JPH05143132A - Ｎｃ工作機械の安全装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 工具交換、材料交換等に際しての手動モード
時に、作業者の意に反してタレットディスク、ワークテ
ーブル、ワークキャレッジ等が運動することを確実に阻
止し、ＮＣ工作機械の作業安全性を改善する。 【構成】 被加工物、工具の各種位置制御を行う各軸サ
ーボモータ１９、４１、４５を有し、その各サーボモー
タが数値制御装置２７よりの指令信号により作動するよ
う構成されたＮＣ工作機械の安全装置に於いて、各サー
ボモータの駆動線の途中に３９、４３、４７にリレース
イッチ４９、５１、５３の接点を設け、材料交換スイッ
チ５５あるいは工具交換スイッチ５７の状態反転により
前記リレースイッチを開成させテーブル移動補助スイッ
チ５９あるいはタレット回転補助スイッチ６１の状態反
転と各サーボ手動スイッチの状態反転とが重合している
期間のみ前記リレースイッチを閉成させるリレー回路５
４を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＮＣタレットパンチプ
レス、ＮＣマシニングセンタ、その他各種ＮＣ工作機械
の安全装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＮＣタレットパンチプレス、ＮＣマシニ
ングセンタ等のＮＣ工作機械に於いては、金型、工具を
保持するタレットディスク、被加工物（材料）を保持す
るワークテーブル、ワークキャレッジ等は、サーボモー
タによるサーボ機構により駆動され、サーボ機構が数値
制御装置よりの指令信号に基づいて作動されることによ
り、位置決め制御されるようになっている。

【０００３】上述の如きＮＣ工作機械に於いては、タレ
ットディスクの金型、工具の交換等に際しては、手動モ
ードの設定により、ＮＣプログラムによる自動運転が停
止され、作業者による押しボタン式の手動スイッチの操
作により、タレットディスク駆動用のサーボモータ、即
ちＴ軸サーボモータが手動運転され、タレットディスク
が作業者の意志により自由に回転駆動される得るように
なっており、また材料の交換、クランプ位置変更等に際
しても、手動モードの設定により、ＮＣプログラムによ
る自動運転が停止され、作業者による押しボタン式の手
動スイッチの操作により、ワークテーブル、ワークキャ
レッジ駆動用のサーボモータ、例えばＸ軸サーボモー
タ、Ｙ軸サーボモータが各々手動運転され、ワークテー
ブル、ワークキャレッジが作業者の意志により自由にＸ
軸方向、Ｙ軸方向へ駆動される得るようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述の如き手動モード
を有するＮＣ工作機械に於いては、工具交換、材料交換
等に際しての手動モード時に、工場ノイズ等により数値
制御装置が誤動作し、これが暴走状態になったり、ミス
タッチ等により作業者の意に反して手動スイッチが操作
されると、タレットディスク、ワークテーブル、ワーク
キャレッジが作業者の意に反して運動し、危険な状態に
なる虞れがある。

【０００５】本発明は、従来のＮＣ工作機械に於ける上
述の如き問題点に着目してなされたものであり、工具交
換、材料交換等に際しての手動モード時に、作業者の意
に反してタレットディスク、ワークテーブル、ワークキ
ャレッジ等が運動することを確実に阻止し、ＮＣ工作機
械の作業安全性を改善する安全装置を提供することを目
的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の如き目的は、本発
明によれば、被加工物、工具の各種位置制御を行うサー
ボ機構を有し、前記サーボ機構が数値制御装置よりの指
令信号により作動するよう構成されたＮＣ工作機械の安
全装置に於いて、前記サーボ機構の駆動線の途中に設け
られ開成により当該駆動線を遮断するリレースイッチ
と、サーボ強制停止スイッチと、手動モードスイッチ
と、サーボ手動スイッチと、前記サーボ強制停止スイッ
チの状態反転により前記リレースイッチを開成させ前記
手動モードスイッチの状態反転と前記サーボ手動スイッ
チの状態反転とが重合している期間のみ前記リレースイ
ッチを閉成させるリレー回路と、を備えていることを特
徴とするＮＣ工作機械の安全装置によって達成される。

