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JP4428769B2 - Machine Tools - Google Patents
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JP4428769B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動モータを内蔵する工具装置(工具ホルダ)を装着して使用する工作機械に関し、特に、工具装置と工作機械とのコネクタにおける接続異常を検出し、これを解消するようにした工作機械の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動工具交換装置を有した工作機械において、電動機を内蔵した工具装置を工作機械本体の主軸に自動的に装着するようにした場合に、工具側と主軸側とにそれぞれコネクタを取付けておき、工具の装着と同時に両コネクタが差込まれて工具装置の電動機が電気的に制御されるようにしている。この場合において、工具装置以外の工具が主軸に取付けられて加工が行われているときには、これによる切粉や切削水(油)等が主軸側のコネクタに付着する可能性がある。そこで、例えば、実公平4−19741号公報記載の「電動機内蔵型工具のコネクタ装置」では、コネクタを接続する前に切粉やゴミ等を払い落し、接触不良や過電流(短絡)による破損を防止するようにしている。また、コネクタ部分を蓋体で覆うことも考えられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、工具装置を自動交換するときには、コネクタ同士は接続のために露出する。この際に、コネクタに切削水等がかかる場合があり得る。工作機械は、切削水がコネクタにかかっても判別できない。そのような場合には、漏電や短絡が生じ得る。
【0004】
よって、本発明は、工具装置を交換した際に漏電や過電流等の異常を判別し、異常があると、コネクタ部分を自動的に清掃して切削水などの異物を除去するようにした工作機械を提供することを目的とする。
【0005】
また、本発明は、コネクタを清掃しても異常を回復できないときには、これを作業者に知らせ、作業者及び電気設備を保護するようにした工作機械を提供することを目的とする。
【0006】
また、本発明は、工作過程においてコネクタ内に異物が入り難いようにした工作機械を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の工作機械は、電気装置を内蔵した工具装置を工作機械本体に交換可能に装着する工作機械であって、上記工具装置の交換に伴って上記工具装置及び上記工作機械本体相互間の配線の接続を行う着脱自在な少なくとも一対のコネクタと、上記配線における過電流や漏電等の異常を検出する異常検出手段と、上記異常を検出したときに工作機械を停止させ、上記コネクタを清掃する異常対応制御手段と、を備える。
【0008】
かかる構成とすることによって、工作機械本体から工具装置への電気配線系統における漏電や過電流の異常が検出されると、異常の原因となる可能性の高いコネクタ部分が清掃されるので、異常からの復帰が自動的になされ得る。異常が解消しない場合には、作業者に報知し得る。
【0009】
好ましくは、上記制御手段は、上記工具装置の交換直後に上記工具装置に試験電流を流す。それにより、電動機に大きい電流を流す前に漏電や短絡が判別可能であるので、工作機械の電気回路、装置、電気設備の破壊を防止可能である。
【0010】
好ましくは、上記制御手段は、上記工具装置を上記工作機械本体から離間させて、上記コネクタを外し、該コネクタの接続端子部に空気を吹付けて清掃する。
【0011】
かかる構成とすることによって、切削水(切削液)、切粉、ゴミ等を除去可能である。
【0012】
好ましくは、上記制御手段は、上記清掃後再度上記工具装置を工作機本体に装着して試験電流供給等のテスト運転を行い、上記異常を再検出した場合には異常を表示し、異常を検出しない場合には、工作機械を工作過程に復帰させる。
【0013】
かかる構成によって、コネクタ清掃によって異常が解消したかどうかを確認し、作業工程の安全を図ることが可能となる。
【0014】
好ましくは、上記電気装置は、工具本体を駆動するための電動機であり、上記異常検出手段は、上記電動機を回転駆動するインバータ内に設けられる過電流検出装置あるいは漏電検出装置である。
【0015】
好ましくは、制御装置は、更に、工作機械が工作過程にある場合には、上記コネクタの内部からコネクタの隙間を介してコネクタ外部に空気を吹出させ、工作過程において発生する切粉、切削液などの異物がコネクタ内部に侵入しないようにする。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。図1において、数値制御工作機械1は、主軸2を有した工作機械本体3、多数の工具装置(工具ホルダ)4b,4c,…を有した自動工具交換装置4、これらを加工指令や工具交換指令などによって制御する数値制御装置5などから成っている。主軸2には、自動工具交換装置4の図示しないマニピュレータによって工具装置4aが装着されており、工具装置4aの先端に取付けられた微小径のドリル刃6によってワークWに微小径の穴を明けようとしている。
【0017】
