JPH01228751A

JPH01228751A - ２つの主軸を有する工作機械

Info

Publication number: JPH01228751A
Application number: JP63055766A
Authority: JP
Inventors: Katsuo Kobari; 小針　克夫; Shinichi Kono; 新一河野; Hironobu Takahashi; 高橋　宏暢
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1988-03-09
Filing date: 1988-03-09
Publication date: 1989-09-12
Also published as: DE68926375T2; EP0364593A4; WO1989008533A1; EP0364593B1; DE68926375D1; EP0364593A1; US5027680A

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】（Ｊ事業上の利用分・野）本発明（１，東、２）の−１自Ｉ・１・；、・（１４る
工作機械：、−関し、特ｊ、−能率１′１＜ワ　りを加
１］１”るための旋盤などの−ｊ作機械じ関゛４る。

（従来の技術）従来からマルブスＶ′パドルヘツ１゛！、“ツトの］−
１作ａ１械は、ソ・　りの加Ｘ１シ：際（ｙ　礼丁ｊす
）短いと・−スタイムを実現するｔ〉のと１２“貫゛、
広く使用８オ１でいる。、：れは、例ス、ばＮ　Ｃが１
′！＋ｉＷＶ”括０４するように、％Ｅ　＃’）ｉ　？
’ｉ　＠　Ｋ’、ｌｌ’、　２木、１：ｌ、：　ｉｆ　
−ｆ：　ｌ’ｌ以１−１の’ｌ　ＩＪ１’！ｉ＝　ｉｔ
け、そｈ　（’ｆ　Ｊ”１を独ｉ’７７７’、）　、’
ｇｌ二１ｌｉ１１．−タ＝（ｆ制御計、１１、ワー、ク
ツ取（Ｎ、Ｉす５取り）し時間の短ル１）口・、・［ヅ
（るもの“【“・あったり、５多ンるい（１１，、ｂ閣
］する＝１．’ｉ：能の主呼１；ドＣ−タによりワーク
加工の融通性を高めている。

こうした複数の主軸でのワークの掴み換えに際しては、
それぞれの主軸モータに同じ速度指令を与えて、速度が
一致した時点で回転した状態にあるワークを停止するこ
となく、次の加工に穆るようにしている。

（発明が解決しようとする課題）このような従来の２主軸を同軸上に対向して配置し、刃
物台はどちらの主軸にあるワークに対しても加工ができ
る工作機械では、つかみ換えるときの両生軸速度が確実
に一致している必要がある。そうしないと、ワークがチ
ャックによって傷つけられたり、あるいは変形するおそ
れがあるからである。しかし、主軸モータが異なれば、
完全に回転速度が一致させることは困難であり、また、
負荷によって、同じ速度指令であっても回転速度が変動
するという問題があった。

更に、従来の主軸同期運転制御では、速度を一致させる
ことができても、なかなか両方の主軸の回転角位置が一
致せず、チャックの噛合い位置のずれを修正することが
困難であった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、
主軸の回転角を一致させた上で、確実に同期運転が行な
えるようにした２つの主軸を有する工作機域を提供する
ことを目的としている。

（課題を解決するための手段）本発明によれば、第１主軸の回転速度を第２主軸の回転
速度に一致させて、その間でワークの受は渡しを行なう
２つの主軸を有する工作機械において、第１主軸と第２
主軸の各速度制御部に同一の速度指令を供給する指令手
段と、第２主軸の速度制御部への速度指令を遮断し第１
主軸と同期する運転制御モードを設定するモード設定手
段と、同期運転制御モードで第１主軸と第２主軸の回転
角に関する位置偏差を検出する検出手段と、検出された
位置偏差により位置偏差が０となるように第２主軸の速
度制御部への速度指令を修正する修正手段とを具備する
ことを特徴とする２つの主軸を有する工作機械を提供で
きる。

また本発明によれば、互いに独立の速度制御回路を有す
る第１、第２の主軸に対して同期運転制御を行なう主軸
同期運転制御方法において、第１、第２の主軸への速度
指令を一致させるステップと、各主軸の実速度及び回転
角位置を検出してその間の速度及び位置の偏差を演算す
るステップと、演算された速度偏差により前記速度指令
の一方を修正するステップと、演算された位置偏差によ
り前記速度指令の一方を修正するステップとを具備する
ことを特徴とする主軸同期運転制御方法を提供できる。

（作用）本発明の２つの主軸を有する工作機械では、第１主軸と
第２主軸の速度偏差信号、及び第１主軸と第２主軸の位
置偏差信号をそれぞれ第２主軸の速度指令に加算し、第
２主軸の速度指令を修正するようにしている。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面に従って詳細に説明する
。

第１図は、本発明の工作機械の速度制御部の一例を示す
システム構成図である。

サーボモータ１．２は、工作機械の２つの主軸を回転せ
しめるためのもので、それぞれ速度制御回路３．４から
の電流指令により所定速度で回転制御される。上記速度
制御回路３．４には、通常の制御においては、第１主軸
の回転速度と第２主軸の回転速度とを独立して制御する
速度指令Ｖｃｍｄ　１　、　　Ｖｃｍｄ　２が与えられ
ており、また、それぞれサーボモータ１，２の速度及び
電流のフィードバック信号も帰還している。この速度制
御回路３，４に指令速度としてｖｌ、ｖ２を与えたとき
のサーボモータ１，２の速度は、それぞれ速度検出器５
，６で検出され、その検出結果は速度Ｘ１．Ｘ２データ
と□して加算器７に出力され、速度偏差ｅを演算するよ
うにしている。

８は第１主軸の位置検出器であり、これは上記サーボモ
ータ１との間でに〇のギヤ比で接続される第１主軸から
その回転位置Ｘ１データを検出するものである。第２主
軸については、同様の位置検出器９により回転位置Ｘ２
データが検出される。こ１１らイｉ’７−　Ｖｉ’；信
号は加：、４Ｎ　’４％　１　Ｏｉ、：出力１”ζね、
位置偏Ｂｅ　）’＋＜演１つ旨゛・れイ′２１．１１は
、速度制Ｍｌｌ　回ＹｊＰｔ　４　ｒ：　’−，，３Ｉ
ｔ”？ニー　；、１８　ｊ’ｌｊ　ルー　ノを・構成捗
るｉｉ’　Ｉ　’Ｊ））作；グ１ｊ節回周１．　”ｔｙ
’　；Ａ七）す、比例曹素か６なる増幅ノロ・・／り１
２と’ｉｔｉ′ｌｖ勺要素イＳ、・へｚ１？ノロツク１
：３どの出力を加１，４１丁器１４　’１．．’加Ｉ、
γづイ”；　、ｌ’：　）Ｉ、・構成されている。徒・
ｖ　”ｒこのＩ’　Ｉ動作調ｊｉｆｆ回路ｉ　’＋　＋
、：より、スイッ・ｙ機構Ｓ　ＩＩ　：ｊな５．１．ノ
しノ、・状７：す７ミで［・沫、加算器′ｌからの速Ｊ
ｇ、偏ｘ　ｆ；　ｌ、：店づ＜　Ｊ：Ｉ：：ｉ例積分グ
ー・ろ（ｙｌが次式に従２１．′形威４さ４１る。

Ｙｔ（Ｓ）・・Ｋ　１　　（１（、’ｑ−；　）　Ｘ”
：　（ｓ）ここ“シ゛Ｋ　＋は積分ゲｔン、”Ｆ　ｉ　
１．ｆ　ｆｊ分処理の時間に対応［る定数値（Ｆ　ｊ・
ハる５＊　ｉ＝、速度）ら１目３１１回路４（、；Ｉｔ　、、
、−１：記加３２’　Ｋ７÷１０からイυ位置偏差Ｃに
基−Ｓ　＜位置ル　グ仝構Ｉル；　１．、、　ｘ：おり
、この位置ル〜、／内１・□”比例定数１ｃ　２の（１
す幅ノロツタ１５か配置されＣいる。

ｊざお、速度文１．央２ｐは、イ９１δ検ｆｊ’、’；
　Ｃ２）　８　、　　リ゛Ｃ゛のｑ１Ｑ時間ソ当りの移
り１服から演算４゛よ〉”〔知るパどもｂ）能°ｔ・′
ある。

）−記−１機械械のソ、）の主軸のうＩ゛）リ　７Ｉ豪
１−−タ２と接続♂わ、る−ト、紬鼾”対重る速用指仝
Ｖ　ｃｍｄ　２−７は、１　ド切替回路、１６４・介し
′〔速度制御回路御！＋！４に供給・；　／１．１イ；
ぶ１、・°−の→−ド切替回Ｗ８１６は、制御１゛−１
・４ニー・切替制御づる）、：めの４′−）のペイッチ
機構８１′ｌ　１”−”　Ｓ　ＬｌＪＪ及び３′−）の
加１４５　ｉ　７　””　１９から構成、、′すれＣ１
いる１、速度指令Ｖｅｍｄ；皐はスイッヂ機構ｒ、ｓ　
ｗ　１　’ｊｔ　（ｉ　’１．ｙ　”’（加ｆｉ器１７
　ｒ：：　友〕ｙｒ　ｓ　し１．゛ノ加算２ｘ１　’７
には；ｋ　ｆニア、スイッチ機構Ｓ町）を介して上記増
幅グ）ｌ・・Ｆりｉｊ〉の１〜１づ力Ｙ　７ｐがス、力
ざ狛、τいる。加算器１７の加算器ｍμ、次の加算器１
８に人力さ濱ｌ、４゛の加算器ｉａ＋、：は、ズｒ・ソ
チ機構Ｓ町−を介し”（□速Ｉｎ指令Ｖｅ旧！１が人力
され゛〔いる６ｒ１動作調節回Ｗｊ’ｘ　１　ｌの比例
積分）“９・り３７１は、スイッ′ｆ機構＝８１１＋４
４□、°介１・“〔加τ１．１器１！１１ζ′供給（ド
」７、こ・”−１３−１、記加算器１８の出力と加算、
とれ、速度制御回路４への指仝速Ｊ１．Ｖ＞！を形成１
２１“いる、第Ｚ図６．ｌ：、１−記工機械械Ｓ／スナ
ムの制御〕Ｖ：ｉ　−・を示す図である。

