JP2021099731A - 制御装置、工作システム、及びプログラム - Google Patents

制御装置、工作システム、及びプログラム Download PDF

Info

Publication number
JP2021099731A
JP2021099731A JP2019231924A JP2019231924A JP2021099731A JP 2021099731 A JP2021099731 A JP 2021099731A JP 2019231924 A JP2019231924 A JP 2019231924A JP 2019231924 A JP2019231924 A JP 2019231924A JP 2021099731 A JP2021099731 A JP 2021099731A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotating body
unit
control device
physical quantity
balance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2019231924A
Other languages
English (en)
Inventor
洋平 有松
Yohei Arimatsu
洋平 有松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Priority to JP2019231924A priority Critical patent/JP2021099731A/ja
Priority to US17/102,844 priority patent/US11480938B2/en
Priority to DE102020007343.3A priority patent/DE102020007343A1/de
Priority to CN202011521017.3A priority patent/CN113093644A/zh
Publication of JP2021099731A publication Critical patent/JP2021099731A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/404—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for compensation, e.g. for backlash, overshoot, tool offset, tool wear, temperature, machine construction errors, load, inertia
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
    • B23Q15/007—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
    • B23Q15/12—Adaptive control, i.e. adjusting itself to have a performance which is optimum according to a preassigned criterion
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/35—Nc in input of data, input till input file format
    • G05B2219/35349—Display part, programmed locus and tool path, traject, dynamic locus
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
    • G05B2219/41117—Cancel vibration during positioning of slide
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
    • G05B2219/49313—Machining about eccentric center different from rotational center of workpiece
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
  • Testing Of Balance (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
  • Turning (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Abstract

【課題】回転体の回転状態の変化を判別することが可能な制御装置、工作システム、及びプログラムを提供すること。【解決手段】被加工物を固定した状態で所定の軸心周りに回転可能な回転体であって、回転バランスを調整可能な調整具が配置され得る回転体と、回転体を回転させる駆動部と、を有する工作機械に対して、駆動部の動作を制御するとともに回転体の回転バランスをモニタリング可能な制御装置であって、回転体の回転状態を示す物理量であって、回転バランスの調整に応じて変化する少なくとも１つの物理量を取得する物理量取得部と、取得時刻の異なる複数の物理量を比較する比較部と、比較結果を出力する出力部と、を備える制御装置。【選択図】図３

