JP4446943B2 - Tailstock controller - Google Patents
Tailstock controller Download PDFInfo
- Publication number
- JP4446943B2 JP4446943B2 JP2005252589A JP2005252589A JP4446943B2 JP 4446943 B2 JP4446943 B2 JP 4446943B2 JP 2005252589 A JP2005252589 A JP 2005252589A JP 2005252589 A JP2005252589 A JP 2005252589A JP 4446943 B2 JP4446943 B2 JP 4446943B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tailstock
- servo motor
- workpiece
- thrust
- torque
- 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.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Turning (AREA)
Description
被加工物をサーボモータによって駆動制御する心押台に装着された心押しセンターを用いて被加工物を支持する心押台制御装置の推力制御に関する。 The present invention relates to thrust control of a tailstock control device that supports a workpiece using a tailstock center mounted on a tailstock that drives and controls a workpiece by a servomotor.
数値制御旋盤の被加工物を支持する心押台の駆動は、従来油圧駆動によるものが多かったが、近年サーボモータによって駆動制御する電動心押台が採用されてきている。 Conventionally, the tailstock that supports the workpiece of the numerically controlled lathe has been driven by a hydraulic drive, but recently, an electric tailstock that is driven and controlled by a servo motor has been adopted.
電動心押台が採用されてきた背景には、次のようなことがある。すなわち、電動心押台を用いれば、サーボモータの駆動トルクを制御することにより被加工物の支持推力を自在に制御できるため、多品種少量のワークを加工する場合に段取り時の推力変更などの非稼働時間を削減できる。また油圧ユニットを無くして機械の消費エネルギーを節約できる。 The background of the adoption of the electric tailstock is as follows. In other words, if an electric tailstock is used, the support thrust of the workpiece can be controlled freely by controlling the drive torque of the servo motor. Non-operating time can be reduced. The energy consumption of the machine can be saved by eliminating the hydraulic unit.
図2は、サーボモータにより駆動制御される電動心押台の機構図の一例であり、サーボモータ9が回転駆動されることにより、サーボモータ9に連結された送りねじ106を介して心押台102が駆動制御され、心押台102に取り付けられた心押しセンタ101が被加工物100のセンター穴と嵌合することによって被加工物100を支持する。心押しセンタ101と心押台102の間には、ばね定数Kを備えたばね機構107が設けられ、支持推力が与えられるとばね定数Kに比例したたわみが発生する。
FIG. 2 is an example of a mechanism diagram of an electric tailstock that is driven and controlled by a servomotor. When the
さて、被加工物の支持推力を得るために必要なサーボモータの駆動トルクは、駆動系の伝達機構から、被加工物の支持推力を発生させるために必要なサーボモータの駆動トルクに換算して求めている。なお、駆動系には変速機構が存在するため、被加工物の支持推力からサーボモータの駆動トルクに換算する際には、予め設定された駆動系の変速比を考慮した換算式を用いていた。以降、図11のブロック図を用いて従来技術を説明する。 The servo motor drive torque necessary to obtain the workpiece support thrust is converted from the drive system transmission mechanism to the servo motor drive torque required to generate the workpiece support thrust. Seeking. Since there is a speed change mechanism in the drive system, a conversion formula that takes into account a preset speed change ratio of the drive system was used when converting the support thrust of the workpiece into the drive torque of the servo motor. . Hereinafter, the prior art will be described with reference to the block diagram of FIG.
心押推力設定部1で予め設定された心押支持推力は、トルク指令変換部2で駆動系の変速比を考慮してサーボモータ9の駆動トルクTcに換算される。一方パラメータ設定部4には、予め心押時のアプローチ速度V2や心押定寸位置P2が設定されている。心押指令部3は、図示しない手動操作あるいは加工プログラムにより心押指令を発生させて、心押台制御部5を起動する。起動された心押台制御部5は、サーボ制御部7、電力増幅部8を介してサーボモータ9のトルクを制御して心押台102を駆動制御するとともに、位置検出器10からの位置フィードバックにより心押台102を位置制御する。この時、心押台制御部5は、駆動トルクTcをトルク制限値記憶部6に記憶させてトルク制限値をサーボ制御部7へ送出し、該サーボ制御部7は、前記トルク制限値(駆動トルクTc)を上限としたサーボモータ9のトルク制限制御を行う。
