JP2008225652A - Numerical control device - Google Patents

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JP2008225652A JP2007060329A JP2007060329A JP2008225652A JP 2008225652 A JP2008225652 A JP 2008225652A JP 2007060329 A JP2007060329 A JP 2007060329A JP 2007060329 A JP2007060329 A JP 2007060329A JP 2008225652 A JP2008225652 A JP 2008225652A
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Akito Kataoka
章人 片岡
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Okuma Corp
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Okuma Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To preliminarily command the optimal acceleration/deceleration time or the highest speed corresponding to any one or more of a power supply voltage and a load torque and total inertia without driving a servo motor. <P>SOLUTION: This numerical control device for working a work by controlling the driving of one or more servo motors according to an operation program is provided with a power supply voltage monitoring part 7 for always monitoring a power supply voltage; a parameter setting part 12 for preliminarily setting one or more of load torque and total inertia; and an operation condition arithmetic part 9 for calculating an acceleration/deceleration time or the highest speed in the case of controlling the driving of the servo motor according to any one or more of the monitored power supply voltage and the preliminarily set load torque and the total inertia. The location command of the servo motor is calculated according to the calculated acceleration/deceleration time or highest speed. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、動作プログラムに従い、１つまたは複数のサーボモータの駆動制御を行うことによりワークを加工する数値制御装置に関するものである。   The present invention relates to a numerical control device that processes a workpiece by performing drive control of one or a plurality of servo motors according to an operation program.

図７は、従来の数値制御装置の一例を示すブロック図である。ここでは、例として、３個のサーボモータを駆動して位置制御を行う数値制御装置において、ある１個のサーボモータに関数発生指令を行う場合について説明する。上位制御装置１からの関数発生指令、例えば早送りのモード指令および目標位置が位置指令演算部２Ｂに入力される。位置指令演算部２Ｂは、上位制御装置１からの関数発生指令と所定の加減速時間または最高速度に従って位置指令を生成し、この位置指令を位置制御部３Ｂに入力する。位置制御部３Ｂは、サーボモータ５Ｂに取り付けられた位置センサ６Ｂからサーボモータ５Ｂの現在位置を読み取り、位置指令とサーボモータ５Ｂの現在位置とを一致させるように一般によく知られた位置制御の手法を用いてトルク指令値を演算し、サーボモータ５Ｂに必要な電流指令値に変換してインバータ４Ｂに入力する。インバータ４Ｂはサーボモータ５Ｂに電流指令値に一致する電流を供給することにより、サーボモータ５Ｂの位置は目標位置に一致するように制御される。   FIG. 7 is a block diagram showing an example of a conventional numerical control device. Here, as an example, a case will be described in which a function generation command is issued to a certain servo motor in a numerical control apparatus that drives three servo motors to perform position control. A function generation command from the host controller 1, for example, a fast-forward mode command and a target position are input to the position command calculation unit 2B. The position command calculation unit 2B generates a position command according to the function generation command from the host controller 1 and a predetermined acceleration / deceleration time or maximum speed, and inputs this position command to the position control unit 3B. The position control unit 3B reads a current position of the servo motor 5B from a position sensor 6B attached to the servo motor 5B, and a generally well-known position control method so as to make the position command coincide with the current position of the servo motor 5B. Is used to calculate a torque command value, convert it into a current command value necessary for the servo motor 5B, and input it to the inverter 4B. The inverter 4B supplies the servo motor 5B with a current that matches the current command value, so that the position of the servo motor 5B is controlled to match the target position.

特開平９−２０１０９９号公報JP-A-9-201099 特開平１１−１９４８０７号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-194807 特開平１−１７０３８６号公報JP-A-1-170386

上述のように位置指令演算部２Ｂは、所定の加減速時間または最高速度に従って位置指令を生成している。所定の加減速時間または最高速度を使用した場合には、電源電圧の低下により所望のトルクが得られずに指令位置と現在位置との位置誤差量を増加させてしまう。このような状態で動作させると本来の軌跡と実際の軌跡とのずれが大きくなって、ワークの加工精度が悪くなるばかりでなく、ワークと刃物が衝突する要因にもなる。なお、関連技術として上記特許文献１〜３が挙げられるが、いずれの特許文献も入力が電源電圧のみであるため、上記課題を解決できていない。   As described above, the position command calculation unit 2B generates a position command according to a predetermined acceleration / deceleration time or maximum speed. When a predetermined acceleration / deceleration time or maximum speed is used, a desired torque cannot be obtained due to a decrease in power supply voltage, and the position error amount between the command position and the current position is increased. When operated in such a state, the deviation between the original trajectory and the actual trajectory becomes large, which not only deteriorates the machining accuracy of the workpiece but also causes the workpiece and the cutter to collide. In addition, although the said patent documents 1-3 are mentioned as related technology, since the input is only a power supply voltage in any patent document, the said subject cannot be solved.

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、動作プログラムに従い、１つまたは複数のサーボモータの駆動制御を行うことによりワークを加工する数値制御装置において、１つまたは複数のサーボモータを駆動することなく、常に電源電圧と負荷トルク及び総イナーシャのいずれか１つ以上とに応じた最適な加減速時間または最高速度を予め指令することを目的の１つとする。また、本発明は、電源電圧が変動した場合でも、常に制御偏差量を設定範囲内に抑えつつ、その範囲内で最大限達成できる加減速時間または最高速度を指令することを目的の１つとする。さらに、本発明は、１つまたは複数のサーボモータを駆動することなく、電源電圧が変動した場合でも、常に制御偏差量を設定範囲内に抑えつつ、その範囲内で最大限達成できる加減速時間または最高速度を予め指令することを目的の１つとする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and in a numerical control apparatus that processes a workpiece by performing drive control of one or more servo motors according to an operation program, one or more One of the objectives is to always command the optimum acceleration / deceleration time or maximum speed according to any one or more of the power supply voltage, the load torque and the total inertia without driving the servo motor. Another object of the present invention is to command an acceleration / deceleration time or maximum speed that can be achieved to the maximum within the set range while always keeping the control deviation amount within the set range even when the power supply voltage fluctuates. . Furthermore, the present invention provides an acceleration / deceleration time that can be achieved to the maximum extent within the set range while always keeping the control deviation amount within the set range even when the power supply voltage fluctuates without driving one or a plurality of servo motors. Alternatively, one of the purposes is to command the maximum speed in advance.

