JPH0796419A - ワイヤ放電加工機の移動軸衝突防止方法 - Google Patents
ワイヤ放電加工機の移動軸衝突防止方法Info
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- JPH0796419A JPH0796419A JP26307393A JP26307393A JPH0796419A JP H0796419 A JPH0796419 A JP H0796419A JP 26307393 A JP26307393 A JP 26307393A JP 26307393 A JP26307393 A JP 26307393A JP H0796419 A JPH0796419 A JP H0796419A
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
- B23H7/00—Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
- B23H7/26—Apparatus for moving or positioning electrode relatively to workpiece; Mounting of electrode
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
- B23H7/00—Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
- B23H7/02—Wire-cutting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
- B23H7/00—Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
- B23H7/02—Wire-cutting
- B23H7/06—Control of the travel curve of the relative movement between electrode and workpiece
- B23H7/065—Electric circuits specially adapted therefor
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 移動軸の障害物との衝突を確実に検出するワ
イヤ放電加工機の移動軸衝突防止方法を提供する。 【構成】 少なくとも１つの移動軸８をサーボモータＭ
により駆動し制御するワイヤ放電加工機において、該移
動軸８の少なくとも一つの移動軸の駆動制御を行うサー
ボモータの制御系に外乱推定オブザーバを構成して移動
軸に印加される外乱の負荷を推定し（トルク検出部２
０）、その推定された外乱の大きさとあらかじめ設定し
た設定値との比較を行い、外乱の大きさが設定値以上に
なったことを検知することにより移動軸の衝突を検出し
て、ワイヤ放電加工機の移動軸の衝突を防止する。
イヤ放電加工機の移動軸衝突防止方法を提供する。 【構成】 少なくとも１つの移動軸８をサーボモータＭ
により駆動し制御するワイヤ放電加工機において、該移
動軸８の少なくとも一つの移動軸の駆動制御を行うサー
ボモータの制御系に外乱推定オブザーバを構成して移動
軸に印加される外乱の負荷を推定し（トルク検出部２
０）、その推定された外乱の大きさとあらかじめ設定し
た設定値との比較を行い、外乱の大きさが設定値以上に
なったことを検知することにより移動軸の衝突を検出し
て、ワイヤ放電加工機の移動軸の衝突を防止する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ワイヤ放電加工機に関
し、特に、ワイヤ放電加工機の移動軸の衝突検出方法に
関する。
し、特に、ワイヤ放電加工機の移動軸の衝突検出方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ワイヤ放電加工機においては、Ｚ
軸方向に張架されたワイヤに対してワークをＸ・Ｙ方向
に移動してカット加工を行っている。このＸ・Ｙ方向の
移動は、ワークを取り付けているテーブルをＸ軸方向、
及びＹ軸方向に移動することにより行われ、このテーブ
ルの移動の制御は放電加工機の数値制御値装置（ＮＣ装
置）に入力されたプログラムに従って行われる。また、
テーブル面と直交する垂直線に対してワークの傾斜角度
（テーパー角度）を制御することにより、ワークのカッ
ト面に傾斜角を付けるテーパーカットが行われる。この
テーパーカット時のワークの傾斜制御は、上ノズル側に
設けられるいわゆるＵ・Ｖ軸を駆動することにより行わ
れる。したがって、ワイヤ放電加工機においては、Ｘ
軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ｕ軸、及びＶ軸等の移動軸を駆動する
ことにより加工が行われれる。
