JPH0710479B2 - 往復移動体のストローク制御装置 - Google Patents
往復移動体のストローク制御装置Info
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- JPH0710479B2 JPH0710479B2 JP1058561A JP5856189A JPH0710479B2 JP H0710479 B2 JPH0710479 B2 JP H0710479B2 JP 1058561 A JP1058561 A JP 1058561A JP 5856189 A JP5856189 A JP 5856189A JP H0710479 B2 JPH0710479 B2 JP H0710479B2
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- reciprocating
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
- B23Q15/007—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
- B23Q15/12—Adaptive control, i.e. adjusting itself to have a performance which is optimum according to a preassigned criterion
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- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
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- G05B2219/34052—Software counter
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- G05B2219/43108—Delay stop command as function of error between reference and multiple of increments
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T408/00—Cutting by use of rotating axially moving tool
- Y10T408/13—Cutting by use of rotating axially moving tool with randomly-actuated stopping means
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は往復移動体のストローク制御装置に関し、たと
えば、ねじ立て工作機械の往復動作の制御に適用され
る。
えば、ねじ立て工作機械の往復動作の制御に適用され
る。
「従来の技術」 この種の制御装置は、往復移動体の位置を安価なエンコ
ーダにより検出し制御するものが多い。たとえば、ねじ
立て工作機械では主軸の正転及び逆転に機械的に同期し
て主軸クイル送りの前進及び後退を行う機構になってい
る。ストロークの制御は、主軸を正転起動した後エンコ
ーダから発生するパルス数をカウンタ等で数え、パルス
数が所定設定値になったときに主軸を正転から逆転に切
換え原点まで戻す制御が行われていた。すなわち、従来
の装置はエンコーダからのパルス数を直接カウントする
ことによりストロークを制御するものであった。
ーダにより検出し制御するものが多い。たとえば、ねじ
立て工作機械では主軸の正転及び逆転に機械的に同期し
て主軸クイル送りの前進及び後退を行う機構になってい
る。ストロークの制御は、主軸を正転起動した後エンコ
ーダから発生するパルス数をカウンタ等で数え、パルス
数が所定設定値になったときに主軸を正転から逆転に切
換え原点まで戻す制御が行われていた。すなわち、従来
の装置はエンコーダからのパルス数を直接カウントする
ことによりストロークを制御するものであった。
「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、エンコーダからのパルス数のみで制御す
ると、移動ストローク量の最少微調量はエンコーダの分
解能で決まってしまう。このため、最少微調量が粗くな
るという問題点があった。
ると、移動ストローク量の最少微調量はエンコーダの分
解能で決まってしまう。このため、最少微調量が粗くな
るという問題点があった。
ねじ立て工作機械で最少微調量が粗いと、たとえば盲孔
の底にタップ工具が接触する直前までタップ加工をした
り、フランジ状のシート部の直前までねじ立て加工をす
ることができないという問題点が生ずる。
の底にタップ工具が接触する直前までタップ加工をした
り、フランジ状のシート部の直前までねじ立て加工をす
ることができないという問題点が生ずる。
最少微調量を細かくするにはエンコーダの分解能を細か
くすればよいが、エンコーダ自体が高価になり、さら
に、その組立精度、信号処理回路も複雑になり高価な制
御装置となってしまう。
くすればよいが、エンコーダ自体が高価になり、さら
