JPH08339228A - 数値制御工作機械用手動送り指令装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】数値制御装置によって制御される工作機械で手
動送りするときに使用される数値制御工作機械用手動送
り指令装置において、手動入力操作を簡便にする改良で
ある。 【構成】手動パルス発生器１と、手動パルス発生器１が
発するパルス信号を積算するパルスカウンタ２と、パル
スカウンタ２が発する積算パルス数を受け、積算パルス
数が予め定められた値を超えるまでは１を倍率信号とし
て発し、予め定められた値を超えさらに増大するとき、
積算パルス数の増大に対応して階段状に、または、比例
して増大する値を倍率信号として発する倍率変換器３
と、パルスカウンタ２が発する積算パルス数に前記倍率
変換器３が発する倍率信号を乗算する第１の乗算器４
と、第１の乗算器４が発する出力信号に、１パルス当た
りの移動量を乗算した手動送り量を出力する第２の乗算
器５とを有する数値制御工作機械用手動送り指令装置で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、数値制御装置によって
制御される工作機械で手動送りするときに使用される数
値制御工作機械用手動送り指令装置に関する。特に、手
動入力される送り量に対する倍率を自動設定し、手動入
力操作を簡便にする改良に関する。

【０００２】

【従来技術】数値制御装置によって制御される工作機械
において、例えば、段取りのとき等、軸等を手動送りす
るとき、作業者は手動パルス発生器と呼ばれる回転式ダ
イヤルを有するパルス発生器を使用して、ダイヤルを回
転し、手動送りの移動量に関係するパルスを発生させ
る。軸等の駆動はサーボ制御されたサーボモータによっ
て行われるので、数値制御工作機械用手動送り指令装置
はサーボ系に対し手動送りの移動指令量を発すればよ
い。手動パルス発生器が発するパルスから手動送りの移
動指令量への演算は、従来、次のようにしている。

【０００３】図６参照図６は従来技術に係る数値制御工
作機械用手動送り指令装置のブロック図である。図６に
おいて、１は手動パルス発生器であり、２はパルスカウ
ンタである。パルスカウンタ２は、パルス発生器１が発
するパルス信号と、計測タイミング発生器２１から予め
定められた周期で発せられる計測タイミング信号とを入
力され、計測タイミング信号が入力される毎にパルス信
号を積算開始し、次の計測タイミング信号が入力される
とき、積算した積算パルス数を出力した後積算をリセッ
トし、再び０からパルス信号の積算を繰り返す。

【０００４】７は倍率選択スイッチであり、一般に、１
倍、５倍、１０倍等の整数の倍率を選択できるようにさ
れている。４はパルスカウンタ２が発する積算パルス数
を受け、積算パルス数に、倍率選択スイッチ７で選択さ
れた倍率選択信号が示す倍率を乗算する第１の乗算器で
あり、５は第１の乗算器４が発する出力信号に、最小移
動量設定器５１が発する１パルス当たりの移動量を乗算
し、手動送り量として出力する第２の乗算器である。１
パルス当たりの移動量は、工作機械の手動送りされる軸
毎に予め定められている最小移動量である。

【０００５】数値制御工作機械用手動送り指令装置が出
力する移動指令量は、上記のように、タイミング信号毎
に出力される手動送り量であり、サーボ系は、タイミン
グ信号毎に出力される手動送り量を移動速度とし、タイ
ミング信号毎に出力される手動送り量の積分値を目的位
置とするように制御する。

【０００６】手動送りするとき目的位置に近くなると、
最小移動量て移動させることが必要になり、第２の乗算
器５はこのために設けられている。そして、送り量の全
行程が遠いときは、１パルス当たりの移動量を大きく
し、急速に目的地まで移動させたい。このために、倍率
選択スイッチ７が用意されており、倍率選択スイッチ７
で選択した倍率だけ粗いピッチで、すなわち、急速に送
ることができるようにされている。