軸方向に張架されたワイヤに対してワークをＸ・Ｙ方向
に移動してカット加工を行っている。このＸ・Ｙ方向の
移動は、ワークを取り付けているテーブルをＸ軸方向、
及びＹ軸方向に移動することにより行われ、このテーブ
ルの移動の制御は放電加工機の数値制御値装置（ＮＣ装
置）に入力されたプログラムに従って行われる。また、
テーブル面と直交する垂直線に対してワークの傾斜角度
（テーパー角度）を制御することにより、ワークのカッ
ト面に傾斜角を付けるテーパーカットが行われる。この
テーパーカット時のワークの傾斜制御は、上ノズル側に
設けられるいわゆるＵ・Ｖ軸を駆動することにより行わ
れる。したがって、ワイヤ放電加工機においては、Ｘ
軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ｕ軸、及びＶ軸等の移動軸を駆動する
ことにより加工が行われれる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のワイヤ放電加工
機では、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ｕ軸、及びＶ軸等の移動軸
が、その移動中にワークや該ワークを支持するテーブ
ル、あるいはテーブルにワークを固定するためのクラン
プ等の障害物に衝突する場合がある。この衝突により移
動軸はその移動を停止するが、移動軸を駆動するサーボ
モータは指令位置まで移動させようとして大きなトルク
を発生する。従来のワイヤ放電加工機では、衝突検出機
構が設置されていないためモータが停止するまで衝撃が
加えられ、ノズルの破損や、アーム，クイールの変形等
のワイヤ放電加工機に損害が生じるという問題を有して
いる。
機では、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ｕ軸、及びＶ軸等の移動軸
が、その移動中にワークや該ワークを支持するテーブ
ル、あるいはテーブルにワークを固定するためのクラン
プ等の障害物に衝突する場合がある。この衝突により移
動軸はその移動を停止するが、移動軸を駆動するサーボ
モータは指令位置まで移動させようとして大きなトルク
を発生する。従来のワイヤ放電加工機では、衝突検出機
構が設置されていないためモータが停止するまで衝撃が
加えられ、ノズルの破損や、アーム，クイールの変形等
のワイヤ放電加工機に損害が生じるという問題を有して
いる。
【０００４】この問題を解決する手段として、タッチセ
ッサによる接触検知や、指令位置と実際の移動位置との
差である位置偏差を検出し、その位置偏差が過大となっ
た場合のアラーム発生や、サーボモータの駆動電流値に
上限値を設け、この上限値を越えた場合のアラーム発生
等により衝突を検出し、該衝突を知らせる方法が考えら
れる。しかしながら、タッチセッサによる接触検知で
は、センサ設置によりコストが上昇したり、センサ設置
箇所以外での検出ができない等の欠点があり、位置偏差
過大による検出では、位置偏差が過大値に達するまでに
モータの発生するトルクにより機構部が破損する危険性
があり、また、過大駆動電流による検出では、電流値が
上限値に達するまでに時間を有して衝突検出が遅れ、機
構部やワークが破損する恐れがある。
ッサによる接触検知や、指令位置と実際の移動位置との
差である位置偏差を検出し、その位置偏差が過大となっ
た場合のアラーム発生や、サーボモータの駆動電流値に
上限値を設け、この上限値を越えた場合のアラーム発生
等により衝突を検出し、該衝突を知らせる方法が考えら
れる。しかしながら、タッチセッサによる接触検知で
は、センサ設置によりコストが上昇したり、センサ設置
箇所以外での検出ができない等の欠点があり、位置偏差
過大による検出では、位置偏差が過大値に達するまでに
モータの発生するトルクにより機構部が破損する危険性
があり、また、過大駆動電流による検出では、電流値が
上限値に達するまでに時間を有して衝突検出が遅れ、機
構部やワークが破損する恐れがある。
【０００５】そこで、本発明は前記した従来のワイヤ放
電加工機の問題点を解決し、移動軸の障害物との衝突を
確実に検出するワイヤ放電加工機の移動軸衝突防止方法
を提供することを目的とする。
電加工機の問題点を解決し、移動軸の障害物との衝突を
確実に検出するワイヤ放電加工機の移動軸衝突防止方法
を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも１
つの移動軸をサーボモータにより駆動し制御するワイヤ
放電加工機において、該移動軸の少なくとも一つの移動
軸の駆動制御を行うサーボモータの制御系に外乱推定オ
ブザーバを構成して移動軸に印加される外乱の負荷を推
定し、その推定された外乱の大きさとあらかじめ設定し
た設定値との比較を行い、外乱の大きさが設定値以上に
なったことを検知することにより移動軸の衝突を検出し
て、ワイヤ放電加工機の移動軸の衝突を防止するもので
ある。