に、その組立精度、信号処理回路も複雑になり高価な制
御装置となってしまう。
また、第８図に示す様に、一般にエンコーダでは方向判
別をするためＡ相信号とは1/4ピッチ位相のずれたＢ相
信号を出力している。この信号を利用してエンコーダの
１ピッチ間を1/4に分割することが考えられる。しか
し、そのためには、Ａ相信号の立上がりだけでなく、各
相信号の立上がり及び立下りのすべてが正確な高価なエ
ンコーダを用いないと分割位置が不正確になってしま
う。一般に、安価なエンコーダはＡ相信号の立上がりの
ピッチＰは比較的正確であるが、各信号のパルス幅は不
正確であり、ばらつくものが多い。
別をするためＡ相信号とは1/4ピッチ位相のずれたＢ相
信号を出力している。この信号を利用してエンコーダの
１ピッチ間を1/4に分割することが考えられる。しか
し、そのためには、Ａ相信号の立上がりだけでなく、各
相信号の立上がり及び立下りのすべてが正確な高価なエ
ンコーダを用いないと分割位置が不正確になってしま
う。一般に、安価なエンコーダはＡ相信号の立上がりの
ピッチＰは比較的正確であるが、各信号のパルス幅は不
正確であり、ばらつくものが多い。
本発明は上記の課題に鑑みなされたものであり、その目
的とするところは、分解能の低い安価なエンコーダを用
いて、エンコーダの分解能より細いストロークの制御が
可能な往復移動体のストローク制御装置を提供すること
にある。
的とするところは、分解能の低い安価なエンコーダを用
いて、エンコーダの分解能より細いストロークの制御が
可能な往復移動体のストローク制御装置を提供すること
にある。
「課題を解決するための手段」 上記の目的を達成するため、本発明では、モータの正逆
転によって一定範囲内の任意のストロークの往復動が行
われるようにされた往復移動体と、その往復移動体の移
動ストローク量を任意に設定するためのストローク量設
定手段と、その往復移動体に連動する部分に設けられ往
復移動体の所定移動距離毎にパルス信号を出力するエン
コーダと、そのエンコーダからのパルス信号の発生間隔
時間を計測するパルス間隔計測手段と、前記ストローク
量設定により設定された移動ストローク量をエンコーダ
からの所要パルス数と残りの距離とに換算する所要パル
ス数算出手段と、前記残りの距離を前記パルス信号発生
間隔時間に基づいて所要時間に換算する所要時間算出手
段と、エンコーダからのパルス信号が前記所要パルス数
だけ出力された時点から前記所要時間が経過したときの
前記モータに逆転若しくは停止を指令する手段と、を備
えることを特徴とする往復移動体のストローク制御装置
が提供される。
転によって一定範囲内の任意のストロークの往復動が行
われるようにされた往復移動体と、その往復移動体の移
動ストローク量を任意に設定するためのストローク量設
定手段と、その往復移動体に連動する部分に設けられ往
復移動体の所定移動距離毎にパルス信号を出力するエン
コーダと、そのエンコーダからのパルス信号の発生間隔
時間を計測するパルス間隔計測手段と、前記ストローク
量設定により設定された移動ストローク量をエンコーダ
からの所要パルス数と残りの距離とに換算する所要パル
ス数算出手段と、前記残りの距離を前記パルス信号発生
間隔時間に基づいて所要時間に換算する所要時間算出手
段と、エンコーダからのパルス信号が前記所要パルス数
だけ出力された時点から前記所要時間が経過したときの
前記モータに逆転若しくは停止を指令する手段と、を備
えることを特徴とする往復移動体のストローク制御装置
が提供される。
「作用」 上記のように構成されたストローク制御装置では、エン
コーダからのパルス信号のピッチ間の微少距離が時間に
換算され時間により位置が検出されて制御される。
コーダからのパルス信号のピッチ間の微少距離が時間に
換算され時間により位置が検出されて制御される。
「実施例」 本発明の実施例について図面を参照し説明する。
第１図は本発明が適用されるタップ盤の外観を示す斜視
図である。
図である。
基台１に直立する支柱２に、本体ユニット３がハンドル
４により昇降自在に取付けられている。本体ユニット３
は主軸ヘッド５と主軸モータ６からなり、Ｖベルト７に
より連結駆動される。主軸モータ６には誘導モータが用
いられ、４極/8極の極数変換により回転数の変更が可能
であり、正逆転可能である。また、駆動プーリ８及び主
軸プーリ９へのＶベルト７の掛け変えにより主軸10の回
転数を３段階に選択できる。主軸10の先端にはタップチ
ャック30が取付けられる。
４により昇降自在に取付けられている。本体ユニット３
は主軸ヘッド５と主軸モータ６からなり、Ｖベルト７に
より連結駆動される。主軸モータ６には誘導モータが用
いられ、４極/8極の極数変換により回転数の変更が可能
であり、正逆転可能である。また、駆動プーリ８及び主
軸プーリ９へのＶベルト７の掛け変えにより主軸10の回
転数を３段階に選択できる。主軸10の先端にはタップチ
ャック30が取付けられる。
主軸ヘッド５には、主軸プーリ９の回転に従動する機械
的連動機構が組み込まれ、主軸モータ６の正転に従って
主軸10をタップ送りし、逆転に従ってタップ戻しをす
る。タップ送りのピッチは替歯車の交換により行う。
的連動機構が組み込まれ、主軸モータ６の正転に従って
主軸10をタップ送りし、逆転に従ってタップ戻しをす
る。タップ送りのピッチは替歯車の交換により行う。
主軸プーリ９内には主軸駆動クラッチ11が組み込まれ、
タップ時に過渡のトルクが発生した時に空転して機械を
保護する。さらに主軸ヘッド５には送り安全クラッチ12
も組み込まれ、主軸10の軸方向（送り方向）に過渡の推
力が発生した時に空転し機械を保護する。また、送り安
全クラッチ12の近傍には回転エンコーダ60が組み込ま
れ、主軸10のストローク位置を検出するようにしてい
る。
タップ時に過渡のトルクが発生した時に空転して機械を
保護する。さらに主軸ヘッド５には送り安全クラッチ12
も組み込まれ、主軸10の軸方向（送り方向）に過渡の推
力が発生した時に空転し機械を保護する。また、送り安
全クラッチ12の近傍には回転エンコーダ60が組み込ま
れ、主軸10のストローク位置を検出するようにしてい
る。
主軸ヘッド５の正面には操作パネル15が設けられ、加工
データの入力、動作の選択等が指令される。また本体ユ
ニット３の左側方には制御パネル16が設けられ、操作パ
ネル15からの指令及び回転エンコーダ60からの信号に従
って主軸モータ６の正，逆回転，停止，極数切換等の制
御を行う。この制御はマイクロコンピュータが用いられ
る。
データの入力、動作の選択等が指令される。また本体ユ
ニット３の左側方には制御パネル16が設けられ、操作パ
ネル15からの指令及び回転エンコーダ60からの信号に従
って主軸モータ６の正，逆回転，停止，極数切換等の制
御を行う。この制御はマイクロコンピュータが用いられ
る。
第２図は主軸ヘッド５内の機械的連動機構を示す斜視図
である。第３図に示す縦断面図及び第４図に示す横断面
図を併せ参照し説明する。
である。第３図に示す縦断面図及び第４図に示す横断面
図を併せ参照し説明する。
主軸ヘッド５の機枠21に、駆動軸22が軸受23により垂直
方向に回転自在に支承されている。駆動軸22の上軸端に
は主軸プーリ９が主軸駆動クラッチ11を介して取付けら
れている。主軸駆動クラッチ11の作動トルクは調整ナッ
ト24により調整可能である。駆動軸22の中程には主軸駆
動広幅歯車25が固着され、下軸端にはウォーム26が固着
されている。
方向に回転自在に支承されている。駆動軸22の上軸端に
は主軸プーリ９が主軸駆動クラッチ11を介して取付けら
れている。主軸駆動クラッチ11の作動トルクは調整ナッ
ト24により調整可能である。駆動軸22の中程には主軸駆
動広幅歯車25が固着され、下軸端にはウォーム26が固着
されている。
機枠21には、主軸クイル筒27が昇降自在に支承され、そ
の主軸クイル筒27内に、主軸10が軸受28により回転自在
に支承されている。主軸クイル筒27は回転せず、主軸10
のみが回転可能であり、主軸10は主軸クイル筒27に従っ
て昇降する。主軸10の上軸端には主軸歯車29が固着さ
れ、前記主軸駆動広幅歯車25に噛合して回転駆動され
る。主軸10の下軸端にはタップチャック30が取付けられ
ている。
の主軸クイル筒27内に、主軸10が軸受28により回転自在
に支承されている。主軸クイル筒27は回転せず、主軸10
のみが回転可能であり、主軸10は主軸クイル筒27に従っ
て昇降する。主軸10の上軸端には主軸歯車29が固着さ
れ、前記主軸駆動広幅歯車25に噛合して回転駆動され
る。主軸10の下軸端にはタップチャック30が取付けられ
ている。
主軸クイル筒27の外側面にはラック31が形成され、機枠
21に水平方向に支承されたピニオン筒32のピニオン33と
噛合する。主軸クイル筒27の内部には、ピニオン33とラ
ック31とのバックラッシュを除去するスプリング34が介
挿されている。
21に水平方向に支承されたピニオン筒32のピニオン33と
噛合する。主軸クイル筒27の内部には、ピニオン33とラ
ック31とのバックラッシュを除去するスプリング34が介
挿されている。
前記駆動軸22下端のウォーム26と噛合するウォームホイ
ール35は第１の回転軸36に固定されている。第１の回転
軸36は軸受37により回転自在に水平方向に機枠21に支承
され、その軸端が機枠21の左側方に突出して、第１の替
歯車41が取付可能である。第１の替歯車41と噛合する第
２の替歯車42は第２の回転軸43に固定される。第２の回
転軸43はピニオン筒32を貫通し機枠21の右側方に突出
し、送り安全クラッチ12を介して、その回転をピニオン
筒32に伝える。送り安全クラッチ12とピニオン筒32とは
ピニオンピン44により連結されている。第２の回転軸43
は２つの軸受45,46により機枠21及びピニオン筒32に支
承され、ピニオン筒32は軸受47,48により機枠21に支承
されている。ピニオン筒32の中程外周にはピニオン33が
形成され、前記主軸クイル筒27のラック31と噛合する。
ール35は第１の回転軸36に固定されている。第１の回転
軸36は軸受37により回転自在に水平方向に機枠21に支承
され、その軸端が機枠21の左側方に突出して、第１の替
歯車41が取付可能である。第１の替歯車41と噛合する第
２の替歯車42は第２の回転軸43に固定される。第２の回
転軸43はピニオン筒32を貫通し機枠21の右側方に突出
し、送り安全クラッチ12を介して、その回転をピニオン
筒32に伝える。送り安全クラッチ12とピニオン筒32とは
ピニオンピン44により連結されている。第２の回転軸43
は２つの軸受45,46により機枠21及びピニオン筒32に支
