JPH0857735A - 手動ハンドル送り方式 - Google Patents

手動ハンドル送り方式

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JPH0857735A
JPH0857735A JP6195087A JP19508794A JPH0857735A JP H0857735 A JPH0857735 A JP H0857735A JP 6195087 A JP6195087 A JP 6195087A JP 19508794 A JP19508794 A JP 19508794A JP H0857735 A JPH0857735 A JP H0857735A
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JP
Japan
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manual handle
signal
handle
output
manual
Prior art date
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JP6195087A
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English (en)
Inventor
Makoto Kajiyama
誠 梶山
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Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 数値制御装置付き工作機械の手動ハンドルで
制御軸を動かす場合に、オペレータが視覚以外にもハン
ドルを回すときの負荷のかかり具合を認識できるように
する。 【構成】 サーボモータ8に出力する電流の値をディジ
タル信号に変換するA/Dコンバータ9と、変換された
ディジタル信号をコード化するプロセッサ4及びドライ
バ6と、コード化信号に所望のハンドル操作特性を与え
るシーケンサ10と、シーケンサ10の出力信号をアナ
ログに変換するD/Aコンバータ11と、手動ハンドル
の回転軸に制動力を発生させる負荷装置12とを備え、
切削負荷に応じた制動力を手動ハンドルに発生させてオ
ペレータにハンドル操作の感覚をリアルタイムで認識さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は手動ハンドル送り方式に
関し、特に手動操作される工作機械の負荷に応じて手動
ハンドルを回す重みを変えることで制御軸を操作してい
るオペレータに負荷のかかり具合を通知するようにした
手動ハンドル送り方式に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、数値制御装置を搭載していない旋
盤とかフライス盤などの汎用の工作機械にて材料の加工
を行う場合には、ハンドルを回すことで刃物又は刃物台
を送って材料を加工するが、その際、オペレータは実際
の加工を目で見ると同時に刃物が材料に切り込んでいる
最中に刃物又は刃物台を送るハンドルに伝わってくる切
削の手応えを感じながら加工している。
【0003】ハンドルを回して材料を加工することを数
値制御装置付きの工作機械で実現しようとすると、手動
パルス発生器を用いて回転に応じたパルスを発生し、こ
のパルスがサーボモータを駆動制御して刃物又は刃物台
を送って切削することになる。手動パルス発生器は回せ
ば回すだけ刃物又は刃物台が送られていき、しかも、刃
物が材料に切り込んで切削を行っているときでも、ま
た、切削をしていない刃物の空送りのときでも、手動パ
ルス発生器を回す感覚は全く同じである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】数値制御装置付きの工
作機械により手動パルス発生器を用いて材料を加工する
場合、特に、汎用機械に慣れているオペレータがこのよ
うな手動パルス発生器を使って加工を行おうとすると、
切削の手応えがないので使いにくいという問題点があっ
た。
【0005】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、手動パルス発生器で制御軸を動かす場合に、
オペレータが視覚以外にもハンドルを回すときに負荷の
かかり具合を認識することができる手動ハンドル送り方
式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】本発明では上記課題を解
決するために、数値制御装置付き工作機械の手動ハンド
ルにハンドル操作の感覚を与える手動ハンドル送り方式
において、サーボアンプからサーボモータに出力される
電流に比例した電流フィードバック値を受けてディジタ
ル信号に変換するアナログ/ディジタル変換手段と、変
換された前記ディジタル信号をその値に応じた値にコー
ド化して出力するコード化手段と、コード化した信号に
対して所望のハンドル操作特性を有する信号に変換する
シーケンサ手段と、前記シーケンサ手段より出力された
信号をアナログ値に変換するディジタル/アナログ変換
手段と、手動ハンドルの回転軸に装着されて前記ディジ
タル/アナログ変換手段の出力信号に応じた制動力を発
生させる負荷手段と、を備えていることを特徴とする手
動ハンドル送り方式が提供される。
【0007】
【作用】上述の手段によれば、アナログ/ディジタル変
換手段を通して読み取ったサーボモータに出力する値を
