JP2524911Y2 - 数値制御装置 - Google Patents
数値制御装置Info
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- JP2524911Y2 JP2524911Y2 JP1990023889U JP2388990U JP2524911Y2 JP 2524911 Y2 JP2524911 Y2 JP 2524911Y2 JP 1990023889 U JP1990023889 U JP 1990023889U JP 2388990 U JP2388990 U JP 2388990U JP 2524911 Y2 JP2524911 Y2 JP 2524911Y2
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Description
本考案は、指令された目標位置に可動軸を位置決めす
るための装置で、特に、可動軸を駆動するサーボモータ
の送り動作中の駆動電流の制限機能を有した数値制御装
置に関する。
るための装置で、特に、可動軸を駆動するサーボモータ
の送り動作中の駆動電流の制限機能を有した数値制御装
置に関する。
従来、数値制御装置により駆動されるサーボモータの
駆動回路には、可動軸のデッドストップによるサーボモ
ータの焼損防止のため、サーボモータの駆動電流を制限
する電流制限回路を有したものがある。そして、この電
流制限回路を数値制御装置のNCプログラムにより作動さ
せて、電流制限モードで可動軸の送りを制御するように
した装置が存在する。 上記NCプログラムにより電流制限回路を駆動させる方
法には、可動軸の任意の位置で電流制限モードに切換ら
れるという利点がある。 又、NCプログラムの１つのデータブロックによる送り
指令中、任意の位置にて電流制限モードに切換えること
ができるものも知られている。
駆動回路には、可動軸のデッドストップによるサーボモ
ータの焼損防止のため、サーボモータの駆動電流を制限
する電流制限回路を有したものがある。そして、この電
流制限回路を数値制御装置のNCプログラムにより作動さ
せて、電流制限モードで可動軸の送りを制御するように
した装置が存在する。 上記NCプログラムにより電流制限回路を駆動させる方
法には、可動軸の任意の位置で電流制限モードに切換ら
れるという利点がある。 又、NCプログラムの１つのデータブロックによる送り
指令中、任意の位置にて電流制限モードに切換えること
ができるものも知られている。
ここで、可動軸が１軸である所謂Ｘテーブル等を利用
して工具を移動させ、工作物との相対位置を変化させて
所定の寸法に加工するような数値制御装置を用いた工作
機械の主軸台の送り制御装置においては、高精度に加工
されたボールねじ等の送りねじを用いて高度な組立て技
術にて構成されたものを使用しないと、工作物に所定の
寸法の穴明け等の加工をすることができない。 ところが、高精度に加工された送りねじは極端に高価
であり、高度な組立て技術を施すことはコストアップの
要因となる。従って、普通精度の送りねじを用い、高度
な組立て技術を施すことなく、安価な装置にて工作物に
所定の寸法の穴明け等の加工を行いたいという要求があ
る。 上述の要求を満足させるためには、可動軸に対してデ
ッドストップとなるように可動軸にて移動される工具台
をストッパに押し当て、工具台に配設された工具と工作
物との相対位置を規制し、工作物の加工精度を得るよう
にしている。 そして、可動軸の送りが所定の位置に達すると電流制
限モードで可動軸の送りを制御するようにした前述の数
値制御装置においては、可動軸のデッドストップにおけ
るサーボモータの焼損は防止されるが、所定の位置で切
削抵抗が電流制限値を越えていると可動軸の送りがその
位置で直ちに停止してしまうことになる。このような場
合には、その後、数値制御装置からサーボモータに駆動
電流の供給が行われても可動軸の停止状態が続き、結
果、デッドストップに到達しないまま加工が終了し、即
ち、工作物においては、加工不足が生じたまま加工完了
となってしまうという不都合が起こることになる。 本考案は、上記の課題を解決するために成されたもの
であり、その目的とするところは、加工不足の工作物が
良品に混入することを防止して、加工不足で不良の工作
物については加工途中で知ることができるようにした数
値制御装置を提供することである。
して工具を移動させ、工作物との相対位置を変化させて
所定の寸法に加工するような数値制御装置を用いた工作
機械の主軸台の送り制御装置においては、高精度に加工
されたボールねじ等の送りねじを用いて高度な組立て技
術にて構成されたものを使用しないと、工作物に所定の
寸法の穴明け等の加工をすることができない。 ところが、高精度に加工された送りねじは極端に高価
であり、高度な組立て技術を施すことはコストアップの
要因となる。従って、普通精度の送りねじを用い、高度
な組立て技術を施すことなく、安価な装置にて工作物に
所定の寸法の穴明け等の加工を行いたいという要求があ
る。 上述の要求を満足させるためには、可動軸に対してデ
ッドストップとなるように可動軸にて移動される工具台
をストッパに押し当て、工具台に配設された工具と工作
物との相対位置を規制し、工作物の加工精度を得るよう
にしている。 そして、可動軸の送りが所定の位置に達すると電流制
限モードで可動軸の送りを制御するようにした前述の数
値制御装置においては、可動軸のデッドストップにおけ
るサーボモータの焼損は防止されるが、所定の位置で切
削抵抗が電流制限値を越えていると可動軸の送りがその
位置で直ちに停止してしまうことになる。このような場
合には、その後、数値制御装置からサーボモータに駆動
電流の供給が行われても可動軸の停止状態が続き、結
果、デッドストップに到達しないまま加工が終了し、即
ち、工作物においては、加工不足が生じたまま加工完了
となってしまうという不都合が起こることになる。 本考案は、上記の課題を解決するために成されたもの
であり、その目的とするところは、加工不足の工作物が
良品に混入することを防止して、加工不足で不良の工作
物については加工途中で知ることができるようにした数
値制御装置を提供することである。
上記課題を解決するための考案の構成は、第８図にそ
の概念を示したように、可動軸を駆動するサーボモータ
の駆動電流を制限する電流制限回路を備え、NCプログラ
ムにより指令された指令位置に可動軸を位置決めする数
値制御装置において、最終到達位置の手前の電流制限回