【０００７】

【作用】上述の如き構成によれば、工具交換、材料交換
等に際して、サーボ強制停止スイッチの状態が反転され
ることにより前記リレースイッチが開成し、これにより
駆動線が遮断され、数値制御装置よりの指令信号の如何
に拘らずサーボ機構が駆動され得なくなる。この状態下
に於いては、手動モードスイッチの状態反転と前記サー
ボ手動スイッチの状態反転とが重合している期間のみ前
記リレースイッチが閉成し、前記駆動線の遮断が解除さ
れ、サーボ機構が駆動され得る状態になる。

【０００８】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。

【０００９】図２、図３は本発明によるＮＣ工作機械の
安全装置が適用されるＮＣタレットパンチプレスの一例
を示している。これらの図に於て、符号１はタレットパ
ンチプレスを全体的に示している。タレットパンチプレ
ス１の上部フレーム１ａには上部タレット支持軸３によ
り上部タレットディスク５が、下部フレーム１ｂには下
部タレット支持軸７により下部タレットディスク９が各
々自身の中心軸線周り回転可能に取付けられている。

【００１０】下部フレーム１ｂには図２にて左右方向
（Ｙ軸方向）に水平に移動可能なサイドテーブル１１が
設けられている。サイドテーブル１１は、図１の紙面を
直角に貫通する方向、即ち図３にて上下方向（Ｘ軸方
向）に延在するキャレッジベース１３と固定連結されて
おり、キャレッジベース１３にはキャレッジ１５がＸ軸
方向に移動可能に取付けられている。

【００１１】キャレッジ１５にはワーククランプ１７が
取付けられており、ワーククランプ１７は被加工板材を
着脱可能に把持するようになっている。

【００１２】上部タレットディスク５と下部タレットデ
ィスク９は、Ｔ軸サーボモータ１９（図１参照）により
互いに同期して割り出し回転駆動されるようになってお
り、その割り出し数に応じた複数個の各金型保持ステー
ションにてパンチプレス用金型としてのパンチ２１とダ
イ２３とを保持している。上部タレットディスク５のパ
ンチ２１はパンチ作用位置Ｐ（図３参照）にてストライ
カ２５により打圧され、対向位置にあるダイ２３と共動
してパンチングを行うようになっている。上部タレット
ディスク５と下部タレットディスク９の各金型保持ステ
ーションに於けるパンチ２１、ダイ２３は各々交換可能
になっており、この交換作業は作業者により図３に示さ
れている金型交換位置Ｃにて行われるようになってい
る。

【００１３】タレットパンチプレス１には、これのタレ
ット割り出し回転駆動、ワーク位置決め駆動について自
動制御を行うＮＣ装置２７が接続されている。ＮＣ装置
２７は、周知のコンピュータ式のものであり、図１に示
されている如く、ＣＮＣ２９と、ＰＭＣ（プログラマブ
ル マシン コントローラ）３１と、各軸のサーボ増幅
器３３、３５、３７とを有している。

【００１４】サーボ増幅器３３は駆動線３９によりキャ
レッジベース１３をＸ軸方向に駆動するためのＸ軸サー
ボモータ４１と接続され、サーボ増幅器３５は駆動線４
３によりサイドテーブル１１をＹ軸方向に駆動するため
のＹ軸サーボモータ４５と接続され、サーボ増幅器３７
は駆動線４７によりＴ軸サーボモータ１９と接続されて
いる。

【００１５】駆動線３９、４３、４７の各々の途中には
電磁式のリレースイッチ（電磁継電器）よりなるＸ軸安
全リレー４９、Ｙ軸安全リレー５１、Ｔ軸安全リレー５
３のメーク接点４９ｍ、５１ｍ、５３ｍが設けられてお
り、メーク接点４９ｍ、５１ｍ、５３ｍは駆動線３９、
４３、４７を各々個別に遮断するようになっている。

