JP2009129395A - Numerical control apparatus, computer program and storage medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、数値制御装置、コンピュータプログラム及び記憶媒体に関し、特に加工時の任意の期間の実効トルクを演算し表示させるように構成したものに関する。 The present invention relates to a numerical control device, a computer program, and a storage medium, and more particularly to a configuration configured to calculate and display an effective torque for an arbitrary period during processing.
従来、工作機械は、工具が装着される主軸を回転駆動する主軸モータと、テーブルをＸ方向に移動させるＸ軸モータと、テーブルをＹ方向に移動させるＹ軸モータと、主軸ヘッドを上下に移動させるＺ軸モータとを有し、加工プログラムに基づいてワークにねじ切りや孔開け、座ぐり加工等多種の加工を施すよう数値制御装置によって制御されている。 Conventionally, machine tools have a spindle motor that rotates a spindle on which a tool is mounted, an X-axis motor that moves a table in the X direction, a Y-axis motor that moves the table in the Y direction, and a spindle head that moves up and down. And a Z-axis motor to be controlled by a numerical control device so as to perform various types of machining such as threading, drilling, and counterboring on the workpiece based on the machining program.
工作機械において、モータの加減速を連続的に繰り返す処理などが組み込まれた加工プログラムを連続実行するとき、モータの実効トルクが連続定格トルクを超えてしまい、過負荷エラーが発生する場合がある。そのため、過負荷エラーが発生しないように加工プログラムの回転数や送り速度を調整する必要がある。 In a machine tool, when a machining program including processing for continuously accelerating / decelerating the motor is continuously executed, the effective torque of the motor may exceed the continuous rated torque and an overload error may occur. Therefore, it is necessary to adjust the rotation speed and feed speed of the machining program so that an overload error does not occur.
また、加工時の工具の回転数や送り速度などを決定する為に、事前に加工プログラムを実行し実際に加工を行って加工時のトルクを継続的に検出し、これらのトルクの平均より得られる実効トルクより判断する場合がある。このときの実効トルクが過負荷エラーになる閾値を超えない範囲内で各モータの回転数を高くして、工具の回転数や送り速度を向上させて加工時間の短縮を図っている。このとき、閾値はモータの特性により、トルクの検出経過時間が短いと大きく、長いと小さくなる特性をもつ。 In addition, in order to determine the rotation speed and feed rate of the tool during machining, the machining program is executed in advance and actual machining is performed to continuously detect the torque during machining, and the average of these torques is obtained. It may be judged from the effective torque that is generated. The rotational speed of each motor is increased within a range where the effective torque at this time does not exceed the threshold value that causes an overload error, and the rotational speed and feed rate of the tool are improved to shorten the machining time. At this time, the threshold value has a characteristic that it is large when the elapsed torque detection time is short and small when it is long, depending on the motor characteristics.
特許文献１に記載の工作機械のモータ出力表示装置においては、加工時の各モータの平均トルク（実効トルク）を演算し、その演算結果を表示装置に表示させるものが開示されている。作業者は表示装置に表示された各モータの実効トルクを見て、実効トルクが許容範囲を超えているか否かを判断し、運転条件を調整することで、過負荷エラーを発生させることなく、工具の回転数や送り速度を向上させることを可能にしている。
しかし、特許文献１の装置は、加工の全期間に亙って各モータの実効トルクを演算し表示させるものであるが、加工時の任意の期間の実効トルクのみを表示させることができない。そのため、加工中において特に各モータに対して大きな負荷が掛かる工程、例えば、タップ加工の期間の実効トルクのみを表示させて、この期間の実効トルクに基づいて作業者が加工プログラムの回転数や送り速度を調整することができない。 However, although the apparatus of Patent Document 1 calculates and displays the effective torque of each motor over the entire machining period, it cannot display only the effective torque for an arbitrary period during machining. For this reason, only the effective torque during a process that places a heavy load on each motor during machining, for example, the tapping period, is displayed, and the operator can determine the rotation speed and feed of the machining program based on the effective torque during this period. The speed cannot be adjusted.
本発明の目的は、数値制御装置、コンピュータプログラム及び記憶媒体において、加工時の任意の期間の実効トルクを演算し表示させて、この期間の実効トルクに基づいて作業者が加工プログラムの回転数や送り速度を調整できるようにすることである。 An object of the present invention is to calculate and display an effective torque of an arbitrary period during machining in a numerical control device, a computer program, and a storage medium, and an operator can determine the rotational speed of the machining program based on the effective torque of the period. It is to be able to adjust the feed rate.
請求項１の数値制御装置は、工具が装着される主軸を回転駆動する主軸モータと、ワークが載置されたテーブルと前記主軸とを相対的にＸ軸、Ｙ軸方向に駆動させるＸ軸モータ、Ｙ軸モータと、前記工具と前記ワークとを相対的に昇降させるＺ軸モータとを有し、加工プログラムに基づいて前記ワークに加工を施すように制御する数値制御装置において、前記主軸モータ、前記Ｘ軸モータ、前記Ｙ軸モータ及び前記Ｚ軸モータのうちの少なくとも１つのモータのトルクを検出するトルク検出手段と、モータのトルクの検出開始を指令する検出開始指令手段と、前記検出開始指令手段によってモータのトルクの検出開始の指令後、所定の周期で前記トルク検出手段によって検出されたモータのトルクを記憶する記憶手段と、前記モータのトルクの検出終了を指令する検出終了指令手段と、前記検出終了指令手段によって検出終了の指令後、前記記憶手段に記憶されたモータのトルクに基づいて、前記検出開始から前記検出終了までの実効トルクを演算する実効トルク演算手段と、前記実効トルク演算手段により演算された実効トルクを表示する表示手段とを備えたことを特徴とする。 The numerical control device according to claim 1 is a spindle motor that rotationally drives a spindle on which a tool is mounted, and an X-axis motor that relatively drives a table on which a workpiece is placed and the spindle in the X-axis and Y-axis directions. A numerical control device that has a Y-axis motor and a Z-axis motor that relatively moves the tool and the workpiece up and down, and controls the workpiece to be machined based on a machining program. Torque detection means for detecting torque of at least one of the X-axis motor, the Y-axis motor, and the Z-axis motor; detection start command means for instructing start of detection of motor torque; and the detection start command Storage means for storing the motor torque detected by the torque detection means at a predetermined cycle after the instruction to start detection of the motor torque by the means, and the torque of the motor Based on the detection end command means for instructing the end of detection and the detection end instruction by the detection end instruction means, the effective torque from the detection start to the detection end is calculated based on the motor torque stored in the storage means. Effective torque calculation means, and display means for displaying the effective torque calculated by the effective torque calculation means.
