control apparatus of NC machine tool. 制御装置による油圧制御の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the hydraulic control by a control apparatus. 制御装置による油圧制御の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the hydraulic control by a control apparatus. ポンプ回転数を決定するための回転数決定線図であって回転数の決定例の一例を示す図である。It is a rotational speed determination diagram for determining a pump rotational speed, and is a figure which shows an example of the example of determination of rotational speed. ポンプ回転数を決定するための回転数決定線図であって回転数の決定例の一例を示す図である。It is a rotational speed determination diagram for determining a pump rotational speed, and is a figure which shows an example of the example of determination of rotational speed. ポンプ回転数を決定するための回転数決定線図であって回転数の決定例の一例を示す図である。It is a rotational speed determination diagram for determining a pump rotational speed, and is a figure which shows an example of the example of determination of rotational speed. 制御装置による油圧制御の変形例を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the modification of the hydraulic control by a control apparatus. 制御装置による油圧制御の変形例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the modification of the hydraulic control by a control apparatus. ＮＣ工作機械の変形例を示す全体構成図である。It is a whole block diagram which shows the modification of NC machine tool.

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の一形態について詳述する。   Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図１は、本発明に係るＮＣ工作機械を示す全体構成図である。このＮＣ工作機械（以下、単に工作機械という）は、切削工具を回転させながら当該切削工具をワークに対して相対移動させることにより、ワークの切削加工を行うものである。   FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an NC machine tool according to the present invention. This NC machine tool (hereinafter simply referred to as a machine tool) performs workpiece cutting by rotating the cutting tool relative to the workpiece while rotating the cutting tool.

同図に示すように、この工作機械は、ベッド２と、テーブル４と、クロスレール６と、クロスレール６の支持駆動装置と、左右一対のコラム８と、主軸装置１０と、主軸装置１０の駆動装置４０と、制御装置１２等とを備えている。   As shown in the figure, the machine tool includes a bed 2, a table 4, a cross rail 6, a support drive device for the cross rail 6, a pair of left and right columns 8, a main shaft device 10, and a main shaft device 10. A driving device 40 and a control device 12 are provided.

ベッド２は、所定の設置面上に設置されている。このベッド２の上面にはワークを保持するための前記テーブル４が支持されている。テーブル４は、ベッド２に対して同図の紙面と直交する方向（Ｘ軸方向とする）に移動可能に支持されており、図外の駆動手段により駆動されることによりワークをＸ軸方向にスライドさせるようになっている。   The bed 2 is installed on a predetermined installation surface. The table 4 for holding a work is supported on the upper surface of the bed 2. The table 4 is supported so as to be movable in a direction (X-axis direction) perpendicular to the paper surface of the figure with respect to the bed 2, and is driven by driving means (not shown) to move the workpiece in the X-axis direction. It is designed to slide.

前記コラム８は、ベッド２の両側に立設されている。上記クロスレール６（作動部材）は、テーブル４の移動方向と直交して水平方向（図１の左右方向：Ｙ軸方向という）に延びる姿勢で、前記コラム８に支持されている、詳しくは、その長手方向の両端部がそれぞれコラム８に沿って昇降するように支持されている。   The column 8 is erected on both sides of the bed 2. The cross rail 6 (operation member) is supported by the column 8 in a posture that extends in a horizontal direction (left-right direction in FIG. 1: Y-axis direction) orthogonal to the moving direction of the table 4. Both ends in the longitudinal direction are supported so as to move up and down along the column 8.

クロスレール６の支持駆動装置は、クロスレール６を支持しながら昇降させるもので、クロスレール駆動装置２２とバランス装置２６とを含む。なお、以下の説明では、クロスレール６の移動（昇降）方向をＷ軸方向という。   The support drive device for the cross rail 6 moves up and down while supporting the cross rail 6, and includes a cross rail drive device 22 and a balance device 26. In the following description, the movement (elevation) direction of the cross rail 6 is referred to as the W-axis direction.

クロスレール駆動装置２２は、クロスレール６をＷ軸方向に送る昇降送り機構であり、一対のボールねじ軸２３とこれらを駆動するＷ軸サーボモータ２４（本発明の電気アクチュエータ）とを含む。ボールねじ軸２３は、Ｗ軸方向に延び、かつそれぞれクロスレールの長手方向両端部に設けられる図外のナット部材に螺合挿入されており、Ｗ軸サーボモータ２４は、これらボールねじ軸２３を回転駆動することにより上記クロスレール６をコラム８に沿ってＷ軸方向に移動させる。   The cross rail driving device 22 is a lifting / lowering feeding mechanism that sends the cross rail 6 in the W-axis direction, and includes a pair of ball screw shafts 23 and a W-axis servo motor 24 (the electric actuator of the present invention) that drives them. The ball screw shaft 23 extends in the W-axis direction and is screwed into nut members (not shown) provided at both ends of the cross rail in the longitudinal direction. The W-axis servomotor 24 is configured to connect these ball screw shafts 23 to each other. The cross rail 6 is moved along the column 8 in the W-axis direction by being rotationally driven.

バランス装置２６は、前記クロスレール６をその昇降に拘わらず下から支持することにより当該クロスレール６の荷重によるボールねじ軸２３の負担を軽減するものである。このバランス装置２６は、油圧シリンダ（本発明の油圧アクチュエータに相当する）からなる一対のバランスシリンダ２７と、これらバランスシリンダ２７に対して所定圧の作動油を供給するための油圧回路２８（本発明の油圧供給回路に相当する）とを含む。   The balance device 26 reduces the burden on the ball screw shaft 23 due to the load of the cross rail 6 by supporting the cross rail 6 from below regardless of its elevation. The balance device 26 includes a pair of balance cylinders 27 composed of hydraulic cylinders (corresponding to the hydraulic actuator of the present invention) and a hydraulic circuit 28 for supplying hydraulic oil of a predetermined pressure to the balance cylinders 27 (the present invention Equivalent to the hydraulic pressure supply circuit).

各バランスシリンダ２７は、クロスレール６の長手方向両端部に配置されており、シリンダ本体と、このシリンダ本体内に装填されるピストンと、このピストンから下方に延びるロットとを有し、シリンダ本体がコラム８の側面に固定されるとともに、ロットの上端部がクロスレール６の下面に固定されている。このバランスシリンダ２７は、油圧回路２８から供給される油圧によりクロスレール６のＷ軸方向の荷重を支持しながら、当該クロスレール６の昇降に応じて伸縮し、これによりボールねじ軸２３によるクロスレール６の荷重負担を軽減する。   Each balance cylinder 27 is disposed at both ends of the cross rail 6 in the longitudinal direction, and includes a cylinder body, a piston loaded in the cylinder body, and a lot extending downward from the piston. While being fixed to the side surface of the column 8, the upper end portion of the lot is fixed to the lower surface of the cross rail 6. The balance cylinder 27 expands and contracts as the cross rail 6 moves up and down while supporting the load in the W-axis direction of the cross rail 6 by the hydraulic pressure supplied from the hydraulic circuit 28, thereby the cross rail by the ball screw shaft 23. Reduce the load of 6

油圧回路２８は、作動油を貯溜するタンク２９と、油圧源であるポンプ３０と、このポンプ３０を駆動する電気式のポンプモータ３２と、作動油をそれぞれバランスシリンダ２７に供給するための油路３４、３６と、各油路３４、３６の途中にそれぞれ設けられるバランス回路３４ａ、３６ａとを含む。各バランス回路３４ａ、３６ａは、クロスレール６の荷重とバランスシリンダ２７の油圧とをバランスさせるためのもので、リリーフ付減圧弁（バランサ弁）とこれに直列に接続されるパイロットチェック弁等を含む。リリーフ付減圧弁は、バランスシリンダ２７側の油圧が所定圧力となるようにポンプ３０からの作動油の圧力を調整する減圧弁として機能するとともに、クロスレール６の下降時には、バランスシリンダ２７側の圧力を前記所定圧力に保持するリリーフ弁として機能するものである。前記パイロットチェック弁は、前記リリーフ付減圧弁とバランスシリンダ２７との間に設けられており、クロスレール６の上昇時には、リリーフ付減圧弁からバランスシリンダ２７側へ一方向にのみ作動油を通過させながら、クロスレール６の下降時にはその逆流を許容するものである。つまり、各バランス回路３４ａ、３６ａは、ポンプ３０からの作動油を、その圧力をリリーフ付減圧弁で所定圧力に調整しながらパイロットチェック弁を通じてバランスシリンダ２７に供給し、クロスレール６の下降に伴いバランスシリンダ２７側の油圧が前記所定圧力を超えると、パイロットチェック弁が作動油の逆流を許容する状態に切り替わるとともにバランスシリンダ２７側の油圧が前記所定圧力となるようにリリーフ付減圧弁及び図外のドレン油路を通じて作動油をタンク２９に戻す。これによりバランスシリンダ２７内の油圧が一定に保たれるようになっている。   The hydraulic circuit 28 includes a tank 29 that stores hydraulic oil, a pump 30 that is a hydraulic source, an electric pump motor 32 that drives the pump 30, and an oil passage for supplying hydraulic oil to the balance cylinder 27. 34 and 36, and balance circuits 34a and 36a provided in the middle of the oil passages 34 and 36, respectively. Each balance circuit 34a, 36a is for balancing the load of the cross rail 6 and the hydraulic pressure of the balance cylinder 27, and includes a pressure reducing valve with a relief (balancer valve), a pilot check valve connected in series therewith, and the like. . The pressure reducing valve with relief functions as a pressure reducing valve that adjusts the pressure of hydraulic oil from the pump 30 so that the hydraulic pressure on the balance cylinder 27 side becomes a predetermined pressure, and the pressure on the balance cylinder 27 side when the cross rail 6 is lowered. Is functioning as a relief valve for maintaining the pressure at the predetermined pressure. The pilot check valve is provided between the pressure reducing valve with relief and the balance cylinder 27. When the cross rail 6 is raised, hydraulic oil is allowed to pass from the pressure reducing valve with relief to the balance cylinder 27 only in one direction. However, when the cross rail 6 descends, the reverse flow is allowed. That is, each balance circuit 34a, 36a supplies the hydraulic oil from the pump 30 to the balance cylinder 27 through the pilot check valve while adjusting its pressure to a predetermined pressure by the pressure reducing valve with relief. When the hydraulic pressure on the balance cylinder 27 side exceeds the predetermined pressure, the pilot check valve is switched to a state allowing the backflow of the hydraulic oil, and the pressure reducing valve with relief and the unillustrated so that the hydraulic pressure on the balance cylinder 27 side becomes the predetermined pressure. The hydraulic oil is returned to the tank 29 through the drain oil passage. As a result, the hydraulic pressure in the balance cylinder 27 is kept constant.