【００１６】Ｘ軸安全リレー４９、Ｙ軸安全リレー５
１、Ｔ軸安全リレー５３の各電磁コイルに対する通電の
制御はリレー回路５４により行われるようになってい
る。リレー回路５４には、サーボ強制停止スイッチとし
て手動操作の材料交換スイッチ５５および工具交換スイ
ッチ５７と、手動モードスイッチとして手動操作のテー
ブル移動補助スイッチ５９およびタレット回転補助スイ
ッチ６１と、サーボ手動スイッチとして手動操作のプラ
スＸ軸方向移動スイッチ６３、マイナスＸ軸方向移動ス
イッチ６５、プラスＹ軸方向移動スイッチ６７、マイナ
スＹ軸方向移動スイッチ６９、タレット右回転スイッチ
７１、タレット左回転スイッチ７３とが各々接続されて
いる。

【００１７】リレー回路５４は、材料交換スイッチ５５
あるいは工具交換スイッチ５７の何れもがオフ状態であ
る時には、Ｘ軸安全リレー４９、Ｙ軸安全リレー５１、
Ｔ軸安全リレー５３の各電磁コイルに対して通電を行
い、材料交換スイッチ５５あるいは工具交換スイッチ５
７の少なくとも何れか一方がオン操作されて材料交換ス
イッチ５５あるいは工具交換スイッチ５７の状態が反転
することにより、Ｘ軸安全リレー４９、Ｙ軸安全リレー
５１、Ｔ軸安全リレー５３の電磁コイルに対する通電を
停止し、この通電停止下に於いては、プラスＸ軸方向移
動スイッチ６３、マイナスＸ軸方向移動スイッチ６５、
プラスＹ軸方向移動スイッチ６７、マイナスＹ軸方向移
動スイッチ６９の何れか一つとテーブル移動補助スイッ
チ５９とが共にオン操作されている期間のみＸ軸安全リ
レー４９あるいはＹ軸安全リレー５１に対して通電する
と共に移動要求信号をＰＭＣ３１を介してＣＮＣ２９へ
送信し、タレット右回転スイッチ７１とタレット左回転
スイッチ７３の何れかとタレット回転補助スイッチ６１
とが共にオン操作されている期間のみＴ軸安全リレー５
３に対して通電すると共に回転要求信号をＰＭＣ３１を
介してＣＮＣ２９へ送信するようになっている。

【００１８】ここで、リレー回路５４は、より厳密に
は、材料交換スイッチ５５がオン操作された状態下にて
プラスＸ軸方向移動スイッチ６３あるいはマイナスＸ軸
方向移動スイッチ６５とテーブル移動補助スイッチ５９
とが共にオン操作されれば、その期間のみＸ軸安全リレ
ー４９の電磁コイルに対してのみ通電を行うと共にＸ軸
方向の移動要求があることをＰＭＣ３１を介してＣＮＣ
２９へ送信し、これに対し材料交換スイッチ５５がオン
操作された状態下にてプラスＹ軸方向移動スイッチ６７
あるいはマイナスＹ軸方向移動スイッチ６９とテーブル
移動補助スイッチ５９とが共にオン操作されれば、その
期間のみＹ軸安全リレー５１の電磁コイルに対してのみ
通電を行う共にＹ軸方向の移動要求があることをＰＭＣ
３１を介してＣＮＣ２９へ送信するするようになってい
る。

【００１９】またリレー回路５４は、より厳密には、工
具交換スイッチ５７がオン操作された状態下にてタレッ
ト右回転スイッチ７１あるいはタレット左回転スイッチ
７３とタレット回転補助スイッチ６１とが共にオン操作
されれば、その期間のみＴ軸安全リレー５３の電磁コイ
にに対してのみ通電すると共に回転要求信号をＰＭＣ３
１を介してＣＮＣ２９へ送信するようになっている。

【００２０】この場合、テーブル移動補助スイッチ５９
と、プラスＸ軸方向移動スイッチ６３、マイナスＸ軸方
向移動スイッチ６５、プラスＹ軸方向移動スイッチ６
７、マイナスＹ軸方向移動スイッチ６９とは、両手によ
る操作によってのみ同時操作される得るよう、相互の配
置位置が設定され、またタレット回転補助スイッチ６１
とタレット右回転スイッチ７１とタレット左回転スイッ
チ７３とは、両手による操作によってのみ同時操作され
る得るよう、相互の配置位置が設定されている。