この数値制御装置では、検出開始指令手段による検出開始の指令を受けてから、検出終了指令手段による検出終了の指令を受けるまでの間に検出されたトルクに基づいて実効トルク演算手段により実効トルクが演算され、表示手段に実効トルクが表示される。
表示手段に加工時の任意の期間の実効トルクを表示させることができるので、作業者は表示手段に表示される加工時の任意の期間の実効トルクに基づいて、過負荷エラーを発生させることのないように加工プログラムの回転数や送り速度を調整することができる。
In this numerical control device, the effective torque is calculated by the effective torque calculation means based on the torque detected between the time when the detection start command means receives the detection start command and the time when the detection end command means receives the detection end command. The calculated effective torque is displayed on the display means.
Since the display means can display the effective torque for an arbitrary period during machining, the operator can generate an overload error based on the effective torque for the arbitrary period during processing displayed on the display means. The rotation speed and feed rate of the machining program can be adjusted so that there is no such problem.
請求項２の数値制御装置は、請求項１の発明において、前記検出開始指令手段は加工プログラムに用いられる第１のＭコードで構成し、前記検出終了指令手段は加工プログラムに用いられる第２のＭコードで構成したことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the invention of the first aspect, the detection start command means is constituted by a first M code used for a machining program, and the detection end command means is a second M code used for a machining program. It is characterized by comprising M code.
請求項３の数値制御装置は、請求項１又は２の発明において、前記実効トルクが予め設定された閾値より大きいか否かを判断する判断手段と、前記判断手段により前記実効トルクが予め設定された閾値より大きいと判断された場合にその旨の警告を報知する報知手段とを備えたことを特徴とする。
請求項４の数値制御装置は、請求項３の発明において、前記閾値を前記検出開始から前記検出終了までの時間に基づいて変更する変更手段を備えたことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the numerical control device according to the first or second aspect, wherein the effective torque is set in advance by the determining means for determining whether the effective torque is greater than a preset threshold value. And a notification means for notifying a warning to that effect when it is determined that the threshold value is greater than the threshold value.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the numerical control device according to the third aspect, further comprising changing means for changing the threshold based on a time from the detection start to the detection end.
請求項５のコンピュータプログラムは、コンピュータを、加工プログラムに基づいてワークに加工を施すように、工具が装着される主軸を回転駆動する主軸モータと、前記ワークが載置されたテーブルと前記主軸とを相対的にＸ軸、Ｙ軸方向に駆動させるＸ軸モータ、Ｙ軸モータと、前記工具と前記ワークとを相対的に昇降させるＺ軸モータとを制御する数値制御装置として機能させるコンピュータプログラムであって、前記コンピュータを、前記主軸モータ、前記Ｘ軸モータ、前記Ｙ軸モータ及び前記Ｚ軸モータのうちの少なくとも１つのモータのトルクを検出するトルク検出手段と、モータのトルクの検出開始を指令する検出開始指令手段と、前記検出開始指令手段によってモータのトルクの検出開始の指令後、所定の周期で前記トルク検出手段によって検出されたモータのトルクを記憶する記憶手段と、前記モータのトルクの検出終了を指令する検出終了指令手段と、前記検出終了指令手段によって検出終了の指令後、前記記憶手段に記憶されたモータのトルクに基づいて、前記検出開始から前記検出終了までの実効トルクを演算する実効トルク演算手段と、前記実効トルク演算手段により演算された実効トルクを表示する表示手段として機能させることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a computer program comprising: a spindle motor that rotationally drives a spindle on which a tool is mounted, and a table on which the workpiece is placed; and the spindle so that the computer processes the workpiece based on the machining program. Is a computer program that functions as a numerical controller that controls an X-axis motor, a Y-axis motor that relatively drives the X-axis and the Y-axis, and a Z-axis motor that moves the tool and the workpiece relatively up and down. A command for detecting the torque of at least one of the spindle motor, the X-axis motor, the Y-axis motor, and the Z-axis motor; Detection start command means for performing the motor torque detection start command by the detection start command means, and the torque at a predetermined cycle. Storage means for storing the motor torque detected by the output means, detection end command means for instructing the end of detection of the motor torque, and after the detection end instruction by the detection end instruction means, stored in the storage means. And an effective torque calculating means for calculating an effective torque from the detection start to the detection end based on the motor torque, and a display means for displaying the effective torque calculated by the effective torque calculating means. And
このコンピュータプログラムでは、検出開始指令手段による検出開始の指令を受けてから、検出終了指令手段による検出終了の指令を受けるまでの間に検出されたトルクに基づいて実効トルク演算手段により実効トルクが演算され、表示手段により実効トルクが表示される。
表示手段に加工時の任意の期間の実効トルクを表示することができるので、作業者は表示手段に表示される加工時の任意の期間の実効トルクに基づいて、過負荷エラーを発生させることのないように加工プログラムの回転数や送り速度を調整することができる。
In this computer program, the effective torque is calculated by the effective torque calculator based on the torque detected between the detection start command by the detection start command means and the detection end command by the detection end command means. The effective torque is displayed by the display means.
Since the display means can display the effective torque for an arbitrary period during processing, the operator can generate an overload error based on the effective torque for the arbitrary period during processing displayed on the display means. The rotation speed and feed rate of the machining program can be adjusted so that there is no such problem.
請求項６の記憶媒体は、請求項５に記載のコンピュータプログラムをコンピュータ読取り可能に記憶したことを特徴とする。 A storage medium according to claim 6 stores the computer program according to claim 5 in a computer-readable manner.
請求項１の発明によれば、トルク検出手段と、検出開始指令手段と、記憶手段と、検出終了指令手段と、実効トルク演算手段と、表示手段とを備えたので、加工時の任意の期間の実効トルクを表示手段に表示させることができ、作業者はこの期間の実効トルクに基づいて、過負荷エラーが発生しないように加工プログラムの回転数や送り速度を調整することができる。 According to the first aspect of the present invention, the torque detection means, the detection start command means, the storage means, the detection end command means, the effective torque calculation means, and the display means are provided. Effective torque can be displayed on the display means, and the operator can adjust the rotation speed and feed speed of the machining program based on the effective torque during this period so that an overload error does not occur.
