JPH0488506A - 数値制御装置 - 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（ＮＣ）装置に係り、特にプリン、
ト基盤の穴明は加工に使用するドリル穴明は機等の数値
制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来のドリル穴明は搬用の数値制御装置における基本動
作は、例えば３軸制御の機械では、まずＸ軸とＹ軸の制
御によって基板の位置決めを行い、次にＺ軸の制御によ
って穴明は加工を行うようにしていた。

しかしながら、近年において、プリント基板の高密度実
装化に伴って、従来のような高密度加工の他に、穴明は
加工のヒツトレートの向上が要求されるようになってき
た。

穴明は加工のヒツトレートを向上させるためには、サー
ボの応答性をよくしなければならないが、そのためには
、サーボ系のシステムゲインを高くし、かつ、加減速時
定数を小さくする必要がある。

ところが、サーボ系の応答性をよくすることによって、
モータ電流が増大し、モータ本体の発熱が増加するとと
もに、さらには実効電流の規定以上の増加に基づくアラ
ーム発生の可能性が高くなる。

第３図は、従来のドリル穴明は徴用数値制御装置の構成
を示すブロック図である。

第３図において、数値制御装置等の上位のマイクロコン
ピュータ１は、入力装置２から読み込んだ数値制御（Ｎ
Ｃ）プログラムに従って、各軸の移動指令３を生成して
、第１軸のディジタルサーボ部１００に送出する。

ディジタルサーボ部１００において、モータ１０１はイ
ンバータ１０２から電力を供給されて回転し、モータ１
０１に直結されたエンコーダ１０３は、モータ１０１の
回転を検出した信号を発生する。

マイクロコンピュータ１０４は、ディジタルサーボのソ
フトウェアを実行するものであって、位置検出部１０５
、アナログディジタル（ＡＤ）コンバータ１０６．パル
ス幅変調（ＰＷＭ）コニトローラ１０７．データメモリ
１０８．およびプログラムメモリ１０９とバス結合して
いる。

位置検出部１０５は、エンコーダ１０３の出力パルスを
カウントして、モータ１０１の回転位置をｌする。マイ
クロコンピュータ１０４は、位置検出部１０５からモー
タ１０１の回転位置のデータを入力するとともに、単位
時間当たりの回転位置の変化分を計算して、回転速度を
算出する。

ＡＤコンバータ１０６は、モータ１０１に流れる電流値
をディジタル値に変換して、マイクロコンピュータ１０
４に入力する。

マイクロコンピュータ１０４は、モータ１０１の回転位
置１回転速度、およびモータ電流をフィードバックデー
タとして入力し、モータ１０１に印加すべき制御電圧指
令を計算し、ＰＷＭコントローラ１０７に対して出力す
る。その計算処理は、数百μＳｅＣの周期で高速に行わ
れる。

ＰＷＭコントローラ１０７は、マイクロコンピュータ１
０４で計算された制御電圧指令を入力されることよって
、制御電圧指令に応じたスイ・ンチング信号をインバー
タ１０２に出力する。モータ１０１は、インバータ１０
２から駆動電流を印加されて回転する。

データメモリ１０８は、制御に必要な各種ノくラメータ
や時々刻々の各部の状態量を格納するランダムアクセス
メモリ（ＲＡＭ）であり、プログラムメモリ１０９は、
制御アルゴリズムが格納されたリードオンリメモリ（Ｒ
ＯＭ）である。

モータ電流入力部１０は、各軸のモータに流れる電流を
読み込むものである。マイクロコンピュータ１０４は、
ディジタルサーボのプログラムを実行するたびに、デー
タメモリ１０８に格納するディジタル状態量を書き替え
る。これと同時に、モータ電流入力部１０は、このディ
ジタル状態量のうちのモータ電流量を入力する。

実効電流算出部１１は、モータ電流入力部１０から入力
した各軸のモータに流れる電流から、以下の関係によっ
て、各軸の実効電流を算出する。

ｙｎ＝ａ−ｙ　（ｎ−１）　＋（１−ａ）　−１２実効
電流＝Ｊｙｎ ただし、ａ＝ｅ−（Ｔ／Ｔ） Ｉ：モータ電流 τ：処理のサンプリング時間 Ｔ：モータ熱時定数 実効電流アラーム検出部２０は、各軸のモータの実効電
流から、アラームを検出する。ここでは、各軸の実効電
流が予め与えられた適正値を超えたとき、実効電流アラ
ーム信号２１を発生してシステムの運転を停止するもの
とする。

第３図に示されたドリル穴明は徴用数値制御装置におい
ては、ドリル穴明は加工時にモータ保護のために実効電
流の監視を行って、実効電流が適正値を超えると、実効
電流アラームを発生して運転を停止するようにしている
。この場合、穴明は動作時間を短縮するためには、加減
速時定数を小さくする必要があるが、同時にこれによっ
てモータ実効電流が増加するため、高頻度の穴明は運転
プログラムによった場合には、実効電流アラームを発生
することがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

第３図に示された従来のドリル穴明は徴用数値制御装置
では、ドリル穴明は加工時にモータの発熱を抑制するた
めに実効電流の監視を行い、実効電流値が適正値を超え
ると実効電流アラームを発生して、運転を停止するよう
にしている。

そのため、モータの負荷仕様に対して、高頻度で加減速
を行う運転プログラムが入力された場合には、過大な実
効電流が流れるため、実効電流アラームを発生して、運
転が停止することがある。

この場合、アラームにより運転が停止すると、加工中の
製品が無駄になるだけでなく、無人化工場等の場合には
、生産ラインが停止して生産性を著しく低下させるとい
う問題がある。

またこの際、予め運転プログラムにより実際に穴明は加
工を試行して、アラームを発生しないことを確認してか
ら連続運転を実行すればよいが、この場合は運転効率が
低下し、実用的でないという問題がある。

〔発明の目的〕

本発明は、このような従来技術の問題点を解決しようと
するものであって、各軸のモータに流れる電流から実効
電流を求め、実効電流アラームの発生を防止するように
位置決め移動の加減速時定数を制御することによって、
実効電流アラームに基づく運転停止を回避して、装置能
力の最大限で連続運転できるようにした数値制御装置を
提供することを、その目的としている。

〔課題を解決するための手段］ 本発明においては、移動指令に応して各軸のモータの位
置決めを行ってドリル穴明は加工等を行う機械の数値制
御装置において、モータ電流入力部によって、モータに
流れる電流量を読み込み、実効電流算出部によって、読
み込まれた電流量から実効電流値を求め、加減速時定数
設定部によって、求められた実効電流値に対応してモー
タの位置決め移動の加減速時、定数を制御するようにし
、この加減速時定数の制御によって各軸のモータの実効
電流値が規定値を超過することを防止する、という構成
をとっている。これによって、前述した目的を達成しよ
うとするものである。

〔作　用〕

モータに流れる電流量を読み込み、読み込まれた電流量
から実効電流値を求め、求められた実効電流値に対応し
てモータの位置決め移動の加減速時定数を制御するよう
にし、この加減速時定数の制御によって各軸のモータの
実効電流値が規定値を超過することを防止したので、実
効電流アラームによる運転停止を回避することができ、
従ってドリル穴明は加工等を行う機械において、その能
力の最大限で連続運転を行うことが可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし２図に基づいて
説明する。ここで、前述した従来例と同一の構成部材に
ついては同一の符号を用いることとする。

この第１図ないし第２図に示す実施例は、前述した従来
例における実効電流アラーム検出部２０に代えて加減速
時定数設定部１２を設け、実効電流アラーム信号２１に
代えて加減速時定数１３を発生する点が異なっている。

すなわち、この第１図ないし第２図に示す実施例は、移
動指令に応じて各軸のモータ１０１の位置決めを行って
ドリル穴明は加工等を行う機械の数値制御装置において
、モータ電流入力部１０を設けて、モータ１０１に流れ
る電流量を読み込み、実効電流算出部１１を設けて読み
込まれた電流量から実効電流値を求め、加減速時定数設
定部１２を設けて、この求められた実効電流値に対応し
てモータ１０１の位置決め移動の加減速時定数を制御し
、この加減速時定数の制御によって各軸のモータ１０１
の実効電流値が規定値を超過することを防止したもので
ある。