工具装置4aには、テーパシャンク部7およびマニピュレータによる把持部8が設けられており、同軸状に高速回転可能な高周波電動機9が内蔵され、チャック部10の先端に前述のドリル刃6が取付けられている。
【0018】
工具装置4aの軸心からずれた位置に、高周波電動機9に結線するためのコネクタ11が設けられており、工具装置4aが主軸2に装着されると同時に工作機械機本体3に設けられた受けコネクタ12に接続されるようになっている。受けコネクタ12にはコントローラ17の出力端が接続されている。
【0019】
図2に示すように、受けコネクタ12には下方に開口する勘入穴12c及びリング電極12aが設けられており、このリング電極12aから空気を吹き出させるための流路12bが設けられる。この流路12bに接続具13を介してチューブ14、電磁開閉弁15および空気圧源16が接続されている。後述の図6に示すように、これは、工具装置4aが主軸2に装着される直前、すなわちコネクタ11のピン電極11aがリング電極12aに挿入される直前に、電磁開閉弁15が短時間だけオンして空気をリング電極12aから吹き出し、これによって切粉、ごみ、油などをエアーパージして電気的接続をより確実にするためのものである。
【0020】
図3は、制御系を示すブロック図である。数値制御装置5は、起動プログラム等を含むROM5a、プログラムを実行するCPU5b、データやプログラムを記憶するRAM5c、データを保存するハードディスク(HD)5d、情報を表示する表示部5e、管理コンピュータ等との通信を行う通信インタフェース5f及びコントローラ17とのデータ通信を行うIO部5g等によって構成される。数値制御装置5は、予め記憶されたワークWの加工プログラムに従って工作機械本体3、工具交換装置4、コントローラ17等を制御する。コントローラ17は、数値制御装置5からの制御信号を受けて高周波電動機9を制御する。コントローラ17は、数値制御装置5からの制御信号を入力するためのフォトカプラからなるインタフェース部18、IO部19、数値制御装置5へACK信号や、過電流(あるいは短絡)や漏電などの異常を知らせる異常信号等を出力するリレーなどからなる信号出力部20、マイクロプロセッサなどからなる中央処理部21、記憶部22,23、IO部24、ディジタル信号を解読しそれによって指定された周波数の正弦波信号を出力するDF変換部25、DF変換部25からの出力によって3相交流を発生するデバイダ部26、デバイダ部26からの出力を電力増幅して高周波電動機9を駆動するドライブ部27、デバイダ部26とドライブ部27とからなる駆動部28、回転速度を表示するためのデコーダ部29、表示部30、とからなっている。駆動部28は、いわゆるインバータ回路によって構成することが出来る。コントローラ17と高周波電動機9とは、コネクタ11及び12を介して電気配線31によって接続される。
【0021】
異常検出装置32は、ドライブ部27の出力電流が過電流であること、あるいは電気配線31の系統と工作機械のフレーム・接地間の漏電の発生を検出する。この検出出力はIO部24に配線31系統の異常を示す異常発生フラグを設定する。
【0022】
CPU21は、数値制御装置5の指令に応じて、工具装置の交換後、テスト電流を高周波電動機9に供給し、異常検出装置32の出力により異常の発生の有無を判別する。異常発生フラグを検知すると、駆動部28の動作を停止させ、高周波電動機9を停止する。異常原因を表すコードを表示器30に表示する。また、CPU21は、配線31系統の異常(過電流、漏電)を、信号出力部20を介して数値制御装置5に通知する。同様に、運転中の異常も異常検出装置32によって検出され、処理される。
【0023】
数値制御装置5の通常の動作は、例えば、予めプログラムされたファイルをRAM5cに保持し、CPU5bが工作手順に従った指令群を順次読み込み、その内容に応じて工作機械本体3および自動工具交換装置4を制御する。また、コントローラ17へ制御信号を出力する。装置の異常を判別した場合には、図示しない管理コンピュータに通信インタフェース5fを介して情報を送信する。
【0024】
図4は、数値制御装置5が工具装置を交換後に異常発生の有無を確認する交換後テストの例を説明するフローチャートである。数値制御装置5は、工具交換装置4によって電動機を内蔵した工具装置の交換(取付)を終えると、図4に示す交換後テストを行う。
【0025】
まず、数値制御装置5は、コントローラ17に低レベルの試験電圧又は低レベルの試験電流を電動機9に所定の短時間だけ供給させる(S2)。それにより、コントローラ17から配線31系統の異常を示す異常検出が通知されたかどうかを判別する(S4)。異常が検出された場合には、異常処理を行う(S4;Yes)。例えば、試験電流の供給の停止を直ちにコントローラ17に指令し、工作機械本体3の動作を停止する。該当する電源系統の電源供給を必要により遮断する(S6)。この異常検出を表示器5eに表示すると共に異常を報知する。作業者は、コネクタ11,12の異物などの異常の原因を確認する。また、必要により、工場の管理コンピュータに異常を知らせる(S8)。必要により、後述の異常検出処理(図5)を行ってトラブルの解消を試みることができる。
【0026】
異常が発生しない場合には(S4;No)、交換後テストを終了し、通常運転(作業)に移行する。
【0027】
このようなテスト過程を経ることによって、工具装置交換の際にコネクタに異物が侵入した場合の、過電流(あるいは短絡)や漏電による電気回路や機器の破損を回避することが可能となる。
【0028】
