JPH03161244A - Nc切削装置 - Google Patents

Nc切削装置

Info

Publication number
JPH03161244A
JPH03161244A JP30101089A JP30101089A JPH03161244A JP H03161244 A JPH03161244 A JP H03161244A JP 30101089 A JP30101089 A JP 30101089A JP 30101089 A JP30101089 A JP 30101089A JP H03161244 A JPH03161244 A JP H03161244A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cutting
tool
value
override
amount
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.)
Granted
Application number
JP30101089A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2546393B2 (ja
Inventor
Tetsuo Kato
哲生 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Motors Corp filed Critical Mitsubishi Motors Corp
Priority to JP1301010A priority Critical patent/JP2546393B2/ja
Publication of JPH03161244A publication Critical patent/JPH03161244A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2546393B2 publication Critical patent/JP2546393B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Numerical Control (AREA)

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) この発明は、NC切削装置に関し、特に、NC型彫機等
に好適に適用され、オーバライド機能を有する切削装置
に関する。
(従来の技術) 例えば、自動車のドアパネルやフエンダパネル等の外板
はプレス加工され、このプレス加工には、形状変化に富
んだプレス金型が必要となる。プレス金形は、NC型彫
機を使用して鋳物型を荒加工し、曲面形状が付与された
後、型用モデルを基準に細部の仕上げがなされる。
NC型彫機による荒加工は、予め記憶されているNCデ
ータに従い、スピンドルに取り付けたボールエンドミル
をワークに対し相対的にX, Y,2等の方向(多軸方
向)に所要の速度で所要量だけ順次移動させると共に、
スピンドルの回転速度が制御されて所要の形状に成形さ
れる。そして、x,y,z方向の工具送り速度や、スピ
ンドルの回転速度は、工具折損や切削時間の短縮等を考
慮して最適値に設定される。
(発明が解決すべき課題) 従来のNC型彫機による荒加工においては、鋳造時の製
造誤差に起因して、個々のワークの外形寸法を正確に把
握することが困難であり、ワークの外形寸法を正確に把
握できない場合に、数値制御データにより指定される切
削条件で切削すると、予め設定された最適切込み量や切
込み幅から大きく逸脱して工具に大きな負荷が掛かり、
工具の折損事故が生じる等の問題があった。特に、加工
開始時や断続的に切削が繰り返される切削部での切削開
始時には、工具切削負荷の急変が生じ、工具折損事故が
生じ易い。そのため、切削開始時においては、作業者が
工具の送り量や送り速度を手操作により調整する必要が
あり、作業者の負担が大きく、又、作業者の経験や熟練
が必要であった。
本発明は、このような課題を解決するためになされたも
ので、被削材の外形形状が充分に把握されていない場合
であっても、切削開始時の工具送り速度を最適値に調節
して工具折損事故の防止を図ったNC切削装置を提供す
ることを目的とする。
(課題を解決する手段) 上述の目的を達成するために本発明に依れば、外部デー
タ読込装置からNC演算装置に読み込まれた数値制御デ
ータに基づき、切削工具を、被切削物に対して相対的に
、多軸方向の所要の位置に、所要の速度で順次移動させ
、被切削物を所要の形状に切削するNC切削装置におい
て、前記切削工具による切削開始を検出する切削開始検
出手段と、前記切削工具の工具送り速度を増減させるオ
ーバライド量を設定してこれを前記NC演算装置に出力
するオーバライド演算装置とを備え、前記オ−バライド
演算装置は、前記切削開始検出手段が切削工具の切削開
始を検出したとき、オーバライド量を、工具送り速度が
所定値に減速する値に設定した後、工具送り速度が漸増
する値に順次設定し、NC演算装置は、オーバライド量
に応じて前記数値制御データが指定する工具送り速度を
修正し、この修正した工具送り速度で前記切削工具を相
対移動させることを特徴とするNC切削装置が提供され
る。
(作用) オーバライド演算装置は、切削開始検出手段が切削工具
の切削開始を検出したとき、オーバライド量を、工具送
り速度が所定値に減速する値に設定した後、工具送り速
度が漸増する値に順次設定してこれをNC演算装置に出
力しており、NC演算装置が、このオーバライド量に応
じ、数値制御データが指定する工具送り速度を修正する
ことにより、切削開始時の工具切削負荷の急変に自動的
に対処することが可能になる。
(実施例) 以下本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。尚、本発明は種々のNC切削装置に適用可能であるが
、この実施例では、ポールエンドミルによりプレス金型
を荒加工するNC型彫機に適用したものを例に説明する
拉旦皿星携旦逍處 先ず、第1図を参照してNC型彫機1の概略構成を示す
。NC型彫機lのテーブル10は、ワークWを載置固定
し、X軸モータ(サーボモータ)11によりX軸方向に
移動可能である。左右のコラムl2には、クロスビーム
l4が架け渡され、このクロスビーム14は、Z軸モー