路を作動する第１の位置で前記サーボモータを電流制限
モードで駆動することを指令する電流制限モード指令手
段A1と、可動軸の現在位置を検出する現在位置検出手段
A2と、電流制限モード指令手段A1によりモード設定され
たNCプログラムの１つのNCデータブロックによる可動軸
の送り制御中に、現在位置検出手段A2により検出された
可動軸の現在位置が、電流制限モード指令手段A1で指令
された第１の位置を通過したことを判定する判定手段A3
と、判定手段A3により、通過と判定された場合には、電
流制限回路を作動させてサーボモータを電流制限モード
で制御する電流制限モード実行手段A4と、可動軸の現在
位置が電流制限モード指令手段A1で指令された第１の位
置を通過した後、第１の位置からやや先の最終到達位置
の手前で第１の位置から所定の時間内に第２の位置を通
過したことを判定する通過チェック位置判定手段A5と、
電流制限モード実行手段A4により電流制限モードにて可
動軸の送り制御中に、通過チェック位置判定手段A5にて
第２の位置の通過が所定の時間内に確認されない時のみ
可動軸の送りが最終到達位置に到達できないと判定する
到達位置判定手段A6と、到達位置判定手段A6により、可
動軸の送りが最終到達位置に到達できないと判定した場
合に、到達できないことを報知する報知手段A7とを備え
たことを特徴とする。
の概念を示したように、可動軸を駆動するサーボモータ
の駆動電流を制限する電流制限回路を備え、NCプログラ
ムにより指令された指令位置に可動軸を位置決めする数
値制御装置において、最終到達位置の手前の電流制限回
路を作動する第１の位置で前記サーボモータを電流制限
モードで駆動することを指令する電流制限モード指令手
段A1と、可動軸の現在位置を検出する現在位置検出手段
A2と、電流制限モード指令手段A1によりモード設定され
たNCプログラムの１つのNCデータブロックによる可動軸
の送り制御中に、現在位置検出手段A2により検出された
可動軸の現在位置が、電流制限モード指令手段A1で指令
された第１の位置を通過したことを判定する判定手段A3
と、判定手段A3により、通過と判定された場合には、電
流制限回路を作動させてサーボモータを電流制限モード
で制御する電流制限モード実行手段A4と、可動軸の現在
位置が電流制限モード指令手段A1で指令された第１の位
置を通過した後、第１の位置からやや先の最終到達位置
の手前で第１の位置から所定の時間内に第２の位置を通
過したことを判定する通過チェック位置判定手段A5と、
電流制限モード実行手段A4により電流制限モードにて可
動軸の送り制御中に、通過チェック位置判定手段A5にて
第２の位置の通過が所定の時間内に確認されない時のみ
可動軸の送りが最終到達位置に到達できないと判定する
到達位置判定手段A6と、到達位置判定手段A6により、可
動軸の送りが最終到達位置に到達できないと判定した場
合に、到達できないことを報知する報知手段A7とを備え
たことを特徴とする。
電流制限モード指令手段A1により最終到達位置の手前
の電流制限回路を動作させる第１の位置でサーボモータ
を電流制限モードで駆動することが指令される。 次に、判定手段A3により、電流制限モード指令手段A1
によりモード設定されたNCプログラムの１つのNCデータ
ブロックによる可動軸の送り制御中に、現在位置検出手
段A2により検出された可動軸の現在位置が、電流制限モ
ード指令手段A1で指令された第１の位置を通過したこと
が判定される。 そして、判定手段A3による判定が通過の時には、電流
制限モード実行手段A4により、電流制限回路を作動させ
てサーボモータが電流制限モードで制御される。 又、通過チェック位置判定手段A5により、可動軸の現
在位置が第１の位置を通過した後、第１の位置からやや
先の最終到達位置の手前で第１の位置から所定の時間内
に第２の位置を通過したことが判定される。 到達位置判定手段A6により、電流制限モードにて可動
軸の送り制御中に、第２の位置の通過が所定の時間内に
確認されない時のみ可動軸の送りが最終到達位置に到達
できないと判定される。そして、その場合には、報知手
段A7により、可動軸を最終到達位置に到達できない旨の
報知が成される。
の電流制限回路を動作させる第１の位置でサーボモータ
を電流制限モードで駆動することが指令される。 次に、判定手段A3により、電流制限モード指令手段A1
によりモード設定されたNCプログラムの１つのNCデータ
ブロックによる可動軸の送り制御中に、現在位置検出手
段A2により検出された可動軸の現在位置が、電流制限モ
ード指令手段A1で指令された第１の位置を通過したこと
が判定される。 そして、判定手段A3による判定が通過の時には、電流
制限モード実行手段A4により、電流制限回路を作動させ
てサーボモータが電流制限モードで制御される。 又、通過チェック位置判定手段A5により、可動軸の現
在位置が第１の位置を通過した後、第１の位置からやや
先の最終到達位置の手前で第１の位置から所定の時間内
に第２の位置を通過したことが判定される。 到達位置判定手段A6により、電流制限モードにて可動
軸の送り制御中に、第２の位置の通過が所定の時間内に
確認されない時のみ可動軸の送りが最終到達位置に到達
できないと判定される。そして、その場合には、報知手
段A7により、可動軸を最終到達位置に到達できない旨の
報知が成される。
以下、本考案を具体的な実施例に基づいて説明する。 第１図は、本考案に係る数値制御装置を用いた主軸台
送り装置の構成を示したブロックダイヤグラムであり、
第２図はその主軸台送り装置を用いた工作機械の構成図
である。 第１図において、Ａは数値制御装置、Ｂは絶対位置検
出装置である。 数値制御装置Ａは、主として、制御演算を行うマイク
ロプロセッサユニット（以下「MPU」と略記する）１と
その制御プログラムを記憶したROM2と速度管理用基準ク
ロックであるリアルタイムクロック（以下「RTC」と略
記する）３とRAM4とから成る。 RAM4内には、NCプログラムが記憶されたNCD領域と電
流制限モードが指令された時に設定される電流制限モー
ドフラグFLGと第１の位置となる電流制限モードに切り
換える位置を設定するモード切換位置レジスタMSRと第
２の位置となる電流制限モードに切り換えられた後の通
過をチェックする位置を設定する通過チェック位置レジ
スタPCRと送り制御における指令目標位置を設定する目
標位置レジスタOPRと送り速度を設定する速度レジスタV
Rと絶対位置検出装置Ｂにより主軸台10の現在の絶対位