【０００７】パルスカウンタ２と第１の乗算器４と第２
の乗算器５とはいずれも数値制御装置の筐体内にあり、
特に、第１の乗算器４と第２の乗算器５とは共にソフト
ウェアによって行われるディジタル演算器である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、手動送りを
する作業員は、目的の位置まで、なるべく早く送るため
に、手動パルス発生器１と倍率選択スイッチ７との手動
操作を最適にする必要があり、両者の操作を交互にしな
くてはならず、操作が繁雑であり、操作に長い時間を要
するという欠点がある。

【０００９】本発明の目的は、この欠点を解消すること
にあり、簡便な手動操作で、目的位置まで素早く送るた
めの移動指令量を与えることができる数値制御工作機械
用手動送り指令装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、手動パル
ス発生器（１）と、この手動パルス発生器（１）が発す
るパルス信号を予め定められた周期の期間積算し、この
周期毎に積算パルス数を出力するパルスカウンタ（２）
と、このパルスカウンタ（２）が発する積算パルス数を
受け、この積算パルス数が予め定められた値を超えるま
では１を倍率信号として発し、前記の予め定められた値
を超えて更に増大するとき、前記の積算パルス数の増大
に対応して、階段状に、または、比例して、増大する値
を倍率信号として発する倍率変換器（３）と、前記のパ
ルスカウンタ（２）が発する積算パルス数に前記の積算
値倍率変換器（３）が発する倍率信号を乗算する第１の
乗算器（４）と、この第１の乗算器（４）が発する出力
信号に、１パルス当たりの移動量を乗算した手動送り量
を出力する第２の乗算器（５）とを有する数値制御工作
機械用手動送り指令装置によって達成される。

【００１１】そして、上記の数値制御工作機械用手動送
り指令装置において、前記の第２の乗算器（５）が発す
る手動送り量を受け、この手動送り量が予め定められた
最大送り量以上になるとき、最大送り量で制限する送り
指令制限器（６）を有するようにされていると、サーボ
モータの駆動トルクと、サーボモータのロータと負荷と
による慣性モーメントとによって決定される最大送り速
度以下に送り指令を制限することができるので都合がよ
い。

【００１２】

【作用】本発明に係る数値制御工作機械用手動送り指令
装置は、従来の倍率選択スイッチ７に代わり、倍率変換
器３を有している。倍率変換器３はパルスカウンタ２が
発する積算パルス数を受け、この積算パルス数から自動
的に倍率を演算する機能を有している。演算内容は、積
算パルス数が予め定められた値を超えるまでは倍率を１
をとし、予め定められた値を超えて更に増大するとき、
積算パルス数の増大に対応して階段状に、または、比例
して、増大する値を倍率としている。

【００１３】作業員は、目的地までの距離が遠いときは
手動パルス発生器１を素早く回転させ、目的地までの距
離が近くなると手動パルス発生器１をゆっくり回転させ
ことが一般に行われる。本発明によれば、１パルス当た
りの移動量は、手動パルス発生器１をゆっくり回転させ
たときは最小移動量となり、手動パルス発生器１を早く
回せば回すほど１パルス当たりの移動量の倍率が高めら
れ、大きな移動速度となる。

【００１４】即ち、目的地までの距離が遠いときは手動
パルス発生器１を素早く回転させる。すると、計測タイ
ミング毎のパルス数が大きくなると同時に、１パルス当
たりの移動量も大きくなる。目的地に近づくにつれて手
動パルス発生器１の回転速度を落とすと、計測タイミン
グ毎のパルス数も小さくなると同時に、１パルス当たり
の移動量も小さくなる。目的地までの距離が至近になり
手動パルス発生器１をゆっくり回転させると、計測タイ
ミング毎のパルス数も最小になると同時に、１パルス当
たりの移動量も最小移動量となる。かくして、目的位置
に素早く到達させ、しかも、確実に目標位置に停止させ
ることができる。この間、作業員の行う動作は手動パル
ス発生器１を回転させることだけであり、その回転動作
も人間工学的に見て最も合理的な動作で十分であり、最
も簡便な操作方法であると云ってよい。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の１実施例に
係る数値制御工作機械用手動送り指令装置についてさら
に詳細に説明する。