図5は、数値制御装置5が運転中にコントローラ17から異常検出の通知を受けた場合の制御動作を説明するフローチャートである。
【0029】
上述した、工具装置交換後あるいは作業時の異常検出の通知は、数値制御装置5に配線31系統異常を示す割込みフラグを設定する。配線31系統異常の原因は、コネクタ11,12内への異物の侵入の可能性が高い。
【0030】
数値制御装置5のCPU5bは、配線31系統異常フラグの設定を判別すると(S12;Yes)、現在、工作機械の制御に設定している制御データを内蔵するハードディスク装置5dに退避する。それにより、後の運転の再開を可能とする(S14)。工具装置4aの取外しを行うため、ワークWを安全な場所に移動する(S16)。工具交換装置4の図示しないマニュピレータによって工具4aを主軸2から取外し、僅かに下がった位置に工具4aを保持する。
【0031】
これにより、図6に示すように、コネクタ11及び12相互間が開く(S18)。エアバルブ15を開き、コネクタ12のリング電極12a部分から、下方のピン電極11aに向けて空気を強く吹付け、コネクタ部分の清掃を行う。それにより、切削水、ゴミなどの短絡・漏電原因が吹飛ばされる。なお、エアバルブ15を断続して複数回吹付けを繰返しても良い(S20)。清掃後、空気を弱く吹付けて異物がコネクタ11内に入らないようにしつつ、工具装置4aを主軸2に取付ける(S22)。取付後、コントローラ17に試験用の低レベルの電動機9の駆動電流を短時間供給させる(S24)。コントローラ17の検出器32から異常が検出されたかどうかを判別する(S26)。異常フラグが設定されない場合には(S26;No)、運転データを再設定し、ワークWを元の位置に戻して加工を再開する。後述のように、運転再開後は、加工処理中あるいは常時、空気をコネクタ12の内部に供給し、コネクタ11及び12相互間の隙間からコネクタ外部に空気が弱く吹出すようにして、異物の侵入を防止することが出来る(S28)。
【0032】
異常フラグが再度設定された場合には(S26;Yes)、異常処理を行って待機状態となる。例えば、異常処理としては、異常検出の報知(アラーム)、異常検出の種類を表すコードの表示、異常コード・異常発生時間等の記録、図示しない工程管理コンピュータ等への異常通知、異常発生系統への電源供給遮断等の処理を行う(S30)。
【0033】
このようにして、上述した工作機械は、工具装置を工作機械本体に取付る際に、コネクタ12から空気を吹き出して、切粉やゴミの付着を防止する。更に、コネクタに異物が侵入して異常を検出した場合には、コネクタの清掃を行い、それにより、異常が解消すると運転を再開する。
【0034】
図7は、コネクタ12の他の構成例を示しており、コネクタに常時空気を流す場合に好適である。すなわち、コネクタ11及び12を接続した状態において、コネクタ12の内部側にワークの工作中空気を積極的に供給することによって、コネクタ11及び12相互間の隙間から外部にエアを吹出すようにし、コネクタ11及び12相互間の隙間に切削水(切削液)、切粉、ゴミ等が入り込み難くなるようにする。なお、同図において、図2と対応する部分には同一符号を付しており、かかる部分の説明は省略する。
【0035】
図7において、受けコネクタ12には下方に開口する勘入穴12c及びリング電極12a,12aが設けられている。また、リング電極12a,12a間に位置する絶縁物の略中央には、流路12b若しくは勘入穴12cとコネクタ11との対向面間に連通するエア流路12dが形成される。流路12bは、リング電極12a,12aの開口及びエア流路12dに連通して空気を供給する。この流路12bに接続具13を介してチューブ14、電磁開閉弁15および空気圧源16が接続されている。
【0036】
前述したように、工具装置4aが主軸2に装着された後、すなわちコネクタ11のピン電極11aがリング電極12aに挿入される前に、電磁開閉弁15が短時間だけオンして空気をリング電極12aから吹き出し、接続の際に空気を強く吹付けて切粉、ごみ、油などを除去する。その後、コネクタ11及び12を接続する。両コネクタの接続後は、電磁開閉弁15の開度を絞ることにより、あるいは図示しない追加の電磁弁を使用することにより、あるいは空気圧源16の圧力を下げることにより、引続き空気を供給し、工作工程中、コネクタ12の空気流路12dから空気を弱く吹出す。この空気は、コネクタ11及び12相互間の隙間から外部に逃げる。それにより、コネクタ11及び12間の隙間から切粉、ごみ、油などが内部に侵入することを防止する。従って、電気的接続をより確実にすることが可能となる。
【0037】
なお、工具装置は電動機を内蔵するものに限られない。例えば、電磁石、振動体、レーザ加工、放電加工装置等の電気装置を内蔵し、これ等装置にコネクタを介して工作機械本体から電源の供給や信号を受けるものにも適用可能である。
【0038】
また、実施例では、コネクタは一対で示されているが、これに限られるものではなく、工具装置及び工作機械本体間は複数対(複数組)のコネクタで接続されるものであっても良い。リング電極12aの形状や極数、ピン電極11aの形状や極数は任意であって良い。カバー部11bは省略しても良い。
【0039】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の工作機械は、工具装置を交換した場合に、工作機械から工具装置に内蔵された電動機に大電流を供給する前に、あるいは運転中に、漏電や短絡を判別できるので作業者の感電や、工作機械の電気設備の壊れを回避可能となる。また、漏電や短絡が生じた場合には、作業者がこれを表示器や報知によって知ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、工具装置を装着した数値制御工作機械を模式的に示す図、
