JP2000099120A - 3次元加工のサーボ切り換え方法およびその装置 - Google Patents

3次元加工のサーボ切り換え方法およびその装置

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JP2000099120A
JP2000099120A JP10272046A JP27204698A JP2000099120A JP 2000099120 A JP2000099120 A JP 2000099120A JP 10272046 A JP10272046 A JP 10272046A JP 27204698 A JP27204698 A JP 27204698A JP 2000099120 A JP2000099120 A JP 2000099120A
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Japan
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code
optimum
servo
axis
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JP10272046A
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Hidehiro Aihara
秀広 相原
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Amada Co Ltd
Amada Engineering Center Co Ltd
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Amada Co Ltd
Amada Engineering Center Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 3次元加工の各サーボ系のパラメータを、軸
で決めるのではなく、平面ごとに最適に設定する。 【解決手段】 直交する3軸のなす平面ごとにサーボ系
の最適パラメータをあらかじめ選定して保存し、NCプ
ログラムにより任意の平面が選択されたとき、その平面
用の最適パラメータを読み出して設定し、設定された最
適パラメータにしたがって加工を実行する。このよう
に、NCプログラムによる平面選択に応じて、その平面
用のサーボ系の最適パラメータを設定して加工を実行す
ることで、平面ごとの最適パラメータの設定が自動的に
行われ、また、加工時にサーボ系は平面ごとに最適パラ
メータが切り換えられて、各最適パラメータに基づいて
作動する結果、平面ごとに最適な加工精度が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、3次元加工のサ
ーボ切り換え方法と、サーボ切り換え装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】一般に、NCによる3次元加工は、直交
する3軸(X軸、Y軸、Z軸)にそれぞれサーボモータ
を備え、X軸サーボモータとY軸サーボモータとの連携
によるXY平面内の移動と、Y軸サーボモータとZ軸サ
ーボモータとの連携によるYZ平面内の移動と、Z軸サ
ーボモータとX軸サーボモータとの連携によるZX平面
内の移動とを組み合わせて、X−Y−Z3次元の加工を
行うものである。
【0003】例えばX軸サーボモータの場合、Y軸サー
ボモータと連携して作動するXY平面内での特性と、Z
軸サーボモータと連携して作動するZX平面内での特性
と、Y軸サーボモータおよびZ軸サーボモータと連携し
て作動する3次元での特性とは一般に相違している。
【0004】また、Y軸サーボモータの場合、Z軸サー
ボモータと連携して作動するYZ平面内での特性と、X
軸サーボモータと連携して作動するXY平面内での特性
と、Z軸サーボモータおよびX軸サーボモータと連携し
て作動する3次元での特性とは一般に相違している。
【0005】さらに、Z軸サーボモータの場合、X軸サ
ーボモータと連携して作動するZX平面内での特性と、
Y軸サーボモータと連携して作動するYZ平面内での特
性と、X軸サーボモータおよびY軸サーボモータと連携
して作動する3次元での特性とは一般に相違している。
【0006】そのため、各サーボモータはいずれの平面
でも不都合がないように、条件の甘い方の特性に合わせ
てパラメータが決められていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のものは、例えばX軸サーボモータの場合、X
Y平面でもZX平面でもパラメータが同一で、3次元で
も同一のパラメータが使用されるから、各平面での精度
が平凡であり、また、Y軸サーボモータの場合も、YZ
平面でもXY平面でもパラメータが同一で、3次元でも
同一のパラメータが使用されるから、各平面での精度が
平凡であり、さらに、Z軸サーボモータの場合も、ZX
平面でもYZ平面でもパラメータが同一で、3次元でも
同一のパラメータが使用されるから、各平面での精度が
平凡である。
【0008】そして、全体に精度を上げようとして、精
度を上げる余裕のある平面に合わせてパラメータを設定
