JP2004102568A - Numerical value control device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、数値制御装置によって制御される機械のモータの状態を監視する監視機能を備えた数値制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
数値制御装置で制御される工作機械の主軸や送り軸のモータの負荷トルクを監視することによって、工具の破損や摩耗又は機械可動部(送り軸)の摩耗等を検出する機能を備える数値制御装置はすでに公知である。
この機能においては、検出しようとする対象によって、加工プログラム中の様々な機械動作の中から、負荷トルクを監視する部分を特定する必要がある。例えば、ドリルの摩耗や折損を検出するためには、ドリルによる穴あけ加工時の負荷トルクを監視するなどの、切削加工時の主軸や送り軸のモータの負荷トルクを監視する必要があり、切削時等の動作を特定する必要がある。又、機械の可動部(送り軸)の摩耗等を監視するには、可動部の送りに必要なトルクを検出できる動作を特定する必要がある。
【0003】
そのため、従来は、加工プログラムにおいて負荷トルクを計測・監視しようとする部分を補助機能(Mコード)を用いて特定し、この補助機能により負荷トルク監視の信号をON/OFFするようにしている。加工プログラムにおいて、負荷トルクを監視しようとする箇所のプログラムの先頭に、この信号をONさせる補助機能を配置し、負荷トルク監視箇所の末尾に、この信号をOFFにさせる補助機能を配置することによって、プログラム指令により負荷トルクの監視箇所を指定するようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
プログラム指令によって自由に負荷トルクを監視する箇所を指定することができるが、プログラムに負荷トルクを監視する箇所の前後にON、OFFの補助機能を配置しておかねばならず、負荷トルク監視箇所が多くなると、プログラム作業に多大な労力を要することになる。又、プログラムを変更する際にも同様な労力を要することになる。さらに、すでに作成され負荷トルクを監視するための補助機能が配置されていないプログラムに対しては、負荷トルクの監視ができないという問題もある。
【0005】
又、数値制御装置が補助機能を実行する際には、数値制御装置内では、数値制御部からプログラマブルコントローラへ、又、プログラマブルコントローラから数値制御部へ信号の受け渡しが行われるため、補助機能の指令が増加すると、この信号の受け渡しの時間が増加し、加工のサイクルタイムが長くなるという不都合があった。
【0006】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題点を改善し、負荷トルク等のモータの状態を監視する箇所を容易に設定でき、加工サイクルタイムに格別影響を与えず、負荷トルク等のモータの状態を監視できる数値制御装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1〜4に係わる発明は、モータの負荷トルク等のモータの状態監視機能を備えた数値制御装置であって、加工プログラム中の、モータの状態の監視を行うべきブロックのシーケンス番号を入力するシーケンス番号入力手段と、該シーケンス番号入力手段により入力されたシーケンス番号を記憶するシーケンス番号記憶手段と、加工プログラムの実行中のブロックのシーケンス番号とシーケンス番号記憶手段に記憶されたシーケンス番号とを比較するシーケンス番号比較手段と、シーケンス番号比較手段により、実行中のシーケンス番号とシーケンス番号記憶手段に記憶されているシーケンス番号のいずれかとの一致が検出されたとき、該シーケンス番号に対応する指令によるモータの負荷トルク等の状態を監視する手段とを備え、モータの負荷トルク等の状態を監視する箇所の設定を容易にして、モータの状態を簡単に監視できるようにした。特に、工作機械において、モータの状態を監視する手段は、該シーケンス番号に対応する指令が位置決め指令であれば、動作中の送り軸のモータの状態を、位置決め指令でなければ、主軸モータと動作中の送り軸のモータの状態を監視するようにした。
【0008】
又、シーケンス番号と関連付けてモータの状態を監視すべきモータを特定するためのモータ選択情報を設定するモータ情報選択手段と、該設定されたモータ選択情報を記憶するモータ選択情報記憶手段とを設け、実行中のプログラムのシーケンス番号と前記シーケンス番号記憶手段に記憶されているシーケンス番号のいずれかが一致したとき、該一致したシーケンス番号に対応するモータ選択情報に従って、選択されたモータの負荷トルク等の状態を監視するようにした。
【0009】
又、請求項5、6に係わる発明は、送りモータ及び主軸モータの負荷トルク監視機能を備えた数値制御装置であって、実行中の加工プログラムにおけるブロックの動作が位置決め動作か位置決め動作以外の動作かを判定する位置決め動作検出手段と、位置決め動作検出手段によって位置決め動作を実行中であることが検出されたとき、位置決め動作中の送りモータの負荷トルクを監視する手段とを備える。さらに、加工プログラム中の、前記送りモータの負荷トルクの監視を行わないブロックのシーケンス番号を入力するシーケンス番号入力手段と、シーケンス番号入力手段により入力されたシーケンス番号を記憶するシーケンス番号記憶手段と、加工プログラムの実行中のブロックのシーケンス番号とシーケンス番号記憶手段に記憶されたシーケンス番号とを比較するシーケンス番号比較手段とを設け、負荷トルクを監視する手段は、シーケンス番号比較手段により、実行中のシーケンス番号とシーケンス番号記憶手段に記憶されているシーケンス番号の一致が検出されたとき、動作中の送りモータの負荷トルクの監視を行わないようにした。
なお、シーケンス番号入力手段は数値制御装置に接続された表示装置及びデータ入力手段による操作盤で構成している。
【0010】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の一実施形態の数値制御装置の要部と該数値制御装置で制御される工作機械の要部を示すブロック図である。