つの移動軸をサーボモータにより駆動し制御するワイヤ
放電加工機において、該移動軸の少なくとも一つの移動
軸の駆動制御を行うサーボモータの制御系に外乱推定オ
ブザーバを構成して移動軸に印加される外乱の負荷を推
定し、その推定された外乱の大きさとあらかじめ設定し
た設定値との比較を行い、外乱の大きさが設定値以上に
なったことを検知することにより移動軸の衝突を検出し
て、ワイヤ放電加工機の移動軸の衝突を防止するもので
ある。
【０００７】本発明における外乱推定オブザーバは、ワ
イヤ放電加工機の移動軸の駆動制御を行うサーボモータ
の制御系において、モータに指令されるトルク指令値と
モータの実速度等によって外乱負荷トルクを推定するも
のであり、この外乱推定オブザーバが推定する外乱負荷
トルクは、ワイヤ放電加工機の移動軸がワークや該ワー
クを支持するテーブル、あるいは該テーブルにワークを
固定するクランプ等の障害物に衝突により生じるもので
ある。
イヤ放電加工機の移動軸の駆動制御を行うサーボモータ
の制御系において、モータに指令されるトルク指令値と
モータの実速度等によって外乱負荷トルクを推定するも
のであり、この外乱推定オブザーバが推定する外乱負荷
トルクは、ワイヤ放電加工機の移動軸がワークや該ワー
クを支持するテーブル、あるいは該テーブルにワークを
固定するクランプ等の障害物に衝突により生じるもので
ある。
【０００８】また、このワイヤ放電加工機の移動軸は、
ワイヤ放電加工機においてワークとワイヤとの相対的な
位置関係を変更したり、ノズルの位置を変更するもので
あって、例えば、ワークを移動するためのＸ軸、Ｙ軸、
Ｕ軸、及びＶ軸、上ノズルをＺ軸方向に移動するＺ軸等
があり、本発明においてその少なくとも一つの移動軸の
外乱負荷トルクを外乱推定オブザーバにより推定してそ
の移動軸と障害物との衝突を検知し、衝突を防止するも
のである。この衝突防止は、ワイヤ放電加工機中の全て
の移動軸に適応することも、任意の一つあるいはそれ以
上の移動軸に適応することができる。
ワイヤ放電加工機においてワークとワイヤとの相対的な
位置関係を変更したり、ノズルの位置を変更するもので
あって、例えば、ワークを移動するためのＸ軸、Ｙ軸、
Ｕ軸、及びＶ軸、上ノズルをＺ軸方向に移動するＺ軸等
があり、本発明においてその少なくとも一つの移動軸の
外乱負荷トルクを外乱推定オブザーバにより推定してそ
の移動軸と障害物との衝突を検知し、衝突を防止するも
のである。この衝突防止は、ワイヤ放電加工機中の全て
の移動軸に適応することも、任意の一つあるいはそれ以
上の移動軸に適応することができる。
【０００９】推定された外乱との比較に用いる設定値は
任意に設定することができるが、例えば、移動軸を駆動
する機構部の静摩擦等や重力項よりも大きく、かつ機構
部やワークの破壊限界よりも小さい値に設定して、機構
部やワークが破壊される前に、確実に衝突を検出し、モ
ータを停止させることができる。
任意に設定することができるが、例えば、移動軸を駆動
する機構部の静摩擦等や重力項よりも大きく、かつ機構
部やワークの破壊限界よりも小さい値に設定して、機構
部やワークが破壊される前に、確実に衝突を検出し、モ
ータを停止させることができる。
【００１０】
【作用】本発明によれば、少なくとも１つの移動軸をサ
ーボモータにより駆動し制御するワイヤ放電加工機にお
いて、その移動軸の少なくとも一つの移動軸の駆動制御
を行うサーボモータの制御系に外乱推定オブザーバを構
成する。この外乱推定オブザーバは、ワイヤ放電加工機
の移動軸の駆動制御を行うサーボモータの制御系におい
て、移動軸に印加される外乱負荷トルクを、モータに指
令されるトルク指令値とモータの実速度等によってセン
サ等の検出装置を用いることなく推定する。そして、こ
の外乱推定オブザーバにより推定された外乱の大きさと
あらかじめ設定しておいた設定値との比較を行い、推定
した外乱の大きさが設定値以上になったときには、移動
軸が障害物に衝突したものと判定し、モータを停止する
等の制御によりワイヤ放電加工機の移動軸の衝突を防止
する。
ーボモータにより駆動し制御するワイヤ放電加工機にお
いて、その移動軸の少なくとも一つの移動軸の駆動制御
を行うサーボモータの制御系に外乱推定オブザーバを構
成する。この外乱推定オブザーバは、ワイヤ放電加工機
の移動軸の駆動制御を行うサーボモータの制御系におい
て、移動軸に印加される外乱負荷トルクを、モータに指
令されるトルク指令値とモータの実速度等によってセン
サ等の検出装置を用いることなく推定する。そして、こ
の外乱推定オブザーバにより推定された外乱の大きさと
あらかじめ設定しておいた設定値との比較を行い、推定
した外乱の大きさが設定値以上になったときには、移動
軸が障害物に衝突したものと判定し、モータを停止する
等の制御によりワイヤ放電加工機の移動軸の衝突を防止
する。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照しながら詳