Description

本開示は、制御装置、工作システム、及びプログラムに関する。
従来より、回転体に被加工物を固定して工作を実施する工作機械が知られている。このような工作機械では、被加工物の重心位置が回転体の軸心方向と重なる位置に配置されるのが理想的である。これにより、回転体の回転において、振動の発生又は位相の偏りが発生することを抑制することができる。
しかしながら、実際の被加工物の重心は、回転体の軸心方向からずれることが多い。そこで、工作の精度向上を目的として、ずれによるアンバランスを修正することが好ましい。例えば、加工後に加工物を回転することでアンバランスの量と位相とを算出するとともに、バランス修正用のプログラムを用いてバランスを修正する数値制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平５−１４５６５１号公報
特許文献１に記載の数値制御装置では、加工後のアンバランスに基づいて加工物を修正することができる点で有用である。これに対し、被加工物を固定した回転体のバランスを調整可能とすべく、回転体の回転状態の変化を判別することができれば好適である。
（１）本開示は、対象物を固定した状態で所定の軸心周りに回転可能な回転体であって、回転バランスを調整可能な調整具が配置され得る回転体と、前記回転体を回転させる駆動部と、を有する工作機械に対して、前記駆動部の動作を制御するとともに前記回転体の回転バランスをモニタリング可能な制御装置であって、前記回転体の回転状態を示す物理量であって、回転バランスの調整に応じて変化する少なくとも１つの物理量を取得する物理量取得部と、取得時刻の異なる複数の物理量を比較する比較部と、比較結果を出力する出力部と、を備える制御装置に関する。
（２）また、本開示は、対象物を固定した状態で所定の軸心周りに回転可能な回転体であって、回転バランスを調整可能な調整具が配置され得る回転体と、前記回転体を回転させる駆動部と、を有する工作機械と、上記（１）に記載の制御装置と、を備える工作システムに関する。
（３）また、本開示は、対象物を固定した状態で所定の軸心周りに回転可能な回転体であって、回転バランスを調整可能な調整具が配置され得る回転体と、前記回転体を回転させる駆動部と、を有する工作機械に対して、前記駆動部の動作を制御するとともに前記回転体の回転バランスをモニタリング可能な制御装置としてコンピュータを機能させるプログラムであって、コンピュータを、前記回転体の回転状態を示す物理量であって、回転バランスの調整に応じて変化する少なくとも１つの物理量を取得する物理量取得部、取得時刻の異なる複数の物理量を比較して、物理量の変位を判断する判断部、判断結果を出力する出力部、として機能させるプログラムに関する。
本開示によれば、回転体の回転状態の変化を判別することが可能な制御装置、工作システム、及びプログラムを提供することができる。
本開示の第１実施形態に係る制御装置を含む工作システムを示す概略構成図である。 第１実施形態の制御装置によって制御される回転体及び駆動部を示す概略平面図である。 第１実施形態の制御装置の構成を示すブロック図である。 第１実施形態の制御装置の動作の流れを示すフローチャートである。 第１実施形態の制御装置によって制御される回転体と調整体の配置との関係を示す概念図である。 本開示の第２実施形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。 第２実施形態に係る制御装置の動作の流れを示すフローチャートである。 本開示の第２実施形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。 第３実施形態に係る制御装置の動作の流れを示すフローチャートである。 変形例に係る制御装置の構成を示すブロック図である。
以下、本開示の各実施形態に係る制御装置１、工作システム１００、及びプログラムについて、図１から図９を参照して説明する。
まず、本実施形態の制御装置１、工作システム１００、及びプログラムを説明するのに先立って、制御装置１によって制御される工作機械２の回転バランス及びその調整について説明する。
工作機械２は、例えば図１及び図２に示すように、工具２１を用いて、回転体２３の回転面２３１（例えば、軸心位置）に固定される被加工物２２を加工可能な装置である。具体的には、工作機械２は、工具２１を用いて、回転体２３の回転面２３１に固定されて回転する被加工物２２を加工可能に構成される。ここで、回転体２３の軸心方向と、被加工物２２の重心位置とが重ならない場合、回転体２３には、回転のアンバランスが発生する。回転のアンバランスに起因して、例えば、振動の発生、位相の偏差、又はモータ電流の揺動等が回転体２３に発生する。
このような回転のアンバランスは、被加工物２２の加工精度の向上を目的として調整されるのが好ましい。調整は、例えば、回転面２３１の外周部に設けられる調整具２４の配置領域に調整具２４（例えば錘）を配置することで実施される。また、調整は、配置領域に配置されている調整具２４の配置位置を変更することで実施される。すなわち、調整は、図２に示すような回転のアンバランスのベクトルＵＦを打ち消す位置に調整具２４の配置を移動することで実現される。以下の実施形態に係る制御装置１、工作システム１００、及びプログラムは、調整具２４の配置によって変化するアンバランスのベクトルを比較することによって、調整具２４の配置を支援するものである。
［第１実施形態］
次に、第１実施形態の制御装置１、工作システム１００、及びプログラムについて説明する。
工作システム１００は、被加工物２２を加工するシステムである。工作システム１００は、図１に示すように、工作機械２と、制御装置１と、を備える。
工作機械２は、実際に被加工物２２を加工する装置である。工作機械２は、例えば、工具２１を用いて被加工物２２を実際に加工する。工作機械２は、回転体２３と、駆動部２５と、調整具２４と、を備える。
