JP2018169666A - Numerical control device and control method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a numerical control device capable of effectively utilizing output torque of a servomotor, and a control method thereof.SOLUTION: A numerical control device performs specific acceleration deceleration control for a feeding shaft driven by a motor. The specific acceleration deceleration control includes an acceleration increase period T1, a first constant acceleration period T2, and an acceleration decrease period T6. A time constant t1 of the acceleration increase period T1 is smaller than a time constant t2 of the acceleration decrease period T6. Accordingly, the numerical control device can effectively utilize the maximum output torque of the motor at lower rotation speed side. The specific acceleration deceleration control includes a second constant acceleration period T2 during the acceleration decrease period T6 except the start and end of the acceleration decrease period T6. Accordingly, since the numerical control device can decrease the output torque in a step by step manner during the acceleration decrease period T6, the numerical control device can approximate the output torque so as not to exceed the maximum output torque in a higher rotation speed area where the decrease tendency of the acceleration is not constant. Consequently, the numerical control device can effectively utilize the output torque of the motor.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、数値制御装置と制御方法に関する。   The present invention relates to a numerical control device and a control method.

工作機械はモータと送り軸を備える。送り軸はモータで駆動する。数値制御装置は送り軸の加減速制御を行う。加速度とモータのトルクは比例関係にある。モータは定格に基づく最大出力トルク特性を有する。数値制御装置はモータの出力トルクを最大出力トルク特性の領域内で制御するのが望ましい。特許文献1に記載の数値制御装置は加減速制御手段を備える。加減速制御手段は、モータの出力トルクを最大限利用する為、モータの最大出力トルク特性に近似して送り軸の二段加減速制御を行う。図7に示すモータの最大出力トルク特性M1は、回転数R1からモータの最大出力トルクが一定の傾きで直線的に減少する。加減速制御手段は、モータの出力トルク特性Q1が最大出力トルク特性M1の領域内となるように、送り軸の二段加減速制御を行う。   The machine tool includes a motor and a feed shaft. The feed shaft is driven by a motor. The numerical control device performs acceleration / deceleration control of the feed shaft. The acceleration and the motor torque are in a proportional relationship. The motor has a maximum output torque characteristic based on the rating. The numerical control device desirably controls the output torque of the motor within the range of the maximum output torque characteristic. The numerical control device described in Patent Document 1 includes acceleration / deceleration control means. The acceleration / deceleration control means performs two-stage acceleration / deceleration control of the feed shaft by approximating the maximum output torque characteristic of the motor in order to make maximum use of the output torque of the motor. In the maximum output torque characteristic M1 of the motor shown in FIG. 7, the maximum output torque of the motor linearly decreases with a constant gradient from the rotational speed R1. The acceleration / deceleration control means performs two-stage acceleration / deceleration control of the feed shaft so that the output torque characteristic Q1 of the motor falls within the range of the maximum output torque characteristic M1.

二段加減速制御におけるモータの出力トルク特性Q1は、加速開始当初の加速度増加期間T1、加速度一定の第一加速度一定期間T2、加速終了に合わせて加速度を減少する第一加速度減少期間T3、加速終了前の第二加速度減少期間T4を備える。加速度増加期間T1における加速度変化の傾きは、第一,第二加速度減少期間T3,T4における加速度変化の傾きよりも大きく設定する。第一加速度減少期間T3における第一加速度減少速度は一定の第一傾きを備える。第二加速度減少期間T4における第二加速度減少速度は第一傾きよりも大きな一定の第二傾きを備える。故に出力トルク特性Q1は最大出力トルク特性M1の領域内にできる。   The output torque characteristic Q1 of the motor in the two-stage acceleration / deceleration control includes an acceleration increase period T1 at the beginning of acceleration, a first acceleration constant period T2 at which acceleration is constant, a first acceleration decrease period T3 at which acceleration decreases at the end of acceleration, and acceleration. A second acceleration decrease period T4 before the end is provided. The inclination of the acceleration change in the acceleration increase period T1 is set larger than the inclination of the acceleration change in the first and second acceleration decrease periods T3 and T4. The first acceleration decrease rate in the first acceleration decrease period T3 has a constant first slope. The second acceleration decrease rate in the second acceleration decrease period T4 has a constant second gradient larger than the first gradient. Therefore, the output torque characteristic Q1 can be in the region of the maximum output torque characteristic M1.

特許第5233592号公報Japanese Patent No. 5233593

図8に示すモータの最大出力トルク特性M2は、回転数R1から高回転数側の領域において、モータの最大出力トルクの減少する傾きが高回転数になるにつれて緩くなる。モータの出力トルク特性Q1は、回転数R1から高回転数側の領域において最大出力を超える部分が生じてしまう。故に加減速制御手段は低回転数側の出力トルクを減少する必要があるので(図8中点線参照)、モータの出力トルクを有効利用できないという問題点があった。   The maximum output torque characteristic M2 of the motor shown in FIG. 8 becomes gentler in the region where the maximum output torque of the motor decreases in the region on the high rotation speed side from the rotation speed R1 as the rotation speed increases. In the output torque characteristic Q1 of the motor, a portion exceeding the maximum output occurs in the region on the high rotation speed side from the rotation speed R1. Therefore, since the acceleration / deceleration control means needs to reduce the output torque on the low rotational speed side (see the dotted line in FIG. 8), there is a problem that the output torque of the motor cannot be effectively used.

本発明の目的は、サーボモータの出力トルクを有効利用できる数値制御装置と制御方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a numerical control device and a control method capable of effectively using an output torque of a servo motor.

請求項1の数値制御装置は、サーボモータと、前記サーボモータで駆動する駆動軸とを備える機械の制御を行い、前記駆動軸の加速開始時に加速度を増加する加速度増加期間と、前記駆動軸の加速終了時に加速度を一定にする第一加速度一定期間と、前記第一加速度一定期間の後に加速度を減少する加速度減少期間とを有する加減速制御を実行する制御部を備えた数値制御装置において、前記制御部は、前記加速度増加期間における加速度増加速度の時定数を、前記加速度減少期間の加速度減少速度の時定数よりも小さくすると共に、前記加速度減少期間の開始時と終了時を除く部分に、加速度を一定にする第二加速度一定期間を設けたことを特徴とする。制御部は、加速度増加期間における加速度増加速度の時定数を、加速度減少期間の時定数よりも小さくする。故に数値制御装置はサーボモータの低速回転数側の最大出力トルクを有効利用できる。制御部は加速度減少期間の開始時と終了時を除く部分に、第二加速度一定期間を設ける。故に数値制御装置は、加速度を段階的に減少できるので、出力トルクを高速回転数側の最大出力トルクを超えないように近似できる。故に数値制御装置はサーボモータの出力トルクを有効利用できる。加速度減少期間の開始時と終了時を除く部分とは、加速度減少期間の開始時に設けた一定の傾きの加速度減少速度の期間と、加速度減少期間の終了時に設けた一定の傾きの加速度減少速度の期間との間に挟まる部分を意味する。即ち、第二加速度一定期間は、加速度減少期間開始時から始まらないこと、加速度減少期間の終了時で第二加速度一定期間が終了しないことを意味する。第二加速度一定期間は、加速度減少期間の開始時と終了時を除く部分に一つ又は複数設けてもよい。   The numerical control apparatus according to claim 1 controls a machine including a servomotor and a drive shaft driven by the servomotor, an acceleration increase period in which acceleration is increased at the start of acceleration of the drive shaft, In a numerical control device comprising a control unit that executes acceleration / deceleration control having a first acceleration constant period for making acceleration constant at the end of acceleration, and an acceleration decrease period for reducing acceleration after the first acceleration constant period, The control unit reduces the time constant of the acceleration increase speed during the acceleration increase period to be smaller than the time constant of the acceleration decrease speed during the acceleration decrease period, and includes a portion of the acceleration decrease period excluding the start time and the end time of the acceleration decrease period. The second acceleration constant period is provided to keep the constant. The control unit makes the time constant of the acceleration increasing speed during the acceleration increasing period smaller than the time constant of the acceleration decreasing period. Therefore, the numerical controller can effectively use the maximum output torque on the low-speed rotation side of the servo motor. The control unit provides a second constant acceleration period in portions other than the start and end of the acceleration decrease period. Therefore, since the numerical control device can reduce the acceleration stepwise, the output torque can be approximated so as not to exceed the maximum output torque on the high speed rotation speed side. Therefore, the numerical control device can effectively use the output torque of the servo motor. The portions excluding the start and end of the acceleration decrease period are the period of the acceleration decrease rate with the constant inclination provided at the start of the acceleration decrease period and the acceleration decrease rate with the constant inclination provided at the end of the acceleration decrease period. It means the part sandwiched between periods. That is, the second constant acceleration period does not start from the start of the acceleration decrease period, and the second constant acceleration period does not end at the end of the acceleration decrease period. One or more second acceleration constant periods may be provided in portions other than the start and end of the acceleration decrease period.