数値制御装置10はプロセッサ11,ROM12,RAM13,サーボ制御部14,表示器・タッチパネル制御部15、スピンドル制御部16等を備え、バス17で接続されている。プロセッサ11は、ROM12に格納されたシステムプログラムを読み出し、このシステムプログラムに従って、数値制御装置を全体的に制御する。RAM13は、一時的な計算データ、表示データ、図示していない入力インターフェースより入力された加工プログラム等が格納されるもので、特に本発明と関係して、後述する設定入力されるシーケンス番号等が記憶される。表示器・タッチパネル制御部15は、工作機械の各軸の現在位置、アラーム、各種パラメータ、画像データ等の画像信号、さらには、本発明に関係して、測定負荷トルク、負荷トルクの平均値、負荷トルクの最大値等の信号をタッチパネル付き表示器21に送信する。タッチパネル付き表示器21は、表示機能とデータ入力手段の機能を行うもので、このタッチパネル付き表示器21に上述した各種情報を表示する。又、後述するように、負荷トルクを測定するシーケンス番号やアラームを出すための負荷トルクの限界値等を設定する設定入力手段を構成する。
【0011】
サーボ制御部14は、プロセッサやROM,RAMなどのメモリ等で構成され、加工プログラムに基づいて、数値制御装置10のメインプロセッサ11から送られてくる各送り軸(この実施形態では直交するX,Y,Z軸の送り軸を備えているものとしている)への移動指令を受け、各軸のサーボアンプ22x,22y,22zを介して、各軸サーボモータMx,My,Mzを駆動する。
【0012】
又、各送り軸のサーボモータMx,My,Mzには、位置・速度検出用のパルスエンコーダが内蔵され、又、各サーボアンプ22x,22y,22zには各サーボモータMx,My,Mzの駆動電流を検出する電流検出器を備えている。サーボ制御部14は、メインプロセッサ11からの移動指令と、各パルスエンコーダ、及び各電流検出器からの位置、速度、電流のフィードバック信号に基づいて、位置ループ、速度ループ、電流ループの各処理を行い各送り軸のサーボモータMx,My,Mzの位置、速度を制御する。又、このサーボ制御部のプロセッサには、外乱推定オブザーバが組み込まれており、このオブザーバによって、各送り軸の負荷トルクを推定するようにしている。
【0013】
スピンドル制御部16は、メインプロセッサ11からスピンドル回転指令及びオリエンテーション等の指令及び図示しないポジションコーダからのフィードバック信号に基づいてスピンドルアンプ23を介して主軸モータMsを指令された回転速度で回転させる。又、オリエンテーション指令により、所定位置に主軸モータMsの回転位置を位置決めする。又、このスピンドル制御部16にも外乱推定オブザーバが組み込まれ、主軸モータMsに加わる負荷トルクを推定し検出するようにしている。
【0014】
上述した数値制御装置10及び工作機械のハードウエアの構成は、従来のものと差異はなく、本発明と関係してRAM13に、操作盤としてのタッチパネル付き表示器21から入力設定されるシーケンス番号等を記憶するメモリ部を設け、設定されたシーケンス番号のブロックが実行されているときの各送り軸モータや主軸モータの負荷トルクを測定・監視するようにした点で従来の数値制御装置と相違する。
【0015】
まず、加工プログラムにおいて、負荷トルクを測定するブロックのシーケンス番号をタッチパネル付き表示器21より入力設定する。工具の破損や摩耗を監視するには、工具により被加工物に対する切削がなされているとき、すなわち、切削指令(G01,G02,G03,G94等の指令)のブロックが実行されているときの主軸モータ及び送り軸のモータの負荷トルクを監視すれば、工具の破損、摩耗を検出することができる。
【0016】
又、位置決め(早送り)指令(G00の指令)のブロック実行中は、工具による被加工物への切削は行われておらず、送り軸は早送りで駆動されるものであるから、このブロック実行中に早送りされる送り軸のサーボモータの負荷トルクを測定すれば、該送り軸で駆動される機械可動部の摩耗等を検出することができる。
【0017】
そこで、タッチパネル付き表示器21をシーケンス番号設定画面に切り替え、運転する加工プログラムに対して負荷トルクを監視するブロックのシーケンス番号を入力設定する。図5は、このようにして入力設定されたシーケンス番号(Nxxxx)のシーケンス番号記憶部の記憶状態を示す例である。
【0018】
工作機械の運転が開始され加工プログラムが実行されると、プロセッサ11は、図2に示す処理を所定周期毎実行する。まず、現在実行中のブロックのシーケンス番号がシーケンス番号記憶部に設定されているシーケンス番号中に存在するか判断し(ステップa1)、一致するものが無ければ、当該処理周期の処理は終了する。一方、現在実行中のブロックのシーケンス番号と一致するシーケンス番号が設定記憶されていれば、現在実行中のブロックの指令が位置決め(早送り)指令か(G00指令か)判断し(ステップa2)、位置決め指令であれば、該実行中のブロックで駆動されている送り軸のサーボモータの負荷トルクを測定しRAM13に記憶する(ステップa4)。
又、ステップa2で位置決め指令ではない、すなわち切削送りと判断されたときには、主軸モータMs及び該ブロックで実行中の送り軸のサーボモータの負荷トルクを測定しRAM13に記憶する(ステップa3)。
【0019】
前述したように、サーボ制御部14,スピンドル制御部16では、各送り軸のサーボモータMx,My,Mzに対する外乱推定オブザーバ、主軸モータMsに対する外乱推定オブザーバが組み込まれており、このオブザーバによって、各送り軸モータMx,My,Mz、主軸モータMsに加わる負荷トルクが求められている。このオブザーバによって求められた負荷トルクをステップa3、ステップa4で求めRAM13の所定記憶部に記憶する。
【0020】
こうして測定され記憶された主軸モータMs、各送り軸のサーボモータMx,My,Mzの負荷トルクは、従来の数値制御装置が備える負荷トルク監視機能と同様に、図2とは異なるタスク処理で、その現在値、平均値、最大値が求められる。そして、タッチパネル付き表示器21を負荷トルク表示画面にセットすると、該画面に主軸モータ及び各送り軸のモータ毎に現在値、平均値、最大値が表示される。又、測定した負荷トルクの最大値が予め設定されている限界値を越えたときには、アラーム信号が出され表示色を変える。なお、この平均値、最大値を求め、負荷トルクの現在値、平均値、最大値を表示する点、測定負荷トルク最大値が限界値を越えたときアラーム表示する点は従来と同様であるから、詳細な説明は省略する。
