JPH0436634A - Controller for cutting machine - Google Patents
Controller for cutting machineInfo
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- JPH0436634A JPH0436634A JP14303990A JP14303990A JPH0436634A JP H0436634 A JPH0436634 A JP H0436634A JP 14303990 A JP14303990 A JP 14303990A JP 14303990 A JP14303990 A JP 14303990A JP H0436634 A JPH0436634 A JP H0436634A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、切削機械の電動機の消費動力から工具の摩
耗状態を検出して、切削機械の動きを制御する制御装置
に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a control device that controls the movement of a cutting machine by detecting the wear state of a tool from the power consumption of an electric motor of the cutting machine.
従来、切削機械においては、工具の寿命のばらつきや折
損等に対処するため、駆動用電動機の消費動力を検出し
、その消費動力の変化から工具の摩耗状態を判定して、
機械の送り速度や交換時期等を制御する装置が用いられ
ている。Conventionally, in cutting machines, in order to deal with variations in tool life and breakage, etc., the power consumption of the drive motor is detected, and the state of wear of the tool is determined from changes in the power consumption.
A device is used to control the machine's feed speed, replacement timing, etc.
第3図は、切削機械の電動機の消費電力を時間をおって
とり出した場合の電力波形を示したものであり、その電
力値は、電動機の起動時に急激に上昇し、その後無負荷
時の動力値に安定した後、加工が行なわれるごとに上昇
と下條を繰り返すようになっている。Figure 3 shows the power waveform when the power consumption of the electric motor of a cutting machine is extracted over time.The electric power value rises rapidly when the electric motor is started, and then decreases when no load is applied. After the power value stabilizes, the process of rising and falling is repeated each time machining is performed.
この消費電力の変化から切削工具の摩耗状態を正確に検
出するには、工具が実際に加工物に切込んでいる加工時
の動力のみを対象とする必要があり、このため、加工時
の全体の消費電力から無負荷の電力を差し引いて加工動
力が求められる。In order to accurately detect the wear state of a cutting tool from changes in power consumption, it is necessary to target only the power during machining when the tool is actually cutting into the workpiece. The machining power is calculated by subtracting the no-load power from the power consumption.
この算出は、従来の制御装置では、起動時の電力上昇が
低下した後から最初の加工開始までの無負荷状態が安定
する時間(T)内に、無負荷時の動力値f(to>を抽
出し、それを消費動力から差し引いて加工動力f(t1
)を得る方法で行なわれている。This calculation is performed using the conventional control device, which calculates the power value f(to>) during no-load within the time period (T) during which the no-load state stabilizes after the power rise at startup decreases and before the start of the first machining. and subtract it from the consumed power to obtain the machining power f(t1
).
また、消費電力には、非周期的雑音成分が含まれており
、この雑音の変動により無負荷電力や加工時の消費動力
が正確に検出できない場合があるが、この場合は、第3
図に破線で示すごとく、消費電力を平滑処理して雑音成
分を除去した後、電力値を検出するようにしている。In addition, power consumption includes aperiodic noise components, and due to fluctuations in this noise, no-load power or power consumption during machining may not be accurately detected.
As shown by the broken line in the figure, the power value is detected after smoothing the power consumption and removing noise components.
ところで、実際の加工サイクルにおいては、加工時間短
縮のために、電動機の起動から加工開始までの間に長い
無負荷の安定期間をおかず、第4図に示すように短い時
間間隔で加工を実施する場合が多くある。By the way, in the actual machining cycle, in order to shorten the machining time, there is no long no-load stable period between the start of the electric motor and the start of machining, and machining is performed at short time intervals as shown in Figure 4. There are many cases.
しかし、このような加工サイクルにおいては、無負荷時
の動力が安定している時間Tが極めて短いために、動力
値のサンプリングを安定して行なうことができず、無負
荷動力を正確に抽出できない問題がある。However, in such a machining cycle, the time T during which the power is stable during no-load is extremely short, so it is not possible to sample the power value stably, and the no-load power cannot be extracted accurately. There's a problem.
特に、消費動力に非周期的な雑音成分が含まれている場
合は、信号に雑音の変動分が加わるために、無負荷動力
値のサンプリングが極めて困難になる。In particular, when the consumed power includes aperiodic noise components, the noise fluctuations are added to the signal, making it extremely difficult to sample the no-load power value.