【図2】図2は、コネクタ11及び12の部分を拡大して示す断面図、
【図3】図3は、制御系を説明するブロック図である。
【図4】図4は、工具装置交換後のテストを説明するフローチャートである。
【図5】図5は、運転中に異常検出を行った場合の処理を説明するフローチャートである。
【図6】図6は、コネクタの清掃を説明する説明図である。
【図7】図7は、コネクタ12の他の構成例を示す説明図である。
【符号の説明】
1 数値制御工作機械、
2 主軸、
3 工作機械本体、
4 自動工具交換装置、
4a 工具(工具装置)、
5 数値制御装置、
9 高周波電動機(電動機)、
10 チャック、
11 コネクタ、
12 受けコネクタ、
17 コントローラ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a machine tool that is used with a tool device (tool holder) that incorporates an electric motor, and in particular, detects a connection abnormality in a connector between a tool device and a machine tool, and eliminates this. It relates to machine improvements.
[0002]
[Prior art]
In a machine tool with an automatic tool changer, when a tool device with a built-in electric motor is automatically mounted on the spindle of the machine tool body, connectors are attached to the tool side and the spindle side, respectively. At the same time as mounting, both connectors are inserted so that the electric motor of the tool device is electrically controlled. In this case, when a tool other than the tool device is attached to the spindle and machining is performed, chips, cutting water (oil), and the like due to this may adhere to the connector on the spindle side. Therefore, for example, in “Electric motor built-in tool connector device” described in Japanese Utility Model Publication No. 4-19741, chips and dust are removed before connecting the connector, and damage due to poor contact or overcurrent (short circuit) is caused. I try to prevent it. It is also conceivable to cover the connector part with a lid.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the tool device is automatically changed, the connectors are exposed for connection. At this time, cutting water or the like may be applied to the connector. The machine tool cannot discriminate even if the cutting water is applied to the connector. In such a case, leakage or a short circuit may occur.
[0004]
Therefore, the present invention discriminates abnormalities such as electric leakage and overcurrent when the tool device is replaced, and if there are abnormalities, the connector portion is automatically cleaned to remove foreign matters such as cutting water. The purpose is to provide a machine.
[0005]
Another object of the present invention is to provide a machine tool that notifies an operator when an abnormality cannot be recovered by cleaning a connector, and protects the operator and electrical equipment.
[0006]
Another object of the present invention is to provide a machine tool in which foreign objects are less likely to enter a connector during a machining process.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a machine tool of the present invention is a machine tool in which a tool device incorporating an electric device is replaceably mounted on a machine tool body, and the tool device and the tool device are exchanged along with the replacement of the tool device. At least a pair of detachable connectors for connecting wires between machine tool bodies, an abnormality detecting means for detecting abnormalities such as overcurrent and leakage in the wiring, and stopping the machine tool when the abnormalities are detected. And an abnormality handling control means for cleaning the connector.
[0008]
By adopting such a configuration, when a leakage or overcurrent abnormality in the electrical wiring system from the machine tool body to the tool device is detected, the connector part that is likely to cause the abnormality is cleaned, so the abnormality is Can be automatically restored. If the abnormality is not resolved, the operator can be notified.
[0009]
Preferably, the control means applies a test current to the tool device immediately after the tool device is replaced. As a result, it is possible to determine a leakage or a short circuit before flowing a large current through the electric motor, so that it is possible to prevent the electric circuit, device, and electric equipment of the machine tool from being destroyed.
[0010]
Preferably, the control means separates the tool device from the machine tool main body, removes the connector, and blows air on a connection terminal portion of the connector to clean it.
[0011]
With such a configuration, cutting water (cutting fluid), chips, dust, and the like can be removed.
[0012]
Preferably, the control means attaches the tool device to the machine tool body again after the cleaning, performs a test operation such as supplying a test current, and displays the abnormality when the abnormality is detected again, and detects the abnormality. If not, return the machine tool to the machine process.
[0013]
With such a configuration, it is possible to confirm whether or not the abnormality has been eliminated by cleaning the connector, and to ensure the safety of the work process.
[0014]
Preferably, the electric device is an electric motor for driving a tool main body, and the abnormality detecting means is an overcurrent detecting device or an electric leakage detecting device provided in an inverter that rotationally drives the electric motor.
[0015]
Preferably, the control device further blows air from the inside of the connector to the outside of the connector through the gap of the connector when the machine tool is in a machining process, and chips, cutting fluid, etc. generated in the machining process Prevent foreign material from entering the connector.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, a numerically controlled machine tool 1 includes a machine tool body 3 having a spindle 2, an automatic tool changer 4 having a number of tool devices (tool holders) 4b, 4c,. It consists of a numerical control device 5 that is controlled by a command or the like. A tool device 4a is mounted on the spindle 2 by a manipulator (not shown) of the automatic tool changer 4, and a small diameter drill blade 6 attached to the tip of the tool device 4a is used to make a small diameter hole in the workpiece W. It is said.
[0017]
The tool device 4a is provided with a taper shank portion 7 and a gripping portion 8 by a manipulator, and includes a high-frequency motor 9 that can be rotated coaxially at high speed, and the above-described drill blade 6 is attached to the tip of the chuck portion 10. ing.
[0018]
A connector 11 for connecting to the high-frequency electric motor 9 is provided at a position shifted from the axis of the tool device 4a. The tool device 4a is mounted on the main shaft 2 and at the same time is provided on the machine tool main body 3. The connector 12 is connected. An output end of a controller 17 is connected to the receiving connector 12.
[0019]
As shown in FIG. 2, the receiving connector 12 is provided with a fitting hole 12c and a ring electrode 12a that open downward, and a flow path 12b for blowing air from the ring electrode 12a. A tube 14, an electromagnetic on-off valve 15, and an air pressure source 16 are connected to the flow path 12 b via a connector 13. As shown in FIG. 6 which will be described later, this is because the electromagnetic on-off valve 15 is moved for a short time immediately before the tool device 4a is mounted on the main shaft 2, that is, immediately before the pin electrode 11a of the connector 11 is inserted into the ring electrode 12a. The air is turned on to blow out air from the ring electrode 12a, and thereby air purge of chips, dust, oil, etc. is performed to make the electrical connection more reliable.
[0020]
FIG. 3 is a block diagram showing the control system. The numerical controller 5 includes a ROM 5a including a startup program, a CPU 5b that executes the program, a RAM 5c that stores data and programs, a hard disk (HD) 5d that stores data, a display unit 5e that displays information, a management computer, and the like. The communication interface 5f that performs communication and the IO unit 5g that performs data communication with the controller 17 are configured. The numerical control device 5 controls the machine tool main body 3, the tool changer 4, the controller 17 and the like according to a workpiece W machining program stored in advance. The controller 17 receives the control signal from the numerical controller 5 and controls the high frequency motor 9. The controller 17 detects abnormalities such as an ACK signal, an overcurrent (or short circuit), and a leakage current to the interface unit 18, the IO unit 19, and the numerical control device 5, which are photocouplers for inputting a control signal from the numerical control device 5. A signal output unit 20 including a relay for outputting an abnormal signal to be notified, a central processing unit 21 including a microprocessor, storage units 22 and 23, an IO unit 24, a sine wave having a frequency specified by decoding a digital signal DF conversion unit 25 that outputs a signal, divider unit 26 that generates a three-phase alternating current by the output from the DF conversion unit 25, a drive unit 27 that drives the high-frequency motor 9 by amplifying the output from the divider unit 26, and the divider unit 26, a drive unit 28 comprising a drive unit 27, a decoder unit 29 for displaying the rotational speed, a display unit 30, etc. Going on. The drive unit 28 can be configured by a so-called inverter circuit. The controller 17 and the high frequency motor 9 are connected by electrical wiring 31 via connectors 11 and 12.
[0021]
The abnormality detection device 32 detects that the output current of the drive unit 27 is an overcurrent or the occurrence of electric leakage between the system of the electrical wiring 31 and the frame / ground of the machine tool. This detection output sets an abnormality occurrence flag indicating an abnormality of the wiring 31 system in the IO unit 24.
[0022]
The CPU 21 supplies a test current to the high-frequency motor 9 after replacing the tool device in accordance with a command from the numerical control device 5, and determines whether or not an abnormality has occurred based on the output of the abnormality detection device 32. When the abnormality occurrence flag is detected, the operation of the drive unit 28 is stopped, and the high frequency motor 9 is stopped. A code representing the cause of the abnormality is displayed on the display 30. Further, the CPU 21 notifies the numerical control device 5 via the signal output unit 20 of abnormality (overcurrent, electric leakage) in the wiring 31 system. Similarly, abnormalities during operation are detected and processed by the abnormality detection device 32.
[0023]
The normal operation of the numerical control device 5 includes, for example, a pre-programmed file held in the RAM 5c, and the CPU 5b sequentially reads a group of commands according to the machining procedure, and the machine tool body 3 and the automatic tool changer according to the contents thereof. 4 is controlled. A control signal is output to the controller 17. When the abnormality of the apparatus is determined, information is transmitted to a management computer (not shown) via the communication interface 5f.
[0024]
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a post-replacement test in which the numerical controller 5 confirms whether or not an abnormality has occurred after replacing the tool device. The numerical control device 5 performs the post-replacement test shown in FIG. 4 when the tool changer 4 completes the replacement (attachment) of the tool device incorporating the electric motor.
[0025]
First, the numerical controller 5 causes the controller 17 to supply a low level test voltage or a low level test current to the electric motor 9 for a predetermined short time (S2). Thereby, it is determined whether or not an abnormality detection indicating an abnormality of the wiring 31 system is notified from the controller 17 (S4). If an abnormality is detected, an abnormality process is performed (S4; Yes). For example, the controller 17 is instructed immediately to stop the supply of the test current, and the operation of the machine tool main body 3 is stopped. The power supply of the corresponding power supply system is shut off as necessary (S6). The abnormality detection is displayed on the display 5e and the abnormality is notified. The operator confirms the cause of the abnormality such as the foreign matter of the connectors 11 and 12. If necessary, the management computer in the factory is notified of the abnormality (S8). If necessary, an abnormality detection process (FIG. 5) described later can be performed to try to solve the trouble.
[0026]
If no abnormality occurs (S4; No), the test after the replacement is finished, and the operation shifts to normal operation (work).
[0027]
By passing through such a test process, it becomes possible to avoid damage to the electric circuit and equipment due to overcurrent (or short circuit) or electric leakage when a foreign object enters the connector during tool device replacement.
[0028]
FIG. 5 is a flowchart for explaining the control operation when the numerical controller 5 receives a notification of abnormality detection from the controller 17 during operation.
[0029]
As described above, notification of abnormality detection after tool device replacement or operation sets an interrupt flag indicating an abnormality in the wiring 31 system in the numerical control device 5. The cause of abnormality in the wiring 31 system is a high possibility of foreign matter entering the connectors 11 and 12.
[0030]
When the CPU 5b of the numerical controller 5 determines the setting of the wiring 31 system abnormality flag (S12; Yes), the CPU 5b saves the control data currently set for the control of the machine tool to the built-in hard disk device 5d. Thereby, the subsequent operation can be resumed (S14). In order to remove the tool device 4a, the workpiece W is moved to a safe place (S16). The tool 4a is removed from the main shaft 2 by a manipulator (not shown) of the tool changer 4, and the tool 4a is held at a slightly lowered position.
[0031]
Thereby, as shown in FIG. 6, between the connectors 11 and 12 is opened (S18). The air valve 15 is opened and air is strongly blown from the ring electrode 12a portion of the connector 12 toward the lower pin electrode 11a to clean the connector portion. As a result, the cause of short circuit / leakage such as cutting water and dust is blown away. Note that the air valve 15 may be intermittently repeated to repeat spraying a plurality of times (S20). After the cleaning, the tool device 4a is attached to the main shaft 2 while blowing air weakly so that foreign matter does not enter the connector 11 (S22). After the mounting, the controller 17 is supplied with a drive current for the low-level electric motor 9 for test for a short time (S24). It is determined whether or not an abnormality has been detected from the detector 32 of the controller 17 (S26). When the abnormality flag is not set (S26; No), the operation data is reset, the workpiece W is returned to the original position, and the machining is resumed. As will be described later, after resuming operation, air is supplied to the inside of the connector 12 during processing or at all times, and air is weakly blown out of the connector through the gap between the connectors 11 and 12, so that foreign matter can enter. Can be prevented (S28).
[0032]
When the abnormality flag is set again (S26; Yes), an abnormality process is performed and a standby state is entered. For example, as abnormality processing, abnormality detection notification (alarm), display of a code indicating the type of abnormality detection, recording of abnormality code / abnormality occurrence time, abnormality notification to a process management computer (not shown), to abnormality occurrence system (S30).
[0033]
In this way, the above-described machine tool blows air from the connector 12 when the tool device is attached to the machine tool body, thereby preventing chips and dust from adhering. Further, when a foreign matter enters the connector and an abnormality is detected, the connector is cleaned, and when the abnormality is resolved, the operation is resumed.
[0034]
FIG. 7 shows another configuration example of the connector 12, which is suitable when air is constantly passed through the connector. That is, in the state where the connectors 11 and 12 are connected, by actively supplying air during work of the workpiece to the inner side of the connector 12, air is blown out from the gap between the connectors 11 and 12, Cutting water (cutting fluid), chips, dust and the like are prevented from entering the gap between the connectors 11 and 12. In the figure, parts corresponding to those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0035]
In FIG. 7, the receiving connector 12 is provided with a fitting hole 12c and ring electrodes 12a and 12a that open downward. In addition, an air flow path 12 d that communicates between the opposed surfaces of the flow path 12 b or the fitting hole 12 c and the connector 11 is formed in the approximate center of the insulator located between the ring electrodes 12 a and 12 a. The channel 12b communicates with the openings of the ring electrodes 12a and 12a and the air channel 12d to supply air. A tube 14, an electromagnetic on-off valve 15, and an air pressure source 16 are connected to the flow path 12 b via a connector 13.
[0036]
As described above, after the tool device 4a is mounted on the main shaft 2, that is, before the pin electrode 11a of the connector 11 is inserted into the ring electrode 12a, the electromagnetic on-off valve 15 is turned on for a short period of time so that air is supplied to the ring electrode. 12a blows out air and strongly blows air when connecting to remove chips, dust and oil. Thereafter, the connectors 11 and 12 are connected. After both connectors are connected, air is continuously supplied by reducing the opening of the electromagnetic on-off valve 15, using an additional electromagnetic valve (not shown), or lowering the pressure of the air pressure source 16. During the process, air is blown out weakly from the air flow path 12d of the connector 12. This air escapes from the gap between the connectors 11 and 12 to the outside. Thereby, chips, dust, oil and the like are prevented from entering the inside through the gap between the connectors 11 and 12. Therefore, the electrical connection can be made more reliable.
