JPH01135429A - 数値制御装置の速度制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、型彫放電加工機の回転軸を有するＣＮＣ工作
機械の速度制御方式に関する。

従来の技術 従来、数値制御装置においては、回転軸の速度指令は角
度／　ｍｉｎ等の単位で指令している。そのため、加工
点（工具と加工物との干渉点）での速度は、回転軸の中
心からの加工点までの距離によって変化することとなり
、通常の工作機械においては、この回転軸の中心から加
工点までの距離を考慮して送り速度指令を決めている。

そして、送り速度として直線移動軸は送りパルス１パル
スに対し、０．００１ｍｎ＋とじ、回転軸は０．００１
度としてこれらが同等であるとして取り扱われている。

そのため、例えば直線移動軸Ｚと回転軸Ｃに対し、次の
ような指令が入力されると、ＧＯＩＺｚＣ＃Ｆ工　　　
・・・・・・（１）（なお、ＧＯｌは直線補間を示すコ
ード、２はＺ軸の移動指令値、θはＣ軸の回転機指令値
、Ｆは送り速度指令で、ｆはその指令値である。） 第２図に示すように、Ｚ軸、Ｃ軸の送り速度ｆ　　、ｆ
　　を数値制御装置は次のように演算して２　　　　θ 求める。

発明が解決しようとする問題点 上記第（２）式、第（３）式において、ｚ＝１０ｍｆｌ
ｌ。

θ＝２７０度、１計ｎ周期で出力される１パルスがＯ，
ＯＯ１＋ｎ＋に対応するとすると、・・・・・・（４） ・・・・・・（５） となり、加工速度は非常に小さなものとなる。また、第
（２）式、第（３）式が示すように、回転軸の中心と加
工点間の距離は、各軸の速度と関係していなく、加工点
における接線速度は、この回転軸の中心と加工点間の距
離に応じて変わることを意味しており、この距離を考慮
して加工速度を指令する必要がある。しかし、型彫放電
加工機のように機械（加工電源）から加工速度を指令す
るような場合、型彫放電加工機においては、電極と加工
物間の平均ギ１ｐツブ電圧が一定になるように電極を移
動する。即ち、工具としての電極と加工物間の相対速度
は平均ギャップ電圧（平均加工電圧）が一定になるよう
にいわゆるサーボ送りし、放電加工機自体が制御する。

この場合、回転軸の速度もｍｎ＋／１ｎでしか指令でき
ない。そのため、正しい加工速度が得られないという欠
点があった。

そこで、本発明の目的は、回転軸を含んだ加工に対して
も機械から正しい加工速度が指令できる数値制御装置の
速度制御方式を提供することにある。

問題点を解決するための手段 本発明は、回転軸の中心から加工点までの距離。

回転軸及び該軸と同時に移動する平行軸の各移動指令位
置を入力し、入力された上記距離、移動指令位置より、
指令された速度点での接線速度指令に基づき加工点にお
ける回転軸移動と平行軸移動の各速度成分を求め、該接
線速度で制御するようにすることにより上記問題点を解
決した。

作　　用 速度指令、即ち、工具と加工物の加工点における相対速
度は、工具を加工物に対し相対的に回転させる回転方向
の速度成分と、工具を加工物に対し、軸方向に相対的に
移動させる直線方向速度成分とに分解される。そして、
この回転方向速度成分と直線方向速度成分の比は、回転
軸及び該軸と同時に移動する平行軸の移動指令位置と回
転軸中心と加工点間の距離によって決まる。即ち、回転
軸の移動指令位置がθ、平行軸の移動指令位置が７１回
転中心と加工点間の距離をｒ、指令速度をｆとすると、
第１図に示すように平行軸の速度ｆｚ及び回転軸の速度
ｆθは次式によって決まる。

・・・・・・（６） ・・・・・・（７） そして、上記第（６）式、第（７）式で算出される各速
度で各々平行軸１回転軸を駆動すれば、工具と加工物の
加工点における相対速度は指令速度となり、正確な加工
を行うことができる。

実施例 第３図、第４図は、本発明の一実施例として、型彫放電
加工によるねじ切りの例を示す説明図で、ねじ形状の電
極１で加工物２に対しねじ切り放電加工を行う例を示す
ものである。電極１は回転軸Ｃにより電極１の中心軸を
中心に回転し、かつ、平行軸Ｚにより直線移動させて加
工物２と電極１間に放電を生ぜしめてねじ切り放電加工
を行う。

電極１と加工物２間のギャップ電圧は差動平滑アンプ４
に入力され、平滑されると共に、基準電圧との差が増幅
されて出力され、この差動平滑アンプ４の出力電圧を周
波数に変換する電圧−周波数変換器（以下、Ｖ／ｆ変換
器という）５で周波数に変換し、コンピュータ内蔵の数
値制御装置（以下、ＣＮＣ装置という）３はこのＶ／ｆ
変換器５の出力を受けてＣ軸、Ｚ軸のサーボモータ６（
第３図では一方のみを図示し、他を略している）を駆動
し、電極１と加工物２間のギャップ電圧、即ち平均加工
電圧が一定になるように制御する。いわゆるサーボ送り
方式で制御されている。

このようにサーボ送り方式では、電極１の加工物２に対
する相対移動速度はプログラムで指令されるのではなく
、型彫放雷加工機自体が自動的に制御することとなる。

従来の方式では、第（１）式において速度指令Ｆがない
次のようなブロックの指令を入力してねじ切り加工を行
わせていた。

ＧＯＩ　　ＺｚＣθ　：　　　　−・−・−・Ｃ１’）
すなわち、Ｚ軸が２直線移動する間に回転軸のＣ軸がθ
だけ回転し、ねじ切りを行うよう指令をプログラムし、
ＣＮＣ装置はＶ／ｆ変換器５から出力される信号に応じ
た速度指令ｆに応じ、第（２）式、第（３）式の演算を
行ってＺ軸、Ｃ軸の速度を求め、各軸のサーボモータを
駆動していた。

しかし、この方式では前述したように、回転軸Ｃの中心
と加工点（電極１と加工物２の干渉点）間の距離、即ち
、この実施例では電極１の半径ｒに無関係に速度が決め
られるため、電極の半径ｒの値に応じて電極１の回転方
向の加工点の接線速度の値が変わり精度の高い加工が得
られない。

そこで、本発明においては、電極１の半径ｒも入れた次
のような指令をプログラムする。

ＧＯ１ＺＺＣ旦Ｑ旦　　　　・・・・・・（８）（なお
、Ｑは電極の半径の指令、ｒはその指令の指令値である
。） ＣＮＣ装置３はこの指令を受けてＶ／ｆ変換器５から得
られる速度指令ｆにより、第（６）式、第（７）式の演
算を行ってＺ軸、Ｃ軸の速度、即ち、加工点におけるＺ
軸方向の接線速度、Ｃ軸の回転方向の接線速度を求めて
、この速度でＺ軸、Ｃ軸のサーボモータを駆動すること
となる。

例えば、ｚ＝１Ｑｍｍ、θ＝７２０度、ｒ＝５ｍｍ。

ｆ＝０．００１ｍｍ（１パルス）とｔ７；ｚと、″Ｏ，
０Ｏ０１６ａ＋ｍ　　　　　　　　　　　・・・・・・
（９）尭０．０１１３度　　　　　　　・・・・・・（
１０）となり、第（４）式、第（５）式で求められた値
と比べ、移動量も大きく、かつ、加工点での各軸の接線
速度が出力されることとなるから、Ｚ軸、Ｃ軸の速度を
合成した速度は、加工点における電極１と加工物２間の
相対速度、即ち、Ｖ／ｆ変換器５の出力信号から得られ
る指令速度と一致し、正確なサーボ送り放電加工が行わ
れることとなり、精度の高い加工を得ることができる。

なお、上記実施例では、型彫放電加工機における数値制
御装置の速度制御方式について述べたが、回転軸と同時
に平行軸が駆動され、工具と加工物が相対的に回転し、
かつ、その回転軸の軸方向に移動するような加工を行う
工作機械の数値制御装置にもこの速度制御方式は使用で
きるものである。

発明の効果 回転と該回転軸の軸方向の移動を含んだ加工において、
工具と加工物の干渉点、即ち、加工点での接線方向速度
を制御するようにしたので、指令速度と実際の加工点の
速度が一致し、正確な加工□が得られる。その結果、精
度の高い加工が得られる。

【図面の簡単な説明】

＠１図は本発明の作用原理を説明する説明図、第２図は
従来の作用原理を説明する説明図、第３図は、本発明を
実施する一実施例の型彫放電加工機の要部ブロック図、
第４図は同実施例におけるねじ切り加工の説明図である
。 １・・・電極、２・・・加工物、３・・・コンピュータ
内蔵の数値制御装置（ＣＮＣ）、６・・・サーボモータ
。 第　１　因 第　２　因

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転軸を含む工作機械を制御する数値制御装置の
   速度制御方式において、回転軸の中心から加工点までの
   距離、回転軸及び該軸と同時に移動する平行軸の各移動
   指令位置を入力し、入力された上記距離、移動指令位置
   より、指令された加工点での接線速度指令に基づき加工
   点における回転軸移動と平行軸移動の各速度成分を求め
   、該接線速度で制御するようにした数値制御装置の速度
   制御方式。
2. （２）上記数値制御装置は回転軸を含む型彫放電加工機
   を制御する特許請求の範囲第１項記載の数値制御装置の
   速度制御方式。