承され、ピニオン筒32は軸受47,48により機枠21に支承
されている。ピニオン筒32の中程外周にはピニオン33が
形成され、前記主軸クイル筒27のラック31と噛合する。
従って、前記２つの替歯車41,42を選択交換することに
よりタップ送りのピッチが決定される。また、送り安全
クラッチ12の作動トルクは、クラッチ調整ねじ49により
加圧スプリング50の付勢力を変えることにより調整され
る。替歯車41,42及び送り安全クラッチ12はそれぞれカ
バー体51,52,53により覆われている。
よりタップ送りのピッチが決定される。また、送り安全
クラッチ12の作動トルクは、クラッチ調整ねじ49により
加圧スプリング50の付勢力を変えることにより調整され
る。替歯車41,42及び送り安全クラッチ12はそれぞれカ
バー体51,52,53により覆われている。
エンコーダ60について説明する。主軸クイル筒27を昇降
させるピニオン筒32の右筒端には、エンコーダ円板61が
固定され一体に回転する。エンコーダ円板61は主軸10の
クイル送り位置を検出するための部材であり、第５図に
も示す様に、円周上に多数の検出透孔62が設けられてい
る。そして、エンコーダ円板61を挟むように、発光ダイ
オードとフォトトランジスタからなるエンコーダ検出器
65が機枠21に固定され、検出透孔62の通過と検出する。
エンコーダ円板の多数の検出透孔62は、その円周上の角
度ピッチが主軸10の0.5mmの移動に相当するように形成
されている。また、主軸10の上昇端である原点位置を検
出するための一つだけの原点検出透孔63が設けられてい
る。エンコーダ検出器はＡ相検出,B相検出及び原点検出
の３組のフォトセンサを内蔵している。Ａ相検出フォト
センサとＢ相検出フォトセンサとは互いに検出透孔62を
相対的に1/4ピッチずれた位置で検出し、エンコーダ円
板61の回転方向（主軸クイル送りの方向）を判別できる
ようにしている。また、原点検出フォトセンサは原点用
の検出透孔63のみを検出する。これら、エンコーダ円板
61及びエンコーダ検出器65により主軸10のストローク位
置を検出するエンコーダ13を構成している。
させるピニオン筒32の右筒端には、エンコーダ円板61が
固定され一体に回転する。エンコーダ円板61は主軸10の
クイル送り位置を検出するための部材であり、第５図に
も示す様に、円周上に多数の検出透孔62が設けられてい
る。そして、エンコーダ円板61を挟むように、発光ダイ
オードとフォトトランジスタからなるエンコーダ検出器
65が機枠21に固定され、検出透孔62の通過と検出する。
エンコーダ円板の多数の検出透孔62は、その円周上の角
度ピッチが主軸10の0.5mmの移動に相当するように形成
されている。また、主軸10の上昇端である原点位置を検
出するための一つだけの原点検出透孔63が設けられてい
る。エンコーダ検出器はＡ相検出,B相検出及び原点検出
の３組のフォトセンサを内蔵している。Ａ相検出フォト
センサとＢ相検出フォトセンサとは互いに検出透孔62を
相対的に1/4ピッチずれた位置で検出し、エンコーダ円
板61の回転方向（主軸クイル送りの方向）を判別できる
ようにしている。また、原点検出フォトセンサは原点用
の検出透孔63のみを検出する。これら、エンコーダ円板
61及びエンコーダ検出器65により主軸10のストローク位
置を検出するエンコーダ13を構成している。
第６図は操作パネル15を示す正面図である。操作パネル
上部に配設された電源入切キー71,72は電源の投入，遮
断を行うランプ付のキーである。非常戻しスンッチ73
は、このスイッチ73を押すことによって加工中であって
も直ちに加工を中止し、主軸10を逆転しながら原点位置
に復帰させるスイッチである。その下方には、アラーム
表示ランプ74とデータ表示器75が配設されている。デー
タ表示器75は４桁の７セグメントからなるドット付の表
示器であり、ストローク量等を表示するのに用いられ
る。
上部に配設された電源入切キー71,72は電源の投入，遮
断を行うランプ付のキーである。非常戻しスンッチ73
は、このスイッチ73を押すことによって加工中であって
も直ちに加工を中止し、主軸10を逆転しながら原点位置
に復帰させるスイッチである。その下方には、アラーム
表示ランプ74とデータ表示器75が配設されている。デー
タ表示器75は４桁の７セグメントからなるドット付の表
示器であり、ストローク量等を表示するのに用いられ
る。
モード設定のためのキーとして、データ設定モードキー
76,外部起動モードキー77,寸動モードキー78,単動モー
ドキー79及び連続モードキー80の５つがあり、これら76
〜80はいずれもランプ付きのキーである。また、データ
設定用のキーとして、表示データを選択する移動量表示
キー81,加工数表示キー82,外部出力表示キー83,データ
を加減するデータ増加キー84及びデータ減少キー85を備
える。各表示キー81〜83はランプ付である。さらに、設
定されたモード及びデータにて運転を開始させる起動キ
ー86が下方に配設されている。
76,外部起動モードキー77,寸動モードキー78,単動モー
ドキー79及び連続モードキー80の５つがあり、これら76
〜80はいずれもランプ付きのキーである。また、データ
設定用のキーとして、表示データを選択する移動量表示