なお、前記ポンプ３０及び前記ポンプモータ３２の回転数は可変であり、その回転数は後述のようにインバータ６７（図２参照）を介して制御装置１２により制御される。   The rotational speeds of the pump 30 and the pump motor 32 are variable, and the rotational speeds are controlled by the control device 12 via an inverter 67 (see FIG. 2) as will be described later.

上記主軸装置１０は、クロスレール６の長手方向の中間部に支持される切削工具（図示せず）を着脱可能に保持しながら回転させるものである。この主軸装置１０は、具体的には、上記クロスレール６に沿ってＹ軸方向に移動可能に設けられており、主軸装置１０の上記駆動装置４０により同方向に移送される。   The spindle device 10 rotates a cutting tool (not shown) supported by an intermediate portion in the longitudinal direction of the cross rail 6 while being detachably held. Specifically, the spindle device 10 is provided so as to be movable in the Y-axis direction along the cross rail 6 and is transferred in the same direction by the driving device 40 of the spindle device 10.

この駆動装置４０は、クロスレール６に固定されて前記主軸装置１０をＹ軸方向に案内するガイド部（図示省略）と、Ｙ軸方向に延びて主軸装置１０の図外のナット部材に螺合挿入されるボールねじ軸４１と、このボールねじ軸４１を駆動することにより主軸装置１０を上記ガイド部材に沿ってＹ軸方向に移動させるＹ軸サーボモータ４２とを含む。   The drive device 40 is fixed to the cross rail 6 and screwed to a guide portion (not shown) for guiding the spindle device 10 in the Y-axis direction and a nut member that extends in the Y-axis direction and is not shown in the drawing of the spindle device 10. It includes a ball screw shaft 41 to be inserted, and a Y axis servo motor 42 that drives the ball screw shaft 41 to move the spindle device 10 in the Y axis direction along the guide member.

上記主軸装置１０は、ラムヘッド４４と、このラムヘッド４４を上下方向に移動可能に支持するサドル４５と、ラムヘッド４４の支持駆動装置とを含んでおり、サドル４５が上記駆動装置４０のガイド部に装着されることにより上記クロスレール６に移動可能に設けられている。なお、以下の説明では、サドル４５が移動する方向をＺ軸方向という。   The spindle device 10 includes a ram head 44, a saddle 45 that supports the ram head 44 so as to be movable in the vertical direction, and a support drive device for the ram head 44. The saddle 45 is mounted on a guide portion of the drive device 40. Thus, the cross rail 6 is provided so as to be movable. In the following description, the direction in which the saddle 45 moves is referred to as the Z-axis direction.

前記ラムヘッド４４（作動部材）は、主軸４４ａ及びこれを駆動する主軸モータを備える。主軸４４ａの下端部は、前記切削工具が装着される工具装着部を構成する。この主軸４４ａは、テーブル４の上面に対して垂直となるようにラムヘッド４４に支持されている。前記主軸モータは、前記主軸４４ａ及びその工具装着部に装着された切削工具（図示せず）を一体に回転させる。   The ram head 44 (operation member) includes a main shaft 44a and a main shaft motor that drives the main shaft 44a. The lower end portion of the main shaft 44a constitutes a tool mounting portion on which the cutting tool is mounted. The main shaft 44 a is supported by the ram head 44 so as to be perpendicular to the upper surface of the table 4. The spindle motor integrally rotates the spindle 44a and a cutting tool (not shown) mounted on the tool mounting portion.

ラムヘッド４４の支持駆動装置は、ラムヘッド駆動装置４６とバランス装置５０とを含む。ラムヘッド駆動装置４６は、ラムヘッド４４をＺ軸方向に駆動するもので、サドル４５に固定され、ラムヘッド４４をＺ軸方向に案内するガイド部（図示省略）と、Ｚ軸方向に延び、かつラムヘッド４４の図外のナット部材に螺合挿入されるボールねじ軸４７と、このボールねじ軸４７を駆動することによりラムヘッド４４を上記ガイド部材に沿ってＺ軸方向に移動させるＺ軸サーボモータ４８（本発明の電気アクチュエータに相当する）とを含む。   The support driving device for the ram head 44 includes a ram head driving device 46 and a balance device 50. The ram head driving device 46 drives the ram head 44 in the Z-axis direction. The ram head driving device 46 is fixed to the saddle 45, and has a guide portion (not shown) for guiding the ram head 44 in the Z-axis direction, and extends in the Z-axis direction. A ball screw shaft 47 screwed into a nut member (not shown), and a Z-axis servomotor 48 that moves the ram head 44 in the Z-axis direction along the guide member by driving the ball screw shaft 47 Corresponding to the electric actuator of the invention).

バランス装置５０は、ラムヘッド４４を支持することによりその荷重を負担するものでる。このバランス装置５０は、油圧シリンダ（本発明の油圧アクチュエータに相当する）からなる一対のバランスシリンダ５１と、これらに所定圧の作動油を供給するための油圧回路とを含む。各バランスシリンダ５１は、ラムヘッド４４のＹ軸方向両側に配置されており、シリンダ本体と、このシリンダ本体内に装填されるピストンと、このピストンから下方に延びるロットとを有し、シリンダ本体がサドル４５に固定されるとともに、ロットの下端部がラムヘッド４４のフランジ部に固定されている。このバランスシリンダ５１は、油圧回路から供給される油圧によりラムヘッド４４のＺ軸方向の荷重を支持しながら、当該ラムヘッド４４の昇降に応じて伸縮し、これによりボールねじ軸４７によるラムヘッド４４の荷重負担を軽減する。   The balance device 50 bears the load by supporting the ram head 44. The balance device 50 includes a pair of balance cylinders 51 including hydraulic cylinders (corresponding to the hydraulic actuator of the present invention), and a hydraulic circuit for supplying hydraulic oil having a predetermined pressure thereto. Each balance cylinder 51 is disposed on both sides of the ram head 44 in the Y-axis direction, and includes a cylinder body, a piston loaded in the cylinder body, and a lot extending downward from the piston. The cylinder body is a saddle. The lower end portion of the lot is fixed to the flange portion of the ram head 44. The balance cylinder 51 expands and contracts as the ram head 44 moves up and down while supporting the load in the Z-axis direction of the ram head 44 by the hydraulic pressure supplied from the hydraulic circuit, thereby the load load on the ram head 44 by the ball screw shaft 47. To alleviate.

このバランス装置５０の上記油圧回路は、同図に示すように、クロスレール６の前記バランス装置２６の油圧回路２８と共通である。すなわち、前記油圧回路２８には、その油路として各バランスシリンダ５１に作動油を供給するための油路３８が含まれており、この油路３８を通じて各バランスシリンダ５１に作動油が供給される。なお、油路３８にはラムヘッド４４の荷重とバランスシリンダ５１の油圧とをバランスさせるためのバランス回路３８ａが介設されている。このバランス回路３８ａは、上述したバランス回路３４ａ、３６ａと同一の構成であり、従ってここではその説明を省略する。   The hydraulic circuit of the balance device 50 is common to the hydraulic circuit 28 of the balance device 26 of the cross rail 6 as shown in FIG. That is, the hydraulic circuit 28 includes an oil passage 38 for supplying hydraulic oil to each balance cylinder 51 as an oil passage, and the hydraulic oil is supplied to each balance cylinder 51 through the oil passage 38. . The oil passage 38 is provided with a balance circuit 38 a for balancing the load of the ram head 44 and the hydraulic pressure of the balance cylinder 51. The balance circuit 38a has the same configuration as the balance circuits 34a and 36a described above, and therefore description thereof is omitted here.

上記制御装置１２は、工作機械の各部の制御を行うものであり、図２に示すように、その機能構成として数値制御部６０、記憶手段６１、軸モータ制御部６２及びポンプモータ制御部６４を含んでいる。   The control device 12 controls each part of the machine tool. As shown in FIG. 2, the control device 12 includes a numerical control unit 60, a storage unit 61, a shaft motor control unit 62, and a pump motor control unit 64 as functional configurations. Contains.

記憶手段６１は、前記クロスレール駆動装置２２及びラム駆動装置４６等の駆動を数値制御するためのＮＣプログラムが記憶されており、数値制御部６０は、この記憶手段６１に記憶されているＮＣプログラムに従って各駆動装置２２、４０、４６等を作動させるための軸作動指令信号を作成して軸モータ制御部６２に出力する。   The storage means 61 stores an NC program for numerically controlling the driving of the cross rail drive device 22 and the ram drive device 46. The numerical control unit 60 stores the NC program stored in the storage means 61. Accordingly, a shaft operation command signal for operating each of the driving devices 22, 40, 46 and the like is generated and output to the shaft motor control unit 62.