本発明に係る数値制御装置は、動作プログラムに従い、１つまたは複数のサーボモータの駆動制御を行うことによりワークを加工する数値制御装置において、電源電圧を検出する電源電圧検出部と、電源電圧検出部で検出された電源電圧と、負荷トルク及び総イナーシャのいずれか１つ以上と、に応じて、サーボモータ駆動制御時の加減速時間または最高速度を変更する動作条件設定部と、動作条件設定部で変更された加減速時間または最高速度に基づいて、サーボモータの駆動制御を行うための制御指令値を演算する制御指令値演算部と、を有する。   A numerical control device according to the present invention is a numerical control device that processes a workpiece by performing drive control of one or a plurality of servo motors according to an operation program. An operating condition setting unit that changes the acceleration / deceleration time or maximum speed during servo motor drive control according to the power supply voltage detected by the control unit and one or more of load torque and total inertia, and operating condition setting A control command value calculation unit that calculates a control command value for performing drive control of the servo motor based on the acceleration / deceleration time or the maximum speed changed by the unit.

本発明の好適な態様では、動作条件設定部は、電源電圧検出部で検出された電源電圧に応じてサーボモータの速度−トルク特性を決定し、当該決定した速度−トルク特性において負荷トルクに対応する速度を最高速度として演算する。   In a preferred aspect of the present invention, the operating condition setting unit determines the speed-torque characteristic of the servomotor according to the power supply voltage detected by the power supply voltage detection unit, and corresponds to the load torque in the determined speed-torque characteristic. The speed to be calculated is calculated as the maximum speed.

また、本発明に係る数値制御装置は、動作プログラムに従い、１つまたは複数のサーボモータの駆動制御を行うことによりワークを加工する数値制御装置において、電源電圧を検出する電源電圧検出部と、電源電圧検出部で検出された電源電圧と、サーボモータ駆動制御時の制御目標値と制御観測値との偏差と、に応じて、サーボモータ駆動制御時の加減速時間または最高速度を変更する動作条件設定部と、動作条件設定部で変更された加減速時間または最高速度に基づいて、サーボモータの駆動制御を行うための制御指令値を演算する制御指令値演算部と、を有する。   A numerical control device according to the present invention is a numerical control device that processes a workpiece by performing drive control of one or a plurality of servo motors according to an operation program. Operating conditions to change the acceleration / deceleration time or maximum speed during servo motor drive control according to the power supply voltage detected by the voltage detector and the deviation between the control target value and control observation value during servo motor drive control And a control command value calculation unit for calculating a control command value for performing drive control of the servo motor based on the acceleration / deceleration time or the maximum speed changed by the operation condition setting unit.

本発明の好適な態様では、動作条件設定部で変更された加減速時間または最高速度を、当該変更時に検出された電源電圧と対応付けて記憶する動作条件記憶部を有し、動作条件設定部は、電源電圧検出部で検出された電源電圧が動作条件記憶部に記憶された電源電圧のいずれかとほぼ一致する場合は、サーボモータ駆動制御時の加減速時間または最高速度を、当該一致する電源電圧と対応付けて動作条件記憶部に記憶された加減速時間または最高速度に変更する。   In a preferred aspect of the present invention, the operation condition setting unit includes an operation condition storage unit that stores the acceleration / deceleration time or the maximum speed changed by the operation condition setting unit in association with the power supply voltage detected at the time of the change. If the power supply voltage detected by the power supply voltage detector almost matches one of the power supply voltages stored in the operating condition storage, the acceleration / deceleration time or maximum speed during servo motor drive control is The acceleration / deceleration time or maximum speed stored in the operation condition storage unit is changed in association with the voltage.

本発明では、請求項１または２の構成とすることにより、１つまたは複数のサーボモータを駆動することなく、常に電源電圧と負荷トルク及び総イナーシャのいずれか１つ以上とに応じた最適な加減速時間または最高速度を予め指令することができる。また、請求項３の構成とすることにより、常に制御偏差量を設定範囲内に抑えつつ、その範囲内で最大限達成できる加減速時間または最高速度を指令することができる。また、請求項４の構成とすることにより、１つまたは複数のサーボモータを駆動することなく、電源電圧が変動した場合でも、常に制御偏差量を設定範囲内に抑えつつ、その範囲内で最大限達成できる加減速時間または最高速度を予め指令することができる。従って、本発明の数値制御装置によれば、制御偏差量を減少させるばかりでなく、本来の軌跡と実際の軌跡とのずれが小さくなることによって、ワークの加工精度を良くするとともに、ワークと刃物との衝突を防止することができる。   In the present invention, the configuration according to claim 1 or 2 makes it possible to always optimize the power supply voltage, the load torque, and the total inertia according to any one or more without driving one or more servo motors. The acceleration / deceleration time or maximum speed can be commanded in advance. In addition, with the configuration of the third aspect, it is possible to command the acceleration / deceleration time or the maximum speed that can be achieved to the maximum within the set range while always keeping the control deviation amount within the set range. Moreover, even if the power supply voltage fluctuates without driving one or a plurality of servo motors, the control deviation amount is always kept within the set range, and the maximum within the range can be achieved. The acceleration / deceleration time or the maximum speed that can be achieved in advance can be commanded beforehand. Therefore, according to the numerical control device of the present invention, not only the amount of control deviation is reduced, but also the deviation between the original trajectory and the actual trajectory is reduced, so that the processing accuracy of the workpiece is improved and the workpiece and the cutter are Can be prevented.

