JPH0239716Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、交流電動機を使用するサーボモー
タ駆動方式による工作機械の駆動制御装置に係
り、特に切削加工ユニツトを構成する主軸駆動モ
ータと切削送り軸駆動モータの負荷トルクを検出
し、この検出負荷トルクと最適設定負荷トルクと
を比較することにより、負荷に適応して切削送り
軸駆動モータを制御する駆動制御装置に関する。

一般に、工作機械等の加工ユニツトにおける駆
動制御装置は、切削工具を直接回転駆動する主軸
駆動モータと切削工具を被加工物に対して移動さ
せる送り軸駆動モータとの駆動制御を行うよう構
成される。しかるに、被加工物に対し切削加工を
行う工具は、その使用頻度に応じて摩耗して切削
能力が低下する。しかしながら、切削能力がある
程度低下しても工具寿命を保持し得る限度で工具
を継続使用することが望まれる。

このように、切削能力が低下した工具を継続使
用して切削加工を行う場合、単に工具の切削能力
に応じて送り軸の速度を低下させる制御を行うも
のではサイクルタイムが長くなり、また強制的に
切削能力を高めるべく主軸の回転速度を高める制
御を行うものでは制御装置が複雑になる難点があ
る。

そこで、本考案者等は、工具の切削能力に適応
した加工ユニツトの駆動制御を行うことができる
制御装置を得るべく種々検討を重ねた結果、工具
の切削能力を負荷トルクによつて検出し、この検
出負荷トルクを予め設定された標準負荷トルクと
比較し、検出負荷トルクが前記設定値を超えた際
に工具を断続的に進退させるステツプ動作または
ピツク動作を行うべく切削送り軸駆動モータを駆
動制御するよう構成することにより、切削負荷を
常に監視しながら適正な加工ユニツトの駆動制御
を達成し、加工精度の向上と共に工具寿命を最大
限に保持することができることを突き止めた。ま
た、前記切削送り軸駆動モータの駆動制御にも拘
らず、工具の適正な切削能力を発揮できない場合
には、主軸駆動モータの負荷トルクを検出してこ
れを予め設定した最大許容負荷トルクと比較する
ことにより、工具寿命の監視も容易となり、保守
の容易な加工ユニツトの駆動制御装置を得ること
ができる。

本考案の目的は、加工ユニツトを構成する主軸
駆動モータまたは切削送り軸駆動モータの負荷ト
ルクを検出することにより被加工物に対する切削
工具の負荷状態を監視して、常に適正な負荷状態
となるよう切削送り軸駆動モータの送り動作を変
化させて高精度の切削加工を行うと共に工具寿命
の監視を行うことができる切削負荷監視機能を備
えた加工ユニツトの駆動制御装置を提供するにあ
る。

前記の目的を達成するため、本考案において
は、主軸駆動モータと切削送り軸駆動モータとを
備え、これら両駆動モータをサーボ制御系により
制御するよう構成した加工ユニツトにおいて、前
記各駆動モータに負荷トルク検出器を設け、これ
らの負荷トルク検出器により検出される負荷トル
ク値を選択的に取出すスイツチを設け、選択され
た一方の負荷トルク値を予め設定した標準負荷ト
ルク値および最大許容負荷トルク値と比較してそ
の大小を判別する負荷トルク判別回路を設け、前
記負荷トルク判別回路において前記検出された負
荷トルク値が標準負荷トルク値より大きい場合に
出力される判別信号に基づいて切削送り軸駆動モ
ータをステツプサイクルまたはピツクサイクルか
らなる制御モードに選択して切削送り速度制御を
行うと共に、前記検出された負荷トルク値が標準
負荷トルク値より小さい場合に通常の連続速度制
御を行うよう設定した制御モード選択回路を設
け、さらに前記負荷トルク判別回路において主軸
駆動モータの負荷トルク値が最大許容負荷トルク
値より大きい場合に工具交換指令を出力するよう
構成することを特徴とする。

次に、本考案に係る加工ユニツトの駆動制御装
置の実施例につき添付図面を参照しながら以下詳
細に説明する。

第１図は、本考案に係る駆動制御装置の基本構
成を示すブロツク回路図である。すなわち、第１
図において、参照符号１０は交流電動機からなる
切削送り軸駆動モータを示し、また１２は交流電
動機からなる主軸駆動モータを示す。切削送り軸
駆動モータ１０は送度制御ユニツト１４を介して
制御され、この速度制御ユニツト１４に対しては
前記駆動モータ１０に接続した位置および速度検
出器１６によつて検出される位置および速度信号
がフイードバツクされてサーボ制御系が構成され
る。同様に、主軸駆動モータ１２も制御ユニツト
１８を介して制御され、この制御ユニツト１８に
対して前記駆動モータ１２に接続した回転検出器
２０等によつて検出される回転信号がフイードバ
ツクされるよう構成される。

以上の構成は、従来の加工ユニツトにおける駆
動制御装置の基本構成と同一である。そこで、本
考案においては、前記切削送り軸駆動モータ１０
と主軸駆動モータ１２の各制御系にそれぞれ負荷
トルクを検出する検出器２２および２４を設け、
またこれらの検出器で検出される負荷トルクを選
択的に取出すスイツチ２６を設けると共にこのス
イツチ２６で選択されたいずれか一方の負荷トル
クを予め設定した標準負荷トルクとを比較判別す
る負荷トルク判別回路２８を設ける。さらに、前
記負荷トルク判別回路２８において、負荷トルク
が負荷トルク設定値（標準負荷トルク）よりも大
きい場合に得られる出力信号と切削速度指令とを
入力し、所定の制御モードを選択して前記切削送
り軸駆動モータ１０の速度制御ユニツト１４に対
し制御指令を出力する制御モード選択回路３０が
設けられる。

この場合、前記制御モード選択回路３０で選択
される制御モードとしては、第２図に示すよう
に、加工ユニツトを一定距離前進させた後若干後
退させ、再び一定距離前進させるようにしたステ
ツプサイクル〔第２図１参照〕と、加工ユニツト
を一定距離毎に前進させると共にその都度加工開
始位置まで後退させるようにしたピツクサイクル
〔第２図２参照〕とを好適に採用することができ
る。すなわち、このように加工ユニツトを断続的
に前進後退させることにより被加工物と工具との
間に発生する切削屑の除去が有効に達せられ、工
具の切削能力を向上させることができる。従つ
て、比較的軽負荷の場合は前記ステツプサイクル
を選択し、重負荷の場合はピツクサイクルを選択
すれば好適である。なお、第２図１，２におい
て、破線で示す部分は早送りおよび早戻し行程を
示し、実線で示す部分は加工送り行程を示す。

次に、前記構成からなる駆動制御装置の制御動
作につき、第３図に示すフローチヤートを参照し
ながら説明する。

まず、第１図に示すように、加工ユニツトの運
転に伴い、切削送り軸駆動モータ１０および主軸
駆動モータ１２の負荷トルクをそれぞれ検出器２
２および２４を介して検出し、いずれか一方の負
荷トルクのみをスイツチ２６を介して選択し負荷
トルク判別回路２８へ供給する。そこで、前記負
荷トルク判別回路２８では、予め設定した標準負
荷トルクに対し前記検出負荷トルクが大きい場
合、制御モード指令信号を制御モード選択回路３
０に供給する。制御モード選択回路３０では、前
記制御モード指令信号に基づき、ステツプサイク
ル指令またはピツクサイクル指令が選択され、切
削送り軸駆動モータ１０のサーボ制御系を構成す
る速度制御ユニツト１４に対し速度指令として供
給する。なお、この間に前記検出負荷トルクが標
準負荷トルクよりも低下すれば、前記ステツプサ
イクル処理またはピツクサイクル処理は解除さ
れ、通常の連続切削速度指令が制御モード選択回
路３０から速度制御ユニツト１４へ伝達される。

また、本考案の駆動制御装置においては、第１
図に示すスイツチ２６により主軸駆動モータ１２
の負荷トルクを選択する場合、負荷トルク判別回
路２８において予め設定した最大許容負荷トルク
と比較するよう構成する。この最大許容負荷トル
クは、前述した標準負荷トルク値より大きな値に
設定され、前記主軸駆動モータ１２の負荷トルク
がこの値より大きい場合に、前記負荷トルク判別
回路２８より工具交換警報出力を出力して、工具
寿命の判別を行う。

従つて、例えば、負荷トルク判別回路２８にお
いて、検出負荷トルクと標準負荷トルクとが比較
されて所要の制御モードに選択されて切削送り軸
駆動モータ１０の速度制御が行われた際に、検出
負荷トルクが標準負荷トルクよりも低下しない場
合に、前述した主軸駆動モータ１２の検出負荷ト
ルクと最大許容負荷トルクとの比較を行つて、工
具寿命の判別を行うことができる。

前述した実施例から明らかなように、本考案に
よれば、切削送り軸駆動モータまたは主軸駆動モ
ータの負荷トルクを検出することにより工具の適
正な作動状態を監視し、工具の摩耗等による切削
能力の低下に際し予め設定した標準負荷トルクと
比較して工具が充分な切削能力を発揮し得るよ
う、例えば切削屑の除去を有効に行えるようなス
テツプサイクルまたはピツクサイクルで切削送り
軸駆動モータの駆動制御を行い、常に安定した加
工精度を保持することができる。

また、前記の検出負荷トルクと標準負荷トルク
との比較により、工具が十分な切削能力を発揮し
得る制御モードに選択されても、適正な切削能力
を発揮し得ない場合は、前記主軸駆動モータの負
荷トルクを検出することにより、工具寿命を規定
し得る最大許容負荷トルクとの関係において、工
具交換警報出力を取出すことができ、工具管理も
簡便にできる利点がある。

以上、本考案の好適な実施例について説明した
が、本考案の精神を逸脱しない範囲内において
種々の設計変更をなし得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る切削負荷監視機能を備え
た加工ユニツトの駆動制御装置の一実施例を示す
ブロツク回路図、第２図１，２は本考案に係る駆
動制御装置に採用する加工ユニツトの制御モード
をそれぞれ示す説明図、第３図は本考案に係る駆
動制御装置の制御動作を示すフローチヤート図で
ある。 １０……切削送り軸駆動モータ、１２……主軸
駆動モータ、１４……速度制御ユニツト、１６，
２０……位置および速度検出器、２２，２４……
負荷トルク検出器、２６……スイツチ、２８……
負荷トルク判別回路、３０……制御モード選択回
路、１８……制御ユニツト。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 主軸駆動モータと切削送り軸駆動モータとを備
   え、これら両駆動モータをサーボ制御系により制
   御するよう構成した加工ユニツトにおいて、前記
   各駆動モータに負荷トルク検出器を設け、これら
   の負荷トルク検出器により検出される負荷トルク
   値を選択的に取出すスイツチを設け、選択された
   一方の負荷トルク値を予め設定した標準負荷トル
   ク値および最大許容負荷トルク値と比較してその
   大小を判別する負荷トルク判別回路を設け、前記
   負荷トルク判別回路において前記検出された負荷
   トルク値が標準負荷トルク値より大きい場合に出
   力される判別信号に基づいて切削送り軸駆動モー
   タをステツプサイクルまたはピツクサイクルから
   なる制御モードに選択して切削送り速度制御を行
   うと共に、前記検出された負荷トルク値が標準負
   荷トルク値より小さい場合に通常の連続速度制御
   を行うよう設定した制御モード選択回路を設け、
   さらに前記負荷トルク判別回路において主軸駆動
   モータの負荷トルク値が最大許容負荷トルク値よ
   り大きい場合に工具交換指令を出力するよう構成
   することを特徴とする加工ユニツトの駆動制御装
   置。