第１図において、上位のマイクロコンピュータ１は人力
装置２から読み込んだＮＣプログラムに従って各軸の移
動指令３を生成して、ディジタルサーボ部１００へ送出
する。ディジタルサーボ部１００において、モータ１０
１．モータ１０１に電力を供給するインバータ１０２．
モータ１０１に直結されたエンコーダ１０３．ディジタ
ルサーホノソフトウエアを実行するマイクロコンビュー
タ１０４１位置検出部１０５．ＡＤコンバータＩ０６　
　ＰＷＭコントローラ１０７．データメモリ１０８、プ
ログラムメモリ１０９は第３図において説明した従来技
術の場合と同様であり、それらの動作もまた同様である
。

１０は、各軸のモータに流れる電流を読み込むためのモ
ータ電流入力部である。マイクロコンピュータ１０４は
データサーボのプログラムを実行するたびにデータメモ
リ１０８に格納するディジタル状態量を書き替える。こ
れと同時に、モータ電流入力部１０では、このディジタ
ル状態量のうちの、モータに流れる電流量を人力する。

実効電流算出部１１は、モータ電流入力部１０から入力
した各軸のモータに流れる電流から、各軸のモータの実
効電流を算出する。

加減速時定数設定部１２は、各軸の実効電流から位置決
め移動の加減速時定数１３を設定する。

第２図は、加減速時定数設定部の動作を説明するフロー
チャートである。

本実施例においては、モータ電流入力部１０から各軸の
モータに流れる電流量を入力し、実効電流算出部１１に
よって、各軸に流れる電流量から実効電流値を求める。

次に、加減速時定数設定部１２では、予め与えられたア
ラームが発生する実効電流値と、実効電流算出部１１で
算出された各軸の実効電流値とを比較する。各軸の実効
電流値が上がり、両者が近づいてきたときは、位置決め
移動の加減速時定数を大きくし、実効電流値が下がって
きたら、加減速時定数を小さくするように加減速時定数
１３を設定する。

位置決め移動の加減速時定数を大きくすることによって
、モータに流れる電流は少なくなる。従って実効電流値
も減少して、実効電流アラームを回避することができる
ようになる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明においては、ドリル穴明は
加工において、各軸のモータに流れる電流量から実効電
流値を求め、実効電流アラームの発生を阻止するように
位置決め移動の加減速時定数を制御する。これによって
、実効電流アラームによる運転停止を回避して、その装
置の能力の最大限で連続運転を行うことが可能となり、
トリル穴明は加工の生産性を格段に向上することができ
るようになる。

また、加減速時定数の制御を位置決め移動の場合に限っ
て行うことによって、プリント基板の加工精度に影響を
与えずに、連続運転を行うことができる効果がある。

第２図 （フロー：ｆ″″″ヤー

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
加減速時定数設定部の動作を説明するフローチャート、
第３図は従来のドリル穴明は機用数値制御装置の構成を
示すブロック図である。 １０−モータ電流入力部、１１−実効電流算出部、１２
・・・加減速時定数設定部、１０１−モータ。 出願人　　日　本　電　気　株式会社 代理人　　弁理士　　　高　橋　　勇

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、移動指令に応じて各軸のモータの位置決めを行
   ってドリル穴明け加工等を行う機械の数値制御装置にお
   いて、 該モータに流れる電流量を読み込むモータ電流入力部と
   、該読み込まれた電流量から実効電流値を求める実効電
   流算出部と、該求められた実効電流値に対応して前記モ
   ータの位置決め移動の加減速時定数を制御する加減速時
   定数設定部とを備え、該加減速時定数を制御することに
   よって各軸のモータの実効電流値が規定値を超過するの
   を防止したことを特徴とする数値制御装置。