回転体２３は、被加工物２２を固定した状態で所定の軸心周りに回転可能である。回転体２３は、例えば、中心に被加工物２２を固定した状態で回転する回転面２３１を有する。また、回転面２３１の外周部には、回転のアンバランスを調整可能な調整具２４を配置可能な配置領域２３２を有する。配置領域２３２は、例えば、機械的な固定、磁力、又は粘着物によって調整具２４を固定可能に構成される。
駆動部２５は、例えば、モータである。駆動部２５は、回転体２３を回転させる。駆動部２５は、所定の軸心周りに回転体２３を回転させることで、被加工物２２及び調整具２４を回転体２３とともに回転させる。
制御装置１は、工具２１及び駆動部２５の動作を制御するとともに回転体２３の回転バランスをモニタリング可能な装置である。制御装置１は、図３に示すように、物理量取得部１１と、物理量格納部１２と、比較部１３と、判断部１４と、出力部１５と、を備える。
物理量取得部１１は、例えば、ＣＰＵが動作することにより実現される。物理量取得部１１は、回転体２３の回転状態を示す物理量であって、回転バランスの調整に応じて変化する少なくとも１つの物理量を取得する。物理量取得部１１は、例えば、工作機械２の回転状態を示すセンサ（図示せず）から物理量を取得する。物理量取得部１１は、物理量として、例えば、回転体２３の振動、位置偏差、又は駆動部２５を動作させる電流値の揺動を取得する。本実施形態において、物理量取得部１１は、回転体２３の振動を取得する。
物理量格納部１２は、例えば、メモリ又はハードディスク等の記憶媒体である。物理量格納部１２は、取得された物理量を格納する。物理量格納部１２は、例えば、調整具２４によって調整されるごとに取得される物理量を格納する。
比較部１３は、例えば、ＣＰＵが動作することにより実現される。比較部１３は、取得時刻の異なる複数の物理量を比較する。比較部１３は、例えば、異なる位置に調整具２４を配置した状態で取得された物理量を比較する。比較部１３は、比較結果として、物理量の改善又は悪化を出力する。比較部１３は、例えば、振動の減少、電流の揺動の減少、又は位相偏差の減少等を物理量の改善として出力する。一方、比較部１３は、例えば、振動の増大、電流の揺動の増大、又は位相偏差の増加を物理量の悪化として出力する。すなわち、比較部１３は、比較結果として、回転バランスの改善又は悪化を出力する。
判断部１４は、例えば、ＣＰＵが動作することにより実現される。判断部１４は、物理量の変化に基づいて、回転バランスも調整の適否を判断する。判断部１４は、例えば、振動を減少する変化について、回転バランスの調整を「適切」と判断する。一方、判断部１４は、振動を増大する変化について、回転バランスの調整を「不適切」と判断する。
出力部１５は、例えば、ＣＰＵが動作することにより実現される。出力部１５は、比較結果を出力する。出力部１５は、例えば、表示装置（図示せず）に比較結果を表示する。出力部１５は、例えば、出力装置に、「改善」又は「悪化」を表示する。また、出力部１５は、判断部１４によって判断された回転バランスの適否を出力する。
次に、本実施形態の動作について、図４を参照して説明する。
まず、被加工物２２が回転体２３に固定される（ステップＳ１）。次いで、駆動部２５の動作により、回転体２３が回転される（ステップＳ２）。
物理量取得部１１は、回転体２３の物理量を取得する（ステップＳ３）。物理量取得部１１は、取得した物理量を物理量格納部１２に格納する。
次いで、取得した物理量が複数あるか否かが判断される（ステップＳ４）。複数の物理量が取得されている場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、処理は、ステップＳ５に進む。一方、最初の物理量の取得の場合（ステップＳ４：ＮＯ）、処理は、ステップＳ７に進む。
ステップＳ５において、比較部１３は、複数の物理量を比較する。比較部１３は、例えば、物理量が改善しているか悪化しているかを比較結果として出力する。具体的には、比較部１３は、振動が減少しているか増大しているかを比較する。
次いで、出力部１５は、比較結果を出力する（ステップＳ６）。出力部１５は、例えば、表示装置に比較結果を出力する。以上により、本フローは、終了する。
ステップＳ７において、出力部１５は、取得した物理量を出力する。次いで、調整具２４の配置又は位置変更が実施される（ステップＳ８）。これにより回転バランスの調整が実施される。そして、処理は、ステップＳ３に戻る。
次に、本実施形態の制御装置１、工作システム１００、及びプログラムの実施例を説明する。
図５の（ａ）に示すように、回転体２３の所定の位置Ｐ１に調整具２４を配置した場合、被加工物２２によるアンバランスＵのベクトルＵＦと、調整具２４によるベクトルＰＦ１との合成ベクトルＢ１が生成される。そして、図５（ｂ）に示すように、調整具２４の位置が次の位置Ｐ２に変更された場合、調整具２４によるベクトルＰＦ１は、ベクトルＰＦ２に変更される。これにより、合成ベクトルＢ１も合成ベクトルＢ２に変更される。この変更では、合成ベクトルＢ２は、アンバランスＵのベクトルＵＦよりも大きくなっている。したがって、この変更は、不適切な方向（アンバランスＵのベクトルＵＦに近づく方向）に、調整具２４を移動する変更であることがわかる。
図５の（ｃ）に示すように、調整具２４の位置が次の位置Ｐ３に変更された場合、調整具２４によるベクトルＰＦ１は、ベクトルＰＦ３が変更される。これにより、合成ベクトルＢ１は、合成ベクトルＢ３に変更される。この変更では、合成ベクトルＢ３は、アンバランスＵのベクトルＵＦよりも小さくなっている。したがって、この変更は、適正な方向（アンバランスＵのベクトルＵＦから離れる方向）に、調整具２４を移動する変更であることがわかる。すなわち、調整具２４を適正な方向へ移動することを繰り返すことで、適切な回転バランスとなる位置に調整具２４を近づけることができる。
次に、本開示のプログラムについて説明する。
制御装置１に含まれる各構成は、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせによりそれぞれ実現することができる。ここで、ソフトウェアによって実現されるとは、コンピュータがプログラムを読み込んで実行することにより実現されることを意味する。
プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えば、フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば、光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ(Programmable ROM)、ＥＰＲＯＭ(Erasable PROM)、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ(random access memory）)を含む。また、表示プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
以上、第１実施形態に係る制御装置１、工作システム１００、及びプログラムによれば、以下の効果を奏する。
（１）被加工物２２を固定した状態で所定の軸心周りに回転可能な回転体２３であって、回転バランスを調整可能な調整具２４が配置され得る回転体２３と、回転体２３を回転させる駆動部２５と、を有する工作機械２に対して、駆動部２５の動作を制御するとともに回転体２３の回転バランスをモニタリング可能な制御装置１であって、回転体２３の回転状態を示す物理量であって、回転バランスの調整に応じて変化する少なくとも１つの物理量を取得する物理量取得部１１と、取得時刻の異なる複数の物理量を比較する比較部１３と、比較結果を出力する出力部１５と、を備える。
また、工作システム１００は、被加工物２２を固定した状態で所定の軸心周りに回転可能な回転体２３であって、回転バランスを調整可能な調整具２４が配置され得る回転体２３と、回転体２３を回転させる駆動部２５と、を有する工作機械２と、上記制御装置１と、を備える。
また、被加工物２２を固定した状態で所定の軸心周りに回転可能な回転体２３であって、回転バランスを調整可能な調整具２４が配置され得る回転体２３と、回転体２３を回転させる駆動部２５と、を有する工作機械２に対して、駆動部２５の動作を制御するとともに回転体２３の回転バランスをモニタリング可能な制御装置１としてコンピュータを機能させるプログラムであって、コンピュータを、回転体２３の回転状態を示す物理量であって、回転バランスの調整に応じて変化する少なくとも１つの物理量を取得する物理量取得部１１、取得時刻の異なる複数の物理量を比較して、物理量の変位を判断する判断部１４、判断結果を出力する出力部１５、として機能させる。
これにより、回転体２３の回転状態の変化が比較結果として出力される。したがって、回転体２３の回転状態の変化を判別することができる。すなわち、回転バランスの調整による物理量の変化を容易に判別することができる。特に被加工物２２の形状によっては、加工が進むにつれてバランスが変化する場合がある。例えば、回転軸に対して非対称な加工（凹凸、穴あけなど）、回転数の増大等によって変化する遠心力による位置ずれ、又は加工時の切削反力による生じる位置ずれ等によってバランスが変化する場合がある。制御対象の工作機械が、特に、位置制御の指令単位が１０ｎｍ（ナノメートル）以下である超精密加工機の場合に、本制御は特に有効である。ナノメートルオーダーでの超精密加工では、頻繁にバランス修正を実施することが効果的である。頻繁にバランス修正を実施することで、高精度な加工を維持することができる。
（２）また、制御装置１は、物理量の変化に基づいて、回転バランスの調整の適否を判断する判断部１４をさらに備え、出力部１５は、判断結果を出力する。これにより、回転バランスの調整結果の適否を容易に認識することができる。
［第２実施形態］
次に、本開示の第２実施形態に係る制御装置１、工作システム１００、及びプログラムについて、図６及び図７を参照して説明する。第２実施形態の説明にあたって、前述の実施形態と同一の構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
第２実施形態に係る制御装置１、工作システム１００、及びプログラムは、第１実施形態に加えて、取得された物理量によって示される回転体２３の回転バランスが、加工に適正か否かをさらに判断可能な点で、第１実施形態と異なる。
第２実施形態に係る制御装置１は、図６に示すように、適正な回転バランスと判断し得るしきい値を設定するしきい値設定部１６をさらに備える点で、第１実施形態と異なる。また、第２実施形態に係る制御装置１は、設定されたしきい値を格納するしきい値格納部１７をさらに備える点で、第１実施形態と異なる。また、第２実施形態に係る制御装置１は、判断部１４が、設定されたしきい値に基づいて取得された物理量で示される回転バランスの適否を判断する点で、第１実施形態と異なる。また、第２実施形態に係る制御装置１は、出力部１５が、判断された回転バランスの適否を出力する点で、第２実施形態と異なる。
しきい値設定部１６は、例えば、ＣＰＵが動作することにより実現される。しきい値設定部１６は、適正と判断し得る物理量のしきい値を設定する。しきい値設定部１６は、例えば、回転バランスを適正と判断する振動の大きさのしきい値を設定する。
しきい値格納部１７は、例えば、ハードディスク等の二次記録媒体である。しきい値格納部１７は、設定されたしきい値を格納する。
次に、本実施形態に係る制御装置１、工作システム１００、及びプログラムの動作について、図７のフローチャートを用いて説明する。
第２実施形態の制御装置１、工作システム１００、及びプログラムの動作は、第１実施形態のステップＳ５に続いて実施される。
ステップＳ１０において、しきい値が設定されているか否かが判断される。しきい値が設定されている場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、処理は、ステップＳ１１に進む。一方、しきい値が設定されていない場合（ステップＳ１０：ＮＯ）、処理は、ステップＳ１３に進む。