置（以下「現在位置」という）が検出される度に、この
値を記憶する現在位置レジスタAPRとが形成されてい
る。 数値制御装置Ａにはその他サーボモータ９の駆動系と
して、MPU6と駆動回路８とが設けられている。 尚、MPU1とMPU6とを接続するインタフェースIF内に
は、上記RAM4に対するバッファ記憶領域５が設けられて
おり、このバッファ記憶領域５を用いてデータの転送・
読み出しが実行される。 数値制御装置ＡのMPU1にて演算された送り制御のため
の位置偏差量がMPU6に入力され、MPU6にて指令速度が演
算され、駆動回路８に出力される。駆動回路８は、この
指令速度に基づく信号を入力してサーボモータ９に駆動
電流を供給して、サーボモータ９を回転させる。 又、MPU6はバッファ記憶領域５にRAM4内のモード切換
位置レジスタMSRから転送されたモード切換位置と絶対
位置演算回路19にて算出された現在位置とが一致した後
においては、駆動回路８からサーボモータ９に供給され
る最大電流を制限する。 又、MPU1にはインタフェースIFを介して、ストアード
プログラム方式のシーケンスコントローラ20とCRT表示
装置22を有するデータ入力装置を構成するキーボード21
とが接続されている。このシーケンスコントローラ20は
数値制御装置ＡにNCプログラムの実行を指令すると共
に、主軸モータ23の回転を制御する。 サーボモータ９の出力軸には主軸台10を移動させるた
めの可動軸である普通精度のボールねじ等の送りねじ11
が機械的に連結されている。従って、可動軸の絶対位置
は、主軸台10の絶対位置にほぼ対応しているものとみな
すことができる。主軸台10は送りねじ11によりベッド24
上を摺動する。又、ベッド24上を摺動するテーブル26上
に工作物25が載置されており、この工作物25は主軸27に
取付けられた工具であるドリル28により穴明け加工され
る。又、駆動回路８とサーボモータ９との間の電流供給
線には、サーボモータ９の負荷電流を検出して駆動回路
８に加速度フィードバック信号を送出する電流検出器12
が配設されている。 更に、工具28の工作物25に対する最終到達位置を機械
的に設定するために、ベッド24にはストッパ30が配設さ
れ、主軸台10にはそのストッパ30に対向した当接部31が
一体的に配設され、デッドストップを構成している。 絶対位置検出装置Ｂは、主として、サーボモータ９の
出力軸に機械的に結合している第１のレゾルバ13と、減
速機構14を介して第１のレゾルバ13に結合している第２
のレゾルバ15と、レゾルバ励磁回路16と、第１のレゾル
バ13の位相角を検出する第１位相比較回路17と、第２の
レゾルバ15の位相角を検出する第２位相比較回路18と、
その両者の出力から主軸台10の絶対位置を演算する絶対
位置演算回路19とから成る。第１のレゾルバ13は送りね
じ11が１回転するとその入力軸が１回転し、そして、第
２のレゾルバ15は主軸台10が移動範囲の端ら端まで移動
する間にその入力軸が１回転するように構成されてい
る。レゾルバの出力電圧と励磁電圧との位相差は、その
入力軸の回転角度に対応して変化する。第１の位相比較
回路17は、第１のレゾルバ13の出力電圧の励磁電圧に対
する位相差をカウンタによりカウントしてディジタル値
に変換して絶対位置演算回路19に出力する。同様に第２
の位相比較回路18は、第２のレゾルバ15の出力電圧の励
磁電圧に対する位相差をディジタル値に変換して絶対位
置演算回路19に出力する。絶対位置演算回路19は、両位
相比較回路17,18から位相データを入力し、主軸台10の
絶対位置を演算して、インタフェースIFを介してMPU6に
出力している。 次に、本実施例装置に使用されているMPU1の処理手順
を示した第３図，第４図及び第５図のフローチャートに
基づいて説明する。 尚、NCプログラムは第６図のように与えられており、
そのプログラムにより第７図のように送り制御が行われ
る。 先ず、ステップ100でNCプログラムの読み出し番号Ｉ
が初期値１に設定される。次にステップ102に移行し
て、NCプログラムから第Ｉ番目のデータブロックが読み
出され、ステップ104に移行する。ステップ104では、ス
テップ102で読み出されたデータブロックがG9コードで
ありデータエンドコードであるか否かが判定される。ス
テップ104でG9コードと判定されると、本プログラムを
終了する。 又、ステップ102で読み出されたデータブロックがG9
コードでない場合には、ステップ106に移行し、G0コー
ドであり早送りコード又はG1コードであり切削送りコー
ドか否かが判定される。ステップ102で読み出されたデ
ータブロックがG0コード又はG1コードと判定された場合
には、ステップ108に移行し、読み出されたデータブロ
ックのＸコードから位置決めの目標位置がRAM4の目標位
置レジスタOPRに設定され、読み出されたデータブロッ
クのＦコードから送り速度がRAM4の速度レジスタVRに設
定される。 次にステップ110に移行して、次の、即ち、第（Ｉ＋
１）番目のデータブロックにG5コードであり電流制限オ
ンコードがあるか否かが判定される。G5コードがある場
合には、電流制限モード指令手段を達成するステップ11
2に移行し、RAM4の電流制限モードフラグFLGをオンに設
定し、ステップ114に移行し、Ｘコードから電流制限モ
ードに切換える位置をRAM4のモード切換位置レジスタMS
Rに設定する。そして、ステップ116に移行し、Ａコード
から通過チェックを判定する通過チェック位置をRAM4の
通過チェック位置レジスタPCRに設定した後、ステップ1
18に移行し、送り制御プログラムを実行する。 一方、ステップ110で第（Ｉ＋１）番目のデータブロ
ックにG5コードがないと判定された場合には、ステップ
120に移行し、第（Ｉ＋１）番目のデータブロックにG6
コードであり電流制限オフコードがあるか否かが判定さ
れる。G6コードがあると判定された場合には、ステップ
122に移行し、RAM4の電流制限モードフラグFLGがオフに
設定された後、上述のステップ118に移行し、送り制御
プログラムを実行する。 又、ステップ120でG6コードがないと判定された場合
には、電流制限モードフラグFLGの操作を行うことな
く、ステップ118の送り制御プログラムを実行する。 ステップ118で、後述する送り制御プログラムの実行
が終了すると、ステップ126に移行し、NCプログラムの
読み出し番号Ｉが１だけ加算され、ステップ102に戻