以下、本発明を実施するための形態を図面に従って説明する。図１は本発明に係る数値制御装置の一実施例を示すブロック図である。本実施例の数値制御装置は、動作プログラムに従い、１つまたは複数のサーボモータの駆動制御を行うことによりワークを加工するものである。以下の説明では、例として、３個のサーボモータを駆動して位置制御を行う数値制御装置において、電源電圧監視部、動作条件変更部、動作条件演算部を設け、ある１個のサーボモータ（サーボモータ５Ｂ）に関数発生指令を行う場合について説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a numerical controller according to the present invention. The numerical control apparatus of this embodiment processes a workpiece by performing drive control of one or a plurality of servo motors according to an operation program. In the following description, as an example, in a numerical control device that drives three servo motors to perform position control, a power supply voltage monitoring unit, an operation condition changing unit, and an operation condition calculating unit are provided, and one servo motor ( A case where a function generation command is issued to the servo motor 5B) will be described.

上位制御装置１からの関数発生指令、例えば早送りのモード指令及び目標位置が位置指令演算部２Ｂに入力される。同時に、電源電圧監視部７は、サーボモータ５Ｂへ電力供給を行うための電源の電圧を監視（検出）し、その監視した電源電圧を動作条件演算部９に入力する。また、パラメータ設定部１２は、サーボモータ５Ｂにより駆動される負荷のトルクＴ、及びサーボモータ５Ｂの回転子から負荷に至る回転部の総イナーシャＪのいずれか１つ以上を動作条件演算部９に入力する。パラメータ設定部１２では、負荷トルクＴ及び総イナーシャＪのいずれか１つ以上が予め設定されている。動作条件演算部９は、電源電圧毎に１つまたは複数のサーボモータの速度と出力トルクとの関係を示した複数の特性図（サーボモータの速度−トルク特性）を予め設定しておき、電源電圧監視部７により監視した電源電圧に応じて前記複数の特性図の中から該当する１つの特性図を選択する。そして、動作条件演算部９は、前記選択した１つの特性図より読み取れる速度と出力トルクとの関係と、前記負荷トルクＴ及び前記総イナーシャＪのいずれか１つ以上とを用いて、サーボモータ５Ｂの駆動制御時の加減速時間または最高速度を演算し、動作条件変更部８に入力する。動作条件変更部８は、動作条件演算部９が演算した加減速時間または最高速度を位置指令演算部２Ｂに入力する。位置指令演算部２Ｂは、上位制御装置１からの関数発生指令と動作条件変更部８からの加減速時間または最高速度に従って位置指令を生成し、この位置指令を位置制御部３Ｂに入力する。位置制御部３Ｂは、サーボモータ５Ｂに取り付けられた位置センサ６Ｂからサーボモータ５Ｂの現在位置を読み取り、位置指令とサーボモータ５Ｂの現在位置とを一致させるように一般によく知られた位置制御の手法を用いてトルク指令値を演算し、サーボモータ５Ｂに必要な電流指令値に変換してインバータ４Ｂに入力する。インバータ４Ｂはサーボモータ５Ｂに電流指令値に一致する電流を供給することにより、サーボモータ５Ｂの位置が目標位置に一致するようにサーボモータ５Ｂの駆動制御が行われる。   A function generation command from the host controller 1, for example, a fast-forward mode command and a target position are input to the position command calculation unit 2B. At the same time, the power supply voltage monitoring unit 7 monitors (detects) the voltage of the power supply for supplying power to the servo motor 5B, and inputs the monitored power supply voltage to the operating condition calculation unit 9. Further, the parameter setting unit 12 supplies one or more of the torque T of the load driven by the servo motor 5B and the total inertia J of the rotating unit from the rotor of the servo motor 5B to the load to the operation condition calculating unit 9. input. In the parameter setting unit 12, one or more of the load torque T and the total inertia J are set in advance. The operating condition calculation unit 9 sets in advance a plurality of characteristic diagrams (servo motor speed-torque characteristics) showing the relationship between the speed and output torque of one or a plurality of servo motors for each power supply voltage. One corresponding characteristic diagram is selected from the plurality of characteristic diagrams according to the power supply voltage monitored by the voltage monitoring unit 7. Then, the operating condition calculation unit 9 uses the relationship between the speed and output torque that can be read from the selected one characteristic diagram, and any one or more of the load torque T and the total inertia J, and uses the servo motor 5B. The acceleration / deceleration time or maximum speed at the time of drive control is calculated and input to the operating condition changing unit 8. The operating condition changing unit 8 inputs the acceleration / deceleration time or the maximum speed calculated by the operating condition calculating unit 9 to the position command calculating unit 2B. The position command calculation unit 2B generates a position command according to the function generation command from the host controller 1 and the acceleration / deceleration time or maximum speed from the operation condition change unit 8, and inputs this position command to the position control unit 3B. The position control unit 3B reads a current position of the servo motor 5B from a position sensor 6B attached to the servo motor 5B, and a generally well-known position control method so as to make the position command coincide with the current position of the servo motor 5B. Is used to calculate a torque command value, convert it into a current command value necessary for the servo motor 5B, and input it to the inverter 4B. The inverter 4B supplies the servo motor 5B with a current that matches the current command value, thereby controlling the drive of the servo motor 5B so that the position of the servo motor 5B matches the target position.