請求項2の数値制御装置の前記制御部は、前記サーボモータの回転数に対応する最大出力トルクである最大出力トルク特性のうち、前記最大出力トルクが減少する所定部分の傾きが、前記回転数が高回転数になるにつれて小さくなる場合において、前記所定部分に対応する前記加速度減少期間の開始時と終了時を除く部分に前記第二加速度一定期間を設け、前記駆動軸の前記加減速制御における時間に対する加速度に比例する前記サーボモータの出力トルクが、前記加速度増加期間、前記第一加速度一定期間、及び前記加速度減少期間において前記最大出力トルクを超えないように制御するとよい。最大出力トルクが減少する所定部分の傾きが高回転数になるにつれて小さくなるような最大出力トルク特性を有するサーボモータの場合、加速度増加期間における加速度増加速度の時定数を、加速度減少期間の加速度減少速度の時定数よりも小さくすると、最大出力トルク特性の所定部分において、サーボモータの出力トルクが最大出力トルクを超えてしまう場合がある。本発明は、所定部分に対応する加速度減少期間の開始時と終了時を除く部分に第二加速度一定期間を設けることで、出力トルクが高回転数側の最大出力トルクを超えないようにできる。故に数値制御装置はサーボモータの低回転数側の出力トルクを有効利用できる。   The control unit of the numerical control device according to claim 2, wherein a slope of a predetermined portion where the maximum output torque is reduced among the maximum output torque characteristics that are the maximum output torque corresponding to the rotation speed of the servo motor is the rotation speed. In the acceleration / deceleration control of the drive shaft, the second acceleration constant period is provided in a portion excluding the start and end of the acceleration decrease period corresponding to the predetermined portion. The output torque of the servomotor proportional to the acceleration with respect to time may be controlled so as not to exceed the maximum output torque in the acceleration increase period, the first acceleration constant period, and the acceleration decrease period. For servo motors with the maximum output torque characteristic that the slope of the predetermined part where the maximum output torque decreases becomes smaller as the number of revolutions increases, the time constant of the acceleration increase speed during the acceleration increase period is set as the acceleration decrease during the acceleration decrease period. If the speed is smaller than the time constant, the output torque of the servo motor may exceed the maximum output torque at a predetermined portion of the maximum output torque characteristic. The present invention can prevent the output torque from exceeding the maximum output torque on the high rotation speed side by providing the second acceleration constant period in the portion excluding the start and end of the acceleration reduction period corresponding to the predetermined portion. Therefore, the numerical controller can effectively use the output torque on the low rotation speed side of the servo motor.

請求項3の制御方法は、サーボモータと、前記サーボモータで駆動する駆動軸とを備える機械の制御を行い、前記駆動軸の加速開始時に加速度を増加する加速度増加期間と、前記駆動軸の加速終了時に加速度を一定にする第一加速度一定期間と、前記第一加速度一定期間の後に加速度を減少する加速度減少期間とを有する加減速制御を実行する制御工程を行う数値制御装置の制御方法において、前記制御工程は、前記加速度増加期間における加速度増加速度の時定数を、前記加速度減少期間の加速度減少速度の時定数よりも小さくすると共に、前記加速度減少期間の開始時と終了時を除く部分に、前記加速度を一定にする第二加速度一定期間を備えたことを特徴とする。故に数値制御装置は上記制御工程を行うことで、請求項1記載の効果を得ることができる。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a control method for controlling a machine including a servo motor and a drive shaft driven by the servo motor, an acceleration increasing period during which acceleration is increased at the start of acceleration of the drive shaft, and acceleration of the drive shaft. In a control method of a numerical control device that performs a control step of performing acceleration / deceleration control having a first acceleration constant period that makes acceleration constant at the end, and an acceleration decrease period that decreases acceleration after the first acceleration constant period, In the control step, the time constant of the acceleration increase speed in the acceleration increase period is made smaller than the time constant of the acceleration decrease speed in the acceleration decrease period, and at the part excluding the start time and end time of the acceleration decrease period, A second acceleration constant period for making the acceleration constant is provided. Therefore, the numerical control device can obtain the effect of the first aspect by performing the control step.

本発明の数値制御装置は、サーボモータと、前記サーボモータで駆動する駆動軸とを備える機械の制御を行い、前記駆動軸の加速開始時に加速度を増加する加速度増加期間と、前記駆動軸の加速終了時に加速度を一定にする第一加速度一定期間と、前記第一加速度一定期間の後に加速度を減少する加速度減少期間とを有する加減速制御を実行する制御部を備えた数値制御装置において、前記制御部は、前記加速度減少期間の開始時と終了時を除く部分に、前記加速度を一定にする第二加速度一定期間を設けてもよい。   The numerical control device of the present invention controls a machine including a servo motor and a drive shaft driven by the servo motor, and increases an acceleration period during which acceleration is increased at the start of acceleration of the drive shaft, and acceleration of the drive shaft. In the numerical control device comprising a control unit that executes acceleration / deceleration control having a first acceleration constant period in which acceleration is constant at the end and an acceleration decrease period in which acceleration is decreased after the first acceleration constant period, the control The unit may provide a second acceleration constant period in which the acceleration is constant in a portion other than the start time and the end time of the acceleration decrease period.