り、上述と同様に、以下の処理が繰り返される。 尚、ステップ106において、G0コード又はG1コード以
外のコードを判別した時は、ステップ124に移行し、そ
のコードに応じたその他の処理が実行された後、上述の
ステップ126に移行し、以下の処理が繰り返される。 次に、上述のステップ118で起動される送り制御プロ
グラムについて説明する。 先ず、第４図の初期セットプログラムが起動される。 ステップ200でRAM4の目標位置レジスタOPRから目標位
置ＭとRAM4の現在位置レジスタAPRから現在位置Ｒが読
み出される。 次にステップ202に移行して、目標位置Ｍと現在位置
Ｒの偏差が演算され、その値は初期残移動量L0として記
憶される。 このように、初期残移動量L0が初期設定された後、MP
U1は一定時間毎に、絶対位置演算回路19にて算出されバ
ッファ記憶領域５に転送された現在位置を読み込み、第
５図のプログラムを実行する。 ステップ300で絶対位置演算回路19にて演算されバッ
ファ記憶領域５に記憶された絶対位置は主軸台10の現在
位置ＲとしてRAM4内の現在位置レジスタAPRに記憶され
る。 次にステップ302に移行して、電流制限モードフラグF
LGがオンに設定されているか否かが判定される。電流制
限モードフラグFLGがオンに設定されている場合には、
判定手段であるステップ304に移行し、現在位置レジス
タAPRに記憶されている現在位置Ｒがモード切換位置レ
ジスタMSRに記憶されているモード切換位置Ｐ以上とな
っているか否かが判定される。判定結果がYESの場合に
は、主軸台10の現在位置Ｒがモード切換位置Ｐに達した
ことを意味しており、この場合には電流制限モード実行
手段を達成するステップ306に移行し、電流制限オン信
号がMPU6に出力され、送りモードは電流制限モードとな
り駆動回路８を介してサーボモータ９に供給される駆動
電流の最大値が制限される。 次にステップ308に移行して、現在位置Ｒがモード切
換位置Ｐに等しいか否かが判定される。現在位置Ｒとモ
ード切換位置Ｐとが等しい、即ち、現在位置Ｒがモード
切換位置Ｐに達した瞬間のみ判定はYESでステップ310に
移行し、その他の場合では判定はNOでステップ314に移
行する。 ステップ310では現在位置Ｒがモード切換位置Ｐに達
した後、通過チェック位置Ｃの通過が期待できる所定の
時間が設定されたタイマＴが起動される。 又、ステップ304の判定結果がNOの場合には、主軸台1
0の現在位置Ｒはモード切換位置Ｐを未だ越えていない
ので、電流制限オン信号を出力することなく、ステップ
314に移行する。 又、ステップ302で電流制限モードフラグFLGがオンに
設定されていないと判定された場合には、ステップ312
に移行し、電流制限オフ信号がMPU6に出力され、送りモ
ードは電流制限モードが解除され、ステップ314に移行
する。 ステップ314ではタイマＴがタイムアップしているか
否かが判定される。タイマＴがタイムアップしている場
合には、通常チェック位置判定手段及び到達位置判定手
段を達成するステップ316に移行し、現在位置Ｒが通過
チェック位置Ｃ以上となっているか否かが判定される。
ここで、現在位置Ｒがモード切換位置Ｐに達した時にス
テップ310で起動されたタイマＴがタイムアップしたに
も拘わらず、ステップ316で現在位置Ｒが通過チェック
位置Ｃ未満の場合には、報知手段を達成するステップ31
8に移行し、例えば、異常警告をCRT表示装置22の表示画
面上に出力して、本プログラムを終了する。 ステップ314でタイマＴがタイムアップしていない或
いはステップ316で現在位置Ｒが通過チェック位置Ｃ以
上となっている場合には、ステップ320に移行する。 ステップ320では目標位置レジスタOPRから目標位置Ｍ
が読み出され、ステップ322に移行し、目標位置Ｍから
現在位置Ｒが減算されて実残移動量RLが算出される。 次にステップ324に移行して、実残移動量RLが零か否
かが判定される。実残移動量RLが零でない場合には、ス
テップ326に移行し、目標位置Ｍまでの経路を補間して
得られた制御目標位置の目標位置Ｍに対する残移動量
（以下、この残移動量を「理論残移動量」という）ILが
算定される。この時、経路補間により得られた制御目標
位置は、目標位置Ｍと指令速度とから、スローアップ・
スローダウン等の処理を行って発生される。 次にステップ328に移行して、実残移動量RLの理論残
移動量ILに対する偏差ΔＬが演算され、その偏差ΔＬは
ステップ330でMPU6に出力され、MPU6にて偏差ΔＬに応
じた指令速度Vcが演算され、その指令速度Vcに基づく駆
動電流が駆動回路８を介してサーボモータ９に出力され
ることにより、サーボモータ９は指令速度で回転され
る。 係る処理は、一定時間毎に、ステップ324において実
残移動量RLが零となるまで繰返し実行される。そして、
実残移動量RLが零となると、ステップ332に移行し、零
の偏差ΔＬがMPU6に出力される。 このようにして、主軸台10は制御タイミングに同期し
て変化する補間された制御目標位置に追随しながら、目
標位置Ｍに向かって位置決めが実行される。 次に、第６図のNCプログラムに沿って処理手順を説明
する。 データブロックN000がステップ102で読み出される
と、G0コードが存在するためステップ106の判定がYESと
なり、ステップ108でそのデータブロックのＸコードと
Ｆコードから目標位置と速度が目標位置レジスタOPRと
速度レジスタVRにそれぞれ設定される。次にデータブロ
ックN001にはG5コード或いはG6コードが存在しないた
め、ステップ110及びステップ120の判定は共にN0であり
電流制限モードにすることなく、ステップ118移行し、
送り制御プログラムが実行され、第７図に示したよう
に、主軸台10は早送りされる。 同様に、次のデータブロックN001が読み出され実行さ
れると、次のデータブロックN002にはG5コードが存在す
るため、ステップ110の判定結果がYESとなり、ステップ
112で電流制限モードフラグFLGがオンに設定され、ステ
ップ114でモード切換位置レジスタMSRにＸコードにより
指定されたモード切換位置Ｐが設定され、更に、ステッ
プ116で通過チェック位置レジスタPCRにＡコードにより
指定された通過チェック位置Ｃが指定された後、ステッ
プ118で送り制御プログラムが実行される。 この結果、第７図に示したように、切削送りが行わ
れ、その切削送り工程中に主軸台10がモード切換位置Ｐ
を通過すると電流制限オン信号がMPU6に出力され、駆動