【0021】
上述した第1の実施形態では、設定したシーケンス番号のブロックで動作するモータの負荷トルクを測定するようにしたが、図3に示す次の第2の実施形態では、位置決め動作のときは自動的に送り軸のサーボモータの負荷トルクを測定するようにする。位置決め(早送り)動作のとき、自動的に動作中の送り軸のサーボモータの負荷トルクを全て測定するようにしてもよい。しかし、この送り軸のサーボモータの負荷トルクを測定するのは、主に、サーボモータで駆動される送り軸の可動部の摩耗等を検出するためのものであり、送り軸の前移動領域にわたっての負荷トルクを求める必要があるが、移動量(早送り移動量)が小さく、繰り返される場合等では、加減速等の影響からこの負荷トルクが可動部の摩耗を表すファクタにはなり得ず逆に摩耗検出の阻害要因となる恐れがあることや、その他何らかの理由により測定せず負荷トルクの平均値に含めないようにするために、位置決め自動計測モードにおいては、負荷トルクを測定しないシーケンス番号を設定し、この設定されたシーケンス番号の位置決めブロックの実行時には、負荷トルクの測定は行わないようにこの第2の実施形態では実施している。よってこの第2の実施形態においては、位置決め指令のブロックについては、負荷トルクの測定を行わないシーケンス番号を設定し、位置決め指令ではない、すなわち切削送り指令では負荷トルクの測定を行うシーケンス番号を設定することになる。
【0022】
数値制御装置10のプロセッサ11は、図3にフローチャートとして示す処理を所定周期毎実行する。
まず、位置決め自動計測モードにセットされているか否か判断し(ステップb1)、セットされていなければ、第1の実施形態と同じの図2に示した処理を実行する。すなわち、図3におけるステップb5,b6,b7は図2に示す処理のステップa1,a2,a3の処理と同じである。又、ステップb4の処理は、図2のステップa4の処理と同じである。
【0023】
位置決め自動計測モードがセットされていると、現在実行中のブロックが位置決め指令(G00の指令)のブロックか判断し(ステップb2)、位置決め指令のブロックでなければ、ステップ5に移行し、シーケンス番号が設定されていれば、主軸モータMsと動作中の送り軸のサーボモータの負荷トルクを測定し記憶する(ステップb7)。又、シーケンス番号が設定されていなければ、ステップb5からそのまま当該周期の処理を終了する。
【0024】
一方、ステップb2で、位置決め指令のブロックを実行していると判断されたときには、当該ブロックのシーケンス番号が設定されているか判別し(ステップb3)、設定されてなければ、該ブロックで動作指令が出されている送り軸のサーボモータの負荷トルクを測定し記憶する(ステップb4)。しかし、ステップb3でシーケンス番号が設定されていることを検出すると、負荷トルクを測定することなく当該周期の処理を終了する。
【0025】
このように、この第2の実施形態では、位置決め自動計測モードに設定されていなければ、シーケンス番号が設定されている切削送り指令のブロックでは、主軸モータと、動作中の送り軸のサーボモータの負荷トルクが測定され、シーケンス番号が設定されている位置決めブロックでは、該ブロックで指令され動作中の送り軸のサーボモータの負荷トルクが測定され記憶される。
【0026】
又、位置決め自動計測モードにセットされていれば、位置決めブロックでは動作中の送り軸のサーボモータの負荷トルクの測定が標準となり、例外としてシーケンス番号が設定されている位置決めブロックについては、送り軸のサーボモータの負荷トルクの測定を行わないものとなる。なお、シーケンス番号が設定されている切削送り指令のブロックでは、主軸モータと、送り軸のサーボモータの負荷トルクが測定される。なお、位置決め自動計測モードで、全ての位置決めブロックにおいて、そのブロックで動作中の送り軸のサーボモータの負荷トルクを測定する場合には、ステップb3の処理をなくし、ステップb2で位置決めブロックの実行中と判断されたときにはステップb4に移行することになる。
【0027】
上述した第1、第2の実施形態では設定されているシーケンス番号に基づいて、主軸モータMs、各送り軸のサーボモータMx,My,Mzの負荷トルクを測定するようにした。しかも、位置決めブロックでは、当該ブロックで動作中の送り軸のサーボモータの負荷トルクを測定し、切削送りのブロックでは主軸モータと動作中の送り軸のサーボモータの負荷トルクを測定するようにした。
【0028】
しかし、主軸の状態や特定の送り軸の状態を判別するために、主軸モータの負荷トルクだけ、特定の送り軸のサーボモータの負荷トルクだけ測定したい場合がある。次に説明する第3の実施形態は、シーケンス番号と負荷トルクを設定するモータを指定することにより、指定されたシーケンス番号のブロックの動作中で指定されたモータの負荷トルクのみを測定するようにする。
【0029】
図6は、この第3の実施形態における負荷トルクを測定するシーケンス番号とモータの設定例の説明図である。タッチパネル付き表示器21の表示画面を設定画面にして、負荷トルクを測定するシーケンス番号とその測定するモータの情報を入力設定する。RAM13には図6に示すように、入力設定されたシーケンス番号とそのシーケンス番号のブロックで測定するモータの情報が記憶される。なお、図6において、「Nxxxx」はシーケンス番号、M1,M2は、主軸モータMsや送り軸サーボモータMx.My.Mzを示すモータ情報である。
【0030】
図4は、この第3の実施形態の動作フローチャートである。数値制御装置10が動作を開始すると、所定周期毎図4に示す処理を実行する。まず、現在実行中のブロックのシーケンス番号が設定されているシーケンス番号と一致するか判別し(ステップc1)、一致しなければ、当該周期の処理はこのまま終了する。又一致していると、この一致したシーケンス番号に対応して設定されているモータ情報に対応するモータの負荷トルクを測定し記憶する(ステップc2)。
【0031】
上記処理を所定周期毎実行する。そして、この記憶された負荷トルクの平均値、負荷トルクの最大値が求められ、タッチパネル付き表示器21の表示画面に表示される。
【0032】