【００１６】図１参照 図１は本発明の１実施例に係る数値制御工作機械用手動
送り指令装置のクレーム対応図である。１は手動パルス
発生器であり、２はパルスカウンタであり、２１は計測
タイミング発生器であり、４は第１の乗算器であり、５
は第２の乗算器であり、５１は最小移動量設定器であ
り、いずれも従来と同一であるので、詳細な説明は省略
する。たゞ、第１の乗算器４に入力される信号が、従来
は、倍率選択スイッチ７が発する倍率選択信号であった
が、本発明では、倍率変換器３が発する倍率信号である
点のみ異なることを付記しておく。

【００１７】倍率変換器３には、パルスカウンタ２が発
する積算パルス数が計測タイミング信号に同期して入力
される。倍率変換器３では、積算パルス数に対応して、
倍率信号を出力する。

【００１８】図２参照 図２は倍率変換器３において実行される積算パルス数か
ら倍率信号に変換する処理を示すフローチャートであ
り、計測タイミング信号と同期してその都度繰り返し実
行される。以下、手順を追って説明する。 ａ１．入力される積算パルス数Ｐが予め定められている
値Ｐ１以下であるかを判断する。 ｂ１．Ｐ１以下であれば、倍率を１とすると云う倍率信
号を出力して、終了する。 ｃ１．入力される積算パルス数ＰがＰ１を超えておれ
ば、予め定められている値Ｐ２以下であるかを判断す
る。 ｄ１．Ｐ２以下であれば、倍率を予め定められている倍
率Ｍ１とすると云う倍率信号を出力して、終了する。 ｅ１．Ｐ２を超えておれば、倍率を予め定められている
倍率Ｍ２とすると云う倍率信号を出力して、終了する。

【００１９】以上をもって、倍率変換器３において実行
される処理を終了する。なお、上記のフローチャートで
は、倍率として、１倍、Ｍ１倍、Ｍ２倍としてあるが、
３値に限ることはなく、より多くの値を設定してもよい
ことは言うまでもない。

【００２０】図３参照 図３は倍率変換器３において実行される積算パルス数か
ら倍率信号に変換する処理を示す他のフローチャートで
あり、同様に計測タイミング信号と同期してその都度繰
り返し実行される。以下、手順を追って説明する。 ａ２．入力される積算パルス数Ｐが予め定められている
値Ｐ１以下であるかを判断する。 ｂ２．Ｐ１以下であれば、倍率を１とすると云う倍率信
号を出力して、終了する。 ｃ２．入力される積算パルス数ＰがＰ１を超えておれ
ば、倍率を積算パルス数Ｐに比例する値とすると云う倍
率信号を出力して、終了する。

【００２１】図４参照 図４は、上記のフローチャートによって実現される倍率
変換器３の入出力変換特性を示す図である。図４におい
て、横軸は入力される積算パルス数Ｐを示し、縦軸は出
力される倍率を示す。太線は図２のフローチャートに対
応し、細線は図３のフローチャートに対応する。図４か
ら明らかなように、倍率は入力される積算パルス数Ｐに
対応して自動的に増大するようにされている。

【００２２】図１再参照 図１において、６は送り指令制限器であり、第２の乗算
器５がタイミング信号毎に出力する手動送り量を制限す
る機能を有している。

【００２３】図５参照 図５は送り指令制限器６において実行される制限処理を
示すフローチャートであり、以下、手順を追って説明す
る。 ａ３．入力される手動送り量が予め定められている最大
送り量以上であるかを判断する。 ｂ３．最大送り量以上であれば、最大送り量を出力し
て、終了する。 ｃ３．最大送り量未満であれば、入力される手動送り量
をそのまま出力して、終了する。