回路８を介して電流制限モードによるサーボモータ９の
駆動が実行される。 そして、電流制限モードによりサーボモータ９の駆動
が実行され、現在位置Ｒが通過チェック位置Ｃを通過す
るか否かが判定される。この通過チェック位置Ｃは、デ
ッドストップを構成するベッド24に配設されたストッパ
30と主軸台10に一体的に配設された当接部31とから決定
される位置から送りねじ11の精度誤差等を充分吸収でき
ると考えられる手前の位置に設定され、モード切換位置
Ｐのやや先の例えば、最大許容寸法にあたる位置に設定
されている。 ここで、前述したように、切削抵抗が電流制限値を越
えていると、モータ送りは電流制限モードとなった瞬間
に停止する。 従って、現在位置Ｒが通過チェック位置Ｃを通過すれ
ば、工作物25に加工不足が生じることなく、デッドスト
ップとなるストッパ30の位置までの移動が行われ、工作
物25は最終到達位置までの加工が完了されたと見なすこ
とができる。 次に、次のデータブロックN002が読み出されるがステ
ップ124を通り無処理でステップ102に戻り、次のデータ
ブロックN003が読み出される。データブロックN003には
G0コードが存在するため、ステップ108で目標位置と速
度の設定がなされるが、次のデータブロックN004にはG6
コードが存在するため、ステップ120の判定結果がYESと
なり、ステップ122に移行して電流制限モードフラグFLG
がオフに設定され、ステップ118で送り制御プログラム
が実行される。 その結果、第７図に示したように、主軸台10は電流制
限モードが解除されて早戻し制御される。そして、次の
データブロックN004が読み出されると、ステップ124を
通り無処理でステップ102に戻り、次のデータブロックN
005が読み出されてG9コードによりNCプログラムが終了
する。
送り装置の構成を示したブロックダイヤグラムであり、
第２図はその主軸台送り装置を用いた工作機械の構成図
である。 第１図において、Ａは数値制御装置、Ｂは絶対位置検
出装置である。 数値制御装置Ａは、主として、制御演算を行うマイク
ロプロセッサユニット（以下「MPU」と略記する）１と
その制御プログラムを記憶したROM2と速度管理用基準ク
ロックであるリアルタイムクロック（以下「RTC」と略
記する）３とRAM4とから成る。 RAM4内には、NCプログラムが記憶されたNCD領域と電
流制限モードが指令された時に設定される電流制限モー
ドフラグFLGと第１の位置となる電流制限モードに切り
換える位置を設定するモード切換位置レジスタMSRと第
２の位置となる電流制限モードに切り換えられた後の通
過をチェックする位置を設定する通過チェック位置レジ
スタPCRと送り制御における指令目標位置を設定する目
標位置レジスタOPRと送り速度を設定する速度レジスタV
Rと絶対位置検出装置Ｂにより主軸台10の現在の絶対位
置（以下「現在位置」という）が検出される度に、この
値を記憶する現在位置レジスタAPRとが形成されてい
る。 数値制御装置Ａにはその他サーボモータ９の駆動系と
して、MPU6と駆動回路８とが設けられている。 尚、MPU1とMPU6とを接続するインタフェースIF内に
は、上記RAM4に対するバッファ記憶領域５が設けられて
おり、このバッファ記憶領域５を用いてデータの転送・
読み出しが実行される。 数値制御装置ＡのMPU1にて演算された送り制御のため
の位置偏差量がMPU6に入力され、MPU6にて指令速度が演
算され、駆動回路８に出力される。駆動回路８は、この
指令速度に基づく信号を入力してサーボモータ９に駆動
電流を供給して、サーボモータ９を回転させる。 又、MPU6はバッファ記憶領域５にRAM4内のモード切換
位置レジスタMSRから転送されたモード切換位置と絶対
位置演算回路19にて算出された現在位置とが一致した後
においては、駆動回路８からサーボモータ９に供給され
る最大電流を制限する。 又、MPU1にはインタフェースIFを介して、ストアード
プログラム方式のシーケンスコントローラ20とCRT表示
装置22を有するデータ入力装置を構成するキーボード21
とが接続されている。このシーケンスコントローラ20は
数値制御装置ＡにNCプログラムの実行を指令すると共
に、主軸モータ23の回転を制御する。 サーボモータ９の出力軸には主軸台10を移動させるた
めの可動軸である普通精度のボールねじ等の送りねじ11
が機械的に連結されている。従って、可動軸の絶対位置
は、主軸台10の絶対位置にほぼ対応しているものとみな
すことができる。主軸台10は送りねじ11によりベッド24
上を摺動する。又、ベッド24上を摺動するテーブル26上
に工作物25が載置されており、この工作物25は主軸27に
取付けられた工具であるドリル28により穴明け加工され
る。又、駆動回路８とサーボモータ９との間の電流供給
線には、サーボモータ９の負荷電流を検出して駆動回路
８に加速度フィードバック信号を送出する電流検出器12
が配設されている。 更に、工具28の工作物25に対する最終到達位置を機械
的に設定するために、ベッド24にはストッパ30が配設さ
れ、主軸台10にはそのストッパ30に対向した当接部31が
一体的に配設され、デッドストップを構成している。 絶対位置検出装置Ｂは、主として、サーボモータ９の
出力軸に機械的に結合している第１のレゾルバ13と、減
速機構14を介して第１のレゾルバ13に結合している第２
のレゾルバ15と、レゾルバ励磁回路16と、第１のレゾル
バ13の位相角を検出する第１位相比較回路17と、第２の
レゾルバ15の位相角を検出する第２位相比較回路18と、
その両者の出力から主軸台10の絶対位置を演算する絶対
位置演算回路19とから成る。第１のレゾルバ13は送りね
じ11が１回転するとその入力軸が１回転し、そして、第
２のレゾルバ15は主軸台10が移動範囲の端ら端まで移動
する間にその入力軸が１回転するように構成されてい
る。レゾルバの出力電圧と励磁電圧との位相差は、その
入力軸の回転角度に対応して変化する。第１の位相比較
回路17は、第１のレゾルバ13の出力電圧の励磁電圧に対
する位相差をカウンタによりカウントしてディジタル値
に変換して絶対位置演算回路19に出力する。同様に第２
の位相比較回路18は、第２のレゾルバ15の出力電圧の励
磁電圧に対する位相差をディジタル値に変換して絶対位
置演算回路19に出力する。絶対位置演算回路19は、両位
相比較回路17,18から位相データを入力し、主軸台10の
絶対位置を演算して、インタフェースIFを介してMPU6に
出力している。 次に、本実施例装置に使用されているMPU1の処理手順
を示した第３図，第４図及び第５図のフローチャートに
基づいて説明する。 尚、NCプログラムは第６図のように与えられており、
そのプログラムにより第７図のように送り制御が行われ
る。 先ず、ステップ100でNCプログラムの読み出し番号Ｉ
が初期値１に設定される。次にステップ102に移行し
て、NCプログラムから第Ｉ番目のデータブロックが読み
出され、ステップ104に移行する。ステップ104では、ス
テップ102で読み出されたデータブロックがG9コードで
ありデータエンドコードであるか否かが判定される。ス
テップ104でG9コードと判定されると、本プログラムを
終了する。 又、ステップ102で読み出されたデータブロックがG9
コードでない場合には、ステップ106に移行し、G0コー
ドであり早送りコード又はG1コードであり切削送りコー
ドか否かが判定される。ステップ102で読み出されたデ
ータブロックがG0コード又はG1コードと判定された場合
には、ステップ108に移行し、読み出されたデータブロ
ックのＸコードから位置決めの目標位置がRAM4の目標位
置レジスタOPRに設定され、読み出されたデータブロッ
クのＦコードから送り速度がRAM4の速度レジスタVRに設
定される。 次にステップ110に移行して、次の、即ち、第（Ｉ＋
１）番目のデータブロックにG5コードであり電流制限オ
ンコードがあるか否かが判定される。G5コードがある場
合には、電流制限モード指令手段を達成するステップ11
2に移行し、RAM4の電流制限モードフラグFLGをオンに設
定し、ステップ114に移行し、Ｘコードから電流制限モ
ードに切換える位置をRAM4のモード切換位置レジスタMS
Rに設定する。そして、ステップ116に移行し、Ａコード
から通過チェックを判定する通過チェック位置をRAM4の
通過チェック位置レジスタPCRに設定した後、ステップ1
18に移行し、送り制御プログラムを実行する。 一方、ステップ110で第（Ｉ＋１）番目のデータブロ
ックにG5コードがないと判定された場合には、ステップ
120に移行し、第（Ｉ＋１）番目のデータブロックにG6
コードであり電流制限オフコードがあるか否かが判定さ
れる。G6コードがあると判定された場合には、ステップ
122に移行し、RAM4の電流制限モードフラグFLGがオフに
設定された後、上述のステップ118に移行し、送り制御
プログラムを実行する。 又、ステップ120でG6コードがないと判定された場合
には、電流制限モードフラグFLGの操作を行うことな
く、ステップ118の送り制御プログラムを実行する。 ステップ118で、後述する送り制御プログラムの実行
が終了すると、ステップ126に移行し、NCプログラムの
読み出し番号Ｉが１だけ加算され、ステップ102に戻
り、上述と同様に、以下の処理が繰り返される。 尚、ステップ106において、G0コード又はG1コード以
外のコードを判別した時は、ステップ124に移行し、そ
のコードに応じたその他の処理が実行された後、上述の
ステップ126に移行し、以下の処理が繰り返される。 次に、上述のステップ118で起動される送り制御プロ
グラムについて説明する。 先ず、第４図の初期セットプログラムが起動される。 ステップ200でRAM4の目標位置レジスタOPRから目標位
置ＭとRAM4の現在位置レジスタAPRから現在位置Ｒが読
み出される。 次にステップ202に移行して、目標位置Ｍと現在位置
Ｒの偏差が演算され、その値は初期残移動量L0として記
憶される。 このように、初期残移動量L0が初期設定された後、MP
U1は一定時間毎に、絶対位置演算回路19にて算出されバ
ッファ記憶領域５に転送された現在位置を読み込み、第
５図のプログラムを実行する。 ステップ300で絶対位置演算回路19にて演算されバッ
ファ記憶領域５に記憶された絶対位置は主軸台10の現在
位置ＲとしてRAM4内の現在位置レジスタAPRに記憶され
る。 次にステップ302に移行して、電流制限モードフラグF
LGがオンに設定されているか否かが判定される。電流制
限モードフラグFLGがオンに設定されている場合には、
判定手段であるステップ304に移行し、現在位置レジス
タAPRに記憶されている現在位置Ｒがモード切換位置レ
ジスタMSRに記憶されているモード切換位置Ｐ以上とな
っているか否かが判定される。判定結果がYESの場合に
は、主軸台10の現在位置Ｒがモード切換位置Ｐに達した
ことを意味しており、この場合には電流制限モード実行
手段を達成するステップ306に移行し、電流制限オン信
号がMPU6に出力され、送りモードは電流制限モードとな
り駆動回路８を介してサーボモータ９に供給される駆動
電流の最大値が制限される。 次にステップ308に移行して、現在位置Ｒがモード切
換位置Ｐに等しいか否かが判定される。現在位置Ｒとモ
ード切換位置Ｐとが等しい、即ち、現在位置Ｒがモード
切換位置Ｐに達した瞬間のみ判定はYESでステップ310に
移行し、その他の場合では判定はNOでステップ314に移
行する。 ステップ310では現在位置Ｒがモード切換位置Ｐに達
した後、通過チェック位置Ｃの通過が期待できる所定の
時間が設定されたタイマＴが起動される。 又、ステップ304の判定結果がNOの場合には、主軸台1
0の現在位置Ｒはモード切換位置Ｐを未だ越えていない
ので、電流制限オン信号を出力することなく、ステップ
314に移行する。 又、ステップ302で電流制限モードフラグFLGがオンに
設定されていないと判定された場合には、ステップ312
に移行し、電流制限オフ信号がMPU6に出力され、送りモ
ードは電流制限モードが解除され、ステップ314に移行
する。 ステップ314ではタイマＴがタイムアップしているか
否かが判定される。タイマＴがタイムアップしている場
合には、通常チェック位置判定手段及び到達位置判定手
段を達成するステップ316に移行し、現在位置Ｒが通過
チェック位置Ｃ以上となっているか否かが判定される。
ここで、現在位置Ｒがモード切換位置Ｐに達した時にス
テップ310で起動されたタイマＴがタイムアップしたに
も拘わらず、ステップ316で現在位置Ｒが通過チェック
位置Ｃ未満の場合には、報知手段を達成するステップ31
8に移行し、例えば、異常警告をCRT表示装置22の表示画
面上に出力して、本プログラムを終了する。 ステップ314でタイマＴがタイムアップしていない或
いはステップ316で現在位置Ｒが通過チェック位置Ｃ以