数値制御装置20と工作機械10の電気的構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing an electrical configuration of a numerical control device 20 and a machine tool 10. FIG. サーボモータの最大出力トルク特性M2と特定加減速制御による出力トルク特性Q2を示す図表。The chart which shows the maximum output torque characteristic M2 of a servomotor, and the output torque characteristic Q2 by specific acceleration / deceleration control. X軸モータの特定加減速制御による加速度パターンと速度パターンを示す図表。The chart which shows the acceleration pattern and speed pattern by specific acceleration / deceleration control of an X-axis motor. 速度算出処理の流れ図。The flowchart of a speed calculation process. 図4の続きを示す流れ図。FIG. 5 is a flowchart showing a continuation of FIG. 4. X軸モータの最大出力トルク特性M3と出力トルク特性Q3(変形例)を示す図表。The chart which shows the maximum output torque characteristic M3 and output torque characteristic Q3 (modification) of an X-axis motor. サーボモータの最大出力トルク特性M1と従来の二段加減速制御による出力トルク特性Q1を示す図表。The chart which shows the maximum output torque characteristic M1 of a servomotor, and the output torque characteristic Q1 by the conventional two-stage acceleration / deceleration control. サーボモータの最大出力トルク特性M2と従来の二段加減速制御による出力トルク特性Q1を示す図表。The chart which shows the maximum output torque characteristic M2 of a servomotor, and the output torque characteristic Q1 by the conventional two-stage acceleration / deceleration control.

以下、本発明の実施形態を説明する。図1に示す数値制御装置20は工作機械10の軸移動を制御することで、テーブル(図示略)上面に保持した被削材(図示略)の切削加工を行う。工作機械10の左右方向、前後方向、上下方向は、夫々X軸方向、Y軸方向、Z軸方向である。   Embodiments of the present invention will be described below. The numerical control device 20 shown in FIG. 1 performs cutting of a work material (not shown) held on the upper surface of a table (not shown) by controlling the axial movement of the machine tool 10. The left-right direction, the front-rear direction, and the up-down direction of the machine tool 10 are an X-axis direction, a Y-axis direction, and a Z-axis direction, respectively.

図1を参照し、工作機械10の構成を説明する。工作機械10は、例えばテーブル上面に保持した被削材に対し、Z軸方向に延びる主軸に装着した工具をX軸方向、Y軸方向、Z軸方向に移動して加工(例えばドリル加工、タップ加工、側面加工、旋削加工等)を行う立型工作機械である。工作機械10は図示しない主軸機構、主軸移動機構、工具交換装置等を備える。主軸機構は主軸モータ12を備え、工具を装着した主軸を回転する。主軸移動機構は、Z軸モータ11、X軸モータ13、Y軸モータ14を更に備え、テーブル(図示略)上面に支持した被削材に対し相対的に主軸をXYZの各軸方向に夫々移動する。工具交換装置はマガジンモータ15を備え、複数の工具を収納する工具マガジン(図示略)を駆動し、主軸に装着した工具を他の工具と交換する。Z軸モータ11、主軸モータ12、X軸モータ13、Y軸モータ14、マガジンモータ15は、サーボモータである。本実施形態は、Z軸モータ11、主軸モータ12、X軸モータ13、Y軸モータ14、マガジンモータ15を総称する場合、モータ11〜15と呼ぶ。   The configuration of the machine tool 10 will be described with reference to FIG. For example, the machine tool 10 moves a tool mounted on a spindle extending in the Z-axis direction in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction with respect to the work material held on the table upper surface (for example, drilling, tapping) It is a vertical machine tool that performs machining, side machining, turning, etc.). The machine tool 10 includes a spindle mechanism, a spindle moving mechanism, a tool changer, and the like (not shown). The spindle mechanism includes a spindle motor 12 and rotates a spindle on which a tool is mounted. The spindle moving mechanism further includes a Z-axis motor 11, an X-axis motor 13, and a Y-axis motor 14, and moves the spindle relative to the work material supported on the upper surface of a table (not shown) in each XYZ axis direction. To do. The tool changer includes a magazine motor 15, drives a tool magazine (not shown) that stores a plurality of tools, and exchanges the tool mounted on the main shaft with another tool. The Z-axis motor 11, the main shaft motor 12, the X-axis motor 13, the Y-axis motor 14, and the magazine motor 15 are servo motors. In the present embodiment, the Z-axis motor 11, the main shaft motor 12, the X-axis motor 13, the Y-axis motor 14, and the magazine motor 15 are collectively referred to as motors 11 to 15.

工作機械10は操作盤16を更に備える。操作盤16は入力部17と表示部18を備える。入力部17は各種入力、指示、設定等を行う為の機器である。表示部18は各種画面を表示する機器である。操作盤16は数値制御装置20の入出力部25に接続する。Z軸モータ11はエンコーダ11Aを備える。主軸モータ12はエンコーダ12Aを備える。X軸モータ13はエンコーダ13Aを備える。Y軸モータ14はエンコーダ14Aを備える。マガジンモータ15はエンコーダ15Aを備える。エンコーダ11A〜15Aは数値制御装置20の後述する駆動回路26〜30に各々接続する。   The machine tool 10 further includes an operation panel 16. The operation panel 16 includes an input unit 17 and a display unit 18. The input unit 17 is a device for performing various inputs, instructions, settings, and the like. The display unit 18 is a device that displays various screens. The operation panel 16 is connected to the input / output unit 25 of the numerical controller 20. The Z-axis motor 11 includes an encoder 11A. The spindle motor 12 includes an encoder 12A. The X-axis motor 13 includes an encoder 13A. The Y-axis motor 14 includes an encoder 14A. The magazine motor 15 includes an encoder 15A. The encoders 11A to 15A are respectively connected to drive circuits 26 to 30 described later of the numerical controller 20.

数値制御装置20の電気的構成を説明する。数値制御装置20は、CPU21、ROM22、RAM23、記憶装置24、入出力部25、駆動回路26〜30等を備える。CPU21は数値制御装置20を統括制御する。ROM22は、速度算出プログラム等の各種プログラムを記憶する。速度算出プログラムは、後述する速度算出処理(図4,図5参照)を実行する為のプログラムである。RAM23は各種処理実行中の各種データを記憶する。記憶装置24は不揮発性メモリであり、例えば加工する為のNCプログラムの他、各種データを記憶する。入出力部25は操作盤16に接続する。駆動回路26〜30はサーボアンプである。駆動回路26はZ軸モータ11とエンコーダ11Bに接続する。駆動回路27は主軸モータ12とエンコーダ12Aに接続する。駆動回路28はX軸モータ13とエンコーダ13Aに接続する。駆動回路29はY軸モータ14とエンコーダ14Aに接続する。駆動回路30はマガジンモータ15とエンコーダ15Aに接続する。   The electrical configuration of the numerical controller 20 will be described. The numerical control device 20 includes a CPU 21, a ROM 22, a RAM 23, a storage device 24, an input / output unit 25, drive circuits 26 to 30, and the like. The CPU 21 performs overall control of the numerical control device 20. The ROM 22 stores various programs such as a speed calculation program. The speed calculation program is a program for executing a speed calculation process (see FIGS. 4 and 5) described later. The RAM 23 stores various data during execution of various processes. The storage device 24 is a nonvolatile memory, and stores various data in addition to an NC program for processing, for example. The input / output unit 25 is connected to the operation panel 16. The drive circuits 26 to 30 are servo amplifiers. The drive circuit 26 is connected to the Z-axis motor 11 and the encoder 11B. The drive circuit 27 is connected to the spindle motor 12 and the encoder 12A. The drive circuit 28 is connected to the X-axis motor 13 and the encoder 13A. The drive circuit 29 is connected to the Y-axis motor 14 and the encoder 14A. The drive circuit 30 is connected to the magazine motor 15 and the encoder 15A.