タ(サーボモータ)15により、X軸方向に直交する上
下方向(Z軸方向)に移動可能である。クロスビームl
4には主軸ヘッドl6が取り付けられ、この主軸ヘッド
1Gは、Y軸モータ(サーボモータ)17によりクロス
ビームl4の長手方向、即ち、X軸及びZ軸に直交する
方向(Y軸方向)に沿って移動可能である。
主軸ヘッド16には、主軸モータ18によって回転駆動
される主軸(図示せず)がZ軸方向に回転自在に軸支さ
れ、主軸にはカッタ(ボールエンドミル)20が取り付
けられている。そして、主軸ヘッドl6の下端面のカッ
タ20近傍には、カッタ20の切削時に発生する振動音
を検出するAEセンサ40が取り付けられている。この
AEセンサ40は入力装置34を介して後述する速度制
御装置32に電気的に接続されて、検出信号をこの速度
制御装置32に供給する。
狙理笠置史構瓜 型彫機lの作動制御は、NC制御装置30、前述した速
度制御装置32、入力装置34、NCデータ読取装置3
6、マニアル操作盤39等によって行なわれる。入力装
置34の入力側には前述のAEセンサ40の他に、前述
した各モータの負荷(電流値)を検出するX軸モータ負
荷センサ4l、Y軸モータ負荷センサ42、Z軸モータ
負荷センサ43、主軸モータ負荷センサ44がそれぞれ
接続され、これらの負荷センサは各モータの負荷検出信
号を入力装置34を介して速度制御装置32に供給する
。入力装置34は、増幅回路、フィルタ回路、A/D変
換回路等により構戊されている。
NCデータ読取装置36は、NCテープ等により外部か
らNCデータ(数値制御データ)を読み取り、これをN
C制御装置30のNC演算部30a及び速度制御装置3
2に供給する。速度制御装置32の出力側は切換スイッ
チ38を介してNC制御装置30の演算部30aに接続
されている。速度制御装置32は、後述するようにオー
バライド量演算プログラムを有しており、この演算プロ
グラムにより、NCデータが指定する位置・速度指令値
、工具径、被削材の種類による工具送り速度、及び各サ
ーボモー夕の電流データと、前述の負荷センサ4l〜4
4が検出する各モータの負荷とから、カッタ20の工具
送り速度が、目標速度(この場合、X, Y.  Z軸
方向の送り速度及び主軸の回転速度が含まれる)になる
ように、オ゛−バライド量を演算してこれをNC演算部
30aに供給する。
切換スイッチ38の入力側にはマニアル操作盤39が接
続され、マニアル操作盤39の盤面の操作キー(図示せ
ず)を操作することによりオーバライド量を設定し、こ
れをマニアル操作盤39側に切り換えられた切換スイッ
チ38を介してNC演算部30aに供給する。切換スイ
ッチ38の切り換えは、通常マニアル操作盤39の特定
のキー操作により切り換えられると共に、速度制御装置
32やNC演算部30aからの切換指令によっても切り
換えられる。また、マニアル操作盤39の出力側は速度
制御装置32にも接続され、マニアル操作盤39から作
業者によってイップットされる作業指令信号を速度制御
装置32にも供給できるようになっている。
NC演算部30aは、詳細は後述するように、NCデー
タ読取装置36からのNCデータにより指定される、カ
ッタ20の移動位置、工具送り速度、並びに速度制御装
置32が出力するオーバライド量あるいはマニアル操作
盤39が出力するオーバライド量を基に、各軸モータ1
 1.  1 5, 17.18の駆動量を演算し、演
算した駆動量に応じた制御信号をサーボモータ駆動制御
部30bに供給する。サーボモータ駆動制御部30bは
、制御信号に応じて各軸モータ11.15.1?,18
を駆動する。
速度制御装置によるオーバライド量の生戒次に、速度制
御装置32によりオーバライド量を自動生或する手順を
、第2八図ないし第2G図を参照して説明する。
速度制御装置32は、先ず、ステップ310において、
各種の制御変数、定数、等の記憶値のイニシャライズ(
初期化)を行なう。これらの記憶値には、工具刃長、工
具径、被削材の種類、各軸モータの電流データ、種々の
判別値等が含まれる。
又、レジスタのクリアもこのステップで行なわれる。
次に、ステップS12に進み、運転条件入力ルーチンが
実行され、NCデータ読取装置36から型彫機lの運転
条件を入力する。そして、各負荷センサからの入力信号
の有無を判別し(ステップS 1 4) 、どのセンサ
からも入力信号がなければ、ステップSl5を実行して
ステップSl2に戻る。
前述のステップSl5では、オーバライド量KORを1
00%に設定し、これをNC演算部30aに出力する。
このオーバライド量100%の信号は、NC演算部30
aにおいて、NCデータにより演算された工具送り速度
V.TLになんら修正を加えずに、各モータを駆動する
ことを意味する。尚、オーバライド量KORがlOO%
以下の値に設定されることは、送り速度VTLを、送り
速度VTLにオーバライド量KORを掛け合わせた値(
VTLXKOR÷100)に修正して減速させることを
意味する。例えば、オーバライド量50%は、NCデー
タで指定される送り速度の50%に減速し、オーバライ
ド量0%の場合には、送り速度をO%、即ち、停止させ
ることを意味する。逆に、オーバライド量が100%を
超える値の場合には、送り速度をその値に修正して加速
させることを意味する。
負荷センサからの入力がある場合には、ステップ316
に進み、AE信号入力ルーチンが実行され、AEセンサ
40からのAE信号を取り込む。
AE信号入力ルーチンでは、AEセンサ40から出力さ
れる信号を増幅、フィルタリング等が行なわれる。そし
て、AE信号の有無を判別、即ち、カッタ20による切
削が開始されたか否かを判別する(ステップ318)。
この判別は、ステップSl6で読み込んだAE信号が所
定の閾値より大であるか否かにより行なわれる。
ステップ818において、AE信号が検出されなかった
場合、ステップS20に進み、切削フラグCFLが値l
であるか否かを判別する。この切削フラグCFLは、前
回ループで切削を行っていたことを記憶するためのプロ
グラム制御変数であり、この切削フラグCFLが値1で
ある場合には値0にリセットし(ステップS22)、レ
ジスタをクリアして(ステップS24)、前述のステッ
プSl5を経由してステップS12に戻る。一方、切削
フラグCFLが値lでない場合にはそのままステップS
15を経由してステップS12に戻る。
以凱蓮生豊!慰迦 前回ループで切削が行われておらず、今回ループでAE
信号を検出して切削が開始されたことを検出した場合、
即ち、ステップSl8において、AE信号を検出した場
合、ステップS26に進む。
この切削開始が検出されるのは、加工開始時の場合もあ
るし、断続的な切削が繰り返され、ワークの非切削部か
ら切削部に移行した時点の場合もある。
ステップ326では、AE信号により工具異常が発生し
たか否かを判別する。AEセンサ40は、工具に異常な
負荷が掛かった場合や工具が折損した場合に発生する異
常振動信号や異常音響信号を検出することができ、AE
信号に異常がなければ、第2B図のステップS30に進
む。
ステップS30では、切削フラグCFLがセット(CF
L=1)されているか否かを判別する。
切削開始時(第4図のto時点)にはこの判別は否定で
あるから、ステップS32に進み、切削開始減速処理ル
ーチンが実行される。
第3図は、切削開始減速処理ルーチンのフローチャート
を示し、速度制御装置32はオーバライド量KORを所
定値Xinに設定してこれをNC演算部30aに出力す
る(ステップS321)。そして、ステップS322に
進みで所定時間Tinの経過を待ち(第4図(b)参照
)、当該ルーチンを終了する。尚、オーバライド量KO
Rを入力したNC演算部30aは、NCデータの指令に
より設定した工具送り速度VTLにオーバライド量KO
Rを乗算し、修正した値(VTLXKOR+100 )
 ヲ制御信号として、これを所定期間Tinに亘って駆
動制御部30bに供給することになる(第4図(b)の
to時点から【1時点間の期間参照)。
このように、切削開始減速処理ルーチンでは、AEせ4
0によりカッタ20がワークに接触して切削開始を検出
すると工具送り速度を一旦減速して所定期間Tinに亘
りその値に保持するのである。
次に、第2B図のステップ334に進み、速度制御装置
32は、減速させた工具送り速度を元の指令速度VTL
に戻すに必要な立上げ量HX  (%)を次式(AI>
により演算し、これを記憶しておく。
HX = 1 0 0−KOR      ・・・・−
・(AI)そして、ステップS36及び538において
、後述する戚速フラグDFL及び切削フラグCFLを値
1にセットして、ステップ812に戻る。
ワークWの正常な切削が開始されると、前述のステップ
S12,318.S26等が順次実行され、ステップ8
30における判別結果が、今度は肯定となり、後続のス
テップS40〜S49が順次実行され、工具切削負荷T
Aが検出される。この工具切削負荷TAの検出方法につ
いての詳細は後述する。そして、ステップS50におい
て、工具切削負荷TAを所定判別値XMAXと比較する
ことにより過大な負荷がカッタ20に掛かっていないこ
とを確認した後、第2D図のステップS52に進む。
ステップS52では、工具切削負荷TAが所定の基準値
Xstより大であるか否かが判別され、判別結果が肯定
の場合には後述する減速演算処理が実行される。一方、
ステップS52の判別結果が否定の場合には、ステップ
S54に進み、工具切削負荷TAが所定の基準値Xst
より小であるか否かが判別される。そして、この判別結
果が肯定の場合には前述した減速フラグDFLが値lで
あるか否かを判別する(ステップ856)。このフラグ
DFLは、前述した切削開始減速処理ルーチンの実行に
より値1に設定されており、切削開始減速処理が実行さ
れた直後ではこの判別結果は肯定となり、後述のステッ
プ384に進み、減速処理後の復帰処理が実行される。
尚、減速フラグDFLが値lにセットされていなければ
、ステップS56の判別結果は否定となり、ステップS
70に進んで、後述の加速演算処理ルーチンが実施され
る。
一方、ステップ354の判別結果が否定の場合、即ち、
工具切削負荷TAが所定の基準値Xstと等しく、減速
演算処理でもなく加速演算処理でもない場合、ステップ
358に進み、このステップにおいても減速フラグDF
Lが値lであるか否かが判別される。そして、減速フラ
グDFLが値lに設定されている場合には、ステップS
84に進んで減速処理後の復帰処理が実行され、値lに
設定されていなければ、ステップS80に進み、後述す
る速度維持処理が実行される。
このように、切削開始減速処理ルーチンが実行された直
後では、工具切削負荷TAが所定の基準値Xstより大
で切削速度を減速すべき場合には、この減速処理が優先
されるが、工具切削負荷TAが所定の基準値Xstより
小、ないしは等しく、加速演算処理ないしは速度維持処
理を実行すべき場合であっても、減速フラグDFLのセ
ットにより、これらの処理が無視されて、後述するステ
ップS84以降の復帰処理が優先して実行されることに
なる。
尚、減速フラグDFLが値lにセットされるのは、上述
した切削開始減速処理ルーチンの他に、後述する減速演
算処理ルーチンの実行直後にもセットされ、このような
場合にも後述のステップS84に進んで、復帰処理が実
行される。
復帰処理のステップS84では、立上げ量HXがOであ
るか否か、即ち、前回ループにおいて設定されたオーバ
ライド量KORが既に100%に復帰しているか否かを
判別する。切削開始減速処理が実行された直後(第4図
のto時点直後)では、この立上げ量HXは0でないか
ら、ステップS85が実行され、立上げ量HXが所定値
XHX(例えば、40%)より大であるか否かが判別さ
れる。切削開始減速処理が実行された直後では、この判
別結果は肯定の筈であり、ステップS86の立上げ処理
が実行される。
第5図は、10%立上げ処理ルーチンのフローチャート
を示し、先ず、ダウンカウンタが計数するカウント値N
LIPが0であるか否かを判別する(ステップS860
)。このダウンカウンタは、セットないしはリセットさ
れると、カウント値が初期値に戻され、所定時間毎にカ
ウント値を、その値がOになるまで減じていくものであ
り、所定時間TUP(第4図(b)参照)を計時するタ
イマである。
切削開始減速処理ルーチンが実行された直後、このlO
%立上げ処理ルーチンが実行された場合には、ダウンカ
ウンタのカウント値NUPは0である筈であり、ステッ
プ3860の判別結果は肯定となり、ステップ8861
に進む。
ステップ8861では、前回設定したオーバライド量K
OHに第1の所定値ΔKl(例えば、lO%)が加算さ
れ、この加算値を新たなオーバライド量KOR(=KO
R+ΔKl)として記憶する。そして、前述の式(At
)により立上げ量HXを演算し(ステップ8862)、
ダウンカウンタをセットして当該ルーチンを終了する(
ステップ3863)。
このルーチンは、復帰処理が実行され、前述のステップ
S85の判別結果が肯定である限り繰り返し実行される
。そして、ステップS860の判別結果が肯定になるま
で、即ち、ダウンカウンタが初期値にセットされ、カウ
ントダウンし終え、所定時間TUPが経過する迄は、同
じオーバライド量KORが保持され、所定時間TUPが
経過する毎にオーバライド量KORはその値を所定値Δ
Kl宛増加させると共に、立上げ量HXを所定値ΔKl
宛減少させていく(第4図(b)のtl時点からt2時
点間)。
立上げ量HXが所定値XHX以下になると、ステップS
85の判別結果が否定となり、ステップS87に進み、
今度は20%立上げ処理ルーチンが実行される。
第6図は、20%立上げ処理ルーチンのフローチャート
を示し、先ず、ダウンカウンタが計数するカウント値N
UPがOであるか否かを判別する(ステップS870)
。このダウンカウンタは、前述の10%立上げ処理ルー
チンで使用したものと同じダウンカウンタを用いてもよ
いし、初期値が異なる値に設定される、即ち、計時時間
の異なる別のダウンカウンタを使用してもよい。そして
、カウント値NUPが0でなければ、オーバライドfi
KORおよび立上げ量HXに変更を加えずに当該ルーチ
ンを終了するが、所定時間TUPが経過してカウント値
NUPが0になると、即ち、所定時間TUPの経過毎に
次ステップS871以降の各ステップが実行される。
ステップ3871では、前回設定したオーバライド量K
OHに、前述の第1の所定値ΔK 1 (IOX)より
大きい値に設定されている第2の所定値ΔK2(例えば
、20%)が加算され、この加算値を新たなオーバライ
ド量KOR(=KOR+ΔK2)として記憶する。そし
て、新たに設定したオーバライド量KORが100%以
下であるか否かを判別し、以下であればそのままステッ
プS874に進むが、100%より大であれば、オーバ
ライド量KORを100%に設定し直して(ステップS
873)、ステップS874に進む。即ち、この20%
立上げ処理ルーチンにおいて、オーバライド量KORが
100%より大きい値に設定されることはない。
次に、立上げ量HXを前述の式(A)により演算し(ス
テップS874)、ステップS875に進む。
ステップS875ではダウンカウンタをセットしてカウ
ント値を初期値に戻し、当該ルーチンを終了する。
この20%立上げ処理ルーチンは、復帰処理が実行され
、前述のステップS84の判別結果が肯定である限り繰
り返し実行され、所定時間TuPが経過する毎にオーバ
ライド量KORはその値を所定値ΔK2宛増加させると
共に、立上げ量HXは所定値ΔK2宛減少させる(第4
図(b)のt2時点からt3時点間)。
立上げ量HXが0に到達し、ステップS84において、
判別結果が肯定になると、ステップ888に進み、減速
フラグDFLをOにリセットして復帰処理が終了する。
尚、上述のように設定さたオーバライド量KORは、後
述するステップS90および391において上限値及び
下限値のチェックが行われた後、NC演算部30aに出
力されるが、この処理については、通常の工具切削負荷
に応じたオーバライド量制御と同じであるから、その詳
細は後述する。
このように、切削開始時において工具送り速度を一旦減
速させた後、これを漸増させるようにしたので、切削開
始時に切削を滑らかに進行させることが出来、工具負荷
の急変による工具折損事故を未然に防止することが出来
る。しかも、従来、切削開始時に作業者がマニアル操作
によって行っていた工具送り速度の減速を自動的に行う
ことが出来る。
尚、第2E図に示す復帰処理において、立上げ量HXが
所定値XI{Xに到達した後、20%立上げ処理を実行
してオーバライド量KORを第2の所定値ΔK2宛漸増
させるようにしたが、本発明はこの実施例に限定されず
、立上げ量HXが所定値XHXに到達したとき、オーバ
ライド量KORを100%まで一気に立ち上げるように
してもよい。
又、この実施例ではAEセンサ40により切削開始を検
出するようにしたが、切削開始検出手段としては、この
AEセンサに限定されず、イメージセンサや振動を検出
して切削開始を検出するセンサ等であってもよい。
切削が開始され、AEセンサ40により切削異常が検出
されない限り(ステップ326の判別結果により異常信
号が検出されない場合)、後述するように、工具切削負
荷に応じたオーバライド量KORが設定され、NCデー
タが設定する工具送り速度をオーバライド量KORで修
正することにより工具送り速度が制御される。ここで、
工具切削負荷の検出方法について説明する。
本発明に依れば、外乱や測定誤差等による制御ミスを最
小限に抑制するため、各軸モータに供給される電流値を
夫々所定サンプリング回数XNIだけ検出してこれらの
総和を求め、この総和から工具切削負荷の大きさが判定
される。より具体的に説明すると、速度制御装置32は
、第2B図のステップ340ないしS43において、各
軸モータ負荷センサ4l〜44が検出した電流値As,
AX,AZ.AYINをサンプリングして取り込む。
次いで、ステップ344ないしS46において、Y軸モ
ータl7の電流値AYINに対して基準モータ換算処理
を行う。この換算処理を行うのは、下記の理由による。
無負荷状態において、各軸モータを駆動すると、無負荷
であるにも拘ず各軸モータに供給される電流値が異なる
。第7図は、無負荷状態(非切削状態)において、X軸
モータ11およびY軸モータl7に供給される各電流値
Aと、送り速度VFとの関係を示し、図から明白なよう
に、電流比率(AX /AY)が略7倍から40倍程度
もある。また、第8図は、X軸モータ11およびY軸モ
ータl7の送り速度VFをそれぞれ700mm/min
に設定して被削材を切削したときの、切込み量と各モー
タの電流値Aとの関係を示したもので、図から明白なよ
うに、この場合の電流比率(AX /AY)も略1.2
倍から1.4倍程度もある。これらの供給電流値の相違
は、テーブル10や主軸ヘッドl6の摺動抵抗、重量の
相違、モータの容量の相違等によるものであり、これら
の相違を考慮に入れずに各軸方向の工具切削負荷を求め
ることは出来ない。そこで、上述した摺動抵抗等の影響
が無視できない軸モータに対しては、基準となる軸モー
タの電流値に換算することにより工具切削負荷を正確に
把握しようとするものである。
実施例では、Y軸モータl7の実電流値AYINをX軸
モータ11を基準モータとしてこの基準モータの電流値
に換算することにより、電流検出条件を揃えるようにし
ている。そこで、Y軸モータl7の実電流値AYINが
所定判別値XAYより小であるか否かを判別する(ステ
ップ$44)。この判別値XAYは、Y軸モータ17が
無負荷で駆動されているか、即ち、空切削中であるか、
或いは切削中であるかを判別することが出来る値、例え
ば、2OAに設定される。そして、実電流値AYINが
所定判別値XAYより小である場合には、空切削中と判
定し、ステップS45に進み、Y軸モータ17の基準換
算電流値AYを次式(Bl)により演算する。
AY =AYIN +XK1       ・・・・・
・(Bl)ここに、XKIは補正定数であり、例えば、
15Aに設定される。
ステップS44の判別結果が否定、即ち、実電流値AY
INが所定判別値XAYより大である場合には、切削中
と判定し、ステップ346に進み、Y軸モータ17の基
準換算電流値AYを次式(B2)により演算する。
AY =AYIN XK 1       −・・・−
(B2)ここに、Klは補正係数であり、例えば、値1
.4に設定される。第9図は、上述のように換算された
基準換算電流値AYと実電流値AYINとの関係を示す
このように、基準電流値換算の必要な電流値の換算が終
わると、ステップS47に進み、前回ループで演算した
電流値の総和TAに、今回ループで得た各軸モータの電
流値を加算して今回値TAを次式(B3)により演算す
る。
TA=TA+AS+AX+AY+AZ  ・ =−(B
3)そして、第2C図のステップ848に進み、サンプ
リング回数Nlが所定値XNIに到達したか否かを判別
する。到達していなければ、サンプリング回数N1に値
1を加算した後(ステップS49)、ステップSl2に
戻り、各軸モータの電流値の検出を繰り返す。そして、
サンプリング回数Nlが所定値XNIに到達したら、上
述のようにして加算した各軸モータのXNl回のサンプ
リング値の総和を工具切削負捕TAとしてこれを記憶し
、前述のステップ350に進む。
跋温清見処理 次に、上述のようにして求めた工具切削負荷TAに応じ
て実行される減速演算処理について説明する。
速度制御装置32は、ステップS52において、上述の
ようにして求めた工具切削負荷TAが所定基準値Xst
より大であるか否かを判別する。この工具切削負荷TA
と基準値Xstとの関係は、第lO図に示される。工具
切削負荷TAは、XNl回のサンプリングにより各軸モ
ータの電流値を総和した値であり、同図中斜線で示す部
分の面積が工具切削負荷TAに相当する。これに対して
、基準値Xstは、基準電流値AstをXNI回加算し
た値であり、同図中、点0−XNI−D−Ast−0で
囲まれる面積に対応する。このように、工具切削負荷T
Aは、各サンプリング毎の電流検出値を基準値と比較す
るのではなく、第lO図に示すような面積比較により工
具切削負荷TAの大きさを基準値と比較するので、外乱
の影響や検出誤差を最小限に抑えることが出来る。
ステップS52の判別結果が肯定、即ち、工具切削負荷
TAが所定基準値Xstより大であれば、ステップS6
0に進み、減速演算処理ルーチンが実行さ゛れる。
第11A図及び第11B図は、この減速演算処理ルーチ
ンのフローチャートを示し、速度制御装置32は、先ず
、工具切削負荷TAに応じたオーバライド量KORを設
定する(ステップ3601)。
第12図は工具切削負荷TAと、この工具切削負荷TA
に応じて設定されるオーバライド量KORとの関係を示
し、工具切削負荷TAが所定基準値Xstである場合に
はオーバライド量KORは値100%に設定され、この
基準値Xstより大の場合には、工具切削負荷TAの増
加に伴って減少する値に、工具切削負荷TAが切削最大
値X MAXに到達すると、0%に設定される。ここで
、基準値Xstはカッタ20による切込み量を所定値に
設定し、このときの切削負荷に対応する値である。又、
切削最大値XMAXは、切込み量が工具刃長に到達した
ときの最大許容切込み量に対応する切削負荷電流値であ
り、工具切削負荷TAの最大値をこの値に制限すること
で工具折損を防止している。第l2図に示す関係は工具
1刃当りの取り代を略一定にするように設定されており
、切込み量が増加するとこれに反比例して工具送り速度
を遅く設定している。
このとき、工具送り速度に比例して主軸の回転速度も遅
くした方が工具寿命上好ましい。
次に、速度制御装置32は、減速フラグDFLが値lに
セットされているか否かを判別する。この減速演算処理
ルーチンが初めて実行された場合には、通常このフラグ
はセットされていないから、後続のステップをスキップ
して当該ルーチンを終了する。即ち、この場合、オーバ
ライド量KORは、工具切削負荷TAに対応した値にそ
のまま設定されて当該ルーチンを終了することになる。
減速演算処理ルーチンが終了すると、ステップS62に
おいて、減速フラグDFLを値1にセットした後、ステ
ップS64において、立上げ量HX(=100−KOR
)が前述の式(AI)により演算される。
次に、第2F図のステップS90に進み、オーバライド
量KORが上限値MAXより大であるか否かを判別し、
大であれば、この上限値MAXにオーバライド量KOR
を設定し直してステップ896に進む。一方、オーバラ
イド量KORが上限値MAX以下であれば、ステップS
91に進み、今度は下限値MINと比較し、下限値MI
Nより小であれば、この下限値MINに設定し直し、下
限値MIN以上であれば、オーバライド量KORに変更
を加えずにステップS96に進む。
尚、この実施例では、下限値MENは0%に、上限値M
AXは、例えば120%に設定されており、許容範囲以
外の値で送り速度が制御されることを防止している。こ
れらの上下限値の設定は、型彫機の性能等により適宜値
に設定出来ることは勿論のことである。
ステップS96では、上述のようにして設定したオーバ
ライド量KORをNC演算部30aに出力して、NCデ
ータにより指定されるカッタ20の送り速度をこのオー
バライド量KORで減速修正し、工具切削負荷TAの急
変に対処される。
減速演算処理ルーチンのステップS602において、減
速フラグDFLが値1にセットされている場合、即ち、
前回ループにおいて減速演算処理が実行され、今回ルー
プにおいても引続き減速演算処理が実行されると、ステ
ップS603に進み、今回ループのステップS601に
おいて設定されたオーバライドJiKORnと前回NC
演算部30aに出力されたオーバライド量KORn−1
の偏差Δkを演算する。
Δk = KORn − KORn−1      −
・−(CI)次いで、この偏差Δkが負値であるか否か
、即ち、今回設定されたオーバライド量K ORnは、
前回NC演算部30aに出力されたオーバライド量KO
Rn−1より小であるか否かを判別する。判別結果が肯
定である場合、即ち、前回より大きい工具切削負荷TA
が検出された場合には、ステップS601で設定された
オーバライド量KORに変更を加えずにこれをNC演算
部30aに出力することになる。
一方、ステップS604の判別結果が否定の場合、第l
lB図のステップ8606に進み、ダウンカウンタが計
数するカウント値NUPがOであるか否かを判別する。
このダウンカウンタも、前述のlO%立上げ処理ルーチ
ンで使用したものと同じダウンカウンタを用いてもよい
し、初期値が異なる値に設定される別のダウンカウンタ
を使用してもよい。そして、カウント値NUPが0でな
ければ、オーバライド量KORを前回NC演算部30a
に出力した値と同じ値KORn−1に設定し(ステップ
S607)、当該減速演算処理ルーチンを終了する。そ
して、ステップS601で演算したオーバライド量KO
Rが前回NC演算部30aに出力した値以上である限り
、上述したダウンカウンタのカウント値NUPがOにな
るまで、繰り返しステップS607が実行され、オーバ
ライド量KORが一定値に保持される。
ダウンカウンタのカウント値NUPが0に到達すると、
ステップ3606の判別結果が肯定となり、ステップ8
608に進む。立上げ量HXが所定値XHX(40%)
より大であるか否かが判別される。
この判別は前述した復帰処理の判別と同じであり、この
判別結果が肯定であれば、ステップS609に進み、前
述の偏差Δkが、前述の第1の所定値ΔK!(10%)
より大きいか否かを判別する。即ち、前回と今回のオー
バライド量KOHの差が所定値ΔKlより大きいか否か
を判別し、大きければ、前記ステップS601で演算し
たオーバライド量KORをそのまま用いずに、前回NC
演算部30aに出力したオーバライド量KORn−1に
前記所定値ΔKlを加算し、これを今回ループでのオー
バライド量KORとする(ステップS610)。そして
、後述のステップ3616に進む。
一方、ステップS609において、判別結果が否定、即
ち、偏差Δkが所定値ΔK1以下の場合、前記ステップ
S601で演算したオーバライド量KOHに変更を加え
ずにステップ8616に進む。
即ち、第11A図のステップS601で演算したオーバ
ライド量KOHに対して、工具送り速度を増速すべきと
き、所定時間の経過毎に所定値を加算して、工具送り速
度を漸増させるのである。
ステップ8608において、判別結果が否定の場合、即
ち、立上げ量HXが所定値X}IXより小である場合、
ステップ3612に進み、前述の偏差Δkが、前述の第
2の所定値ΔK 2 (20X)より大きいか否かを判
別する。即ち、前回と今回のオーバライド量KOHの差
が所定値ΔK2より大きいか否かを判別し、大きければ
、前記ステップS601で演算したオーバライド量KO
Rをそのまま用いずに、前回NC演算部30aに出力し
たオーバライド量KORn−1に前記所定値ΔK2を加
算し、これを今回ループでのオーバライド量KOR (
=KORn−1+ΔK2)とする(ステップS614)
一方、ステップS612において、判別結果が否定、即
ち、偏差Δkが所定値ΔK2以下の場合、前記ステップ
S601で演算したオーバライド量KOHに変更を加え
ずにステップS616に進む。
このように、立上げ量HXが所定値XHX以下になると
、基準切削負荷に到達するまで、工具送り速度が加速さ
れ、切削時間の短縮が図られる。
尚、立上げ量HXが所定値XHXに到達したとき、オー
バライド量KORを100%まで一気に立ち上げるよう
にしてもよい。前述した通り、工具送り速度は工具の切
込み量に比例しており、減速演算処理の実施により、切
削負荷が工具の刃先近傍にだけ掛かっていたが、オーバ
ライド量KOHの増加により、工具に掛かる負荷の位置
が所定値XXHに対応する位置まで上昇し、切込み量を
一気に増加させても工具折損の虞はない。
第13A図及び第13B図は、カッタ20の切込み量と
、NC演算部30aに出力されるオーバライド量KOR
の変化の例を示す。第13A図では、!10, tll
. tl2の各時点で、切込み量の急変に伴う工具切削
負荷TAの増大が生じ、オーバライド量KORは、工具
切削負荷TAの変化を検出した時点で、その工具切削負
荷TAに応じた値に設定され、工具送り速度を減速させ
るようにしている。そして、tl3時点で工具切削負荷
TAの減少を検出すると、オーバライド量KORをその
工具切削負荷TAに対応する値にまで一気に増加させず
、所定時間TUP(例えば、lsec)が経過する毎に
所定値ΔKl宛漸増させている(tla時点からtlJ
時点間)。
このように負荷の急増に対しては工具送り速度を直ちに
減速し、急減に対しては漸増させることにより工具の折
損を未然に防止している。
第13B図において、t20時点で工具切込み量の急変
により工具切削負荷TAが増加した後、t21時点で工
具切削負荷TAの減少によりオーバライド量KORが漸
増している。そして、t22時点で再び工具切削負荷T
Aが急増し、その負荷の大きさに応じたオーバライド量
KORに急減させている。
t23時点でふたたび負荷が軽減し、オーバライド量K
ORがその時点から漸増するが、124時点で立上げ量
HXが所定値XI{Xに到達したため、オーバライド量
KOHの増加量をその時点から第2の所定量ΔK2で漸
増させている。
工具切削負荷TAが基準値Xstより大で減速演算処理
が実行され、その後、工具切削負荷TAが前述の基準値
Xstより小となったとき、工具送り速度をNCデータ
で指定される値より加速させるべきであるが、立上げ量
HXが未だO%に戻っていない場合には、前述のステッ
プS54及びステップ856の判別結果が肯定となり、
加速演算処理が無視されて、前述した、第2E図の復帰
処理が実行される。そして、立上げ量HXが一旦Oに戻
り、ステップ388において減速フラグDFLが0にリ
セットされた後、加速演算処理(ステップS70)が実
行されることになる。
又、工具切削負荷TAが基準値Xstより大で減速演算
処理が実行され、その後、工具切削負荷TAが基準値X
stに等しくなったとき、工具送り速度をNCデータで
指定される値に保持させるべきであるが、立上げ量HX
が未だO%に戻っていない場合には、前述のステップS
52及びステップS54の判別結果がいずれも否定とな
り、且つ、ステップ85Bの判別結果が肯定となって速
度維持処理が無視され、前述した、第2E図の復帰処理
が実行される。そして、立上げ量HXが一旦0に戻り、
ステップ888において減速フラグDFLがOにリセッ
トされた後、速度維持処理(ステップS80)が実行さ
れることになる。
奥濃逼見星里 加速演算処理が実行される場合は、工具切削負荷TAが
基準値Xstより小であり、切削時間の短縮のため、工
具送り速度を加速させる。この場合、速度制御装置32
は、ステップS70において、工具切削負荷TAに応じ
た目標オーバライド量KORを、第12図に示すテーブ
ルから演算する。この場合、テーブルから読み出した値
をそのまIc演算部30aに出力するようにしてもよい
し、目標オーバライド量に至るまで、実際に出力する値
を漸増させるようにしてもよい。尚、加速演算処理で設
定されたオーバライド量KORは、後述の上下限値チェ
ックを受けた後(ステップ890〜ステップS94)、
NC演算部30aに出力される。
濫度裡葺皇旦 速度維持処理が実行される場合は、工具切削負荷TAが
基準値Xstと等しい場合であり、この場合にはオーバ
ライド量KORは100%に設定され、工具送り速度が
N.Cデータで指示された値に保持されることになる。
旦文旦旦 ステップ826において、切削中にAEセンサ40によ
り異常振動や異常音響を検出した場合、あるいは、ステ
ップ350において、工具切削負荷TAが切削最大値X
MAX以上であることが検出された場合、第2G図のス
テップS27に進み、異常処理ルーチンが実行される。
この異常処理ルーチンで実行される異常処理としては、
種々の処理方法が考えられ、例えば、NC演算装置の自
動運転を休止させ、主軸の回転を停止させ、オーバライ
ド量KORを0%に設定し、ショップエアや切削油の供
給を停止し、作業者に警報を発する、等の処理が実行さ
れる。
上述の異常時の処理が終わると、速度制御装置32は、
マニアル操作盤39の特定のキーの信号レベルを入力し
(ステップ828)、この特定のキーから復帰信号が出
力されているか否かを判別する(ステップS29)。そ
して、この復帰信号が入力するまで、ステップ328及
びS29を繰り返し実行する。即ち、速度制御装置32
は、上述の異常発生後に、作業者による異常処理が完了
するまで待機するのである。
作業者による、カッタの取り替え等の異常処理が完了し
、復帰信号が入力されると、速度制御装置32は、第2
A図のステップSIOに戻り、記憶値のイニシャライズ
を再度実行して前述した工具送り速度の制御等を再開さ
せる。
尚、上述の実施例では、NC型彫機のテーブルエ0は切
削工具(カッタ)20に対してX軸方向に移動したが、
このテーブルlOを固定して、切削工具20がテーブル
lOに対して移動するものであってもよい。即ち、本発
明は、切削工具とワークとの間の相対移動速度をオーバ
ライド量で修正するものであり、切削工具及びワークの
いずれが移動してもよい。
(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明のNG切削装置に依
れば、切削工具による切削開始を検出する切削開始検出
手段と、切削工具の工具送り速度を増減させるオーバラ
イド量を設定してこれをNC演算装置に出力するオーバ
ライド演算装置とを備え、オーバライド演算装置は、切
削開始検出手段が切削工具の切削開始を検出したとき、
オーバライド量を、工具送り速度が所定値に減速する値
4. に設定した後、工具送り速度が漸増する値に順次設定し
、NC演算装置は、オーバライド量に応じて数値制御デ
ータが指定する工具送り速度を修正し、この修正した工
具送り速度で前記切削工具を相対移動させるようにした
ので、被削材の外形形状が充分に把握されていない場合
であっても、切削開始時の工具切削負荷の急変に自動的
に対処して、工具送り速度を工具折損が生じる虞のない
値に自動的に調節することができ、切削開始時の工具折
損事故を、人手を掛けずに確実に防止することがでる。
【図面の簡単な説明】
第l図は、本発明に係るNC型彫機の全体構或を示すブ
ロック図、第2八図ないし第2G図は、オーバライド量
KORが生或される手順を説明するためのフローチャー
ト、第3図は、切削開始減速処理ルーチンのフローチャ
ート、第4図は、ワーク外形形状と工具送り速度との関
係を示すタイミングチャート、第5図は、10%立上げ
処理ルーチンのフローチャート、第6図は、20%立上
げ処理ルーチンのフローチャート、第7図は、工具送り
速度VFと軸モータの負荷(電滝値A)との関係を示す
グラフ、第8図は、切込み量と軸モータの負荷(電流値
A)との関係を示すグラフ、第9図は、Y軸モータの実
電流値と基準換算電流値との関係を示すグラフ、第IO
図は、所定回数サンプリングされた各軸モータの電流値
の総和TAと、基準値Xstとの関係を示すためのグラ
フ、第11A図及び第11B図は、減速演算処理ルーチ
ンのフローチャート、第12図は、工具切削負荷’TA
と、それによって設定されるオーバライド量KORとの
関係を示すグラフ、第13A図及び第13B図は、それ
ぞれ工具切込み量とオーバライド量KORとの関係の一
例を示すタイミングチャートである。 1・・・NC型彫機、10・・・テーブル、11・・・
X軸モータ、12・・・コラム、14・・・クロスビー
ム、l5・・・Z軸モータ、l6・・・主軸ヘッド、1
7・・・Y軸モータ、l8・・・生軸モータ、20・・
・カッタ(切削工具)30・・・NC演算装置、30a
・・・NC演算部、30b・・・サーポモータ駆動制御
部、32・・・速度制御装置(オーバライド演算装置)
、36・・・NCデータ読取装置、38・・・切換スイ
ッチ、39・・・マニアル操作盤、40・・・AEセン
サ、41〜44・・・軸モユタ負荷センサ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)外部データ読込装置からNC演算装置に読み込ま