[0037]
In addition, a tool apparatus is not restricted to what incorporates an electric motor. For example, the present invention can also be applied to a device that incorporates an electric device such as an electromagnet, a vibrating body, laser machining, or an electric discharge machining device, and receives power supply and signals from the machine tool body via a connector.
[0038]
In the embodiment, a pair of connectors is shown, but the present invention is not limited to this, and the tool device and the machine tool main body may be connected by a plurality of pairs (a plurality of sets) of connectors. . The shape and number of poles of the ring electrode 12a and the shape and number of poles of the pin electrode 11a may be arbitrary. The cover part 11b may be omitted.
[0039]
【The invention's effect】
As described above, when the tool device is replaced, the machine tool of the present invention discriminates a leakage or a short circuit before supplying a large current from the machine tool to the electric motor built in the tool device or during operation. Therefore, it is possible to avoid the electric shock of the worker and the breakage of the electrical equipment of the machine tool. Further, when a leakage or short circuit occurs, the operator can know this by a display or a notification.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a numerically controlled machine tool equipped with a tool device;
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a portion of the connectors 11 and 12;
FIG. 3 is a block diagram illustrating a control system.
FIG. 4 is a flowchart illustrating a test after tool device replacement.
FIG. 5 is a flowchart for explaining processing when abnormality detection is performed during operation.
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining cleaning of a connector.
FIG. 7 is an explanatory view showing another configuration example of the connector 12;
[Explanation of symbols]
1 Numerically controlled machine tool,
2 spindles,
3 Machine tool body,
4 Automatic tool changer,
4a Tool (tool device),
5 Numerical control device,
9 High frequency motor (motor),
10 chuck,
11 connector,
12 receiving connector,
17 Controller

Claims (6)

電気装置を内蔵した工具装置を工作機械本体に交換可能に装着する工作機械であって、
前記工具装置の交換に伴って前記工具装置及び前記工作機械本体相互間の配線の接続を行う着脱自在な少なくとも一対のコネクタと、
前記配線における過電流や漏電等の異常を検出する異常検出手段と、
前記異常を検出したときに工作機械を停止させ、前記コネクタを清掃する制御手段と、
を備える工作機械。
A machine tool that replaceably mounts a tool device incorporating an electric device to a machine tool body,
At least a pair of detachable connectors for connecting wires between the tool device and the machine tool main body in accordance with the replacement of the tool device;
An anomaly detecting means for detecting an anomaly such as overcurrent or electric leakage in the wiring;
Control means for stopping the machine tool when the abnormality is detected and cleaning the connector;
Machine tool equipped with.
前記制御手段は、前記工具装置の交換直後に前記工具装置に試験電流を流す、請求項1記載の工作機械。The machine tool according to claim 1, wherein the control means applies a test current to the tool device immediately after replacement of the tool device. 前記制御手段は、前記工具装置を前記工作機械本体から離間させて、前記コネクタを外し、該コネクタの接続端子部に空気を吹付けて清掃する、請求項1記載の工作機械。2. The machine tool according to claim 1, wherein the control unit separates the tool device from the machine tool main body, removes the connector, and blows air on a connection terminal portion of the connector for cleaning. 3. 前記制御手段は、前記清掃後再度前記工具装置を工作機本体に装着してテスト運転を行い、前記異常を再検出した場合には異常を表示し、異常を検出しない場合には、工作機械を工作過程に復帰させる、請求項1記載の工作機械。The control means performs the test operation by attaching the tool device to the machine tool body again after the cleaning, displays an abnormality when the abnormality is detected again, and displays a machine tool when the abnormality is not detected. The machine tool according to claim 1, wherein the machine tool is returned to the machining process. 前記電気装置は、工具本体を駆動する電動機であり、
前記異常検出手段は、前記電動機を回転駆動するインバータ内に設けられる過電流検出装置あるいは漏電検出装置である、請求項1乃至4のいずれかに記載の工作機械。
The electric device is an electric motor that drives a tool body,
The machine tool according to any one of claims 1 to 4, wherein the abnormality detection means is an overcurrent detection device or a leakage detection device provided in an inverter that rotationally drives the electric motor.
前記制御装置は、更に、工作機械が工作過程中にある場合において、前記コネクタの内部からコネクタの隙間を介してコネクタ外部に空気を吹出させる、請求項1乃至5のいずれかに記載の工作機械。The machine tool according to any one of claims 1 to 5, wherein the control device further blows air from the inside of the connector to the outside of the connector through a gap of the connector when the machine tool is in a machining process. .
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