上となっている場合には、ステップ320に移行する。 ステップ320では目標位置レジスタOPRから目標位置Ｍ
が読み出され、ステップ322に移行し、目標位置Ｍから
現在位置Ｒが減算されて実残移動量RLが算出される。 次にステップ324に移行して、実残移動量RLが零か否
かが判定される。実残移動量RLが零でない場合には、ス
テップ326に移行し、目標位置Ｍまでの経路を補間して
得られた制御目標位置の目標位置Ｍに対する残移動量
（以下、この残移動量を「理論残移動量」という）ILが
算定される。この時、経路補間により得られた制御目標
位置は、目標位置Ｍと指令速度とから、スローアップ・
スローダウン等の処理を行って発生される。 次にステップ328に移行して、実残移動量RLの理論残
移動量ILに対する偏差ΔＬが演算され、その偏差ΔＬは
ステップ330でMPU6に出力され、MPU6にて偏差ΔＬに応
じた指令速度Vcが演算され、その指令速度Vcに基づく駆
動電流が駆動回路８を介してサーボモータ９に出力され
ることにより、サーボモータ９は指令速度で回転され
る。 係る処理は、一定時間毎に、ステップ324において実
残移動量RLが零となるまで繰返し実行される。そして、
実残移動量RLが零となると、ステップ332に移行し、零
の偏差ΔＬがMPU6に出力される。 このようにして、主軸台10は制御タイミングに同期し
て変化する補間された制御目標位置に追随しながら、目
標位置Ｍに向かって位置決めが実行される。 次に、第６図のNCプログラムに沿って処理手順を説明
する。 データブロックN000がステップ102で読み出される
と、G0コードが存在するためステップ106の判定がYESと
なり、ステップ108でそのデータブロックのＸコードと
Ｆコードから目標位置と速度が目標位置レジスタOPRと
速度レジスタVRにそれぞれ設定される。次にデータブロ
ックN001にはG5コード或いはG6コードが存在しないた
め、ステップ110及びステップ120の判定は共にN0であり
電流制限モードにすることなく、ステップ118移行し、
送り制御プログラムが実行され、第７図に示したよう
に、主軸台10は早送りされる。 同様に、次のデータブロックN001が読み出され実行さ
れると、次のデータブロックN002にはG5コードが存在す
るため、ステップ110の判定結果がYESとなり、ステップ
112で電流制限モードフラグFLGがオンに設定され、ステ
ップ114でモード切換位置レジスタMSRにＸコードにより
指定されたモード切換位置Ｐが設定され、更に、ステッ
プ116で通過チェック位置レジスタPCRにＡコードにより
指定された通過チェック位置Ｃが指定された後、ステッ
プ118で送り制御プログラムが実行される。 この結果、第７図に示したように、切削送りが行わ
れ、その切削送り工程中に主軸台10がモード切換位置Ｐ
を通過すると電流制限オン信号がMPU6に出力され、駆動
回路８を介して電流制限モードによるサーボモータ９の
駆動が実行される。 そして、電流制限モードによりサーボモータ９の駆動
が実行され、現在位置Ｒが通過チェック位置Ｃを通過す
るか否かが判定される。この通過チェック位置Ｃは、デ
ッドストップを構成するベッド24に配設されたストッパ
30と主軸台10に一体的に配設された当接部31とから決定
される位置から送りねじ11の精度誤差等を充分吸収でき
ると考えられる手前の位置に設定され、モード切換位置
Ｐのやや先の例えば、最大許容寸法にあたる位置に設定
されている。 ここで、前述したように、切削抵抗が電流制限値を越
えていると、モータ送りは電流制限モードとなった瞬間
に停止する。 従って、現在位置Ｒが通過チェック位置Ｃを通過すれ
ば、工作物25に加工不足が生じることなく、デッドスト
ップとなるストッパ30の位置までの移動が行われ、工作
物25は最終到達位置までの加工が完了されたと見なすこ
とができる。 次に、次のデータブロックN002が読み出されるがステ
ップ124を通り無処理でステップ102に戻り、次のデータ
ブロックN003が読み出される。データブロックN003には
G0コードが存在するため、ステップ108で目標位置と速
度の設定がなされるが、次のデータブロックN004にはG6
コードが存在するため、ステップ120の判定結果がYESと
なり、ステップ122に移行して電流制限モードフラグFLG
がオフに設定され、ステップ118で送り制御プログラム
が実行される。 その結果、第７図に示したように、主軸台10は電流制
限モードが解除されて早戻し制御される。そして、次の
データブロックN004が読み出されると、ステップ124を
通り無処理でステップ102に戻り、次のデータブロックN
005が読み出されてG9コードによりNCプログラムが終了
する。
本考案は、最終到達位置の手前の電流制限回路を作動
させる第１の位置でサーボモータを電流制限モードで駆
動することを指令する電流制限モード指令手段と、可動
軸の現在位置を検出する現在位置検出手段と、電流制限
モード指令手段によりモード設定されたNCプログラムの
１つのNCデータブロックによる可動軸の送り制御中に、
現在位置検出手段により検出された可動軸の現在位置が
第１の位置を通過したことを判定する判定手段と、通過
と判定された時には、電流制御回路を作動させて可動軸
の送りを電流制限モードとする電流制限モード実行手段
と、第１の位置を通過した後、第１の位置からやや先の
最終到達位置の手前で第１の位置から所定の時間内に第
２の位置の通過を判定する通過チェック位置判定手段
と、電流制限モード実行手段により電流制限モードにて
可動軸の送り制御中に、第２の位置の通過が所定の時間
内に確認されない時のみ可動軸の送りが最終到達位置に
到達できないとする到達位置判定手段と、最終到達位置
に到達できないと判定された場合に、到達できない旨を
報知を行う報知手段とを備えているので、加工不足が生
じた状態の工作物を加工途中にて知ることができ、その
不良である工作物を排除して、次の工程等への持込みが
防止できる。
させる第１の位置でサーボモータを電流制限モードで駆
動することを指令する電流制限モード指令手段と、可動
軸の現在位置を検出する現在位置検出手段と、電流制限
モード指令手段によりモード設定されたNCプログラムの
１つのNCデータブロックによる可動軸の送り制御中に、
現在位置検出手段により検出された可動軸の現在位置が
第１の位置を通過したことを判定する判定手段と、通過
と判定された時には、電流制御回路を作動させて可動軸