例えば、加工中において各モータに対して大きな負荷が掛かるタップ加工などの期間の実効トルクを演算しこれを表示させて、この期間の実効トルクが閾値に対して余裕がある場合、作業者が加工プログラムの回転数を高く調整して各モータの能力を最大限に活かすことができる。これにより、加工時間の短縮を図って生産性を向上させることができる。 For example, if the effective torque for a period such as tapping where a large load is applied to each motor during processing is calculated and displayed, and the effective torque for this period has room for the threshold, the operator It is possible to make maximum use of each motor's ability by adjusting the number of revolutions of the program high. Thereby, shortening of processing time can be aimed at and productivity can be improved.
請求項２の発明によれば、検出開始指令手段は加工プログラムに用いられる第１のＭコードで構成し、検出終了指令手段は加工プログラムに用いられる第２のＭコードで構成したので、加工プログラム中に第１，第２のＭコードを用いることで、加工時の任意の期間に実効トルクの演算を簡単に行わせることができる。 According to the invention of claim 2, since the detection start command means is constituted by the first M code used in the machining program and the detection end command means is constituted by the second M code used in the machining program, the machining program By using the first and second M codes therein, it is possible to easily calculate the effective torque during an arbitrary period during machining.
請求項３の発明によれば、実効トルクが予め設定された閾値より大きいか否かを判断する判断手段と、判断手段により実効トルクが予め設定された閾値より大きいと判断された場合にその旨の警告を報知する報知手段とを備えたので、実効トルクが閾値を超えた場合その旨が報知されるため、過負荷エラー等の発生を予知することができる。 According to the third aspect of the present invention, when the determination means determines whether or not the effective torque is greater than the preset threshold, and when the determination means determines that the effective torque is greater than the preset threshold, that effect Since the notification means for notifying the warning is provided, when the effective torque exceeds the threshold value, the fact is notified, so that the occurrence of an overload error or the like can be predicted.
請求項４の発明によれば、閾値を検出開始から検出終了までの時間に基づいて変更する変更手段を備えたので、モータの特性に適した閾値を自動で設定することができ、閾値の設定を簡単に行なうことができる。 According to the fourth aspect of the invention, since the change means for changing the threshold value based on the time from the detection start to the detection end is provided, the threshold value suitable for the characteristics of the motor can be automatically set. Can be done easily.
請求項５の発明によれば、数値制御装置のコンピュータを、トルク検出手段と、検出開始指令手段と、記憶手段と、検出終了指令手段と、実効トルク演算手段と、表示手段として機能させるので、請求項１とほぼ同様の効果を奏する。 According to the invention of claim 5, since the computer of the numerical control device is caused to function as a torque detection means, a detection start command means, a storage means, a detection end command means, an effective torque calculation means, and a display means, The effect similar to that of the first aspect is obtained.
請求項６の発明によれば、請求項５に記載のコンピュータプログラムをコンピュータ読取り可能に記憶したので、記憶媒体に記憶したコンピュータプログラムをコンピュータに実行させることにより、請求項５とほぼ同様の効果を奏する。 According to the sixth aspect of the present invention, since the computer program according to the fifth aspect is stored so as to be readable by a computer, the computer program stored in the storage medium is executed by the computer, so that substantially the same effect as the fifth aspect is achieved. Play.
以下、本発明を実施する為の最良の形態について説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.
以下、本発明の実施例について図面に基づいて説明する。
図１に示すように、工作機械の数値制御装置１は、加工プログラム２０（図２参照）に基づいてワークに加工を施すように制御するものである。この数値制御装置１は、ＣＰＵ６、ＲＯＭ７、ＲＡＭ８（記憶手段）、入出力インターフェース５及びサーボインターフェース９とを有する制御装置４を備えている。また、数値制御装置１は、加工プログラム２０や後述する閾値Ｃを計算する為のパラメータＰとＱとＲなどを入力設定するキーボード２と、演算された実効トルクＴを表示するディスプレイ３（表示手段）と、工具が装着される主軸を回転駆動する主軸モータ１４と、テーブルをＸ方向に移動させるＸ軸モータ１５と、テーブルをＹ方向に移動させるＹ軸モータ１６と、主軸モータ１４が固定され、主軸を備えた主軸ヘッドを上下に移動させるＺ軸モータ１７と、主軸モータ１４を駆動制御する主軸用サーボアンプ１０と、Ｘ軸モータ１５を駆動制御するＸ軸用サーボアンプ１１と、Ｙ軸モータ１６を駆動制御するＹ軸用サーボアンプ１２と、Ｚ軸モータ１７を駆動制御するＺ軸用サーボアンプ１３とを有する。尚、各軸用サーボアンプ１０〜１３がトルク検出手段に相当する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the numerical control device 1 of a machine tool performs control so that a workpiece is machined based on a machining program 20 (see FIG. 2). The numerical control device 1 includes a control device 4 having a CPU 6, a ROM 7, a RAM 8 (storage means), an input / output interface 5, and a servo interface 9. The numerical control device 1 also includes a keyboard 2 for inputting and setting parameters P, Q, and R for calculating a machining program 20 and a threshold C described later, and a display 3 (display means for displaying the calculated effective torque T). ), A spindle motor 14 that rotationally drives the spindle on which the tool is mounted, an X-axis motor 15 that moves the table in the X direction, a Y-axis motor 16 that moves the table in the Y direction, and the spindle motor 14 are fixed. A Z-axis motor 17 that moves the spindle head with the spindle up and down, a spindle servo amplifier 10 that drives and controls the spindle motor 14, an X-axis servo amplifier 11 that drives and controls the X-axis motor 15, and a Y-axis A Y-axis servo amplifier 12 for driving and controlling the motor 16 and a Z-axis servo amplifier 13 for driving and controlling the Z-axis motor 17 are provided. Note that the servo amplifiers 10 to 13 for each axis correspond to torque detection means.