上述した実施形態では、主軸モータや各送り軸のサーボモータの負荷トルクを外乱推定オブザーバで推定することによって負荷トルクを監視した例を述べたが、オブザーバを設けない場合には、モータの駆動電流の大きさを負荷トルクの大きさとして検出するようにしてもよい。この場合、モータ駆動電流の測定は、各モータの電流検出器で検出されフィードバックされる電流フィードバック信号を測定してもよく、又は速度ループから出力される電流指令(トルク指令)を負荷トルクとみなし測定するようにしてもよい。
【0033】
さらに、負荷トルク以外にも、フィードバックされてくるモータの速度フィードバック信号や位置ループから出力される速度指令に基づくモータの速度、位置ループ処理で求められるエラー量(位置誤差)、さらには、熱シミュレーションによって得られる熱量等のモータの状態を、シーケンス番号で動作ブロックを指定することによって監視するようにしてもよい。例えば、ある特定の動作を実行するブロックの主軸モータや送り軸サーボモータの速度やエラー量、熱量を測定することによって、その指定されたブロックでのモータ動作状態を監視することができる。
【0034】
【発明の効果】
本願請求項1〜3に係わる発明は、シーケンス番号の指定によって、加工プログラムにおける所望するブロックで動作するモータの負荷トルクを測定することができ、従来のように加工プログラムに補助機能を組み込み負荷トルクの測定個所をプログラム指定する必要がないため、簡単に必要とする負荷トルクを測定できる。又、補助機能を利用しないことから、補助機能を実行する際のプログラマブルコントローラとの信号の受け渡しを必要としなくなる分、加工等のサイクルタイムを短くすることができる。シーケンス番号を指定するだけでよいものであるから、負荷トルクを測定する個所を任意に変えることができる。又、負荷トルクを測定するための補助機能をプログラムに組み込まれていない従来のプログラムに対しても、シーケンス番号を指定することによって、負荷トルクを測定することができる。
【0035】
さらに、本願請求項4,5に係わる発明は、位置決め動作時には、自動的にその位置決め動作で駆動される送り軸のサーボモータの負荷トルクが測定される。この場合において、シーケンス番号を指定して、位置決め動作でも負荷トルクを測定しないブロックを選定し、送り軸の可動部の摩耗等示す負荷トルクを、その摩耗度検出に適したブロックのみ選択することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の数値制御装置の要部と該数値制御装置で制御される工作機械の要部のブロック図である。
【図2】本発明の第1の実施形態の処理フローチャートである。
【図3】本発明の第2の実施形態の処理フローチャートである。
【図4】本発明の第3の実施形態の処理フローチャートである。
【図5】本発明の第1、第2の実施形態におけるシーケンス番号の設定記憶状態を示す説明図である。
【図6】本発明の第3の実施形態における設定されたシーケンス番号とモータ情報の記憶状態を説明する説明図である。
【符号の説明】
10 数値制御装置
21 タッチパネル付き表示器
22x,22y,22z サーボアンプ
Mx,My,Mz サーボモータ
Ms 主軸モータ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a numerical controller having a monitoring function of monitoring a state of a motor of a machine controlled by the numerical controller.
[0002]
[Prior art]
A numerical control device having a function of detecting breakage or wear of a tool or wear of a movable portion (feed shaft) of a machine by monitoring a load torque of a motor of a main shaft or a feed shaft of a machine tool controlled by the numerical control device. Are already known.
In this function, it is necessary to specify a part for monitoring the load torque from various machine operations in the machining program depending on an object to be detected. For example, to detect wear and breakage of a drill, it is necessary to monitor the load torque of the spindle and feed shaft motors during cutting, such as monitoring the load torque during drilling. It is necessary to specify the operation such as. Further, in order to monitor the wear or the like of the movable portion (feed shaft) of the machine, it is necessary to specify an operation capable of detecting the torque required for feeding the movable portion.
[0003]
