JP2609156B2 - 位相同期回転制御方式 - Google Patents
位相同期回転制御方式Info
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、２つの主軸を有する工作機械（旋盤等）に
おける同期制御方式に関する。
おける同期制御方式に関する。
従来の技術 ２つの主軸を有する工作機械はすでに公知である。こ
れらの工作機械において、２つの主軸を同期速度で回転
させる制御は従来から行われている。特に、旋盤等にお
いて、能率良くワークを加工するために、ワークを把持
している一方の主軸から他方の主軸にワークを渡し、他
方の主軸でワークを把持させるような場合、２つの主軸
を同期させて同一速度で回転させる制御方法が採用され
ている。
れらの工作機械において、２つの主軸を同期速度で回転
させる制御は従来から行われている。特に、旋盤等にお
いて、能率良くワークを加工するために、ワークを把持
している一方の主軸から他方の主軸にワークを渡し、他
方の主軸でワークを把持させるような場合、２つの主軸
を同期させて同一速度で回転させる制御方法が採用され
ている。
発明が解決しようとする課題 ２つの主軸を有する工作機械における従来の２つの主
軸の同期制御方法においては、２つの主軸に同じ速度指
令を与え、２つの主軸が同一速度で回転するように制御
が行われているが、２つの主軸の位相、即ち回転角をも
同一とする制御方法はなかった。
軸の同期制御方法においては、２つの主軸に同じ速度指
令を与え、２つの主軸が同一速度で回転するように制御
が行われているが、２つの主軸の位相、即ち回転角をも
同一とする制御方法はなかった。
例えば、旋盤等において、ワークを一方の主軸から他
方の主軸に掴み換える場合、２つの主軸の回転速度が同
じでも回転中の異形のワークが掴み換え時に、ワークを
受取る側の把持部等に干渉する場合が生じ、ワークに傷
をつけたり変形させたりする。
方の主軸に掴み換える場合、２つの主軸の回転速度が同
じでも回転中の異形のワークが掴み換え時に、ワークを
受取る側の把持部等に干渉する場合が生じ、ワークに傷
をつけたり変形させたりする。
そこで、本発明の目的は、２つの主軸を有する工作機
械において、２つの主軸の回転速度及び位相をも同期し
て制御する位相同期回転制御方式を提供することにあ
る。
械において、２つの主軸の回転速度及び位相をも同期し
て制御する位相同期回転制御方式を提供することにあ
る。
課題を解決するための手段 本発明は、２つの主軸を有する工作機械において、速
度制御によって２つの主軸を同期回転速度で回転させた
後、同期回転速度に対応する位置偏差量を各主軸の位置
制御のエラーカウンタにセットして、同期回転速度に対
応する移動指令と各主軸のポジションコーダからの位置
信号により位置制御及び速度制御を行い、その後、各主
軸のポジションコーダから出力される位置信号と１回転
信号より各主軸の１回転信号位置からの回転量を求め
て、該回転量を夫々上記エラーカウンタから減算するこ
とによって２つの主軸の位相及び回転速度を同一とす
る。
度制御によって２つの主軸を同期回転速度で回転させた
後、同期回転速度に対応する位置偏差量を各主軸の位置
制御のエラーカウンタにセットして、同期回転速度に対
応する移動指令と各主軸のポジションコーダからの位置
信号により位置制御及び速度制御を行い、その後、各主
軸のポジションコーダから出力される位置信号と１回転
信号より各主軸の１回転信号位置からの回転量を求め
て、該回転量を夫々上記エラーカウンタから減算するこ
とによって２つの主軸の位相及び回転速度を同一とす
る。
特に、上記各回転量を夫々のエラーカウンタから減算
した後、各主軸の１回転信号位置からの回転量を夫々検
出し、検出した各主軸の回転量の差が設定所定範囲内に
達することによって位相同期完了とする。また、主軸モ
ータと主軸と回転比を両主軸とも同一とし（減速比同
一）、かつ、各主軸の位置制御におけるポジションゲイ
ンを同一とすれば、１回転信号位置からの回転量を検出
する代りに各エラーカウンタの値を検出し、この検出し
たエラーカウンタの値の差が設定所定範囲に達したこと
をもって位相同期完了とする。
した後、各主軸の１回転信号位置からの回転量を夫々検
出し、検出した各主軸の回転量の差が設定所定範囲内に
達することによって位相同期完了とする。また、主軸モ
ータと主軸と回転比を両主軸とも同一とし（減速比同
一）、かつ、各主軸の位置制御におけるポジションゲイ
ンを同一とすれば、１回転信号位置からの回転量を検出
する代りに各エラーカウンタの値を検出し、この検出し
たエラーカウンタの値の差が設定所定範囲に達したこと
をもって位相同期完了とする。
作 用 同期回転速度指令を与えて、従来と同様に、速度制御
により２つの主軸を同期回転速度で回転させる。２つの
主軸が同期回転速度になった後、同期回転数相当の位置
偏差量（エラーパルス量）を同期回転速度指令から求め
て、この位置偏差量を各主軸の位置制御のエラーカウン
タにセットし、同期回転速度に対応する移動指令と各主
軸のポジションコーダからの位置信号とにより位置制御
を行う。その後、同期回転速度に対応する移動指令が入
力され、ポジションコーダからの位置信号によってフィ
ードバック制御されるから、２つの主軸は位置制御が行
われながら同一速度で回転することとなる。
により２つの主軸を同期回転速度で回転させる。２つの
主軸が同期回転速度になった後、同期回転数相当の位置
偏差量（エラーパルス量）を同期回転速度指令から求め
て、この位置偏差量を各主軸の位置制御のエラーカウン
タにセットし、同期回転速度に対応する移動指令と各主
軸のポジションコーダからの位置信号とにより位置制御
を行う。その後、同期回転速度に対応する移動指令が入
力され、ポジションコーダからの位置信号によってフィ
ードバック制御されるから、２つの主軸は位置制御が行
われながら同一速度で回転することとなる。
そして、各主軸のポジションコーダからの１回転信号
と位置信号によって各主軸と１回転信号位置からの回転
量即ち回転角を夫々求め、この回転量を位置制御のエラ
ーカウンタから減じれば位置偏差量が変り、各軸は減速
及び加速され、各主軸の位相は同一となり、同一回転速
度で回転することとなる。例えば、一方の主軸の１回転
信号位置からの回転量が200パルスであり、他方の主軸
が150パルスであるとすれば、この回転量が各主軸の位
置制御のエラーカウンタから減じられることにより、一
方の主軸は200パルス分の位置偏差が減少し、その分減
速される。また、他方の主軸は150パルス分の位置偏差
が減少し、その分減速され、両主軸は同位相となる。同
期回転速度に対応する移動指令が各エラーカウンタに入
力されているから、両主軸は同期回転速度に復帰する。
と位置信号によって各主軸と１回転信号位置からの回転
量即ち回転角を夫々求め、この回転量を位置制御のエラ
ーカウンタから減じれば位置偏差量が変り、各軸は減速
及び加速され、各主軸の位相は同一となり、同一回転速
度で回転することとなる。例えば、一方の主軸の１回転
信号位置からの回転量が200パルスであり、他方の主軸
が150パルスであるとすれば、この回転量が各主軸の位
置制御のエラーカウンタから減じられることにより、一
方の主軸は200パルス分の位置偏差が減少し、その分減
速される。また、他方の主軸は150パルス分の位置偏差
が減少し、その分減速され、両主軸は同位相となる。同
期回転速度に対応する移動指令が各エラーカウンタに入
力されているから、両主軸は同期回転速度に復帰する。
また、位相が同期したか否かは、各主軸の１回転信号
位置からの回転量を夫々のエラーカウンタから減じた
後、各主軸の１回転信号からの回転量を順次検出し、検
出回転量の差が設定所定範囲内に達したか否かによって
判断する。両主軸の位相が同期すれば１回転信号位置か
らの回転量が同一となるので、この検出した回転量の差
が設定所定範囲内に入ることによって位相の同期を検出
する。
位置からの回転量を夫々のエラーカウンタから減じた
後、各主軸の１回転信号からの回転量を順次検出し、検
出回転量の差が設定所定範囲内に達したか否かによって
判断する。両主軸の位相が同期すれば１回転信号位置か
らの回転量が同一となるので、この検出した回転量の差
が設定所定範囲内に入ることによって位相の同期を検出
する。
また、各主軸モータと対応する主軸の回転比（ギヤ比
等）が同一で位置制御のポジションゲインを同一とすれ
ば、主軸の１回転信号位置からの回転量をエラーカウン
タから減じた後、エラーカウンタの値が同一となったと
き、位相も同一となったことを意味するから、エラーカ
ウンタの値を順次検出し、両エラーカウンタの値の差が
設定所定範囲内に達したことをもって位相同期を検出す
るようにしてもよい。
等）が同一で位置制御のポジションゲインを同一とすれ
ば、主軸の１回転信号位置からの回転量をエラーカウン
タから減じた後、エラーカウンタの値が同一となったと
き、位相も同一となったことを意味するから、エラーカ
ウンタの値を順次検出し、両エラーカウンタの値の差が
設定所定範囲内に達したことをもって位相同期を検出す
るようにしてもよい。
実施例 第１図は、本発明の一実施例の機能ブロック図であ
る。
る。
第１図中、100は第１の主軸、200は第２の主軸、300
はワークであり、第１図の状態では第１の主軸100のワ
ーク把持部のチャック103に把持されている。101,201は
夫々第1,第２の主軸に取付けられたポジションコーダ、
102,202は第1,第２の主軸の主軸モータであり、ギヤや
ベルト等の伝動手段104,204を介して主軸100,200を駆動
する。
はワークであり、第１図の状態では第１の主軸100のワ
ーク把持部のチャック103に把持されている。101,201は
夫々第1,第２の主軸に取付けられたポジションコーダ、
102,202は第1,第２の主軸の主軸モータであり、ギヤや
ベルト等の伝動手段104,204を介して主軸100,200を駆動
する。
110,210は各主軸の主軸制御回路であり、マイクロプ
ロセッサ等で構成されている。111,211は各主軸制御回
路110,210の速度制御部、112,212は位置制御部であり、
ER1,ER2は夫々の位置偏差を記憶するエラーカウンタで
ある。PPC1,PPC2は夫々ポジションコーダ101,201からの
出力パルスを計数する位置カウンタであり、PSC1,PSC2
はポジションコーダ101,201から１回転信号が出力され
たとき、夫々位置カウンタPPC1,PPC2の値を記憶するラ
ッチ回路、113,213は位置カウンタPPC1,PPC2から夫々ラ
ッチ回路PSC1,PSC2の値を減じて１回転信号位置からの
回転量を算出する手段、114,214は同期回転速度指令か
ら同期回転数相当のエラーパルス（位置偏差量）へ変換
する手段、115,215は同期回転速度指令を移動指令に変
換する手段、116,216は同期回転速度指令から主軸モー
タ102,202への速度指令1,2へ変換する手段である。ま
た、400はNC装置、ａ〜ｈはスイッチを意味する。
ロセッサ等で構成されている。111,211は各主軸制御回
路110,210の速度制御部、112,212は位置制御部であり、
ER1,ER2は夫々の位置偏差を記憶するエラーカウンタで
ある。PPC1,PPC2は夫々ポジションコーダ101,201からの
出力パルスを計数する位置カウンタであり、PSC1,PSC2
はポジションコーダ101,201から１回転信号が出力され
たとき、夫々位置カウンタPPC1,PPC2の値を記憶するラ
ッチ回路、113,213は位置カウンタPPC1,PPC2から夫々ラ
ッチ回路PSC1,PSC2の値を減じて１回転信号位置からの
回転量を算出する手段、114,214は同期回転速度指令か
ら同期回転数相当のエラーパルス（位置偏差量）へ変換
する手段、115,215は同期回転速度指令を移動指令に変
換する手段、116,216は同期回転速度指令から主軸モー
タ102,202への速度指令1,2へ変換する手段である。ま
た、400はNC装置、ａ〜ｈはスイッチを意味する。
各主軸100,200が独立して駆動されているときには、N
C装置400より夫々独立の速度指令が各主軸制御回路110,
210に出力され、スイッチb,hが閉じ、各速度指令は各速
度制御部111,211に入力され、主軸モータ102,202を速度
制御し、伝達手段104,204を介して主軸100,200を回転さ
せる。なお、この状態ではスイッチa,c〜ｇはオフ状態
であり、位置制御部112,212のエラーカウンタER1,ER2は
リセット状態にある。
C装置400より夫々独立の速度指令が各主軸制御回路110,
210に出力され、スイッチb,hが閉じ、各速度指令は各速
度制御部111,211に入力され、主軸モータ102,202を速度
制御し、伝達手段104,204を介して主軸100,200を回転さ
せる。なお、この状態ではスイッチa,c〜ｇはオフ状態
であり、位置制御部112,212のエラーカウンタER1,ER2は
リセット状態にある。
今、第２図に示すように、主軸100,200が異なった回
転速度で回転しているとする。この状態でNC装置400か
ら同期制御指令が出力されると、スイッチｈがオフとな
り、スイッチｇが閉じる。また、NC装置400から同期回
転速度指令が主軸制御回路110,210に与えられると、同
期回転速度指令から速度指令1,2へ変換する手段116,216
によって次の第（１）式の演算を行って速度指令1,2を
夫々スイッチg,bを介して速度制御部111,211に出力す
る。
転速度で回転しているとする。この状態でNC装置400か
ら同期制御指令が出力されると、スイッチｈがオフとな
り、スイッチｇが閉じる。また、NC装置400から同期回
転速度指令が主軸制御回路110,210に与えられると、同
期回転速度指令から速度指令1,2へ変換する手段116,216
によって次の第（１）式の演算を行って速度指令1,2を
夫々スイッチg,bを介して速度制御部111,211に出力す
る。
上記第（１）式において、itp周期は同期回転速度指
令が出力される周期（パルス分配周期）であり、4096と
いう数字は各ポジションコーダ101,201が１回転に出力
するパルス数を意味し、ギヤ比は伝動手段104,204の夫
々のギヤ比を意味する。
令が出力される周期（パルス分配周期）であり、4096と
いう数字は各ポジションコーダ101,201が１回転に出力
するパルス数を意味し、ギヤ比は伝動手段104,204の夫
々のギヤ比を意味する。
上記第（１）式で算出された速度指令1,2のデータ値
は各速度制御部111,211に入力され、主軸モータ102,202
を速度指令1,2に応じた速度で回転させる。そして、伝
動手段104,204を介して主軸100,200を回転させるから、
第（１）式に各伝動手段104,204のギヤ比の逆数が乗じ
られて、主軸100,200は第２図に示すように、同一の同
期回転速度で回転することとなる。
は各速度制御部111,211に入力され、主軸モータ102,202
を速度指令1,2に応じた速度で回転させる。そして、伝
動手段104,204を介して主軸100,200を回転させるから、
第（１）式に各伝動手段104,204のギヤ比の逆数が乗じ
られて、主軸100,200は第２図に示すように、同一の同
期回転速度で回転することとなる。
一方、手段114,214で同期回転速度指令から第（２）
式の演算を行って、同期回転数相当のエラーパルス量
（位置偏差量）を算出しておく。
式の演算を行って、同期回転数相当のエラーパルス量
（位置偏差量）を算出しておく。
なお、第（２）式において、ポジションゲインは各主
軸制御回路110,210の位置制御部112,212のゲインであ
る。
軸制御回路110,210の位置制御部112,212のゲインであ
る。
すなわち、各位置制御部112,212から夫々速度制御部1
11,211へ同期回転速度指令が出力されるような位置偏差
量（エラーパルス量）を算出しておき、主軸モータ102,
202の回転速度が夫々速度指令1,2に達し、主軸100,200
が同期回転数のパラメータ設定範囲内に達すると、スイ
ッチｃを瞬間閉じて、上記第（２）式によって算出した
同期回転数相当のエラーパルス量を各位置制御部112,21
2のエラーカウンタER1,ER2に夫々設定する。
11,211へ同期回転速度指令が出力されるような位置偏差
量（エラーパルス量）を算出しておき、主軸モータ102,
202の回転速度が夫々速度指令1,2に達し、主軸100,200
が同期回転数のパラメータ設定範囲内に達すると、スイ
ッチｃを瞬間閉じて、上記第（２）式によって算出した
同期回転数相当のエラーパルス量を各位置制御部112,21
2のエラーカウンタER1,ER2に夫々設定する。
同期回転数相当のエラーパルス量がエラーカウンタER
1,ER2に設定された直後に、スイッチb,gを開き、スイッ
チa,e,fを閉じ、位置制御を開始する。すなわち、itp周
期毎NC装置から出力される、同期回転速度指令を手段11
5,215で移動指令に変換し、スイッチｆを介して各位置
制御部112,212のエラーカウンタER1,ER2に加算し、ま
た、itp周期毎、位置カウンタPPC1,PPC2で検出されるit
p周期の主軸100,200の移動量（今、itp周期のPPC1,PPC2
の値から１回前のitp周期のPPC1,PPC2の値を夫々減じた
値）をエラーカウンタER1,ER2から減じて位置制御ルー
プ処理を開始し、位置制御の出力をスイッチａを介して
速度制御部111,211に入力する。
1,ER2に設定された直後に、スイッチb,gを開き、スイッ
チa,e,fを閉じ、位置制御を開始する。すなわち、itp周