以下では、図１の数値制御装置での動作条件演算部９およびパラメータ設定部１２において行われる加減速時間または最高速度生成の一例を示した図２の特性図を参照しながら、本実施例の主要構成部分について説明する。動作条件演算部９では、図２に示すように、サーボモータ５Ｂの複数通りの速度−トルク特性が電源電圧と対応付けて予め設定されており、これら複数通りの速度−トルク特性の中から、電源電圧監視部７により監視した電源電圧に対応する速度−トルク特性が選択される。例えば動作条件演算部９に入力された電源電圧が仮にＶ４であった場合には、その時の電源電圧Ｖ４に応じた特性図が選択される。図２においては、Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ３＞Ｖ４＞Ｖ５であり、電源電圧の低下に対してトルクが抑えられた速度−トルク特性が選択される。そして、パラメータ設定部１２にモータを動作させるために必要な負荷トルクＴを予め設定しておくことによって、前記選択した特性図より最高速度（Ｎ）を求めることができる。ここでは、図２に示すように、電源電圧に応じて選択された速度−トルク特性において、負荷トルクＴに対応する速度Ｎが最高速度として演算される。また、パラメータ設定部１２に総イナーシャＪを予め設定しておくことによって、Ｊ×Ｎ／Ｔを演算して加減速時間を求めることができる。   In the following, referring to the characteristic diagram of FIG. 2 showing an example of acceleration / deceleration time or maximum speed generation performed in the operating condition calculation unit 9 and the parameter setting unit 12 in the numerical control device of FIG. The main components will be described. As shown in FIG. 2, in the operation condition calculation unit 9, a plurality of speed-torque characteristics of the servo motor 5 </ b> B are set in advance in association with the power supply voltage, and among these plurality of speed-torque characteristics, A speed-torque characteristic corresponding to the power supply voltage monitored by the power supply voltage monitoring unit 7 is selected. For example, if the power supply voltage input to the operating condition calculation unit 9 is V4, a characteristic diagram corresponding to the power supply voltage V4 at that time is selected. In FIG. 2, V1> V2> V3> V4> V5, and the speed-torque characteristic in which the torque is suppressed against the decrease in the power supply voltage is selected. Then, by setting the load torque T necessary for operating the motor in the parameter setting unit 12 in advance, the maximum speed (N) can be obtained from the selected characteristic diagram. Here, as shown in FIG. 2, in the speed-torque characteristic selected according to the power supply voltage, the speed N corresponding to the load torque T is calculated as the maximum speed. Further, by setting the total inertia J in the parameter setting unit 12 in advance, it is possible to calculate the acceleration / deceleration time by calculating J × N / T.

このように、本実施例では、電源電圧と、負荷トルクＴ及び総イナーシャＪのいずれか１つ以上と、に応じて、サーボモータ駆動制御時の加減速時間または最高速度を変更することで、サーボモータを駆動することなく、常に電源電圧と負荷トルクＴ及び総イナーシャＪのいずれか１つ以上とに応じた最適な加減速時間または最高速度を予め指令することができる。   As described above, in this embodiment, by changing the acceleration / deceleration time or the maximum speed during servo motor drive control according to the power supply voltage and any one or more of the load torque T and the total inertia J, An optimum acceleration / deceleration time or maximum speed according to any one or more of the power supply voltage, the load torque T, and the total inertia J can always be commanded in advance without driving the servo motor.

図３は本発明に係る数値制御装置の他の実施例を示すブロック図である。ここでは、例として、３個のサーボモータを駆動して位置制御を行う数値制御装置において、電源電圧監視部、動作条件変更部、動作条件決定部を設け、ある１個のサーボモータ（サーボモータ５Ｂ）に関数発生指令を行う場合について説明する。   FIG. 3 is a block diagram showing another embodiment of the numerical control apparatus according to the present invention. Here, as an example, in a numerical controller that drives three servo motors to perform position control, a power supply voltage monitoring unit, an operation condition changing unit, and an operation condition determining unit are provided, and one servo motor (servo motor) A case where a function generation command is issued in 5B) will be described.

上位制御装置１からの関数発生指令、例えば早送りのモード指令及び目標位置が位置指令演算部２Ｂに入力される。同時に、電源電圧監視部７は、サーボモータ５Ｂへ電力供給を行うための電源の電圧を監視し、その監視した電源電圧を動作条件決定部１０に入力する。動作条件決定部１０は、位置制御部３Ｂから位置指令と現在位置との位置誤差量を受け取り、入力された電源電圧と前記位置誤差量とに応じてサーボモータ５Ｂの駆動制御時の加減速時間または最高速度を決定し、動作条件変更部８に入力する。ここでの動作条件決定部１０は、前記位置誤差量と予め設定しておいた位置誤差閾値とを比較し、前記位置誤差量が前記予め設定しておいた位置誤差閾値以下となるような加減速時間または最高速度を決定する。動作条件変更部８は、動作条件決定部１０が決定した加減速時間または最高速度を位置指令演算部２Ｂに入力する。位置指令演算部２Ｂは、上位制御装置１からの関数発生指令と動作条件変更部８からの加減速時間または最高速度に従って位置指令（制御目標値）を生成し、この位置指令を位置制御部３Ｂに入力する。位置制御部３Ｂは、サーボモータ５Ｂに取り付けられた位置センサ６Ｂからサーボモータ５Ｂの現在位置（制御観測値）を読み取り、位置指令とサーボモータ５Ｂの現在位置とを一致させるように一般によく知られた位置制御の手法を用いてトルク指令値を演算し、サーボモータ５Ｂに必要な電流指令値に変換してインバータ４Ｂに入力する。インバータ４Ｂはサーボモータ５Ｂに電流指令値に一致する電流を供給することにより、サーボモータ５Ｂの位置は目標位置に一致するようにサーボモータ５Ｂの駆動制御が行われる。   A function generation command from the host controller 1, for example, a fast-forward mode command and a target position are input to the position command calculation unit 2B. At the same time, the power supply voltage monitoring unit 7 monitors the voltage of the power supply for supplying power to the servo motor 5 </ b> B, and inputs the monitored power supply voltage to the operation condition determining unit 10. The operating condition determination unit 10 receives the position error amount between the position command and the current position from the position control unit 3B, and the acceleration / deceleration time during the drive control of the servo motor 5B according to the input power supply voltage and the position error amount. Alternatively, the maximum speed is determined and input to the operating condition changing unit 8. Here, the operating condition determination unit 10 compares the position error amount with a preset position error threshold value, and adds such that the position error amount is equal to or less than the preset position error threshold value. Determine deceleration time or maximum speed. The operating condition changing unit 8 inputs the acceleration / deceleration time or the maximum speed determined by the operating condition determining unit 10 to the position command calculating unit 2B. The position command calculation unit 2B generates a position command (control target value) according to the function generation command from the host controller 1 and the acceleration / deceleration time or the maximum speed from the operation condition change unit 8, and this position command is used as the position control unit 3B. To enter. The position controller 3B is generally well known to read the current position (control observation value) of the servo motor 5B from the position sensor 6B attached to the servo motor 5B, and to match the position command with the current position of the servo motor 5B. The torque command value is calculated using the position control method, converted into a current command value necessary for the servo motor 5B, and input to the inverter 4B. The inverter 4B supplies a current that matches the current command value to the servo motor 5B, so that the drive control of the servo motor 5B is performed so that the position of the servo motor 5B matches the target position.

