JPH0312711A - 位置信号出力装置 - 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〕 本発明は数値制御装置での位置信号出力方式に関し、特
に位置信号の出力時期を正確にできるように改良した位
置信号出力方式に関する。

〔従来の技術〕

中型あるいは大型の工作機械では、工具交換やローダの
動作は、特定の軸のパルス分配が終了してから開始され
る。一方、小型旋盤、自動盤等の小型の工作機械では、
特定の軸が指定位置に到達すると工作機械を制御する数
値制御装置から位置信号が出力され、工具交換あるいは
ローダの移動動作を開始させる場合がある。

これは、小型工作機械では、特定の軸のパルス分配を待
たずに、指定位置に到達すると、数値制御装置が位置信
号を出力し、工具交換やローダの移動を開始し、加工の
サイクルタイムを短くするためである。

従って、この位置信号は遅く出すと加工時間が長くなる
し、あまり早く出力すると機械側の干渉等の不具合を生
じる。従って、位置信号は機械が指定位置に到達したと
きに、正確に出力されなければならない。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、従来はこの位置信号は数値制御装置内部の現在
位置を基準に行っていたので、それほど正確な機械位置
で出力されていなかった。

第４図は実際の機械位置と数値制御装置内の現在位置と
の関係を説明する図である。すなわち、数値制御装置内
の現在位置は点Ｐ２であるが、実際の機械の位置は点Ｐ
１である。これは、サーボモータを加減速制御するため
の加減速制御手段の遅れε１と、位置制御ループのエラ
ー量ε２があるためである。従って、現在位置を基準に
位置信号ＰＳを出力すると、実際には機械位置が点Ｐ１
の位置で出力されて、本来の位置より早く位置信号が出
力されてしまう。

また、これを正確にするために、サーボ系のエラー量を
予測して、位置信号を出力していたが、サーボ系のエラ
ー量は速度によって変動するので、正確な位置信号の出
力は困難であった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、正
確な機械位置で位置信号を出力できるようにした位置信
号出力方式を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では上記課題を解決するために、数値制御装置で
制御される軸が、予め指定された指定位置に到達したと
きに位置信号を出力する位置信号出力方式において、指
令パルスを加減速して出力する加減速制御手段と、指令
パルスをカウントし、前記軸の現在位置を生成する現在
位置レジスタと、前記加減速制御手段からの加減速され
た指令パルスと機械からの位置フィードバックパルスの
差分を格納するエラーレジスタと、前記現在位置から、
前記加減速制御手段からの加減速制御による遅れ量と、
前記エラーレジスタのエラー量を減算する演算器と、前
記指定位置を格納する指定位置レジスタと、前記演算器
の出力と前記指定位置値を比較し、前記加算器の出力が
前記指定位置に到達したときに位置信号を出力する比較
器と、を備えたことを特徴とする位置信号出力方式が、
提供される。

また、 数値制御装置で制御される軸が、予め指定された指定位
置に到達したときに位置信号を出力する位置信号出力方
式において、機械からの位置フィードバックパルスをカ
ウントして機械位置を生成する機械位置カウンタと、前
記指定位置を格納する指定位置レジスタと、前記機械位
置と、前記指定位置を比較し、前記機械位置が前記指定
位置に到達したときに位置信号を出力する比較器と、を
備えたことを特徴とする位置信号出力方式が、提供され
る。

〔作用〕

現在位置に対して、実際の機械位置は加減速制御による
遅れ量と、サーボ系のエラー量だけ遅れているので、現
在位置からこの遅れとエラー量を差引き、機械位置を求
める。指定位置がこの機械位置に到達したら、位置信号
を出力する。

また、機械位置を位置フィードバックパルスから生成し
、この機械位置と指定位置とを比較して、機械位置が指
定位置に到達したら位置信号を出力する。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の位置信号出力方式の第１の実施例の部
分ブロック図である。加減速制御手段１は補間器でパル
ス分配された指令パルスＣＰを加減速制御する。その出
力は演算器２に送られる。

演算器２は加減速制御手段１からの出力と、機械側から
のフィードバックパルスＦＰとの差分を求めエラーレジ
スタ３に送る。エラーレジスタ３の出力はサーボアンプ
におくられ、サーボモータを駆動する。

現在位置レジスタ４は指令パルスＣＰをカウントし、数
値制御装置内の現在位置ＡＸＰを生成する。演算器５は
現在位ｉ！ＡＸＰから加減速制御による遅れε１と、エ
ラーレジスタのエラー量ε２を差し引く。これによって
、はぼ実際の機械位置が求められる。比較器６は、この
値と予め指定位置レジスタ７に指定された指定位置ＤＰ
とを比較し、この値が指定位置になったら、位置信号Ｐ
Ｓを出力する。これによって、実際に設定した機械位置
で位置信号を出力することができる。