Therefore, conventionally, a portion of the machining program in which the load torque is to be measured and monitored is specified using an auxiliary function (M code), and the load torque monitoring signal is turned ON / OFF by this auxiliary function. In the machining program, an auxiliary function to turn on this signal is placed at the beginning of the program where the load torque is to be monitored, and an auxiliary function to turn off this signal is placed at the end of the load torque monitoring point. In addition, the monitoring location of the load torque is designated by a program command.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The location where the load torque is monitored can be freely specified by the program command. However, the ON / OFF auxiliary function must be placed before and after the location where the load torque is monitored in the program. As the number increases, the program work requires a great deal of effort. Also, changing the program requires similar work. Further, there is a problem that a load torque cannot be monitored for a program that has already been created and has no auxiliary function for monitoring the load torque.
[0005]
When the numerical control device executes the auxiliary function, signals are transferred from the numerical control unit to the programmable controller and from the programmable controller to the numerical control unit in the numerical control device. Increases, the time required to transfer the signal increases, and the cycle time of machining increases.
[0006]
Therefore, an object of the present invention is to improve the above-described problems of the prior art, to easily set a position for monitoring the state of the motor such as a load torque, and to have no particular effect on a machining cycle time, and to reduce a motor such as a load torque. It is an object of the present invention to provide a numerical control device capable of monitoring the state of a computer.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to
[0008]
Also provided are motor information selection means for setting motor selection information for specifying a motor whose motor status is to be monitored in association with a sequence number, and motor selection information storage means for storing the set motor selection information. When the sequence number of the program being executed matches one of the sequence numbers stored in the sequence number storage means, the load torque of the selected motor and the like are determined according to the motor selection information corresponding to the matched sequence number. To monitor the status.
[0009]
The invention according to
The sequence number input means is composed of a display device connected to the numerical control device and an operation panel with data input means.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a block diagram showing a main part of a numerical controller according to an embodiment of the present invention and a main part of a machine tool controlled by the numerical controller.
The numerical control device 10 includes a processor 11, a ROM 12, a
[0011]
The servo control unit 14 includes a processor, a memory such as a ROM and a RAM, and the like. Each of the feed axes (in this embodiment, orthogonal X, X, and Z) sent from the main processor 11 of the numerical controller 10 is based on a machining program. In this case, each axis servo motor Mx, My, Mz is driven via a
[0012]
Each of the servo motors Mx, My, and Mz of each feed axis has a built-in pulse encoder for detecting position and speed, and each of the
[0013]
The spindle control unit 16 rotates the spindle motor Ms at a commanded rotation speed via a
[0014]
The hardware configurations of the numerical controller 10 and the machine tool described above are not different from those of the related art, and the sequence numbers and the like input and set in the
[0015]
First, in the machining program, the sequence number of the block for measuring the load torque is input and set from the display 21 with a touch panel. In order to monitor the breakage or wear of the tool, the main spindle when the workpiece is cut by the tool, that is, when a block of a cutting command (G01, G02, G03, G94, etc.) is executed. If the load torque of the motor and the motor of the feed shaft is monitored, breakage and wear of the tool can be detected.
[0016]
Also, during execution of the block of the positioning (rapid feed) command (command of G00), the cutting of the workpiece by the tool is not performed, and the feed axis is driven by rapid feed. By measuring the load torque of the servomotor of the feed shaft which is rapidly fed to the feed shaft, it is possible to detect the wear of the movable portion of the machine driven by the feed shaft.
[0017]
Therefore, the display 21 with the touch panel is switched to the sequence number setting screen, and the sequence number of the block for monitoring the load torque is input and set for the machining program to be operated. FIG. 5 is an example showing a storage state of the sequence number storage unit of the sequence number (Nxxxx) input and set as described above.
[0018]
When the operation of the machine tool is started and the machining program is executed, the processor 11 executes the process shown in FIG. 2 at predetermined intervals. First, it is determined whether or not the sequence number of the currently executing block exists in the sequence number set in the sequence number storage unit (step a1). If there is no match, the process in the processing cycle ends. On the other hand, if a sequence number that matches the sequence number of the currently executing block is set and stored, it is determined whether the command of the currently executing block is a positioning (fast-forward) command (G00 command) (step a2), and positioning is performed. If so, the load torque of the servomotor of the feed axis driven by the block being executed is measured and stored in the RAM 13 (step a4).
If it is determined in step a2 that the command is not a positioning command, that is, it is determined that the feed is cutting, the load torque of the spindle motor Ms and the servomotor of the feed shaft being executed in the block is measured and stored in the RAM 13 (step a3).
[0019]
As described above, the servo control unit 14 and the spindle control unit 16 incorporate a disturbance estimation observer for the servo motors Mx, My, and Mz of the respective feed axes and a disturbance estimation observer for the main spindle motor Ms. Load torque applied to the feed shaft motors Mx, My, Mz and the main shaft motor Ms is required. The load torque obtained by the observer is obtained in steps a3 and a4 and stored in a predetermined storage unit of the
[0020]
The load torques of the spindle motor Ms and the servomotors Mx, My, and Mz of the feed axes measured and stored in this manner are different from those of FIG. The current value, average value, and maximum value are obtained. When the display 21 with the touch panel is set on the load torque display screen, the current value, the average value, and the maximum value are displayed on the screen for each of the spindle motor and the motor of each feed axis. When the maximum value of the measured load torque exceeds a preset limit value, an alarm signal is issued to change the display color. The average value and the maximum value are obtained and the current value, average value and maximum value of the load torque are displayed, and the alarm display when the measured load torque maximum value exceeds the limit value is the same as the conventional one. Detailed description is omitted.
[0021]
In the above-described first embodiment, the load torque of the motor operating in the block of the set sequence number is measured. However, in the second embodiment shown in FIG. Then, the load torque of the servomotor of the feed shaft is measured. At the time of the positioning (rapid traverse) operation, all the load torques of the servomotors of the feed shaft during the operation may be automatically measured. However, the purpose of measuring the load torque of the servomotor of the feed shaft is mainly to detect wear and the like of the movable portion of the feed shaft driven by the servomotor, and the load torque is measured over the front movement region of the feed shaft. It is necessary to obtain the load torque of the above. However, when the moving amount (fast-forwarding moving amount) is small and repeated, the load torque cannot be a factor indicating the wear of the movable part due to the influence of acceleration and deceleration, and conversely. In the positioning automatic measurement mode, set a sequence number that does not measure load torque in order to prevent it from being a factor that hinders wear detection and to prevent measurement for some other reason and not to include it in the average value of load torque. However, when the positioning block of the set sequence number is executed, the load torque is not measured in the second embodiment. Therefore, in the second embodiment, for the positioning command block, a sequence number for not measuring the load torque is set, and for the positioning command block, a sequence number for measuring the load torque is set for the cutting feed command. Will do.
[0022]
The processor 11 of the numerical control device 10 executes the processing shown as a flowchart in FIG. 3 at predetermined intervals.
First, it is determined whether or not the positioning automatic measurement mode has been set (step b1). If not set, the same processing as that of the first embodiment shown in FIG. 2 is executed. That is, steps b5, b6, and b7 in FIG. 3 are the same as the processing in steps a1, a2, and a3 of the processing shown in FIG. The processing in step b4 is the same as the processing in step a4 in FIG.
[0023]
If the positioning automatic measurement mode is set, it is determined whether the block currently being executed is a block of a positioning command (G00 command) (step b2). If is set, the load torque of the spindle motor Ms and the servomotor of the feed shaft in operation is measured and stored (step b7). If the sequence number has not been set, the process of the cycle is terminated as it is from step b5.
[0024]
On the other hand, when it is determined in step b2 that the block of the positioning command is being executed, it is determined whether or not the sequence number of the block is set (step b3). The load torque of the servomotor of the feed shaft that has been output is measured and stored (step b4). However, if it is detected in step b3 that the sequence number has been set, the processing of the cycle ends without measuring the load torque.
[0025]
As described above, in the second embodiment, if the positioning automatic measurement mode is not set, in the block of the cutting feed command in which the sequence number is set, the spindle motor and the servo motor of the active feed axis are set. In the positioning block in which the load torque is measured and the sequence number is set, the load torque of the servo motor of the feed axis which is instructed and operated by the block is measured and stored.
[0026]
If the positioning block is set to the automatic positioning measurement mode, the measurement of the load torque of the servo motor of the feed axis during operation is standard in the positioning block. The load torque of the servo motor is not measured. In the block of the cutting feed command in which the sequence number is set, the load torques of the spindle motor and the servomotor of the feed shaft are measured. In the positioning automatic measurement mode, when measuring the load torque of the servo motor of the feed shaft operating in all the positioning blocks in all the positioning blocks, the processing in step b3 is omitted, and the positioning block is being executed in step b2. When the determination is made, the process proceeds to step b4.
[0027]
In the first and second embodiments described above, the load torque of the spindle motor Ms and the servomotors Mx, My, and Mz of each feed shaft are measured based on the set sequence numbers. In addition, in the positioning block, the load torque of the servomotor of the feed shaft operating in the block is measured, and in the block of the cutting feed, the load torque of the spindle motor and the servomotor of the feed shaft in operation is measured.
[0028]
However, in order to determine the state of the spindle or the state of a specific feed axis, there is a case where it is desired to measure only the load torque of the spindle motor or the load torque of the servo motor of the specific feed axis. In a third embodiment described below, by specifying a motor for setting a sequence number and a load torque, only the load torque of the specified motor is measured during the operation of the block of the specified sequence number. I do.
[0029]
FIG. 6 is an explanatory diagram of a sequence number for measuring a load torque and an example of setting a motor according to the third embodiment. The display screen of the display unit 21 with the touch panel is used as a setting screen, and the sequence number for measuring the load torque and the information of the motor to be measured are input and set. As shown in FIG. 6, the
[0030]
FIG. 4 is an operation flowchart of the third embodiment. When the numerical control device 10 starts operating, the process shown in FIG. 4 is executed at predetermined intervals. First, it is determined whether or not the sequence number of the block currently being executed matches the set sequence number (step c1). If not, the process of the cycle ends as it is. If they match, the load torque of the motor corresponding to the motor information set corresponding to the matched sequence number is measured and stored (step c2).
[0031]
The above processing is executed at predetermined intervals. Then, the average value of the stored load torques and the maximum value of the load torques are obtained, and displayed on the display screen of the display unit 21 with the touch panel.
[0032]
In the above-described embodiment, the example in which the load torque of the spindle motor and the servo motor of each feed shaft is monitored by the disturbance estimation observer to monitor the load torque is described. However, when the observer is not provided, the drive current of the motor is controlled. May be detected as the magnitude of the load torque. In this case, the motor drive current may be measured by measuring a current feedback signal detected and fed back by a current detector of each motor, or a current command (torque command) output from a speed loop is regarded as a load torque. You may make it measure.
[0033]
Furthermore, in addition to the load torque, the motor speed based on the speed feedback signal of the motor that is fed back and the speed command output from the position loop, the error amount (position error) obtained in the position loop processing, and thermal simulation The state of the motor such as the amount of heat obtained by the operation may be monitored by designating an operation block by a sequence number. For example, by measuring the speed, the amount of error, and the amount of heat of a spindle motor or a feed axis servomotor of a block that executes a specific operation, it is possible to monitor the motor operation state in the designated block.
[0034]
【The invention's effect】
The invention according to
[0035]
Further, in the invention according to
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a main part of a numerical controller according to an embodiment of the present invention and a main part of a machine tool controlled by the numerical controller.
FIG. 2 is a processing flowchart according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a processing flowchart according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a processing flowchart according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a sequence number setting storage state in the first and second embodiments of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a set sequence number and a storage state of motor information according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 Numerical control device 21 Display with
Claims (7)
加工プログラム中の、モータの状態の監視を行うべきブロックのシーケンス番号を入力するシーケンス番号入力手段と、
前記シーケンス番号入力手段により入力されたシーケンス番号を記憶するシーケンス番号記憶手段と、
加工プログラムの実行中のブロックのシーケンス番号と前記シーケンス番号記憶手段に記憶されたシーケンス番号とを比較するシーケンス番号比較手段と、
前記シーケンス番号比較手段により、実行中のシーケンス番号と前記シーケンス番号記憶手段に記憶されているシーケンス番号のいずれかとの一致が検出されたとき、該シーケンス番号に対応する指令によるモータの状態を監視する手段とを備えたことを特徴とする数値制御装置。A numerical controller having a motor status monitoring function,
Sequence number input means for inputting a sequence number of a block in the machining program for monitoring the state of the motor;
Sequence number storage means for storing a sequence number input by the sequence number input means,
Sequence number comparing means for comparing the sequence number of the block during execution of the machining program with the sequence number stored in the sequence number storing means,
When the sequence number comparing means detects a match between the currently executed sequence number and one of the sequence numbers stored in the sequence number storage means, the state of the motor is monitored by a command corresponding to the sequence number. And a means for controlling the numerical value.
加工プログラム中の、モータの状態の監視を行うべきブロックのシーケンス番号を入力するシーケンス番号入力手段と、
前記シーケンス番号入力手段により入力されたシーケンス番号を記憶するシーケンス番号記憶手段と、
シーケンス番号と関連付けてモータの状態を監視すべきモータを特定するためのモータ選択情報を設定するモータ情報選択手段と、
設定されたモータ選択情報を記憶するモータ選択情報記憶手段と、
加工プログラムの実行中のブロックのシーケンス番号と前記シーケンス番号記憶手段に記憶されたシーケンス番号とを比較するシーケンス番号比較手段と、
前記シーケンス番号比較手段により、実行中のシーケンス番号と前記シーケンス番号記憶手段に記憶されているシーケンス番号のいずれかとの一致が検出されたとき、前記モータ選択情報記憶手段に記憶されているモータ選択情報の内一致が検出されたシーケンス番号に対応するモータ選択情報に従って、選択されたモータの状態を監視する手段とを備えたことを特徴とする数値制御装置。A numerical controller having a motor status monitoring function,
Sequence number input means for inputting a sequence number of a block in the machining program for monitoring the state of the motor;
Sequence number storage means for storing a sequence number input by the sequence number input means,
Motor information selection means for setting motor selection information for identifying a motor whose motor status should be monitored in association with a sequence number;
Motor selection information storage means for storing the set motor selection information,
Sequence number comparing means for comparing the sequence number of the block during execution of the machining program with the sequence number stored in the sequence number storing means,
When the sequence number comparing unit detects a match between the currently executed sequence number and any of the sequence numbers stored in the sequence number storage unit, the motor selection information stored in the motor selection information storage unit is detected. A means for monitoring the state of the selected motor in accordance with the motor selection information corresponding to the sequence number in which the match is detected.
前記シーケンス番号入力手段により入力されたシーケンス番号を記憶するシーケンス番号記憶手段と、
加工プログラムの実行中のブロックのシーケンス番号と前記シーケンス番号記憶手段に記憶されたシーケンス番号とを比較するシーケンス番号比較手段とを備え、
前記負荷トルクを監視する手段は、前記シーケンス番号比較手段により、実行中のシーケンス番号と前記シーケンス番号記憶手段に記憶されているシーケンス番号の一致が検出されたとき、動作中の送りモータの負荷トルクの監視を行わないようにしたことを特徴とする請求項5に記載の数値制御装置。Sequence number input means for inputting a sequence number of a block in the machining program, which does not monitor the load torque of the feed motor,
Sequence number storage means for storing a sequence number input by the sequence number input means,
Sequence number comparing means for comparing the sequence number of the block during execution of the machining program with the sequence number stored in the sequence number storing means,
The means for monitoring the load torque includes: when the sequence number comparing means detects a match between the sequence number being executed and the sequence number stored in the sequence number storage means, the load torque of the feed motor being operated. 6. The numerical control device according to claim 5, wherein monitoring of the numerical value is not performed.
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