キー81,加工数表示キー82,外部出力表示キー83,データ
を加減するデータ増加キー84及びデータ減少キー85を備
える。各表示キー81〜83はランプ付である。さらに、設
定されたモード及びデータにて運転を開始させる起動キ
ー86が下方に配設されている。
第７図は制御回路を示すブロック図である。主軸モータ
６には４極/8極の極数切換多速度誘導モータが用いら
れ、その極数切換，正転駆動，逆転駆動の切換はトライ
アック91〜95が用いられている。91,92は４極切換用の
トライアック、93は８極切換用のトライアック、94は正
転駆動用の、95は逆転駆動用のトライアックである。
６には４極/8極の極数切換多速度誘導モータが用いら
れ、その極数切換，正転駆動，逆転駆動の切換はトライ
アック91〜95が用いられている。91,92は４極切換用の
トライアック、93は８極切換用のトライアック、94は正
転駆動用の、95は逆転駆動用のトライアックである。
各トライアック91〜95は駆動回路96〜99を介してマイク
ロコンピュータ100に接続され制御される。マイクロコ
ンピュータ100はバックアップメモリ101を備え、電源遮
断時も各種データを保存する。
ロコンピュータ100に接続され制御される。マイクロコ
ンピュータ100はバックアップメモリ101を備え、電源遮
断時も各種データを保存する。
マイクロコンピュータ100には操作パネル15の各機器71
〜86が接続され、各種操作キー71,72,76〜86及びスイッ
チ73からの信号が入力されると共に、アラームランプ7
4,各種キーに付属する表示ランプ76〜83及びデータ表示
器75を駆動する。また、エンコーダ検出器65からのＡ相
信号65A,B相信号65B,原点信号65Cが入力される。Ａ相信
号65A及びＢ相信号65Bは位相差検出回路102に入力さ
れ、移動方向が判別されて方向信号がマイクロコンピュ
ータ100に入力される。また、Ａ相信号65Aの立上がり毎
に移動方向に応じてパルスカウンタ103の値を加減し、
そのパルスカウンタ103の値がマイクロコンピュータ100
に入力される。
〜86が接続され、各種操作キー71,72,76〜86及びスイッ
チ73からの信号が入力されると共に、アラームランプ7
4,各種キーに付属する表示ランプ76〜83及びデータ表示
器75を駆動する。また、エンコーダ検出器65からのＡ相
信号65A,B相信号65B,原点信号65Cが入力される。Ａ相信
号65A及びＢ相信号65Bは位相差検出回路102に入力さ
れ、移動方向が判別されて方向信号がマイクロコンピュ
ータ100に入力される。また、Ａ相信号65Aの立上がり毎
に移動方向に応じてパルスカウンタ103の値を加減し、
そのパルスカウンタ103の値がマイクロコンピュータ100
に入力される。
また、マイクロコンピュータ100には、外部からの接点
信号として、外部起動信号105,外部非常戻し信号106,外
部原点信号107等が入力可能であり、また、外部への接
点信号として、各信号出力回路108〜111を介して、外部
モード信号112,原点信号113,外部出力信号114,アラーム
信号115等を出力可能である。これらの外部信号はフッ
トスイッチによる起動を行わせたり、インデックステー
ブルあるいは多数台のタップ盤を連動させる際に用いら
れる。
信号として、外部起動信号105,外部非常戻し信号106,外
部原点信号107等が入力可能であり、また、外部への接
点信号として、各信号出力回路108〜111を介して、外部
モード信号112,原点信号113,外部出力信号114,アラーム
信号115等を出力可能である。これらの外部信号はフッ
トスイッチによる起動を行わせたり、インデックステー
ブルあるいは多数台のタップ盤を連動させる際に用いら
れる。
さらに、カバースイッチ120からの信号がマイクロコン
ピュータ100に入力される。カバースイッチ120は替歯車
41,42の箱カバー体51が取付けられたことを検出するス
イッチであり、安全のためカバースイッチ120が作動し
ないと主軸モータ６を動作しないように制御している。
ピュータ100に入力される。カバースイッチ120は替歯車
41,42の箱カバー体51が取付けられたことを検出するス
イッチであり、安全のためカバースイッチ120が作動し
ないと主軸モータ６を動作しないように制御している。
この他に、主軸モータ６に取付けられたサーモスイッチ
121がマイクロコンピュータ100に接続され、また、駆動
回路等に電圧を供給するDC電源回路122,123,124が設け
られている。
121がマイクロコンピュータ100に接続され、また、駆動
回路等に電圧を供給するDC電源回路122,123,124が設け
られている。
マイクロコンピュータ100では、エンコーダ検出器65,パ
ルスカウンタ103等からの信号に基づいて主軸10のクイ
ル送り位置を判別し、操作パネル15の各キーによって予
め設定された動作モードに従って各駆動回路96〜99に信
号を出力し主軸モータ６を制御する。
ルスカウンタ103等からの信号に基づいて主軸10のクイ
ル送り位置を判別し、操作パネル15の各キーによって予
め設定された動作モードに従って各駆動回路96〜99に信
号を出力し主軸モータ６を制御する。
最も基本的な動作は単動運転モードである。この運転モ
ードのとき、起動キー86が押されるとマイクロコンピュ
ータ100は主軸モータ６の正転駆動を開始し、予め設定
された移動量だけ主軸クイルが送られると、主軸モータ
６を逆転に切換え、主軸10を原点位置まで戻す動作が行
われる。
ードのとき、起動キー86が押されるとマイクロコンピュ
ータ100は主軸モータ６の正転駆動を開始し、予め設定
された移動量だけ主軸クイルが送られると、主軸モータ
６を逆転に切換え、主軸10を原点位置まで戻す動作が行
われる。
このストローク制御に、本実施例ではエンコーダ検出器
65からの信号の時間による分割処理が行われる。
65からの信号の時間による分割処理が行われる。
第８図に示す様に、エンコーダ検出器65からのＡ相信号
65Aは主軸クイル送りの所定移動距離Ｐごとに発生す
る。この所定移動距離Ｐ（以下エンコーダ60のピッチＰ
と称する）は本実施例では0.5mmである。そして、操作
パネル15の各キーによって予め設定された目標位置の直
前まではＡ相信号65Aのパルス数でカウントし、直前の
Ａ相信号65Aの立上がり時点からの残りの距離ｈは時間
ｔに換算して検出することにより、Ａ相信号65Aの立上
がりパルスのみを用いて、エンコーダ60のピッチＰより
細かい分解能でクイル送りの位置制御を可能としようと
するのである。
65Aは主軸クイル送りの所定移動距離Ｐごとに発生す
る。この所定移動距離Ｐ（以下エンコーダ60のピッチＰ
と称する）は本実施例では0.5mmである。そして、操作
パネル15の各キーによって予め設定された目標位置の直
前まではＡ相信号65Aのパルス数でカウントし、直前の
Ａ相信号65Aの立上がり時点からの残りの距離ｈは時間
ｔに換算して検出することにより、Ａ相信号65Aの立上
がりパルスのみを用いて、エンコーダ60のピッチＰより
細かい分解能でクイル送りの位置制御を可能としようと
するのである。
第９図及び第10図を参照し、残りの距離ｈを時間ｔに換
算する方法を説明する。目標位置直前の数ピッチのＡ相
信号立上がりパルスをパルス発生間隔時間T0,T1,T2を測
定し、その発生間隔時間T0,T1,T2すなわち、所定距離Ｐ
を走行する時間から残りの距離ｈを走行する時間ｔを予
測するのである。
算する方法を説明する。目標位置直前の数ピッチのＡ相
信号立上がりパルスをパルス発生間隔時間T0,T1,T2を測
定し、その発生間隔時間T0,T1,T2すなわち、所定距離Ｐ
を走行する時間から残りの距離ｈを走行する時間ｔを予
測するのである。
通常の小径のタップ加工時には、第９図に示す様に、ク
イル送り速度は一定であると考えられる。原点位置から
の目標ストローク量をＸとし直前のパルス発生間隔時間
T0とすることにより、 Ｘ＝nP＋ｈ …（１） ｔ＝h/P・T0 …（２） として予測時間ｔが算出される。上式でｎはパルス数で
あり整数である。
イル送り速度は一定であると考えられる。原点位置から
の目標ストローク量をＸとし直前のパルス発生間隔時間
T0とすることにより、 Ｘ＝nP＋ｈ …（１） ｔ＝h/P・T0 …（２） として予測時間ｔが算出される。上式でｎはパルス数で
あり整数である。
また、大径のタップ加工時、またはテーパねじを加工す
る際には、第10図に示す様に、負荷の増大により誘導モ
ータ６のすべりが増加しクイル送り速度が徐々に低下す
る。このような場合は、直前の数ピッチのパルス発生間
隔時間T0,T1,T2から直線近似し、予測時間ｔを算出す
る。
る際には、第10図に示す様に、負荷の増大により誘導モ
ータ６のすべりが増加しクイル送り速度が徐々に低下す
る。このような場合は、直前の数ピッチのパルス発生間
隔時間T0,T1,T2から直線近似し、予測時間ｔを算出す
る。
ΔT1＝T2−T1 …（３） ΔT2＝T1−T0 …（４） とし、予測されるパルス発生間隔時間T0′は次式で与え
られる。
られる。
上式から残りの距離ｈを走行する予測時間ｔは、 ｔ＝h/P・T0′ …（６） となる。クイル送り速度が一定であれば上記（６）式は
（２）式と一致する。
（２）式と一致する。
第11図は、以下説明した制御思想を実現するマイクロコ
ンピュータ100での処理を示すフローチャートである。
ンピュータ100での処理を示すフローチャートである。
ストローク制御200が開始されると、まずステップ201で
は処理段階を示すフラグＦが調べられる。最初はＦ＝０
であるからステップ202以下のスタート処理に進む。ス
テップ202では、操作パネル15から設定されたストロー
ク量の設定値Ｘをパルス数ｎに変換する。たとえば、設
定値Ｘが10.6mmであれば、エンコーダ60のピッチＰは0.
5mmであるからパルス数ｎ＝21,残りの距離ｈ＝0.1mmと
なる。次に、ステップ203でそのパルス数ｎを所定のメ
モリにセットし、ステップ204で残りの距離ｈを予測制
御する量として所定のメモリにセットする。そして、ス
テップ205では、各駆動回路97,98に信号を出力し、８極
選択用トライアック93及び正転駆動用トライアック94を
オン状態にして主軸モータ６を正転駆動させる処理を行
う。以上でスタート処理を終了する。
は処理段階を示すフラグＦが調べられる。最初はＦ＝０
であるからステップ202以下のスタート処理に進む。ス
テップ202では、操作パネル15から設定されたストロー
ク量の設定値Ｘをパルス数ｎに変換する。たとえば、設
定値Ｘが10.6mmであれば、エンコーダ60のピッチＰは0.