一方、非周期的な雑音成分を除去するために、検出した
電力信号に平滑処理を施すと、平滑処理に伴なう充放電
作用のために、第4図に破線で示すように2.激に上昇
する起動時の電力信号が無負荷動力に安定するまでに大
きな時間的ずれが生し、このため、無負荷動力の安定期
間と最初の加工期間とが重なり合い、無負荷動力を抽出
するタイミングがとれない不具合がある。On the other hand, if smoothing processing is applied to the detected power signal in order to remove non-periodic noise components, 2. There is a large time lag before the power signal at startup, which increases sharply, stabilizes to no-load power, and as a result, the stable period of no-load power overlaps with the first machining period, and no-load power is extracted. There is a problem with not being able to get the timing right.
また、起動時の電力上昇が大きいために、その電力値を
平滑した信号が無負荷電力に低下しないうちに最初の加
工による電力上昇が起こり、信号が重なり合う事態が生
じることがあり、正確な無負荷動力がサンプリングでき
ない欠点がある。In addition, because the power rise at startup is large, the power rise due to the first processing occurs before the signal obtained by smoothing the power value decreases to the no-load power, and a situation may occur where the signals overlap, resulting in accurate power consumption. There is a drawback that load power cannot be sampled.
この発明は、上記の問題を解決し、起動から加工開始ま
での時間が短い加工サイクルにおいても確実に無負荷動
力値を検出でき、正確な切削状態の判定が行なえる制御
B装置を提供することを目的とする。The present invention solves the above problems and provides a control device B that can reliably detect a no-load power value even in a machining cycle where the time from startup to machining start is short, and can accurately determine the cutting state. With the goal.
上記の課題を解決するため、この発明は、切削機械の駆
動用電動機の消費動力を検出する動力検出器と;その動
力検出器の出力信号を所定時間−定レベルでクランプす
るクランプ回路と;このクランプ回路を通過した信号を
平滑する平滑回路と;その平滑回路の出力信号から無負
荷時の動力値を抽出する動力抽出回路と;上記動力検出
器の出力信号から無負荷動力抽出回路の出力信号を差引
く算出回路と;上記算出回路の出力信号と設定可変の基
準値とを比較して、その比較結果に基づいて切削機械に
ff1HB信号を出力する制御回路と;を具備した構成
としたものである。In order to solve the above problems, the present invention includes: a power detector that detects the power consumption of a driving motor of a cutting machine; a clamp circuit that clamps the output signal of the power detector at a predetermined level for a predetermined time; a smoothing circuit that smoothes the signal that has passed through the clamp circuit; a power extraction circuit that extracts a no-load power value from the output signal of the smoothing circuit; and an output signal of the no-load power extraction circuit from the output signal of the power detector. and a control circuit that compares the output signal of the calculation circuit with a variable setting reference value and outputs the ff1HB signal to the cutting machine based on the comparison result. It is.
上記の構成においては、駆動用電動機の起動後、急激に
上昇する消費電力を、無負荷動力値より少し大きめのレ
ベルでクランプし、そのクランプした出力信号を平滑処
理する。In the above configuration, the power consumption that increases rapidly after the drive motor is started is clamped at a level slightly higher than the no-load power value, and the clamped output signal is smoothed.
このようにクランプによって起動時の動力を削減するこ
とにより、平滑する動力値が小さくなり、平滑の充放電
にかかる時間が短かくなる。このため、消費動力が無負
荷動力に安定するまでの時間が短くなり、加工開始の前
に雑音変動のない無負荷レベルが得られる。By reducing the power at startup by clamping in this way, the power value to be smoothed becomes smaller, and the time required for smooth charging and discharging becomes shorter. Therefore, the time required for the consumed power to stabilize at no-load power is shortened, and a no-load level without noise fluctuation can be obtained before starting machining.
したがって、その平滑した信号から無負荷動力値を抽出
し、その動力値を動力検出器からの消費動力より差し引
くことにより、正確な加工動力を求めることができる。Therefore, by extracting the no-load power value from the smoothed signal and subtracting that power value from the power consumption from the power detector, accurate machining power can be determined.