【００２１】次に図４に示されたタイムチャートを参照
して上述の如き構成よりなる安全装置付きのＮＣタレッ
トパンチプレスの動作について説明する。

【００２２】材料交換に際して、作業者により材料交換
スイッチ５５がオン操作されると、リレー回路５４によ
り、Ｘ軸安全リレー４９、Ｙ軸安全リレー５１、Ｔ軸安
全リレー５３の各電磁コイルに対する通電が停止され、
これによりメーク接点４９ｍ、５１ｍ、５３ｍの各々開
成し、駆動線３９、４３、４７の各々が遮断される。こ
れによりＸ軸サーボモータ４１、Ｙ軸サーボモータ４
５、Ｔ軸サーボモータ１９が各々サーボ増幅器３３、３
５、３７より切り離され、即ち動力系の切り離しが行わ
れ、Ｘ軸サーボモータ４１、Ｙ軸サーボモータ４５、Ｔ
軸サーボモータ１９はＮＣ装置２７が出力する指令信号
の如何に拘らず駆動され得ない状態になる。

【００２３】これによりＮＣ装置２７の故障、ノイズ等
によりＮＣ装置２７が誤動作してもＸ軸サーボモータ４
１、Ｙ軸サーボモータ４５、Ｔ軸サーボモータ１９は誤
動作することはない。従って、この状態下には作業者
は、突然、キャレッジベース１３がＸ軸方向に移動した
り、サイドテーブル１１がＹ軸方向に移動する虞れがな
い安全な状態にて材料交換作業を行えるようになる。

【００２４】上述の如き駆動線遮断状態下にて、例えば
キャレッジベース１３をプラスＸ軸方向に手動により移
動させる場合は、テーブル移動補助スイッチ５９とプラ
スＸ軸方向移動スイッチ６３とを作業者による両手操作
により共にオンさせる。これによりＸ軸安全リレー４９
の電磁コイルに対してのみ通電が行われ、これのメーク
接点４９ｍが閉成し、駆動線３９の遮断が解除され、Ｘ
軸サーボモータ４１がサーボ増幅器３３との接続関係に
戻る。

【００２５】そしてプラスＸ軸方向の移動要求があるこ
とがＰＭＣ３１を介してＣＮＣ２９へ送信される。ＣＮ
Ｃ２９はこれに応答してプラスＸ軸方向のＮＣ移動指令
信号をサーボ増幅器３３へ出力する。これによりサーボ
増幅器３３が駆動線３９を介してＸ軸サーボモータ４１
へ駆動信号を出力し、Ｘ軸サーボモータ４１がプラスＸ
軸方向に駆動され、キャレッジベース１３がプラスＸ軸
方向へ移動するようになる。

【００２６】プラスＸ軸方向移動スイッチ６３がオフ状
態になると、Ｘ軸サーボモータ４１のプラスＸ軸方向の
駆動が停止される。そしてテーブル移動補助スイッチ５
９もオフ状態に戻ると、Ｘ軸安全リレー４９の電磁コイ
ルに対する通電が停止され、これのメーク接点４９ｍが
開成し、駆動線３９が遮断され、Ｘ軸サーボモータ４１
が再びサーボ増幅器３３より切り離される。

【００２７】このＸ軸サーボモータ４１、Ｙ軸サーボモ
ータ４５、Ｔ軸サーボモータ１９のサーボ増幅器３３、
３５、３７よりの切り離しは、材料交換作業完了後に材
料交換スイッチ５５がオフ状態に戻されることにより解
除される。即ち、材料交換スイッチ５５がオフ状態に戻
されることにより、Ｘ軸安全リレー４９、Ｙ軸安全リレ
ー５１、Ｔ軸安全リレー５３の各電磁コイルに対する通
電が再開され、これによりメーク接点４９ｍ、５１ｍ、
５３ｍの各々閉成する。