制御装置４の入出力インターフェース５には、キーボード２と、ディスプレイ３が電気的に接続され、制御装置４のサーボインターフェース９には、各モータ１４〜１７がこれらに対応する各軸用サーボアンプ１０〜１３を介して電気的に接続されている。 The keyboard 2 and the display 3 are electrically connected to the input / output interface 5 of the control device 4, and the servo amplifiers 10 for the respective axes corresponding to the motors 14 to 17 are connected to the servo interface 9 of the control device 4. ˜13 are electrically connected.
ＲＯＭ７には、加工プログラム２０に基づいて工作機械を駆動制御する各種の制御プログラム、ディスプレイ３に各種の表示情報を表示させる表示制御プログラム、図５のフローチャートに示すトルク検出開始終了制御の制御プログラム、図６のフローチャートに示す実効トルク演算表示制御の制御プログラム、図７のフローチャートに示す検出トルク表示制御の制御プログラム等が記憶されている。 The ROM 7 has various control programs for driving and controlling the machine tool based on the machining program 20, a display control program for displaying various display information on the display 3, a control program for torque detection start / end control shown in the flowchart of FIG. A control program for effective torque calculation display control shown in the flowchart of FIG. 6, a control program for detection torque display control shown in the flowchart of FIG. 7, and the like are stored.
ＲＡＭ８には、各モータ１４〜１７を駆動制御する為の位置情報や工具情報を含んだ複数の加工プログラムと、キーボード２から予め入力設定され且つ実効トルクＴの大きさを判断する基準値としての閾値Ｃを計算する為のパラメータＰとＱとＲと、検出された各モータ１４〜１７のトルク値データＴ１〜Ｔｎ（ｎは、トルク検出回数）などが記憶される。但し、このＲＡＭ８は常に２次電池等でバックアップされている。 In the RAM 8, a plurality of machining programs including position information and tool information for driving and controlling the motors 14 to 17, and a reference value that is input and set in advance from the keyboard 2 and determines the magnitude of the effective torque T are stored. Parameters P, Q, and R for calculating the threshold C, and detected torque value data T1 to Tn (n is the number of times of torque detection) of each motor 14 to 17 are stored. However, this RAM 8 is always backed up by a secondary battery or the like.
主軸用サーボアンプ１０は、制御装置４からの指令により主軸モータ１４の回転数とトルクを制御するものであり、主軸用サーボアンプ１０を流れる電流量に基づいて主軸モータ１４のトルク値Ｔｎが検出される。尚、各軸用サーボアンプ１０〜１３は、ほぼ同じ構成なので、主軸用サーボアンプ１０以外の各軸用サーボアンプ１１〜１３についても、主軸用サーボアンプ１０と同様の機能を有する。 The spindle servo amplifier 10 controls the rotation speed and torque of the spindle motor 14 according to a command from the control device 4, and the torque value Tn of the spindle motor 14 is detected based on the amount of current flowing through the spindle servo amplifier 10. Is done. Since the servo amplifiers 10 to 13 for each axis have substantially the same configuration, the servo amplifiers 11 to 13 for each axis other than the servo amplifier 10 for the main axis have the same functions as the servo amplifier 10 for the main axis.
ディスプレイ３は制御装置４により制御され、このディスプレイ３には、図３に示すように、検出開始の指令を受けてから検出終了の指令を受けるまでの間に検出された各モータ１４〜１７のトルク値データＴ１〜Ｔｎに基づいて演算された各モータ１４〜１７の実効トルクＴを示す図表や、図４に示すように、トルク値データＴ１〜Ｔｎの時間変化を示すグラフなどが表示される。 The display 3 is controlled by the control device 4, and as shown in FIG. 3, the display 3 includes the motors 14 to 17 detected between the detection start command and the detection end command. A chart showing the effective torque T of each of the motors 14 to 17 calculated based on the torque value data T1 to Tn, and a graph showing time changes of the torque value data T1 to Tn as shown in FIG. 4 are displayed. .
次に、ディスプレイ３に表示される画面について説明する。
図３は、実効トルク演算後に各モータ１４〜１７の実効トルクＴを示す図表が表示される画面である。この画面には、トルクの検出開始時刻（日時）と、加工プログラム２０のプログラム番号と、検出開始の指令を受けてから検出終了の指令を受けるまでの経過時間と、各モータ１４〜１７の実効トルクＴが夫々図表により表示される。また、閾値Ｃより大きい実効トルクＴについては警告表示（背景が赤色）される。
Next, the screen displayed on the display 3 will be described.
FIG. 3 is a screen on which a chart showing the effective torque T of each of the motors 14 to 17 after the effective torque calculation is displayed. On this screen, the torque detection start time (date and time), the program number of the machining program 20, the elapsed time from receiving the detection start command to receiving the detection end command, and the effective of each motor 14-17 are displayed. The torque T is displayed as a chart. For the effective torque T greater than the threshold C, a warning is displayed (background is red).
図４は、図３の画面において、キーボード２でカーソル移動させて所望の実効トルクＴを選択した場合、選択された実効トルクＴにおけるトルク値データＴ１〜Ｔｎの時間変化を示すグラフが表示される画面である。この画面の右側上部の領域には、トルクの検出開始から検出終了までに実行された加工プログラム２０の実行ブロックが表示され、右側下部には実効トルクＴと閾値Ｃが表示される。 FIG. 4 shows a graph showing changes over time in the torque value data T1 to Tn at the selected effective torque T when the desired effective torque T is selected by moving the cursor with the keyboard 2 on the screen of FIG. It is a screen. The execution block of the machining program 20 executed from the start of torque detection to the end of detection is displayed in the upper right area of this screen, and the effective torque T and threshold C are displayed in the lower right area.
次に、加工プログラム２０に組み込まれたトルク検出開始Ｍコード（第１のＭコード）とトルク検出終了Ｍコード（第２のＭコード）について説明する。
図２に示すように、トルク検出開始Ｍコードは「Ｍ１１」で示され、このトルク検出開始Ｍコード「Ｍ１１」が読込まれたとき、各軸用サーボアンプ１０〜１３に対してトルクの検出開始が指令される。トルク検出終了Ｍコードは「Ｍ１２」で示され、このトルク検出終了Ｍコード「Ｍ１２」が読込まれたとき、各軸用サーボアンプ１０〜１３に対してトルクの検出終了が指令される。尚、トルク検出開始Ｍコードが検出開始指令手段に相当し、トルク検出終了Ｍコードが検出終了指令手段に相当する。
Next, the torque detection start M code (first M code) and the torque detection end M code (second M code) incorporated in the machining program 20 will be described.