以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて説明する
。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
第1図に示すように、実施例の制御装置は、切削機械の
駆動用電動機1に接続する電力検出器2と、検出された
消費電力からノイズ成分を除去するノイズ除去回路3と
、消費電力から加工動力を抽出する加工動力抽出回路部
4と、加工動力を加工時間の範囲で積分する積分回路部
5と、得られた積分値に基づいて制御信号を出力する制
御回路部6と、異常過負荷検出回路7と、ギヤップユリ
ミ不−タ回路8とを接続して構成されている。As shown in FIG. 1, the control device of the embodiment includes a power detector 2 connected to a driving motor 1 of a cutting machine, a noise removal circuit 3 that removes noise components from detected power consumption, and a power consumption A machining power extraction circuit section 4 extracts the machining power from the machining power, an integrating circuit section 5 that integrates the machining power over the machining time range, a control circuit section 6 that outputs a control signal based on the obtained integral value, and a control circuit section 6 that outputs a control signal based on the obtained integral value. It is constructed by connecting an overload detection circuit 7 and a gap limit inverter circuit 8.
以下、上記の各構成部分について順次説明を行なってい
く。Hereinafter, each of the above-mentioned constituent parts will be sequentially explained.
上記の駆動用電動機1は、切削機械において切削に関与
する電動機が対象とされ、例えば主軸回転用電動機や送
り軸作動用の電動機などが利用される。The drive electric motor 1 described above is intended for use in a cutting machine that is involved in cutting, and is used, for example, as a spindle rotation electric motor or a feed axis operation electric motor.
電力検出器2は、駆動用電動機1の稼動中の消費電力を
検出して出力する。この場合、検出される消費電力Pに
は、実際に加工に起因する消費電力f (t)や、電動
機の駆動力を伝えるベルト、プーリ等から生じる低周波
雑音や、交流モータの特性によって発生する雑音などの
周期的なノイズ成分Δf (t)と、非周期的なノイズ
成分C(t)を含んでおり、P=f(t)+4f (t
)+C(t)で表わされる。The power detector 2 detects and outputs the power consumption of the drive motor 1 during operation. In this case, the detected power consumption P includes the power consumption f (t) actually caused by machining, low-frequency noise generated from belts, pulleys, etc. that transmit the driving force of the motor, and the characteristics of the AC motor. It includes a periodic noise component Δf (t) such as noise and a non-periodic noise component C(t), and P=f(t)+4f (t
)+C(t).
ノイズ除去回路3は、駆動系からくる低周波雑音成分や
、電動機の特性からくる雑音成分等を除去する複数のフ
ィルタ回路3a、3bを含んでおり、消費電力(P)か
ら周期的ノイズΔr (t)を除去する。このようにノ
イズ成分を除去することにより、切削工具と被削物との
当接時点を時間遅れなく正確に検出することができる。The noise removal circuit 3 includes a plurality of filter circuits 3a and 3b that remove low frequency noise components coming from the drive system, noise components coming from the characteristics of the electric motor, etc., and removes periodic noise Δr ( t) is removed. By removing the noise component in this way, the point of contact between the cutting tool and the workpiece can be accurately detected without any time delay.
一方、ノイズ成分Δf (t)が除去された消費t、1
(t)には、無負荷時のアイドリング状態において主軸
回転に伴なう摩擦などにより生じる動力増加分が加わっ
た状態になっているため、次に、上記の消費電力f (
t)を、加工動力抽出回路部4に通して無負荷時の動力
増加分を取除き、加工動力r(tl)を抽出する。On the other hand, the consumption t, 1 from which the noise component Δf (t) is removed
(t) includes the power increase caused by friction caused by spindle rotation in the idling state with no load, so next, the power consumption f (
t) is passed through the machining power extraction circuit section 4 to remove the power increase during no-load, and extract the machining power r(tl).
この加工動力抽出回路部4は、タイマ9を備えるクラン
プ回路10と、平滑回路11と、サンプルホールド回路
12と、演算回路13、及び増幅回路14とから構成さ
れる。The machining power extraction circuit section 4 includes a clamp circuit 10 including a timer 9, a smoothing circuit 11, a sample hold circuit 12, an arithmetic circuit 13, and an amplifier circuit 14.
クランプ回路10は、第2図(a)Φ)に示すように、
タイマSが作動している時間の範囲で、ノイズ除去回路
3から出力される消費電力f (t)の信号を一定のレ
ベルaでクランプするものである。このクランプレベル
aは、任意に設定可能であり、通常は無負荷動力よりわ
ずかに大きく設定される。The clamp circuit 10, as shown in FIG. 2(a) Φ),
The signal of the power consumption f (t) output from the noise removal circuit 3 is clamped at a constant level a within the time period in which the timer S is operating. This clamp level a can be set arbitrarily, and is usually set slightly larger than the no-load power.