CPU21は、被削材を加工する為のNCプログラムを読取り、送り軸(X軸、Y軸、Z軸)、主軸、マガジン軸等の各駆動軸を目標位置に移動する為の制御指令を駆動回路26〜30に送信する。駆動回路26〜30は、CPU21から受信した制御指令(駆動信号)に応じて対応する各モータ11〜15に駆動電流(パルス)を夫々出力する。駆動回路26〜30はエンコーダ11A〜15Aからフィードバック信号(位置と速度の信号)を受け、モータ11〜15の位置と速度の制御を行う。駆動回路26〜30はサーボアンプを駆動するサーボアンプであり、例えばFPGA回路で構成してもよい。   The CPU 21 reads an NC program for machining the work material, and drives a control command for moving each drive axis such as a feed axis (X axis, Y axis, Z axis), main axis, and magazine axis to a target position. Transmit to circuits 26-30. The drive circuits 26 to 30 output drive currents (pulses) to the respective motors 11 to 15 corresponding to the control commands (drive signals) received from the CPU 21. The drive circuits 26-30 receive feedback signals (position and speed signals) from the encoders 11A-15A, and control the positions and speeds of the motors 11-15. The drive circuits 26 to 30 are servo amplifiers that drive the servo amplifier, and may be constituted by, for example, FPGA circuits.

図2を参照し、サーボモータの特定加減速制御を説明する。特定加減速制御とは、例えば最大出力トルク特性M2を有する特定のサーボモータについて行う加減速制御である。最大出力トルク特性M2は、回転数R1から高回転数側の領域において、サーボモータの最大出力トルクの減少する傾きが一定ではなく高回転数になるにつれて緩くなる特性を有する。例えばサーボモータを出力トルクが最大出力トルクを超えた状態で長期間使用すると、サーボモータの温度が上昇し、オーバヒートが発生する可能性は高い。トルクと加速度は比例関係にある。故にCPU21は、サーボモータの出力トルクが最大出力トルクを超えないように、サーボモータで駆動する駆動軸の動作について加減速制御(特定加減速制御)を行う。   The specific acceleration / deceleration control of the servo motor will be described with reference to FIG. The specific acceleration / deceleration control is, for example, acceleration / deceleration control performed for a specific servo motor having the maximum output torque characteristic M2. The maximum output torque characteristic M2 has a characteristic that, in the region on the high rotation speed side from the rotation speed R1, the slope of decrease of the maximum output torque of the servo motor is not constant but becomes gentle as the rotation speed increases. For example, if the servo motor is used for a long time in a state where the output torque exceeds the maximum output torque, the temperature of the servo motor rises and there is a high possibility that overheating will occur. Torque and acceleration are in a proportional relationship. Therefore, the CPU 21 performs acceleration / deceleration control (specific acceleration / deceleration control) for the operation of the drive shaft driven by the servomotor so that the output torque of the servomotor does not exceed the maximum output torque.

出力トルク特性Q2は、特定加減速制御を適用した時のサーボモータの出力トルク特性である。出力トルク特性Q2は、最大出力トルク特性M2の領域内に収まっている。特定加減速制御は、例えばX軸等の送り軸の移動開始時の動作を、加速開始当初の加速度増加期間T1、加速度一定の第一加速度一定期間T2、加速終了に合せて加速度を減少する加速度減少期間T6の3期間に区分する。更に加速度減少期間T6は、期間T2の終了に合わせて加速度を減少する第一加速度減少期間T3、加速度一定の第二加速度一定期間T5、加速終了前の第二加速度減少期間T4の3期間に区分する。期間T1,T2,T3,T4は、図7に示す二段加減速制御の期間T1〜T4と同じである。特定加減速制御は、期間T3とT4の間に、加速度一定の期間T5を設ける。故に出力トルク特性Q2は、回転数R1から高回転数側の領域において最大出力トルクが緩やかに減少する特性に合わせて、出力トルクを段階的に減少できる。故に出力トルク特性Q2は、回転数R1から高回転数側の領域において、出力トルクが最大出力トルクを超えないように近似できる。   The output torque characteristic Q2 is an output torque characteristic of the servo motor when the specific acceleration / deceleration control is applied. The output torque characteristic Q2 is within the range of the maximum output torque characteristic M2. In the specific acceleration / deceleration control, for example, the operation at the start of movement of the feed axis such as the X-axis is performed with an acceleration increase period T1 at the beginning of acceleration, a first acceleration constant period T2 at which acceleration is constant, and an acceleration that decreases acceleration in accordance with the end of acceleration. The period is divided into three periods of a decrease period T6. Further, the acceleration decrease period T6 is divided into three periods: a first acceleration decrease period T3 in which acceleration is decreased in accordance with the end of the period T2, a second acceleration constant period T5 in which acceleration is constant, and a second acceleration decrease period T4 in which acceleration is terminated. To do. The periods T1, T2, T3, and T4 are the same as the periods T1 to T4 of the two-stage acceleration / deceleration control shown in FIG. In the specific acceleration / deceleration control, a period T5 where the acceleration is constant is provided between the periods T3 and T4. Therefore, the output torque characteristic Q2 can reduce the output torque step by step in accordance with the characteristic that the maximum output torque gradually decreases in the region on the high rotation speed side from the rotation speed R1. Therefore, the output torque characteristic Q2 can be approximated so that the output torque does not exceed the maximum output torque in the region on the high rotation speed side from the rotation speed R1.

図3を参照し、特定加減速制御における加速度パターンを説明する。図3の実線は、X軸モータ13の特定加減速制御における移動開始から移動終了までの加速度パターンを示す。点線は、X軸モータ13の加速度パターンに対応する速度パターンを示す。加速度増加期間T1の加速度増加速度a1の時定数t1は、加速度減少期間T6の加速度減少速度a2の時定数t2よりも小さく設定するとよい。特定加減速制御は、サーボモータの低回転数側の出力トルクを最大出力トルクに近似できる(図2参照)。X軸モータ13は、回転数R1から高回転数側の領域において、最大出力トルクの減少する傾きが高回転数になるにつれて緩くなる特性を有する特定のサーボモータである。例えばX軸の移動開始時のX軸モータ13の動作は、上記の様に、期間T1,T2,T3,T5,T4の順に5期間に区分する。作業者は、期間T4後の速度V1と、期間T2後の速度V2を、操作盤16の入力部17で予め入力設定する。速度V1とV2は例えばRAM23に記憶するとよい。   The acceleration pattern in the specific acceleration / deceleration control will be described with reference to FIG. A solid line in FIG. 3 shows an acceleration pattern from the start of movement to the end of movement in the specific acceleration / deceleration control of the X-axis motor 13. A dotted line indicates a speed pattern corresponding to the acceleration pattern of the X-axis motor 13. The time constant t1 of the acceleration increase speed a1 in the acceleration increase period T1 may be set smaller than the time constant t2 of the acceleration decrease speed a2 in the acceleration decrease period T6. The specific acceleration / deceleration control can approximate the output torque on the low rotation speed side of the servo motor to the maximum output torque (see FIG. 2). The X-axis motor 13 is a specific servo motor having a characteristic that the slope at which the maximum output torque decreases in the region on the high rotation speed side from the rotation speed R1 becomes gentler as the rotation speed increases. For example, the operation of the X-axis motor 13 at the start of X-axis movement is divided into five periods in the order of periods T1, T2, T3, T5, and T4 as described above. The operator inputs and sets the speed V1 after the period T4 and the speed V2 after the period T2 through the input unit 17 of the operation panel 16 in advance. The speeds V1 and V2 may be stored in the RAM 23, for example.