As shown in FIG. 2, the torque detection start M code is indicated by “M11”, and when this torque detection start M code “M11” is read, the torque detection start is performed for the servo amplifiers 10 to 13 for each axis. Is commanded. The torque detection end M code is indicated by “M12”, and when this torque detection end M code “M12” is read, the servo detection for each axis is commanded to end the torque detection. The torque detection start M code corresponds to the detection start command means, and the torque detection end M code corresponds to the detection end command means.
次に、数値制御装置１で実行されるトルク検出開始終了制御について、図５に基づいて説明する。但し、図中Ｓｉ（ｉ＝１，２・・・）は各ステップを示す。
加工プログラム２０を実行させる際にこのトルク検出開始終了制御が開始される。
先ず、フラグＦが０に設定され（Ｓ１）、加工プログラム２０中の先頭の１ブロックが読込まれて解釈される（Ｓ２）。読込まれたブロックがプログラム終了か否かが判定され、プログラム終了を示すＭコード「Ｍ３０」でない場合（Ｓ３；Ｎｏ）、次にそのブロックがトルク検出開始Ｍコード「Ｍ１１」であるか否かが判定される。
Next, torque detection start / end control executed by the numerical controller 1 will be described with reference to FIG. In the figure, Si (i = 1, 2,...) Indicates each step.
When the machining program 20 is executed, this torque detection start / end control is started.
First, the flag F is set to 0 (S1), and the first block in the machining program 20 is read and interpreted (S2). It is determined whether or not the read block is the program end, and if it is not the M code “M30” indicating the program end (S3; No), then whether or not the block is the torque detection start M code “M11”. Determined.
トルク検出開始Ｍコード「Ｍ１１」でない場合（Ｓ４；Ｎｏ）、次に、トルク検出終了Ｍコード「Ｍ１２」であるか否かが判定される。トルク検出終了Ｍコード「Ｍ１２」でない場合（Ｓ５；Ｎｏ）、そのブロックの指令が実行された後（Ｓ６）、フラグＦが１であるか否かが判定される。フラグＦが１の場合（Ｓ７；Ｙｅｓ）、実行したブロックがＲＡＭ８に記憶され、次のブロックが読込み対象となり（Ｓ９）、Ｓ２へ移行する。フラグＦが１でない場合（Ｓ７；Ｎｏ）はＳ９へ移行する。 If it is not the torque detection start M code “M11” (S4; No), it is next determined whether or not it is the torque detection end M code “M12”. When it is not the torque detection end M code “M12” (S5; No), after the command of the block is executed (S6), it is determined whether or not the flag F is “1”. When the flag F is 1 (S7; Yes), the executed block is stored in the RAM 8, the next block is read (S9), and the process proceeds to S2. If the flag F is not 1 (S7; No), the process proceeds to S9.
一方、トルク検出開始Ｍコード「Ｍ１１」の場合は（Ｓ４；Ｙｅｓ）、検出開始時刻ＴａがＲＡＭ８に記憶され、フラグＦが１に設定された後（Ｓ１２）Ｓ９へ移行する。
トルク検出終了Ｍコード「Ｍ１２」の場合は（Ｓ５；Ｙｅｓ）、検出終了時刻Ｔｂと記憶した検出開始時刻Ｔａより経過時間Ｔｃが演算されてＲＡＭ８に記憶され（Ｓ１３）、フラグＦが２に設定された後（Ｓ１４）Ｓ９へ移行する。但し、読込まれた指令がプログラム終了を示すＭコード「Ｍ３０」の場合（Ｓ３；Ｙｅｓ）、フラグＦが０に設定され（Ｓ１０）、この処理を終了する。
On the other hand, in the case of the torque detection start M code “M11” (S4; Yes), the detection start time Ta is stored in the RAM 8, the flag F is set to 1 (S12), and the process proceeds to S9.
In the case of the torque detection end M code “M12” (S5; Yes), the elapsed time Tc is calculated from the detection end time Tb and the stored detection start time Ta and stored in the RAM 8 (S13), and the flag F is set to 2 (S14) After that, the process proceeds to S9. However, when the read command is the M code “M30” indicating the end of the program (S3; Yes), the flag F is set to 0 (S10), and this process is terminated.
次に、数値制御装置１で実行される実効トルク演算表示制御について、図６に基づいて説明する。但し、図中Ｓｉ（ｉ＝２０，２１・・・）は各ステップを示す。
数値制御装置１の電源がオンされると、この実効トルク演算表示制御が開始され、先ず、閾値Ｃを計算する為のパラメータＰとＱとＲがキーボード２より入力され、ＲＡＭ８に記憶される。閾値ＣはＣ＝Ｐ／ｌｏｇＱＴｃ＋Ｒで演算される（Ｓ２０）。ここで、パラメータＰ、Ｑ及びＲはモータの特性に適した値を入力する。次に、フラグＦが１に設定されているか否かが判定される。フラグＦが１の場合、つまり、検出開始の指令を受けた場合（Ｓ２１；Ｙｅｓ）、ｎがインクリメントされてから（Ｓ２２）、各軸用サーボアンプ１０〜１３より各モータ１４〜１７のトルク値Ｔｎと回転数Ｎｎが検出され（Ｓ２３）、Ｓ２１へ移行する。
Next, the effective torque calculation display control executed by the numerical controller 1 will be described with reference to FIG. In the figure, Si (i = 20, 21...) Indicates each step.
When the power of the numerical controller 1 is turned on, this effective torque calculation display control is started. First, parameters P, Q, and R for calculating the threshold value C are input from the keyboard 2 and stored in the RAM 8. The threshold C is calculated by C = P / log Q Tc + R (S20). Here, parameters P, Q, and R are input with values suitable for the motor characteristics. Next, it is determined whether or not the flag F is set to 1. When the flag F is 1, that is, when a detection start command is received (S21; Yes), after n is incremented (S22), the torque values of the motors 14 to 17 from the servo amplifiers 10 to 13 for each axis Tn and the rotational speed Nn are detected (S23), and the process proceeds to S21.