以下では、図３の数値制御装置での動作条件決定部１０において行われる加減速時間または最高速度生成の一例を示した図４のフローを参照しながら、本実施例の主要構成部分について説明する。まずステップＳ１０１において、加減速時における位置指令と現在位置との位置誤差量（制御目標値と制御観測値との制御偏差量）が入力される。ステップＳ１０２において、入力された加減速時の位置誤差量が予め決められた位置誤差閾値以下であった場合には、ステップＳ１０３に進み、所定の加減速時間より小さい数値に変更する。逆に、ステップＳ１０２において、入力された加減速時の位置誤差量が位置誤差閾値より大きかった場合には、ステップＳ１０４に進み、所定の加減速時間より大きい数値に変更する。次にステップＳ１０５において、最高速度時の位置誤差量が入力される。ステップＳ１０６において、入力された最高速度時の位置誤差量が予め決められた位置誤差閾値以下であった場合には、ステップＳ１０７に進み、所定の最高速度より大きい数値に変更する。逆に、ステップＳ１０６において、入力された最高速度時の位置誤差量が位置誤差閾値より大きかった場合には、ステップＳ１０８に進み、所定の最高速度より小さい数値に変更する。このフローを繰り返すことによって、最終的な加減速時間または最高速度を決定する。なお、動作条件決定部１０にて加減速時間または最高速度を変更する手段については、例えば、ある係数をかけて算出する方法等が挙げられる。例えばステップＳ１０３，Ｓ１０８では、１より小さい係数をかけて加減速時間または最高速度を小さくし、ステップＳ１０４，Ｓ１０７では、１より大きい係数をかけて加減速時間または最高速度を大きくする。   Hereinafter, the main components of the present embodiment will be described with reference to the flow of FIG. 4 showing an example of acceleration / deceleration time or maximum speed generation performed in the operation condition determination unit 10 in the numerical controller of FIG. . First, in step S101, a position error amount (control deviation amount between the control target value and the control observation value) between the position command and the current position at the time of acceleration / deceleration is input. In step S102, when the input position error amount during acceleration / deceleration is equal to or less than a predetermined position error threshold, the process proceeds to step S103, and is changed to a value smaller than a predetermined acceleration / deceleration time. On the other hand, if the input position error amount at the time of acceleration / deceleration is larger than the position error threshold value in step S102, the process proceeds to step S104 and is changed to a value larger than the predetermined acceleration / deceleration time. In step S105, the position error amount at the maximum speed is input. If the input position error amount at the maximum speed is equal to or less than a predetermined position error threshold value in step S106, the process proceeds to step S107, and is changed to a value larger than the predetermined maximum speed. On the other hand, if the input position error amount at the maximum speed is larger than the position error threshold value in step S106, the process proceeds to step S108, and is changed to a value smaller than the predetermined maximum speed. By repeating this flow, the final acceleration / deceleration time or maximum speed is determined. As a means for changing the acceleration / deceleration time or the maximum speed in the operating condition determination unit 10, for example, a method of calculating by multiplying a certain coefficient may be used. For example, in steps S103 and S108, the acceleration / deceleration time or maximum speed is reduced by applying a coefficient smaller than 1, and in steps S104 and S107, the acceleration / deceleration time or maximum speed is increased by applying a coefficient larger than 1.

このように、本実施例では、位置指令と現在位置との位置誤差量に応じて、サーボモータ駆動制御時の加減速時間または最高速度を変更することで、電源電圧が変動した場合でも、常に位置誤差量を設定範囲内に抑えつつ、その範囲内で最大限達成できる加減速時間または最高速度を指令することができる。   In this way, in this embodiment, even if the power supply voltage fluctuates, the acceleration / deceleration time or maximum speed during servo motor drive control is changed according to the position error amount between the position command and the current position. While suppressing the position error amount within the set range, the acceleration / deceleration time or the maximum speed that can be achieved to the maximum within the range can be commanded.