ステップＳ１１において、判断部１４は、取得された物理量で示される回転バランスの適否を判断する。判断部１４は、例えば、取得された最新の物理量について、回転バランスの適否を判断する。
次いで、出力部１５は、判断部１４による判断結果を出力する（ステップＳ１２）。出力部１５は、例えば、表示装置に回転バランスの適否を出力する。これにより、本フローの処理は、ステップＳ６に戻る。
ステップＳ１３において、しきい値設定部１６は、しきい値を設定する。しきい値設定部１６は、例えば、入力部（図示せず）に入力される値をしきい値として設定する。しきい値設定部１６は、例えば、被加工物２２の加工に適する回転体２３の振動の大きさの最大値をしきい値として設定する。しきい値設定部１６は、設定されたしきい値をしきい値格納部１７に格納する。その後、処理は、ステップＳ１１に進む。
以上、第２実施形態に係る制御装置１、工作システム１００、及びプログラムによれば、以下の効果を奏する。
（３）制御装置１は、適正な回転バランスと判断し得る物理量のしきい値を設定するしきい値設定部１６をさらに備え、判断部１４は、設定されたしきい値に基づいて取得された物理量で示される回転バランスの適否を判断し、出力部１５は、判断された回転バランスの適否を出力する。これにより、調整具２４の配置又は位置の変更によって得られる回転バランスの調整について、加工に適しているか否かを出力することができる。したがって、調整結果の適否を容易に判断することができる。
［第３実施形態］
次に、本開示の第２実施形態に係る制御装置１、工作システム１００、及びプログラムについて、図８及び図９を参照して説明する。第３実施形態の説明にあたって、前述の実施形態と同一の構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
第３実施形態に係る制御装置１、工作システム１００、及びプログラムは、配置される調整具２４の重さを決定するものである。すなわち、第３実施形態に係る制御装置１、工作システム１００、及びプログラムは、回転体２３の振動の大きさを所定以下に抑える重さに調整具２４を設定することで、出力部１５によって出力（表示）可能な物理量を超えないように重さを決定するものである。第３実施形態に係る制御装置１、工作システム１００、及びプログラムの動作は、第１及び第２実施形態の被加工物２２の配置の直後に実施される。
第３実施形態に係る制御装置１、工作システム１００、及びプログラムは、図８に示すように、調整具２４の重さを決定する重さ決定部１９をさらに備える点で、第１及び第２実施形態と異なる。また、第３実施形態に係る制御装置１、工作システム１００、及びプログラムは、判断部１４が、所定の重さの調整具２４の配置によって発生するアンバランスとなる位相を特定する点で、第１及び第２実施形態と異なる。また、第３実施形態に係る制御装置１、工作システム１００、及びプログラムは、判断部１４が、調整具２４の配置の変更及び駆動部２５の駆動の変化に基づいて得られる物理量の変化に基づいてアンバランスとなる位相を特定する点で、第１及び第２実施形態と異なる。また、第３実施形態に係る制御装置１、工作システム１００、及びプログラムは、重さ決定部１９が、特定された位相における回転体２３の振動の大きさを所定値以下とするように調整具２４の重さを決定する点で、第１及び第２実施形態と異なる。
重さ決定部１９は、例えば、ＣＰＵが動作することにより実現される。重さ決定部１９は、例えば、特定された位相における回転体２３の振動の大きさを所定値以下とするように調整具２４の重さを決定する。具体的には、重さ決定部１９は、重さが異なる調整具２４の回転体２３への配置により、特定されたアンバランスな位相における調整具２４の重さを決定する。
次に、本実施形態に係る制御装置１、工作システム１００、及びプログラムの動作について、図９のフローチャートを用いて説明する。本フローは、第１実施形態のフローのステップＳ１に続いて実施される。
まず、所定の重さの調整具２４が回転体２３に配置される（ステップＳ３１）。次いで、回転体２３の回転が実施される（ステップＳ３２）。次いで、物理量取得部１１は、回転体２３の回転状態の物理量を取得する（ステップＳ３３）。次いで、判断部１４は、アンバランスとなる位相を特定する（ステップＳ３４）。
次いで、重さ決定部１９は、調整具２４の重さが適正であるか否かを判断する（ステップＳ３５）。すなわち、重さ決定部１９は、取得された物理量の振動が極小値となるか否かを判断する。重さ決定部１９は、例えば、重さの異なる複数の調整具２４の実際の配置によって発見される、物理量の振動が極小値となる調整具２４の重さを適正と決定する。振動が極小値となる場合（ステップＳ３５：ＹＥＳ）、処理は、ステップＳ３６に進む。一方、振動が極小値とならない場合（ステップＳ３５：ＮＯ）、処理は、ステップＳ３８に進む。
ステップＳ３６において、重さ決定部１９は、配置されている調整具２４について、適正な重さの調整具２４と決定する。次いで、出力部１５は、調整具２４の重さが適正であることを示す信号を出力する（ステップＳ３７）。次いで、処理は、ステップＳ２に進む。
ステップＳ３８において、重さ決定部１９は、配置されている調整具２４について、適正な重さの調整具２４でないと決定する。次いで、出力部１５は、調整具２４の重さが適正でないことを示す信号を出力する（ステップＳ３９）。次いで、変更された重さの調整具２４が回転体２３に配置される（ステップＳ４０）。例えば、調整具２４の重さを仮に重くすることで物理量の振動が大きくなることがわかった場合、軽くした重さの調整具２４が回転体２３に新たに配置される。逆に、調整具２４の重さを仮に軽くすることで物理量の振動が大きくなることがわかった場合、重くした重さの調整具２４が回転体２３に新たに配置される。次いで、処理は、ステップＳ３５に戻る。
以上、第３実施形態に係る制御装置１、工作システム１００、及びプログラムによれば、以下の効果を奏する。