上記タイマ9は、電動機1が起動して所定時間経過する
と作動し、起動時の電力上昇が低下した時点で作動が切
れるように設定されている。The timer 9 is set to operate when a predetermined period of time has elapsed since the electric motor 1 has been started, and to be deactivated when the power increase at the time of starting has decreased.
また、このタイマ9の作動信号は、タイマ23に人力さ
れるようになっており、このタイマ23は、外部信号が
入力されるOR回路24を介してサンプルホールド回路
12に接続されている。上記タイマ23は、タイマ9の
作動が切れると、定時間作動し、OR回路24は、この
タイマ23の作動信号か外部信号のいずれかを選択して
、サンプルホールド回路12にホールドのタイミング信
号を出力する。Further, the activation signal of this timer 9 is manually input to a timer 23, and this timer 23 is connected to the sample and hold circuit 12 via an OR circuit 24 to which an external signal is input. The timer 23 operates for a fixed period of time when the timer 9 is deactivated, and the OR circuit 24 selects either the operation signal of the timer 23 or an external signal to send a hold timing signal to the sample and hold circuit 12. Output.
上記のタイマ9の作動タイミングや、上昇した起動電力
の低下する時点、及びレベルaの基準となる無負荷動力
値は、加工物に対して予め試し加工を行ない、それによ
り得られる電力波形から簡単に割り出すことができる。The activation timing of timer 9, the point at which the increased starting power decreases, and the no-load power value that is the standard for level a can be easily determined by performing trial machining on the workpiece in advance and from the power waveform obtained. can be divided into
平滑回路11は、充放電作用を伴なう一次遅れ回路が用
いられ、クランプ回路10を通過したクランプ信号S1
を平滑処理する。この平滑処理により、第2図(C)に
示すようにクランプ信号s1の波形がならされ、非周期
的なノイズ成分C(t)が除去された平滑信号S2が得
られる。The smoothing circuit 11 uses a first-order lag circuit with charging and discharging action, and the clamp signal S1 that has passed through the clamp circuit 10
Smooth processing. Through this smoothing process, the waveform of the clamp signal s1 is smoothed as shown in FIG. 2(C), and a smoothed signal S2 from which the aperiodic noise component C(t) has been removed is obtained.
サンプルホールド回路12は、平滑回路11で処理され
た消費電力f (t)から、無負荷時の基準電力f (
to )を抽出して記憶するものであり、タイマ23が
作動している時間又は外部信号により指定された時間だ
け基準電力をサンプリングする。The sample and hold circuit 12 calculates the no-load reference power f (t) from the power consumption f (t) processed by the smoothing circuit 11.
to ) is extracted and stored, and the reference power is sampled only during the time when the timer 23 is operating or the time specified by an external signal.
演算回路13は、クランプ回路10を通過した信号とサ
ンプルホールド回路11の信号が入力すると、サンプル
ホールド回路12で保持した基準電力r(to)を消費
電力f、(t)から差引く演算、f (t、 ) =f
(t) −f (to )を実行する。これにより、
電力値は下部部分が除去され、下側にシフトした状態に
なり、加工動力f (tl )のみが抽出される。(第
2図(ロ)参・照)増幅回路14は、抽出した加工動力
f (tl )をに倍(但し1<K)f、、で、電力の
変化を大きく増幅して出力するものである。この出力値
f(tz)−Kx f (t + )が、次の制御用の
基本加工動力になる(第2図(e)参照)。When the signal that has passed through the clamp circuit 10 and the signal from the sample-and-hold circuit 11 are input, the arithmetic circuit 13 performs an operation to subtract the reference power r(to) held by the sample-and-hold circuit 12 from the power consumption f, (t). (t, ) = f
(t) -f (to) is executed. This results in
The lower part of the power value is removed and shifted downward, and only the machining power f (tl ) is extracted. (See Figure 2 (B)) The amplifier circuit 14 is designed to greatly amplify and output the change in power by multiplying the extracted machining power f (tl ) by (1<K) f. be. This output value f(tz)-Kx f (t + ) becomes the basic machining power for the next control (see FIG. 2(e)).
一方、上記ノイズ除去回路3には、上記の加工動力抽出
回路部4と共に、異常負荷検出回路7が接続している。On the other hand, an abnormal load detection circuit 7 is connected to the noise removal circuit 3 together with the machining power extraction circuit section 4 .
この検出回路7は、被削物のコーディングの誤作動によ
り切削工具と被削物が異常衝突したり、切削工具が正常
に装着されていない状態で加工がされた場合などに、急
激に上昇する消費電力を検知するもので、消費電力f
(t)が予め設定された値C(この値は、後述する制御
用の比較基準値より大きい)以上に達したとき、切削工
具の切込みや送り装置を停止させる出力信号を発生する
。This detection circuit 7 suddenly increases when there is an abnormal collision between the cutting tool and the workpiece due to a malfunction in the coding of the workpiece, or when machining is performed without the cutting tool being properly installed. It detects the power consumption, and the power consumption f
When (t) reaches a preset value C (this value is greater than a comparison reference value for control to be described later), an output signal is generated to stop the cutting tool and the feeding device.
次に、積分回路部5は、制御範囲となる加工時間を設定
する加工時間設定回路15と、積分回路16とから成り
、加工時間設定回路15は、比較回路17と、OR回路
18と、ゲート回路19とから構成されている。Next, the integrating circuit section 5 includes a machining time setting circuit 15 that sets a machining time as a control range, and an integrating circuit 16. The machining time setting circuit 15 includes a comparison circuit 17, an OR circuit 18, and a gate. It is composed of a circuit 19.
上記比較回路17は、基準電力値f(to)より大きく
設定された基準値mが入力されており、第2図(elに
示すように、加工動力r(tz)とその基準値mとを比
較して、動力f(tz)が基準値mを通過したときOR
回路18に信号を出力する。The comparison circuit 17 is inputted with a reference value m set larger than the reference power value f(to), and as shown in FIG. In comparison, when the power f(tz) passes the reference value m, OR
A signal is output to the circuit 18.
OR回路18は、外部のタイミング信号発信源に接続す
る一方の端子よりパルス波などのタイミング信号が入力
され、そのタイミング信号と比較回路17からの信号の
いずれかを選択し、ゲート回路19にタイミングゲート
信号を出力する。The OR circuit 18 receives a timing signal such as a pulse wave from one terminal connected to an external timing signal source, selects either the timing signal or the signal from the comparison circuit 17, and sends the timing signal to the gate circuit 19. Outputs gate signal.
ゲート回路19は、OR回路18から信号が入′力され
ると、その入力している時間長だけ加工動力f(tz)
の信号を積分回路16に通過させる。When the gate circuit 19 receives the signal from the OR circuit 18, it increases the machining power f(tz) for the duration of the signal input.
The signal is passed through the integrating circuit 16.
積分回路16は、ゲート回路19から入力される加工動
力の信号について積分計算を実行する。The integrating circuit 16 performs integral calculations on the machining power signal input from the gate circuit 19 .
この積分した値f (ts)=ff (tt)は、次に
制御回路部7に出力される。This integrated value f (ts)=ff (tt) is then output to the control circuit section 7.
また、加工動力抽出回路部4から出力された加工動力f
(tz)は、ギャップエリミネータ回路8にも入力され
る。このギャップエリミネータ回路8は、加工動力と予
め設定された基準値dとを比較し、加工動力r (t、
)が基準値dに達したとき、切削工具の切込み送り装置
に通常の送り量に切換える切換信号を出力する(第二次
出力信号)。In addition, the machining power f output from the machining power extraction circuit section 4
(tz) is also input to the gap eliminator circuit 8. This gap eliminator circuit 8 compares the machining power with a preset reference value d, and compares the machining power r (t,
) reaches the reference value d, a switching signal for switching to the normal feed amount is output to the cutting tool feed device (secondary output signal).
これにより、切削工具は被削物に当接する直前迄は早送
りで送られ、切削工具と被削物が当接すると自動的に通
常の切込み送りに切換ることになり、加工に関与しない
空白時間を短縮できる効果がある。As a result, the cutting tool is fed in rapid traverse until just before it comes into contact with the workpiece, and when the cutting tool and workpiece come into contact, it automatically switches to normal cutting feed, allowing blank time that is not involved in machining. This has the effect of shortening the time.
前記積分回路部5に接続する制御回路部6は、カウンタ
20と、平均値演算回路21と、比較回路22とから構
成される。The control circuit section 6 connected to the integration circuit section 5 is composed of a counter 20, an average value calculation circuit 21, and a comparison circuit 22.
上記カウンタ20は、上述した積分回路部5の比較回路
17からの信号を工具交換直後よりN回カウントし、そ
のN回カウントまでの信号を平均値演算回路21に出力
する。The counter 20 counts the signal from the comparator circuit 17 of the above-mentioned integration circuit section 5 N times immediately after the tool is replaced, and outputs the signal up to the N count to the average value calculation circuit 21.
平均値演算回路21は、記憶部と演算部を具備しており
、その記憶部は、上記カウンタ20と積分回路部5から
入力される各出力を順に累積して、それぞれ加工回数N
と、積分値の総和Σr (ts)として記憶する。そし
て、演算部は、N回の加工回数により積分値総和を割算
して積分値の平均値r(ta)=Σf (む、)/Nを
算出し、その求めた平均値「(t4)を、比較回路22
に出力する。The average value calculation circuit 21 includes a storage section and a calculation section, and the storage section sequentially accumulates each output inputted from the counter 20 and the integration circuit section 5, and calculates the number of processing times N for each.
and is stored as the total sum Σr (ts) of the integral values. Then, the calculation unit calculates the average value r(ta)=Σf(mu,)/N of the integral values by dividing the total sum of integral values by the number of N machining times, and calculates the average value ``(t4) , the comparison circuit 22
Output to.
比較回路22は、入力する平均値を増幅した後、積分回
路部5から出力される積分値f(t:1)と比較し、積
分値が平均値以上に達したとき、切削機械に制御信号を
出力する(第三次出力信号)。After amplifying the input average value, the comparison circuit 22 compares it with the integral value f(t:1) output from the integrating circuit section 5, and when the integral value reaches the average value or more, it sends a control signal to the cutting machine. (tertiary output signal).
この制御回路部6からの制御信号は、切削機械における
切込みや送り量を変化させる信号や、工具交換の指令信
号とすることができる。The control signal from the control circuit section 6 can be a signal for changing the depth of cut or feed amount in a cutting machine, or a command signal for tool exchange.
この実施例の制御装置は上記のような構造であり、次に
その作用を説明する。The control device of this embodiment has the structure described above, and its operation will be explained next.
対象の駆動用電動機1から電力検出器2により採取され
た消費動力Pは、ノイズ除去回路3を通過すると、内部
から雑音成分が除去され、第2図(a)の波形に示すよ
うな消費電力f(t)が得られる。When the power consumption P sampled by the power detector 2 from the target drive motor 1 passes through the noise removal circuit 3, noise components are removed from the inside, resulting in power consumption as shown in the waveform of FIG. 2(a). f(t) is obtained.
この消費電力は、次に異常過負荷検出回路7に送られ、
その最大値が基準値Cを越えていると、検出回路7から
第一次出力信号が出力され、切削装置を全停止させる。This power consumption is then sent to the abnormal overload detection circuit 7.
If the maximum value exceeds the reference value C, a primary output signal is output from the detection circuit 7, and the cutting device is completely stopped.
これにより、切削工具の破損や取付はミスによる重大事
故が防止される。This prevents serious accidents due to damage to the cutting tool or incorrect installation.
消費電力f(t)が基準値Cを越えない場合は、その消
費電力f(t) の信号は加工動力抽出回路部4で処
理される。If the power consumption f(t) does not exceed the reference value C, the signal of the power consumption f(t) is processed by the machining power extraction circuit section 4.
この抽出回路部4では、起動時に消費動力f(1)が上
昇すると、タイマ9が作動し、タイマ9の作動している
時間長だけクランプ回路10が消費電力をレベルaでク
ランプする(第2図(b))。In this extraction circuit section 4, when the power consumption f(1) increases at the time of startup, the timer 9 is activated, and the clamp circuit 10 clamps the power consumption at level a for the length of time that the timer 9 is activated (second Figure (b)).
このクランプされたクランプ信号St は、次に平滑回
路11により平滑処理され、非周期的な雑音成分が取除
かれる(第2図(C))。この場合、起動時の消費電力
f (t)が、クランプにより上側部分がカットされて
小さくなっているので、平滑処理における充放電量が小
さくなり、このため、信号の時間遅れが小さくなると共
に、短い時間で平滑された無負荷の状態に安定する。こ
れにより起動時と最初の加工開始までの間に、明確な無
負荷動力f(to)を示す波形が現われる。This clamped clamp signal St is then smoothed by the smoothing circuit 11 to remove non-periodic noise components (FIG. 2(C)). In this case, the power consumption f (t) at startup is reduced because the upper part is cut off by the clamp, so the amount of charging and discharging in the smoothing process becomes smaller, and therefore, the time delay of the signal becomes smaller, and It stabilizes to a smooth, no-load state in a short time. As a result, a waveform clearly indicating no-load power f(to) appears between the time of startup and the start of the first machining.