図５は本発明に係る数値制御装置の他の実施例を示すブロック図である。ここでは、例として、３個のサーボモータを駆動して位置制御を行う数値制御装置において、電源電圧監視部、動作条件変更部、動作条件決定部、動作条件記憶部を設け、ある１個のサーボモータ（サーボモータ５Ｂ）に関数発生指令を行う場合について説明する。   FIG. 5 is a block diagram showing another embodiment of the numerical control apparatus according to the present invention. Here, as an example, in a numerical control device that drives three servo motors to perform position control, a power supply voltage monitoring unit, an operation condition changing unit, an operation condition determining unit, and an operation condition storage unit are provided. A case where a function generation command is issued to the servo motor (servo motor 5B) will be described.

上位制御装置１からの関数発生指令、例えば早送りのモード指令及び目標位置が位置指令演算部２Ｂに入力される。同時に、電源電圧監視部７は、サーボモータ５Ｂへ電力供給を行うための電源の電圧を監視し、その監視した電源電圧を動作条件決定部１０に入力する。動作条件決定部１０は、前記監視した電源電圧を動作条件記憶部１１に入力する。動作条件記憶部１１は、動作条件決定部１０から入力された電源電圧と記憶したｍ通り（ｍは任意の整数）の電源電圧とを比較する。比較した結果、入力された電源電圧が記憶したｍ通り（ｍは任意の整数）の電源電圧のいずれか１つの電源電圧と一致した（あるいはほぼ一致した）場合には、前記一致した電源電圧を記憶した時に同時に記憶したサーボモータ５Ｂの駆動制御時の加減速時間または最高速度を前記動作条件決定部１０に出力する。そして、動作条件変更部８は、動作条件決定部１０が出力した加減速時間または最高速度を位置指令演算部２Ｂに入力する。逆に、入力された電源電圧が記憶したｍ通り（ｍは任意の整数）の電源電圧のどれとも一致しない場合には、動作条件決定部１０は、位置制御部３Ｂから指令位置と現在位置との位置誤差量を受け取り、前記位置誤差量と前記予め設定しておいた位置誤差閾値とを比較し、前記位置誤差量が前記予め設定しておいた位置誤差閾値以下となるような加減速時間または最高速度を決定し、動作条件変更部８に入力するとともに、前記監視した電源電圧も併せて動作条件記憶部１１に入力する。動作条件変更部８は、動作条件決定部１０が決定した加減速時間または最高速度を位置指令演算部２Ｂに入力する。同時に、動作条件記憶部１１は、入力された電源電圧と加減速時間または最高速度との関係をｍ通り（ｍは任意の整数）まで記憶する。位置指令演算部２Ｂは、上位制御装置１からの関数発生指令と動作条件変更部８からの加減速時間または最高速度に従って位置指令を生成し、この位置指令を位置制御部３Ｂに入力する。位置制御部３Ｂは、サーボモータ５Ｂに取り付けられた位置センサ６Ｂからサーボモータ５Ｂの現在位置を読み取り、位置指令とサーボモータ５Ｂの現在位置とを一致させるように一般によく知られた位置制御の手法を用いてトルク指令値を演算し、サーボモータ５Ｂに必要な電流指令値に変換してインバータ４Ｂに入力する。インバータ４Ｂはサーボモータ５Ｂに電流指令値に一致する電流を供給することにより、サーボモータ５Ｂの位置は目標位置に一致するようにサーボモータ５Ｂの駆動制御が行われる。   A function generation command from the host controller 1, for example, a fast-forward mode command and a target position are input to the position command calculation unit 2B. At the same time, the power supply voltage monitoring unit 7 monitors the voltage of the power supply for supplying power to the servo motor 5 </ b> B, and inputs the monitored power supply voltage to the operation condition determining unit 10. The operation condition determination unit 10 inputs the monitored power supply voltage to the operation condition storage unit 11. The operation condition storage unit 11 compares the power supply voltage input from the operation condition determination unit 10 with the stored m (m is an arbitrary integer) power supply voltage. As a result of comparison, if the input power supply voltage matches (or substantially matches) any one of m stored power supply voltages (m is an arbitrary integer), the matched power supply voltage is The acceleration / deceleration time or maximum speed at the time of drive control of the servo motor 5B stored at the same time as the stored time is output to the operation condition determination unit 10. Then, the operating condition changing unit 8 inputs the acceleration / deceleration time or the maximum speed output from the operating condition determining unit 10 to the position command calculating unit 2B. On the other hand, when the input power supply voltage does not match any of the stored m power supply voltages (m is an arbitrary integer), the operation condition determination unit 10 determines whether the command position and the current position from the position control unit 3B. The position error amount is received, the position error amount is compared with the preset position error threshold value, and the acceleration / deceleration time is such that the position error amount is equal to or less than the preset position error threshold value. Alternatively, the maximum speed is determined and input to the operating condition changing unit 8, and the monitored power supply voltage is also input to the operating condition storage unit 11. The operating condition changing unit 8 inputs the acceleration / deceleration time or the maximum speed determined by the operating condition determining unit 10 to the position command calculating unit 2B. At the same time, the operating condition storage unit 11 stores the relationship between the input power supply voltage and the acceleration / deceleration time or the maximum speed up to m (m is an arbitrary integer). The position command calculation unit 2B generates a position command according to the function generation command from the host controller 1 and the acceleration / deceleration time or maximum speed from the operation condition change unit 8, and inputs this position command to the position control unit 3B. The position control unit 3B reads a current position of the servo motor 5B from a position sensor 6B attached to the servo motor 5B, and a generally well-known position control method so as to make the position command coincide with the current position of the servo motor 5B. Is used to calculate a torque command value, convert it into a current command value necessary for the servo motor 5B, and input it to the inverter 4B. The inverter 4B supplies a current that matches the current command value to the servo motor 5B, so that the drive control of the servo motor 5B is performed so that the position of the servo motor 5B matches the target position.

以下では、図５の数値制御装置での動作条件決定部１０または動作条件記憶部１１において行われる加減速時間または最高速度生成の一例を示した図６の表を参照しながら、本実施例の主要構成部分について説明する。動作条件記憶部１１は、動作条件決定部１０で決定された加減速時間または最高速度を、この加減速時間または最高速度の決定時に入力された電源電圧と対応付けて記憶している。例えば図６に示すように、入力された電源電圧Ｖと加減速時間ｔまたは最高速度ｎとの関係をｍ通り（ｍは任意の整数）まで順次記憶しておく。動作条件決定部１０は、次に入力された電源電圧Ｖが動作条件記憶部１１に記憶されたｍ通りの電源電圧Ｖ１〜Ｖｍのいずれかと一致する（あるいはほぼ一致する）場合は、サーボモータ５Ｂの駆動制御時の加減速時間ｔまたは最高速度ｎを、この一致する電源電圧と対応付けて動作条件記憶部１１に記憶された加減速時間または最高速度に変更する。例えば次に測定した電源電圧が仮にＶ３であった場合には、加減速時間としてｔ３、最高速度としてｎ３を出力する。一方、動作条件決定部１０は、次に入力された電源電圧Ｖが動作条件記憶部１１に記憶されたｍ通りの電源電圧Ｖ１〜Ｖｍのいずれとも一致しない場合は、前述した図４のフローチャートに従って最終的な加減速時間または最高速度を決定する。そして、この決定した加減速時間または最高速度を、決定時に入力された電源電圧と対応付けて動作条件記憶部１１に記憶する。この実施例によれば、サーボモータを駆動することなく、電源電圧が変動した場合でも、常に位置誤差量を設定範囲内に抑えつつ、その範囲内で最大限達成できる加減速時間または最高速度を予め指令することができる。   In the following, referring to the table of FIG. 6 showing an example of acceleration / deceleration time or maximum speed generation performed in the operation condition determination unit 10 or the operation condition storage unit 11 in the numerical controller of FIG. The main components will be described. The operation condition storage unit 11 stores the acceleration / deceleration time or the maximum speed determined by the operation condition determination unit 10 in association with the power supply voltage input when the acceleration / deceleration time or the maximum speed is determined. For example, as shown in FIG. 6, the relationship between the input power supply voltage V and the acceleration / deceleration time t or the maximum speed n is sequentially stored up to m (m is an arbitrary integer). When the next input power supply voltage V matches (or substantially matches) one of the m power supply voltages V1 to Vm stored in the operation condition storage unit 11, the operation condition determination unit 10 The acceleration / deceleration time t or the maximum speed n during the drive control is changed to the acceleration / deceleration time or the maximum speed stored in the operation condition storage unit 11 in association with the matching power supply voltage. For example, if the power supply voltage measured next is V3, t3 is output as the acceleration / deceleration time and n3 is output as the maximum speed. On the other hand, when the power supply voltage V input next does not match any of the m power supply voltages V1 to Vm stored in the operation condition storage unit 11, the operation condition determination unit 10 follows the flowchart of FIG. Determine the final acceleration / deceleration time or maximum speed. The determined acceleration / deceleration time or maximum speed is stored in the operating condition storage unit 11 in association with the power supply voltage input at the time of determination. According to this embodiment, even when the power supply voltage fluctuates without driving the servo motor, the acceleration / deceleration time or the maximum speed that can be achieved to the maximum within the range can be achieved while always keeping the position error amount within the set range. It can be commanded in advance.

各実施例では、サーボモータ５Ｂに関数発生指令を行ってサーボモータ５Ｂの駆動制御を行う場合について説明したが、他のサーボモータ５Ａ，５Ｃに関数発生指令を行ってサーボモータ５Ａ，５Ｃの駆動制御を行う場合についても同様の動作である。   In each embodiment, the function generation command is issued to the servo motor 5B to control the drive of the servo motor 5B. However, the function generation command is issued to the other servo motors 5A and 5C to drive the servo motors 5A and 5C. The same operation is performed when control is performed.

また、各実施例では、サーボモータの位置制御を行う場合について説明したが、サーボモータの速度制御を行うこともできる。その場合は、サーボモータの回転速度を検出する速度センサを位置センサ６Ａ，６Ｂ，６Ｃの代わりに設け、上位制御装置１からの関数発生指令と動作条件変更部８からの加減速時間または最高速度に従って速度指令を生成する速度指令演算部を位置指令演算部２Ａ，２Ｂ，２Ｃの代わりに設け、この速度指令と速度センサによる速度とを一致させるためのトルク指令値を演算する速度制御部を位置制御部３Ａ，３Ｂ，３Ｃの代わりに設ける。そして、図３に示す実施例では、速度指令と現在速度との速度誤差量（制御目標値と制御観測値との制御偏差量）に応じて、サーボモータ駆動制御時の加減速時間または最高速度を変更する。   In each embodiment, the servo motor position control is described. However, the servo motor speed control can also be performed. In that case, a speed sensor for detecting the rotation speed of the servo motor is provided in place of the position sensors 6A, 6B, 6C, and the function generation command from the host controller 1 and the acceleration / deceleration time or maximum speed from the operating condition changing unit 8 are provided. Is provided in place of the position command calculation units 2A, 2B, and 2C, and a speed control unit that calculates a torque command value for matching the speed command and the speed by the speed sensor is provided. Provided instead of the control units 3A, 3B, 3C. In the embodiment shown in FIG. 3, the acceleration / deceleration time or the maximum speed during servo motor drive control is determined according to the speed error amount (control deviation between the control target value and the control observation value) between the speed command and the current speed. To change.