5mmであるからパルス数ｎ＝21,残りの距離ｈ＝0.1mmと
なる。次に、ステップ203でそのパルス数ｎを所定のメ
モリにセットし、ステップ204で残りの距離ｈを予測制
御する量として所定のメモリにセットする。そして、ス
テップ205では、各駆動回路97,98に信号を出力し、８極
選択用トライアック93及び正転駆動用トライアック94を
オン状態にして主軸モータ６を正転駆動させる処理を行
う。以上でスタート処理を終了する。
ステップ206では、次の処理段階に移るべくフラグＦの
値を歩進させてＦ＝１とし、ステップ230から一旦メイ
ンルーチンに戻る。
値を歩進させてＦ＝１とし、ステップ230から一旦メイ
ンルーチンに戻る。
次回のストローク制御では、フラグＦ＝１であるから、
ステップ201からステップ210に進み、ステップ211以下
のパルス制御処理に移る。パルス制御処理では、ステッ
プ211でパルスカウンタ103の値を調べてエンコーダ60か
ら発生したパルス数のデータを処理し、ステップ212
で、パルスの発生間隔時間T0,T1,T2…を測定する。そし
て、ステップ213で、設定値Ｘに対応したパルス数ｎ＝2
1だけパルスが発生したか否かを調べ、未だカウントア
ップしていなければステップ213からステップ230に飛
び、上記の処理210〜213を繰り返す。やがて、ｎ＝21の
パルス数が数えられ、主軸クイル送りが10.5mmまで移動
すると、ステップ213からステップ214に進む。ステップ
214では、ステップ204で与えられた残りの距離ｈ＝0.1m
mをステップ212で測定されたパルス発生間隔時間T0,T1,
T2に基づいて予測時間ｔに換算する演算をし、その時間
ｔをマイクロコンピュータ100内のタイマにセットす
る。以上でパルス制御処理を終了し、ステップ206で処
理段階を示すフラグＦを歩進させてＦ＝２とし、メイン
ルーチンに戻る。
ステップ201からステップ210に進み、ステップ211以下
のパルス制御処理に移る。パルス制御処理では、ステッ
プ211でパルスカウンタ103の値を調べてエンコーダ60か
ら発生したパルス数のデータを処理し、ステップ212
で、パルスの発生間隔時間T0,T1,T2…を測定する。そし
て、ステップ213で、設定値Ｘに対応したパルス数ｎ＝2
1だけパルスが発生したか否かを調べ、未だカウントア
ップしていなければステップ213からステップ230に飛
び、上記の処理210〜213を繰り返す。やがて、ｎ＝21の
パルス数が数えられ、主軸クイル送りが10.5mmまで移動
すると、ステップ213からステップ214に進む。ステップ
214では、ステップ204で与えられた残りの距離ｈ＝0.1m
mをステップ212で測定されたパルス発生間隔時間T0,T1,
T2に基づいて予測時間ｔに換算する演算をし、その時間
ｔをマイクロコンピュータ100内のタイマにセットす
る。以上でパルス制御処理を終了し、ステップ206で処
理段階を示すフラグＦを歩進させてＦ＝２とし、メイン
ルーチンに戻る。
次回のストローク制御では、フラグＦ＝２であるから、
ステップ210からステップ220に進み、以下予測タイマ制
御処理が行われる。ステップ220では、ステップ214で設
定した残りの距離ｈに相当する予測時間ｔが経過した否
かが調べられる。経過していなければステップ221に進
み、主軸モータ６の正転駆動が継続される。やがて、予
測時間ｔが経過すると、ステップ220からステップ222に
進む。ステップ222では、駆動回路98への信号を停止し
て正転用トライアック94を遮断状態とし、主軸モータを
停止させる。次いでステップ223で、駆動回路99へ信号
を送出して逆転用トライアック95をオン状態とし、主軸
モータ６の逆転駆動を開始させる。これにより、主軸10
は逆転を開始すると共に、その逆転に従って主軸クイル
送りは後退を開始する。そして、ステップ224では処理
段階を示すフラグＦを０にリセットし、ストローク処理
を終了する。
ステップ210からステップ220に進み、以下予測タイマ制
御処理が行われる。ステップ220では、ステップ214で設
定した残りの距離ｈに相当する予測時間ｔが経過した否
かが調べられる。経過していなければステップ221に進
み、主軸モータ６の正転駆動が継続される。やがて、予
測時間ｔが経過すると、ステップ220からステップ222に
進む。ステップ222では、駆動回路98への信号を停止し
て正転用トライアック94を遮断状態とし、主軸モータを
停止させる。次いでステップ223で、駆動回路99へ信号
を送出して逆転用トライアック95をオン状態とし、主軸
モータ６の逆転駆動を開始させる。これにより、主軸10
は逆転を開始すると共に、その逆転に従って主軸クイル
送りは後退を開始する。そして、ステップ224では処理
段階を示すフラグＦを０にリセットし、ストローク処理
を終了する。
以後は、図示しない処理により、エンコーダ60からの原
点信号65Cが入力されるまでモータ６の逆転駆動が維持
され、原点信号65Cが入力される主軸10の上昇端位置で
主軸モータが停止される。
点信号65Cが入力されるまでモータ６の逆転駆動が維持
され、原点信号65Cが入力される主軸10の上昇端位置で
主軸モータが停止される。
以上述べた実施例ではタップ盤のストローク制御を例に
説明したが、本発明はタップ盤に限定されるものではな
く、穴明け加工機のストローク制御、あるいは事務機器
等に用いられるキャリッジのストローク制御にも適用で
きることは明らかである。
説明したが、本発明はタップ盤に限定されるものではな
く、穴明け加工機のストローク制御、あるいは事務機器
等に用いられるキャリッジのストローク制御にも適用で
きることは明らかである。
「発明の効果」 本発明は、上記の構成を有し、エンコーダからのパルス
間隔を時間により内挿し、エンコーダの分解能以上の微
少距離を検出するものであるから、比較的安価なエンコ
ーダを用いてより精密なストロークの制御をすることが
できるという効果がある。
間隔を時間により内挿し、エンコーダの分解能以上の微
少距離を検出するものであるから、比較的安価なエンコ
ーダを用いてより精密なストロークの制御をすることが
できるという効果がある。
図面は本発明の実施例を示し、第１図は本発明が適用さ
れるタップ盤を示す斜視図、第２図は連動機構の概要を
示す斜視図、第３図は主軸ヘッドの縦断面図、第４図は
水平横断面図、第５図はエンコーダを示す斜視図、第６
図は操作パネルを示す正面図、第７図は制御回路を示す
ブロック図、第８図はエンコーダからの信号を示す波形
図、第９図及び第10図は主軸クイル送りの位置と速度と
の関係を示すグラフ図、第11図はマイクロコンピュータ
での処理を示すフローチャートである。 ５……主軸ヘッド、６……主軸モータ、10……主軸、15
……操作パネル、16……制御パネル、27……主軸クイル
筒、32……ピニオン筒、41,42……替歯車、43……第２
の回転軸、60……エンコーダ、61……エンコーダ円板、
62……検出透孔、63……原点検出透孔、65……エンコー
ダ検出器、75……データ表示器、76〜86……入力キー、
91〜95……トライアック、100……マイクロコンピュー
タ、103……パルスカウンタ。
れるタップ盤を示す斜視図、第２図は連動機構の概要を
示す斜視図、第３図は主軸ヘッドの縦断面図、第４図は
水平横断面図、第５図はエンコーダを示す斜視図、第６
図は操作パネルを示す正面図、第７図は制御回路を示す
ブロック図、第８図はエンコーダからの信号を示す波形
図、第９図及び第10図は主軸クイル送りの位置と速度と
の関係を示すグラフ図、第11図はマイクロコンピュータ
での処理を示すフローチャートである。 ５……主軸ヘッド、６……主軸モータ、10……主軸、15
……操作パネル、16……制御パネル、27……主軸クイル
筒、32……ピニオン筒、41,42……替歯車、43……第２
の回転軸、60……エンコーダ、61……エンコーダ円板、
62……検出透孔、63……原点検出透孔、65……エンコー
ダ検出器、75……データ表示器、76〜86……入力キー、
91〜95……トライアック、100……マイクロコンピュー
タ、103……パルスカウンタ。
Claims (1)
- 【請求項１】モータの正逆転によって一定範囲内の任意
のストロークの往復動が行われるようにされた往復移動
体と、 その往復移動体の移動ストローク量を任意に設定するた
めのストローク量設定手段と、 その往復移動体に連動する部分に設けられ往復移動体の
所定移動距離毎にパルス信号を出力するエンコーダと、 そのエンコーダからのパルス信号の発生間隔時間を計測
するパルス間隔計測手段と、 前記ストローク量設定により設定された移動ストローク
量をエンコーダからの所要パルス数と残りの距離とに換
算する所要パルス数算出手段と、 前記残りの距離を前記パルス信号発生間隔時間に基づい
て所要時間に換算する所要時間算出手段と、 エンコーダからのパルス信号が前記所要パルス数だけ出
力された時点から前記所要時間が経過したときの前記モ
ータに逆転若しくは停止を指令する手段と、 を備えることを特徴とする往復移動体のストローク制御
装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1058561A JPH0710479B2 (ja) | 1989-03-10 | 1989-03-10 | 往復移動体のストローク制御装置 |
| US07/489,525 US5032778A (en) | 1989-03-10 | 1990-03-07 | Apparatus for controlling operating stroke of reciprocating member, using encoder signal |
| KR1019900003195A KR970008476B1 (ko) | 1989-03-10 | 1990-03-10 | 왕복이동체의 스트로크제어장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1058561A JPH0710479B2 (ja) | 1989-03-10 | 1989-03-10 | 往復移動体のストローク制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02237742A JPH02237742A (ja) | 1990-09-20 |
| JPH0710479B2 true JPH0710479B2 (ja) | 1995-02-08 |
Family
ID=13087867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1058561A Expired - Lifetime JPH0710479B2 (ja) | 1989-03-10 | 1989-03-10 | 往復移動体のストローク制御装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5032778A (ja) |
| JP (1) | JPH0710479B2 (ja) |
| KR (1) | KR970008476B1 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04333904A (ja) * | 1991-05-09 | 1992-11-20 | Brother Ind Ltd | サーボモータの制御装置 |
| US6240626B1 (en) * | 1997-02-21 | 2001-06-05 | Novopress Gmbh Pressen Und Presswerkzauge & Co. Kg | Pressing device |
| US20040223820A1 (en) * | 2003-05-07 | 2004-11-11 | Daive Shieh | Drilling device having driving and rotating motor |
| CN113552377A (zh) * | 2021-07-09 | 2021-10-26 | 上海科华实验系统有限公司 | 一种加样臂运行检测方法及装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54136481A (en) * | 1978-04-14 | 1979-10-23 | Brother Ind Ltd | Motion controller |
| JPS5837552Y2 (ja) * | 1979-04-16 | 1983-08-24 | ブラザー工業株式会社 | タツプ盤における安全装置 |
| JPS6044088B2 (ja) * | 1979-09-29 | 1985-10-01 | ブラザー工業株式会社 | 異常検出装置を備えたタツプ盤 |
| US4692072A (en) * | 1986-07-25 | 1987-09-08 | Automated Tapping Systems Inc. | Tapping device for reciprocative press |
-
1989
- 1989-03-10 JP JP1058561A patent/JPH0710479B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-03-07 US US07/489,525 patent/US5032778A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-03-10 KR KR1019900003195A patent/KR970008476B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5032778A (en) | 1991-07-16 |
| KR900014078A (ko) | 1990-10-22 |
| KR970008476B1 (ko) | 1997-05-24 |
| JPH02237742A (ja) | 1990-09-20 |
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