したがって、次のサンプルホールド回路12において、
外部又は、内部タイマ23からのタイミング信号を上記
の無負荷動力を示す時間に合わせることにより、平滑信
号S2から無負荷動力f(t。)を正確に抽出すること
ができる。Therefore, in the next sample and hold circuit 12,
By matching the timing signal from the external or internal timer 23 to the time indicating the above-mentioned no-load power, the no-load power f(t.) can be accurately extracted from the smoothed signal S2.
この無負荷動力f(to)は、ついで演算回路13にお
いて消費電力r(t)から差し引かれて、加工電力fD
1)が算出される。このときの電力波形は第2図(d)
の波形になる。This no-load power f(to) is then subtracted from the power consumption r(t) in the arithmetic circuit 13, and the machining power fD
1) is calculated. The power waveform at this time is shown in Figure 2(d).
The waveform becomes
この信号を増幅して得られた加工電力f(tg)は、ギ
ャップエリミネータ回路8と積分回路部5に送られ、ギ
ャップエリミネータ回路8において、加工動力rctt
>と予め設定した(Hidとが比較され、加工動力が値
dより大となった瞬間に第二次出力信号が出力され、切
削工具の早送り速度をプログラムされた切削送りに切換
える。The machining power f(tg) obtained by amplifying this signal is sent to the gap eliminator circuit 8 and the integrating circuit section 5, and in the gap eliminator circuit 8, the machining power f(tg) is
> and a preset value (Hid) are compared, and at the moment the machining power becomes larger than the value d, a secondary output signal is output, and the rapid feed speed of the cutting tool is switched to the programmed cutting feed.
一方、積分回路部5においては、第2図(6)に示すよ
うに加工電力r(tiが外部信号により設定されたレベ
ル値mを越えたとき比較回路17が信号を出力し、ゲー
ト回路ISが開いて積分回路16に信号が人力され、積
分回路16は、ゲート回路19を通過した加工動力r(
tz)のうち設定レベル値mを越える出力分を積分する
。この積分処理により、第2図(f)のような電圧波形
が得られる。On the other hand, in the integrating circuit section 5, as shown in FIG. is opened and a signal is manually input to the integrating circuit 16, and the integrating circuit 16 receives the machining power r(
tz), the output exceeding the set level value m is integrated. Through this integration process, a voltage waveform as shown in FIG. 2(f) is obtained.
一方、カウンタ20においては、加工時間設定回路部1
5からの信号に基づいて、工具交換後の加工回数がN回
カウントされ、平均値演算回路21に信号を出力する。On the other hand, in the counter 20, the machining time setting circuit section 1
Based on the signal from 5, the number of machining operations after tool exchange is counted N times, and a signal is output to the average value calculation circuit 21.
平均値演算回路21は、カウンタ20から入力されるカ
ウント数を累積して加工回数Nとして記憶すると共に、
積分回路16から入力される積分値((1,)を累積し
、それらが更新されるごとに積分値総和Σf(ts)を
加工回数Nにより割り算して積分値の平均値r(t4)
を算出し、比較回路22に出力する。The average value calculation circuit 21 accumulates the count input from the counter 20 and stores it as the number of machining times N.
The integral values ((1,) inputted from the integrating circuit 16 are accumulated, and each time they are updated, the total integral value Σf(ts) is divided by the number of processing times N to obtain the average value r(t4) of the integral values.
is calculated and output to the comparison circuit 22.
比較回路22においては、平均値が積分回路16からの
積分値と比較され、切削工具の摩耗状態ごとに対応する
制御信号が出力される(第三次出力信号)。In the comparison circuit 22, the average value is compared with the integral value from the integration circuit 16, and a control signal corresponding to each wear state of the cutting tool is output (tertiary output signal).
なお、上記実施例では消費動力として電力量を用いたが
、電動機の!流量を対象動力とすることもできる。In addition, in the above embodiment, electric power was used as the power consumption, but the electric power! The flow rate can also be used as the target power.
また、制御回路部6では、積分値の平均値を出し、そ−
の平均値と積分値を比較するようにしたが、予め外部か
ら比較基準値を設定しておき、その基準値と積分値とを
比較するようにしてもよい。In addition, the control circuit section 6 calculates the average value of the integral values and calculates the average value of the integrated values.