細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものでは
ない。
細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものでは
ない。
【００１２】（本発明を実施するための構成）はじめ
に、本発明のワイヤ放電加工機の移動軸衝突防止方法を
実施するための一構成例を図１のブロック図を用いて説
明する。なお、図１のブロック図では、ワイヤ放電加工
機の一部分のみの構成を示している。
に、本発明のワイヤ放電加工機の移動軸衝突防止方法を
実施するための一構成例を図１のブロック図を用いて説
明する。なお、図１のブロック図では、ワイヤ放電加工
機の一部分のみの構成を示している。
【００１３】図１において、１は図示しないワイヤ送り
出し部分から送り出されるワイヤ（図示されていない）
を上ノズル２に案内する例えばパイプ構造からなるＺ軸
である。このＺ軸は、ワーク７あるいはテーブルに対す
る距離を調節できるように、図示しない駆動装置により
移動可能である。２は上ノズルであり、供給されたワイ
ヤをワーク７に通すとともに、ワーク７の放電加工箇所
に加工液を供給して、加工箇所に発生するスラッジの除
去及び冷却を行う。また、該上ノズル２の対向位置には
下ガイド３が設けられ、ワイヤを図示しないワイヤ巻取
り部に案内するとともに、ワーク７の放電加工箇所に加
工液を供給して、加工箇所に発生するスラッジの除去及
び冷却を行う。放電加工により加工が行われるワーク７
は、クランプ６によってワーク置き台５に固定される。
ワーク置き台５はテーブルに設置されており、このテー
ブルをＸ軸、Ｙ軸、Ｕ軸、及びＶ軸等に対して移動可能
とすることにより、テーブルのＸ軸方向、及びＹ軸方向
への移動、及びワークの傾斜制御を行う。この各軸の移
動は移動軸をモータＭにより駆動することにより行われ
る。図１においては、テーブルのサドル４を移動軸８に
より移動する場合を例として説明する。
出し部分から送り出されるワイヤ（図示されていない）
を上ノズル２に案内する例えばパイプ構造からなるＺ軸
である。このＺ軸は、ワーク７あるいはテーブルに対す
る距離を調節できるように、図示しない駆動装置により
移動可能である。２は上ノズルであり、供給されたワイ
ヤをワーク７に通すとともに、ワーク７の放電加工箇所
に加工液を供給して、加工箇所に発生するスラッジの除
去及び冷却を行う。また、該上ノズル２の対向位置には
下ガイド３が設けられ、ワイヤを図示しないワイヤ巻取
り部に案内するとともに、ワーク７の放電加工箇所に加
工液を供給して、加工箇所に発生するスラッジの除去及
び冷却を行う。放電加工により加工が行われるワーク７
は、クランプ６によってワーク置き台５に固定される。
ワーク置き台５はテーブルに設置されており、このテー
ブルをＸ軸、Ｙ軸、Ｕ軸、及びＶ軸等に対して移動可能
とすることにより、テーブルのＸ軸方向、及びＹ軸方向
への移動、及びワークの傾斜制御を行う。この各軸の移
動は移動軸をモータＭにより駆動することにより行われ
る。図１においては、テーブルのサドル４を移動軸８に
より移動する場合を例として説明する。
【００１４】本発明におけるモータＭの制御は、ＣＮＣ
３０により行われるとともに、モータＭのトルクはトル
ク検出部２０により検出されて該ＣＮＣ３０に送られ
る。また、ＣＮＣ３０には、表示装置４０が接続されて
いる。
３０により行われるとともに、モータＭのトルクはトル
ク検出部２０により検出されて該ＣＮＣ３０に送られ
る。また、ＣＮＣ３０には、表示装置４０が接続されて
いる。
【００１５】（外乱推定オブザーバの構成）次に、本発
明の移動軸衝突防止方法に用いる外乱推定オブザーバの
構成について説明する。本発明の移動軸衝突防止方法に
おいては、この外乱推定オブザーバにより推定した外乱
によって移動軸と障害物との衝突を判定するものであ
る。図３は、位置に対し比例（Ｐ）制御を行い、速度に
対し比例・積分制御（ＰＩ）を行うサーボモータ系のブ
ロック線図である。図において、伝達関数１０のｋｐは
位置ループにおける比例ゲイン、伝達関数１２は速度ル
ープにおける伝達関数で、ｋ１は積分定数、ｋ２は比例
定数である。また、伝達関数１４，１６は、モータの伝
達関数で、ｋｔはトルク定数、Ｊはイナーシャであり、
伝達関数１８が速度ｖを積分して位置Ｐｆを算出する伝
達関数である。また、ＴL は外乱トルクである。
明の移動軸衝突防止方法に用いる外乱推定オブザーバの
構成について説明する。本発明の移動軸衝突防止方法に
おいては、この外乱推定オブザーバにより推定した外乱
によって移動軸と障害物との衝突を判定するものであ
る。図３は、位置に対し比例（Ｐ）制御を行い、速度に
対し比例・積分制御（ＰＩ）を行うサーボモータ系のブ
ロック線図である。図において、伝達関数１０のｋｐは
位置ループにおける比例ゲイン、伝達関数１２は速度ル
ープにおける伝達関数で、ｋ１は積分定数、ｋ２は比例
