JP3322422B2 - 等間隔割出し装置の制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、タレット旋盤のタレ
ットの割出しのように、等間隔の位置（割出し点）で割
り出される装置の割出し動作時の制御方法に関するもの
で、割出し動作を高速化する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】等間隔で割り出されるタレットやテーブ
ルなどの部材の旋回動作は、油圧モータやサーボモータ
等を用いて行われるが、旋回動作の開始と最後には加速
区間と減速区間が必要である。旋回する部材の質量が大
きいほど、また旋回速度が速いほど、この加速区間や減
速区間は長くなる。

【０００３】制御の点において特に問題となるのは減速
区間であり、制動距離を見込んで所望の割出し点に達す
る前に減速信号ないし停止信号を与えてやらねばならな
い。割出し時の旋回動作には、現在の割出し点からこれ
に隣接する割出し点へと割り出す場合と、隣接する割出
し点より遠く離れた割出し点すなわち２単位以上離れた
割出し点に割り出す場合とがある。従来の制御では隣接
する位置に割り出す場合もそれより遠くの位置に割り出
す場合でも、同じ制動距離を見込んで目的とする割出し
点に達する前の一定のタイミングないし角度で停止指令
を与えていた。

【０００４】図７はこの従来の制御を図示したもので、
縦軸は旋回速度、横軸は割出し点であり、Ｐ０が現在の
割出し点、Ｐ１が隣接する割出し点、ＰＮは２単位以上
離れた割出し点、ＰＭはその一つ手前の割出し点、Ａは
制動距離θを見込んで与えられる停止指令の位置であ
る。図のように従来は隣接する割出し点に移動する場合
も、Ｎ単位先の割出し点に移動する場合も、同じ制動距
離θを見込んでおり、停止指令Ａを与える位置と目標と
なる割出し点との相対位置関係は常に一定であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の方法で円滑
に割出し動作を行わせるためには、制動距離θが隣接す
る割出し点相互の間隔φよりも小さいことが必要であ
る。従って割出し時における最大旋回速度ｖは、その速
度における制動距離が隣接する割出し点相互の間隔φを
越えない速度までにしか上昇させることができず、また
制動距離θが大きくなると加速区間の速い段階で停止指
令が与えられてしまうため、隣接する割出し点に割り出
すときの動作が異常に遅くなる。従って従来の制御方法
では、制動距離θが隣接する割出し点相互の間隔φの約
半分程度の距離となるように、最大旋回速度ｖを決めて
やらねばならず、割出し動作を高速化しようとする際の
障害になっていた。

【０００６】この発明は、割出し時の旋回速度を大きく
しても常に円滑な減速動作を伴う正確な割出しが可能な
制御方法を提供することを課題としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明では、割出し時
の旋回速度ｖをその制動角θが単位の割出し角φより大
きな角度となる速度に設定し、２単位以上の割出し角度
で旋回を行うときは、目標とする割出し点の一つ手前の
割出し点を通過する前に停止指令を与え、１単位の割出
し角度で旋回を行うときは、旋回開始後設定された旋回
速度ｖに達する前に停止指令を与えることにより上記課
題を解決している。

【０００８】上記の方法は、割出しモータとしてサーボ
モータを用い、ＣＮＣ（コンピュータ数値制御）装置を
用いて制御を行う場合には、目標割出し点が隣接してい
る場合と隣接していない場合とで異なる演算式を用いて
停止指令を与えるべき位置を算出してやれば容易に実現
できる。

【０００９】一方割出し用の油圧モータには、加減速制
御弁１２と隣接する割出し点相互の間で複数のタイミン
グパルスＴＰ１ｕ、ＴＰ２ｄを発生する検出器を内蔵し
たものがある。このような装置に上記方法を実施すると
きは、指令された割出し単位数から１を減じた割出し単
位数を設定し、隣接する割出し点相互の間でカウントパ
ルスＴＰ２ｕとこれより遅れて出力されるタイミングパ
ルスＴＰ１ｕ、ＴＰ２ｄとを発生させ、旋回時に単位の
割出し角の数をカウントパルスＴＰ２ｕでカウントしな
がら割出し動作を行い、カウント値が前記設定値に達し
た後の最初のタイミングパルスＴＰ１ｕ、ＴＰ２ｄで割
出し動作に停止指令を与えるようにしてやればよい。

【００１０】

【作用】上記の制御方法によれば、隣接する割出し点に
割り出すときと、２単位以上離れた割出し点に割り出す
ときとで、割出しモータ１に停止指令ないし減速指令が
与えられるタイミングが異なるようになる。すなわち隣
接する割出し点に移動するときには、旋回速度が最大旋
回速度に達する前であって、かつ隣接する割出し点相互
の距離φ内で停止させることが可能なタイミングで停止
指令を与えることができ、このときの割出し時間は従来
装置とほぼ同じである。

【００１１】一方２単位以上離れた割出し点に移動する
ときは、旋回速度ｖを従来方法における旋回速度ｖより
も速くすることが可能となり、また旋回速度が早くなっ
たときには自動的に長い制動距離がとられるから、停止
動作の円滑さ及び停止位置の正確さを損ねることもな
い。

【００１２】すなわちこの発明の制御方法によれば、２
単位以上離れた割出し点に移動するときの割出し動作を
従来方法より速くすることができ、特に割出し点を多く
備え、かつランダムな割出し動作が行われる等間隔割出
し装置の割出し動作の高速化が達成される。

【００１３】図１はこの発明の方法における隣接する割
出し点Ｐ１に移動するときと、２単位以上離れた割出し
点ＰＮに移動するときとの旋回速度及びその加減速状態
を図示したもので、隣接する割出し点Ｐ１に移動すると
きは、旋回速度が最大速度ｖに達する前に停止指令Ａが
与えられ、隣接する割出し点相互の間隔φより短い制動
距離θで停止する。一方２単位以上離れた割出し点ＰＮ
に割り出すときは、最大旋回速度ｖで旋回し、目標割出
し点の一つ手前の位置ＰＭに達する前に停止指令Ａが与
えられており、隣接する割出し点相互の間隔φよりも大
きな制動距離θが与えられている。

【００１４】

【実施例】図はこの発明の方法を油圧モータを駆動源と
するタレット旋盤のタレット割出し装置に用いた例を示
したものである。制御系のブロック図を示す図２におい
て、１は割出しモータ、２は割出しモータの軸３に結合
されたタイミングパルス発生装置、４は割出しモータの
軸３に固定された割出しカム、５は割出しモータの軸３
に固定されたピニオン、６はタレット、７はタレット軸
８に固定されたホイールであり、ピニオン５とホイール
７とが噛合している。図の例では、３位置の割出しカム
４を備えた油圧モータ３に１２位置の割出し点を備えた
タレット６が連結されており、ピニオン５とホイール７
の端数比を１対４にしている。

【００１５】１１はパイロット切換弁、１２は加減速制
御弁、１３は回転方向切換弁、１４は旋回速度設定用の
流量調整弁、１５は逆止弁、１６はタレットクランプシ
リンダ９の動作をタレット６の位置決めが行われた後の
タイミングで動作させるための流量制御弁である。加減
速制御弁１２は、バネ２１で割出しカム４に向けて付勢
されたスプール２２を備えており、スプール２２の先端
に設けたカムローラ２３が割出しカム４に接触してい
る。

【００１６】加減速制御弁１２のスプール２２は、カム
ローラ２３が割出しカム４の谷底の部分にきたときに図
で最も左側の位置に移動して、割出しモータ１への油圧
回路を遮断し、クランプシリンダ９のクランプ側に油圧
力を供給している。パイロット切換弁１１は、そのソレ
ノイド１１ａに通電されたときに、割出しモータ１の旋
回を停止させ、ソレノイド１１ｂに通電されたときに、
割出しモータ１を旋回させる。

【００１７】パイロット切換弁１１のソレノイド１１ｂ
が励磁されると、圧油がパイロット配管１２ｂを通って
加減速制御弁１２のスプール２２を図で右動させる。そ
うするとポートが開かれ、クランプシリンダ９のアンク
ランプ側と方向切換弁１３のポンプポートとに圧油が供
給され、タレット６のクランプが解かれたあと、方向切
換弁１３のソレノイドが励磁されると、油圧モータ１が
タレット６を旋回させる。

【００１８】タレット６の旋回状態から停止信号が入っ
てパイロット切換弁１１のソレノイド１１ａが励磁され
ると、パイロット配管１２ａに圧油が供給されて、加減
速制御弁１２のスプール２２を図で左動させる。このと
きのスプール２２の動作はカムローラ２３が割出しカム
４の周面に当接することによって停止する。パイロット
切換弁１１に停止指令を与えるタイミングは、割出し停
止位置より手前側に設定されるから、カムローラ２３は
割出しカム４の谷底より高い位置で割出しカム４に当接
する。そのため加減速制御弁１２の切換途中２４の流路
を絞られた状態で油圧モータ１は回転を続け、カムロー
ラ２３が割出しカム４の谷底に達したときに油圧モータ
１が停止し、クランプシリンダ９がタレット６の割出し
点をクランプすることとなる。

【００１９】タイミングパルス発生装置２は図３に示す
ような第１のタイミングパルスＴＰ１と第２のタイミン
グパルスＴＰ２とを割出し点Ｐ相互の間で出力してい
る。この実施例では以下の手順により、隣接する割出し
点へ移動するときには、第１のタイミングパルスＴＰ１
の立上がり信号ＴＰ１ｕにより停止指令を与え、また２
単位以上の割出し点に移動するときには第２のタイミン
グパルスＴＰ２の立下がり信号ＴＰ２ｄで停止指令を与
えている。

【００２０】図４は上記構造の油圧モータ１の制御手順
を示すフローチャートである。割出し動作が指令される
と、現在位置と目標位置との位置関係から近回りの回転
方向を判別し、その判別結果に従って方向切換弁１３を
正転または逆転方向に切り換えると同時に、パイロット
切換弁１１のソレノイド１１ｂに旋回開始指令を与え
る。これと同時にタイマが時限動作を開始し、このタイ
マのタイムアップにより図４の接点ＴＭａを開き、接点
ＴＭｂを閉じる。タイマの設定時間はタレット６が旋回
を開始してから、１単位の割出し点を移動するに要する
時間に設定しておく。

【００２１】制御装置はモータの近回り回転方向を判別
すると同時に、目標割出し点に達するまでの単位の割出
し角の数を算出し、それから１を引いた値を減算カウン
タに設定する。そしてモータ１の回転に伴ってタイミン
グパルス発生装置２から出力されるパルスＴＰ２の立上
りＴＰ２ｕで当該カウンタを１ずつ減算することによ
り、目標点より１つ手前の割出し点の手前に達したこと
を検出して、その検出信号によりリレー接点ＳＰＤ１を
閉成する。隣接する割出し点に移動するときは、減算カ
ウンタに設定する数は０であるから、リレー接点ＳＰＤ
１は最初から閉成されていることとなる。接点ＳＰＤ１
が閉じた状態で第１のタイミングパルスＴＰ１が立ち上
がると、図４の接点ＴＰ１ａが閉成され、もしこのとき
タイマがタイムアップしていなければ、パイロット切換
弁１１のソレノイド１１ａが励磁されてモータ１に停止
指令が与えられる。この状態は隣接する割出し点に移動
するときの状態である。

【００２２】一方タイマがタイムアップしている場合、
すなわち２単位以上離れた割出し点に割り出されるとき
は、第１のタイミングパルスＴＰ１の立上がり信号ＴＰ
１ｕによって接点ＴＰ１ａが閉成されても、タイマ接点
ＴＭｂが開いているため、ソレノイド１１ａは励磁され
ず、その後で第２のタイミングパルスＴＰ２が立下がっ
たときに接点ＴＰ２ｂが閉じてソレノイド１１ａを励磁
させる。図４の接点ＳＰＤ１は、目標となる割出し点の
２つ手前の割出し点を通過した後で閉成されるため、こ
の停止指令は目標割出し点の一つ手前の割出し点を通過
する前に発せられることとなり、図１に示したような制
御が行われることとなる。そして前述した加減速制御弁
１２と割出しカム４の協働動作により、所定の減速動作
が行われて目標割出し点でモータ１が停止する。

【００２３】図５は隣接する割出し点に割り出されると
きの旋回動作を示すタイミングチャートである。入力信
号はタレット６のクランプアンクランプを検出する近接
センサの信号と、割出しモータのタイミングパルス発生
装置から出力される第２のタイミングパルスＴＰ１であ
る。ＮＣ制御装置より旋回動作が指令されると、パイロ
ット切換弁１１のソレノイド１１ｂが励磁され、次にそ
の指示された方向に応じて方向切換弁１３のソレノイド
１３ａ、または１３ｂが励磁される。そして第１のタイ
ミングパルスＴＰ１が最初に立上がったときに、パイロ
ット切換弁１１のソレノイド１１ａが励磁され、ソレノ
イド１１ｂが非励磁となる。そして減速動作が終了して
タレット６が位置決めされ、近接センサがタレット６の
新たな割出し点でのクランプを検出すると、それより若
干遅れたタイミングでパイロット切換弁１１と方向切換
弁１３を中立位置に戻す。

【００２４】図６は２単位以上離れた割出し点に移動す
るときの旋回動作のタイミングチャートで、入力信号は
前述した近接センサの信号と、第２のタイミングパルス
ＴＰ２の信号である。旋回の開始は図５の場合と同様に
して行われ、旋回途中において、割出し移動角度に応じ
た数の第２のタイミングパルスをやり過ごした後、目標
割出し点の一つ手前の割出し点の直前で、第２のタイミ
ングパルスＴＰ２の立下がり信号ＴＰ２ｄを検出し、こ
れによりパイロット切換弁のソレノイド１１ａを励磁
し、ソレノイド１１ｂを非励磁とする。この動作によっ
て加減速制御弁１２は図２で左動を開始するが、カムロ
ーラ５が割出しカム４に当接する前に割出しカム４の一
つ手前の割出し点が通過してしまうため、割出し点を一
つ飛び越した減速動作が行われる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したこの発明の制御によれば、
等間隔割出し装置の割出し時における最大旋回速度を速
い速度に設定することが可能になるので、従来方法に比
べて割出し時間の短縮が図れ、特に割出し点が多くかつ
ランダムに割出しが行われるものにおいて、割出し動作
速度を大幅に向上させることができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】割出し時の旋回速度と割出し点との関係を示す
線図

【図２】本発明の一実施例を示すブロック図

【図３】タイミングパルスを示す図

【図４】制御手順を示すフローチャート

【図５】隣接位置へ移動するときのタイムチャート

【図６】隣接位置以外の位置へ移動するときのタイムチ
ャート

【図７】従来方法における割出し時の旋回速度と割出し
点との関係を示す線図

【符号の説明】

ｖ 旋回速度 θ 制動角 φ 割出し角 ＴＰ１ｕ タイミングパルス ＴＰ２ｄ タイミングパルス ＴＰ２ｕ カウントパルス

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 割出し時の旋回速度(v) をその制動角
   （θ) が単位の割出し角（φ) より大きな角度となる速
   度に設定し、２単位以上の割出し角度で旋回を行うとき
   は、目標とする割出し点の一つ手前の割出し点を通過す
   る前に停止指令を与え、１単位の割出し角度で旋回を行
   うときは、旋回開始後設定された旋回速度(v) に達する
   前に停止指令を与えることを特徴とする、等間隔割出し
   装置の制御方法。
2. 【請求項２】 指令された割出し単位数から１を減じた
   割出し単位数を設定し、隣接する割出し点相互の間でカ
   ウントパルス(TP2u)とこれより遅れて出力されるタイミ
   ングパルス(TP1u)、(TP2d)とを発生させ、旋回時に単位
   の割出し角の数を前記カウントパルスでカウントしなが
   ら割出し動作を行い、カウントパルス(TP2u)のカウント
   値が前記設定値に達した後の最初のタイミングパルス(T
   P1u)、(TP2d)で割出し動作に停止指令を与えることを特
   徴とする、請求項１記載の等間隔割出し装置の制御方
   法。