第２図は本発明の第２の実施例の部分ブロック図である
。第１図と同一の要素には同一の符号が付してあり、そ
の説明は省略する。第２の実施例では、機械側からのフ
ィードバックパルスＦＰは機械位置カウンタ８に人力さ
れ、機械位置カウンタ８はこのフィードバック帰還パル
スＦＰをカウントし、はぼ実際の機械位置を生成する。

従って、比較器６は、この値と予め指定位置レジスタ７
に設定された指定位置ＤＰとを比較し、この値が指定位
置ＤＰに到達したら、位置信号ＰＳを出力する。これに
よって、実際に指定した機械位置で位置信号を出力する
ことができる。勿論、第２の実施例では高速の機械位置
カウンタ８を必要とするが、より正確な機械位置で位置
信号を出力することができる。

第３図は本発明を実施するための数値制御装置（ＣＮＣ
）のハードウェアのブロック図である。

図において、１０は数値制御装置（ＣＮＣ）である。プ
ロセッサ１１は数値制御装置（ＣＮＣ）１０全体の制御
の中心となるプロセッサであり、バス２１を介して、Ｒ
ＯＭ１２に格納されたシステムプログラムを読み出し、
このシステムプログラムに従って、数値制御装置（ＣＮ
Ｃ）”全体の制御を実行する。ＲＡＭ１３には一時的な
計算データ、表示データ等が格納される。ＲＡＭ１３に
はＤＲＡＭが使用される。ＣＭＯ５１４には指定位置レ
ジスタ７が設けられている。また、ＣＭＯ５１４には工
具補正量、ピッチ誤差補正量、加ニブログラム及びパラ
メータ等が格納される。ＣＭＯ５Ｉ４は、図示されてい
ないバッテリでバックアップされ、数値制御装置（ＣＮ
Ｃ）１０の電源がオフされても不揮発性メモリとなって
いるので、それらのデータはそのまま保持される。

インタフェース１５は外部機器用のインタフェースであ
り、紙テープリーグ、紙テープパンチャ、紙テープリー
グ・パンチャー等の外部機器３１が接続される。紙テー
プリーグからは加ニブログラムが読み込まれ、また、数
値制御装置（ＣＮＣ）　１０内で編集された加ニブログ
ラムを紙テープパンチャーに出力することができる。

ＰＭＣ（プログラマブル−マシン・コントローラ）　１
６はＣＮＣｌ０に内蔵され、ラダー形式で作成されたシ
ーケンスプログラムで機械側を制御する。本発明の位置
信号ＰＳもプロセッサ１１からＰＭＣ１５に与えられ、
Ｉ１０ユニット１７から機械側に出力され、工具交換あ
るいはローダの起動信号として使用される。ただし、Ｐ
ＭＣ１６経由で機械側に位置信号ＰＳを出力すると、や
や時間がかかるので、ＰＭＣ１７経由で位置信号ＰＳを
出力するのはそれほど高速処理を要求されない場合であ
る。

また、加ニブログラムで指令された、Ｍ機能、Ｓ機能及
びＴ機能に従って、これらをシーケンスプログラムで機
械側で必要な信号に変換し、■１０ユニット１７から機
械側に出力する。この出力信号は機械側のマグネット等
を駆動し、油圧バルブ、空圧バルブ及び電気アクチュエ
イタ等を作動させる。また、機械側のリミットスイッチ
及び機械操作盤のスイッチ等の信号を受けて、必要な処
理をして、プロセッサ１１に渡す°。

グラフィック制御回路１８は各軸の現在位置、アラーム
、パラメータ、画像データ等のディジタルデータを画像
信号に変換して出力する。この画像信号はＣＲＴ／ＭＤ
Ｉユニット２５の表示装置２日に送られ、表示装置２６
に表示される。インタフェース１９はＣＲＴ／ＭＤＩユ
ニット２５内のキーボード２７からのデータを受けて、
プロセッサ１１に渡す。

インタフェース２０は手動パルス発生器３２に接続され
、手動パルス発生器３２からのパルスを受ける。手動パ
ルス発生器３２は機械操作盤に実装され、手動で機械稼
働部を精密に移動させるのに使用される。