もとに、現在サーボモータにかかっている負荷を数ビッ
トにコード化し、シーケンサ手段によりそのコード化し
た信号を所望のハンドル操作特性に変更した後、コード
化信号をアナログ値に変換し、負荷手段を制御して手動
ハンドルにサーボモータに出力する値に応じた負荷をか
ける。
【0008】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図1は本発明の手動ハンドル送り方式の構成例
を示す図である。この図において、符号1は手動パルス
発生器であり、このパルス出力は数値制御装置2のパル
スカウンタ3に入力するよう接続されている。数値制御
装置2は、この数値制御装置全体を統括制御するプロセ
ッサ(CPU)4、サーボ制御ブロック5及びドライバ
6を有しており、プロセッサ4はパルスカウンタ3の出
力を受け、サーボ制御ブロック5に対して移動指令を与
え、ドライバ6に対して切削負荷を出力するよう接続さ
れている。サーボ制御ブロック5の出力はサーボアンプ
7を介してサーボモータ8に接続されている。
【0009】サーボ制御ブロック5はまた、サーボモー
タ8から位相フィードバック値、位置フィードバック値
及び速度フィードバック値を受けるよう接続され、さら
に、A/D(アナログ/ディジタル)コンバータ9を有
して、サーボアンプ7の出力から電流フィードバック値
を受けるよう接続されている。
【0010】ドライバ6の出力は数値制御装置2の機械
側へのディジタル出力DOを構成しており、その内の切
削負荷に関するDO信号がシーケンサ10の入力に供給
されるよう接続されている。シーケンサ10は切削負荷
の入力に対してある特性を持った値を出力する一種の関
数発生器であり、その出力はD/A(ディジタル/アナ
ログ)コンバータ11を介して負荷装置12に与えるよ
う接続されている。負荷装置12の出力は手動パルス発
生器1の回転軸に切削負荷に応じた制動力を与えるよう
接続されている。
【0011】作用について説明すると、まず、手動パル
ス発生器1からのパルスをパルスカウンタ3が読み取
り、プロセッサ4からサーボ制御ブロック5に対して移
動指令を出す。すなわち、オペレータが手動パルス発生
器1のハンドルを回ことによりその回転に比例したパル
スが発生される。そのパルスは数値制御装置2内のパル
スカウンタ3に送られ、そのカウンタ3の値はプロセッ
サ4によって読み取られる。プロセッサ4は読み取った
値に応じて移動指令をサーボ制御ブロック5に出す。移
動指令を受けたサーボ制御ブロック5はサーボアンプ7
に対して電流指令を出す。電流指令はその瞬間瞬間のサ
ーボモータ8にかかっている負荷に応じた値が出力され
る。この電流指令というのは、プロセッサ4が出す移動
指令をサーボ制御ブロック5が受け取り、同時にサーボ
モータ8からの位相フィードバック、位置フィードバッ
ク及び速度フィードバックをもとに計算されて、どれく
らいのトルクを出せばいいのかというのを計算してサー
ボアンプ7に対して出される指令である。サーボアンプ
7はその電流指令を受け取って三相の電流をサーボモー
タ8に出力する。
【0012】このとき、サーボアンプ7からサーボモー
タ8に出力する三相電流の値、すなわち、サーボモータ
8に出力させるトルク値を同時に数値制御装置2の方に
フィードバックすることで、実際にサーボアンプ7がサ
ーボモータ8にどれだけの電流を流してどれだけのトル
クを出させようとしているのかをここで読み取ることが
できる。このサーボアンプ7から読み取った電流フィー
ドバック値はサーボ制御ブロック5のA/Dコンバータ
9にてディジタル値に変換され、プロセッサ4にて読み
取られる。プロセッサ4は読み取った電流フィードバッ
ク値、すなわち、その瞬間にサーボモータ8が出力する
トルクをもとに、現在サーボモータ8にかかっている負
荷を数ビットの信号にコード化し、コード化された信号
はドライバ6を介してDO信号として数値制御装置2よ
り出力される。
【0013】ドライバ6より出力された信号はシーケン
サ10にて所望の特性に変換される。このようにして変
換されたディジタル信号はD/Aコンバータ11にてア
ナログ信号に変換され、負荷装置12に供給される。負
荷装置12はシーケンサ10での値をもとに手動パルス
発生器1に対して負荷をかける。すなわち手動パルス発
生器1の回転軸に切削負荷に応じた制動力を与えて、ト
ルクが大きいときには、ハンドルの回転動作を固くして
回しにくいようにしている。
【0014】図2はシーケンサのハンドル操作特性例を
示す図である。シーケンサ10は、実際の切削負荷と手
動パルス発生器1の手動ハンドルに伝えられる手応えと
を単純な比例関係にする場合には、線L1で示す入出力
特性にされる。この場合はプロセッサ4によるコード化
及び負荷装置12の特性が線形であることが前提であ
る。
【0015】負荷装置12の特性が非線形である場合に
は、シーケンサ10はそれを補正するような特性に設定
される。たとえば、切削負荷が大きくなると負荷装置1
2の特性上、極端に手動ハンドルが重たくなるような場
合には、シーケンサ10は切削負荷が大きくなるにつれ
てハンドルに与える負荷の上昇率を下げるような線L2
で示す特性に設定される。また、切削負荷に対する手応
えの程度を意識的に変化させようとする場合、たとえば
入力された切削負荷がある値を越えると加速度的に負荷
が大きくなるような特性にしたければ、線L3で示すよ
うな入出力特性に設定される。このようにして、切削負
荷はシーケンサ10にて所望の特性に変換することがで
きる。
【0016】図3は手動パルス発生器の詳細を示す構成
図である。手動パルス発生器は、手動操作により工具な