期間T1〜T5の夫々における加速度算出方法を説明する。加速度増加期間T1では、目標加速度を第一加速度A1に設定する。第一加速度A1は、作業者が入力設定した速度V2に基づき演算する。速度V2と第一加速度A1の関係は式(1)である。
・V2=A1×T1/2+A1×T2 ・・・(1)
故に第一加速度A1は、式(1)を変形した以下の式(2)で演算できる。
・A1=2×V2/(T1+2×T2) ・・・(2)
加速度増加期間T1における加速度変化の傾きは、加速度増加速度a1である。加速度増加速度a1=A1/T1で一定である。加速度増加期間T1における加速度Aは、以下の式(3)で演算できる。tは、加速開始(移動開始)からの経過時間である。
・A=A1×t/T1 ・・・(3)
An acceleration calculation method in each of the periods T1 to T5 will be described. In the acceleration increase period T1, the target acceleration is set to the first acceleration A1. The first acceleration A1 is calculated based on the speed V2 input and set by the operator. The relationship between the speed V2 and the first acceleration A1 is Expression (1).
・ V2 = A1 × T1 / 2 + A1 × T2 (1)
Therefore, the first acceleration A1 can be calculated by the following formula (2) obtained by modifying the formula (1).
A1 = 2 × V2 / (T1 + 2 × T2) (2)
The inclination of the acceleration change during the acceleration increase period T1 is the acceleration increase speed a1. The acceleration increasing speed a1 is constant at A1 / T1. The acceleration A in the acceleration increase period T1 can be calculated by the following equation (3). t is the elapsed time from the start of acceleration (start of movement).
A = A1 × t / T1 (3)

第一加速度一定期間T2では、第一加速度A1を維持すると共に、期間T2経過後、X軸の速度Vが、作業者が入力設定した速度V2になるように制御する。第一加速度一定期間T2では、X軸モータ13の最大出力トルク或いはその近傍トルクに対応した第一加速度A1を維持する為、X軸モータ13の最大出力トルクの有効利用及び移動時間の短縮化が図れる。   In the first constant acceleration period T2, the first acceleration A1 is maintained, and after the period T2, the X-axis speed V is controlled to be the speed V2 input and set by the operator. In the first acceleration constant period T2, in order to maintain the first acceleration A1 corresponding to the maximum output torque of the X-axis motor 13 or the torque in the vicinity thereof, the effective use of the maximum output torque of the X-axis motor 13 and the shortening of the movement time are achieved. I can plan.

第一加速度減少期間T3では、目標加速度を第二加速度A2に設定する。第二加速度A2は、作業者が入力した速度V1とV2に基づき以下の式(4)で演算する。
・A2=(2×(V1−V2)−A1×T3)/(T3+T4+2×T5) ・・・(4)
第一加速度減少期間T3の傾きは、第一加速度減少速度a3である。第一加速度減少速度a3=(A2−A1)/T3で一定である。第一加速度減少期間T3における加速度Aは、以下の式(5)で演算できる。
・A=A1−(A1−A2)×{t−(T1+T2)}/T3 ・・・(5)
In the first acceleration decrease period T3, the target acceleration is set to the second acceleration A2. The second acceleration A2 is calculated by the following formula (4) based on the speeds V1 and V2 input by the operator.
A2 = (2 × (V1−V2) −A1 × T3) / (T3 + T4 + 2 × T5) (4)
The slope of the first acceleration decrease period T3 is the first acceleration decrease speed a3. The first acceleration decrease speed a3 = (A2-A1) / T3 is constant. The acceleration A in the first acceleration decrease period T3 can be calculated by the following equation (5).
A = A1- (A1-A2) * {t- (T1 + T2)} / T3 (5)

第二加速度一定期間T5では、(4)式で演算した第二加速度A2を維持する。期間T5=0に設定すると、特定加減速制御から二段加減速制御に変更可能である。   In the second acceleration constant period T5, the second acceleration A2 calculated by the equation (4) is maintained. When the period T5 = 0 is set, the specific acceleration / deceleration control can be changed to the two-stage acceleration / deceleration control.

第二加速度減少期間T4では、目標加速度を0に設定する。第二加速度減少期間T4の傾きは、第二加速度減少速度a4である。第二加速度減少速度a4=−A2/T4で一定である。第二加速度減少速度a4は、第一加速度減少速度a3よりも大きく設定するとよい。第二加速度減少期間T4における加速度Aは、以下の式(6)で演算できる。
・A=A2−A2×{t−(T1+T2+T3+T5)}/T4 ・・・(6)
In the second acceleration decrease period T4, the target acceleration is set to zero. The inclination of the second acceleration decrease period T4 is the second acceleration decrease speed a4. The second acceleration decrease speed a4 is constant at −A2 / T4. The second acceleration decrease speed a4 may be set larger than the first acceleration decrease speed a3. The acceleration A in the second acceleration decrease period T4 can be calculated by the following equation (6).
A = A2-A2 * {t- (T1 + T2 + T3 + T5)} / T4 (6)

X軸の移動終了時のX軸モータ13の加速度パターンは、上記X軸の移動開始時の加速度パターンの順序と逆であり、期間T4,T5,T3,T2,T1の5期間に区分する。X軸の移動開始時の各期間の加速度は正なので、移動終了時の各期間の加速度は負である。計算方法は、上記計算方法と同じ式を用いて加速度の正負を逆にして計算すればよい。即ち、移動終了時における第一加速度A1と第二加速度A2は負の値(−A1と−A2)である。   The acceleration pattern of the X-axis motor 13 at the end of the X-axis movement is reverse to the order of the acceleration pattern at the start of the X-axis movement, and is divided into five periods T4, T5, T3, T2, and T1. Since the acceleration in each period at the start of movement of the X axis is positive, the acceleration in each period at the end of movement is negative. The calculation method may be calculated by reversing the sign of acceleration using the same formula as the above calculation method. That is, the first acceleration A1 and the second acceleration A2 at the end of movement are negative values (-A1 and -A2).

図4,図5を参照し、速度算出処理を説明する。NCプログラムを解釈して生成した制御指令が例えばX軸の移動指令であった場合、CPU21は、目標到達位置までのX軸モータ13の加速度パターンを決定すると共に、ROM22から速度算出プログラムを読出し、本処理を実行する。   The speed calculation process will be described with reference to FIGS. When the control command generated by interpreting the NC program is, for example, an X-axis movement command, the CPU 21 determines the acceleration pattern of the X-axis motor 13 up to the target arrival position and reads the speed calculation program from the ROM 22. This process is executed.