    れた数値制御データに基づき、切削工具を、被切削物に
    対して相対的に、多軸方向の所要の位置に、所要の速度
    で順次移動させ、被切削物を所要の形状に切削するNC
    切削装置において、前記切削工具による切削開始を検出
    する切削開始検出手段と、前記切削工具の工具送り速度
    を増減させるオーバライド量を設定してこれを前記NC
    演算装置に出力するオーバライド演算装置とを備え、前
    記オーバライド演算装置は、前記切削開始検出手段が切
    削工具の切削開始を検出したとき、オーバライド量を、
    工具送り速度が所定値に減速する値に設定した後、工具
    送り速度が漸増する値に順次設定し、NC演算装置は、
    オーバライド量に応じて前記数値制御データが指定する
    工具送り速度を修正し、この修正した工具送り速度で前
    記切削工具を相対移動させることを特徴とするNC切削
    装置。
  2. (2)オーバライド量により修正された工具送り速度が
    、前記数値制御データが指定する工具送り速度に対して
    減速側の所定値に到達したとき、到達後のオーバライド
    量の変化度合を、到達前の変化度合より大に設定するこ
    とを特徴とする請求項1記載のNC切削装置。
JP1301010A 1989-11-20 1989-11-20 Nc切削装置 Expired - Fee Related JP2546393B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1301010A JP2546393B2 (ja) 1989-11-20 1989-11-20 Nc切削装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1301010A JP2546393B2 (ja) 1989-11-20 1989-11-20 Nc切削装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03161244A true JPH03161244A (ja) 1991-07-11
JP2546393B2 JP2546393B2 (ja) 1996-10-23

Family

ID=17891749

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1301010A Expired - Fee Related JP2546393B2 (ja) 1989-11-20 1989-11-20 Nc切削装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2546393B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11353849B2 (en) 2019-04-24 2022-06-07 Fanuc Corporation Numerical control system of industrial machine

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6130355A (ja) * 1984-07-18 1986-02-12 Toyoda Mach Works Ltd 工作機械における適応制御装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6130355A (ja) * 1984-07-18 1986-02-12 Toyoda Mach Works Ltd 工作機械における適応制御装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11353849B2 (en) 2019-04-24 2022-06-07 Fanuc Corporation Numerical control system of industrial machine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2546393B2 (ja) 1996-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7657356B2 (en) Controller
US9636774B2 (en) Controller for laser beam machining for controlling approaching operation of machining head
JPH0384604A (ja) 数値制御装置の送り速度制御方法
EP1621947A1 (en) Numerical controller
JP3285663B2 (ja) 工具破損検出装置
US10627807B2 (en) Motor controller
US20180364682A1 (en) Motor controller
EP0299080A1 (en) Speed controller in a servo system
EP2600217A1 (en) Numerical control apparatus
CN101729000A (zh) 伺服电动机控制装置
US10528035B2 (en) Numerical controller
JPH03161244A (ja) Nc切削装置
JPH03161241A (ja) Nc切削装置
JPH03161240A (ja) Nc切削装置
JPH03161239A (ja) Nc切削装置
JP2517361B2 (ja) 知能曲げプレス
JPH03161243A (ja) Nc切削装置
JPH03161238A (ja) Nc切削装置
JPH11202926A (ja) 数値制御における送り速度制御方法および装置
JPH03161242A (ja) Nc切削装置
JPH07104813A (ja) 数値制御装置
JP2004195613A (ja) 数値制御工作機械の切削送り速度制御方法と装置
JPH07210225A (ja) 数値制御装置
JPH0751992A (ja) 穴開け加工方式
CN110434670B (zh) 通过加工机床加工原始构件的方法和加工机床

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees