JP2762810B2 - 数値制御装置 - Google Patents
数値制御装置Info
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- JP2762810B2 JP2762810B2 JP4005298A JP529892A JP2762810B2 JP 2762810 B2 JP2762810 B2 JP 2762810B2 JP 4005298 A JP4005298 A JP 4005298A JP 529892 A JP529892 A JP 529892A JP 2762810 B2 JP2762810 B2 JP 2762810B2
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Description
値制御装置に関するもので、特に、カム式自動盤で従来
行われていた加工を数値制御工作機械により行えるよう
にした数値制御装置に関するものである。
す概略図である。カム軸26を回転させることにより、
カム軸26に接続さたカム25が回転する。カム25の
凹凸に応じた運動は、機構により伝達され、バイト27
を移動させる。バイト27は、回転するワーク28に押
し当てられており、カム25の凹凸に応じた所定の形状
に旋削加工が行われる。
工する場合は、バイト27を工具経路29に沿ってワー
ク28の径方向および長手方向に移動させれば良い。図
9は、ワーク28を旋削するために、バイト27をワー
ク28の径方向に移動させるX軸カム30である。図1
0は、ワーク28を旋削するために、バイト27をワー
ク28の長手方向に移動させるZ軸カム31である。図
11の(a)は、X軸カム30のX軸カム曲線32であ
る。図11の(b)は、Z軸カム31のZ軸カム曲線3
3である。
来の数値制御装置の一例の処理構成ブロック図である。
この数値制御装置500において、タイマーパルス発生
器1は、周期信号を発生することにより周期的に移動量
計算処理35を起動する。移動量計算処理35は、タイ
マーパルス発生器1により周期的に起動され、加工プロ
グラムで指令された速度でバイト27を移動させるため
に加工プログラム解析処理34により加工プログラムか
ら読み取られた速度指令値と,タイマーパルス周期時間
とからタイマーパルスの1周期当たりの移動量を計算す
る。
36により必要に応じて起動され、加工プログラムの1
ブロックを解析し、加工プログラムから速度指令値と補
間データを読み取る。補間処理36は、X軸とZ軸の合
成軌跡が加工プログラムに一致する様に補間データと移
動量からX軸移動量とZ軸移動量を計算する。
が変化することによりX軸モータ13の加速度が過大と
なってX軸モータ13が破損したり,安定に制御できな
くなることを防ぐために、X軸移動量に平均化フィルタ
ーをかけて加減速後X軸移動量を計算する。X軸アンプ
12は、X軸モータ13が加減速後X軸移動量だけ移動
する様にX軸モータ13を駆動する。
が変化することによりZ軸モータ23の加速度が過大と
なってZ軸モータ23が破損したり,安定に制御できな
くなることを防ぐために、Z軸移動量に平均化フィルタ
ーをかけて加減速後Z軸移動量を計算する。Z軸アンプ
22は、Z軸モータ23が加減速後Z軸移動量だけ移動
する様にZ軸モータ23を駆動する。
作を示すフローチャートである。 ステップ131:加工プログラムからX軸移動量Lx
と,Z軸移動量Lzと,送り速度Fとを読み取る。 ステップし132:X軸移動量Lxの2乗とZ軸移動量
Lzの2乗の和の平方根を計算し、移動長さLmとす
る。
すフローチャートである。 ステップ141:送り速度Fを60(秒)で割り、その
商にパルス間隔ΔT(秒)を乗じ、その積を1タイマー
パルス当たりの移動量ΔFとする。
ーチャートである。 ステップ151:1タイマーパルス当たりの移動量ΔF
にX軸移動量Lxを乗じ、その積を移動長さLmで割
り、その商を1タイマーパルス当たりのX軸移動量ΔF
xとする。 ステップ152:1タイマーパルス当たりの移動量ΔF
にZ軸移動量Lzを乗じ、その積を移動長さLmで割
り、その商を1タイマーパルス当たりのZ軸移動量ΔF
zとする。
すフローチャートである ステップ161:過去Ts秒間のX軸移動量ΣΔFx
を、過去Ts秒間に発生したタイマーパルス数nで割
り、その商を加減速後X軸移動量ΔFaxとする。Ts
は、加減速時定数と呼ばれる。Z軸加減速処理38の動
作は、上記X軸加減速処理37の動作と同様であり、過
去Ts秒間に発生したタイマーパルス1個当たりのX軸
移動量ΔFxの平均値を求め、それを加減速後Z軸移動
量ΔFazとする。
装置でカム式自動盤を制御して加工を行う場合、加工ワ
ークに応じて必ず1つ以上のカムを準備しなければなら
ない。また、カム式自動盤の台数分だけ準備しなけらば
ならない。さらに、ワーク加工精度は、カムの加工精度
に依存するので、1つのカム加工に要する費用は少なく
ない。このため、加工ワークの変更に伴う初期費用が大
きい問題があった。また、多品種少量生産を行うと、ワ
ークの変更が頻繁に発生するが、カムの交換に要する時
間が長いため、生産性が悪いという問題があった。
2の様に構成されていたので、加工プログラムを変更す
るだけで加工ワークの変更に対応できる。例えば、図8
のワーク28を加工するプログラムは図17のように表
現される。ところが、従来の数値制御装置は、図16の
様に一定のフィルターがかかるように構成されているの
で、加速度を自由に選択することができない。例えば、
図18の(a)において、従来の数値制御装置の速度曲
線39は、加速時間も減速時間も一定時間Tsである
が、もし加速時はワークへの接近を行うだけで負荷が小
さいとすると、より大きな加速度でもよい。従って、理
想の速度曲線40は、加速時間がTcで減速時間がTs
となり、加速開始から減速完了までTd(=Ts−T
c)だけ早く到達できる。図18の(b)は、従来の数
値制御装置の速度曲線39を得るためのカム曲線41と
理想の速度曲線40を得るためのカム曲線42である。
このように、従来の数値制御装置500では、カム式自
動盤のような自在な速度曲線を実現できないので、1ワ
ーク当たりの実加工時間が長く、大量生産時の生産性が
悪いという問題があった。
の関係を表わすグラフで、カム式自動盤の生産性44
と,数値制御装置の生産性43を示している。これから
分るように、カム式自動盤は、大量生産時の生産性は良
いが、多品種少量生産時の生産性が悪い。一方、数値制
御装置は、多品種少量生産時の生産性は良いが、大量生
産時の生産性が悪い。
産と大量生産のいずれにおいても良好な生産性(図19
に、45で示す)を得られる数値制御装置を提供するこ
とである。
工具,ワークの位置と移動速度を制御することにより機
械加工を行う数値制御装置において、ある時刻における
カム軸のカム位相を演算するカム位相演算手段と、カム
位相に調整位相を加算し調整後カム位相を求める調整位
相加算手段と、カム曲線を記憶するカム曲線メモリー
と、カム曲線メモリーを参照して調整後カム位相に対応
する軸位置を演算する位置参照手段と、軸位置に移動比
率を乗算して比率後位置を求める移動比率乗算手段と、
比率後位置に調整移動量を加算して最終指令位置を求め
る調整移動量加算手段とを備えたことを特徴とする数値
制御装置を提供する。
と、調整位相加算手段と、カム曲線メモリーと、位置参
照手段と、移動比率乗算手段と、調整移動量加算手段と
を備えている。
るカム軸回転速度調整機構を数値制御装置上に実現する
ためのもので、ある時刻におけるカム軸のカム位相を演
算する。調整位相加算手段は、カム式自動盤におけるカ
ム取付角度調整機構を数値制御装置上に実現するための
もので、カム位相に調整位相を加算する。カム曲線記憶
メモリーは、カム式自動盤におけるカム形状を数値制御
装置上に実現するためのもので、カム曲線を記憶する。
位置参照手段は、カム式自動盤におけるカム形状を数値
制御装置上に実現するためのもので、カム曲線記憶メモ
リーを参照してカム位相に対応する軸位置を演算する。
移動比率乗算手段は、カム式自動盤におけるカムとバイ
トの間のリンク機構を数値制御装置上に実現するための
もので、軸移動量に倍率を乗じて軸位置を演算する。調
整移動量加算手段は、カム式自動盤におけるバイト長さ
の調整機構を数値制御装置上に実現するためのもので、
軸位置に調整移動量を加算する。
制御装置上に実現し、数値制御工作機械を用いてカム式
自動盤と同等の加工を可能にするから、多品種少量生産
と大量生産のいずれにおいても良好な生産性を得られる
ようになる。
00における処理構成のブロック図である。タイマーパ
ルス発生器1は、一定の周期でパルス信号を発生する。
タイマーパルスカウンタ2は、前記タイマーパルス発生
器1で発生したパルス信号の数を累積する。
パルスカウンタ2で累積したパルス累積値と,パルス間
隔時間と,X軸カム軸回転角速度とから、X軸カム位相
を演算する。X軸調整位相加算処理4は、X軸調整位相
メモリー5からX軸調整位相を読み出し、そのX軸調整
位相を前記X軸カム位相に加算し、その和を調整後X軸
カム位相とする。X軸調整位相メモリー5は、予め設定
されたX軸調整位相を記憶する。
リー7に記憶したX軸カム曲線メモリーテーブルから前
記調整後X軸カム位相の近傍のX軸位置を読み出し、補
間演算を行い、調整後X軸カム位置のX軸位置を求め
る。X軸カム曲線メモリー7は、X軸カム位相とその時
のX軸カム位置の組の配列であるX軸カム曲線メモリー
テーブルを記憶する。
メモリー9からX軸移動比率とX軸カム基礎円半径を読
み出し、そのX軸移動比率とX軸カム基礎円半径と前記
X軸位置とからX軸比率後位置を求める。X軸移動比率
メモリー9は、予め設定されたX軸移動比率とX軸カム
基礎円半径とを記憶する。
移動量メモリー11からX軸調整移動量を読み出し、そ
のX軸調整移動量を前記X軸比率後位置に加算し、その
和を最終X軸指令位置とする。X軸調整移動量メモリー
11は、あらかじめ設定されたX軸調整移動量を記憶す
る。X軸アンプ12は、X軸モータ13を駆動して、X
軸を前記最終X軸指令位置に移動させる。
ーパルスカウンタ2で累積したパルス累積値と,パルス
間隔時間と,Z軸カム軸回転角速度とから、Z軸カム位
相を演算する。Z軸調整位相加算処理15は、Z軸調整
位相メモリー46からZ軸調整位相を読み出し、そのZ
軸調整位相を前記Z軸カム位相に加算し、その和を調整
後Z軸カム位相とする。Z軸調整位相メモリー46は、
予め設定されたZ軸調整位相を記憶する。
モリー17から前記調整後Z軸カム位相の近傍のZ軸位
置を読み出し、補間演算を行い、調整後Z軸カム位置の
Z軸位置を求める。Z軸カム曲線メモリー17は、調整
後Z軸カム位相とZ軸位置の組のテーブルを記憶する。
率メモリー19からZ軸移動比率とZ軸カム基礎円半径
を読み出し、そのZ軸移動比率とZ軸カム基礎円半径と
前記Z軸位置とからZ軸比率後位置を求める。Z軸移動
比率メモリー19は、予め設定されたZ軸移動比率とZ
軸カム基礎円半径とを記憶する。
移動量メモリー21からZ軸調整移動量を読み出し、そ
のZ軸調整移動量を前記Z軸比率後位置に加算し、その
和を最終Z軸指令位置とする。Z軸調整移動量メモリー
21は、あらかじめ設定されたZ軸調整移動量を記憶す
る。Z軸アンプ22は、Z軸モータ23を駆動して、Z
軸を前記最終Z軸指令位置に移動させる。
示すフローチャートである。 ステップ21:タイマーパルスカウンタ2からのパルス
累積値Psを読み込む。 ステップ22:パルス間隔ΔT(秒)と,パルス累積値
Psと,X軸カム軸回転角速度Rx(rad/秒) の積を
2πで割り、その余りをX軸カム位相θpxとする。
示すフローチャートである。 ステップ31:X軸調整位相メモリー5からのX軸調整
位相θaxと読み込む。 ステップ32:X軸カム位相θpxにX軸調整位相θa
xを加算し、その和を調整後X軸カム位相θqxとす
る。
に記憶されたX軸カム曲線メモリーテーブルの説明図で
ある。このX軸カム曲線メモリーテーブル24は、X軸
カム位相θtとその時のX軸カム位置(半径)Stxの
組の配列である。X軸カム位相θtは、0から2π(ra
d) まで不等間隔で設定されている。一般に、速度が変
化する点を含むように設定する。
作を示すフローチャートである。 ステップ41:X軸カム曲線メモリーテーブル検索カウ
ンタmに<1>を代入し、初期化する。 ステップ42:X軸カム曲線メモリーテーブル24から
m番目のX軸カム位相θt[m]を読み出し、調整後X
軸カム位相θqxと比較する。もし、調整後X軸カム位
相θqxの方が大きい場合はステップ43に進み、小さ
い場合はステップ44に進む。 ステップ43:mに<1>を加算し、前記ステップ42
に戻る。 ステップ44:X軸カム曲線メモリーテーブル24のm
番目と(m−1)番目を比例配分して、調整後X軸カム
位相θqxに対応するX軸位置Spxを求める。すなわ
ち、
示すフローチャートである。 ステップ51:X軸移動比率メモリー9からX軸移動比
率HxとX軸カム基礎円半径Kxを読み込む。 ステップ52:X軸位置SpxとX軸カム基礎円半径K
xの差分にX軸移動比率Hxを乗じ、その積をX軸位置
Spxに加算して、その和をX軸比率後位置Shxとす
る。すなわち、 Shx=Spx+(Spx−Kx)×Hx
作を示すフローチャートである。 ステップ61:X軸調整移動量メモリー11からX軸調
整移動量Saxを読み込む。 ステップ62:X軸比率後位置ShxにX軸調整移動量
Saxを加算し、その和を最終X軸指令位置Sdxとす
る。
X軸に関する各処理の動作と同様である。
の数値制御装置500におけるX軸加減速処理37,Z
軸加減速処理38のような加減速フィルターを用いず、
X軸カム曲線記憶メモリー7およびZ軸カム曲線記憶メ
モリー17によって全ての加減速制御を行うので、カム
式自動盤と同等の速度曲線を実行することが可能であ
り、従来の数値制御装置500に較べて、1ワーク当た
りの加工時間が短く、大量生産時の生産性が高くなる。
Z軸カム曲線記憶メモリー17を交換することにより、
簡単に加工形状の変更が可能である。従って、カムの作
成や交換が必要なカム式自動盤に較べて極めて少ない費
用で生産品種の変更が可能となり、多品種少量生産時の
生産性が高い。
5,46)と、移動比率の調整手段(8,9,18,1
9)と、移動量の調整手段(10,11,20,21)
を設けたので、カム式自動盤における調整と同様な微調
整が可能となる。
自動盤と同等の速度曲線を実行することが可能であり、
従来の数値制御装置に較べて、1ワーク当たりの加工時
間が短く、大量生産時の生産性が高い。また、カム式自
動盤に較べて極めて少ない費用で生産品種の変更が可能
となり、多品種少量生産時の生産性が高い。さらに、カ
ム式自動盤における調整と同様な微調整が可能である。
ロック図である。
ートである。
ートである。
X軸位置参照処理の動作を示すフローチャートである。
ートである。
ャートである。
る。
ある。
である。
ム曲線の例示図である。
ク図である。
処理の動作を示すフローチャートである。
の動作を示すフローチャートである。
すフローチャートである。
の動作を示すフローチャートである。
工プログラムの例示図である。
速度曲線を示す例示図および従来の数値制御装置による
速度曲線と理想の速度曲線をカム式自動盤で実行させる
ためのカム曲線の例示図である。
図である。
曲線 42 理想の速度曲線の速度曲線を得るためのカム曲線 43 数値制御装置の生産性 44 カム式自動盤の生産性 45 多品種少量生産と大量生産のいずれに於いても良
好な生産性 46 Z軸調整位相メモリー
Claims (2)
- 【請求項1】 工作機械の工具,ワークの位置と移動速
度を制御することにより機械加工を行う数値制御装置に
おいて、ある時刻におけるカム軸のカム位相を演算する
カム位相演算手段と、カム位相に調整位相を加算し調整
後カム位相を求める調整位相加算手段と、カム曲線を記
憶するカム曲線メモリーと、カム曲線メモリーを参照し
て調整後カム位相に対応する軸位置を演算する位置参照
手段と、軸位置に移動比率を乗算して比率後位置を求め
る移動比率乗算手段と、比率後位置に調整移動量を加算
して最終指令位置を求める調整移動量加算手段とを備え
たことを特徴とする数値制御装置。 - 【請求項2】 調整位相を記憶する書換え可能な調整位
相メモリーと、移動比率とカム基礎円半径を記憶する書
換え可能な移動比率メモリーと、調整移動量を記憶する
書換え可能な調整移動量メモリーとを備え、カム式自動
盤における機械調整と同様な調整を可能としたことを特
徴とする請求項1に記載の数値制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4005298A JP2762810B2 (ja) | 1992-01-16 | 1992-01-16 | 数値制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4005298A JP2762810B2 (ja) | 1992-01-16 | 1992-01-16 | 数値制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05189018A JPH05189018A (ja) | 1993-07-30 |
JP2762810B2 true JP2762810B2 (ja) | 1998-06-04 |
Family
ID=11607346
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4005298A Expired - Lifetime JP2762810B2 (ja) | 1992-01-16 | 1992-01-16 | 数値制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2762810B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3352986B2 (ja) | 1999-12-17 | 2002-12-03 | スター精密株式会社 | 工作機械の駆動制御装置 |
JP5879800B2 (ja) * | 2011-08-03 | 2016-03-08 | オムロン株式会社 | 同期制御装置 |
-
1992
- 1992-01-16 JP JP4005298A patent/JP2762810B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05189018A (ja) | 1993-07-30 |
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