The tailstock support thrust set in advance by the tailstock
上述した構成により、前記アプローチ速度V2を用い前記心押定寸位置P2に向かって心押台102を駆動するようサーボモータ9を駆動制御し、心押台102が心押定寸位置P2に到達すると、心押台に装着された心押しセンター101が被加工物100のセンター穴に嵌合し、サーボモータ9により前記駆動トルクTcで制限された駆動トルクでその心押しセンター101が押し付けられることによって被加工物100は所定の支持推力で支持される。
With the configuration described above, the
上述した従来技術では、予め設定された心押支持推力を駆動系の変速比を考慮したサーボモータ9の駆動トルクTcに換算している。そして、心押台102に装着された心押しセンター101を被加工物100のセンター穴にサーボモータの駆動トルクTcで押し付けることで、被加工物100を所定の支持推力で支持する。
In the prior art described above, the preset tailstock support thrust is converted into the drive torque Tc of the
心押台102の駆動制御において考慮すべき要素として、ボールねじである送りねじ106の伝達効率や、心押台102の摺動部や心押台テレスコカバーの切粉よけワイパーの摺動抵抗等が存在する。サーボモータ9の駆動トルクTcで心押台102を駆動したとき、送りねじ106の伝達効率や各部の摺動抵抗による伝達トルクの低下が発生する。
Factors to be considered in the drive control of the
例えば送りねじ106の伝達効率について説明すると、心押支持推力を駆動系の変速比を考慮した駆動トルクTcでサーボモータを駆動制御した場合、前記伝達効率による推力の低下から、心押しセンターが被加工物のセンター穴と嵌合した時の支持推力が低下することになるから、所定の支持推力が得られなくなる。このような課題を解決するために、従来、伝達効率の変化の要因となる無負荷駆動トルクTzを予め測定しておき、被加工物支持に必要なサーボモータのトルク指令値Tcと無負荷駆動トルクTzを加算したトルクTmをサーボモータ駆動トルクの制限値として心押台を駆動制御するようにしていた。しかし、心押台102の摺動部や心押台テレスコカバーの切粉よけワイパーの摺動抵抗等は、心押台102を駆動制御するときの状態により大きく変化する。このため、一定条件で心押台を駆動制御する場合は安定した結果が得られるが、条件が変化すると所定の支持推力が得られないといった問題があった。
For example, the transmission efficiency of the
例えば、心押推力の高低圧切換を行う場合には、既に心押しセンターにより被加工物が所定の支持推力で把持されている状態から支持推力が変更されることになり、心押台を駆動制御するときの状態が変化しており、これにより無負荷駆動トルクTzも変化する。ところが、このときはアプローチ動作を行わないので、変更後の支持推力に対応した無負荷駆動トルクTzを求めることはできないため、その変化を適切に補正することができない。このため、支持推力を単に変更したのでは、その無負荷駆動トルクTzの変化が反映されないので、指定された変更後の支持推力が正しく得られないといった問題があった。 For example, when high / low pressure switching of the tailstock thrust is performed, the support thrust is changed from the state where the workpiece is already gripped by the tailstock center with a predetermined support thrust, and the tailstock is driven. The state at the time of control has changed, and thereby the no-load driving torque Tz also changes. However, since the approach operation is not performed at this time, the no-load driving torque Tz corresponding to the changed support thrust cannot be obtained, and the change cannot be appropriately corrected. For this reason, simply changing the support thrust does not reflect the change in the no-load driving torque Tz, so that there is a problem that the specified support thrust after the change cannot be obtained correctly.
また、送りねじが正作動するときと逆作動するときとで伝達効率が異なることは周知の事実であり、正作動時と逆作動時でサーボモータ駆動トルクと心押支持推力の関係を一定に保つことが困難といった問題があった。 In addition, it is a well-known fact that the transmission efficiency differs between when the feed screw operates in the forward direction and when it operates in the reverse direction, and the relationship between the servo motor drive torque and the tailstock support thrust is constant during the forward operation and reverse operation. There was a problem that it was difficult to keep.
本発明は、このように駆動の条件が変化した場合でも、指定された心押支持推力を実現できる機構を提供する。 The present invention provides a mechanism capable of realizing a specified tailstock support thrust even when the driving condition changes in this way.