期毎NC装置から出力される、同期回転速度指令を手段11
5,215で移動指令に変換し、スイッチｆを介して各位置
制御部112,212のエラーカウンタER1,ER2に加算し、ま
た、itp周期毎、位置カウンタPPC1,PPC2で検出されるit
p周期の主軸100,200の移動量（今、itp周期のPPC1,PPC2
の値から１回前のitp周期のPPC1,PPC2の値を夫々減じた
値）をエラーカウンタER1,ER2から減じて位置制御ルー
プ処理を開始し、位置制御の出力をスイッチａを介して
速度制御部111,211に入力する。
その結果、主軸100,200を位置制御が行われながら同
期回転速度で回転することとなる。
期回転速度で回転することとなる。
次に、移送同期制御指令が与えられると、スイッチｄ
を閉じ、１回転信号を受信したときの位置カウンタPPC
1,PPC2の値をラッチしているラッチ回路PSC1,PCS2の値
を位置カウンタPPC1,PPC2から減じて１回転信号位置か
らの各主軸100,200の回転量（回転角）を算出している
手段113,213の値を、各エラーカウンタER1,ER2から減じ
る。その結果、エラーカウンタER1,ER2の値は減じられ
た分減少し、第２図に示すように主軸100,200の回転速
度は減少し、両主軸100,200の１回転信号位置が同じ位
置に来るように減速され、その後、同期回転速度指令に
応じた移動指令がエラーカウンタER1,ER2に加算される
から、同期回転速度に復帰し、主軸100,200は同位相で
同期回転速度で回転することとなる。
を閉じ、１回転信号を受信したときの位置カウンタPPC
1,PPC2の値をラッチしているラッチ回路PSC1,PCS2の値
を位置カウンタPPC1,PPC2から減じて１回転信号位置か
らの各主軸100,200の回転量（回転角）を算出している
手段113,213の値を、各エラーカウンタER1,ER2から減じ
る。その結果、エラーカウンタER1,ER2の値は減じられ
た分減少し、第２図に示すように主軸100,200の回転速
度は減少し、両主軸100,200の１回転信号位置が同じ位
置に来るように減速され、その後、同期回転速度指令に
応じた移動指令がエラーカウンタER1,ER2に加算される
から、同期回転速度に復帰し、主軸100,200は同位相で
同期回転速度で回転することとなる。
この際、位相同期制御指令が出されたあと、１回転信
号位置からの各主軸100,200の回転量を算出している手
段113,213の値を、NC装置400がitp周期毎読取り、読取
った値の差が設定所定範囲内か否か判断し、制定所定範
囲内であれば、位相が同期しているとして位相同期完了
信号を出力するようにする。即ち、両主軸の１回転信号
位置からの回転量が同一であれば位相が完全に同一であ
ることを意味するので、両主軸の１回転信号位置からの
回転量が設定所定範囲内に入れば位相が同期しているこ
とができる。
号位置からの各主軸100,200の回転量を算出している手
段113,213の値を、NC装置400がitp周期毎読取り、読取
った値の差が設定所定範囲内か否か判断し、制定所定範
囲内であれば、位相が同期しているとして位相同期完了
信号を出力するようにする。即ち、両主軸の１回転信号
位置からの回転量が同一であれば位相が完全に同一であ
ることを意味するので、両主軸の１回転信号位置からの
回転量が設定所定範囲内に入れば位相が同期しているこ
とができる。
以上が、本実施例の動作説明であるが、この動作を制
御するNC装置400のPMC（プログラマブルマシーンコント
ローラ）のプロセッサと主軸制御回路110,210のプロセ
ッサの動作処理を第３図及び第４図（ａ）（ｂ）に示さ
れたフローチャートと共に説明する。
御するNC装置400のPMC（プログラマブルマシーンコント
ローラ）のプロセッサと主軸制御回路110,210のプロセ
ッサの動作処理を第３図及び第４図（ａ）（ｂ）に示さ
れたフローチャートと共に説明する。
第３図はNC装置のPMCのプロセッサがitp周期毎実行す
る本発明に関係する処理のフローチャートである。
る本発明に関係する処理のフローチャートである。
プロセッサは位相同期指令が入力されたことを記憶す
るフラグFf及び同期制御指令が入力されたことを記憶す
るフラグFsが「１」か否か判断し（ステップS100,S10
1）、「１」でなければ（フラグFf,Fsは初めは初期設定
で「０」にセットされている）、同期制御指令が入力さ
れたか否か判断し（ステップS102）、入力されてなけれ
ば当該周期の処理を終了する。
るフラグFf及び同期制御指令が入力されたことを記憶す
るフラグFsが「１」か否か判断し（ステップS100,S10
1）、「１」でなければ（フラグFf,Fsは初めは初期設定
で「０」にセットされている）、同期制御指令が入力さ
れたか否か判断し（ステップS102）、入力されてなけれ
ば当該周期の処理を終了する。
一方、オペレータがキーボード等から同期制御指令を
入力するとプロセッサはそれを検出し（ステップS10
2）、フラグFsを「１」にセットし（ステップS103）、
各主軸制御回路110,210に同期制御指令及び同期回転速
度指令を出力する（ステップS104）。そして、位相同期
指令が入力されたか否か判断し（ステップS105）、入力
されてなければ、当該周期の処理を終了する。
入力するとプロセッサはそれを検出し（ステップS10
2）、フラグFsを「１」にセットし（ステップS103）、
各主軸制御回路110,210に同期制御指令及び同期回転速
度指令を出力する（ステップS104）。そして、位相同期
指令が入力されたか否か判断し（ステップS105）、入力
されてなければ、当該周期の処理を終了する。
以下、フラグFsが「１」にセットされたことから、NC
装置のPMC装置のプロセッサはステップS100,S101,S105
の処理をitp周期毎実行することとなる。一方、各主軸