フラグＦが１でない場合は（Ｓ２１；Ｎｏ）、次にフラグＦが２に設定されているか否かが判定され、フラグＦが２の場合、つまり、検出終了の指令を受けた場合（Ｓ２４；Ｙｅｓ）、各モータ１４〜１７の実効トルクＴがＴ＝［（Ｔ１×Ｔ１＋Ｔ２×Ｔ２＋・・・Ｔｎ×Ｔｎ）／ｎ］１／２の演算式により夫々演算される（Ｓ２５）。但し、フラグＦが２でない場合は（Ｓ２４；Ｎｏ）、Ｓ３１へ移行する。 If the flag F is not 1 (S21; No), it is next determined whether or not the flag F is set to 2. If the flag F is 2, that is, if a detection end command is received (S24; Yes), the effective torque T of each of the motors 14 to 17 is calculated by an arithmetic expression of T = [(T1 × T1 + T2 × T2 +... Tn × Tn) / n] 1/2 (S25). However, if the flag F is not 2 (S24; No), the process proceeds to S31.
次に、ＲＡＭ８に記憶されているパラメータＰとＱとＲと経過時間Ｔｃを用い、閾値ＣがＣ＝Ｐ／ｌｏｇＱＴｃ＋Ｒの演算式により演算される（Ｓ２６）。次に、演算された実効トルクＴが演算された閾値Ｃより大きいか否かが判断される。何れかの実効トルクＴが閾値Ｃより大きい場合（Ｓ２７；Ｙｅｓ）、図３に示すように、閾値Ｃより大きい実効トルクＴが警告表示され（Ｓ２８）、検出開始時刻Ｔａとプログラム番号と経過時間Ｔｃと実効トルクＴがディスプレイ３に表示される（Ｓ２９）。一方、実効トルクＴが閾値Ｃよりも小さい場合は（Ｓ２７；Ｎｏ）、警告表示されることなくＳ２９へ移行する。 Next, using the parameters P, Q, R, and the elapsed time Tc stored in the RAM 8, the threshold value C is calculated by the calculation formula C = P / log Q Tc + R (S26). Next, it is determined whether or not the calculated effective torque T is greater than the calculated threshold value C. If any of the effective torques T is larger than the threshold value C (S27; Yes), as shown in FIG. 3, an effective torque T larger than the threshold value C is displayed as a warning (S28), and the detection start time Ta, program number, and elapsed time are displayed. Tc and effective torque T are displayed on the display 3 (S29). On the other hand, when the effective torque T is smaller than the threshold value C (S27; No), the process proceeds to S29 without displaying a warning.
次に、検出トルク値データＴ１〜Ｔｎと、回転数データＮ１〜Ｎｎと、検出開始から検出終了までに実行された実行ブロックがＲＡＭ８に記憶され（Ｓ３０）、フラグＦが０に設定され且つｎが０に設定された後（Ｓ３１）、Ｓ２１へ移行する。 Next, the detected torque value data T1 to Tn, the rotational speed data N1 to Nn, and the execution block executed from the detection start to the detection end are stored in the RAM 8 (S30), the flag F is set to 0 and n Is set to 0 (S31), the process proceeds to S21.
次に、数値制御装置１で実行される検出トルク表示制御について、図７に基づいて説明する。但し、図中Ｓｉ（ｉ＝４０，４１・・・）は各ステップを示す。
演算した実効トルクＴを表示させる際にこの検出トルク表示制御が開始され、先ず、図３に示すように、各モータ１４〜１７の実効トルクＴを示す図表がディスプレイ３に表示される（Ｓ４０）。キーボード２でカーソル移動させて、ディスプレイ３に表示された複数の実効トルクＴの中からグラフ表示したい実効トルクＴを選択すると（Ｓ４１；Ｙｅｓ）、選択された実効トルクＴに対応する検出トルク値データＴ１〜Ｔｎと実行ブロックがＲＡＭ８より読み出される（Ｓ４２）。ディスプレイ３において、実効トルクＴの図表が消去されて、図４に示すように、読み出された検出トルク値データＴ１〜Ｔｎの時間変化がグラフ表示される（Ｓ４３）。次に、画面の右上部に実行ブロックが表示され（Ｓ４４）、画面の右下部に実効トルクＴと閾値Ｃが表示されて（Ｓ４５）、この処理を終了する。
Next, detected torque display control executed by the numerical controller 1 will be described with reference to FIG. In the figure, Si (i = 40, 41...) Indicates each step.
When the calculated effective torque T is displayed, the detected torque display control is started. First, as shown in FIG. 3, a chart showing the effective torque T of each of the motors 14 to 17 is displayed on the display 3 (S40). . When the cursor 2 is moved with the keyboard 2 and the effective torque T desired to be displayed as a graph is selected from the plurality of effective torques T displayed on the display 3 (S41; Yes), detected torque value data corresponding to the selected effective torque T T1 to Tn and the execution block are read from the RAM 8 (S42). On the display 3, the chart of the effective torque T is deleted, and the time variation of the read detected torque value data T1 to Tn is displayed in a graph as shown in FIG. 4 (S43). Next, the execution block is displayed in the upper right part of the screen (S44), the effective torque T and the threshold value C are displayed in the lower right part of the screen (S45), and this process ends.
尚、実効トルク演算手段は、図６に示すフローチャートのＳ２５の処理を実行する制御装置４により構成され、判断手段は、図６に示すフローチャートのＳ２７の処理を実行する制御装置４により構成され、報知手段は、図６に示すフローチャートのＳ２８の処理を実行する制御装置４により構成されている。 The effective torque calculation means is configured by the control device 4 that executes the process of S25 in the flowchart shown in FIG. 6, and the determination means is configured by the control device 4 that executes the process of S27 in the flowchart shown in FIG. The notification means is configured by the control device 4 that executes the process of S28 of the flowchart shown in FIG.
次に、数値制御装置１の作用、効果について説明する。
このように、トルク検出開始Ｍコード「Ｍ１１」による検出開始の指令を受けてから、トルク検出終了Ｍコード「Ｍ１２」による検出終了の指令を受けるまでの間に検出されたトルク値データＴ１〜Ｔｎに基づいて実効トルクＴが演算され、演算された実効トルクＴがディスプレイ３に表示されるので、作業者は加工時の任意の期間の実効トルクＴに基づいて、過負荷エラーが発生しないように加工プログラムの回転数や送り速度を設定し、各モータ１４〜１７の回転数を調整することができる。
Next, the operation and effect of the numerical controller 1 will be described.
Thus, the torque value data T1 to Tn detected from when the detection start command by the torque detection start M code “M11” is received until the detection end command by the torque detection end M code “M12” is received. The effective torque T is calculated on the basis of the calculation result, and the calculated effective torque T is displayed on the display 3, so that the operator does not generate an overload error based on the effective torque T in an arbitrary period during machining. The rotational speed and feed rate of the machining program can be set and the rotational speed of each motor 14-17 can be adjusted.
例えば、加工中において各モータ１４〜１７に対して大きな負荷が掛かるタップ加工などの期間の実効トルクＴを演算しこれを表示させる。実効トルクＴが閾値Ｃに対して余裕がある場合、作業者が加工プログラムで回転数や送り速度を高く調整して各モータ１４〜１７の能力を最大限に活かすことができる。これにより、加工時間の短縮を図って生産性を向上させることができる。 For example, the effective torque T for a period such as tapping in which a large load is applied to each of the motors 14 to 17 during processing is calculated and displayed. When the effective torque T has a margin with respect to the threshold value C, the operator can make maximum use of the capabilities of the motors 14 to 17 by adjusting the rotation speed and the feed speed to be high with a machining program. Thereby, shortening of processing time can be aimed at and productivity can be improved.
トルク検出開始Ｍコード「Ｍ１１」によりトルクの検出開始が指令され、トルク検出終了Ｍコード「Ｍ１２」によりトルクの検出終了が指令されるので、加工プログラム２０中にトルク検出開始Ｍコード「Ｍ１１」とトルク検出終了Ｍコード「Ｍ１２」を組み込むことで、加工時の任意の期間に実効トルクＴの演算を簡単に行わせることができる。
さらに、実効トルクＴが演算された閾値Ｃより大きいか否かを判断し、肯定判断された場合にその旨の警告を報知するので、各モータ１４〜１７の過負荷エラーの発生を予知することができる。
Torque detection start M code “M11” commands torque detection start, and torque detection end M code “M12” commands torque detection end, so torque detection start M code “M11” in machining program 20 By incorporating the torque detection end M code “M12”, it is possible to easily calculate the effective torque T during an arbitrary period during machining.
Further, it is determined whether or not the effective torque T is greater than the calculated threshold value C, and if an affirmative determination is made, a warning to that effect is given, so that an overload error of each motor 14 to 17 is predicted. Can do.
次に、前記実施例を部分的に変更した変更例について説明する。
１］トルク検出手段を、主軸用サーボアンプ１０とＸ軸用サーボアンプ１１とＹ軸用サーボアンプ１２とＺ軸用サーボアンプ１３とで構成する代わりに、加工中において特に大きな負荷が掛かる主軸モータ１４のトルクを検出する主軸用サーボアンプ１０のみで構成してもよいし、主軸用サーボアンプ１０と他の１つ又は２つのサーボアンプで構成してもよい。
２］実効トルクＴが閾値Ｃより大きい場合に、例えば、画面の下部等に警告する旨のメッセージをディスプレイ３に表示させてもよい。
Next, a modified example in which the above embodiment is partially modified will be described.
1] A spindle motor that takes a particularly heavy load during machining, instead of constituting the torque detection means by a servo amplifier for spindle 10, an servo amplifier for X axis 11, a servo amplifier for Y axis 12, and a servo amplifier for Z axis 13. The main shaft servo amplifier 10 that detects the torque of 14 may be used alone, or the main shaft servo amplifier 10 and another one or two servo amplifiers.
2] When the effective torque T is larger than the threshold value C, for example, a message to warn the lower part of the screen may be displayed on the display 3.
３] 閾値Ｃの演算式はモータの特性に近づける式であれば、実施例とは別の式でもよく、また、演算式ではなく、経過時間に応じた閾値をテーブル上で記憶しても良い。
この場合、図９に示すように、モータの特性により、トルク値Ｔｎの検出開始から検出終了までの経過時間Ｔｃが短い場合、閾値Ｃが大きくなり、経過時間Ｔｃが長い場合は閾値Ｃが小さくなるという特性を有する。図９に示す経過時間Ｔｃに応じた閾値Ｃの特性をテーブルとして予めＲＯＭ７に記憶しておき、図６のフローチャートのＳ２６において、経過時間Ｔｃに基づいて閾値Ｃを演算する。これにより、モータの特性に適した閾値Ｃを自動で設定することができ、閾値Ｃの設定を簡単に行なうことができる。尚、変更手段は、経過時間Ｔｃに基づいて閾値Ｃを演算する制御装置４により構成される。
3] The calculation formula for the threshold C may be a formula different from the embodiment as long as it approximates the characteristics of the motor, and the threshold according to the elapsed time may be stored on the table instead of the calculation formula. .
In this case, as shown in FIG. 9, due to the characteristics of the motor, the threshold C increases when the elapsed time Tc from the start of detection of the torque value Tn to the end of detection is short, and the threshold C decreases when the elapsed time Tc is long. It has the characteristic of becoming. The characteristics of the threshold C corresponding to the elapsed time Tc shown in FIG. 9 are stored in advance in the ROM 7 as a table, and the threshold C is calculated based on the elapsed time Tc in S26 of the flowchart of FIG. Thereby, the threshold value C suitable for the characteristics of the motor can be set automatically, and the threshold value C can be easily set. The changing means is configured by the control device 4 that calculates the threshold value C based on the elapsed time Tc.
４］１本の加工プログラムの実行開始から実行終了に亙って継続的に検出されたトルク値データＴ１〜Ｔｎに基づいて、実効トルクＴを演算し表示してもよい。
この場合のトルク検出開始終了制御について、図８に基づいて説明する。但し、前記実施例と同一の構成には同一の符号を付し、異なる構成についてのみ説明する。
4] The effective torque T may be calculated and displayed based on the torque value data T1 to Tn continuously detected from the start to the end of execution of one machining program.
The torque detection start / end control in this case will be described with reference to FIG. However, the same reference numerals are given to the same components as those in the above embodiment, and only different components will be described.