軸モータ制御部６２は、当該各駆動装置２２、４０、４６の各サーボモータ２４、４２、４８を制御するものである。この軸モータ制御部６２には、サーボモータ２４、４２、４８の各ドライバ６８ａ〜６８ｃが接続されており、軸モータ制御部６２は、前記数値制御部６０から入力される軸作動指令信号に基づき当該ドライバ６８ａ〜６８ｃを介して各サーボモータ２４、４２、４８の駆動を制御する。   The shaft motor control unit 62 controls the servo motors 24, 42, 48 of the drive devices 22, 40, 46. The shaft motor control unit 62 is connected to the drivers 68a to 68c of the servo motors 24, 42, and 48. The shaft motor control unit 62 is based on the shaft operation command signal input from the numerical control unit 60. The drive of each servo motor 24, 42, 48 is controlled via the drivers 68a-68c.

ポンプモータ制御部６４は、上記ポンプモータ３２の駆動を制御するもので、回転数演算手段６６とインバータ６７とを含む。回転数演算手段６６は、ポンプ３０の目標回転数に対応するポンプモータ３２の駆動周波数を演算し、その周波数を指令周波数として上記インバータ６７に入力する。前記インバータ６７は、その入力された指令周波数で前記ポンプモータ３２を回転させるように当該ポンプモータ３２に電流を流す。このように、この工作機械では、ポンプモータ制御部６４が前記ポンプモータ３２の回転数を変化させ、これによりポンプ流量（ポンプ３０の吐出量）を変更する。   The pump motor control unit 64 controls the driving of the pump motor 32 and includes a rotation speed calculation means 66 and an inverter 67. The rotation speed calculation means 66 calculates the drive frequency of the pump motor 32 corresponding to the target rotation speed of the pump 30, and inputs the frequency to the inverter 67 as a command frequency. The inverter 67 supplies a current to the pump motor 32 so as to rotate the pump motor 32 at the input command frequency. Thus, in this machine tool, the pump motor control unit 64 changes the rotational speed of the pump motor 32, thereby changing the pump flow rate (the discharge amount of the pump 30).

回転数演算手段６６（本発明の回転数決定手段に相当する）は、クロスレール６及びラムヘッド４４を駆動するためのＮＣプログラムに従ってポンプ流量、すなわちバランスシリンダ２７、５１に供給すべき作動油の必要供給量を演算するとともに、そのポンプ流量に見合ったポンプ３０の目標回転数を演算する。具体的には、この回転数演算手段６６には、数値制御部６０から軸モータ制御部６２への軸動作指令信号が分配入力されており、回転数演算手段６６は、この軸動作指令信号のうちクロスレール６及びラムヘッド４４を駆動するための軸動作指令の内容（ＮＣプログラムの内容）、つまり、Ｗ軸サーボモータ２４及びＺ軸サーボモータ４８に対する指令内容を読取り、その内容に基づき、Ｗ軸サーボモータ２４によるクロスレール６の駆動状態およびバランスシリンダ５１によるラムヘッド４４の駆動状態に応じた作動油のポンプ流量を演算し、その流量に見合ったポンプ３０の目標回転数を演算する。   The rotational speed calculation means 66 (corresponding to the rotational speed determination means of the present invention) is a pump flow rate according to the NC program for driving the cross rail 6 and the ram head 44, that is, the necessity of hydraulic oil to be supplied to the balance cylinders 27 and 51. The supply amount is calculated, and the target rotational speed of the pump 30 corresponding to the pump flow rate is calculated. Specifically, a shaft operation command signal from the numerical control unit 60 to the shaft motor control unit 62 is distributed and input to the rotation speed calculation means 66, and the rotation speed calculation means 66 receives the shaft operation command signal. Of these, the content of the axis operation command (the content of the NC program) for driving the cross rail 6 and the ram head 44, that is, the command content for the W-axis servo motor 24 and the Z-axis servo motor 48 is read and based on the content, The pump flow rate of the hydraulic oil according to the driving state of the cross rail 6 by the servo motor 24 and the driving state of the ram head 44 by the balance cylinder 51 is calculated, and the target rotational speed of the pump 30 corresponding to the flow rate is calculated.

なお、当実施形態では、上記ポンプモータ制御部６４及びインバータ６７が本発明のポンプモータ回転数制御手段に相当しており、従って、当実施形態では、ポンプモータ回転数制御手段が回転数決定手段（回転数演算手段６６）としての機能を兼ね備えた構成となっている。   In the present embodiment, the pump motor control unit 64 and the inverter 67 correspond to the pump motor rotation speed control means of the present invention. Therefore, in this embodiment, the pump motor rotation speed control means is the rotation speed determination means. It has a configuration that also has a function as (rotational speed calculation means 66).

次に、この制御装置１２のポンプモータ制御部６４による油圧回路２８のポンプ流量制御について、図５〜図７を参照しつつ図３及び図４のフローチャートに従って説明する。   Next, pump flow rate control of the hydraulic circuit 28 by the pump motor control unit 64 of the control device 12 will be described according to the flowcharts of FIGS. 3 and 4 with reference to FIGS.

この制御が開始されると、ポンプモータ制御部６４は油圧がＯＮか否か、すなわちポンプモータ３２が後記下限回転数ＲＭＩＮ以上で駆動しているか否かを判断する（ステップＳ１）。ここで、駆動していないと判断した場合には、インバータ６７に与える指令周波数として現在設定されている指令周波数をクリアした後、後述するステップＳ２５に移行する（ステップＳ２）。なお、ポンプモータ制御部６４は、ポンプモータ３２に内蔵される図外のエンコーダからの入力信号に基づいて当該ステップＳ１の判断を行う。 When this control is started, the pump motor control unit 64 determines whether or not the hydraulic pressure is ON, that is, whether or not the pump motor 32 is driven at the lower limit rotational speed R MIN described later (step S1). If it is determined that the motor is not being driven, the command frequency currently set as the command frequency to be given to the inverter 67 is cleared, and the process proceeds to step S25 described later (step S2). The pump motor control unit 64 performs the determination in step S1 based on an input signal from an encoder (not shown) built in the pump motor 32.

ステップＳ１でＹＥＳと判断した場合には、ポンプモータ制御部６４は、前回求めたポンプ流量値をクリアした後（ステップＳ３）、数値制御部６０から分配入力される軸作動指令信号に基づきＺ軸（ラムヘッド４４）の駆動内容を読み取る（ステップＳ５）。具体的には、Ｚ軸サーボモータ４８の移動方向及び同速度を読み取り、その内容に基づき、Ｚ軸サーボモータ４８によるラムヘッド４４の駆動状態に応じてバランスシリンダ５１に供給すべき作動油の必要供給量（ポンプ流量）を演算する。当例では、ラムヘッド４４が上昇駆動されるか否かを判断し（ステップＳ７）、ここで、ラムヘッド４４が上昇駆動されると判断した場合には、ポンプモータ制御部６４（回転数演算手段６６）は、ラムヘッド４４の移動速度に基づいて必要なポンプ流量を演算する（ステップＳ９）。すなわち、前記移動速度で上昇するラムヘッド４４の荷重をバランスシリンダ５１により支障なく支持するために必要なポンプ流量を演算する。なお、ステップＳ７でＮＯと判断した場合には、ステップＳ１１に移行する。   If YES is determined in step S1, the pump motor control unit 64 clears the pump flow rate value obtained last time (step S3), and then, based on the shaft operation command signal distributed and input from the numerical control unit 60, the Z axis The driving content of the (ram head 44) is read (step S5). Specifically, the moving direction and the same speed of the Z-axis servo motor 48 are read, and based on the contents, the necessary supply of hydraulic oil to be supplied to the balance cylinder 51 according to the driving state of the ram head 44 by the Z-axis servo motor 48 Calculate the amount (pump flow rate). In this example, it is determined whether or not the ram head 44 is driven up (step S7). If it is determined that the ram head 44 is driven up, the pump motor control unit 64 (rotational speed calculation means 66). ) Calculates the required pump flow rate based on the moving speed of the ram head 44 (step S9). That is, the pump flow rate required to support the load of the ram head 44 rising at the moving speed without any trouble by the balance cylinder 51 is calculated. If NO is determined in step S7, the process proceeds to step S11.

さらに、ポンプモータ制御部６４は、前記軸作動指令信号に基づきＷ軸（クロスレール６）の駆動内容を読み取る（ステップＳ１１）、具体的には、Ｗ軸サーボモータ２４の移動方向及び同速度を読み取り、その内容に基づき、Ｗ軸サーボモータ２４によるクロスレール６の駆動状態に応じたバランスシリンダ２７に供給すべき作動油の必要供給量（ポンプ流量）を演算する。当例では、クロスレール６が上昇駆動されるか否かを判断し（ステップＳ１３）、ここで、クロスレール６が上昇駆動されると判断した場合には、ポンプモータ制御部６４（回転数演算手段６６）は、クロスレール６の移動速度に基づいて必要なポンプ流量を演算する（ステップＳ１５）。すなわち、前記移動速度で上昇するクロスレール６の荷重をバランスシリンダ２７により支障なく支持するために必要なポンプ流量を演算する。なお、ステップＳ１３でＮＯと判断した場合には、ステップＳ１７に移行する。   Further, the pump motor control unit 64 reads the drive content of the W axis (cross rail 6) based on the shaft operation command signal (step S11). Specifically, the movement direction and the same speed of the W axis servo motor 24 are determined. Based on the read contents, the required supply amount (pump flow rate) of hydraulic oil to be supplied to the balance cylinder 27 according to the driving state of the cross rail 6 by the W-axis servomotor 24 is calculated. In this example, it is determined whether or not the cross rail 6 is driven up (step S13). If it is determined that the cross rail 6 is driven up, the pump motor control unit 64 (rotational speed calculation) The means 66) calculates a necessary pump flow rate based on the moving speed of the cross rail 6 (step S15). That is, the pump flow rate required to support the load of the cross rail 6 rising at the moving speed by the balance cylinder 27 without any trouble is calculated. If NO is determined in step S13, the process proceeds to step S17.

ステップＳ９，Ｓ１５のポンプ流量は、（計算式） バランスシリンダ２７（５１）のシリンダ内断面積（ｍｍ２）×クロスレール６（ラムヘッド４４）の移動速度（ｍｍ／ｓｅｃ）×シリンダ数、に基づいて求められる。 The pump flow rate in steps S9 and S15 is based on (calculation formula) cross-sectional area in the cylinder (mm 2 ) of the balance cylinder 27 (51) × moving speed (mm / sec) of the cross rail 6 (ram head 44) × number of cylinders. Is required.

次に、ポンプモータ制御部６４は、ステップＳ９、Ｓ１５の結果に基づき総ポンプ流量を演算し、この総ポンプ流量に基づいてポンプ３０の目標回転数を決定する（ステップＳ１７）。なお、両ステップＳ９、Ｓ１５でポンプ流量が求められていない場合（ステップＳ７，Ｓ１３で共にＮＯの場合）には、ポンプモータ制御部６４は、総ポンプ流量を「０」として目標回転数を決定する。   Next, the pump motor control unit 64 calculates the total pump flow rate based on the results of steps S9 and S15, and determines the target rotational speed of the pump 30 based on the total pump flow rate (step S17). If the pump flow rate is not obtained in both steps S9 and S15 (both NO in steps S7 and S13), the pump motor control unit 64 determines the target rotational speed by setting the total pump flow rate to “0”. To do.

ここで、ポンプモータ制御部６４の回転数演算手段６６は、例えば図５に示すような回転数決定線図に基づいて目標回転数を決定する。この線図は、総ポンプ流量とその流量に対応したポンプ３０の回転数との関係を定めたものである。   Here, the rotational speed calculation means 66 of the pump motor control unit 64 determines the target rotational speed based on, for example, a rotational speed determination diagram as shown in FIG. This diagram defines the relationship between the total pump flow rate and the rotation speed of the pump 30 corresponding to the flow rate.

この線図において、加速用回転数決定直線は、ポンプ３０の回転数を現在の回転数よりも上げる必要がある場合にその目標回転数を決定するための線であり、他方、減速用回転数決定直線は、ポンプ３０の回転数を現在の回転数よりも下げる必要がある場合にその目標回転数を決定するための線である。なお、減速用回転数決定直線は、総ポンプ流量が同じ値であっても加速用回転数決定直線よりも一定の割合だけポンプ回転数が高くなるように総ポンプ流量と目標回転数との関係が定められている。   In this diagram, the acceleration rotational speed determination straight line is a line for determining the target rotational speed when the rotational speed of the pump 30 needs to be higher than the current rotational speed, and on the other hand, the deceleration rotational speed. The determination straight line is a line for determining the target rotational speed when the rotational speed of the pump 30 needs to be lower than the current rotational speed. It should be noted that the deceleration rotational speed determination line is a relationship between the total pump flow rate and the target rotational speed so that the pump rotational speed is increased by a fixed rate than the acceleration rotational speed determination line even if the total pump flow rate is the same value. Is stipulated.

ポンプモータ制御部６４は、この回転数決定線図と総ポンプ流量とに基づいて目標回転数を決定する。具体的には、図５に示すように、総ポンプ流量Ｑと加速用回転数決定直線とに基づき加速用目標回転数Ｒ１を求め、さらに総ポンプ流量Ｑと減速用回転数決定直線とに基づき減速用目標回転数Ｒ２を求める。 The pump motor control unit 64 determines the target rotational speed based on the rotational speed determination diagram and the total pump flow rate. Specifically, as shown in FIG. 5, the acceleration target revolutions R 1 based on the total pump flow rate Q and the acceleration rotation speed determining linear sought, in a further decelerated rotation speed determined linearly with the total pump flow rate Q based Request decelerating target speed R 2.

次に、ポンプモータ制御部６４は、現在の目標回転数Ｒ０と加速用目標回転数Ｒ１とを比較し、上記総ポンプ流量Ｑとの関係で現在の目標回転数Ｒ０が加速用目標回転数Ｒ１よりも低いか否かを判断する（ステップＳ１９）。ここで低いと判断した場合には、ポンプモータ制御部６４は、ステップＳ１７で求めた加速用目標回転数Ｒ１を目標回転数として決定した後、ステップＳ２５に移行する（ステップＳ３５）。例えば、図５に示すように、現在の目標回転数Ｒ０が加速用目標回転数Ｒ１よりも低い場合には、総ポンプ流量Ｑとの関係でポンプ流量が不足しているため、ポンプ流量を増加させるべく加速用目標回転数Ｒ１を目標回転数とする。 Next, the pump motor control unit 64 compares the current target rotational speed R 0 with the acceleration target rotational speed R 1 and determines that the current target rotational speed R 0 is the acceleration target relative to the total pump flow rate Q. to determine low or not than the rotation speed R 1 (step S19). If it is determined that low here, the pump motor control unit 64, after determining the acceleration target revolutions R 1 obtained in step S17 as a target rotational speed, the process proceeds to step S25 (step S35). For example, as shown in FIG. 5, since the current target rotational speed R 0 is lower than the acceleration target revolutions R 1, the pump flow rate is insufficient in relation to the total pump flow rate Q, the pump flow rate the acceleration target revolutions R 1 to increase the target rotation speed.

ステップＳ１９でＮＯと判断した場合（現在の目標回転数Ｒ０が加速用目標回転数Ｒ１以上と判断した場合）には、ポンプモータ制御部６４は、総ポンプ流量Ｑとの関係で現在の目標回転数Ｒ０が減速用目標回転数Ｒ２よりも高いか否かを判断する（ステップＳ２１）。ここで高いと判断した場合には、ポンプモータ制御部６４は、ステップＳ１７で求めた減速用目標回転数Ｒ２を目標回転数として決定した後、ステップＳ２５に移行する（ステップＳ２３）。例えば、図６に示すように、現在の目標回転数Ｒ０が減速用目標回転数Ｒ２よりも高い場合には、総ポンプ流量Ｑとの関係でポンプ流量が多すぎるため、ポンプ流量を抑えるべく減速用目標回転数Ｒ２を目標回転とする。 Step S19 If it is determined NO in the (when it is determined that the current target rotational speed R 0 acceleration target revolutions R 1 or higher), the pump motor control unit 64, the current in relation to the total pump flow rate Q target rotational speed R 0 is determined whether higher than the deceleration target revolutions R 2 (step S21). If it is determined that high here, the pump motor control unit 64, after determining the deceleration target revolutions R 2 obtained in step S17 as a target rotational speed, the process proceeds to step S25 (step S23). For example, as shown in FIG. 6, when the current target rotational speed R 0 is higher than the deceleration target rotational speed R 2 , the pump flow rate is too high in relation to the total pump flow rate Q, so the pump flow rate is suppressed. a deceleration target revolutions R 2 and target rotation to.

ステップＳ２１でＮＯと判断した場合、つまり、現在の目標回転数Ｒ０が加速用目標回転数Ｒ１以上で、かつ減速用目標回転数Ｒ２以下の場合には、ポンプモータ制御部６４は、現在の目標回転数Ｒ０を目標回転数として決定した後、ステップＳ２５に移行する（ステップＳ３７）。例えば、図７に示すように、現在の目標回転数Ｒ０が加速用目標回転数Ｒ１以上でかつ減速用目標回転数Ｒ２以下の場合には、上記総ポンプ流量Ｑとの関係で必要なポンプ流量は充足されており、また、過剰と言えるほどポンプ流量も多くないため、この場合には、現在のポンプ３０の回転数を維持すべく現在の目標回転数Ｒ０を仮目標回転数として決定する。すなわち、図５に示す回転数決定線図において加速用回転数決定直線と減速用回転数決定直線との間は不感帯域とされ、ポンプモータ制御部６４は、上記総ポンプ流量Ｑとの関係で現在の目標回転数Ｒ０がこの不感帯域にある場合（加速用目標回転数Ｒ１以上でかつ減速用目標回転数Ｒ２以下の場合）には、上記の通り、総ポンプ流量Ｑとの関係で必要なポンプ流量は充足されており、また、過剰と言えるほどポンプ流量も多いとも言えないため、後述するように、ポンプ流量の安定化の観点から現在の目標回転数Ｒ０を目標回転数として決定する。 Step S21 If it is determined NO in, that is, at the current target rotational speed R 0 acceleration target revolutions R 1 above, and if: the deceleration target revolutions R 2, the pump motor controller 64, After determining the current target rotational speed R0 as the target rotational speed, the process proceeds to step S25 (step S37). For example, as shown in FIG. 7, when the current target rotational speed R 0 is not less than the acceleration target rotational speed R 1 and not more than the deceleration target rotational speed R 2 , it is necessary in relation to the total pump flow rate Q. In this case, the current target rotational speed R 0 is set to the temporary target rotational speed in order to maintain the current rotational speed of the pump 30. Determine as. That is, in the rotational speed determination diagram shown in FIG. 5, the dead zone is between the acceleration rotational speed determination line and the deceleration rotational speed determination line, and the pump motor control unit 64 is related to the total pump flow rate Q. If the current target rotational speed R 0 is in this dead band (for acceleration target revolutions R 1 or more and less speed reduction target rotation speed R 2) is, as described above, the relationship between the total pump flow rate Q The necessary pump flow rate is sufficient, and the pump flow rate cannot be said to be excessive. Therefore, as will be described later, the current target rotational speed R 0 is set to the target rotational speed from the viewpoint of stabilizing the pump flow rate. Determine as.

ステップＳ２３、Ｓ３５、Ｓ３７の何れかの処理で目標回転数を決定すると、ポンプモータ制御部６４は、当該目標回転数が予め設定された範囲内か、すなわち図５〜図７に示す下限回転数ＲＭＩＮ以上であってかつ上限回転数ＲＭＡＸ以下か否かを判断する（ステップＳ２５）。ここで、下限回転数ＲＭＩＮは、例えばバランスシリンダ２７、５１を正常に機能させることが可能なポンプ流量の下限値であり、上限回転数ＲＭＡＸはポンプ３０に過剰な負荷を与えることなく安定的にポンプ流量を維持することが可能な上限値である。 When the target rotational speed is determined in any one of steps S23, S35, and S37, the pump motor control unit 64 determines whether the target rotational speed is within a preset range, that is, the lower limit rotational speed shown in FIGS. It is determined whether it is greater than or equal to R MIN and less than or equal to the upper limit rotational speed R MAX (step S25). Here, the lower limit rotational speed R MIN is, for example, a lower limit value of the pump flow rate that allows the balance cylinders 27 and 51 to function normally, and the upper limit rotational speed R MAX is stable without applying an excessive load to the pump 30. This is an upper limit value that can maintain the pump flow rate.

なお、ポンプモータ制御部６４は、ステップＳ２の処理で指令周波数をクリアした場合には、目標回転数を「０」と仮定してステップＳ２５の判断を行う。従ってこの場合には、ポンプモータ制御部６４は常にＮＯと判断する。   In addition, when the command frequency is cleared in the process of step S2, the pump motor control unit 64 performs the determination of step S25 assuming that the target rotational speed is “0”. Therefore, in this case, the pump motor control unit 64 always determines NO.

ポンプモータ制御部６４は、ステップＳ２５において目標回転数が上記範囲内にないと判断した場合には、目標回転数を下限回転数ＲＭＩＮ又は上限回転数ＲＭＡＸに変更した後、ステップＳ２９に移行する（ステップＳ２７）。具体的には、目標回転数が下限回転数ＲＭＩＮ未満である場合には目標標回転数を下限回転数ＲＭＩＮに変更し、また、目標回転数が上限回転数ＲＭＡＸを超えている場合には目標標回転数を上限回転数Ｒ ＭＡＸ に変更する。なお、ステップＳ２５において、目標回転数が上記範囲内にあると判断した場合には、ポンプモータ制御部６４は、ステップＳ２７の処理をスキップしてステップＳ２９に移行する。 Pump motor control unit 64, after the target rotational speed in step S25 is changing when it is determined not within the above range, the target rotational speed to the lower limit rotational speed R MIN or the upper limit rotational speed R MAX, proceeds to step S29 (Step S27). Specifically, when the target speed is less than the lower limit engine speed R MIN changes the Objectives rotational speed to lower limit revolution speed R MIN, also when the target rotational speed exceeds the upper limit rotational speed R MAX The target rotational speed is changed to the upper limit rotational speed R MAX . If it is determined in step S25 that the target rotational speed is within the above range, the pump motor control unit 64 skips step S27 and proceeds to step S29.

そして、ポンプモータ制御部６４は、目標回転数に見合ったポンプモータ３２の駆動周波数を演算するとともに、当該周波数を指令周波数として前記インバータ６７に与え（ステップＳ２９）、その後、当該指令周波数を設定指令周波数として更新した上で（ステップＳ３１）、ステップＳ３にリターンする。こうして以降、ステップＳ２〜ステップＳ３７の処理が繰り返し実行されることにより、クロスレール６及びラムヘッド４４の駆動状態に応じてポンプ３０の回転数がポンプモータ制御部６４により制御されることによりポンプ流量が変更されることとなる。   Then, the pump motor control unit 64 calculates the drive frequency of the pump motor 32 corresponding to the target rotational speed, gives the frequency to the inverter 67 as a command frequency (step S29), and then sets the command frequency to the setting command. After updating as the frequency (step S31), the process returns to step S3. Thereafter, the processing of step S2 to step S37 is repeatedly executed so that the pump motor control unit 64 controls the rotational speed of the pump 30 in accordance with the driving state of the cross rail 6 and the ram head 44, thereby reducing the pump flow rate. Will be changed.

以上のような本実施形態に係る工作機械では、クロスレール６のバランス装置２６に関し、上記のようにインバータ６７がポンプモータ３２の回転数を変えることによりポンプの吐出量（ポンプ流量）を変更可能とし、さらに、その回転数はクロスレール６の駆動状態に応じて必要なポンプ流量に見合った回転数に決定される。そのため、ポンプ３０を常時定格回転数で運転するといった無駄な運転を無くしてポンプ３０（ポンプモータ３２）を効率的に駆動することができる。従って、ポンプを常時定格運転した上でリリーフ弁等の弁操作により作動油の流量を制御する従来の工作機械の構成に場合に比べると、ポンプ３０の駆動に要する消費電力を効果的に削減することができ、大きな節電効果を得ることができる。また、ポンプを常時定格運転する場合に比べてポンプ駆動による騒音を低減することもできる。   In the machine tool according to the present embodiment as described above, regarding the balance device 26 of the cross rail 6, the inverter 67 can change the pump discharge amount (pump flow rate) by changing the rotation speed of the pump motor 32 as described above. Further, the rotation speed is determined to be a rotation speed corresponding to a necessary pump flow rate in accordance with the driving state of the cross rail 6. For this reason, it is possible to efficiently drive the pump 30 (pump motor 32) without the useless operation of constantly operating the pump 30 at the rated rotational speed. Therefore, the power consumption required for driving the pump 30 is effectively reduced as compared with the conventional machine tool configuration in which the pump is constantly rated for operation and the flow rate of hydraulic oil is controlled by operating a relief valve or the like. And a great power saving effect can be obtained. In addition, noise caused by driving the pump can be reduced as compared with the case where the pump is always operated at a rated value.

しかも、この工作機械では、数値制御部６０から軸モータ制御部６２への軸動作指令信号をポンプモータ制御部６４に分配入力してこの軸動作指令信号の内容（ＮＣプログラムの内容）を読み取り、その内容に基づいてポンプ３０の回転数を決定し、この決定された回転数に基づいてポンプモータ３２の回転数を変更するので、当該回転数の応答遅れが小さい。例えば、油圧回路内の油圧をセンサで検出しながらその検出値が一定になるようにポンプ流量（ポンプの回転数）を変更する場合には、実際のクロスレール６の駆動状態の変化とこれに伴う油圧の変化との間の時間的なずれが大きいため、著しい応答遅れを避けることができないが、上記のように、軸動作指令信号の内容（ＮＣプログラムの内容）を読み取り、その内容に基づいてポンプモータ３２の回転数を変更する場合には、クロスレール６の駆動状態の変化に先行してポンプモータ３２の回転数を変更することが可能となる。つまり、クロスレール６の上昇開始前に事前にポンプ流量を変更することが可能となる。従って、バランスシリンダ２７はクロスレール６の駆動状態に応じて応答性良く伸縮しながら当該クロスレール６を適切に支持することが可能となる。   In addition, in this machine tool, the shaft operation command signal from the numerical control unit 60 to the shaft motor control unit 62 is distributed and input to the pump motor control unit 64 to read the content of the shaft operation command signal (content of the NC program), Since the rotation speed of the pump 30 is determined based on the content and the rotation speed of the pump motor 32 is changed based on the determined rotation speed, the response delay of the rotation speed is small. For example, when the pump flow rate (the number of rotations of the pump) is changed so that the detected value becomes constant while detecting the hydraulic pressure in the hydraulic circuit with a sensor, the actual change in the driving state of the cross rail 6 and the change The time lag between the change in hydraulic pressure and the accompanying change is large, so a significant response delay cannot be avoided. However, as described above, the content of the axis operation command signal (the content of the NC program) is read and based on the content. Thus, when the rotational speed of the pump motor 32 is changed, the rotational speed of the pump motor 32 can be changed prior to the change of the driving state of the cross rail 6. That is, the pump flow rate can be changed in advance before the cross rail 6 starts to rise. Therefore, the balance cylinder 27 can appropriately support the cross rail 6 while expanding and contracting with high responsiveness according to the driving state of the cross rail 6.

また、この工作機械は、クロスレール６のバランス装置２６に加えて、ラムヘッド４４の荷重を支持するためのバランス装置５０を備えており、これらバランス装置２６、５０が共通の油圧回路２８を有するが、この工作機械では、上記の通りクロスレール６のみならずラムヘッド４４についてもその駆動内容を前記軸動作指令信号から読取り、クロスレール６及びラムヘッド４４の双方の駆動内容に見合ったトータル的なポンプ流量（総ポンプ流量Ｑ）を求めてポンプ３０（ポンプモータ３２）の駆動を制御する。そのため、ラムヘッド４４についても前記クロスレール６の場合と同様に、応答遅れを伴うことなく、バランスシリンダ５１によりラムヘッド４４をその駆動状態に応じて適切に支持することが可能となる。従って、クロスレール６とラムヘッド４４とが同じタイミングで、若しくは異なるタイミングで停止状態から上昇を開始するような場合でも、クロスレール６及びラムヘッド４４の何れについてもそれらの荷重を確実にバランスシリンダ２７、５１により支持することができる。   Further, this machine tool includes a balance device 50 for supporting the load of the ram head 44 in addition to the balance device 26 of the cross rail 6, and these balance devices 26 and 50 have a common hydraulic circuit 28. In this machine tool, as described above, not only the cross rail 6 but also the ram head 44 is read from the shaft operation command signal, and the total pump flow rate corresponding to the drive contents of both the cross rail 6 and the ram head 44 is read. The total pump flow rate Q is obtained to control the driving of the pump 30 (pump motor 32). For this reason, the ram head 44 can be appropriately supported by the balance cylinder 51 according to its driving state without causing a delay in response as in the case of the cross rail 6. Therefore, even when the cross rail 6 and the ram head 44 start rising from the stopped state at the same timing or at different timings, the balance cylinder 27, 51 can be supported.