の送りを電流制限モードとする電流制限モード実行手段
と、第１の位置を通過した後、第１の位置からやや先の
最終到達位置の手前で第１の位置から所定の時間内に第
２の位置の通過を判定する通過チェック位置判定手段
と、電流制限モード実行手段により電流制限モードにて
可動軸の送り制御中に、第２の位置の通過が所定の時間
内に確認されない時のみ可動軸の送りが最終到達位置に
到達できないとする到達位置判定手段と、最終到達位置
に到達できないと判定された場合に、到達できない旨を
報知を行う報知手段とを備えているので、加工不足が生
じた状態の工作物を加工途中にて知ることができ、その
不良である工作物を排除して、次の工程等への持込みが
防止できる。
第１図は本考案の具体的な一実施例に係る数値制御装置
を用いた主軸台送り装置の構成を示したブロックダイヤ
グラム。第２図はその主軸台送り装置を用いた工作機械
の構成図。第３図，第４図及び第５図は本実施例装置で
使用されているMPU1の処理手順を示したフローチャー
ト。第６図はNCプログラムの一例を示した説明図。第７
図はそのNCプログラムによる送り制御工程を示した説明
図。第８図は本考案の概念を示したブロックダイヤグラ
ムである。 Ａ……数値制御装置、Ｂ……絶対位置検出装置 1,6……マイクロプロセッサユニット（MPU） ２……ROM,4……RAM,8……駆動回路 ９……サーボモータ、10……主軸台 11……送りねじ、13……第１のレゾルバ 15……第のレゾルバ、19……絶対位置演算回路 20……シーケンスコントローラ 21……キーボード、24……ベッド、25……工作物 30……ストッパ、31……当接部
を用いた主軸台送り装置の構成を示したブロックダイヤ
グラム。第２図はその主軸台送り装置を用いた工作機械
の構成図。第３図，第４図及び第５図は本実施例装置で
使用されているMPU1の処理手順を示したフローチャー
ト。第６図はNCプログラムの一例を示した説明図。第７
図はそのNCプログラムによる送り制御工程を示した説明
図。第８図は本考案の概念を示したブロックダイヤグラ
ムである。 Ａ……数値制御装置、Ｂ……絶対位置検出装置 1,6……マイクロプロセッサユニット（MPU） ２……ROM,4……RAM,8……駆動回路 ９……サーボモータ、10……主軸台 11……送りねじ、13……第１のレゾルバ 15……第のレゾルバ、19……絶対位置演算回路 20……シーケンスコントローラ 21……キーボード、24……ベッド、25……工作物 30……ストッパ、31……当接部
Claims (1)
- 【請求項１】可動軸を駆動するサーボモータの駆動電流
を制限する電流制限回路を備え、NCプログラムにより指
令された指令位置に可動軸を位置決めする数値制御装置
において、 最終到達位置の手前の前記電流制限回路を作動させる第
１の位置で前記サーボモータを電流制限モードで駆動す
ることを指令する電流制限モード指令手段と、 前記可動軸の現在位置を検出する現在位置検出手段と、 前記電流制限モード指令手段によりモード設定された前
記NCプログラムの１つのNCデータブロックによる前記可
動軸の送り制御中に、前記現在位置検出手段により検出
された前記可動軸の現在位置が、前記電流制限モード指
令手段で指令された前記第１の位置を通過したことを判
定する判定手段と、 前記判定手段により、通過と判定された場合には、前記
電流制限回路を作動させて前記サーボモータを電流制限
モードで制御する電流制限モード実行手段と、 前記可動軸の現在位置が前記電流制限モード指令手段で
指令された前記第１の位置を通過した後、前記第１の位
置からやや先の前記最終到達位置の手前で前記第１の位
置から所定の時間内に第２の位置を通過したことを判定
する通過チェック位置判定手段と、 前記電流制限モード実行手段により電流制限モードにて
前記可動軸の送り制御中に、前記通過チェック位置判定
手段にて前記第２の位置の通過が前記所定の時間内に確
認されない時のみ前記可動軸の送りが前記最終到達位置
に到達できないと判定する到達位置判定手段と、 前記到達位置判定手段により、前記可動軸の送りが前記
最終到達位置に到達できないと判定した場合に、到達で
きないことを報知する報知手段と、 を備えたことを特徴とする数値制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990023889U JP2524911Y2 (ja) | 1990-03-09 | 1990-03-09 | 数値制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990023889U JP2524911Y2 (ja) | 1990-03-09 | 1990-03-09 | 数値制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03116407U JPH03116407U (ja) | 1991-12-03 |
| JP2524911Y2 true JP2524911Y2 (ja) | 1997-02-05 |
Family
ID=31526869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1990023889U Expired - Fee Related JP2524911Y2 (ja) | 1990-03-09 | 1990-03-09 | 数値制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2524911Y2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53139075A (en) * | 1977-05-10 | 1978-12-05 | Toshiba Corp | Protection method of automatic positioning control |
| JP2504973B2 (ja) * | 1986-12-22 | 1996-06-05 | 豊田工機株式会社 | 数値制御装置 |
-
1990
- 1990-03-09 JP JP1990023889U patent/JP2524911Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03116407U (ja) | 1991-12-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |