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公開番号2025103423
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-09
出願番号2023220801
出願日2023-12-27
発明の名称数値制御装置、制御方法、及びプログラム
出願人ブラザー工業株式会社
代理人個人
主分類G05B 19/4067 20060101AFI20250702BHJP(制御;調整)
要約【課題】工具マガジンを駆動させるサーボモータの電力消費量を低減できる数値制御装置、制御方法、及びプログラムを提供する。
【解決手段】数値制御装置は、主軸のZ軸方向の位置をZ軸モータのエンコーダにより検出する。数値制御装置は、工具マガジンを動作させない待機状態ではマガジンモータへの電力供給を中断する。数値制御装置が工具交換指令を出力すると、主軸は加工領域から工具交換領域に移動する。数値制御装置は、工具交換指令に基づき主軸に装着する工具を交換する場合に、主軸が工具交換領域内に位置すると検出されたことを条件として、マガジンモータへの電力供給を再開する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
工具を装着可能であり、前記工具を用いた被削材の加工が行われる加工領域と、前記工具の交換が行われる工具交換領域とに移動可能な主軸と、前記工具を積載可能であり、サーボモータの駆動により前記主軸に装着する前記工具を工具交換位置へ搬送する工具マガジンとを備える工作機械の動作を制御する数値制御装置であって、
前記工具マガジンを動作させない待機状態において、前記サーボモータへの電力供給を中断する中断部と、
前記主軸の位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部によって、前記主軸が前記工具交換領域内に位置すると検出されたことを条件として、前記中断部により中断された前記サーボモータへの電力供給を再開する再開部と
を備えることを特徴とする数値制御装置。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記工具マガジンは、前記主軸が前記工具交換領域内の特定主軸位置に位置する場合に動作可能であり、
前記再開部は、前記位置検出部によって、前記主軸が前記特定主軸位置に位置することが検出されたことを条件として、前記サーボモータへの電力供給を再開することを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
【請求項３】
前記中断部は、前記再開部により前記サーボモータへの電力供給が再開された状態で前記サーボモータによる前記工具マガジンの動作が完了したことを条件として、前記サーボモータへの電力供給を中断することを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
【請求項４】
前記中断部は、前記再開部により前記サーボモータへの電力供給が再開された状態で前記サーボモータによる前記工具マガジンの動作が完了し、前記位置検出部によって、前記主軸が前記工具交換領域内に位置すると検出されたことを条件として、前記サーボモータへの電力供給を中断することを特徴とする請求項３に記載の数値制御装置。
【請求項５】
前記工具マガジンは、前記主軸が前記工具交換領域内の特定主軸位置に位置する場合に動作可能であり、
前記再開部は、前記位置検出部によって、前記主軸が前記特定主軸位置に前記主軸が位置することを検出されたことを条件として、前記サーボモータへの電力供給を再開し、
前記中断部は、前記再開部により前記サーボモータへの電力供給が再開された状態で前記サーボモータによる前記工具マガジンの動作が完了し、前記位置検出部によって前記主軸が前記特定主軸位置から離れたことが検出されたことを条件として、前記サーボモータへの電力供給を中断することを特徴とする請求項４に記載の数値制御装置。
【請求項６】
前記中断部による前記サーボモータへの電力供給の中断の有効又は無効に切り替える切替部を備えることを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
【請求項７】
工具を装着可能であり、前記工具を用いた被削材の加工が行われる加工領域と、前記工具の交換が行われる工具交換領域とに移動可能な主軸と、前記工具を積載可能であり、サーボモータの駆動により前記主軸に装着する前記工具を工具交換位置へ搬送する工具マガジンとを備える工作機械の動作を制御する制御方法であって、
前記工具マガジンを動作させない待機状態において、前記サーボモータへの電力供給を中断する中断工程と、
前記主軸の位置を検出する位置検出工程と、
前記位置検出工程によって、前記主軸が前記工具交換領域内に位置すると検出されたことを条件として、前記中断工程により中断された前記サーボモータへの電力供給を再開する再開工程と
を実行することを特徴とする制御方法。
【請求項８】
工具を装着可能であり、前記工具を用いた被削材の加工が行われる加工領域と、前記工具の交換が行われる工具交換領域とに移動可能な主軸と、前記工具を積載可能であり、サーボモータの駆動により前記主軸に装着する前記工具を工具交換位置へ搬送する工具マガジンとを備える工作機械の動作を制御するコンピュータに、
前記工具マガジンを動作させない待機状態において、前記サーボモータへの電力供給を中断する中断処理と、
前記主軸の位置を検出する位置検出処理と、
前記位置検出処理によって、前記主軸が前記工具交換領域内に位置すると検出されたことを条件として、前記中断処理により中断された前記サーボモータへの電力供給を再開する再開処理と