または調整すると、精度を上げる余裕のない平面ではサ
ーボが発振したり、うねりが面に出たりしてしまう。
【0009】したがって、精度を上げる余裕のある平面
があっても、精度を上げる余裕のない別の平面によって
決められる精度以上に精度向上を図ることができない等
の課題があった。
【0010】この発明は上記従来のもののもつ課題を解
決して、3次元加工の各サーボ系のパラメータを、軸で
決めるのではなく、平面ごとに最適に設定することので
きる3次元加工のサーボ切り換え方法およびその装置を
提供することを目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明は上記目的を達
成するため、直交する3軸のなす平面ごとにサーボ系の
最適パラメータをあらかじめ選定して保存する工程と、
NCプログラムにより任意の平面が選択されたとき、そ
の平面用の最適パラメータを読み出して設定する工程
と、設定された最適パラメータにしたがって加工を実行
する工程とからなる。
【0012】このように、サーボ系の最適パラメータを
平面ごとに選定しておき、NCプログラムによる平面選
択に応じてその平面用の最適パラメータを設定し、その
最適パラメータにしたがって加工を実行することで、平
面ごとの最適パラメータの設定が自動的に行われ、ま
た、加工時にサーボ系は平面ごとに最適パラメータが切
り換えられて、各最適パラメータに基づいて作動する結
果、平面ごとに最適な加工精度が得られることとなる。
【0013】またこの発明は、NCプログラムのGコー
ドを記憶してあるGコード記憶手段と、直交する3軸の
なす平面ごとにサーボ系の最適パラメータを記憶してあ
る最適パラメータ記憶手段と、Gコード記憶手段からプ
ログラムにしたがってGコードを読み取り、平面選択コ
ードについては、その平面用の最適パラメータを最適パ
ラメータ記憶手段から読み取って当該コードを書き替
え、書き替えた平面選択コードを加工機のNC制御部に
適用する制御手段とを備える。
【0014】このように、制御手段が、NCプログラム
のGコードを読み取り、平面選択コードについては、そ
の平面用の最適パラメータを記憶手段から読み取って当
該コードを書き替え、書き替えた平面選択コードを加工
機のNC制御部に適用することで、平面ごとの最適パラ
メータの設定が自動的に行われ、また、加工機のサーボ
系は平面ごとに最適パラメータが切り換えられて、各最
適パラメータに基づいて作動する結果、平面ごとに最適
な加工精度が得られることとなる。
【0015】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を、図面を
参照して説明する。図1は、この発明による3次元加工
のサーボ切り換え装置の一実施の形態を示すブロック図
であり、このサーボ切り換え装置1は、NC装置41を
備えた適宜の加工機51と組み合わされて、加工機51
のサーボ系、すなわち、直交する3軸(X軸、Y軸、Z
軸)それぞれの送り軸駆動系を構成するX軸サーボモー
タ53、Y軸サーボモータ55、Z軸サーボモータ57
のパラメータを切り換えるものである。
【0016】サーボ切り換え装置1は、CPU(中央処
理装置)およびROM/RAM(記憶装置)を有する制
御ユニット3と、NCプログラムのGコードを記憶して
あるGコードファイル5と、直交する3軸のなす平面ご
とにサーボ系の最適パラメータを記憶してある最適パラ
メータテーブル7と、書き替えたGコードを記憶する書
き替えGコードファイル9と、入出力部11とを備えて
いる。
【0017】最適パラメータテーブル7は、図2に示す
ように、X軸サーボモータ53それ自体の特性データ2
1、Y軸サーボモータ55それ自体の特性データ23、
およびZ軸サーボモータ57それ自体の特性データ25
をテーブルとして備えている。
【0018】また、最適パラメータテーブル7は、X軸
サーボモータ53の特性データ21と、Y軸サーボモー
タ55の特性データ23とに基づいて、XY平面におい
てX軸サーボモータ53およびY軸サーボモータ55を
作動させるための最適パラメータ27を、GコードのG
17に対応するテーブルとして備えている。
【0019】また、最適パラメータテーブル7は、Z軸
サーボモータ57の特性データ25と、X軸サーボモー
タ53の特性データ21とに基づいて、ZX平面におい
てZ軸サーボモータ57およびX軸サーボモータ53を
作動させるための最適パラメータ29を、GコードのG
18に対応するテーブルとして備えている。
【0020】また、最適パラメータテーブル7は、Y軸
サーボモータ55の特性データ23と、Z軸サーボモー
タ57の特性データ25とに基づいて、YZ平面におい
てY軸サーボモータ55およびZ軸サーボモータ57を
作動させるための最適パラメータ31を、GコードのG
19に対応するテーブルとして備えている。
【0021】さらに、最適パラメータテーブル7は、X
軸サーボモータ53の特性データ21と、Y軸サーボモ
ータ55の特性データ23と、Z軸サーボモータ57の
特性データ25とに基づいて、3次元においてX軸サー
ボモータ53、Y軸サーボモータ55およびZ軸サーボ
モータ57を作動させるための最適パラメータ33を、
3次元加工に対応するテーブルとして備えている。
【0022】制御ユニット3は、Gコードファイル5か
らプログラムにしたがってGコードを読み取り、平面選
択コードG17、G18またはG19については、その
平面用の最適パラメータ27、29または31を最適パ
ラメータテーブル7から読み取って当該コードを書き替
え、書き替えた平面選択コードを書き替えGコードファ
イル9に記憶させ、また、平面選択コード以外のコード
については、書き替えずにそのままで書き替えGコード
ファイル9に記憶させるようになっている。
【0023】そして、制御ユニット3は、書き替えGコ
ードファイル9に記憶させた書き替え平面選択コードを
含むGコード(NCデータ)を、入出力部11を介して
NC装置41に転送するようになっている。
【0024】また、制御ユニット3は、Gコードの中か
ら平面選択コードを検出して、その平面選択コードがG
17、G18またはG19のいずれであるかを判別する
平面選択コード判別部13を備えている。
【0025】NC装置41は、シーケンスユニット43
と、送り軸制御部45と、入出力部47とを備えてい
る。
【0026】加工機51は、X軸サーボモータ53、Y
軸サーボモータ55、Z軸サーボモータ57の他、入出
力部47を備えている。
【0027】次に、上記の実施の形態の作用について、
図3に示すフローチャートを用いて説明する。
【0028】まず、制御ユニット3が、Gコードファイ
ル5からプログラムにしたがってGコードを読み込む
(ステップS1)。
【0029】つぎに、読み込んだGコードの行数nを算
出し(ステップS2)、そのGコードを順番に調べてい
く(ステップS3、S4、S5)。
【0030】その過程で、平面選択コード判別部13が
平面選択コードを検出し(ステップS11)、平面選択
コード以外のGコード5ついては、すべてそのままで書
き替えGコードファイル9へ出力する(ステップS2
1)。
【0031】一方、平面選択コードについては、G1
7、G18またはG19のいずれであるかを判別する
(ステップS12)。
【0032】G17(XY平面の選択)コードの場合、
その平面用の最適パラメータ27を最適パラメータテー
ブル7から読み込み(ステップS13)、その最適パラ
メータ27によってG17コードを書き替えて(ステッ
プS14)、新たなG17コードを書き替えGコードフ
ァイル9へ出力する(ステップS21)。
【0033】また、G18(ZX平面の選択)コードの
場合、その平面用の最適パラメータ29を最適パラメー
タテーブル7から読み込み(ステップS15)、その最
適パラメータ29によってG18コードを書き替えて
(ステップS16)、新たなG18コードを書き替えG
コードファイル9へ出力する(ステップS21)。
【0034】また、G19(YZ平面の選択)コードの
場合、その平面用の最適パラメータ31を最適パラメー
タテーブル7から読み込み(ステップS17)、その最
適パラメータ31によってG19コードを書き替えて
(ステップS18)、新たなG19コードを書き替えG
コードファイル9へ出力する(ステップS21)。
【0035】さらに、それ以外の平面選択コード(3次
元)の場合は、3次元用の最適パラメータ33を最適パ
ラメータテーブル7から読み込み(ステップS19)、
その最適パラメータ33によって当該コードを書き替え
て(ステップS20)、新たなコードを書き替えGコー
ドファイル9へ出力する(ステップS21)。
【0036】そして、すべてのGコードを書き替えGコ
ードファイル9へ出力し終わったら、制御ユニット3
が、書き替えGコードファイル9からその内容である書
き替えられたGコード(NCデータ)を読み込み(ステ
ップS22)、入出力部11がそのGコード(NCデー
タ)をNC装置41へ転送する(ステップS23)。
【0037】これを受けてNC装置41は、そのNCデ
ータにしたがってシーケンスユニット43および送り軸
制御部45が作動して、加工機51を作動させる。
【0038】そのため、平面ごとの最適パラメータ2
7、29、31の設定が自動的に行われ、また、加工機
51のサーボ系(X軸サーボモータ53、Y軸サーボモ
ータ55、Z軸サーボモータ57)は、平面(XY平
面、ZX平面、YZ平面)ごとに最適パラメータ27、
29、31が切り換えられて、各最適パラメータに基づ
いて作動する結果、平面ごとに最適な加工精度が得られ
ることとなる。
【0039】また、3次元加工についても、各平面の精
度に影響なく、独自に設定できることとなる。
【0040】なお、上記の実施の形態では、加工機51
のサーボ系としてX軸サーボモータ33、Y軸サーボモ
ータ35、Z軸サーボモータ37を例示したが、これに
限定するものでなく、適宜のサーボ系に適用することが
可能である。
【0041】
【発明の効果】この発明は以上のように、直交する3軸
のなす平面ごとにサーボ系の最適パラメータをあらかじ
め選定して保存する工程と、NCプログラムにより任意
の平面が選択されたとき、その平面用の最適パラメータ
を読み出して設定する工程と、設定された最適パラメー
タにしたがって加工を実行する工程とからなる構成とし
たので、平面ごとの最適パラメータの設定を自動的に行
うことができ、また、加工時にサーボ系は平面ごとに最
適パラメータが切り換えられて、各最適パラメータに基