第１１軸の回転速ｊも２５・第２１ユ釉の回転速ル：に
一致させて、そのｆｇｊ　＋′、１ワークの受・υ渡し
を行ｌ、ρ・）場合、まず上記十　ド切替回路１６ρ：
対１．．ｚ　’１’、’、、−Ｓ　＊　１を１ン、ｓｗ
２・〜□　５１１４をオフとする制御（−ドＭする・設
定°４る（スｙツブｆム）ａこれｋより速度指つｉＶ　
Ｃｍｄ　１　、　Ｖ　Ｃ１１ｌｄ　２が速度制御回路３
．４にｔｂ”）　、、：される（スう“ツブｂ　）　、
。

次に：制御イー　ド？Ｍｉから、Ｓｗｌ、　、　２．４
　＄：オフ、ｓｗ、　、　”ｉ、　　なＡ゛ノに切り換
第１゛Ｍ２とｊノ（ステップ■）、速／ｆｌ制御回ＰＰ
ｔ３．ｉｓ唱Ｉ　ｃｒｎｄ又を与λる（スナップ（１）
。

王：　シーＣ、第１）゛・袖の検出速度とＶｅｍａｌの
差の絶対値が所定値５：：　ｉ７ｒ、づくま（″指９Ｉ
・入・シーえる（、ステップｅ）ａ次に制御モ・−）゛を・Ｍ２．から、ＳＷ□、ＳＷ２を
オフ、ＳＷ５・・・Ｓ−５を・イ”ンに切り換λ７１″
Ｍ　４１とし、２１）の主軸に：同じ速ｊ−３゛指令を
Ｌ＋′スイ）（メ、ｊ′ツブｒ　）　、　＝　ｔ′ｌｃ
　、Ｊ：　＝＞−ｃ’ｚＵＸｔｙ＋ｙ−、ノ′ｃｖミ゛
−ｅノ＊ｉ制御が開始さね、１−”のときｉｓ　−ｒ−
ｔ＋　ｅ　４ｒの主軸のり・・−ボ七−９１５２の速度
）Ｃ１，Ｘシ２伶、・検出し、千のｚ’Ｍ　Ｉ￥’ｉ。

デー・−夕から速度偏；％６を３１算する１、１゛のと
ぎ、主軸のイ◇置入１．ｘ２も演算４る（ス）“ツブｇ
）。

つまり第１主軸の速度制御回路３への指玲速度■１ば、Ｖ１＝Ｖｃｍｄ１第２−１軸の速度制御回路４への速用指令■２は、第１
主軸の速度制御回路：３へのｔｌｔ　４−速度Ｖ１とｊ
４ψ度偏差ｅから得ｊζ化例積夕・出力）！　１　とが
加算さ第１゜で、Ｖ２＝Ｖｃｍａｌ　　→Ｋ　１　０；１　　篩）＋（に
１　　／Ｔｉ）　　Ｃ（Ｘｔ　　−ｘｚ　）　　＋　（
句。・〜ｘｚｏ）　　）どしく　ｒａ、入られる（スノ
ップｌｉ　）　、１２お、ＸＩＱ。

Ｘコ、・（）は第１　：ｐｌｌｌ；、軸、第２１飛１４
１１の壬れｅわ機械原点からのオフセッＩ−量である３
、２）の１−軸（６・　夕の検゛出沫Ｉ９−；ｃ１　、　
Ｍ２　ｈ包一致する末′１・、１記法ｊ度■２な所定の
演算す・イクルで繰り返し演算する（スノッノ″ｉ）。

一致したとき、制御）−ＦをＭ２からＭ　３１．’：　
ｕ−、、ＳＷｌ　、　５Ｖｉ５を、４−フ、ＳＷ２　”
□　Ｓ胃、１を４〕ノｃ　＋ｐｉり換λ、ろ（スｙ゛ツ
ゾ、、ｉ　）　、、　　′）まり、第２゜二１軸の回転
速度は速度ループど（８７置ル・−ブと＋、ｌ’ｉ　、
ｌ、り凹部１、′８制御が行なわオフることになる。つ
づいてステップｄと同様にそれぞれの主軸のサーボモー
タ１，２の速度ＸＩ、Ｘ２を検出し、その速度データか
ら速度偏差６及び位置偏差ｅを計算する（ステップｋ）
。つまり第１主軸の速度制御回路３への指令速度ｖ１を
、Ｖ１＝Ｖｃｍｄ１に維持した状態で、第２主軸の速度制御回路４への速度
指令ｖ２が、第１主軸の速度制御回路３への指令速度ｖ
１と位置偏差ｅに基づく比例出力ｙ２と速度偏差６から
得た比例出力ｙｌとを加算した、Ｖ２　＝　Ｖｃｍｄ　１＋　Ｋ１　　（ｘｌ　−ｘ２　
）＋　Ｋ２　　（（Ｘｉ　−Ｋ２　）　　＋　（ＸＩＱ
−Ｘ２０）　）により修正する（ステップ１）。２つの
主軸の検出位置Ｘ１　、Ｋ２が一致するまで、上記速度
ｖ２を所定の演算サイクルで繰り返し演算する（ステッ
プｍ）。

こうした一連の演算処理により、主軸はその回転角が一
致した上で確実に同期運転され、２つの主軸モータの速
度及び位置が一致した時点で所定の信号を発生して、主
軸を移動し、ワークをつかみ換える。なお、上記モード
切替回路１６の各スイッチ機構Ｓ胃１〜Ｓ’Ｗ５等は、
制御モードの切替についての概念を示すものであって、
実際には、電子的な装置として構成されたり、あるいは
それぞれのサーボ用のプロセッサにおける制御プログラ
ムとして形成されるものである。したがって、ワークを
いずれの主軸側で掴んでいても、その速度と位置とに一
致させることが可能である。

第３図は、サーボモータ１．２がギヤ機構２１．２２を
介して第１主軸２３、第２主軸２４を回転させるように
した工作機械の機構部の構成例を示している。第１主軸
２３に取付らねたチャック２５で保持されたワーク２７
を、第２主軸側のチャック２６により掴み換えるとき、
上述した主軸同期運転制御により、速度制御回路３゜４
への指令速度を修正し、同期速度の精度を高め、ワーク
２７をつかむ時のワークに対する負荷を軽減できる。

以上、図示した実施例に関連して本発明について説明し
たが、本発明は特許請求の範囲に示される主旨と精神の
下で多様な構成をとり得るものであって、特段の事情の
ない限り、本発明をその詳細に説明した枠内に限定する
意図はない。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によれば、主軸の回転角を
一致させた上で、確実に同期運転を実行して、回転中に
ワークの掴み換えを行なうようにし、ワークを損傷する
ことなく切削工程での工数削減を図り、加工時間の短縮
を可能にする２つの主軸を有する工作機械を提供できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の工作機械の速度制御部の一例を示す
システム構成図、第２図は、上記工作機械システムの制
御フローを示す図、第３図は、第１主軸、第２主軸を回
転させる工作機械の機構部の構成例を示す図である。１．２・・・サーボモータ、３．４・・・速度制御回路
、５．６・・・速度検出器、７．１０・・・加算器、８
．９・・・主軸位置検出器、１１・・・ＰＩ動作調節回
路、１６・・・モード切替回路。特許出願人　ファナック株式会社代　理　人　弁理士　辻　　　實第２：

Claims

【特許請求の範囲】

（１）第１主軸の回転速度を第２主軸の回転速度に一致
させて、その間でワークの受け渡しを行なう２つの主軸
を有する工作機械において、第１主軸と第２主軸の各速
度制御部に同一の速度指令を供給する指令手段と、第２
主軸の速度制御部への速度指令を遮断し第１主軸と同期
する運転制御モードを設定するモード設定手段と、同期
運転制御モードで第１主軸と第２主軸の回転角に関する
位置偏差を検出する検出手段と、検出された位置偏差に
より第２主軸の速度制御部への速度指令を修正する修正
手段とを具備することを特徴とする２つの主軸を有する
工作機械。
（２）互いに独立の速度制御回路を有する第１、第２の
主軸に対して同期運転制御を行なう主軸同期運転制御方
法において、第１、第２の主軸への速度指令を一致させ
るステップと、各主軸の実速度及び回転角位置を検出し
てその間の速度及び位置の偏差を演算するステップと、
演算された速度偏差により前記速度指令の一方を修正す
るステップと、演算された位置偏差により前記速度指令
の一方を修正するステップとを具備することを特徴とす
る主軸同期運転制御方法。