（４）制御装置１は、調整具２４の重さを決定する重さ決定部１９をさらに備え、判断部１４は、所定の重さの調整具２４の配置によって発生するアンバランスとなる位相を特定し、重さ決定部１９は、特定された位相における回転体２３の振動の大きさを所定値以下とするように調整具２４の重さを決定する。これにより、回転体２３の振動を表示装置で視認可能な大きさに制限することができる。したがって、表示される振動の大きさが表示限界を超えることがないので、回転バランスを適切に表示することができる。
（５）判断部１４は、調整具２４の配置の変更及び駆動部２５の駆動の変化に基づいて得られる物理量の変化に基づいてアンバランスとなる位相を特定し、重さ決定部１９は、重さが異なる調整具２４の回転体２３への配置により、特定されたアンバランスな位相における調整具２４の重さを決定する。これにより、調整具２４の重さを調整することで、適切な重さの調整具２４を用いて回転バランスを調整することができる。
以上、本開示の制御装置、工作システム、及びプログラムの好ましい各実施形態につき説明したが、本開示は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
例えば、上記実施形態において、制御装置１は、判断部１４によって特定されたアンバランスとなる位相に応じて調整具２４の配置を変更させる変更制御部をさらに備えてもよい。すなわち、制御装置１は、調整具２４の配置を変更するロボット（図示せず）に、調整具２４の位置を変更させる変更制御部を備えてもよい。
また、上記実施形態において、表示装置に表示する出力部１５が一例として説明されたが、これに制限されない。出力部１５は、音、光、振動などを用いて信号を出力してもよい。
また、上記実施形態において、被加工物を固定した状態で所定の軸心周りに回転可能な回転体であって、回転バランスを調整可能な調整具が配置される回転体を例として説明したが、これに制限されない。工具を固定した状態で所定の軸心周りに回転可能な回転体に調整具が配置されてもよい。すなわち、被加工物又は工具を含む対象物が固定される回転体に調整具が配置されてもよい。
なお、主軸の支持構造が流体軸受（空気軸受、油軸受等）、及び磁気軸受等潤滑油を伴った金属的接触を伴わない支持構造の軸受である場合、支持剛性は比較的低い。そのため、微小なアンバランスであっても、その大きさに応じた振れ周りが発生する。そこで、このような主軸の支持構造において、加工により徐々に変化するアンバランスに対して本制御は特に有効である。
１ 制御装置
２ 工作機械
１１ 物理量取得部
１３ 比較部
１４ 判断部
１５ 出力部
１６ しきい値設定部
１９ 重さ決定部
２０ 位置決定部
２２ 被加工物
２３ 回転体
２４ 調整具
２５ 駆動部
１００ 工作システム
本開示の第１実施形態に係る制御装置を含む工作システムを示す概略構成図である。 第１実施形態の制御装置によって制御される回転体及び駆動部を示す概略平面図である。 第１実施形態の制御装置の構成を示すブロック図である。 第１実施形態の制御装置の動作の流れを示すフローチャートである。 第１実施形態の制御装置によって制御される回転体と調整体の配置との関係を示す概念図である。 本開示の第２実施形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。 第２実施形態に係る制御装置の動作の流れを示すフローチャートである。 本開示の第２実施形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。 第３実施形態に係る制御装置の動作の流れを示すフローチャートである。
工作機械２は、例えば図１及び図２に示すように、工具２１を用いて、回転体２３の回転面２３１（例えば、軸心位置）に固定される被加工物２２（対象物の一例）を加工可能な装置である。具体的には、工作機械２は、工具２１を用いて、回転体２３の回転面２３１に固定されて回転する被加工物２２を加工可能に構成される。ここで、回転体２３の軸心方向と、被加工物２２の重心位置とが重ならない場合、回転体２３には、回転のアンバランスが発生する。回転のアンバランスに起因して、例えば、振動の発生、位相の偏差、又はモータ電流の揺動等が回転体２３に発生する。
第２実施形態に係る制御装置１は、図６に示すように、適正な回転バランスと判断し得るしきい値を設定するしきい値設定部１６をさらに備える点で、第１実施形態と異なる。また、第２実施形態に係る制御装置１は、設定されたしきい値を格納するしきい値格納部１７をさらに備える点で、第１実施形態と異なる。また、第２実施形態に係る制御装置１は、判断部１４が、設定されたしきい値に基づいて取得された物理量で示される回転バランスの適否を判断する点で、第１実施形態と異なる。また、第２実施形態に係る制御装置１は、出力部１５が、判断された回転バランスの適否を出力する点で、第１実施形態と異なる。
［第３実施形態］
次に、本開示の第３実施形態に係る制御装置１、工作システム１００、及びプログラムについて、図８及び図９を参照して説明する。第３実施形態の説明にあたって、前述の実施形態と同一の構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
第３実施形態に係る制御装置１、工作システム１００、及びプログラムは、配置される調整具２４の重さを決定するものである。すなわち、第３実施形態に係る制御装置１、工作システム１００、及びプログラムは、回転体２３の振動の大きさを所定以下に抑える重さに調整具２４を設定することで、出力部１５によって出力（表示）可能な物理量を超えないように重さを決定するものである。第３実施形態に係る制御装置１、工作システム１００、及びプログラムの動作は、第１及び第２実施形態の被加工物２２の配置の直後に実施される。
１ 制御装置
２ 工作機械
１１ 物理量取得部
１３ 比較部
１４ 判断部
１５ 出力部
１６ しきい値設定部
１９ 重さ決定部
２２ 被加工物（対象物）
２３ 回転体
２４ 調整具
２５ 駆動部
１００ 工作システム