本発明の1つの側面では、サーボモータによって駆動制御する心押台に装着された心押しセンターを被加工物のセンター穴に押し付けて被加工物を支持する心押台制御装置において、
前記サーボモータにより心押しセンターを駆動する駆動伝達機構部に設けられたばね定数Kのばね機構と、
被加工物の支持に必要な心押支持推力Taを設定する心押推力設定手段と、
前記サーボモータの駆動トルクを逐次検出する駆動トルク検出手段と、
前記サーボモータにより駆動される心押台の位置を検出する心押台位置検出手段と、
前記心押支持推力Taを得る為に必要なサーボモータの必要トルクTcと、該サーボモータの無負荷駆動トルクTzとを加算することでサーボモータ指令トルク制限値Tmを算出するサーボモータ指令トルク演算手段と、
心押しセンターを被加工物に押し付けるアプローチ動作の際に、前記サーボモータの指令トルクを前記サーボモータ指令トルク制限値Tmにトルク制限するとともに、該アプローチ動作におけるサーボモータの駆動トルクを前記駆動トルク検出手段から取得し、該取得した駆動トルクがサーボモータ指令トルク制限値Tmに達した時にアプローチ動作を完了させるアプローチ動作手段と、
前記アプローチ動作が完了して前記被加工物が支持された際の心押台の位置を前記心押台位置検出手段から取得し、該位置をワーク支持基準位置PzNとして記憶するワーク支持基準位置記憶手段と、
前記アプローチ動作手段によるアプローチ動作が完了した後、前記サーボモータのトルク制限を解除すると共に、前記ワーク支持基準位置PzNを指令位置として心押台の位置制御を行う位置制御手段と、
前記心押推力設定手段により設定される心押支持推力の値が変更される際に、その変更による心押支持推力の変化量Δtaに相当する前記ばね機構のたわみの変化量Δεを前記ばね定数Kから算出し、前記ワーク支持基準位置PzNから前記たわみの変化量Δεを減算した位置(PzN-Δε)を新たな指令位置として心押台を位置制御することにより心押支持推力を変更する推力変更制御手段と、
を備える心押台制御装置、を提供する。
In one aspect of the present invention, in a tailstock control device that supports a workpiece by pressing a tailstock center mounted on a tailstock that is driven and controlled by a servomotor against a center hole of the workpiece,
A spring mechanism having a spring constant K provided in a drive transmission mechanism that drives the centering center by the servo motor;
A tailstock thrust setting means for setting a tailstock support thrust Ta necessary for supporting the workpiece;
Drive torque detection means for sequentially detecting the drive torque of the servo motor;
A tailstock position detecting means for detecting the position of the tailstock driven by the servo motor;
Servo motor command torque calculation for calculating the servo motor command torque limit value Tm by adding the required torque Tc of the servo motor necessary for obtaining the tailstock support thrust Ta and the no-load drive torque Tz of the servo motor Means,
In the approach operation of pressing the centering center against the workpiece, the command torque of the servo motor is limited to the servo motor command torque limit value Tm, and the drive torque of the servo motor in the approach operation is detected by the drive torque. An approach operation means that completes the approach operation when the acquired drive torque reaches the servo motor command torque limit value Tm,
Work support reference position storage that acquires the position of the tailstock when the approach operation is completed and the workpiece is supported from the tailstock position detecting means, and stores the position as the work support reference position PzN. Means,
After the approach operation by the approach operation means is completed, the torque control of the servo motor is released, and the position control means for controlling the position of the tailstock with the work support reference position PzN as a command position;
When the value of the tailstock support thrust set by the tailstock thrust setting means is changed, the change amount Δε of the deflection of the spring mechanism corresponding to the change amount Δta of the tailstock support thrust due to the change is changed to the spring constant. Thrust that changes the tailstock support thrust by controlling the tailstock using the position (PzN-Δε) calculated from K and subtracting the deflection change amount Δε from the workpiece support reference position PzN as a new command position. Change control means;
A tailstock control device comprising:
また、本発明の別の側面では、サーボモータによって駆動制御する心押台に装着された心押しセンターを被加工物のセンター穴に押し付けて被加工物を支持する心押台制御装置において、
前記サーボモータにより心押しセンターを駆動する駆動伝達機構部に設けられたばね定数Kのばね機構と、
被加工物の支持に必要な心押支持推力Taを設定する心押推力設定手段と、
前記サーボモータの駆動トルクを逐次検出する駆動トルク検出手段と、
前記サーボモータにより駆動される心押台の位置を検出する心押台位置検出手段と、
被加工物を支持するために心押しセンターを加工ワークに押し付けるアプローチの際に、前記サーボモータの駆動トルクを前記駆動トルク検出手段から取得し、該取得したサーボモータの駆動トルクの変化を検出し、該変化した時の心押台位置を心押しセンターが加工ワークに当接した当接基準位置Pz0として記憶する当接基準位置記憶手段と、
前記心押支持推力Taに対応する前記ばね機構のたわみ量εを前記ばね定数Kから算出し、前記当接基準位置Pz0から減算した(Pz0-ε)位置を心押支持位置として心押台を位置制御する位置制御手段と、
を備える心押台制御装置、を提供する。
Further, in another aspect of the present invention, in a tailstock control device for supporting a workpiece by pressing a tailstock center mounted on a tailstock that is driven and controlled by a servo motor against a center hole of the workpiece,
A spring mechanism having a spring constant K provided in a drive transmission mechanism that drives the centering center by the servo motor;
A tailstock thrust setting means for setting a tailstock support thrust Ta necessary for supporting the workpiece;
Drive torque detection means for sequentially detecting the drive torque of the servo motor;
A tailstock position detecting means for detecting the position of the tailstock driven by the servo motor;
In the approach of pressing the centering center against the workpiece to support the workpiece, the drive torque of the servo motor is acquired from the drive torque detecting means, and the change in the acquired drive torque of the servo motor is detected. A contact reference position storage means for storing the tailstock position at the time of the change as a contact reference position Pz0 where the tailstock center contacts the workpiece;
The deflection amount ε of the spring mechanism corresponding to the tailstock support thrust Ta is calculated from the spring constant K, and the position of the tailstock is calculated by subtracting (Pz0−ε) from the contact reference position Pz0 as a tailstock support position. Position control means for controlling the position;
A tailstock control device comprising:
心押支持推力の変更をばね機構のたわみ量として位置制御するようにしたから、心押台を駆動制御するときの状態による影響を受けることなく、高低圧切換等の支持推力変更を安定して行うことが出来るという効果がある。 Since the position of the tailstock support thrust change is controlled as the amount of deflection of the spring mechanism, the support thrust change such as switching between high and low pressures can be stabilized without being affected by the state when driving the tailstock. There is an effect that can be done.
本発明に係る心押台制御装置の第一の実施の形態を、図1を用いて説明する。なお、図11に示した従来技術と同等な部分については詳細な説明を省略する。この心押台制御装置で制御される電動心押台の機械的な機構の構成は、図2に示したとおりである。 A first embodiment of a tailstock control device according to the present invention will be described with reference to FIG. Note that detailed description of portions equivalent to those of the prior art shown in FIG. 11 is omitted. The structure of the mechanical mechanism of the electric tailstock controlled by this tailstock control device is as shown in FIG.
駆動トルク検出部11は、サーボ制御部7から時々刻々と出力されるトルク指令τaを検出し、心押台制御部51へ送出する。心押台制御部51は、図示しない手動操作あるいは加工プログラムにより心押指令部3を介して起動される。起動された心押台制御部51は、被加工物の支持に必要な心押支持推力Taを得るために必要なサーボモータトルクに換算したトルク指令値Tcと、前記駆動トルク検出部11から読み出されたトルク指令τaと、を用いてトルク制限値を算出し、トルク制限値記憶部6に記憶させる。また、心押台制御部51は、サーボモータ9を介して後述する動作シーケンスで心押台102を駆動制御し、心押しセンター102を被加工物に押し付けて被加工物を支持する。
The
ワーク支持基準位置記憶部12は、位置検出器10の位置検出信号から、被加工物(以下、ワークとも呼ぶ)が心押しセンター101で支持された際の心押台102の位置を検出し、この位置をワーク支持基準位置PzNとして記憶する。なお、位置検出器10は、どのような検出方式のものでもよいが、一例を挙げるならば、サーボモータ9の回転数(或いは回転角度)を累計する方式のものがある。ワークが支持された状態では、心押台102の位置とワーク支持基準位置PzNが一致する。ワークを心押しセンター101で支持した後は、心押台制御部51は、心押台102の位置がワーク支持基準位置PzNを維持するよう位置制御を行う。
The workpiece support reference
ワークが支持された後、例えば高圧支持状態から低圧支持状態へと高低圧変換を行う場合などのように、支持推力の目標値が変更される場合は、心押台制御部51は、支持推力の変化に応じたばね機構107のたわみ量の変化を考慮することで、支持推力の変化に対応した無負荷駆動トルクの変化の影響を吸収する。すなわち、心押台制御部51は、現在指令している推力と変更後の推力との差分推力Δtaだけ支持推力が変化したときのばね機構107のたわみ量εの変化量Δεを、差分推力Δtaとばね機構107のばね定数Kから算出する。そして、心押推力変更後の心押台位置を次式により算出する。
[数1]
心押推力変更後の心押台位置PzA=ワーク支持基準位置PzN−たわみ変化量Δε
After the workpiece is supported, when the target value of the support thrust is changed, for example, when high-low pressure conversion is performed from the high-pressure support state to the low-pressure support state, the
[Equation 1]
Tailstock position PzA after the tailstock thrust change = work support reference position PzN−deflection change Δε
そして心押台制御部51は、心押台102の位置がその位置PzAに移動するよう心押台102の位置制御を行う。なお、図10は心押台制御パラメータの設定画面例で、心押推力、アプローチ速度、第一アプローチ開始位置P0、第一アプローチ完了位置P1、第二アプローチ位置(定寸位置)P2がこの画面を用いてユーザにより設定される。ここで心押推力は、ワークの支持推力のことである。この設定画面は、図1の構成におけるパラメータ設定部4が生成し、電動心押台の備えるディスプレイに表示する。パラメータ設定部4は、この画面に対しユーザがキーボード等の入力装置を用いて入力した各設定値を記憶する。心押台制御部51の動作を、図3の心押台制御を示すフローチャートを用いて詳細に説明する。
The
図3において、心押台制御部51は、心押し指令を受け付ける(ステップS1)と、指定された心押支持推力Taを得る為に必要なサーボ指令トルクTcを算出し(ステップS2)、事前に測定されて設定されている心押台を駆動するのに必要な無負荷トルクTzを読み出し(ステップS3)、サーボモータの出力トルクがトルク制限値Tm=(Tz+Tc)以内となるようにトルク制限を行いつつ(ステップS4)、心押台アプローチ動作を実行する(ステップS5)。
In FIG. 3, when a
心押しセンター101がワークに当接すると、駆動負荷が増加するためサーボモータ9の出力トルクも増加する。出力トルクが、サーボモータ9のトルク制限値(Tz+Tc)に達すると、サーボモータ9のトルク制限制御により心押台102の移動も停止する(ステップS6)。このようにして心押アプローチ動作を完了すると、そのときのアプローチ停止位置を支持基準位置PzNとしてワーク支持基準位置記憶部12に記憶する(ステップS7)。そして心押台制御部51は、心押台102の位置がワーク支持基準位置PzNを維持するよう位置制御される。
When the
上述した動作を図5の心押台制御動作を示すタイムチャートを用いて説明を補足する。図5の上段のチャートは、心押台102を駆動するサーボモータ9の速度タイムチャートであり、ワーク近傍へ接近する第一アプローチの動作A1およびワークに心押センター101を押し付ける第二アプローチの動作であるA2の区間の動作を示している。