【００２４】サーボ系において、サーボモータの最大駆
動トルクと、サーボモータのロータと負荷とによる慣性
モーメントとによって最大移動速度は決まっている。ま
た、タイミング信号毎に出力する手動送り量は移動速度
指令に相当する。このため、手動送り量がサーボ系で決
まる最大移動速度を超えると、サーボ系が追従できず、
作業員にはサーボ系の最大移動速度を超えて指令してい
ることが判らないので、目的とする位置より行き過ぎを
生じる。送り指令制限器６は、サーボ系の最大移動速度
以下に出力を制限することにより、この欠点の発生を防
止することができる。また、安全のために移動速度が制
限されることもあるが、この場合に送り指令制限器６を
使用しても効果を発揮する。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る数値
制御工作機械用手動送り指令装置においては、倍率変換
器を使用することにより、パルスカウンタから計測タイ
ミング毎に出力される積算パルス値が予め定められた値
を超える迄は倍率を１とし、超えると積算パルス値に対
応して、階段状に、または、比例して増大する倍率を自
動的に設定することゝされている。作業者は、目的位置
までの距離があるときは手動パルス発生器を早く回転す
るので、積算パルス値は大となると共に倍率も大とな
る。このため、高速指令となる。目的位置に近づくと手
動パルス発生器をゆっくりと回転すので、積算パルス値
は小となると共に倍率も小となり、最後は、倍率１とな
り、正確に目的位置において停止する指令を出すことが
できる。すなわち、簡便な操作で、目的位置まで素早く
正確に送るための移動指令量を与えることができる。

【００２６】なお、送り指令制限器が出力する手動送り
量は、予め定められた値に制限できる。手動送り量は速
度に比例するので、サーボ系の最大移動速度、または、
安全上制限される移動速度に対応して手動送り量を制限
することができ、倍率変換器による自動倍率設定の効果
をより有効に使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る数値制御工作機械用手動送り指令
装置のクレーム対応図である。

【図２】本発明の１例に係る倍率変換器のフローチャー
トである。

【図３】本発明の他の１例に係る倍率変換器のフローチ
ャートである。

【図４】本発明の１例に係る倍率変換器の入出力変換特
性である。

【図５】本発明の１例に係る送り指令制限器のフローチ
ャートである。

【図６】従来技術に係る数値制御工作機械用手動送り指
令装置のブロック図である。

【符号の説明】

１ 手動パルス発生器 ２ パルスカウンタ ３ 倍率変換器 ４ 第１の乗算器 ５ 第２の乗算器 ６ 送り指令制限器 ７ 倍率選択スイッチ ２１ 計測タイミング発生器 ５１ 最小移動量設定器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 手動パルス発生器（１）と、 該手動パルス発生器（１）が発するパルス信号を予め定
   められた周期の期間積算し、該周期毎に積算パルス数を
   出力するパルスカウンタ（２）と、 該パルスカウンタ（２）が発する積算パルス数を受け、
   該積算パルス数が予め定められた値を超えるまでは１を
   倍率信号として発し、前記予め定められた値を超えて更
   に増大するとき、前記積算パルス数の増大に対応して、
   階段状に、または、比例して、増大する値を倍率信号と
   して発する倍率変換器（３）と、 前記パルスカウンタ（２）が発する積算パルス数に前記
   倍率変換器（３）が発する倍率信号を乗算する第１の乗
   算器（４）と、 該第１の乗算器（４）が発する出力信号に、１パルス当
   たりの移動量を乗算した手動送り量を出力する第２の乗
   算器（５）とを有することを特徴とする数値制御工作機
   械用手動送り指令装置。
2. 【請求項２】 前記第２の乗算器（５）が発する手動送
   り量を受け、該手動送り量が予め定められた最大送り量
   以上になるとき、最大送り量で制限する送り指令制限器
   （６）を有することを特徴とする請求項１記載の数値制
   御工作機械用手動送り指令装置。