定数である。また、伝達関数１４，１６は、モータの伝
達関数で、ｋｔはトルク定数、Ｊはイナーシャであり、
伝達関数１８が速度ｖを積分して位置Ｐｆを算出する伝
達関数である。また、ＴL は外乱トルクである。
【００１６】位置指令Ｐｃから現在位置Ｐｆのフィード
バック値を減産し、その差の位置偏差ε（＝Ｐｃ−Ｐ
ｆ）に比例定数ｋｐを乗じ、速度指令値を求め、該速度
指令値と実速度ｖとの差（速度偏差）によってＰＩ制御
を行ってトルク指令値としての電流値Ｉを求め、該電流
Ｉをモータの捲線に流してモータを駆動する。モータは
速度ｖで回転し、この速度ｖを積分して位置ｐｆが求め
られる。
バック値を減産し、その差の位置偏差ε（＝Ｐｃ−Ｐ
ｆ）に比例定数ｋｐを乗じ、速度指令値を求め、該速度
指令値と実速度ｖとの差（速度偏差）によってＰＩ制御
を行ってトルク指令値としての電流値Ｉを求め、該電流
Ｉをモータの捲線に流してモータを駆動する。モータは
速度ｖで回転し、この速度ｖを積分して位置ｐｆが求め
られる。
【００１７】この図３に示すサーボモータに対して、外
乱推定オブザーバを構成する。まず、サーボモータのサ
ーボ制御をプロセッサで行うデジタルサーボ制御におい
て、従来からの外乱推定オブザーバについて説明する。
乱推定オブザーバを構成する。まず、サーボモータのサ
ーボ制御をプロセッサで行うデジタルサーボ制御におい
て、従来からの外乱推定オブザーバについて説明する。
【００１８】図４は、サーボモータにおけるオブザーバ
対象のモデルのブロック図であり、図中符号１４は図３
に示すサーボモータのトルク定数ｋｔの伝達関数、な
お、図３における伝達関数１６はイナーシャＪの伝達関
数１６ａと積分項１６ｂに分割しており、Ｉは入力とし
てのトルク指令、ｖは速度、ＴL は外乱トルクである。
対象のモデルのブロック図であり、図中符号１４は図３
に示すサーボモータのトルク定数ｋｔの伝達関数、な
お、図３における伝達関数１６はイナーシャＪの伝達関
数１６ａと積分項１６ｂに分割しており、Ｉは入力とし
てのトルク指令、ｖは速度、ＴL は外乱トルクである。
【００１９】図４のブロックのモデルにおいて、オブザ
ーバを組む一般的な手法によって、速度ｖ、外乱トルク
ＴL を推定する同一次元オブザーバを組むと、図２中の
符号５０で示されるオブザーバとなる。なお、ブロック
５０は外乱推定オブザーバの一構成図である。
ーバを組む一般的な手法によって、速度ｖ、外乱トルク
ＴL を推定する同一次元オブザーバを組むと、図２中の
符号５０で示されるオブザーバとなる。なお、ブロック
５０は外乱推定オブザーバの一構成図である。
【００２０】外乱推定オブザーバ５０の項５２，５３の
ｋ３，ｋ４は外乱推定オブザーバのパラメータであり、
項５１のαは実際にサーボモータに出力されるトルク指
令となる電流値Ｉに乗じられるパラメータの値であり、
モータのトルク定数の推定値ｋｔ* をイナーシャの推定
値Ｊm * で除した（α＝ｋｔ* ／Ｊｍ* ）として表され
る。５４は積分項で、項５１，５２，５３の出力をすべ
て加算した値を積分し、モータの推定速度ｖａを求める
項である。また、項５５は、項５３からの出力に（１／
α）を乗じて推定外乱トルクＴｄ2 を求める項である。
ｋ３，ｋ４は外乱推定オブザーバのパラメータであり、
項５１のαは実際にサーボモータに出力されるトルク指
令となる電流値Ｉに乗じられるパラメータの値であり、
モータのトルク定数の推定値ｋｔ* をイナーシャの推定
値Ｊm * で除した（α＝ｋｔ* ／Ｊｍ* ）として表され
る。５４は積分項で、項５１，５２，５３の出力をすべ
て加算した値を積分し、モータの推定速度ｖａを求める
項である。また、項５５は、項５３からの出力に（１／
α）を乗じて推定外乱トルクＴｄ2 を求める項である。
【００２１】図２に示されるブロック図において、α＝
ｋｔ* ／Ｊｍ* とおき、かつモータのトルク定数ｋｔを
その推定値ｋｔ* と等しい（ｋｔ＝ｋｔ* ）とし、モー
タのイナーシャＪｍをその推定値Ｊｍ* （Ｊｍ＝Ｊ
ｍ* ）として解析すると、項１６の演算により （Ｉ・ｋｔ＋ＴL ）（１／Ｊｍ・Ｓ）＝ｖ …（１） が得られ、また項５４の出力ｖａを考えると、 ｛Ｉ・（ｋｔ／Ｊｍ）＋（ｖ−ｖａ）ｋ３＋（ｖ−ｖａ）（ｋ４／Ｓ）｝ ・（１／Ｓ）＝ｖａ …（２） が得られる。第（１）式を変形すると次式となり、 Ｉ＝（ｖ・Ｊｍ・Ｓ−ＴL ）／ｋｔ …（３） この第（３）式を第（２）式に代入して整理すると、 （ｖ・Ｊｍ・Ｓ−ＴL ）／Ｊｍ＋（ｖ−ｖａ）ｋ３ ＋（ｖ−ｖａ）（ｋ４／Ｓ）＝ｖａ・Ｓ …（４） Ｓ（ｖ−ｖａ）＋（ｖ−ｖａ）・ｋ３＋（ｖ−ｖａ）（ｋ４／Ｓ） ＝ＴL ／Ｊｍ …（５） となる。また、第（５）式からＶｅｒｒ（＝ｖ−ｖａ）
を求めると、 Ｖｅｒｒ＝ｖ−ｖａ ＝（ＴL ／Ｊｍ）［１／｛Ｓ＋ｋ３＋（ｋ４／Ｓ）｝］ …（６） 上記第（６）式から項５３の出力Ｔｄ１は次の第（７）
式によって表される。
ｋｔ* ／Ｊｍ* とおき、かつモータのトルク定数ｋｔを