づいて作動させることができる結果、平面ごとに最適な
加工精度を得ることができる効果がある。
【0042】またこの発明は、NCプログラムのGコー
ドを記憶してあるGコード記憶手段と、直交する3軸の
なす平面ごとにサーボ系の最適パラメータを記憶してあ
る最適パラメータ記憶手段と、Gコード記憶手段からプ
ログラムにしたがってGコードを読み取り、平面選択コ
ードについては、その平面用の最適パラメータを最適パ
ラメータ記憶手段から読み取って当該コードを書き替
え、書き替えた平面選択コードを加工機のNC制御部に
適用する制御手段とを備える構成としたので、平面ごと
の最適パラメータの設定を自動的に行うことができ、ま
た、加工機のサーボ系は平面ごとに最適パラメータが切
り換えられて、各最適パラメータに基づいて作動させる
ことができる結果、平面ごとに最適な加工精度を得るこ
とができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】サーボ切り換え装置の一実施の形態を示すブロ
ック図である。
【図2】最適パラメータテーブルの構成を示す説明図で
ある。
【図3】図1のものの動作を示すフローチャートであ
る。
【符号の説明】
1 サーボ切り換え装置 3 制御ユニット 5 Gコードファイル 7 最適パラメータテーブル 9 書き替えGコードファイル 11 入出力部 13 平面選択コード判別部 21 X軸サーボモータの特性データ 23 Y軸サーボモータの特性データ 25 Z軸サーボモータの特性データ 27 XY平面における最適パラメータ 29 ZX平面における最適パラメータ 31 YZ平面における最適パラメータ 33 3次元における最適パラメータ 41 NC装置 43 シーケンスユニット 45 送り軸制御部 47 入出力部 51 加工機 53 X軸サーボモータ 55 Y軸サーボモータ 57 Z軸サーボモータ 59 入出力部

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直交する3軸のなす平面ごとにサーボ系
    の最適パラメータをあらかじめ選定して保存する工程
    と、 NCプログラムにより任意の平面が選択されたとき、そ
    の平面用の前記最適パラメータを読み出して設定する工
    程と、 設定された最適パラメータにしたがって加工を実行する
    工程と、からなることを特徴とする3次元加工のサーボ
    切り換え方法。
  2. 【請求項2】 前記保存する工程は、各平面の最適パラ
    メータをデータテーブル化して記憶することを特徴とす
    る請求項1記載の3次元加工のサーボ切り換え方法。
  3. 【請求項3】 前記設定する工程は、NCプログラムの
    任意の平面選択コードが指令されたとき、その平面用の
    最適パラメータを読み出して、当該コードを書き替える
    ことを特徴とする請求項1記載の3次元加工のサーボ切
    り換え方法。
  4. 【請求項4】 前記加工を実行する工程は、平面ごとに
    設定された最適パラメータにしたがってサーボ系を作動
    させて、加工を実行することを特徴とする請求項1記載
    の3次元加工のサーボ切り換え方法。
  5. 【請求項5】 前記サーボ系は、X軸サーボモータ、Y
    軸サーボモータおよびZ軸サーボモータであることを特
    徴とする請求項1記載の3次元加工のサーボ切り換え方
    法。
  6. 【請求項6】 NCプログラムのGコードを記憶してあ
    るGコード記憶手段と、 直交する3軸のなす平面ごとにサーボ系の最適パラメー
    タを記憶してある最適パラメータ記憶手段と、 前記Gコード記憶手段からプログラムにしたがってGコ
    ードを読み取り、平面選択コードについては、その平面
    用の最適パラメータを前記最適パラメータ記憶手段から
    読み取って当該コードを書き替え、書き替えた平面選択
    コードを加工機のNC制御部に適用する制御手段と、 を備えていることを特徴とする3次元加工のサーボ切り
    換え装置。
  7. 【請求項7】 前記書き替えた平面選択コードを記憶す
    る書き替えGコード記憶手段を備え、この書き替えGコ
    ード記憶手段は、前記制御手段がプログラムにしたがっ
    て読み取ったGコードのうち、平面選択コード以外のコ
    ードについては書き替えずにそのまま記憶することを特
    徴とする請求項6記載の3次元加工のサーボ切り換え装
    置。
  8. 【請求項8】 前記最適パラメータ記憶手段は、各平面
    の最適パラメータをデータテーブル化して記憶してある
    ことを特徴とする請求項6記載の3次元加工のサーボ切
    り換え装置。
  9. 【請求項9】 前記制御手段は、Gコードの中から平面
    選択コードを検出する手段を備えていることを特徴とす
    る請求項6記載の3次元加工のサーボ切り換え装置。
  10. 【請求項10】 前記サーボ系は、X軸サーボモータ、
    Y軸サーボモータおよびZ軸サーボモータであることを
    特徴とする請求項6記載の3次元加工のサーボ切り換え
    装置。
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