図4に示す如く、CPU21は第一加速度A1と第二加速度A2を算出する(S1)。第一加速度A1は上記式(2)で算出し、第二加速度A2は上記式(4)で算出する。CPU21はX軸の加速を開始したか否か判断する(S2)。加速を開始するまで(S2:NO)、CPU21はS2に戻って待機する。加速を開始した場合(S2:YES)、CPU21は図3の加速度パターンと加速を開始した時刻からの時間tに基づき、現在の加速度期間が期間T1〜T5の何れであるか判定する(S3〜S7)。現在の加速度期間が加速度増加期間T1の場合(S3:YES)、CPU21は上記式(3)で加速度Aを算出する(S8)。CPU21は加速度Aから速度Vを算出する(S14)。CPU21は算出した速度Vより位置指令を生成し、X軸モータ13の駆動回路29に位置指令と速度指令を送信する。駆動回路29は受信した位置指令と速度指令に基づき、X軸モータ13を駆動制御する。X軸は速度Vで移動する。CPU21はS3に戻る。   As shown in FIG. 4, the CPU 21 calculates a first acceleration A1 and a second acceleration A2 (S1). The first acceleration A1 is calculated by the above equation (2), and the second acceleration A2 is calculated by the above equation (4). The CPU 21 determines whether or not the acceleration of the X axis has started (S2). Until the acceleration is started (S2: NO), the CPU 21 returns to S2 and stands by. When the acceleration is started (S2: YES), the CPU 21 determines which of the periods T1 to T5 the current acceleration period is based on the acceleration pattern in FIG. 3 and the time t from the time when the acceleration is started (S3 to S3). S7). When the current acceleration period is the acceleration increase period T1 (S3: YES), the CPU 21 calculates the acceleration A by the above equation (3) (S8). The CPU 21 calculates the speed V from the acceleration A (S14). The CPU 21 generates a position command from the calculated speed V and transmits the position command and the speed command to the drive circuit 29 of the X-axis motor 13. The drive circuit 29 drives and controls the X-axis motor 13 based on the received position command and speed command. The X axis moves at a speed V. The CPU 21 returns to S3.

現在の加速度期間が第一加速度一定期間T2の場合(S3:NO、S4:YES)、CPU21は加速度を第一加速度A1に設定する(S9)。CPU21は第一加速度A1から速度Vを算出する(S14)。CPU21は算出した速度Vより位置指令を生成し、X軸モータ13の駆動回路29に位置指令と速度指令を送信する。CPU21はS3に戻る。   When the current acceleration period is the first acceleration constant period T2 (S3: NO, S4: YES), the CPU 21 sets the acceleration to the first acceleration A1 (S9). The CPU 21 calculates the speed V from the first acceleration A1 (S14). The CPU 21 generates a position command from the calculated speed V and transmits the position command and the speed command to the drive circuit 29 of the X-axis motor 13. The CPU 21 returns to S3.

現在の加速度期間が第一加速度減少期間T3の場合(S3:NO、S4:NO、S5:YES)、CPU21は上記式(5)に基づき、加速度Aを算出する(S10)。CPU21は加速度Aから速度Vを算出する(S14)。CPU21は算出した速度Vより位置指令を生成し、X軸モータ13の駆動回路29に位置指令と速度指令を送信する。CPU21はS3に戻る。   When the current acceleration period is the first acceleration decrease period T3 (S3: NO, S4: NO, S5: YES), the CPU 21 calculates the acceleration A based on the above equation (5) (S10). The CPU 21 calculates the speed V from the acceleration A (S14). The CPU 21 generates a position command from the calculated speed V and transmits the position command and the speed command to the drive circuit 29 of the X-axis motor 13. The CPU 21 returns to S3.

現在の加速度期間が第二加速度一定期間T5の場合(S3:NO、S4:NO、S5:NO、S6:YES)、CPU21は加速度を第二加速度A2に設定する(S11)。CPU21は第二加速度A2から速度Vを算出する(S14)。CPU21は算出した速度Vより位置指令を生成し、X軸モータ13の駆動回路29に位置指令と速度指令を送信する。CPU21はS3に戻る。   When the current acceleration period is the second acceleration constant period T5 (S3: NO, S4: NO, S5: NO, S6: YES), the CPU 21 sets the acceleration to the second acceleration A2 (S11). The CPU 21 calculates the speed V from the second acceleration A2 (S14). The CPU 21 generates a position command from the calculated speed V and transmits the position command and the speed command to the drive circuit 29 of the X-axis motor 13. The CPU 21 returns to S3.

現在の加速度期間が第二加速度減少期間T4の場合(S3:NO、S4:NO、S5:NO、S6:NO、S7:YES)、CPU21は上記式(6)に基づき、加速度Aを算出する(S12)。CPU21は加速度Aから速度Vを算出する(S14)。CPU21は算出した速度Vより位置指令を生成し、X軸モータ13の駆動回路29に位置指令と速度指令を送信する。CPU21はS3に戻る。   When the current acceleration period is the second acceleration decrease period T4 (S3: NO, S4: NO, S5: NO, S6: NO, S7: YES), the CPU 21 calculates the acceleration A based on the above equation (6). (S12). The CPU 21 calculates the speed V from the acceleration A (S14). The CPU 21 generates a position command from the calculated speed V and transmits the position command and the speed command to the drive circuit 29 of the X-axis motor 13. The CPU 21 returns to S3.

X軸移動開始時における第二加速度減少期間T4が終了し、現在の加速度期間が期間T1〜T5の何れでもない場合(S3:NO、S4:NO、S5:NO、S6:NO、S7:NO)、図5に示す如く、CPU21はX軸が移動停止か否か判断する(S15)。X軸は移動中であるので(S15:NO)、加速度を0に設定し(S16)、速度V1に設定する(S17)。故にX軸は速度V1で移動を続ける。CPU21はS3に戻る。   When the second acceleration decrease period T4 at the start of the X-axis movement ends and the current acceleration period is not any of the periods T1 to T5 (S3: NO, S4: NO, S5: NO, S6: NO, S7: NO As shown in FIG. 5, the CPU 21 determines whether or not the movement of the X axis is stopped (S15). Since the X axis is moving (S15: NO), the acceleration is set to 0 (S16) and the speed V1 is set (S17). Therefore, the X axis continues to move at the speed V1. The CPU 21 returns to S3.

X軸はp1時刻で減速を開始する。減速とは、負方向への加速である。CPU21はX軸の移動開始時と同様に、減速を開始したp1時刻からの時間qに基づき、再び現在の加速度期間を判定する(S3〜S7)。上記の通り、X軸の移動終了時の加速度パターンは、移動開始時とは逆に、期間T4、T5、T3、T2、T1の順である。CPU21は現在の加速度期間に応じて加速度と速度を算出する(S8〜S12、S14)。   The X axis starts decelerating at time p1. Deceleration is acceleration in the negative direction. The CPU 21 determines the current acceleration period again based on the time q from the time p1 when the deceleration starts, similarly to the start of the movement of the X axis (S3 to S7). As described above, the acceleration pattern at the end of the movement of the X-axis is in the order of the periods T4, T5, T3, T2, and T1, contrary to the start of movement. The CPU 21 calculates acceleration and speed according to the current acceleration period (S8 to S12, S14).

加速度増加期間T1が終了すると(S3:NO、S4:NO、S5:NO、S6:NO、S7:NO)、図5に示す如く、X軸は速度V=0で移動を停止しているので(S15:YES)、CPU21は本処理を終了する。X軸の目標位置までの移動は完了する。   When the acceleration increase period T1 ends (S3: NO, S4: NO, S5: NO, S6: NO, S7: NO), as shown in FIG. 5, the X-axis stops moving at a speed V = 0. (S15: YES), CPU21 complete | finishes this process. The movement to the X axis target position is completed.