その推定値ｋｔ* と等しい（ｋｔ＝ｋｔ* ）とし、モー
タのイナーシャＪｍをその推定値Ｊｍ* （Ｊｍ＝Ｊ
ｍ* ）として解析すると、項１６の演算により （Ｉ・ｋｔ＋ＴL ）（１／Ｊｍ・Ｓ）＝ｖ …（１） が得られ、また項５４の出力ｖａを考えると、 ｛Ｉ・（ｋｔ／Ｊｍ）＋（ｖ−ｖａ）ｋ３＋（ｖ−ｖａ）（ｋ４／Ｓ）｝ ・（１／Ｓ）＝ｖａ …（２） が得られる。第（１）式を変形すると次式となり、 Ｉ＝（ｖ・Ｊｍ・Ｓ−ＴL ）／ｋｔ …（３） この第（３）式を第（２）式に代入して整理すると、 （ｖ・Ｊｍ・Ｓ−ＴL ）／Ｊｍ＋（ｖ−ｖａ）ｋ３ ＋（ｖ−ｖａ）（ｋ４／Ｓ）＝ｖａ・Ｓ …（４） Ｓ（ｖ−ｖａ）＋（ｖ−ｖａ）・ｋ３＋（ｖ−ｖａ）（ｋ４／Ｓ） ＝ＴL ／Ｊｍ …（５） となる。また、第（５）式からＶｅｒｒ（＝ｖ−ｖａ）
を求めると、 Ｖｅｒｒ＝ｖ−ｖａ ＝（ＴL ／Ｊｍ）［１／｛Ｓ＋ｋ３＋（ｋ４／Ｓ）｝］ …（６） 上記第（６）式から項５３の出力Ｔｄ１は次の第（７）
式によって表される。
【００２２】 Ｔｄ１＝Ｖｅｒｒ・（ｋ４／Ｓ） ＝（ＴL ／Ｊｍ）｛ｋ４／（Ｓ2 ＋ｋ３・Ｓ＋ｋ４）｝ …（７） 第（７）式において、パラメータｋ３，ｋ４を極が安定
するように選択すると、Ｔｄ１＝ＴL ／Ｊｍと近似する
ことができ、この関係式は全外乱トルクＴｄ１を推定で
きることを示している。
するように選択すると、Ｔｄ１＝ＴL ／Ｊｍと近似する
ことができ、この関係式は全外乱トルクＴｄ１を推定で
きることを示している。
【００２３】そして、項６１において、この全外乱トル
クＴｄ１に１／α（＝Ｊｍ* ／ｋｔ* ）を乗じて推定外
乱トルクＴｄ2 を求める。
クＴｄ１に１／α（＝Ｊｍ* ／ｋｔ* ）を乗じて推定外
乱トルクＴｄ2 を求める。
【００２４】この推定外乱トルクＴｄ2 と衝突を検出す
るために設定された設定値Ｔｓを比較器６２で比較し、
推定外乱トルクＴｄ2 が大きければアラーム等を出力
し、速度ループの積分器の値を「０」とするとともに、
以後の速度指令を「０」にしてモータを停止させる。
るために設定された設定値Ｔｓを比較器６２で比較し、
推定外乱トルクＴｄ2 が大きければアラーム等を出力
し、速度ループの積分器の値を「０」とするとともに、
以後の速度指令を「０」にしてモータを停止させる。
【００２５】衝突を検出するために設定する設定値Ｔｓ
は、移動軸を駆動する機構部の静摩擦等や重力項よりも
大きく、かつ機構部やワークの破壊限界よりも小さい値
に設定する。これによって、機構部やワークが破壊され
る前に、確実に衝突を検出し、モータを停止させること
ができる。
は、移動軸を駆動する機構部の静摩擦等や重力項よりも
大きく、かつ機構部やワークの破壊限界よりも小さい値
に設定する。これによって、機構部やワークが破壊され
る前に、確実に衝突を検出し、モータを停止させること
ができる。
【００２６】（本発明の実施例の作用）次に、前記構成
の一実施例の作用を説明する。図５は、デジタルサーボ
（ソフトウェアサーボ）のプロセッサが位置，速度ルー
プ処理周期毎に実施する処理のフローチャートである。
なお、以下の説明では、ステップＳの符号を用いて説明
する。
の一実施例の作用を説明する。図５は、デジタルサーボ
（ソフトウェアサーボ）のプロセッサが位置，速度ルー
プ処理周期毎に実施する処理のフローチャートである。
なお、以下の説明では、ステップＳの符号を用いて説明
する。
【００２７】数値制御装置から出力される位置指令とサ
ーボモータに取り付けられるパルスコーダ等によって検
出される現在位置（位置のフィードバック値）によっ
て、従来と同様にして位置ループ処理を行って、速度指
令を算出する（ステップＳ１）。次に、フラグＦが
「１」か否かの判定を行う（ステップＳ２）。なお、こ
のフラグＦは、初期設定において「０」に設定されてお
り、衝突が生じなければ「０」の状態を保持し、衝突が
生じた後には「１」に設定される。
ーボモータに取り付けられるパルスコーダ等によって検
出される現在位置（位置のフィードバック値）によっ
て、従来と同様にして位置ループ処理を行って、速度指
令を算出する（ステップＳ１）。次に、フラグＦが
「１」か否かの判定を行う（ステップＳ２）。なお、こ
のフラグＦは、初期設定において「０」に設定されてお
り、衝突が生じなければ「０」の状態を保持し、衝突が
生じた後には「１」に設定される。
【００２８】該フラグＦの値が「１」でなければ、図２
に示す外乱推定オブザーバ５０及びブロック６１，６２
の処理を実行し、推定外乱トルクＴｄ2 を求める（ステ
ップＳ３）。そして、求められた推定外乱トルクＴｄ2
が衝突を検出するために設定された設定値Ｔｓ以上か否
かの判定を行い（ステップＳ４）、設定値Ｔｓより小さ
ければ、ステップＳ１の工程で求めた速度指令とサーボ
モータに取り付けられたパルスコーダ等の速度検出器で
検出されるサーボモータの実速度から、従来と同様にし
て速度ループ処理を行い、電流指令（トルク指令）を算