Although the average value and the integral value are compared, a reference value for comparison may be set in advance from the outside, and the reference value and the integral value may be compared.
さらに、得られた加工動力は、積分処理せずに、そのま
ま増幅して比較判定に用いることもできる。Furthermore, the obtained machining power can be directly amplified and used for comparison without being subjected to integration processing.
〔発明の効果]
以上のように、この発明の制御装置は、クランプ回路と
平滑回路を備えたので、電動機起動時の上昇する消費動
力を低いレベルでクランプし、その低くカットした動力
を平滑処理することにより、平滑による信号の時間遅れ
を小さくでき、かつ動力を、短時間で無負荷レベルまで
安定させることができる。[Effects of the Invention] As described above, since the control device of the present invention includes a clamp circuit and a smoothing circuit, it clamps the increasing power consumption at a low level when starting the electric motor, and smooths the power that has been cut to a low level. By doing so, the time delay of the signal due to smoothing can be reduced, and the power can be stabilized to the no-load level in a short time.
したがって、起動と加工開始間の時間間隔が短い場合で
も、無負荷動力を加工用開始前に確実に抽出することが
でき、正確で安定した制御が行なえる効果がある。Therefore, even if the time interval between startup and machining start is short, no-load power can be reliably extracted before machining starts, and accurate and stable control can be performed.
第1図は実施例のflitJ 扉装置を示すブロック図
、第2図 (a)乃至(e)はそれぞれ制御装置におい
て得られる電力波形を示す図、第2図(f)は同上の電
圧波形を示す図、第3図及び第4図は電動機の消費電力
の変化を示す図である。
1・・・・・・駆動用電動機、2・・・・・・電力検出
器、3・・・・・・ノイズ除去回路、
4・・・・・・加工動力抽出回路部、
5・・・・・・積分回路部、6・・・・・・制御回路部
、7・・・・・・異常過負荷検出回路、
8・・・・・・ギャップエリミネータ回路、9・・・・
・・タイマ、 10・・・・・・クランプ回路、1
1・・・・・・平滑回路、
12・・・・・・サンプルホールド回路、13・・・・
・・演算回路、16・・・・・・積分回路、21・・・
・・・平均値算出回路、
22・・・・・・比較回路。
第3図
第4図
第2図Figure 1 is a block diagram showing the flitJ door device of the embodiment, Figure 2 (a) to (e) are diagrams each showing the power waveforms obtained in the control device, and Figure 2 (f) is the voltage waveform of the same. The diagrams shown in FIG. 3 and FIG. 4 are diagrams showing changes in power consumption of the electric motor. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Drive electric motor, 2... Power detector, 3... Noise removal circuit, 4... Machining power extraction circuit section, 5... ...Integrator circuit section, 6...Control circuit section, 7...Abnormal overload detection circuit, 8...Gap eliminator circuit, 9...
...Timer, 10...Clamp circuit, 1
1... Smoothing circuit, 12... Sample hold circuit, 13...
...Arithmetic circuit, 16...Integrator circuit, 21...
... Average value calculation circuit, 22 ... Comparison circuit. Figure 3 Figure 4 Figure 2
Claims (1)
力検出器と;その動力検出器の出力信号を所定時間一定
レベルでクランプするクランプ回路と;このクランプ回
路を通過した信号を平滑する平滑回路と;その平滑回路
の出力信号から無負荷時の動力値を抽出する動力抽出回
路と;上記動力検出器の出力信号から無負荷動力抽出回
路の出力信号を差引く算出回路と;上記算出回路の出力
信号と設定可変の基準値とを比較して、その比較結果に
基づいて切削機械に制御信号を出力する制御回路と;を
具備して成る切削機械の制御装置。(1) A power detector that detects the power consumption of the drive motor of the cutting machine; A clamp circuit that clamps the output signal of the power detector at a constant level for a predetermined time; A smoother that smoothes the signal that has passed through this clamp circuit. a power extraction circuit that extracts a no-load power value from the output signal of the smoothing circuit; a calculation circuit that subtracts the output signal of the no-load power extraction circuit from the output signal of the power detector; and the calculation circuit. A control device for a cutting machine, comprising: a control circuit that compares the output signal of the output signal with a variable setting reference value and outputs a control signal to the cutting machine based on the comparison result.
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