軸制御回路４１〜４４はプロセッサ１１からの各軸の移
動指令を受けて、各軸の指令をサーボアンプ５１〜５４
に出力する。サーボアンプ５１〜５４はこの移動指令を
受けて、各軸のサーボモータ６１〜６４を駆動する。本
発明の位置信号はこれらの軸のいずれの軸にも適用する
ことができる。

サーボモータ６１〜６４には位置検出用のパルスコーダ
が内蔵されており、このパルスコーダから機械側の位置
がフィードバックパルスとしてＦＰとして帰還される。

場合によっては、位置検出器として、リニアスケールが
使用される。また、このパルス列をＦ／Ｖ　（周波数／
速度）変換することにより、速度信号を生成することが
できる。

さらに、速度検出用にタコジェネレータが使用される場
合もある。図ではこれらの位置信号のフィードバックラ
イン及び速度フィードバックは省略しである。

スピンドル制御回路７１はスピンドル回転指令及びスピ
ンドルのオリエンテーション等の指令を受けて、スピン
ドルアンプ７２にスピンドル速度信号を出力する。スピ
ンドルアンプ７２はこのスピンドル速度信号を受けて、
スピンドルモータ７３を指令された回転速度で回転させ
る。また、オリエンテーション指令によって、所定の位
置にスピンドルを位置決めする。

スピンドルモータ７３には歯車あるいはベルトでポジシ
ョンローダが結合されているが、本図では省略しである
。

インタフェース８１は位置信号ＰＳを機械側に出力する
ものであり、通常８　ｍ　ｓ以下で出力したい場合に使
用する。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明では、現在位置から加減速制
御による遅れ量と、位置制御ループのエラー量を引いて
機械位置を求め、予め指定された指定位置と比較して、
位置信号を出力するように構成したので、より正確な機
械位置で位置信号を出力することができる。

また、他の発明では機械からの帰還パルスをカウントと
して、機械位置を生成し、予め指定された指定位置を比
較して、位置信号を出力するように構成したので、正確
な機械位置で位置信号を出力することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の位置信号出力方式の第１の実施例のブ
ロック図、 第２図は本発明の第２の実施例の部分ブロック図、 第３図は本発明を実施するための数値制御装置（ＣＮＣ
）のハードウェアのブロック図、第４図は実際の機械位
置と数値制御装置内の現在位置との関係を説明する図で
ある。 加減速制御手段 エラーレジスタ 現在位置レジスタ 演算器 比較器 指定位置レジスタ 機械位置カウンタ プロセッサ ＯＭ ＡＭ ＭＯＳ インタフェース ＰＭＣ（プログラマブル・マ シン・コントローラ） Ｉ１０ユニット グラフィック制御回路 インタフェース インクフェース ノイス 軸制御回路 サーボアンプ サーボモータ スピンドル制御回路 スピンドルアンプ スピンドルモータ インタフェース

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）数値制御装置で制御される軸が、予め指定された
   指定位置に到達したときに位置信号を出力する位置信号
   出力方式において、 指令パルスを加減速して出力する加減速制御手段と、 指令パルスをカウントし、前記軸の現在位置を生成する
   現在位置レジスタと、 前記加減速制御手段からの加減速された指令パルスと機
   械からの位置フィードバックパルスの差分を格納するエ
   ラーレジスタと、 前記現在位置から、前記加減速制御手段からの加減速制
   御による遅れ量と、前記エラーレジスタのエラー量を減
   算する演算器と、 前記指定位置を格納する指定位置レジスタと、前記演算
   器の出力と前記指定位置値を比較し、前記加算器の出力
   が前記指定位置に到達したときに位置信号を出力する比
   較器と、 を備えたことを特徴とする位置信号出力方式。
2. （２）数値制御装置で制御される軸が、予め指定された
   指定位置に到達したときに位置信号を出力する位置信号
   出力方式において、 機械からの位置フィードバックパルスをカウントして機
   械位置を生成する機械位置カウンタと、前記指定位置を
   格納する指定位置レジスタと、前記機械位置と、前記指
   定位置を比較し、前記機械位置が前記指定位置に到達し
   たときに位置信号を出力する比較器と、 を備えたことを特徴とする位置信号出力方式。
3. （３）前記位置フィードバックパルスはサーボモータに
   設けられたパルスコーダからの位置フィードバックパル
   スであることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
   位置信号出力方式。
4. （４）前記位置信号はＰＭＣ（プログラマブル・マシン
   ・コントローラ）経由で出力することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項又は第２項記載の位置信号出力方式。
5. （５）前記位置信号は数値制御装置内のバスからインタ
   フェースを経由して出力することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項又は第２項記載の位置信号出力方式。