どを移動させるために一般に数値制御装置の機械操作盤
上に搭載されている。手動パルス発生器は、手動ハンド
ル13と、この手動ハンドル13を回転させることによ
って回転に応じたパルスを発生するパルス発生回路14
と、手動ハンドル13に対して直接制動力を与える電磁
パウダブレーキ15とを有している。電磁パウダブレー
キ15はブレーキ制御回路16によって制御されるよう
接続されている。このブレーキ制御回路16は、好まし
くは、図1に示したシーケンサ10と、D/Aコンバー
タ11と、負荷装置12のドライバとを含んでいる。
【0017】パルス発生回路14は手動ハンドル13の
回転に応じて回転角を検出することができる光学系のセ
ンサを有し、このセンサが手動ハンドル13の回転角に
比例した数のパルスを発生する。発生されたパルスは数
値制御装置2のパルスカウンタ3に供給される。
【0018】電磁パウダブレーキ15は、手動ハンドル
13の回転軸にブレーキをかけて切削負荷を手動ハンド
ル13にフィードバックさせるものである。電磁パウダ
ブレーキ15は、同心円筒状にパウダギャップを隔てて
配置され一方が手動ハンドル13の回転軸に連結されて
自由に回転でき他方が固定されている駆動メンバ及び従
動メンバと、パウダギャップに緩く充填された透磁率の
高い磁性鉄粉とするパウダと、磁束発生用の電磁コイル
とで構成されている。電磁コイルに励磁電流を流さない
無励磁状態では、パウダが粉末状であるため駆動メンバ
と従動メンバとを連結するものがなく、したがって、駆
動メンバが回転されても従動メンバは空転し、ブレーキ
がまったく効いていない状態となる。一方、励磁状態で
は、電磁コイルによって発生された磁束に沿ってパウダ
が鎖状に連結してパウダギャップ内で固体状に結束され
ていき、この結束されたパウダ間の剪断抵抗とパウダと
駆動メンバ及び従動メンバの動作面との間の摩擦抵抗と
により駆動メンバから従動メンバへトルクが伝達され、
駆動メンバに対してブレーキがかけられる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、数値制
御装置付き工作機械の手動パルス発生器により刃物又は
刃物台を送って切削する場合に、刃物が材料に切り込ん
でいるときの切削の手応えをハンドルにリアルタイムで
伝えるようにしたので、汎用機械に似たハンドル操作の
感覚をオペレータにリアルタイムで認識させることが可
能になり、また、オペレータが視覚的に切削状態を確認
できない場合でも、手動ハンドルにフィードバックされ
る切削負荷を感じ取って切削作業を続けることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の手動ハンドル送り方式の構成例を示す
図である。
【図2】シーケンサのハンドル操作特性例を示す図であ
る。
【図3】手動パルス発生器の詳細を示す構成図である。
【符号の説明】
1 手動パルス発生器 2 数値制御装置 3 パルスカウンタ 4 プロセッサ 5 サーボ制御ブロック 6 ドライバ 7 サーボアンプ 8 サーボモータ 9 A/Dコンバータ 10 シーケンサ 11 D/Aコンバータ 12 負荷装置 13 手動ハンドル 14 パルス発生回路 15 電磁パウダブレーキ 16 ブレーキ制御回路

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 数値制御装置付き工作機械の手動ハンド
    ルにハンドル操作の感覚を与える手動ハンドル送り方式
    において、 サーボアンプからサーボモータに出力される電流に比例
    した電流フィードバック値を受けてディジタル信号に変
    換するアナログ/ディジタル変換手段と、 変換された前記ディジタル信号をその値に応じた値にコ
    ード化して出力するコード化手段と、 コード化した信号に対して所望のハンドル操作特性を有
    する信号に変換するシーケンサ手段と、 前記シーケンサ手段より出力された信号をアナログ値に
    変換するディジタル/アナログ変換手段と、 手動ハンドルの回転軸に装着されて前記ディジタル/ア
    ナログ変換手段の出力信号に応じた制動力を発生させる
    負荷手段と、 を備えていることを特徴とする手動ハンドル送り方式。
  2. 【請求項2】 前記電流フィードバック値は、サーボモ
    ータが出力しているトルクの瞬時値であることを特徴と
    する請求項1記載の手動ハンドル送り方式。
  3. 【請求項3】 前記コード化手段は、前記電流フィード
    バック値を複数ビットにコード化して、サーボモータに
    かかっている負荷を表す信号として出力することを特徴
    とする請求項1記載の手動ハンドル送り方式。
  4. 【請求項4】 前記コード化手段は、ドライバを有し、
    前記コード化した信号を前記ドライバよりディジタル出
    力信号として出力することを特徴とする請求項1記載の
    手動ハンドル送り方式。
  5. 【請求項5】 前記負荷手段は、電磁パウダブレーキを
    含むことを特徴とする請求項1記載の手動ハンドル送り
    方式。
  6. 【請求項6】 前記負荷手段は、電磁パウダブレーキを
    駆動するドライバを有することを特徴とする請求項1記
    載の手動ハンドル送り方式。
JP6195087A 1994-08-19 1994-08-19 手動ハンドル送り方式 Pending JPH0857735A (ja)

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