【００２８】また工具交換に際して、作業者により工具
交換スイッチ５７がオン操作されると、リレー回路５４
により、Ｘ軸安全リレー４９、Ｙ軸安全リレー５１、Ｔ
軸安全リレー５３の各電磁コイルに対する通電が停止さ
れ、これによりメーク接点４９ｍ、５１ｍ、５３ｍの各
々開成し、駆動線３９、４３、４７の各々が遮断され
る。これによりこの場合も、Ｘ軸サーボモータ４１、Ｙ
軸サーボモータ４５、Ｔ軸サーボモータ１９が各々サー
ボ増幅器３３、３５、３７より切り離され、Ｘ軸サーボ
モータ４１、Ｙ軸サーボモータ４５、Ｔ軸サーボモータ
１９はＮＣ装置２７が出力する指令信号の如何に拘らず
駆動され得ない状態になる。

【００２９】これによりＮＣ装置２７の故障、ノイズ等
によりＮＣ装置２７が誤動作してもＸ軸サーボモータ４
１、Ｙ軸サーボモータ４５、Ｔ軸サーボモータ１９は誤
動作することはない。従って、この状態下には作業者
は、突然、キャレッジベース１３がＸ軸方向に移動した
り、サイドテーブル１１がＹ軸方向に移動したり、上部
タレットディスク５、下部タレットディスク９が回転す
る虞れがない安全な状態にて上部タレットディスク５、
下部タレットディスク９に対しての工具交換作業を行え
るようになる。

【００３０】上述の如き駆動線遮断状態下にて、例えば
上部タレットディスク５、下部タレットディスク９を右
方向に手動回転させる場合は、タレット回転補助スイッ
チ６１とタレット右回転スイッチ７１とを作業者による
両手操作により共にオンさせる。これによりＴ軸安全リ
レー５３の電磁コイルに対してのみ通電が行われ、これ
のメーク接点５３ｍが閉成し、駆動線４７の遮断が解除
され、Ｔ軸サーボモータ４９がサーボ増幅器３７との接
続関係に戻る。

【００３１】そしてタレット右回転要求があることがＰ
ＭＣ３１を介してＣＮＣ２９へ送信される。ＣＮＣ２９
はこれに応答してタレット右回転のＮＣ回転指令信号を
サーボ増幅器３７へ出力する。これによりサーボ増幅器
３７が駆動線４７を介してＴ軸サーボモータ４９へ駆動
信号を出力し、Ｔ軸サーボモータ４９がタレット右回転
方向に駆動され、上部タレットディスク５、下部タレッ
トディスク９が右回転するようになる。

【００３２】タレット右回転スイッチ７１がオフ状態に
なると、Ｔ軸サーボモータ４９の右回転方向の駆動が停
止される。そしてタレット回転補助スイッチ６１もオフ
状態に戻ると、Ｔ軸安全リレー５３の電磁コイルに対す
る通電が停止され、これのメーク接点４９ｍが開成し、
駆動線３９が遮断され、Ｔ軸サーボモータ４９が再びサ
ーボ増幅器３７より切り離される。

【００３３】このＸ軸サーボモータ４１、Ｙ軸サーボモ
ータ４５、Ｔ軸サーボモータ１９のサーボ増幅器３３、
３５、３７よりの切り離しは、工具交換作業完了後に工
具交換スイッチ５７がオフ状態に戻されることにより解
除される。即ち、工具交換スイッチ５７がオフ状態に戻
されることにより、Ｘ軸安全リレー４９、Ｙ軸安全リレ
ー５１、Ｔ軸安全リレー５３の各電磁コイルに対する通
電が再開され、これによりメーク接点４９ｍ、５１ｍ、
５３ｍの各々閉成する。

【００３４】サーボ強制停止スイッチとしての材料交換
スイッチ５５および工具交換スイッチ５７は、図３にて
符号７５、７７により示されている如く、材料交換作業
領域、工具交換作業領域に敷設されたスイッチマットに
より構成されてもよい。

【００３５】この場合は、作業者が材料交換作業領域あ
るいは工具交換作業領域に立ち入り、スイッチマット７
５あるいは７７が踏まれることにより、特別な手操作を
必要とすることなくパッシブに各安全リレーが動作され
るようになり、安全性がより一層改善される。