制御回路の110,210のプロセッサは同期制御指令を受信
し同期制御指令処理を開始することとなるが、この点は
後述する。
装置のPMC装置のプロセッサはステップS100,S101,S105
の処理をitp周期毎実行することとなる。一方、各主軸
制御回路の110,210のプロセッサは同期制御指令を受信
し同期制御指令処理を開始することとなるが、この点は
後述する。
次に、オペレータが位相同期指令をキーボード等から
入力すると、PMCのプロセッサはこれを検出し（ステッ
プ105）、フラグFfを「１」にセットし（ステップS10
6）、各主軸制御回路110,210に位相同期指令を出力する
（ステップS107）。そして、各主軸制御回路110,210か
ら送られてくる１回転信号位置からの回転量ε１（＝PP
C1−PSC1），ε２（＝PPC2−PSC2）を読み（ステップS1
08）、両回転量ε1,ε２の差の絶対値が設定所定量εｓ
以下か否か判断し（ステップS109）、設定所定値εｓ以
下でなければ当該周期の処理を終了する。そして、次の
周期からはフラグFfが「１」にセットされていることか
ら、ステップS100,S108,S109の処理を繰り返し実行する
こととなる。
入力すると、PMCのプロセッサはこれを検出し（ステッ
プ105）、フラグFfを「１」にセットし（ステップS10
6）、各主軸制御回路110,210に位相同期指令を出力する
（ステップS107）。そして、各主軸制御回路110,210か
ら送られてくる１回転信号位置からの回転量ε１（＝PP
C1−PSC1），ε２（＝PPC2−PSC2）を読み（ステップS1
08）、両回転量ε1,ε２の差の絶対値が設定所定量εｓ
以下か否か判断し（ステップS109）、設定所定値εｓ以
下でなければ当該周期の処理を終了する。そして、次の
周期からはフラグFfが「１」にセットされていることか
ら、ステップS100,S108,S109の処理を繰り返し実行する
こととなる。
一方、各主軸制御回路110,210のプロセッサは位相同
期指令を受けて位相同期制御処理を実行することとなる
が、この点の処理は後述する。そして、各主軸制御回路
110,210で位相同期制御処理が完了され、各主軸110,210
の１回転信号位置からの回転量ε1,εの差の絶対値が設
定所定量εｓ以下となると（ステップ109）、位相同期
完了信号を出力し（ステップS110）、位相同期回転制御
処理は終了する。
期指令を受けて位相同期制御処理を実行することとなる
が、この点の処理は後述する。そして、各主軸制御回路
110,210で位相同期制御処理が完了され、各主軸110,210
の１回転信号位置からの回転量ε1,εの差の絶対値が設
定所定量εｓ以下となると（ステップ109）、位相同期
完了信号を出力し（ステップS110）、位相同期回転制御
処理は終了する。
第４図（ａ），（ｂ）は各主軸制御回路110,210の各
プロセッサがitp周期毎実行する処理のフローチャート
であり、まず、位置カウンタPPC1（PPC2）の値からラッ
チ回路PSC1（PSC2）の値を減じて主軸100（200）の位置
をNC装置400へ送出し（ステップS200）、同期回転到達
フラグF2,同期制御指令フラグF1が「１」か否か判断し
（ステップS201,S202）（なお、各フラグF1,F2は始めは
初期設定で「０」にセットされている）、両フラグF1,F
2共に「０」であれば、同期制御指令が入力されたか否
か判断し（ステップS203）、同期制御指令が入力されて
なければ、NC装置400より出力される夫々の速度指令に
基いて夫々速度ループ処理を行って主軸モータ102,202
を駆動し、主軸100,200を回転駆動制御する（ステップS
204）。以下、同期制御指令が入力されるまで各itp周期
毎各プロセッサはステップS200〜S204の処理を繰返し処
理している。
プロセッサがitp周期毎実行する処理のフローチャート
であり、まず、位置カウンタPPC1（PPC2）の値からラッ
チ回路PSC1（PSC2）の値を減じて主軸100（200）の位置
をNC装置400へ送出し（ステップS200）、同期回転到達
フラグF2,同期制御指令フラグF1が「１」か否か判断し
（ステップS201,S202）（なお、各フラグF1,F2は始めは
初期設定で「０」にセットされている）、両フラグF1,F
2共に「０」であれば、同期制御指令が入力されたか否
か判断し（ステップS203）、同期制御指令が入力されて
なければ、NC装置400より出力される夫々の速度指令に
基いて夫々速度ループ処理を行って主軸モータ102,202
を駆動し、主軸100,200を回転駆動制御する（ステップS
204）。以下、同期制御指令が入力されるまで各itp周期
毎各プロセッサはステップS200〜S204の処理を繰返し処
理している。
NC装置400から同期制御指令が入力されると（ステッ
プS203）、同期制御指令フラグF1を「１」にセットし
（ステップS205）、同期制御指令後、NC装置400から出
力される同期回転速度指令から夫々のプロセッサは第
（１）式の演算を行って各主軸モータ102,202への速度
指令1,2を求め、レジスタR1,R2にセットする（ステップ
S206）。そして、このレジスタR1,R2にセットされた速
度指令1,2に基いて夫々速度ループ処理を行い、各主軸
モータ102,202を駆動する（ステップS207）。
プS203）、同期制御指令フラグF1を「１」にセットし
（ステップS205）、同期制御指令後、NC装置400から出
力される同期回転速度指令から夫々のプロセッサは第
（１）式の演算を行って各主軸モータ102,202への速度
指令1,2を求め、レジスタR1,R2にセットする（ステップ
S206）。そして、このレジスタR1,R2にセットされた速
度指令1,2に基いて夫々速度ループ処理を行い、各主軸
モータ102,202を駆動する（ステップS207）。
そして、主軸モータ102,202の回転速度が夫々速度指
令1,2の速度のパラメータで設定された幅内に入ったか
否か判断し、両主軸100,200が同期回転数で回転してい
るか否か判断し（ステップS208）、同期回転数に達して
なければ、当該itp周期の処理を終える。次のitp周期か
らはフラグF1が「１」にセットされていることから、ス
テップS200〜S202,S207,S208の処理を行う。
令1,2の速度のパラメータで設定された幅内に入ったか
否か判断し、両主軸100,200が同期回転数で回転してい
るか否か判断し（ステップS208）、同期回転数に達して
なければ、当該itp周期の処理を終える。次のitp周期か
らはフラグF1が「１」にセットされていることから、ス
テップS200〜S202,S207,S208の処理を行う。
主軸100,200の同期回転数に達すると（ステップS20
8）、同期回転到達フラグF2を「１」にセットし（ステ
ップS210）、第（２）式の演算を行って同期回転数相当
のエラーパルス量（位置偏差量）をエラーカウンタに夫
々セットする（ステップS211）。同期回転速度に対応す
る移動指令を求めてレジスタR3（R4）にセットし（ステ
ップS212）、レジスタR3,R4の値をエラーカウンタER1,E
R2に夫々加算し、各主軸のポジションコーダ101,201か
ら出力されるitp周期間のフィードバックパルス量（今
周期の位置カウンタPPC1,PPC2の値から前周期の位置カ
ウンタPPC1,PPC2の値を減じた値）をエラーカウンタER
1,ER2から減算し、位置ループ処理を開始し、この位置
ループ処理の出力へ速度ループ処理を行って主軸モータ
102,202を制御する（ステップS213）。そして、位相同
期指令フラグF3が「１」か否か判断し（始めは「０」）
（ステップS214）、「１」でなければ位相同期指令が入
力されたか否か判断し（ステップS205）、入力されてな
ければ当該itp周期の処理を終了する。
8）、同期回転到達フラグF2を「１」にセットし（ステ
ップS210）、第（２）式の演算を行って同期回転数相当
のエラーパルス量（位置偏差量）をエラーカウンタに夫
々セットする（ステップS211）。同期回転速度に対応す
る移動指令を求めてレジスタR3（R4）にセットし（ステ
ップS212）、レジスタR3,R4の値をエラーカウンタER1,E
R2に夫々加算し、各主軸のポジションコーダ101,201か
ら出力されるitp周期間のフィードバックパルス量（今
周期の位置カウンタPPC1,PPC2の値から前周期の位置カ
ウンタPPC1,PPC2の値を減じた値）をエラーカウンタER
1,ER2から減算し、位置ループ処理を開始し、この位置
ループ処理の出力へ速度ループ処理を行って主軸モータ
102,202を制御する（ステップS213）。そして、位相同
期指令フラグF3が「１」か否か判断し（始めは「０」）
（ステップS214）、「１」でなければ位相同期指令が入
力されたか否か判断し（ステップS205）、入力されてな
ければ当該itp周期の処理を終了する。
次の周期からはフラグF2が「１」にセットされている
ことから、ステップS201からステップS209へ移行し、現
時点における位置カウンタPPC1（PPC2）の値をレジスタ
RP1（RP2）に格納し、ラッチ回路PSC1（PSC2）の値をレ
ジスタRS1（PS2）に格納し、ステップS212へ移行し、前
述したステップS212〜S215までの処理を位相同期指令が
入力されるまでitp周期毎行う。
ことから、ステップS201からステップS209へ移行し、現
時点における位置カウンタPPC1（PPC2）の値をレジスタ
RP1（RP2）に格納し、ラッチ回路PSC1（PSC2）の値をレ
ジスタRS1（PS2）に格納し、ステップS212へ移行し、前
述したステップS212〜S215までの処理を位相同期指令が
入力されるまでitp周期毎行う。
位相同期指令が入力されると（ステップS215）、レジ
スタRP1,RS1（RP2,RS2）に記憶されている主軸100（主
軸200）の現在位置（PP1の値,PP2の値）から１回転信号
受信したときの値（PS1の値,PS2の値）を減じて主軸100
（主軸200）の位相（１回転信号位置からの回転角）を
求めてエラーカウンタER1（ER2）から減ずる（ステップ
S216）。その結果、位相分だけエラーカウンタの値が減
じられれば位置偏差は減少し、主軸100,200はその位相
分に応じて減速し同位相となる（１回転信号位置が同一
位置となる）。
スタRP1,RS1（RP2,RS2）に記憶されている主軸100（主
軸200）の現在位置（PP1の値,PP2の値）から１回転信号
受信したときの値（PS1の値,PS2の値）を減じて主軸100
（主軸200）の位相（１回転信号位置からの回転角）を
求めてエラーカウンタER1（ER2）から減ずる（ステップ
S216）。その結果、位相分だけエラーカウンタの値が減
じられれば位置偏差は減少し、主軸100,200はその位相
分に応じて減速し同位相となる（１回転信号位置が同一
位置となる）。
そして、フラグF3を「１」をセットし（ステップS21
7）、同期制御解除指令が入力されたか否か判断し（ス
テップS218）、入力されてなければ、当該itp周期の処
理を終了する。
7）、同期制御解除指令が入力されたか否か判断し（ス
テップS218）、入力されてなければ、当該itp周期の処
理を終了する。
以後のitp周期は同期制御解除指令が入力されるま
で、ステップS200,S201,S209,S212,S213,S214と進み、
フラグF3が「１」にセットされていることから、ステッ
プS214からステップS218へ進み、各処理を実行すること
となる。その結果、各主軸100,200は同期回転速度に復
帰して同期して回転することとなる。そして、第３図の
フローチャートのステップS109で１回転信号位置からの
各主軸の回転量ε1,ε２の差が設定所定値εｓ以下にな
ると位相完了信号が出力され（ステップS110）、位相同
期回転制御処理は終了する。
で、ステップS200,S201,S209,S212,S213,S214と進み、
フラグF3が「１」にセットされていることから、ステッ
プS214からステップS218へ進み、各処理を実行すること
となる。その結果、各主軸100,200は同期回転速度に復
帰して同期して回転することとなる。そして、第３図の
フローチャートのステップS109で１回転信号位置からの
各主軸の回転量ε1,ε２の差が設定所定値εｓ以下にな
ると位相完了信号が出力され（ステップS110）、位相同
期回転制御処理は終了する。
そして、同期制御解除指令が入力されると（ステップ
S218）、フラグF1,F2,F3を「０」にセットする（ステッ
プS219）。その結果、次のitp周期からは通常の速度制
御、即ち、ステップS200〜S204の処理を行うこととな
る。
S218）、フラグF1,F2,F3を「０」にセットする（ステッ
プS219）。その結果、次のitp周期からは通常の速度制
御、即ち、ステップS200〜S204の処理を行うこととな
る。
なお、上記実施例では位相同期完了と各主軸100,200
の１回転信号位置からの回転量ε１（＝PPC−PSC1），
ε２（＝PPC2−PSC2）の差の絶対値｜ε１−ε2|が設定
所定値εｓ以下になったか否かによって検出したが、伝
動手段104,204のギヤ比、即ち、各主軸モータ102,202の
回転に対する夫々の主軸100,200の回転の比を同一とし
位置制御時のポジションゲインを同一とすれば、位置制
御が行なわれ主軸100,200が同期速度で回転している状
態で、各主軸の１回転信号位置からの回転量ε1,ε２が
各エラーカウンタから減じられた後、その後エラーカウ
ンタに入力される同期回転速度指令に応じた移動指令に
よって同期回転速度に復帰したときは両エラーカウンタ
の値は同一となるはずであるから、このエラーカウンタ
の値を検出し、両エラーカウンタの値の差が設定所定値
以下になったとき位相同期完了信号を出力するようにし
てもよい。
の１回転信号位置からの回転量ε１（＝PPC−PSC1），
ε２（＝PPC2−PSC2）の差の絶対値｜ε１−ε2|が設定
所定値εｓ以下になったか否かによって検出したが、伝
動手段104,204のギヤ比、即ち、各主軸モータ102,202の
回転に対する夫々の主軸100,200の回転の比を同一とし
位置制御時のポジションゲインを同一とすれば、位置制
御が行なわれ主軸100,200が同期速度で回転している状
態で、各主軸の１回転信号位置からの回転量ε1,ε２が
各エラーカウンタから減じられた後、その後エラーカウ
ンタに入力される同期回転速度指令に応じた移動指令に
よって同期回転速度に復帰したときは両エラーカウンタ
の値は同一となるはずであるから、このエラーカウンタ
の値を検出し、両エラーカウンタの値の差が設定所定値
以下になったとき位相同期完了信号を出力するようにし
てもよい。
さらに、上記実施例では、オペレータが同期制御指令
と、位相同期指令を入力するようにしたが、単に同期制
御指令を入力するのみで、位相も同期した同期制御を行
うようにすることもできる。この場合、主軸制御回路11
0,210のプロセッサが第４図（ａ）のステップS208で同
期回転数で回転しているか否か判断し同期回転数で回転
していると判断されたとき、夫々同期回転完了信号をNC
層装置400に送出し、NC装置400のPMCのプロセッサは両
主軸制御回路110,210から同期回転完了信号が入力され
たとき位相同期指令を両主軸制御回路110,210に自動的
に出力するようにすればよい。
と、位相同期指令を入力するようにしたが、単に同期制
御指令を入力するのみで、位相も同期した同期制御を行
うようにすることもできる。この場合、主軸制御回路11
0,210のプロセッサが第４図（ａ）のステップS208で同
期回転数で回転しているか否か判断し同期回転数で回転
していると判断されたとき、夫々同期回転完了信号をNC
層装置400に送出し、NC装置400のPMCのプロセッサは両
主軸制御回路110,210から同期回転完了信号が入力され
たとき位相同期指令を両主軸制御回路110,210に自動的
に出力するようにすればよい。
発明の効果 本発明においては、２つの主軸を回転速度及び位相を
同期して駆動制御できるので、回転中にワークを一方の
主軸から他方の主軸へ掴み換えるとき等にワークをワー
ク把持部（チャック）等で傷つけたり変形させることが
ない。
同期して駆動制御できるので、回転中にワークを一方の
主軸から他方の主軸へ掴み換えるとき等にワークをワー
ク把持部（チャック）等で傷つけたり変形させることが
ない。
また、ワークの掴み換え作業も、位相同期完了信号に
よって自動的に掴み換え作業を行わせることも、また
は、位相同期完了を表示してワークの掴み換え作業等が
実行可能なことをオペレータに知らせるようにすること
ができる。
よって自動的に掴み換え作業を行わせることも、また
は、位相同期完了を表示してワークの掴み換え作業等が
実行可能なことをオペレータに知らせるようにすること
ができる。
第１図は本発明の一実施例の機能ブロック図、第２図は
同実施例における動作説明図、第３図は同実施例におけ
るNC装置の処理フローチャート、第４図（ａ），（ｂ）
は同実施例における各主軸制御回路のプロセッサが行う
処理フローチャートである。 100,200……主軸、 101,201……ポジションコーダ、 102,202……主軸モータ、 103,203……チャック、 104,204……伝動手段、 110,210……主軸制御回路、 111,211……速度制御部、 112,212……位置制御部、 PPC1,PPC2……位置カウンタ、 PSC1,PSC2……ラッチ回路、 ER1,ER2……エラーカウンタ、 400……NC装置。
同実施例における動作説明図、第３図は同実施例におけ
るNC装置の処理フローチャート、第４図（ａ），（ｂ）
は同実施例における各主軸制御回路のプロセッサが行う
処理フローチャートである。 100,200……主軸、 101,201……ポジションコーダ、 102,202……主軸モータ、 103,203……チャック、 104,204……伝動手段、 110,210……主軸制御回路、 111,211……速度制御部、 112,212……位置制御部、 PPC1,PPC2……位置カウンタ、 PSC1,PSC2……ラッチ回路、 ER1,ER2……エラーカウンタ、 400……NC装置。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−218378（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−6897（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−272404（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−228752（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−33249（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−51508（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】２つの主軸を有する工作機械において、速
度制御によって２つの主軸を同期回転速度で回転させた
誤、同期回転速度に対応する位置偏差量を各主軸の位置
制御のエラーカウンタにセットして、同期回転速度に対
応する移動指令と各主軸のポジションコーダからの位置
信号により位置制御及び速度制御を行い、その後、各主
軸のポジションコーダから出力される位置信号と１回転
信号より各主軸の１回転信号位置からの回転量を求め
て、該回転量を夫々上記エラーカウンタから減算するこ
とによって２つの主軸の位相及び回転速度を同一とする
ことを特徴とする位相同期回転制御方式。 - 【請求項２】上記各エラーカウンタから夫々の主軸の１
回転信号位置からの回転量を減算した後、各主軸の１回
転信号位置からの回転量を順次検出し、検出した各主軸
の回転量の差が設定所定範囲内に達したとき位相同期完
了信号を出力するようにした請求項１記載の位相同期回
転制御方式。 - 【請求項３】夫々の主軸を駆動する主軸モータと夫々の
主軸の回転比及び各主軸の位置制御におけるポジション
ゲインを同一とし、上記各エラーカウンタから夫々の主
軸の１回転信号位置からの回転量を減算した後、順次各
エラーカウンタの値を検出し、検出したエラーカウンタ
の値の差が設定所定範囲内に達したとき同期位相完了信
号を出力するようにした請求項１記載の位相同期回転制
御方式。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP1990/000506 WO1990012674A1 (en) | 1989-04-26 | 1990-04-18 | Method of controlling main shaft rotation |
| DE69023314T DE69023314T2 (de) | 1989-04-26 | 1990-04-18 | Verfahren zur rotationssteuerung einer hauptwelle. |
| US07/623,446 US5267142A (en) | 1989-04-26 | 1990-04-18 | Method for phase-synchronized spindle rotation control |
| EP90906348A EP0425689B1 (en) | 1989-04-26 | 1990-04-18 | Method of controlling main shaft rotation |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10452389 | 1989-04-26 | ||
| JP1-104523 | 1989-04-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0349592A JPH0349592A (ja) | 1991-03-04 |
| JP2609156B2 true JP2609156B2 (ja) | 1997-05-14 |
Family
ID=14382854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1192751A Expired - Fee Related JP2609156B2 (ja) | 1989-04-26 | 1989-07-27 | 位相同期回転制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2609156B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4638094B2 (ja) * | 2001-09-12 | 2011-02-23 | 住友重機械工業株式会社 | 複数軸制御装置及びその軸間同期方法 |
-
1989
- 1989-07-27 JP JP1192751A patent/JP2609156B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0349592A (ja) | 1991-03-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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