加工プログラム２０を実行させる際にこのトルク検出開始終了制御が開始され、先ず、フラグＦが１に設定され（Ｓ５０）、加工プログラム２０中の先頭の１ブロックが読込まれて解釈される（Ｓ５１）。読込まれたブロックがプログラム終了か否かが判定され、プログラム終了を示すＭコード「Ｍ３０」でない場合（Ｓ５２；Ｎｏ）、そのブロックの指令が実行された後（Ｓ５３）、フラグＦが１であるか否かが判定される。 This torque detection start / end control is started when the machining program 20 is executed. First, the flag F is set to 1 (S50), and the first block in the machining program 20 is read and interpreted (S51). . It is determined whether or not the read block is the end of the program, and if it is not the M code “M30” indicating the end of the program (S52; No), after the command of the block is executed (S53), the flag F is 1 It is determined whether or not.
フラグＦが１の場合（Ｓ５４；Ｙｅｓ）、実行したブロックがＲＡＭ８に記憶され（Ｓ５５）、次のブロックが読込み対象となり（Ｓ５６）、Ｓ５１へ移行する。フラグＦが１でないの場合（Ｓ５４；Ｎｏ）はＳ５６へ移行する。但し、読込まれた指令がプログラム終了を示すＭコード「Ｍ３０」の場合（Ｓ５２；Ｙｅｓ）、フラグＦが２に設定され（Ｓ５７）、この処理を終了する。 When the flag F is 1 (S54; Yes), the executed block is stored in the RAM 8 (S55), the next block becomes a read target (S56), and the process proceeds to S51. When the flag F is not 1 (S54; No), the process proceeds to S56. However, when the read command is the M code “M30” indicating the end of the program (S52; Yes), the flag F is set to 2 (S57), and this process is terminated.
１ 数値制御装置
１０ 主軸用サーボアンプ
１１ Ｘ軸用サーボアンプ
１２ Ｙ軸用サーボアンプ
１３ Ｚ軸用サーボアンプ
１４ 主軸モータ
１５ Ｘ軸モータ
１６ Ｙ軸モータ
１７ Ｚ軸モータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Numerical controller 10 Main axis servo amplifier 11 X axis servo amplifier 12 Y axis servo amplifier 13 Z axis servo amplifier 14 Main axis motor 15 X axis motor 16 Y axis motor 17 Z axis motor
Claims (6)
前記主軸モータ、前記Ｘ軸モータ、前記Ｙ軸モータ及び前記Ｚ軸モータのうちの少なくとも１つのモータのトルクを検出するトルク検出手段と、
モータのトルクの検出開始を指令する検出開始指令手段と、
前記検出開始指令手段によってモータのトルクの検出開始の指令後、所定の周期で前記トルク検出手段によって検出されたモータのトルクを記憶する記憶手段と、
前記モータのトルクの検出終了を指令する検出終了指令手段と、
前記検出終了指令手段によって検出終了の指令後、前記記憶手段に記憶されたモータのトルクに基づいて、前記検出開始から前記検出終了までの実効トルクを演算する実効トルク演算手段と、
前記実効トルク演算手段により演算された実効トルクを表示する表示手段と、
を備えたことを特徴とする数値制御装置。 A spindle motor that rotationally drives a spindle on which a tool is mounted, an X-axis motor that drives a table on which a workpiece is placed, and the spindle in the X-axis and Y-axis directions, a Y-axis motor, and the tool In a numerical control device that has a Z-axis motor that moves the workpiece relatively up and down, and controls the workpiece to be processed based on a processing program,
Torque detecting means for detecting torque of at least one of the main shaft motor, the X-axis motor, the Y-axis motor, and the Z-axis motor;
Detection start command means for commanding the start of detection of motor torque;
Storage means for storing the torque of the motor detected by the torque detection means at a predetermined cycle after the detection start instruction means instructs the start of detection of the motor torque;
Detection end command means for commanding the end of detection of torque of the motor;
Effective torque calculation means for calculating effective torque from the detection start to the detection end based on the torque of the motor stored in the storage means after the detection end instruction by the detection end instruction means;
Display means for displaying the effective torque calculated by the effective torque calculating means;
A numerical control device comprising:
前記判断手段により前記実効トルクが予め設定された閾値より大きいと判断された場合にその旨の警告を報知する報知手段とを備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の数値制御装置。 Determining means for determining whether the effective torque is greater than a preset threshold;
3. The numerical control device according to claim 1, further comprising a notification unit configured to notify a warning to that effect when the determination unit determines that the effective torque is greater than a preset threshold value. 4. .
前記主軸モータ、前記Ｘ軸モータ、前記Ｙ軸モータ及び前記Ｚ軸モータのうちの少なくとも１つのモータのトルクを検出するトルク検出手段と、
モータのトルクの検出開始を指令する検出開始指令手段と、
前記検出開始指令手段によってモータのトルクの検出開始の指令後、所定の周期で前記トルク検出手段によって検出されたモータのトルクを記憶する記憶手段と、
前記モータのトルクの検出終了を指令する検出終了指令手段と、
前記検出終了指令手段によって検出終了の指令後、前記記憶手段に記憶されたモータのトルクに基づいて、前記検出開始から前記検出終了までの実効トルクを演算する実効トルク演算手段と、
前記実効トルク演算手段により演算された実効トルクを表示する表示手段として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。 A spindle motor that rotationally drives a spindle on which a tool is mounted, and a table on which the workpiece is placed, and the spindle are relatively X-axis and Y-axis so that the computer processes the workpiece based on a machining program. A computer program for functioning as a numerical control device for controlling an X-axis motor, a Y-axis motor to be driven in an axial direction, and a Z-axis motor for moving the tool and the workpiece relatively up and down.
Torque detecting means for detecting torque of at least one of the main shaft motor, the X-axis motor, the Y-axis motor, and the Z-axis motor;
Detection start command means for commanding the start of detection of motor torque;
Storage means for storing the torque of the motor detected by the torque detection means at a predetermined cycle after the detection start instruction means instructs the start of detection of the motor torque;
Detection end command means for commanding the end of detection of torque of the motor;
Effective torque calculation means for calculating effective torque from the detection start to the detection end based on the torque of the motor stored in the storage means after the detection end instruction by the detection end instruction means;
A computer program that functions as display means for displaying the effective torque calculated by the effective torque calculation means.
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