【００３６】尚、本発明によるＮＣ工作機械の安全装置
はＮＣタレットパンチプレス以外の各種ＮＣ工作機械に
も上述の実施例に同様に適用されるものである。

【００３７】以上に於ては、本発明を特定の実施例につ
いて詳細に説明したが、本発明は、これに限定されるも
のではなく、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能で
あることは当業者にとって明らかであろう。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明から理解される如く、本発明
によるＮＣ工作機械の安全装置によれば、工具交換、材
料交換等に際して、材料交換スイッチ、工具交換スイッ
チ等によるサーボ強制停止スイッチの状態が反転される
ことにより、安全リレーが開成し、これによりサーボ機
構の駆動線が遮断され、数値制御装置よりの指令信号の
如何に拘らずサーボ機構が駆動され得なくなり、この状
態下に於いては、テーブル移動補助スイッチ、タレット
回転補助スイッチの如き手動モードスイッチの状態反転
と、プラスＸ軸方向移動スイッチ、マイナスＸ軸方向移
動スイッチ、プラスＹ軸方向移動スイッチ、マイナスＹ
軸方向移動スイッチ、タレット右回転スイッチ、タレッ
ト左回転スイッチの如きサーボ手動スイッチの状態反転
とが重合している期間のみ安全リレーが閉成し、前記駆
動線の遮断が解除され、サーボ機構が駆動され得る状態
になるから、工具交換、材料交換等に際しての手動モー
ド時に、作業者の意に反してタレットディスク、ワーク
テーブル、ワークキャレッジ等がＮＣ装置の誤動作に起
因して運動することが確実に阻止され、ＮＣ工作機械の
作業安全性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるＮＣ工作機械の安全装置の一実施
例を示すブロック線図である。

【図２】本発明によるＮＣ工作機械の安全装置が適用さ
れるＮＣタレットパンチプレスの一例を示す正面図であ
る。

【図３】本発明によるＮＣ工作機械の安全装置が適用さ
れるＮＣタレットパンチプレスの一例を示す平面図であ
る。

【図４】本発明によるＮＣ工作機械の安全装置の動作例
を示すタイムチャートである。

【符号の説明】

１ タレットパンチプレス ５ 上部タレットディスク ９ 下部タレットディスク １１ サイドテーブル １３ キャレッジベース １５ キャレッジ １７ ワーククランプ １９ Ｔ軸サーボモータ ２５ ストライカ ２７ ＮＣ装置 ２９ ＣＮＣ ３１ ＰＭＣ ４１ Ｘ軸サーボモータ ４５ Ｙ軸サーボモータ ４９ Ｘ軸安全リレー ５１ Ｙ軸安全リレー ５３ Ｔ軸安全リレー ５４ リレー回路 ５５ 材料交換スイッチ ５７ 工具交換スイッチ ５９ テーブル移動補助スイッチ ６１ タレット回転補助スイッチ ６３ プラスＸ軸方向移動スイッチ ６５ マイナスＸ軸方向移動スイッチ ６７ プラスＹ軸方向移動スイッチ ６９ マイナスＹ軸方向移動スイッチ ７１ タレット右回転スイッチ ７３ タレット左回転スイッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加工物、工具の各種位置制御を行うサ
   ーボ機構を有し、前記サーボ機構が数値制御装置よりの
   指令信号により作動するよう構成されたＮＣ工作機械の
   安全装置に於いて、 前記サーボ機構の駆動線の途中に設けられ、開成により
   当該駆動線を遮断するリレースイッチと、サーボ強制停
   止スイッチと、手動モードスイッチと、サーボ手動スイ
   ッチと、 前記サーボ強制停止スイッチの状態反転により前記リレ
   ースイッチを開成させ、前記手動モードスイッチの状態
   反転と前記サーボ手動スイッチの状態反転とが重合して
   いる期間のみ前記リレースイッチを閉成させるリレー回
   路と、を備えていることを特徴とするＮＣ工作機械の安
   全装置。