以上説明の如く、本実施形態の数値制御装置20は工作機械10の動作を制御する。工作機械10はサーボモータであるモータ11〜15で駆動するX軸、Y軸、Z軸等の送り軸(駆動軸)を備える。数値制御装置20のCPU21は送り軸の移動開始時と移動終了時にて特定加減速制御を行う。特定加減速制御は、二段加減速制御と同様に、加速度増加期間T1、第一加速度一定期間T2、加速度減少期間T6を有する。加速度増加期間T1における時定数t1は、加速度減少期間T6における時定数t2よりも小さくする。故に数値制御装置20はサーボモータの低速回転数側の最大出力トルクを有効利用できる。   As described above, the numerical controller 20 of the present embodiment controls the operation of the machine tool 10. The machine tool 10 includes feed axes (drive axes) such as an X axis, a Y axis, and a Z axis that are driven by motors 11 to 15 that are servo motors. The CPU 21 of the numerical controller 20 performs specific acceleration / deceleration control at the start and end of movement of the feed axis. Similar to the two-stage acceleration / deceleration control, the specific acceleration / deceleration control has an acceleration increase period T1, a first acceleration constant period T2, and an acceleration decrease period T6. The time constant t1 in the acceleration increase period T1 is made smaller than the time constant t2 in the acceleration decrease period T6. Therefore, the numerical controller 20 can effectively use the maximum output torque on the low-speed rotation side of the servo motor.

特定のサーボモータの最大出力トルク特性M2は、或る回転数R1から高回転数側の領域において最大出力トルクが緩やかに減少する特性を有する。従来の二段加減速制御では、サーボモータの高回転数側の領域において出力トルクが最大出力トルクを超えてしまう可能性がある。特定加減速制御は、高回転数側の領域に対応する加速度減少期間T6の開始時と終了時を除く部分に、第二加速度一定期間T5を設ける。故に数値制御装置20は、加速度減少期間T6において出力トルクを段階的に減少できるので、高回転数側の領域においても、出力トルクが最大出力トルクを超えないように近似できる。故に数値制御装置20は、サーボモータの低回転数側及び高回転数側の何れの領域においても、出力トルクを有効利用できる。   The maximum output torque characteristic M2 of the specific servo motor has a characteristic that the maximum output torque gradually decreases in a region from a certain rotation speed R1 to a high rotation speed. In the conventional two-stage acceleration / deceleration control, the output torque may exceed the maximum output torque in the region on the high rotation speed side of the servo motor. In the specific acceleration / deceleration control, a second acceleration constant period T5 is provided in a portion excluding the start time and end time of the acceleration decrease period T6 corresponding to the high speed side region. Therefore, the numerical control device 20 can reduce the output torque stepwise in the acceleration reduction period T6, and therefore can be approximated so that the output torque does not exceed the maximum output torque even in the region on the high speed side. Therefore, the numerical control device 20 can effectively use the output torque in both the low rotation speed side and the high rotation speed side of the servo motor.

上記説明にて、工作機械10は本発明の機械の一例である。CPU21は本発明の制御部の一例である。図4,図5に示す速度算出処理の各処理ステップは、本発明の制御工程の一例である。   In the above description, the machine tool 10 is an example of the machine of the present invention. The CPU 21 is an example of a control unit of the present invention. Each processing step of the speed calculation processing shown in FIGS. 4 and 5 is an example of the control process of the present invention.

本発明は上記実施形態に限らず各種変形が可能なことはいうまでもない。図2に示す特定加減速制御の出力トルク特性Q2は、加速度減少期間T6の開始時と終了時を除く部分に、加速度一定の第二加速度一定期間T5を一つ設けているが、加速度一定の期間を複数設けてもよい。例えば図6に示すモータの出力トルク特性Q3は、特定加減速制御におけるモータの出力トルク特性Q2の変形例である。出力トルク特性Q3は、モータの最大出力トルク特性M3の領域内に収まる。出力トルク特性Q3は、加速度減少期間T6の開始時と終了時を除く部分に、二つの加速度一定期間T51とT52を設け、それら期間T51とT52の間に加速度を減少する期間T7を設ける。故に出力トルク特性Q3は、回転数R2から高回転数側の領域において、出力トルクを更に段階的に減少できるので、上記実施形態の出力トルク特性Q2に比べ、出力トルクを最大出力トルクに更に近似できる。   Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible. The output torque characteristic Q2 of the specific acceleration / deceleration control shown in FIG. 2 is provided with one constant second acceleration constant period T5 except for the start and end of the acceleration decrease period T6. A plurality of periods may be provided. For example, the output torque characteristic Q3 of the motor shown in FIG. 6 is a modification of the output torque characteristic Q2 of the motor in the specific acceleration / deceleration control. The output torque characteristic Q3 is within the range of the maximum output torque characteristic M3 of the motor. In the output torque characteristic Q3, two acceleration constant periods T51 and T52 are provided at portions other than the start and end of the acceleration decrease period T6, and a period T7 in which the acceleration is reduced is provided between the periods T51 and T52. Therefore, the output torque characteristic Q3 can further reduce the output torque in a stepwise manner in the region on the high rotation speed side from the rotation speed R2, so that the output torque is further approximated to the maximum output torque compared to the output torque characteristic Q2 of the above embodiment. it can.

上記実施形態はX軸モータ13で駆動するX軸の送り動作を一例として、特定加減速制御を説明したが、その他の駆動軸であるY軸、Z軸、主軸、マガジン軸等の駆動軸についても、特定加減速制御を用いるとよい。   In the above embodiment, the specific acceleration / deceleration control has been described by taking the X-axis feed operation driven by the X-axis motor 13 as an example. However, other drive axes such as the Y-axis, Z-axis, main axis, and magazine axis are drive axes. Also, specific acceleration / deceleration control may be used.

上記実施形態は、例えば移動指令の対象軸を駆動するサーボモータの最大出力トルク特性に合わせて、一段加減速制御、二段加減速制御、特定加減速制御を切替えるとよい。一段加減速制御は、加速度増加期間における加速度増加速度の時定数と、加速度減少期間における加速度減少速度の時定数とを同一に設定する制御である。   In the above-described embodiment, for example, the one-stage acceleration / deceleration control, the two-stage acceleration / deceleration control, and the specific acceleration / deceleration control may be switched in accordance with the maximum output torque characteristic of the servo motor that drives the target axis of the movement command. The one-stage acceleration / deceleration control is a control for setting the time constant of the acceleration increasing speed during the acceleration increasing period and the time constant of the acceleration decreasing speed during the acceleration decreasing period.

上記実施形態の特定加減速制御において、加速度増加期間T1の加速度増加速度の時定数t1は、加速度減少期間T6の加速度減少速度の時定数t2よりも小さく設定するが、時定数t1とt2は同一に設定してもよく、時定数t2の方を時定数t1よりも小さくしてもよい。   In the specific acceleration / deceleration control of the above embodiment, the time constant t1 of the acceleration increase speed during the acceleration increase period T1 is set smaller than the time constant t2 of the acceleration decrease speed during the acceleration decrease period T6, but the time constants t1 and t2 are the same. The time constant t2 may be smaller than the time constant t1.

上記実施形態の駆動回路26〜30は数値制御装置20に設けているが、工作機械10に設けてもよい。   The drive circuits 26 to 30 of the above embodiment are provided in the numerical controller 20, but may be provided in the machine tool 10.

上記実施形態の工作機械10は、主軸がZ軸方向に延びる立型工作機械であるが、本発明は主軸が水平方向に延びる横型工作機械にも適用できる。   The machine tool 10 of the above embodiment is a vertical machine tool whose main shaft extends in the Z-axis direction, but the present invention can also be applied to a horizontal machine tool whose main shaft extends in the horizontal direction.

本実施形態はCPU21の代わりに、マイクロコンピュータ、ASIC(Application Specific Integrated Circuits)、FPGA(Field Programmable Gate Array)等を、プロセッサとして用いてもよい。移動制御処理は、複数のプロセッサによって分散処理してもよい。プログラムを記憶するROM22及び記憶装置24は、例えばHDD及び又は記憶装置等の他の非一時的な記憶媒体で構成してもよい。非一時的な記憶媒体は、情報を記憶する期間に関わらず、情報を留めておくことが可能な記憶媒体であればよい。非一時的な記憶媒体は、一時的な記憶媒体(例えば、伝送される信号)を含まなくてもよい。タップ加減速制御プログラムは、例えば、図示外のネットワークに接続されたサーバからダウンロードして(即ち、伝送信号として送信され)、フラッシュメモリ等の記憶装置等に記憶してもよい。この場合、プログラムは、サーバに備えられたHDDなどの非一時的な記憶媒体に保存していればよい。   In the present embodiment, a microcomputer, ASIC (Application Specific Integrated Circuits), FPGA (Field Programmable Gate Array), or the like may be used as a processor instead of the CPU 21. The movement control process may be distributed by a plurality of processors. The ROM 22 and the storage device 24 for storing the program may be configured by other non-transitory storage media such as an HDD and / or a storage device. The non-transitory storage medium may be any storage medium that can retain information regardless of the period in which the information is stored. The non-transitory storage medium may not include a temporary storage medium (for example, a signal to be transmitted). The tap acceleration / deceleration control program may be downloaded from a server connected to a network (not shown) (that is, transmitted as a transmission signal) and stored in a storage device such as a flash memory. In this case, the program may be stored in a non-temporary storage medium such as an HDD provided in the server.

10 工作機械
20 数値制御装置
21 CPU
11〜15 モータ
M2 最大出力トルク特性
Q2 出力トルク特性
T1 加速度増加期間
T2 第一加速度一定期間
T3 第一加速度減少期間
T4 第二加速度減少期間
T5 第二加速度一定期間
T6 加速度減少期間
a1 加速度増加速度
a2 加速度減少速度
t1 時定数
t2 時定数
10 Machine Tool 20 Numerical Control Device 21 CPU
11-15 Motor M2 Maximum output torque characteristic Q2 Output torque characteristic T1 Acceleration increase period T2 First acceleration constant period T3 First acceleration decrease period T4 Second acceleration decrease period T5 Second acceleration constant period T6 Acceleration decrease period a1 Acceleration increase speed a2 Acceleration decreasing speed t1 time constant t2 time constant

Claims (3)

サーボモータと、前記サーボモータで駆動する駆動軸とを備える機械の制御を行い、前記駆動軸の加速開始時に加速度を増加する加速度増加期間と、前記駆動軸の加速終了時に加速度を一定にする第一加速度一定期間と、前記第一加速度一定期間の後に加速度を減少する加速度減少期間とを有する加減速制御を実行する制御部を備えた数値制御装置において、
前記制御部は、前記加速度増加期間における加速度増加速度の時定数を、前記加速度減少期間の加速度減少速度の時定数よりも小さくすると共に、前記加速度減少期間の開始時と終了時を除く部分に、加速度を一定にする第二加速度一定期間を設けたことを特徴とする数値制御装置。
A machine having a servo motor and a drive shaft driven by the servo motor is controlled, an acceleration increase period during which acceleration is increased at the start of acceleration of the drive shaft, and a constant acceleration at the end of acceleration of the drive shaft. In a numerical control device including a control unit that performs acceleration / deceleration control having one acceleration constant period and an acceleration decrease period in which the acceleration decreases after the first acceleration constant period,
The control unit makes the time constant of the acceleration increase speed in the acceleration increase period smaller than the time constant of the acceleration decrease speed in the acceleration decrease period, and excludes the start time and end time of the acceleration decrease period, A numerical control apparatus characterized in that a second acceleration constant period is provided to make acceleration constant.
前記制御部は、
前記サーボモータの回転数に対応する最大出力トルクである最大出力トルク特性のうち、前記最大出力トルクが減少する所定部分の傾きが、前記回転数が高回転数になるにつれて小さくなる場合において、前記所定部分に対応する前記加速度減少期間の開始時と終了時を除く部分に前記第二加速度一定期間を設け、前記駆動軸の前記加減速制御における時間に対する加速度に比例する前記サーボモータの出力トルクが、前記加速度増加期間、前記第一加速度一定期間、及び前記加速度減少期間において前記最大出力トルクを超えないように制御すること
を特徴とする請求項1に記載の数値制御装置。
The controller is
Among the maximum output torque characteristics that are the maximum output torque corresponding to the rotation speed of the servo motor, the inclination of the predetermined portion where the maximum output torque is reduced becomes smaller as the rotation speed becomes higher. The second acceleration constant period is provided in a portion excluding the start and end of the acceleration decrease period corresponding to a predetermined portion, and the output torque of the servo motor proportional to the acceleration with respect to time in the acceleration / deceleration control of the drive shaft is The numerical control apparatus according to claim 1, wherein control is performed so that the maximum output torque is not exceeded during the acceleration increase period, the first acceleration constant period, and the acceleration decrease period.
サーボモータと、前記サーボモータで駆動する駆動軸とを備える機械の制御を行い、前記駆動軸の加速開始時に加速度を増加する加速度増加期間と、前記駆動軸の加速終了時に加速度を一定にする第一加速度一定期間と、前記第一加速度一定期間の後に加速度を減少する加速度減少期間とを有する加減速制御を実行する制御工程を行う数値制御装置の制御方法において、
前記制御工程は、前記加速度増加期間における加速度増加速度の時定数を、前記加速度減少期間の加速度減少速度の時定数よりも小さくすると共に、前記加速度減少期間の開始時と終了時を除く部分に、前記加速度を一定にする第二加速度一定期間を備えたこと
を特徴とする制御方法。
A machine having a servo motor and a drive shaft driven by the servo motor is controlled, an acceleration increase period during which acceleration is increased at the start of acceleration of the drive shaft, and a constant acceleration at the end of acceleration of the drive shaft. In a control method of a numerical controller that performs a control step of performing acceleration / deceleration control having one acceleration constant period and an acceleration decrease period in which the acceleration decreases after the first acceleration constant period,
In the control step, the time constant of the acceleration increase speed in the acceleration increase period is made smaller than the time constant of the acceleration decrease speed in the acceleration decrease period, and at the part excluding the start time and end time of the acceleration decrease period, A control method comprising a second acceleration constant period for making the acceleration constant.
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