出し、電流ループに該電流指令を引渡し、当該周期の処
理を終了する（ステップＳ７，ステップＳ８）。
に示す外乱推定オブザーバ５０及びブロック６１，６２
の処理を実行し、推定外乱トルクＴｄ2 を求める（ステ
ップＳ３）。そして、求められた推定外乱トルクＴｄ2
が衝突を検出するために設定された設定値Ｔｓ以上か否
かの判定を行い（ステップＳ４）、設定値Ｔｓより小さ
ければ、ステップＳ１の工程で求めた速度指令とサーボ
モータに取り付けられたパルスコーダ等の速度検出器で
検出されるサーボモータの実速度から、従来と同様にし
て速度ループ処理を行い、電流指令（トルク指令）を算
出し、電流ループに該電流指令を引渡し、当該周期の処
理を終了する（ステップＳ７，ステップＳ８）。
【００２９】一方、ステップＳ４の工程で算出された推
定外乱トルクＴｄ2 が設定値Ｔｓ以上のときには、衝突
が検出されたとしてアラームを出力し、フラグＦを
「１」にセットし、速度指令を「０」，速度ループの積
分器を「０」にする（ステップＳ５，ステップＳ６）。
そして、ステップＳ７の速度ループ処理では速度指令
「０」，速度ループの積分器が「０」として速ループ処
理を行い電流指令を求め、電流ループに引き渡す。アラ
ームは、例えば、表示装置４０に衝突を表示したり、警
報音を発する等により行うことができる。
定外乱トルクＴｄ2 が設定値Ｔｓ以上のときには、衝突
が検出されたとしてアラームを出力し、フラグＦを
「１」にセットし、速度指令を「０」，速度ループの積
分器を「０」にする（ステップＳ５，ステップＳ６）。
そして、ステップＳ７の速度ループ処理では速度指令
「０」，速度ループの積分器が「０」として速ループ処
理を行い電流指令を求め、電流ループに引き渡す。アラ
ームは、例えば、表示装置４０に衝突を表示したり、警
報音を発する等により行うことができる。
【００３０】次の周期からは、フラグＦが「１」にセッ
トされているから、ステップＳ２からステップＳ６に移
行し、速度指令を「０」，速度ループの積分器を「０」
として速度ループ処理を行って、電流指令を求め、電流
ループに引き渡すことになる。
トされているから、ステップＳ２からステップＳ６に移
行し、速度指令を「０」，速度ループの積分器を「０」
として速度ループ処理を行って、電流指令を求め、電流
ループに引き渡すことになる。
【００３１】なお、前記実施例の衝突防止方法は、ワイ
ヤ放電加工機中の全ての移動軸に適応することも、任意
の一つあるいはそれ以上の移動軸に適応することができ
る。また、推定された外乱との比較に用いる設定値は任
意に設定することができるが、例えば、移動軸を駆動す
る機構部の静摩擦等や重力項よりも大きく、かつ機構部
やワークの破壊限界よりも小さい値に設定して、機構部
やワークが破壊される前に、確実に衝突を検出し、モー
タを停止させることができる。
ヤ放電加工機中の全ての移動軸に適応することも、任意
の一つあるいはそれ以上の移動軸に適応することができ
る。また、推定された外乱との比較に用いる設定値は任
意に設定することができるが、例えば、移動軸を駆動す
る機構部の静摩擦等や重力項よりも大きく、かつ機構部
やワークの破壊限界よりも小さい値に設定して、機構部
やワークが破壊される前に、確実に衝突を検出し、モー
タを停止させることができる。
【００３２】これによって、モータの停止動作が行わ
れ、機構部やワークが破壊される前に、確実に衝突を検
出し、モータを停止させることができる。
れ、機構部やワークが破壊される前に、確実に衝突を検
出し、モータを停止させることができる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
移動軸の障害物との衝突を確実に検出するワイヤ放電加
工機の移動軸衝突防止方法を提供することができる。
移動軸の障害物との衝突を確実に検出するワイヤ放電加
工機の移動軸衝突防止方法を提供することができる。
【図１】本発明のワイヤ放電加工機の移動軸衝突防止方
法を実施するための一構成ブロック図である。
法を実施するための一構成ブロック図である。
【図２】本発明の一実施例に用いる外乱推定オブザーバ
のブロック図である。
のブロック図である。
【図３】サーボモータ制御系のブロック図である。
【図４】外乱推定オブザーバを組むモデルのブロック図
である。
である。
【図５】デジタルサーボのプロセッサが行う本実施例の
位置，速度ループ処理及び外乱推定オブザーバ処理のフ
ローチャートである。
位置，速度ループ処理及び外乱推定オブザーバ処理のフ
ローチャートである。
１ Ｚ軸 ２ 上ノズル ３ 下ガイド ４ サドル ５ ワーク置き台 ６ クランプ ７ ワーク ８ 移動軸 ２０ トルク検出部 ３０ ＣＮＣ ４０ 表示装置 ５０ 外乱推定オブザーバ
Claims (1)
- 【請求項１】 少なくとも１つの移動軸をサーボモータ
により駆動し制御するワイヤ放電加工機において、該移
動軸の少なくとも一つの移動軸の駆動制御を行うサーボ
モータの制御系に外乱推定オブザーバを構成し、該外乱