The above operation will be supplemented with a time chart showing the tailstock control operation of FIG. The upper chart of FIG. 5 is a speed time chart of the
図5の下段のチャートは、心押台を駆動するサーボモータのトルク制限値Tm(許容最大トルクTmax乃至設定トルク制限値Tc+Tz)の状態と第一アプローチ/第二アプローチ動作中に実際にサーボモータ9に与えられているトルク指令値τaの状態を示している。第一アプローチの動作であるA1の区間をアプローチ速度V1で動作(この区間でのトルク制限値は、サーボモータ9の許容最大トルクTmax)し、第一アプローチの動作が完了(第一アプローチ位置P1に到達)したときの実際にサーボモータ9に与えられているトルク指令値τaが無負荷駆動トルクTzとして記憶される。なお、無負荷駆動トルクTzは、事前に測定しておいても良く、この場合は第一アプローチ動作を省略することが出来る。
The lower chart of FIG. 5 shows the state of the torque limit value Tm (allowable maximum torque Tmax to the set torque limit value Tc + Tz) of the servo motor that drives the tailstock and the actual servo motor during the first approach / second approach operation. 9 shows the state of the torque command value τa given. The section of A1, which is the operation of the first approach, operates at the approach speed V1 (the torque limit value in this section is the allowable maximum torque Tmax of the servo motor 9), and the operation of the first approach is completed (first approach position P1). The torque command value τa that is actually given to the
第二アプローチの動作区間A2では、ワーク支持に必要な心押支持推力Taを得るために必要なサーボモータトルクに換算したトルク指令値Tcと前記無負荷駆動トルクTzを加算した値(Tc+Tz)をトルク制限値Tmとして設定し、アプローチ速度V2(図5の例ではアプローチ速度と同じ速度)で動作を開始する。第二アプローチの動作区間A2で心押台102に装着された心押しセンター101がワークのセンター穴に嵌合すると、心押台102が固定されるためサーボモータ9に与えられているトルク指令値τaは増加し、トルク制限値Tc+Tzで飽和するとともに心押台102の移動も停止し、そのときの心押台102の停止位置がワーク支持基準位置PzNとなる。このようにトルク指令値τaがトルク制限値Tc+Tzに達すると、心押台制御部51は、それまで行っていたサーボモータ9のトルク制御を解除し、以降は、心押台102の位置がワーク支持基準位置PzNを維持するように位置制御を行う。
In the operation section A2 of the second approach, a value (Tc + Tz) obtained by adding the torque command value Tc converted to the servo motor torque necessary for obtaining the tailstock support thrust Ta necessary for workpiece support and the no-load drive torque Tz is obtained. The torque limit value Tm is set, and the operation is started at the approach speed V2 (the same speed as the approach speed in the example of FIG. 5). When the
図6a,図6b,及び図6cは、それぞれ、心押台制御動作時の速度、サーボモータトルク、ばね機構のたわみの時間経過に応じた変化を模式的に示したタイムチャートである。心押センター102がワークに当接すると徐々にサーボモータトルクτは増加し、トルク制限によりトルクτはトルク制限値Tc+Tzにクランプされる(図6b)。一方サーボモータは、負荷の増加に伴い徐々に停止する(図6a)。また、心押駆動機構のばねのたわみ量(ばね機構107のたわみ量)は、サーボモータのトルク増加と共に、ばね定数Kに従ってたわみ量が増加する(図6c)。
FIGS. 6a, 6b, and 6c are time charts schematically showing changes in speed, servo motor torque, and deflection of the spring mechanism with time during the tailstock control operation. When the
次に、ワークが心押しセンター101により支持された後、心押推力が変更される場合の動作を図4のフローチャートを用いて説明する。
Next, the operation when the tail pushing thrust is changed after the work is supported by the
この処理が開始される時点では、心押台102がワーク支持基準位置PzNを維持するよう位置制御が行われており、指令されている心押支持推力はTaである(変更前心押支持推力)。
At the time when this processing is started, position control is performed so that the
このとき、心押推力の変更指令により新たな心押支持推力Ta1(変更後心押支持推力)が指令されると(ステップS11)、心押台制御部51は、変更前心押支持推力Taと変更後心押支持推力Ta1との差分推力Δtaを演算し(ステップS12)、差分推力Δtaとばね定数Kから心押ばね(ばね機構107)のたわみ変化量Δεを計算する(ステップS13)。そして、ワーク支持基準位置PzNからたわみ変化量Δεを減算することにより心押推力変更後のワーク支持位置を求め、心押台102をその心押推力変更後のワーク支持位置(PzN−Δε)へ位置決めさせる(ステップS15)。すなわち、本実施形態では、心押支持推力の変更指令が入力されると、目標位置を(PzN−Δε)に変えて位置制御が行われる。
At this time, when a new tailstock support thrust Ta1 (post-change tailstock support thrust) is commanded by the tailstock thrust change command (step S11), the
これにより、心押ばね(ばね機構107)のたわみがΔε分だけ変化し、その分だけ心押支持推力が変更される。なお、図7は、心押支持推力と心押ばねのたわみ量の関係を示す図であり、心押支持推力が変化するとばね定数Kに従って、心押ばねのたわみ量が一定に変化する関係を示している。 As a result, the deflection of the tailstock spring (spring mechanism 107) changes by Δε, and the tailstock support thrust is changed by that amount. FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the tailstock support thrust and the deflection amount of the tailstock spring. When the tailstock support thrust changes, the relationship in which the deflection amount of the tailstock spring changes according to the spring constant K is shown. Show.
このように第一の実施形態によれば、心押支持推力を変更する場合、その推力の変更量に応じたばね機構107のたわみ変化量の分だけ、心押台102の制御目標位置をずらす(推力が下がる場合は心押台の目標位置を後退させ、推力が上がる場合は前進させる)ことにより、ばね機構107の弾性力を変更後の心押支持推力に釣り合わせることができる。このように、ばね機構107の弾性力が心押支持推力と釣り合うように心押台102の位置制御を行うことで、駆動条件の変化による無負荷駆動トルクTzの変化が不明であっても、また送りねじ106が正作動であるか逆作動であるかを考慮しなくても、ばね機構107の弾性力により心押支持推力が規定されるため、指定された心押支持推力を実現することができる。
Thus, according to the first embodiment, when the tailstock support thrust is changed, the control target position of the
次に本発明の第二の実施の形態を説明する。ブロック図については、第一の実施の形態の図1のブロック図と同様であり説明を省略し、心押台制御部51の動作を、図8及び図9のフローチャートを用いて詳細に説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The block diagram is the same as the block diagram of FIG. 1 of the first embodiment, and a description thereof will be omitted. The operation of the
図8において、心押し指令が行われると(ステップS21)、第一のアプローチ動作が開始され(ステップS22)、心押台制御部51は、第一のアプローチ動作時におけるサーボモータの駆動トルクτaを無負荷トルクTzとして記憶する(ステップS23)。第一のアプローチ動作が完了すると(S24)、第二のアプローチ動作を開始する(ステップS25)。心押しセンター101がワークに押し付けられると、サーボモータ9の駆動トルクτaが増加してくる。ステップS26、S27では、サーボモータ9の駆動トルクτaの変化を監視し、トルク変化が検出されると心押しセンター101が加工ワークに当接したと判断し、トルク変化を検出した時点での心押台102の位置を当接基準位置Pz0として検出する(ステップS28)。ここでは、駆動トルクτaを所定の間隔でサンプリングし、前回のサンプリング値と今回のサンプリング値との差が、ノイズ等を考慮して決めた所定の閾値以上になったときに、トルクが変化したと判定する。
In FIG. 8, when a tail push command is issued (step S21), the first approach operation is started (step S22), and the
ステップS29では、指定された心押支持推力Taとばね定数Kから心押ばね(ばね機構107)のたわみ量εを計算する。そしてステップS30で、心押台102を(Pz0−ε)の位置へ移動させることにより、心押ばねのたわみ量がεとなるように位置制御される。ここで、位置の正負方向は、心押台102からワークに向かう方向を負の方向とする。これにより、心押支持推力が指定推力Taとなるように制御される。
In step S29, the deflection amount ε of the tailstock spring (spring mechanism 107) is calculated from the designated tailstock support thrust Ta and the spring constant K. In step S30, the
次に、加工ワークが支持された後、心押推力が変更される場合の動作を図9のフローチャートを用いて説明する。 Next, the operation when the tail thrust is changed after the workpiece is supported will be described with reference to the flowchart of FIG.
心押推力変更が指令されると(S31)、心押台制御部51は、新たな指定推力TaNとばね定数Kから心押しばねのたわみ量εNを計算し(S32)、心押台を(Pz0−εN)の位置へ位置決めすべく制御する(S33)。これにより、心押ばねのたわみ量はεNとなり、新たな心押支持推力TaNでワークを心押しすることができる。この第二の実施の形態でも、ばね機構107の弾性力が、指定された心押支持推力と釣り合うように心押台102の位置制御を行うので、第一の実施の形態と同様、指定された心押支持推力を実現できる。
When a tailstock thrust force change is commanded (S31), the
1 心押推力設定部、2 トルク指令変換部、3 心押指令部、4 パラメータ設定部、6 トルク制限値記憶部、7 サーボ制御部、8 電力増幅部、9 サーボモータ、10 位置検出器、12 ワーク指示基準位置記憶部、51 心押台制御部。
1 Tail
Claims (2)
前記サーボモータにより心押しセンターを駆動する駆動伝達機構部に設けられたばね定数Kのばね機構と、
被加工物の支持に必要な心押支持推力Taを設定する心押推力設定手段と、
前記サーボモータの駆動トルクを逐次検出する駆動トルク検出手段と、
前記サーボモータにより駆動される心押台の位置を検出する心押台位置検出手段と、
前記心押支持推力Taを得る為に必要なサーボモータの必要トルクTcと、該サーボモータの無負荷駆動トルクTzとを加算することでサーボモータ指令トルク制限値Tmを算出するサーボモータ指令トルク演算手段と、
心押しセンターを被加工物に押し付けるアプローチ動作の際に、前記サーボモータの指令トルクを前記サーボモータ指令トルク制限値Tmにトルク制限するとともに、該アプローチ動作におけるサーボモータの駆動トルクを前記駆動トルク検出手段から取得し、該取得した駆動トルクがサーボモータ指令トルク制限値Tmに達した時にアプローチ動作を完了させるアプローチ動作手段と、
前記アプローチ動作が完了して前記被加工物が支持された際の心押台の位置を前記心押台位置検出手段から取得し、該位置をワーク支持基準位置PzNとして記憶するワーク支持基準位置記憶手段と、
前記アプローチ動作手段によるアプローチ動作が完了した後、前記サーボモータのトルク制限を解除すると共に、前記ワーク支持基準位置PzNを指令位置として心押台の位置制御を行う位置制御手段と、
前記心押推力設定手段により設定される心押支持推力の値が変更される際に、その変更による心押支持推力の変化量Δtaに相当する前記ばね機構のたわみの変化量Δεを前記ばね定数Kから算出し、前記ワーク支持基準位置PzNから前記たわみの変化量Δεを減算した位置(PzN-Δε)を新たな指令位置として心押台を位置制御することにより心押支持推力を変更する推力変更制御手段と、
を備える心押台制御装置。 In a tailstock control device for supporting a workpiece by pressing a tailstock center mounted on a tailstock that is driven and controlled by a servo motor to a center hole of the workpiece,
A spring mechanism having a spring constant K provided in a drive transmission mechanism that drives the centering center by the servo motor;
A tailstock thrust setting means for setting a tailstock support thrust Ta necessary for supporting the workpiece;
Drive torque detection means for sequentially detecting the drive torque of the servo motor;
A tailstock position detecting means for detecting the position of the tailstock driven by the servo motor;
Servo motor command torque calculation for calculating the servo motor command torque limit value Tm by adding the required torque Tc of the servo motor necessary for obtaining the tailstock support thrust Ta and the no-load drive torque Tz of the servo motor Means,
In the approach operation of pressing the centering center against the workpiece, the command torque of the servo motor is limited to the servo motor command torque limit value Tm, and the drive torque of the servo motor in the approach operation is detected by the drive torque. An approach operation means that completes the approach operation when the acquired drive torque reaches the servo motor command torque limit value Tm,
Work support reference position storage that acquires the position of the tailstock when the approach operation is completed and the workpiece is supported from the tailstock position detecting means, and stores the position as the work support reference position PzN. Means,
After the approach operation by the approach operation means is completed, the torque control of the servo motor is released, and the position control means for controlling the position of the tailstock with the work support reference position PzN as a command position;
When the value of the tailstock support thrust set by the tailstock thrust setting means is changed, the change amount Δε of the deflection of the spring mechanism corresponding to the change amount Δta of the tailstock support thrust due to the change is changed to the spring constant. Thrust that is calculated from K and changes the tailstock support thrust by controlling the tailstock using the position (PzN−Δε) obtained by subtracting the deflection change amount Δε from the workpiece support reference position PzN as a new command position. Change control means;
A tailstock control device comprising:
前記サーボモータにより心押しセンターを駆動する駆動伝達機構部に設けられたばね定数Kのばね機構と、
被加工物の支持に必要な心押支持推力Taを設定する心押推力設定手段と、
前記サーボモータの駆動トルクを逐次検出する駆動トルク検出手段と、
前記サーボモータにより駆動される心押台の位置を検出する心押台位置検出手段と、
被加工物を支持するために心押しセンターを加工ワークに押し付けるアプローチの際に、前記サーボモータの駆動トルクを前記駆動トルク検出手段から取得し、該取得したサーボモータの駆動トルクの変化を検出し、該変化した時の心押台位置を心押しセンターが加工ワークに当接した当接基準位置Pz0として記憶する当接基準位置記憶手段と、
前記心押支持推力Taに対応する前記ばね機構のたわみ量εを前記ばね定数Kから算出し、前記当接基準位置Pz0から減算した(Pz0-ε)位置を心押支持位置として心押台を位置制御する位置制御手段と、
を備える心押台制御装置。 In a tailstock control device for supporting a workpiece by pressing a tailstock center mounted on a tailstock that is driven and controlled by a servo motor to a center hole of the workpiece,
A spring mechanism having a spring constant K provided in a drive transmission mechanism that drives the centering center by the servo motor;
A tailstock thrust setting means for setting a tailstock support thrust Ta necessary for supporting the workpiece;
Drive torque detection means for sequentially detecting the drive torque of the servo motor;
A tailstock position detecting means for detecting the position of the tailstock driven by the servo motor;
In the approach of pressing the centering center against the workpiece to support the workpiece, the drive torque of the servo motor is acquired from the drive torque detecting means, and the change in the acquired drive torque of the servo motor is detected. A contact reference position storage means for storing the tailstock position at the time of the change as a contact reference position Pz0 where the tailstock center contacts the workpiece;
The deflection amount ε of the spring mechanism corresponding to the tailstock support thrust Ta is calculated from the spring constant K, and the position of the tailstock is calculated by subtracting (Pz0−ε) from the contact reference position Pz0 as a tailstock support position. Position control means for controlling the position;
A tailstock control device comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005252589A JP4446943B2 (en) | 2005-08-31 | 2005-08-31 | Tailstock controller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005252589A JP4446943B2 (en) | 2005-08-31 | 2005-08-31 | Tailstock controller |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007061971A JP2007061971A (en) | 2007-03-15 |
JP4446943B2 true JP4446943B2 (en) | 2010-04-07 |
Family
ID=37924766
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005252589A Active JP4446943B2 (en) | 2005-08-31 | 2005-08-31 | Tailstock controller |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4446943B2 (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5015816B2 (en) * | 2008-02-08 | 2012-08-29 | オークマ株式会社 | Tailstock controller |
EP2529863B1 (en) * | 2010-01-28 | 2016-10-12 | Yamazaki Mazak Corporation | Tailstock device |
KR101545214B1 (en) * | 2013-11-29 | 2015-08-18 | 에스앤티중공업 주식회사 | Method for controlling tailstock of hobbing machine |
JP6175021B2 (en) * | 2014-04-25 | 2017-08-02 | オークマ株式会社 | Tailstock controller |
JP6312523B2 (en) * | 2014-05-19 | 2018-04-18 | 株式会社松浦機械製作所 | Mobile tailstock |
-
2005
- 2005-08-31 JP JP2005252589A patent/JP4446943B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2007061971A (en) | 2007-03-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5015816B2 (en) | Tailstock controller | |
JP4446943B2 (en) | Tailstock controller | |
JP4787642B2 (en) | Die cushion control device for press machine | |
JP6823910B2 (en) | Servo press, control method and program | |
US7918120B2 (en) | Die cushion control device | |
US9588509B2 (en) | Correction method at time of feed axis reversal | |
WO2001029628A1 (en) | Nc machine tool, and method of controlling nc machine tool | |
EP1821168B1 (en) | Controller for servomotor | |
US9753452B2 (en) | Device and method of controlling machine tool, to control synchronized operation of spindle axis and feed axis | |
JP4372044B2 (en) | Tailstock control device and control method of tailstock operation | |
JP3259371B2 (en) | Work holding method and device for machine tool | |
JP5607690B2 (en) | Machine tool with rotating table | |
CN101807064B (en) | Control device for servo die cushion | |
JP2008012588A (en) | Working machine and control method for working machine | |
WO2007099892A1 (en) | Die cushion controller of press machine | |
JP4575847B2 (en) | Tailstock controller and control method of tailstock operation | |
WO2001051239A1 (en) | Thrust converter, and method and device for controlling the thrust converter | |
US20170138727A1 (en) | Position measuring apparatus | |
JP3243339B2 (en) | Work pressing device | |
JP2006130524A (en) | Die cushion mechanism, and controller and control method therefor | |
JP4692046B2 (en) | Control method and apparatus for tailstock | |
JP5057217B2 (en) | Control device and control method for spot welding robot | |
JP4712475B2 (en) | Die cushion mechanism, control device and control method thereof | |
JP4647611B2 (en) | Work clamp device | |
JP2007253212A (en) | Apparatus for controlling die cushion of press machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080707 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100112 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100114 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100119 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130129 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4446943 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130129 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160129 Year of fee payment: 6 |