本発明の数値制御装置の一実施例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one Example of the numerical control apparatus of this invention. 本発明の動作条件演算部において行われる加減速時間または最高速度生成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the acceleration / deceleration time or maximum speed generation | occurrence | production performed in the operation condition calculating part of this invention. 本発明の数値制御装置の他の実施例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the other Example of the numerical control apparatus of this invention. 本発明の動作条件決定部において行われる加減速時間または最高速度生成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 acceleration / deceleration time or maximum speed generation | occurrence | production performed in the operation condition determination part of this invention. 本発明の数値制御装置の他の実施例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the other Example of the numerical control apparatus of this invention. 本発明の動作条件記憶部において行われる加減速時間または最高速度生成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the acceleration / deceleration time or maximum speed generation performed in the operation condition memory | storage part of this invention. 従来の数値制御装置の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the conventional numerical control apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１ 上位制御装置、２Ａ，２Ｂ，２Ｃ 位置指令演算部、３Ａ，３Ｂ，３Ｃ 位置制御部、４Ａ，４Ｂ，４Ｃ インバータ、５Ａ，５Ｂ，５Ｃ サーボモータ、６Ａ、６Ｂ，６Ｃ 位置センサ、７ 電源電圧監視部、８ 動作条件変更部、９ 動作条件演算部、１０ 動作条件決定部、１１ 動作条件記憶部、１２ パラメータ設定部。   1 Host controller, 2A, 2B, 2C Position command calculation unit, 3A, 3B, 3C Position control unit, 4A, 4B, 4C inverter, 5A, 5B, 5C Servo motor, 6A, 6B, 6C Position sensor, 7 Power supply voltage Monitoring unit, 8 operating condition changing unit, 9 operating condition calculating unit, 10 operating condition determining unit, 11 operating condition storage unit, 12 parameter setting unit.

Claims (4)

動作プログラムに従い、１つまたは複数のサーボモータの駆動制御を行うことによりワークを加工する数値制御装置において、
電源電圧を検出する電源電圧検出部と、
電源電圧検出部で検出された電源電圧と、負荷トルク及び総イナーシャのいずれか１つ以上と、に応じて、サーボモータ駆動制御時の加減速時間または最高速度を変更する動作条件設定部と、
動作条件設定部で変更された加減速時間または最高速度に基づいて、サーボモータの駆動制御を行うための制御指令値を演算する制御指令値演算部と、
を有することを特徴とする数値制御装置。 In a numerical control apparatus that processes a workpiece by performing drive control of one or more servo motors according to an operation program,
A power supply voltage detector for detecting a power supply voltage;
An operating condition setting unit that changes the acceleration / deceleration time or maximum speed during servo motor drive control according to the power supply voltage detected by the power supply voltage detection unit and any one or more of load torque and total inertia;
A control command value calculation unit for calculating a control command value for performing drive control of the servo motor based on the acceleration / deceleration time or the maximum speed changed in the operation condition setting unit;
A numerical control device comprising: 請求項１に記載の数値制御装置において、
動作条件設定部は、電源電圧検出部で検出された電源電圧に応じてサーボモータの速度−トルク特性を決定し、当該決定した速度−トルク特性において負荷トルクに対応する速度を最高速度として演算することを特徴とする数値制御装置。 The numerical control apparatus according to claim 1,
The operating condition setting unit determines the speed-torque characteristics of the servo motor according to the power supply voltage detected by the power supply voltage detection unit, and calculates the speed corresponding to the load torque in the determined speed-torque characteristics as the maximum speed. A numerical controller characterized by that. 動作プログラムに従い、１つまたは複数のサーボモータの駆動制御を行うことによりワークを加工する数値制御装置において、
電源電圧を検出する電源電圧検出部と、
電源電圧検出部で検出された電源電圧と、サーボモータ駆動制御時の制御目標値と制御観測値との偏差と、に応じて、サーボモータ駆動制御時の加減速時間または最高速度を変更する動作条件設定部と、
動作条件設定部で変更された加減速時間または最高速度に基づいて、サーボモータの駆動制御を行うための制御指令値を演算する制御指令値演算部と、
を有することを特徴とする数値制御装置。 In a numerical control apparatus that processes a workpiece by performing drive control of one or more servo motors according to an operation program,
A power supply voltage detector for detecting a power supply voltage;
Operation to change the acceleration / deceleration time or maximum speed during servo motor drive control according to the power supply voltage detected by the power supply voltage detector and the deviation between the control target value and control observation value during servo motor drive control A condition setting section;
A control command value calculation unit for calculating a control command value for performing drive control of the servo motor based on the acceleration / deceleration time or the maximum speed changed in the operation condition setting unit;
A numerical control device comprising: 請求項３に記載の数値制御装置において、
動作条件設定部で変更された加減速時間または最高速度を、当該変更時に検出された電源電圧と対応付けて記憶する動作条件記憶部を有し、
動作条件設定部は、電源電圧検出部で検出された電源電圧が動作条件記憶部に記憶された電源電圧のいずれかとほぼ一致する場合は、サーボモータ駆動制御時の加減速時間または最高速度を、当該一致する電源電圧と対応付けて動作条件記憶部に記憶された加減速時間または最高速度に変更することを特徴とする数値制御装置。 In the numerical control device according to claim 3,
An operation condition storage unit that stores the acceleration / deceleration time or the maximum speed changed in the operation condition setting unit in association with the power supply voltage detected at the time of the change;
When the power supply voltage detected by the power supply voltage detection unit substantially matches any of the power supply voltages stored in the operation condition storage unit, the operation condition setting unit determines the acceleration / deceleration time or maximum speed during servo motor drive control, A numerical controller that changes to the acceleration / deceleration time or maximum speed stored in the operation condition storage unit in association with the matching power supply voltage.
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