Claims (8)

  1. 対象物を固定した状態で所定の軸心周りに回転可能な回転体であって、回転バランスを調整可能な調整具が配置され得る回転体と、前記回転体を回転させる駆動部と、を有する工作機械に対して、前記駆動部の動作を制御するとともに前記回転体の回転バランスをモニタリング可能な制御装置であって、
    前記回転体の回転状態を示す物理量であって、回転バランスの調整に応じて変化する少なくとも１つの物理量を取得する物理量取得部と、
    取得時刻の異なる複数の物理量を比較する比較部と、
    比較結果を出力する出力部と、
    を備える制御装置。
  2. 物理量の変化に基づいて、回転バランスの調整の適否を判断する判断部をさらに備え、
    前記出力部は、判断結果を出力する請求項１に記載の制御装置。
  3. 適正な回転バランスと判断し得る物理量のしきい値を設定するしきい値設定部をさらに備え、
    前記判断部は、設定されたしきい値に基づいて取得された物理量で示される回転バランスの適否を判断し、
    前記出力部は、判断された回転バランスの適否を出力する請求項２に記載の制御装置。
  4. 前記調整具の重さを決定する重さ決定部をさらに備え、
    前記判断部は、所定の重さの前記調整具の配置によって発生するアンバランスとなる位相を特定し、
    前記重さ決定部は、特定された位相における前記回転体の振動の大きさを所定値以下とするように前記調整具の重さを決定する請求項２又は３に記載の制御装置。
  5. 前記判断部は、前記調整具の配置の変更及び前記駆動部による駆動の変化に基づいて得られる物理量の変化に基づいてアンバランスとなる位相を特定し、
    前記重さ決定部は、重さが異なる前記調整具が前記回転体へ配置されることにより、特定されたアンバランスな位相における前記調整具の重さを決定する請求項４に記載の制御装置。
  6. 特定されたアンバランスとなる位相に応じて、前記調整具の配置を変更させる変更制御部をさらに備える請求項４又は５に記載の制御装置。
  7. 対象物を固定した状態で所定の軸心周りに回転可能な回転体であって、回転バランスを調整可能な調整具が配置され得る回転体と、前記回転体を回転させる駆動部と、を有する工作機械と、
    請求項１から６のいずれかに記載の制御装置と、
    を備える工作システム。
  8. 対象物を固定した状態で所定の軸心周りに回転可能な回転体であって、回転バランスを調整可能な調整具が配置され得る回転体と、前記回転体を回転させる駆動部と、を有する工作機械に対して、前記駆動部の動作を制御するとともに前記回転体の回転バランスをモニタリング可能な制御装置としてコンピュータを機能させるプログラムであって、
    コンピュータを、
    前記回転体の回転状態を示す物理量であって、回転バランスの調整に応じて変化する少なくとも１つの物理量を取得する物理量取得部、
    取得時刻の異なる複数の物理量を比較して、物理量の変位を判断する判断部、
    判断結果を出力する出力部、
    として機能させるプログラム。
JP2019231924A 2019-12-23 2019-12-23 制御装置、工作システム、及びプログラム Pending JP2021099731A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019231924A JP2021099731A (ja) 2019-12-23 2019-12-23 制御装置、工作システム、及びプログラム
US17/102,844 US11480938B2 (en) 2019-12-23 2020-11-24 Control device, machining system, and recording medium encoded with program
DE102020007343.3A DE102020007343A1 (de) 2019-12-23 2020-12-02 Steuervorrichtung, bearbeitungssystem und programm
CN202011521017.3A CN113093644A (zh) 2019-12-23 2020-12-21 控制装置、工作系统以及记录有程序的记录介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019231924A JP2021099731A (ja) 2019-12-23 2019-12-23 制御装置、工作システム、及びプログラム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2021099731A true JP2021099731A (ja) 2021-07-01