また、この工作機械では、総ポンプ流量Ｑとポンプ３０の目標回転数との関係を定めた回転数決定線図（図５参照）に基づいてポンプ３０の目標回転数を決定するが、上記のように総ポンプ流量Ｑとの関係で現在の目標回転数Ｒ０が上記不感帯域にある場合、つまり、現在の目標回転数Ｒ０が加速用目標回転数Ｒ１以上で、かつ減速用目標回転数Ｒ２以下の範囲内にある場合には、目標回転数を変更することなく現在の目標回転数Ｒ０を維持するようにしているため（図４のステップＳ３７、図７）、クロスレール６等の駆動内容に応じてポンプ流量を変更することによる弊害、例えばポンプ３０の回転数が頻繁に変更されてポンプ流量が不安定化するという不都合を回避することができる。すなわち、ポンプ３０の目標回転数を決定する場合、上記回転数決定線図のうち加速用回転数決定直線のみを用い、当該直線と総ポンプ流量Ｑとに基づき目標回転数を決定し、その決定した目標回転数で常にポンプ３０を駆動することも考えられる。しかし、この場合には、決定した目標回転数と現在の目標回転数Ｒ０とに少しでも差があると、その都度ポンプ回転数を変更する必要があり、短時間の間に何度も回転数が変更される結果、ポンプ流量が不安定となってバランスシリンダ２７等の作動に支障が出ることが考えられる。これに対して、上記のような不感帯域を設定しておき、総ポンプ流量Ｑとの関係で現在の目標回転数Ｒ０が上記不感帯域内にある場合に現在の目標回転数Ｒ０を維持するようにすれば、短時間の間に何度もポンプ３０の回転数が変更されるといった不都合を回避しながら必要なポンプ流量を確保することができる。従って、クロスレール６等の駆動内容に応じてポンプ流量を変更する一方で、ポンプ流量が不安定化するといった弊害を回避することができる。 In this machine tool, the target rotational speed of the pump 30 is determined based on the rotational speed determination diagram (see FIG. 5) that defines the relationship between the total pump flow rate Q and the target rotational speed of the pump 30. Thus, when the current target rotational speed R 0 is in the dead zone in relation to the total pump flow rate Q, that is, the current target rotational speed R 0 is equal to or greater than the acceleration target rotational speed R 1 and the deceleration target rotational speed. the number R in some cases in 2 within the following range, since in order to maintain the current target rotational speed R 0 without changing the target speed (step S37 in FIG. 4, FIG. 7), the cross rail 6 The adverse effect of changing the pump flow rate in accordance with the drive content such as, for example, the inconvenience of the pump flow rate becoming unstable due to frequent changes in the rotation speed of the pump 30 can be avoided. That is, when determining the target rotational speed of the pump 30, only the acceleration rotational speed determination line is used in the rotational speed determination diagram, the target rotational speed is determined based on the straight line and the total pump flow rate Q, and the determination is made. It is also conceivable to always drive the pump 30 at the target rotational speed. However, in this case, if there is any difference between the determined target rotational speed and the current target rotational speed R0 , it is necessary to change the pump rotational speed each time. As a result of changing the number, it is conceivable that the pump flow rate becomes unstable and the operation of the balance cylinder 27 and the like is hindered. In contrast, previously set the dead zone as described above, the current target rotational speed R 0 in relation to the total pump flow rate Q is to maintain the current target rotational speed R 0 when in the dead zone region By doing so, it is possible to ensure the necessary pump flow rate while avoiding the inconvenience that the rotational speed of the pump 30 is changed many times in a short time. Therefore, while changing the pump flow rate according to the driving content of the cross rail 6 or the like, it is possible to avoid the disadvantage that the pump flow rate becomes unstable.

ところで、以上説明したＮＣ工作機械は、本発明に係るＮＣ工作機械の実施形態の一例であって、その具体的な構成は本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。   By the way, the NC machine tool described above is an example of an embodiment of the NC machine tool according to the present invention, and the specific configuration thereof can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.

例えば、上記実施形態の工作機械は、クロスレール６及びラムヘッド４４の荷重をそれぞれ支持するためのバランスシリンダ２７、５１が共通の油圧回路２８に繋がれたものであるが、さらにこれらバランスシリンダ２７、５１以外の油圧アクチュエータがこの油圧回路２８に繋がれることにより当該油圧アクチュエータが作動するように構成されるものであってもよい。例えば、主軸４４ａに対して工具を自動交換するための自動工具交換装置（ＡＴＣ）等、油圧シリンダにより作動する一乃至複数の付帯装置を工作機械が備える場合には、当該付帯装置の油圧シリンダが前記油圧回路２８に繋がれている構成であってもよい。この場合には、前記付帯装置を制御するために数値制御部６０が動作指令信号をポンプモータ制御部６４に分配入力し、これによりポンプモータ制御部６４が当該付帯装置の駆動内容を読み取って、その内容に応じてポンプ３０を駆動制御すればよい。具体的には、図３のステップＳ１５、Ｓ１７の処理の間に、例えば図８に示すようなステップＳ１６１、Ｓ１６２の処理が追加されればよい。すなわち、ポンプモータ制御部６４の回転数演算手段６６は、数値制御部６０から出力される動作指令信号（ＮＣプログラムの内容）を読み取ることにより、前記付帯装置の油圧シリンダのうち作動させるものがあるか否かを判断し（ステップＳ１６１）、ここでＹＥＳと判断した場合には、当該付帯装置の油圧シリンダを支障なく作動させるために必要なポンプ流量を演算した後（ステップＳ１６２）、ステップ１７に移行する。この構成によれば、ポンプモータ制御部６４は、クロスレール６及びラムヘッド４４に加え、さらに付帯装置の駆動内容からポンプ流量（総ポンプ流量Ｑ）を求めてポンプ３０の駆動を制御する。そのため、自動工具交換装置（ＡＴＣ）等の付帯装置の油圧シリンダについても上記油圧回路２８を共通化して適切に作動させることが可能となる。そしてこの場合も、ポンプモータ制御部６４が、付帯装置を制御するための動作指令信号からその駆動内容を先取り的に読み取り、その駆動内容を考慮してポンプ流量を変更するため、付帯装置の作動開始時点から必要流量の作動油を適切に当該付帯装置の油圧シリンダに供給することが可能であり、これにより応答遅れを伴うことなく当該付帯装置を良好に作動させることが可能となる。   For example, in the machine tool of the above embodiment, balance cylinders 27 and 51 for supporting the loads of the cross rail 6 and the ram head 44 are connected to a common hydraulic circuit 28. The hydraulic actuator other than 51 may be configured to operate by being connected to the hydraulic circuit 28. For example, when the machine tool includes one or more auxiliary devices operated by a hydraulic cylinder, such as an automatic tool changer (ATC) for automatically changing a tool with respect to the main shaft 44a, the hydraulic cylinder of the auxiliary device is The structure connected with the said hydraulic circuit 28 may be sufficient. In this case, the numerical control unit 60 distributes and inputs an operation command signal to the pump motor control unit 64 in order to control the auxiliary device, whereby the pump motor control unit 64 reads the driving content of the auxiliary device, What is necessary is just to drive-control the pump 30 according to the content. Specifically, for example, steps S161 and S162 as shown in FIG. 8 may be added between steps S15 and S17 in FIG. That is, the rotation speed calculation means 66 of the pump motor control unit 64 reads the operation command signal (contents of the NC program) output from the numerical control unit 60, thereby operating the hydraulic cylinder of the auxiliary device. (Step S161), and if YES is determined here, after calculating the pump flow rate necessary to operate the hydraulic cylinder of the auxiliary device without any trouble (step S162), the process proceeds to step 17. Transition. According to this configuration, in addition to the cross rail 6 and the ram head 44, the pump motor control unit 64 further determines the pump flow rate (total pump flow rate Q) from the driving content of the auxiliary device, and controls the driving of the pump 30. For this reason, the hydraulic circuit 28 can be made to operate appropriately with respect to a hydraulic cylinder of an accessory device such as an automatic tool changer (ATC). In this case as well, the pump motor control unit 64 reads the driving content in advance from the operation command signal for controlling the auxiliary device, and changes the pump flow rate in consideration of the driving content. It is possible to appropriately supply a required flow rate of hydraulic oil to the hydraulic cylinder of the auxiliary device from the start time, and thereby it is possible to operate the auxiliary device satisfactorily without causing a response delay.

また、上記実施形態では、ポンプ３０の目標回転数を決定するに際して、総ポンプ流量Ｑとの関係で現在の目標回転数Ｒ０が上記不感帯域にある場合には、現在の目標回転数Ｒ０を目標回転数とすることによりポンプ流量が頻繁に変更されることを回避してポンプ流量の安定化を図っているが、同様の目的を達成するために、例えば図９のフローチャートに示すように油圧回路２８のポンプ流量を制御するようにしてもよい。 In the above embodiment, when determining the target rotational speed of the pump 30, if the current target rotational speed R0 is in the dead zone in relation to the total pump flow rate Q, the current target rotational speed R0. The target flow rate is used to avoid frequent changes in the pump flow rate, and the pump flow rate is stabilized. To achieve the same purpose, for example, as shown in the flowchart of FIG. The pump flow rate of the hydraulic circuit 28 may be controlled.

この図に示す制御（フローチャート）は、図４の制御（フローチャート）を基礎として、そのステップＳ２１とステップＳ２３との間にステップＳ２２１〜Ｓ２２４の処理が、またステップＳ３５、Ｓ３７とステップＳ２５との間にステップＳ３８の処理が追加されたものである。従って、以下の説明では、これら追加された処理（ステップＳ２２１〜Ｓ２２４及びステップＳ３８）について主に説明することにする。   The control (flowchart) shown in this figure is based on the control (flowchart) of FIG. 4, the processing of steps S221 to S224 between step S21 and step S23, and between step S35, S37 and step S25. The process of step S38 is added. Therefore, in the following description, these added processes (steps S221 to S224 and step S38) will be mainly described.

同図に示すように、ポンプモータ制御部６４は、ステップＳ２１の判断でＮＯと判断した場合（現在の目標回転数Ｒ０が減速用目標回転数Ｒ２よりも高いと判断した場合；図６参照）には、所定の減速開始タイマ、すなわちポンプ回転数を下げる（ポンプモータ３２を減速させる）までの猶予時間を経時するタイマがオンされているか否かを判断する（ステップＳ２２１）。ここで、ＮＯと判断した場合には、ポンプモータ制御部６４は、減速開始タイマをオンした後（ステップＳＳ２２２）、ステップＳ２２３に移行する。他方、ステップＳ２２１でＹＥＳと判断した場合には、ポンプモータ制御部６４は、ステップＳ２２２の処理をスキップしてステップＳ２２３に移行する。 As shown in the figure, the pump motor controller 64, if it is determined that NO is determined in step S21 (when it is determined that the current target rotational speed R 0 is higher than the deceleration target revolutions R 2; FIG. 6 In step S221, it is determined whether or not a predetermined deceleration start timer, that is, a timer that elapses a grace period until the pump rotational speed is lowered (decelerate the pump motor 32) is turned on. If it is determined NO, the pump motor control unit 64 turns on the deceleration start timer (step SS222), and then proceeds to step S223. On the other hand, if YES is determined in step S221, the pump motor control unit 64 skips step S222 and proceeds to step S223.

次いで、ポンプモータ制御部６４は、減速開始タイマがカウントアップしたか否かを判断し（ステップＳ２２３）、カウントアップしていると判断した場合にはそのままステップＳ２５に移行し、カウントアップしていないと判断した場合には、現在の目標回転数Ｒ０を目標回転数として決定した後、ステップＳ２５に移行する（ステップＳ２２４）。 Next, the pump motor control unit 64 determines whether or not the deceleration start timer has counted up (step S223), and when it is determined that the count has been increased, the process proceeds to step S25 as it is, and the count has not been increased. If it is determined that, after determining the current target rotational speed R 0 as the target rotational speed, the process proceeds to step S25 (step S224).

また、ポンプモータ制御部６４は、ステップＳ３５及びステップＳ３７の処理を経由した場合には、前記減速開始タイマをクリアした後、ステップＳ２５に移行する。   Moreover, the pump motor control part 64 transfers to step S25, after clearing the said deceleration start timer, when passing through the process of step S35 and step S37.

すなわち、上記実施形態の制御（図３，図４のフローチャートに基づく制御）では、総ポンプ流量Ｑとの関係で現在の目標回転数Ｒ０が減速用目標回転数Ｒ２よりも高いと判断した場合には（ステップＳ２１でＹＥＳ）、ポンプモータ制御部６４は、直ちにポンプ回転数を下げるべく（ポンプモータ３２を減速すべく）ステップＳ１７で求めた減速用目標回転数Ｒ２を目標回転数として決定するが、図９の例では、ポンプモータ制御部６４は、減速開始タイマがカウントアップしている場合（ステップＳ２２３でＹＥＳ）にだけ減速用目標回転数Ｒ２を目標回転数として決定し、減速開始タイマがカウントアップしていない場合（ステップＳ２２３でＮＯ）には現在の目標回転数Ｒ０を目標回転数として決定する。つまり、この図９の例では、ポンプ流量が多すぎるためにポンプ回転数を下げる必要がある場合でも、直ぐには目標回転数を変更せずに現在の目標回転数Ｒ０を維持しておき、ステップＳ２１でＹＥＳと判断する状態（現在の目標回転数Ｒ０が減速用目標回転数Ｒ２よりも高い状態）が減速開始タイマのカウントアップまで継続した場合に限りステップＳ１７で求めた減速用目標回転数Ｒ２を目標回転数として決定し、これによりポンプ回転数を下げるようにしている。従って、減速開始タイマがカウントアップするまでに、ポンプ流量を増加させるべく加速用目標回転数Ｒ１を目標回転数とした場合や（ステップＳ３５）、現在の目標回転数Ｒ０が上記不感帯域にあるために現在の目標回転数Ｒ０を目標標回転数とした場合には（ステップＳ３７）、ステップＳ３８で減速開始タイマをクリアする。 That is, in the control of the above embodiment (control based on the flowcharts of FIGS. 3 and 4), it is determined that the current target rotational speed R 0 is higher than the deceleration target rotational speed R 2 in relation to the total pump flow rate Q. If (YES in step S21), the pump motor control unit 64, as soon as to decrease the pump speed (in order to decelerate the pump motor 32) target speed deceleration target revolutions R 2 obtained in step S17 While determining, in the example of FIG. 9, the pump motor controller 64, the deceleration start timer determines only the deceleration target revolutions R 2 if you are counting up (YES at step S223) as a target rotational speed, If the deceleration start timer has not counted up (NO in step S223), the current target rotational speed R0 is determined as the target rotational speed. That is, in the example of FIG. 9, even when it is necessary to reduce the pump rotation speed because the pump flow rate is too high, the current target rotation speed R 0 is maintained without changing the target rotation speed immediately. decelerating target state determined in step S21 and YES (the current target rotational speed R 0 is higher than the deceleration target revolutions R 2 state) was determined at step S17 only if it continues to count up of the deceleration start timer the rotational speed R 2 was determined as the target rotation speed, thereby so that decrease the pump speed. Therefore, until the deceleration start timer counts up, if the acceleration target revolutions R 1 to increase the pump flow rate was set to the target rotation speed and (step S35), the current target rotational speed R 0 within said dead zone For this reason, when the current target rotational speed R0 is set as the target target rotational speed (step S37), the deceleration start timer is cleared in step S38.

このような図９のフローチャートに示す制御によれば、ポンプ回転数を下げた直後にポンプ回転数を上げたり、またポンプ回転数の上げ下げが短時間に繰り返えされるといった現象を抑制することが可能となる。従って、ポンプ流量が短時間に頻繁に変更されることを回避してポンプ流量の安定化を図ることが可能となる。   According to the control shown in the flowchart of FIG. 9, it is possible to suppress a phenomenon in which the pump rotational speed is increased immediately after the pump rotational speed is decreased or the pump rotational speed is repeatedly increased and decreased in a short time. It becomes possible. Therefore, it is possible to stabilize the pump flow rate by avoiding frequent changes in the pump flow rate in a short time.

なお、上記実施形態では、主軸装置１０が搭載されるクロスレール６が一対のコラム８に沿ってＷ軸方向に移動するいわゆる門型工作機械についての本発明の適用例について説明したが、本発明はこのような門型工作機械に限定されるものではなく、図１０に示すような工作機械についても適用可能である。   In the above embodiment, the application example of the present invention to the so-called portal machine tool in which the cross rail 6 on which the spindle device 10 is mounted moves in the W axis direction along the pair of columns 8 has been described. Is not limited to such a portal machine tool, and can also be applied to a machine tool as shown in FIG.

この図に示す工作機械は、固定テーブル７０と、一本のコラム７２と、主軸ヘッド７４を備えるサドル７６と、このサドル７６の支持駆動装置とを備えている。サドルの支持駆動装置は、サドル駆動装置８０とバランス装置８４とを含む。サドル駆動装置８０は、コラム７２に固定され、前記サドル７６をＷ軸方向（上下方向）に案内するガイド部（図示省略）と、サドル７６の図外のナット部材に螺合挿入されるボールねじ軸８１２と、これを駆動するＷ軸サーボモータ８２とを含み、当該Ｗ軸サーボモータ８２によるボールねじ軸８１の駆動に伴いサドル７６をＷ軸方向に移動させる。一方、バランス装置８４は、油圧シリンダからなる一対のバランスシリンダ８６と、これらに所定圧の圧油を供給するための油圧回路とを含む。各バランスシリンダ８６は、サドルの両側に配置されており、それぞれ下端部がサドル７６の側面に固定されるとともに上端部がコラム７２に固定されている。これによりサドル７６のＷ軸方向の荷重を各バランスシリンダ８６により支持する。   The machine tool shown in this figure includes a fixed table 70, a single column 72, a saddle 76 having a spindle head 74, and a support drive device for the saddle 76. The saddle support drive includes a saddle drive 80 and a balance device 84. The saddle driving device 80 is fixed to the column 72, and a guide part (not shown) for guiding the saddle 76 in the W-axis direction (vertical direction), and a ball screw that is screwed into a nut member (not shown) of the saddle 76. A shaft 812 and a W-axis servomotor 82 that drives the shaft 812 are included, and the saddle 76 is moved in the W-axis direction as the ball screw shaft 81 is driven by the W-axis servomotor 82. On the other hand, the balance device 84 includes a pair of balance cylinders 86 composed of hydraulic cylinders, and a hydraulic circuit for supplying pressure oil of a predetermined pressure thereto. Each balance cylinder 86 is disposed on both sides of the saddle, and a lower end portion is fixed to a side surface of the saddle 76 and an upper end portion is fixed to the column 72. As a result, the load in the W-axis direction of the saddle 76 is supported by each balance cylinder 86.

このような工作機械においても、各バランスシリンダ８６に作動油を供給するための油圧回路に、電動式ポンプモータにより作動するポンプを組み込み、インバータを介して前記ポンプモータを可変速運転することによりポンプ流量を変更可能に構成した上で、そのポンプ流量をサドル７６の駆動内容に基づいて制御するようにすれば、上記実施形態と同様の作用効果を享受することが可能となる。すなわち、ポンプを駆動するための消費電力を削減しながらバランス装置８４（バランスシリンダ８６）を応答性良く作動させることができる。   Even in such a machine tool, a pump operated by an electric pump motor is incorporated in a hydraulic circuit for supplying hydraulic oil to each balance cylinder 86, and the pump motor is operated at a variable speed via an inverter. By configuring the flow rate to be changeable and controlling the pump flow rate based on the driving contents of the saddle 76, it is possible to receive the same effects as the above embodiment. That is, the balance device 84 (balance cylinder 86) can be operated with good responsiveness while reducing the power consumption for driving the pump.

２ ベッド
４ テーブル
６ クロスレール
８ コラム
１０ 主軸装置
１２ 制御装置
２２ クロスレール駆動装置
２６ バランス装置
２７ バランスシリンダ
２８ 油圧回路
３０ 油圧ポンプ
３２ ポンプモータ
４６ ラムヘッド駆動装置
５０ バランス装置
５１ バランスシリンダ
６０ 数値制御部
６１ 記憶手段
６２ 軸モータ制御部
６４ ポンプモータ制御部
６６ 回転数演算手段
６７ インバータ 2 bed 4 table 6 cross rail 8 column 10 spindle device 12 control device 22 cross rail drive device 26 balance device 27 balance cylinder 28 hydraulic circuit 30 hydraulic pump 32 pump motor 46 ram head drive device 50 balance device 51 balance cylinder 60 numerical control unit 61 Storage means 62 Axis motor control section 64 Pump motor control section 66 Speed calculation means 67 Inverter

Claims (4)

特定の動作を行う作動部材を含む作動機構を備えたＮＣ工作機械であって、
前記作動部材を駆動してその動作を行わせる電気アクチュエータと、
前記作動部材を支持し、かつ、この作動部材の動作に応じて動作する油圧アクチュエータと、
油圧源であるポンプ及びこのポンプを駆動する電気式のポンプモータを含み、前記作動部材を支持するための油圧を前記油圧アクチュエータに供給する油圧供給回路と、
前記電気アクチュエータの動作を制御するためのＮＣプログラムを記憶する記憶手段と、
前記ＮＣプログラムの内容を、当該ＮＣプログラムに基づき前記電気アクチュエータが制御されて前記作動部材の駆動状態が変化する前に読み取り、その内容に基づき、前記油圧アクチュエータに供給すべき作動油の必要供給量であって前記電気アクチュエータによる前記作動部材の駆動状態に応じた必要供給量を演算するとともにその必要供給量に対応した前記ポンプの回転数を決定する回転数決定手段と、
前記ポンプモータの回転数を制御するポンプモータ回転数制御手段とを備え、
このポンプモータ回転数制御手段は、前記回転数決定手段により決定された回転数に基づいて前記ポンプモータの回転数を変化させることを特徴とするＮＣ工作機械。 An NC machine tool including an operation mechanism including an operation member that performs a specific operation,
An electric actuator that drives the actuating member to perform its operation;
A hydraulic actuator that supports the actuating member and operates according to the operation of the actuating member;
A hydraulic supply circuit that includes a pump as a hydraulic source and an electric pump motor that drives the pump, and supplies hydraulic pressure for supporting the operating member to the hydraulic actuator;
Storage means for storing an NC program for controlling the operation of the electric actuator;
The contents of the NC program, are the electric actuator based on the NC program control reading before the driving state of the operation member is changed, based on its contents, it requires the supply of pre-Symbol hydraulic oil to be supplied to the hydraulic actuator A rotation speed determination means for calculating a required supply amount corresponding to a drive state of the operating member by the electric actuator and determining a rotation speed of the pump corresponding to the required supply amount;
A pump motor rotational speed control means for controlling the rotational speed of the pump motor;
The NC machine tool, wherein the pump motor rotation speed control means changes the rotation speed of the pump motor based on the rotation speed determined by the rotation speed determination means. 特定の動作を行う作動部材を含む作動機構を備えたＮＣ工作機械であって、
前記作動部材を駆動してその動作を行わせる電気アクチュエータと、
前記作動部材を支持し、かつ、この作動部材の動作に応じて動作する油圧アクチュエータと、
油圧源であるポンプ及びこのポンプを駆動する電気式のポンプモータを含み、前記作動部材を支持するための油圧を前記油圧アクチュエータに供給する油圧供給回路と、
前記電気アクチュエータの動作を制御するためのＮＣプログラムを記憶する記憶手段と、
前記ＮＣプログラムの内容を読み取り、その内容に基づき、前記電気アクチュエータによる前記作動部材の駆動状態に応じて前記油圧アクチュエータに供給すべき作動油の必要供給量を演算するとともにその必要供給量に対応した前記ポンプの回転数を決定する回転数決定手段と、
前記ポンプモータの回転数を制御するポンプモータ回転数制御手段とを備え、
このポンプモータ回転数制御手段は、前記回転数決定手段により決定された回転数に基づいて前記ポンプモータの回転数を変化させるとともに、その決定回転数が現在のポンプ回転数以下でかつ当該現在のポンプ回転数が前記決定回転数を基準として予め定められた範囲内にあるときには、前記現在のポンプ回転数が維持されるように前記ポンプモータの回転数を制御することを特徴とするＮＣ工作機械。 An NC machine tool including an operation mechanism including an operation member that performs a specific operation,
An electric actuator that drives the actuating member to perform its operation;
A hydraulic actuator that supports the actuating member and operates according to the operation of the actuating member;
A hydraulic supply circuit that includes a pump as a hydraulic source and an electric pump motor that drives the pump, and supplies hydraulic pressure for supporting the operating member to the hydraulic actuator;
Storage means for storing an NC program for controlling the operation of the electric actuator;
The content of the NC program is read, and based on the content, the required supply amount of hydraulic oil to be supplied to the hydraulic actuator is calculated according to the driving state of the operating member by the electric actuator and the required supply amount is supported. A rotational speed determining means for determining the rotational speed of the pump;
A pump motor rotational speed control means for controlling the rotational speed of the pump motor;
The pump motor rotation speed control means changes the rotation speed of the pump motor based on the rotation speed determined by the rotation speed determination means, and the determined rotation speed is equal to or less than the current pump rotation speed and the current An NC machine tool that controls the rotational speed of the pump motor so that the current pump rotational speed is maintained when the pump rotational speed is within a predetermined range based on the determined rotational speed. . 請求項１又は２に記載のＮＣ工作機械において、
前記作動部材は、水平方向に延び、工具を駆動するための主軸を含む主軸装置を支持するクロスレールであり、
前記作動機構は、前記クロスレールに加え、このクロスレールの両端部をそれぞれ上下方向に案内しながら支持する一対のコラムと、前記電気アクチュエータが生成する駆動力によって前記クロスレールを昇降させる昇降送り機構とを含み、
前記油圧アクチュエータは、前記クロスレールの両端部を支持しながらその昇降に応じて伸縮するように当該両端部にそれぞれ連結されるバランスシリンダであり、
前記回転数決定手段は、前記クロスレールの移動方向及び同速度に対応した前記ＮＣプログラムの内容を読み取り、その内容に基づき、作動油の前記必要供給量を演算することを特徴とするＮＣ工作機械。 In the NC machine tool according to claim 1 or 2 ,
The actuating member is a cross rail that extends in a horizontal direction and supports a spindle device including a spindle for driving a tool,
In addition to the cross rail, the actuating mechanism includes a pair of columns that support the both ends of the cross rail while vertically guiding each other, and a lift feed mechanism that raises and lowers the cross rail by a driving force generated by the electric actuator. Including
The hydraulic actuators are balance cylinders respectively connected to both ends so as to expand and contract in accordance with the elevation while supporting both ends of the cross rail,
An NC machine tool characterized in that the rotational speed determining means reads the contents of the NC program corresponding to the moving direction and the same speed of the cross rail, and calculates the required supply amount of hydraulic oil based on the contents. . 請求項１又は３に記載のＮＣ工作機械において、
前記ポンプモータ回転数制御手段は、前記回転数決定手段により決定された決定回転数が現在のポンプ回転数以下でかつ当該現在のポンプ回転数が前記決定回転数を基準として予め定められた範囲内にあるときには、前記現在のポンプ回転数が維持されるように前記ポンプモータの回転数を制御することを特徴とするＮＣ工作機械。
In the NC machine tool according to claim 1 or 3 ,
The pump motor rotational speed control means is such that the determined rotational speed determined by the rotational speed determining means is less than or equal to the current pump rotational speed and the current pump rotational speed is within a predetermined range based on the determined rotational speed. The NC machine tool is configured to control the rotation speed of the pump motor so that the current pump rotation speed is maintained.
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