を実行させることを特徴とするプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、数値制御装置、制御方法、及びプログラムに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、工具マガジンを旋回させるサーボモータにおける電力消費量を低減できる工具交換装置が開示されている。工具交換装置は工具マガジンと主軸との間で工具の交換を行う。工具マガジンは複数の工具ポッドを有し、サーボモータにより旋回される。工具マガジンには、サーボモータへの電力供給が停止されたときに作動する電磁ブレーキが設けられる。工具交換装置は、工具マガジンを旋回した後所定時間経過しても次の工具交換指令が出力されない場合、サーボモータへの電力供給を中断し、電磁ブレーキを作動する。工具交換装置は次の工具交換指令が出力された時点で、サーボモータに電力供給し、電磁ブレーキの作動が停止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００２－１９２４３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
工具交換指令が出力された場合、工具マガジンと主軸との間で工具の交換を行うために、主軸は被削材を加工する加工領域から工具交換領域に移動する。上記工具交換装置は、工具交換指令が出力された時点でサーボモータへの電力供給を再開するので、主軸が加工領域から工具交換領域に移動する間にサーボモータにおいて電力が消費される。
【０００５】
本発明の目的は、工具マガジンを駆動させるサーボモータの電力消費量を低減できる数値制御装置、制御方法、及びプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第一態様に係る数値制御装置は、工具を装着可能であり、前記工具を用いた被削材の加工が行われる加工領域と、前記工具の交換が行われる工具交換領域とに移動可能な主軸と、前記工具を積載可能であり、サーボモータの駆動により前記主軸に装着する前記工具を工具交換位置へ搬送する工具マガジンとを備える工作機械の動作を制御する数値制御装置であって、前記工具マガジンを動作させない待機状態において、前記サーボモータへの電力供給を中断する中断部と、前記主軸の位置を検出する位置検出部と、前記位置検出部によって、前記主軸が前記工具交換領域内に位置すると検出されたことを条件として、前記中断部により中断された前記サーボモータへの電力供給を再開する再開部とを備えることを特徴とする。
【０００７】
第一態様の数値制御装置が工具交換指令を出力した場合に、主軸は加工領域から工具交換領域に移動し、サーボモータの駆動により工具マガジンが動作する。数値制御装置では、主軸の工具交換領域内に位置すると検出されたことを条件として、サーボモータへの電力供給が再開される。よって、工具交換指令が出力された時点でサーボモータへの電力供給が再開される場合と比較して、数値制御装置はサーボモータの電力消費量を低減できる。
【０００８】
数値制御装置において、前記工具マガジンは、前記主軸が前記工具交換領域内の特定主軸位置に位置する場合に動作可能であり、前記再開部は、前記位置検出部によって、前記主軸が前記特定主軸位置に位置することが検出されたことを条件として、前記サーボモータへの電力供給を再開してもよい。数値制御装置において、工具交換領域における工具マガジンが動作させるための特定主軸位置に主軸が到達した場合に、サーボモータの駆動により工具マガジンが動作する。工具マガジンの動作を始める直前にサーボモータへの電力供給が再開されるので、数値制御装置はサーボモータの電力消費量を更に低減できる。
【０００９】
数値制御装置において、前記中断部は、前記再開部により前記サーボモータへの電力供給が再開された状態で前記サーボモータによる前記工具マガジンの動作が完了したことを条件として、前記サーボモータへの電力供給を中断してもよい。数値制御装置において、工具マガジンはサーボモータの駆動により主軸に装着する工具を工具交換位置まで搬送する。数値制御装置では、工具マガジンの動作が完了したと判定された場合に、サーボモータへの電力供給が中断される。よって、工具マガジンの動作が完了してから主軸が加工領域に移動するまでの間サーボモータへの電力供給が行われる場合と比較して、数値制御装置はサーボモータの電力消費量を低減できる。
【００１０】
数値制御装置において、前記中断部は、前記再開部により前記サーボモータへの電力供給が再開された状態で前記サーボモータによる前記工具マガジンの動作が完了し、前記位置検出部によって、前記主軸が前記工具交換領域内に位置すると検出されたことを条件として、前記サーボモータへの電力供給を中断してもよい。数値制御装置において、サーボモータの駆動による工具マガジンの動作が完了し、主軸が工具交換領域から加工領域に移動する。数値制御装置では、主軸の工具交換領域内に位置すると検出されたことを条件として、サーボモータへの電力供給が中断される。よって、数値制御装置は仕様に合わせた工具交換領域内の位置でサーボモータへの電力供給を中断でき、工具マガジンの動作が完了してから主軸が加工領域に移動するまでの間サーボモータへの電力供給が行われる場合と比較して、サーボモータの電力消費量を低減できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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