Family

ID=76206419

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019231924A Pending JP2021099731A (ja) 2019-12-23 2019-12-23 制御装置、工作システム、及びプログラム

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11480938B2 (ja)
JP (1) JP2021099731A (ja)
CN (1) CN113093644A (ja)
DE (1) DE102020007343A1 (ja)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3534951A1 (de) * 1984-10-09 1986-04-10 Nagase Iron Works Co. Ltd., Mugi Vorrichtung zum detektieren und anzeigen des gleichgewichtszustandes eines drehkoerpers bei einer werkzeugmaschine
JP2899673B2 (ja) * 1988-05-28 1999-06-02 ナガセインテグレックス 回転体のオートバランサー用制御装置
JPH05145651A (ja) 1991-11-19 1993-06-11 Fujita Corp 電話機を利用した在席表示装置
JP4672299B2 (ja) * 2004-07-26 2011-04-20 ヤマザキマザック株式会社 工作機械のバランサ取付角度算出方法、及び工作機械
US20210046600A1 (en) * 2018-03-02 2021-02-18 Big Daishowa Co., Ltd. System for adjusting balance and runout of rotary tool, device for determining the balance and runout, method of adjusting the balance and runout, and tool holder

Also Published As

Publication number Publication date
CN113093644A (zh) 2021-07-09
US11480938B2 (en) 2022-10-25
US20210191358A1 (en) 2021-06-24
DE102020007343A1 (de) 2021-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5291820B2 (ja) 揺動体の揺動制御装置及び工作機械
US20080065257A1 (en) Controlled material removal rate (CMRR) and self-tuning force control in robotic machining process
TWI781353B (zh) 工作機械以及控制裝置
JP2019003646A (ja) 電動機の制御装置
WO2021167014A1 (ja) 工作機械の制御装置
JP2017154202A (ja) エンドミルによる加工方法および加工装置
JP2009064426A (ja) びびりシミュレーション装置、および、びびりシミュレーション方法
JP4115925B2 (ja) 工作機械の制御方法及びその制御装置
JP2011161519A (ja) 工作機械の制御方法および制御装置
JP2021099731A (ja) 制御装置、工作システム、及びプログラム
JP7036786B2 (ja) 数値制御装置、プログラム及び制御方法
JP7444697B2 (ja) 数値制御装置、制御プログラム及び制御方法
JP3686015B2 (ja) オービットボーリングの制御方法
JP5947113B2 (ja) 工作機械を用いた被加工物の加工方法
US11629775B2 (en) Parameter setting method and control apparatus
JP5369718B2 (ja) 工作機械
US11137737B2 (en) Numerical control device, program recording medium and control method
JP2020114615A (ja) 工作機械のメンテナンス支援装置および工作機械システム
JP2010017800A (ja) バリ取り方法及びバリ取り装置
WO2019239594A1 (ja) 数値制御装置
JP6959477B1 (ja) レーザ加工機の制御装置
US20240131647A1 (en) Machine tool controller
CN116194851A (zh) 机床的控制装置
JP2020011366A (ja) 工具振れ調整方法および工作機械
JP7256686B2 (ja) 回転テーブル装置

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201030

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20221021

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20231130

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20231205