推定オブザーバにより該移動軸に印加される外乱の大き
さを推定し、該推定された外乱の大きさが設定値以上に
なったことを検知することにより移動軸の衝突を検出す
ることを特徴とするワイヤ放電加工機の移動軸衝突防止
方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26307393A JPH0796419A (ja) | 1993-09-28 | 1993-09-28 | ワイヤ放電加工機の移動軸衝突防止方法 |
| PCT/JP1994/001581 WO1995009064A1 (fr) | 1993-09-28 | 1994-09-27 | Procede permettant d'empecher la collision d'un arbre mobile d'une machine d'usinage par etincelage |
| EP94927103A EP0676254A4 (en) | 1993-09-28 | 1994-09-27 | PROCESS FOR PREVENTING THE COLLISION OF A MOBILE SHAFT OF A SPARKING MACHINE. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26307393A JPH0796419A (ja) | 1993-09-28 | 1993-09-28 | ワイヤ放電加工機の移動軸衝突防止方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0796419A true JPH0796419A (ja) | 1995-04-11 |
Family
ID=17384467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26307393A Pending JPH0796419A (ja) | 1993-09-28 | 1993-09-28 | ワイヤ放電加工機の移動軸衝突防止方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0676254A4 (ja) |
| JP (1) | JPH0796419A (ja) |
| WO (1) | WO1995009064A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19600538A1 (de) * | 1996-01-09 | 1997-07-10 | Agie Ag Ind Elektronik | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Funkenerosionsmaschine |
| EP3579066A1 (en) * | 2018-06-06 | 2019-12-11 | Agie Charmilles SA | Collision protection method |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5973231A (ja) * | 1982-10-20 | 1984-04-25 | Mitsubishi Electric Corp | 通電加工制御方法 |
| JPH03136722A (ja) * | 1989-10-23 | 1991-06-11 | Mitsubishi Electric Corp | ワイヤ放電加工装置 |
| JP2665984B2 (ja) * | 1989-12-26 | 1997-10-22 | ファナック株式会社 | 外乱推定オブザーバによる衝突検出方法 |
| JPH04129646A (ja) * | 1990-09-19 | 1992-04-30 | Mitsubishi Electric Corp | 工作機械の位置決め軸制御装置 |
-
1993
- 1993-09-28 JP JP26307393A patent/JPH0796419A/ja active Pending
-
1994
- 1994-09-27 WO PCT/JP1994/001581 patent/WO1995009064A1/ja not_active Application Discontinuation
- 1994-09-27 EP EP94927103A patent/EP0676254A4/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0676254A1 (en) | 1995-10-11 |
| EP0676254A4 (en) | 1995-12-06 |
| WO1995009064A1 (fr) | 1995-04-06 |
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