JPH09179623A - Method and device for controlling mechanical device by numerical control - Google Patents
Method and device for controlling mechanical device by numerical controlInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、数値制御工作機
械、レーザ加工機、パンチプレス、産業用ロボット等の
数値制御による機械装置の制御方法および装置に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for controlling a mechanical device such as a numerically controlled machine tool, a laser beam machine, a punch press, an industrial robot or the like by numerical control.
【０００２】[0002]
【従来の技術】機械装置を制御する数値制御装置は、数
値制御プログラムを読み取り解釈するプログラム読取解
釈部、解釈済みプログラムを一時記憶する解釈済みプロ
グラム記憶部、解釈済みプログラム記憶部からプログラ
ムを適宜引き出して実行プログラムデータを発するプロ
グラム実行指令部、プログラムで指令された動作の移動
データを補間演算し各送り軸に分配するとともに、各送
り軸の加減速を制御する補間・加減速制御部、位置指令
および速度指令を発するとともに、フィードバック信号
によりこの位置指令および速度指令を補正するサーボ制
御部、サーボ制御部からの出力を増幅し、機械装置の送
り軸モータを駆動するための電流を発生するモータ駆動
アンプを備えている。このモータ駆動アンプからの電流
によってサーボモータでなる送り軸モータが駆動され、
数値制御工作機械においては工具とワークとが送り軸に
沿って相対移動しワークに加工作用が施され、産業用ロ
ボットにおいてはアームの先端に装着されたハンドが送
り軸の多様な動きによって溶接、組立、塗装等の各種動
作を行うように構成されている。本発明では、モータ駆
動アンプおよび送り軸モータ等の要素を総称して送り軸
の駆動手段と呼んでいる。2. Description of the Related Art A numerical control device for controlling a mechanical device appropriately reads out a program from a program reading and interpreting unit for reading and interpreting a numerical control program, an interpreted program storage unit for temporarily storing the interpreted program, and an interpreted program storage unit. Program execution command unit that issues execution program data, interpolation calculation of movement data of operation commanded by the program and distribution to each feed axis, interpolation / acceleration / deceleration control unit that controls acceleration / deceleration of each feed axis, position command And a speed command, and a servo control unit that corrects the position command and speed command with a feedback signal, and amplifies the output from the servo control unit to generate a current for driving the feed axis motor of the machine device. It has an amplifier. The feed axis motor, which is a servo motor, is driven by the current from this motor drive amplifier,
In a numerically controlled machine tool, the tool and the workpiece move relative to each other along the feed axis to perform the machining action, and in the industrial robot, the hand attached to the tip of the arm welds by various movements of the feed axis. It is configured to perform various operations such as assembly and painting. In the present invention, elements such as a motor drive amplifier and a feed shaft motor are collectively referred to as feed shaft drive means.
【０００３】以下数値制御工作機械を例にとり説明す
る。数値制御工作機械の送り軸のモータ駆動アンプおよ
び送り軸モータからなる駆動手段は、定格電流値で加工
能力が十分出るように設計されており、定格電流以下で
動作させていれば長時間の連続運転が可能である。機械
の早送り動作の場合、早送り加減速を行えば一時的に定
格電流の３〜４倍の電流が流れるが、ある経過時間で平
均化した電流値が定格電流値を越えなければ、送り軸モ
ータがオーバーヒートすることはない。A numerically controlled machine tool will be described below as an example. The drive means consisting of the feed shaft motor drive amplifier and the feed axis motor of a numerically controlled machine tool is designed so that the machining capacity is sufficient at the rated current value, and if it is operated below the rated current, it will continue for a long time. It is possible to drive. In the case of fast-forwarding operation of the machine, if fast-forward acceleration / deceleration is performed, a current of 3 to 4 times the rated current will flow temporarily, but if the current value averaged over a certain elapsed time does not exceed the rated current value, the feed axis motor Will never overheat.
【０００４】しかし、最近は加工の高速化が要求される
ようになり、主軸の高速回転と相まって送り軸の高加速
度による高速送りが実用化されつつある。この傾向は、
早送り時のみならず、加工送り時にも言えることであ
る。短いサイクルで立上がり、立下がりを伴った送り動
作が繰り返し指令され、駆動手段の時間平均の電流値が
定格電流値を越えてしまうことがある。すると、駆動手
段はオーバーヒートし、サーマルアラームとなって非常
停止がかかり、加工動作が停止してしまう事態となる。
加工中に工作機械が停止すると、加工能率が悪いばかり
でなく、ワーク不良が発生したり、無人運転の場合には
人手により運転を復旧させるため、長時間停止したまま
となる不都合がある。この不都合を回避するため、駆動
手段として必要以上に大きな能力のモータ駆動アンプや
サーボモータを採用したり、数値制御プログラムを作成
するときに、プログラマは、加減速の頻度が少なくなる
ように時間的に余裕を持たせる等の工夫をする必要があ
った。However, recently, there has been a demand for high-speed machining, and in combination with high-speed rotation of the main shaft, high-speed feed by high acceleration of the feed shaft is being put to practical use. This trend is
This is true not only for fast feed but also for machining feed. In some cases, the feeding operation with rising and falling is repeatedly commanded in a short cycle, and the time average current value of the driving means may exceed the rated current value. Then, the driving means overheats, a thermal alarm is generated, an emergency stop is applied, and the machining operation is stopped.
If the machine tool is stopped during machining, not only the machining efficiency is poor, but also a work defect occurs, and in the case of unmanned operation, the operation is manually restored to cause a disadvantage that it remains stopped for a long time. In order to avoid this inconvenience, when adopting a motor drive amplifier or servomotor with an unnecessarily large capacity as a driving means or when creating a numerical control program, the programmer has to set the time so that the frequency of acceleration / deceleration is reduced. It was necessary to devise such as giving a margin to.
【０００５】一方、特開平４−３１５５５２号公報に
は、モータのオーバーヒートを防止し、ワークの加工中
におけるモータのオーバーヒートによる停止を少なく
し、加工能率の向上を図った工作機械が開示されてい
る。これは、送り軸モータに温度検出部を設け、判定部
によってモータの検出温度が第１の所定温度を越えたこ
と、および第１の所定温度より低い第２の所定温度を越
えたことを判定し、第１の判定結果に基づき送り軸モー
タを停止させ、第２の判定結果に基づき送り軸モータを
減速させる構成を備えているというものである。On the other hand, Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-315552 discloses a machine tool which prevents overheating of the motor, reduces the stoppage due to overheating of the motor during machining of the work, and improves the machining efficiency. . This is because the feed shaft motor is provided with a temperature detection unit, and the determination unit determines that the detected temperature of the motor has exceeded the first predetermined temperature and has exceeded the second predetermined temperature lower than the first predetermined temperature. However, the feed shaft motor is stopped based on the first determination result, and the feed shaft motor is decelerated based on the second determination result.
【０００６】また、特開平４−５７１０７号公報には、
送り軸モータの温度に従ってロボットの動作パターンを
最適なものに切り換えるロボットの制御装置が開示され
ている。送り軸モータに温度検出センサを設け、検出し
た温度と予め設定した温度基準値とを比較し、検出した
温度が低いときには、予め設定されている高い速度の動
作パターンを、検出した温度が高い場合には、予め設定
されている低い速度の動作パターンを選択するように構
成されている。これによって、送り軸モータのオーバー
ヒートが防止され、モータ温度上昇によるタクトタイム
の低下を未然に検知できるようになったというものであ
る。Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 4-57107,
A control device for a robot is disclosed which switches an operation pattern of the robot to an optimum one in accordance with the temperature of a feed shaft motor. The feed axis motor is equipped with a temperature detection sensor, and the detected temperature is compared with a preset temperature reference value.When the detected temperature is low, a preset operation pattern of high speed is detected, and when the detected temperature is high. Is configured to select a preset low speed operation pattern. As a result, overheating of the feed shaft motor can be prevented, and a decrease in tact time due to a rise in motor temperature can be detected in advance.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術に記載
した必要以上に大きな能力のモータ駆動アンプやサーボ
モータを採用することは不経済である。また、加減速頻
度の少ない数値制御プログラムを作るということは、プ
ログラマの手間がかかる上、数値制御工作機械の能力を
フルに発揮していないことであり、加工能率が悪い。更
に、特開平４−３１５５５２号公報の技術では、検出し
た温度に応じて送り軸モータを停止させたり、減速させ
たりしているので、これまた加工能率が悪い。特開平４
−５７１０７号公報の技術は、送り軸モータの動作パタ
ーンを換えているが、検出した温度が高い場合には、送
り速度を下げる動作パターンを選択するのであり、即ち
送り速度を変更していることにほかならない。例えば数
値制御工作機械においては送り速度が減少し、加工時間
が長引くという問題が生じる。It is uneconomical to employ a motor drive amplifier or a servomotor having an unnecessarily large capacity as described in the above-mentioned prior art. In addition, creating a numerical control program with low frequency of acceleration / deceleration requires a lot of time and effort for the programmer, and also the numerical control machine tool is not fully utilized, resulting in poor machining efficiency. Further, in the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-315552, the feed shaft motor is stopped or decelerated according to the detected temperature, so that the machining efficiency is also poor. JP 4
In the technique of Japanese Patent Laid-Open No. 57107, the operation pattern of the feed shaft motor is changed, but when the detected temperature is high, the operation pattern of lowering the feed speed is selected, that is, the feed speed is changed. It is none other than. For example, in a numerically controlled machine tool, the feed rate is reduced and the machining time is prolonged.
【０００８】そこで上述の問題点に鑑み、本願発明は、
送り軸の駆動手段を早送り等の加減速を伴って連続高速
運転してもその駆動手段がオーバーヒートせず、指令送
り速度を下げることなく、高能率で動作可能な数値制御
による機械装置の制御方法および装置を提供することを
目的とする。In view of the above problems, the present invention is
A method of controlling a mechanical device by numerical control that can operate with high efficiency without driving the drive shaft overheat even if it continuously operates at high speed with acceleration and deceleration such as fast-forward, without lowering the command feed speed. And to provide a device.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明は、送り軸の駆動手段がオーバーヒートするお
それのある場合は、送り軸の加減速時定数をオーバーヒ
ートしない値に変更すれば良いことに着目したものであ
る。そのため、駆動手段の温度を予測演算して温度デー
タを作成し、予め設定した駆動手段の許容される所定の
温度データと比較し、作成した温度データの方が大きい
場合は送り軸の加減速時定数を変更制御するように構成
している。すなわち、 （１）数値制御装置の読取解釈部から取り込んだ数値制
御プログラムを実行指令部、補間部およびサーボ制御部
を介して少なくとも１つの送り軸のモータを駆動制御す
る数値制御による機械装置の制御方法において、前記送
り軸の加減速時定数およびその送り軸の駆動手段の許容
される所定の温度データ等を予め設定し、前記数値制御
における制御データに基づいて前記駆動手段の温度を予
測演算して温度データを作成し、前記予め設定した駆動
手段の許容される所定の温度データと前記作成した駆動
手段の温度データとを比較し、前記比較した結果に応じ
て前記送り軸の加減速時定数を制御するようにした数値
制御による機械装置の制御方法。In order to achieve the above object, according to the present invention, when the driving means of the feed shaft may overheat, the acceleration / deceleration time constant of the feed shaft may be changed to a value that does not overheat. It focuses on that. Therefore, the temperature of the driving means is predicted and calculated to create temperature data, and the temperature data is compared with the preset temperature data that is allowed by the driving means. It is configured to change and control the constant. That is, (1) control of a mechanical device by numerical control for driving and controlling a motor of at least one feed axis through an execution command unit, an interpolation unit, and a servo control unit by executing a numerical control program read from a reading interpretation unit of the numerical control device. In the method, the acceleration / deceleration time constant of the feed shaft and the predetermined temperature data allowed for the drive device of the feed shaft are preset, and the temperature of the drive device is predicted and calculated based on the control data in the numerical control. Temperature data is created by comparing the temperature data of the preset driving means with the predetermined temperature data of the preset driving means, and the acceleration / deceleration time constant of the feed shaft is determined according to the result of the comparison. Control method of a mechanical device by numerical control so as to control.
【００１０】（２）数値制御装置の読取解釈部から取り
込んだ数値制御プログラムを実行指令部、補間部および
サーボ制御部を介して少なくとも１つの送り軸のモータ
を駆動制御する数値制御による機械装置の制御方法にお
いて、前記送り軸の加減速時定数およびその送り軸の駆
動手段の定格電流で使用したときの温度曲線等のデータ
を予め設定し、前記サーボ制御部から前記駆動手段へ出
力される電流データまたはトルク指令データを取り込
み、その電流データまたはトルク指令データから駆動手
段の温度曲線のデータを作成し、前記作成した駆動手段
の温度曲線の傾きと前記予め設定した駆動手段の定格電
流で使用したときの温度曲線の傾きとを比較し、前記作
成した駆動手段の温度曲線の傾きが前記定格電流で使用
したときの温度曲線の傾きより大きい場合は、前記予め
設定した温度曲線の傾き（θ）と加減速時定数（Ｔ）と
の関係から、前記送り軸の加減速時定数を演算し、前記
送り軸の加減速時定数を制御するようにした数値制御に
よる機械装置の制御方法。(2) The numerical control program loaded from the reading / interpretation unit of the numerical control device is used in a mechanical device by numerical control for driving and controlling the motor of at least one feed axis through the execution command unit, the interpolation unit and the servo control unit. In the control method, the acceleration / deceleration time constant of the feed axis and data such as a temperature curve when used at the rated current of the drive means of the feed axis are preset, and the current output from the servo control section to the drive means. Data or torque command data was taken in, data of the temperature curve of the driving means was created from the current data or torque command data, and it was used with the slope of the temperature curve of the created driving means and the preset rated current of the driving means. When compared with the slope of the temperature curve at the time, the slope of the temperature curve of the drive means created above is the temperature curve when used at the rated current. If it is larger than the inclination, the acceleration / deceleration time constant of the feed axis is calculated from the relationship between the inclination (θ) of the preset temperature curve and the acceleration / deceleration time constant (T), and the acceleration / deceleration time constant of the feed axis is calculated. Control method of a mechanical device by numerical control so as to control.
【００１１】（３）数値制御装置の読取解釈部から取り
込んだ数値制御プログラムを実行指令部、補間部および
サーボ制御部を介して少なくとも１つの送り軸のモータ
を駆動制御する数値制御による機械装置の制御方法にお
いて、前記送り軸の加減速時定数およびその送り軸の駆
動手段の許容される単位時間当たりの加減速回数等のデ
ータを予め設定し、前記数値制御装置の読取解釈部また
は実行指令部から出力されるプログラムデータを取り込
み、前記駆動手段の単位時間当たりの加減速回数を計数
し、前記計数した駆動手段の単位時間当たりの加減速回
数と前記予め設定した許容される単位時間当たりの加減
速回数とを比較し、前記計数した加減速回数が前記許容
される加減速回数を越えている場合は、前記予め設定し
た単位時間当りの加減速回数（Ｎ）と加減速時定数
（Ｔ）との関係から、前記送り軸の加減速時定数を演算
し、前記送り軸の加減速時定数を制御するようにした数
値制御による機械装置の制御方法。(3) The numerical control program fetched from the reading / interpretation unit of the numerical control device is used in a numerical control machine for driving and controlling the motor of at least one feed axis through the execution command unit, the interpolation unit and the servo control unit. In the control method, data such as the acceleration / deceleration time constant of the feed axis and the permissible number of acceleration / decelerations per unit time of the drive means of the feed axis are set in advance, and the reading interpretation unit or the execution command unit of the numerical controller The program data output from the driving means is fetched, the number of times of acceleration / deceleration per unit time of the driving means is counted, and the counted number of times of acceleration / deceleration per unit time of the driving means and the preset permissible acceleration / deceleration per unit time. If the counted number of accelerations / decelerations exceeds the allowable number of accelerations / decelerations by comparing with the number of decelerations, From the relationship between the number of decelerations (N) and the acceleration / deceleration time constant (T), the acceleration / deceleration time constant of the feed axis is calculated, and the acceleration / deceleration time constant of the feed axis is controlled. Control method.
【００１２】（４）数値制御装置の読取解釈部から取り
込んだ数値制御プログラムを実行指令部、補間部および
サーボ制御部を介して少なくとも１つの送り軸のモータ
を駆動制御する数値制御による機械装置の制御方法にお
いて、前記送り軸の加減速時定数およびその送り軸の駆
動手段の許容される所定の温度データ等を予め設定し、
前記駆動手段の温度を検出し、前記予め設定した駆動手
段の許容される所定の温度データと前記検出した駆動手
段の温度データとを比較し、前記検出した駆動手段の温
度データが、前記予め設定した駆動手段の許容される所
定の温度データより高い場合は、その送り軸の加減速時
定数を大きくするようにした数値制御による機械装置の
制御方法。(4) The numerical control program loaded from the reading / interpretation unit of the numerical control device is used for the numerical control mechanical device for driving and controlling the motor of at least one feed axis through the execution command unit, the interpolation unit and the servo control unit. In the control method, the acceleration / deceleration time constant of the feed shaft and the predetermined temperature data or the like allowed by the drive means of the feed shaft are preset.
The temperature of the drive means is detected, the predetermined temperature data of the drive means set in advance is compared with the detected temperature data of the drive means, and the detected temperature data of the drive means is set in advance. When the temperature is higher than the predetermined temperature data allowed by the driving means, the control method of the mechanical device by the numerical control in which the acceleration / deceleration time constant of the feed shaft is increased.
【００１３】（５）数値制御装置の読取解釈部から取り
込んだ数値制御プログラムを実行指令部、補間部および
サーボ制御部を介して少なくとも１つの送り軸のモータ
を駆動制御する数値制御による機械装置の制御装置にお
いて、前記送り軸の加減速時定数およびその送り軸の駆
動手段の許容される所定の温度データ等を記憶するデー
タ記憶部と、前記数値制御における制御データに基づい
て前記駆動手段の温度データを演算する温度データ演算
部と、前記温度データ演算部で演算した駆動手段の温度
データおよび前記予め記憶したデータに基づいて前記送
り軸の加減速時定数を演算し、前記送り軸の加減速時定
数を出力する加減速時定数演算部とを具備した数値制御
による機械装置の制御装置。(5) The numerical control program loaded from the reading / interpretation unit of the numerical control device is used in a mechanical device by numerical control for driving and controlling the motor of at least one feed axis through the execution command unit, the interpolation unit, and the servo control unit. In the control device, a data storage unit that stores the acceleration / deceleration time constant of the feed shaft and the predetermined temperature data that is allowed by the drive unit of the feed shaft, and the temperature of the drive unit based on the control data in the numerical control. An acceleration / deceleration time constant of the feed axis is calculated based on a temperature data calculation section for calculating data, the temperature data of the driving means calculated by the temperature data calculation section, and the previously stored data, and the acceleration / deceleration of the feed axis is calculated. A control device for a mechanical device by numerical control, comprising an acceleration / deceleration time constant calculation unit that outputs a time constant.
【００１４】（６）数値制御装置の読取解釈部から取り
込んだ数値制御プログラムを実行指令部、補間部および
サーボ制御部を介して各送り軸のモータを駆動制御する
数値制御による機械装置において、モータ駆動アンプお
よび送り軸モータ等の駆動手段からなる複数個の送り軸
と、前記送り軸に連結された機械要素および移動体等か
らなる機械構造体と、前記機械構造体の動作を制御する
制御装置とで構成され、前記制御装置が、前記送り軸の
加減速時定数およびその送り軸の駆動手段の許容される
所定の温度データ等を記憶するデータ記憶部と、前記数
値制御における制御データに基づいて前記駆動手段の温
度データを演算する温度データ演算部と、前記温度デー
タ演算部で演算した駆動手段の温度データおよび前記予
め記憶したデータに基づいて前記送り軸の加減速時定数
を演算し、前記送り軸の加減速時定数を出力する加減速
時定数演算部とを具備した数値制御による機械装置。が
提供される。(6) The numerical control program read from the reading / interpretation unit of the numerical control device is used to drive the motor of each feed axis through the execution command unit, the interpolation unit and the servo control unit. A plurality of feed shafts including drive means such as a drive amplifier and a feed shaft motor, a mechanical structure including mechanical elements and a moving body connected to the feed shafts, and a control device for controlling the operation of the mechanical structure. And a data storage unit for storing the acceleration / deceleration time constant of the feed shaft and a predetermined temperature data allowed by the drive means of the feed shaft, and the control data in the numerical control. Temperature data calculating section for calculating temperature data of the driving means, temperature data of the driving means calculated by the temperature data calculating section, and the previously stored data Based calculates the acceleration and deceleration time constant of the feed shaft, machine numerical control provided with the acceleration and deceleration time constant calculating unit for outputting an acceleration and deceleration time constant of the feed shaft. Is provided.
【００１５】更に上記（２）において、前記サーボ制御
部から前記駆動手段へ出力される電流データまたはトル
ク指令データを取り込み、その電流データまたはトルク
指令データから駆動手段の温度曲線を作成することに代
えて、上記（４）に記載の前記駆動手段の温度を検出す
る手段を利用して駆動手段の温度曲線を作成することも
考えられ、これは請求項１の記載に包含される構成であ
る。更に上記（４）において、前記駆動手段の温度を検
出し、前記予め設定した駆動手段の許容される所定の温
度データと前記検出した駆動手段の温度データとを比較
することに代えて、上記（２）に記載の前記サーボ制御
部から前記駆動手段へ出力される電流データまたはトル
ク指令データを取り込み、その電流データまたはトルク
指令データから駆動手段の温度データを予測演算し、前
記予め設定した駆動手段の許容される所定の温度データ
と前記予測演算した駆動手段の温度データとを比較する
ことも考えられ、これも請求項１の記載に包含される構
成である。ここで加減速時定数とは、送り軸を速度変化
させるときの加速度を決定する定数で、この定数が送り
軸の速度変化に要する時間に関係するものである。従っ
て、送り軸の加速度を制御することは、請求項１から６
に記載の加速度時定数を制御することに包含される。Further, in the above (2), instead of taking in the current data or torque command data output from the servo control section to the driving means and creating the temperature curve of the driving means from the current data or torque command data. Then, it is conceivable that the temperature curve of the driving means is created by utilizing the means for detecting the temperature of the driving means described in (4) above, which is the configuration included in the first aspect. Further, in the above (4), instead of detecting the temperature of the drive means and comparing the preset predetermined temperature data of the drive means with the detected temperature data of the drive means, 2) The current data or torque command data output from the servo control unit to the drive means is taken in, the temperature data of the drive means is predictively calculated from the current data or the torque command data, and the preset drive means. It is also conceivable to compare the allowable predetermined temperature data of 1) with the temperature data of the driving means that has been predicted and calculated, and this is also the configuration included in the first aspect. Here, the acceleration / deceleration time constant is a constant that determines the acceleration when changing the speed of the feed axis, and this constant is related to the time required for changing the speed of the feed axis. Therefore, controlling the acceleration of the feed axis can be controlled by any one of claims 1 to 6.
It is included in controlling the acceleration time constant described in 1.
【００１６】[0016]
【作用】本発明は、演算した駆動手段の温度データが予
め設定した駆動手段の所定の温度データより大きい場合
は、送り軸の加減速時定数が自動的に変更され、オーバ
ーヒートしなくなる。つまり、送り軸の指令送り速度を
変えることなく加減速時の加速度を小さくしているの
で、駆動手段への供給電流値が下がり、時間平均の電流
値を定格電流値以下にでき、結果として駆動手段のオー
バーヒートが未然に防止できる。また、変更するのは送
り軸の加減速時定数だけであり、指令送り速度は変更し
ないので、機械装置の最高送り速度は変わらず、機械装
置の動作の能率はほとんど下がることはない。According to the present invention, when the calculated temperature data of the driving means is larger than the predetermined temperature data of the driving means set in advance, the acceleration / deceleration time constant of the feed shaft is automatically changed to prevent overheating. In other words, since the acceleration during acceleration / deceleration is reduced without changing the command feed speed of the feed axis, the current value supplied to the drive means is reduced, and the time average current value can be kept below the rated current value, resulting in drive. It is possible to prevent overheating of the means. Further, since only the acceleration / deceleration time constant of the feed axis is changed and the commanded feed rate is not changed, the maximum feed rate of the mechanical device does not change, and the efficiency of the operation of the mechanical device is hardly reduced.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
しながら説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態
を示す数値制御による機械装置の構成ブロック図、図２
は、本発明の第２の実施の形態を示す数値制御による機
械装置の構成ブロック図、図３は、本発明の第３の実施
の形態を示す数値制御による機械装置の構成ブロック
図、図４は、第１の実施の形態の制御方法を示すフロー
チャート、図５は、第１の実施の形態において作成する
送り軸モータまたはモータ駆動アンプの温度曲線を示し
たグラフ、図６は、第１の実施の形態における温度曲線
の傾きθと加減速時定数Ｔとの関係を示したグラフ、図
７は、第２の実施の形態の制御方法を示すフローチャー
ト、図８は、単位時間当たりの加減速回数Ｎと加減速時
定数Ｔとの関係を示したグラフ、図９は、第３の実施の
形態の制御方法を示すフローチャート、図１０は、第３
の実施の形態における送り軸モータまたはモータ駆動ア
ンプの許容される所定の温度ＭＴａを示したグラフであ
る。Next, the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a mechanical device using numerical control according to a first embodiment of the present invention, and FIG.
4 is a configuration block diagram of a mechanical device by numerical control showing a second embodiment of the present invention, FIG. 3 is a configuration block diagram of a mechanical device by numerical control showing a third embodiment of the present invention, FIG. Is a flow chart showing the control method of the first embodiment, FIG. 5 is a graph showing a temperature curve of the feed shaft motor or the motor drive amplifier created in the first embodiment, and FIG. FIG. 7 is a graph showing the relationship between the gradient θ of the temperature curve and the acceleration / deceleration time constant T in the embodiment, FIG. 7 is a flowchart showing the control method of the second embodiment, and FIG. 8 is an acceleration / deceleration per unit time. FIG. 9 is a graph showing the relationship between the number of times N and the acceleration / deceleration time constant T. FIG. 9 is a flowchart showing the control method of the third embodiment.
5 is a graph showing a predetermined allowable temperature MTa of the feed shaft motor or the motor drive amplifier in the embodiment of the present invention.
【００１８】まず、図１を参照して第１の実施の形態の
構成を説明する。これは、数値制御工作機械、レーザ加
工機、パンチプレス、産業用ロボット等の機械装置１の
直線送り機構や回転送り機構でなる送り軸を数値制御に
より駆動制御する構成を示している。機械装置１の送り
軸は送り軸モータ３で駆動される。機械装置１に行わせ
たい動作命令を予め順次コーディングしたＮＣプログラ
ム５を、プログラム読取解釈部７で読み取って解釈し、
解釈済みプログラム記憶部９に一時記憶する。プログラ
ム実行指令部１１は、機械装置１の動作の進行に応じて
解釈済みプログラム記憶部９からプログラムを受け取
り、プログラムデータを送出する。補間・加減速制御部
１３は、プログラムデータを受け取り、各送り軸の移動
のための補間演算と、補間前または補間後に送り軸の加
速や減速の速度曲線に従って加減速の演算とを行い、演
算結果をサーボ制御部１５へ送出する。First, the configuration of the first embodiment will be described with reference to FIG. This shows a configuration in which the feed shaft formed of a linear feed mechanism or a rotary feed mechanism of a mechanical device 1 such as a numerically controlled machine tool, a laser beam machine, a punch press, an industrial robot is drive-controlled by numerical control. The feed shaft of the mechanical device 1 is driven by the feed shaft motor 3. The program reading and interpreting unit 7 reads and interprets the NC program 5 in which the operation commands to be executed by the machine device 1 are sequentially coded in advance,
It is temporarily stored in the interpreted program storage unit 9. The program execution instruction unit 11 receives the program from the interpreted program storage unit 9 according to the progress of the operation of the machine device 1 and sends the program data. The interpolation / acceleration / deceleration control unit 13 receives the program data, performs interpolation calculation for the movement of each feed axis, and acceleration / deceleration calculation according to the speed curve of the acceleration or deceleration of the feed axis before or after the interpolation, and the calculation is performed. The result is sent to the servo control unit 15.
【００１９】サーボ制御部１５は、位置制御部と速度制
御部とからなり、各送り軸の位置指令、速度指令、加速
度指令から送り軸モータ３に供給すべき電流データまた
はトルク指令データを発生させ、モータ駆動アンプ１７
へ送出する。モータ駆動アンプ１７は、その電流データ
またはトルク指令データを受けて実際に送り軸モータ３
を駆動できる電流を発生し、送り軸モータ３に供給す
る。すると、機械装置１は、ＮＣプログラム５に予め入
力した動作順序に従って、所望の動作を行うのである。
この動作が短い周期で加減速を伴って繰り返し行われる
と、モータ駆動アンプ１７および送り軸モータ３が発熱
し、どちらか一方がその許容上限温度に達するとサーマ
ルアラームとなり、機械装置１の動作を非常停止させる
ように構成されている。特許請求の範囲等本明細書に記
載した駆動手段とは、このモータ駆動アンプ１７および
送り軸モータ３であり、このいずれもがオーバーヒート
しないようにした更なる構成の説明を次に述べる。The servo control unit 15 is composed of a position control unit and a speed control unit, and generates current data or torque command data to be supplied to the feed shaft motor 3 from the position command, speed command and acceleration command of each feed axis. , Motor drive amplifier 17
Send to The motor drive amplifier 17 receives the current data or the torque command data, and actually receives the current data or the torque command data.
Is generated and supplied to the feed shaft motor 3. Then, the mechanical device 1 performs a desired operation in accordance with the operation sequence previously input to the NC program 5.
When this operation is repeatedly performed with acceleration / deceleration in a short cycle, the motor drive amplifier 17 and the feed shaft motor 3 generate heat, and when either one of them reaches its allowable upper limit temperature, a thermal alarm occurs and the operation of the mechanical device 1 is stopped. It is configured to make an emergency stop. The driving means described in the present specification, such as the claims, are the motor drive amplifier 17 and the feed shaft motor 3, and a description will be given next of a further configuration in which neither of them exceeds heat.
【００２０】データ記憶部１９に、機械装置１に適合し
た送り軸の加減速時定数Ｔ0 、サーボ制御部１５から取
り出す電流データまたはトルク指令データと駆動手段の
温度との関係、駆動手段に定格電流を連続して供給した
ときの駆動手段の温度の変化を表した温度曲線および温
度曲線の傾きθと送り軸の加減速時定数Ｔとの関係を予
め実験などによって求め、記憶設定する。また、各送り
軸モータ３やモータ駆動アンプ１７のサイズを表すパラ
メータ等も記憶設定する。温度データ演算部２１は、サ
ーボ制御部１５から取り出した電流データまたはトルク
指令データを、データ記憶部１９から取り出した電流デ
ータまたはトルク指令データと駆動手段の温度との関係
に照らして、刻々の駆動手段の温度を予測演算し、図５
に示した温度曲線（１）や（２）を得る。In the data storage unit 19, the acceleration / deceleration time constant T 0 of the feed shaft suitable for the mechanical device 1, the relationship between the current data or torque command data fetched from the servo control unit 15 and the temperature of the driving means, and the driving means are rated. The relationship between the temperature curve showing the change of the temperature of the driving means when the current is continuously supplied and the inclination θ of the temperature curve and the acceleration / deceleration time constant T of the feed shaft is previously obtained by an experiment or the like and is stored and set. In addition, parameters indicating the sizes of the feed shaft motors 3 and the motor drive amplifiers 17 are also stored and set. The temperature data calculation unit 21 drives the current data or the torque command data extracted from the servo control unit 15 in accordance with the relation between the current data or the torque command data extracted from the data storage unit 19 and the temperature of the driving means. The temperature of the means is predicted and calculated, and FIG.
The temperature curves (1) and (2) shown in are obtained.
【００２１】加減速時定数演算部２３は、温度データ演
算部２１からの演算結果を受けて、刻々の状態に合った
送り軸の加減速時定数をデータ記憶部１９に記憶してあ
る図６に示した温度曲線の傾きθと加減速時定数Ｔとの
関係から演算し、出力する。加減速時定数指令部２５
は、加減速時定数演算部２３から出力された刻々の状態
に合った送り軸の加減速時定数を機械装置１の動作の進
捗にタイミングを合わせて補間・加減速制御部１３へ指
令する。なお、制御の初期においては、データ記憶部１
９から補間・加減速制御部１３へ予め設定した送り軸の
加減速時定数Ｔ0 が直接送出される。The acceleration / deceleration time constant calculation unit 23 receives the calculation result from the temperature data calculation unit 21, and stores the acceleration / deceleration time constant of the feed axis in the data storage unit 19 in accordance with each moment. It is calculated from the relationship between the inclination θ of the temperature curve and the acceleration / deceleration time constant T shown in and output. Acceleration / deceleration time constant command section 25
Instructs the interpolation / acceleration / deceleration control unit 13 to adjust the acceleration / deceleration time constant of the feed axis, which is output from the acceleration / deceleration time constant calculation unit 23, in time with the progress of the operation of the mechanical device 1. In the initial stage of control, the data storage unit 1
The preset acceleration / deceleration time constant T 0 of the feed axis is directly sent from 9 to the interpolation / acceleration / deceleration control unit 13.
【００２２】次に、図２を参照して第２の実施の形態の
構成を説明する。ＮＣプログラム５から機械装置１の送
り軸モータ３を駆動制御するまでの通常の制御は、前述
の第１の実施の形態の構成と同じなので、異なる構成だ
けを説明する。データ記憶部３１に、機械装置１に適合
した送り軸の加減速時定数Ｔ0 、その送り軸の駆動手段
の単位時間当たりの許容加減速回数および単位時間当た
りの加減速回数Ｎと送り軸の加減速時定数Ｔとの関係を
予め実験などによって求め、記憶設定する。また、必要
に応じて加工すべきワーク重量を記憶設定したり、各送
り軸モータ３やモータ駆動アンプ１７のサイズを表わす
パラメータ等も記憶設定する。Next, the configuration of the second embodiment will be described with reference to FIG. The normal control from the NC program 5 to the drive control of the feed shaft motor 3 of the mechanical device 1 is the same as the configuration of the first embodiment described above, so only the different configuration will be described. The data storage unit 31 stores the acceleration / deceleration time constant T 0 of the feed shaft, the allowable acceleration / deceleration count per unit time of the drive means of the feed shaft, and the acceleration / deceleration count N per unit time of the feed shaft, and the feed shaft. The relationship with the acceleration / deceleration time constant T is obtained in advance by experiments or the like, and stored and set. In addition, the weight of the work to be machined is stored and set as necessary, and the parameters representing the sizes of the feed shaft motors 3 and the motor drive amplifiers 17 are also stored and set.
【００２３】温度データ演算部３３は、送り軸の駆動手
段の温度データを予測演算するのであるが、駆動手段の
温度と相関関係にある単位時間当たりの送り軸の加減速
回数Ｎに着目し、この単位時間当たりの加減速回数Ｎを
温度データとして計数し、演算する。このとき、単位時
間当たりの加減速回数Ｎは、プログラム実行指令部１１
から動作の進行に応じて補間・加減速制御部１３へ送出
されるプログラムデータと同じプログラムデータを受け
取り、計数されるのである。プログラムデータをプログ
ラム実行指令部１１から受け取ることに代えて、プログ
ラム読取解釈部７で予め先読みされたプログラムデータ
を受け取ってもよい。図２の破線矢印はこのことを表し
ている。The temperature data calculation unit 33 predicts and calculates temperature data of the drive means of the feed shaft. Paying attention to the number N of times of acceleration / deceleration of the feed shaft per unit time, which has a correlation with the temperature of the drive means, The number N of accelerations / decelerations per unit time is counted and calculated as temperature data. At this time, the number N of accelerations / decelerations per unit time is determined by the program execution command unit 11
From the above, the same program data as the program data sent to the interpolation / acceleration / deceleration control unit 13 according to the progress of the operation is received and counted. Instead of receiving the program data from the program execution commanding unit 11, the program reading and interpreting unit 7 may receive the program data preread in advance. This is indicated by the dashed arrow in FIG.
【００２４】加減速時定数演算部３５は、温度データ演
算部３３からの演算結果を受けて、刻々の状態に適合し
た送り軸の加減速時定数Ｔをデータ記憶部１９に記憶し
てある図８に示した単位時間当たりの加減速回数Ｎと加
減速時定数Ｔとの関係から演算し、出力する。加減速時
定数指令部３７は、加減速時定数演算部３５から出力さ
れた刻々の状態に合った送り軸の加減速時定数を機械装
置１の動作の進捗にタイミングを合わせて補間・加減速
制御部１３へ指令する。なお、制御の初期においては、
データ記憶部３１から補間・加減速制御部１３へ予め設
定した送り軸の加減速時定数Ｔ0 が直接送出される。The acceleration / deceleration time constant calculation unit 35 receives the calculation result from the temperature data calculation unit 33 and stores in the data storage unit 19 the acceleration / deceleration time constant T of the feed axis which is suitable for every moment. It is calculated from the relationship between the acceleration / deceleration number N per unit time and the acceleration / deceleration time constant T shown in 8 and is output. The acceleration / deceleration time constant command unit 37 interpolates / accelerates / decelerates the acceleration / deceleration time constant of the feed axis, which is output from the acceleration / deceleration time constant calculation unit 35, in accordance with the momentary state, in accordance with the progress of the operation of the machine device 1. The controller 13 is instructed. At the beginning of control,
The preset acceleration / deceleration time constant T 0 of the feed axis is directly sent from the data storage unit 31 to the interpolation / acceleration / deceleration control unit 13.
【００２５】次に、図３を参照して第３の実施の形態の
構成を説明する。ＮＣプログラム５から機械装置１の送
り軸モータ３を駆動制御するまでの通常の制御は、前述
の第１の実施の形態の構成と同じであるので異なる構成
だけを説明する。データ記憶部４１に、機械装置１に適
合した送り軸の加減速時定数Ｔ0 、送り軸モータ３また
はモータ駆動アンプ１７の許容される所定の温度および
後述する温度検出センサ４３の検出温度と駆動手段の実
温度データとの関係を予め実験などによって求め、記憶
設定する。また、各送り軸モータ３やモータ駆動アンプ
１７のサイズを表わすパラメータ等も記憶設定する。温
度検出センサ４３が送り軸の駆動手段、具体的には送り
軸モータ３またはモータ駆動アンプ１７に設けられ、発
熱による温度を検出し、検出した温度データを温度デー
タ演算部４５に送出する。Next, the configuration of the third embodiment will be described with reference to FIG. The normal control from the NC program 5 to the drive control of the feed shaft motor 3 of the mechanical device 1 is the same as the configuration of the first embodiment described above, so only the different configuration will be described. In the data storage unit 41, the acceleration / deceleration time constant T 0 of the feed shaft suitable for the machine device 1, the predetermined temperature allowed by the feed shaft motor 3 or the motor drive amplifier 17, the temperature detected by the temperature detection sensor 43 described later, and the drive The relationship with the actual temperature data of the means is obtained in advance by experiments or the like, and stored and set. In addition, parameters indicating the sizes of the feed shaft motors 3 and the motor drive amplifiers 17 are also stored and set. The temperature detection sensor 43 is provided in the drive means of the feed shaft, specifically, the feed shaft motor 3 or the motor drive amplifier 17, detects the temperature due to heat generation, and sends the detected temperature data to the temperature data calculator 45.
【００２６】温度データ演算部４５は、温度検出センサ
４３から受け取った温度データから実際の駆動手段の温
度をデータ記憶部４１に予め記憶されている検出した温
度データと実温度との関係から演算する。加減速時定数
演算部４７は、温度データ演算部４５からの駆動手段の
実際の温度データを取り込み、データ記憶部４１から駆
動手段の許容される所定の温度データを取り込み、両者
を比較して、比較結果に応じて送り軸の加減速時定数を
演算して出力する。加減速時定数指令部４９は、加減速
時定数演算部４７から出力された刻々の状態に合った送
り軸の加減速時定数を機械装置１の動作の進捗にタイミ
ングを合わせて補間・加減速制御部１３へ指令する。な
お、制御の初期においては、データ記憶部４１から補間
・加減速制御部１３へ予め設定した送り軸の加減速時定
数Ｔ0 が直接送出される。The temperature data calculation unit 45 calculates the actual temperature of the driving means from the temperature data received from the temperature detection sensor 43 from the relationship between the detected temperature data previously stored in the data storage unit 41 and the actual temperature. . The acceleration / deceleration time constant calculation unit 47 fetches the actual temperature data of the driving means from the temperature data calculation unit 45, fetches the predetermined temperature data of the driving means accepted from the data storage unit 41, and compares both, The acceleration / deceleration time constant of the feed axis is calculated and output according to the comparison result. The acceleration / deceleration time constant command unit 49 interpolates and accelerates / decelerates the acceleration / deceleration time constant of the feed axis, which is output from the acceleration / deceleration time constant calculation unit 47, in accordance with the momentary state according to the progress of the operation of the machine device 1. The controller 13 is instructed. In the initial stage of control, the preset acceleration / deceleration time constant T 0 of the feed axis is directly sent from the data storage unit 41 to the interpolation / acceleration / deceleration control unit 13.
【００２７】次に図４を参照して第１の実施の形態の具
体的制御方法を説明する。まず、データ記憶部１９に必
要データを設定する（ステップＳ１）。必要データと
は、図１の構成の説明で述べた通り、機械装置１に適合
した送り軸の加減速時定数Ｔ0、サーボ制御部１５から
取り出す電流データまたはトルク指令データと駆動手段
の温度との関係、駆動手段に定格電流を連続して供給し
たときの駆動手段の温度の変化を表した温度曲線（図５
参照）、温度曲線の傾きθと送り軸の加減速時定数Ｔと
の関係および各送り軸モータ３やモータ駆動アンプ１７
のサイズを表すパラメータのことである。これらは予め
実験等によって求め、機械装置１の製造の段階で予め記
憶、設定しておく。機械装置１をＮＣプログラム５で運
転させたとき、サーボ制御部１５から電流データまたは
トルク指令データを逐次温度データ演算部２１に取り込
む（ステップＳ２）。Next, a specific control method of the first embodiment will be described with reference to FIG. First, necessary data is set in the data storage unit 19 (step S1). As described in the description of the configuration of FIG. 1, the necessary data includes the acceleration / deceleration time constant T 0 of the feed shaft adapted to the mechanical device 1, the current data or torque command data extracted from the servo control unit 15, and the temperature of the driving means. Relationship, the temperature curve showing the change of the temperature of the driving means when the rated current is continuously supplied to the driving means (see FIG. 5).
), The relationship between the inclination θ of the temperature curve and the acceleration / deceleration time constant T of the feed axis, the feed axis motor 3 and the motor drive amplifier 17
Is a parameter that represents the size of. These are obtained in advance by experiments or the like, and are stored and set in advance at the stage of manufacturing the mechanical device 1. When the mechanical device 1 is operated by the NC program 5, current data or torque command data is sequentially fetched from the servo controller 15 to the temperature data calculator 21 (step S2).
【００２８】温度データ演算部２１は、電流データまた
はトルク指令データをデータ記憶部１９に記憶されてい
る電流データまたはトルク指令データと駆動手段の温度
との関係に照らして、刻々の駆動手段の温度を予測演算
して時間経過に対する駆動手段の温度曲線、例えば図６
の温度曲線（１）、（２）を作成する（ステップＳ
３）。 加減速時定数演算部２３は、刻々作成した温度
曲線の傾きθ（温度曲線（１）の場合θ1 、温度曲線
（２）の場合θ2 ）と、ステップＳ１で設定してある定
格電流時の温度曲線の同温度（図５の温度ＭＴ1 ）にお
ける傾きθ0 とを比較し（ステップＳ４）、比較した結
果を図６に示す温度曲線の傾きθと送り軸の加減速時定
数Ｔとの関係に当てはめる。The temperature data calculation unit 21 compares the current data or the torque command data with the temperature of the driving unit in accordance with the relationship between the current data or the torque command data stored in the data storage unit 19 and the temperature of the driving unit. The temperature curve of the driving means with respect to the elapse of time, for example, as shown in FIG.
Temperature curves (1) and (2) are created (step S
3). The acceleration / deceleration time constant calculation unit 23 calculates the slope θ of the temperature curve created every moment (θ 1 in the case of the temperature curve (1), θ 2 in the case of the temperature curve (2)) and the rated current set in step S1. 6 is compared with the inclination θ 0 of the temperature curve at the same temperature (temperature MT 1 in FIG. 5) (step S4), and the comparison result is compared with the inclination θ of the temperature curve and the acceleration / deceleration time constant T of the feed axis shown in FIG. Apply to the relationship.
【００２９】θ＞θ0 のとき（θ＝θ1 のようにステッ
プＳ５のＹＥＳの場合）は、図６の関係からＴ0 より大
きな加減速時定数を演算し（ステップＳ６）、加減速時
定数指令部２５を介して補間・加減速制御部１３へ出力
する（ステップＳ７）。θ＜θ0 のとき（θ＝θ2 のよ
うにステップＳ５のＮＯの場合）は、ステップＳ１で設
定してある送り軸の加減速時定数Ｔ0 を加減速時定数指
令部２５を介してそのまま補間・加減速制御部１３へ送
出する（ステップＳ８）。図６において、送り軸の加減
速時定数Ｔは上限値ＴMAX を有しており、この値は加減
速を繰り返し連続して行わせても絶対に駆動手段がオー
バーヒートしない加減速時定数のことであり、ＴMAX に
対応する温度曲線の最小の傾きθP が存在する。つま
り、θがθP より大きい範囲ではＴはＴMAX となる。な
お、駆動手段の温度曲線とは、図５のような形式のほ
か、時間ｔと傾きθとの関係を所定の時間間隔で数表化
した形式のものもある。When θ> θ 0 (when θ = θ 1 and YES in step S5), an acceleration / deceleration time constant larger than T 0 is calculated from the relationship of FIG. 6 (step S6), and acceleration / deceleration time is calculated. The data is output to the interpolation / acceleration / deceleration control unit 13 via the constant command unit 25 (step S7). When θ <θ 0 (when NO in step S5 as in θ = θ 2 ), the acceleration / deceleration time constant T 0 of the feed axis set in step S1 is set via the acceleration / deceleration time constant command unit 25. It is sent to the interpolation / acceleration / deceleration control unit 13 as it is (step S8). In FIG. 6, the acceleration / deceleration time constant T of the feed axis has an upper limit value T MAX , and this value is an acceleration / deceleration time constant at which the driving means never overheats even when the acceleration / deceleration is repeatedly performed continuously. And there is a minimum slope θ P of the temperature curve corresponding to T MAX . That is, T becomes T MAX in the range where θ is larger than θ P. The temperature curve of the driving means may be in the form shown in FIG. 5 or in a form in which the relationship between the time t and the inclination θ is represented by a predetermined time interval.
【００３０】次に図７を参照して第２の実施の形態の具
体的制御方法を説明する。まず、データ記憶部３１に必
要データを設定する（ステップＳ１０１）。必要データ
とは、図２の構成の説明で述べた通り、機械装置１に適
合した送り軸の加減速時定数Ｔ0 、その送り軸の駆動手
段の単位時間当たりの許容加減速回数、単位時間当たり
の加減速回数Ｎと送り軸の加減速時定数Ｔとの関係、加
工すべきワークの重量および各送り軸モータ３やモータ
駆動アンプ１７のサイズを表わすパラメータのことであ
る。これらは予め実験等によって求め、機械装置１の製
造の段階で予め記憶設定しておく。機械装置１をＮＣプ
ログラム５で運転させたとき、プログラム読取解釈部７
またはプログラム実行指令部１１から出力されるプログ
ラムデータを温度データ演算部３３へ取り込む（ステッ
プＳ１０２）。Next, a specific control method of the second embodiment will be described with reference to FIG. First, necessary data is set in the data storage unit 31 (step S101). As described in the explanation of the configuration of FIG. 2, the necessary data are the acceleration / deceleration time constant T 0 of the feed axis adapted to the mechanical device 1, the permissible number of acceleration / decelerations per unit time of the drive means of the feed axis, and the unit time. It is a parameter indicating the relationship between the acceleration / deceleration number N per hit and the acceleration / deceleration time constant T of the feed shaft, the weight of the workpiece to be machined, and the size of each feed shaft motor 3 and motor drive amplifier 17. These are obtained in advance by experiments or the like, and are stored and set in advance at the stage of manufacturing the mechanical device 1. When the mechanical device 1 is operated by the NC program 5, the program reading and interpreting unit 7
Alternatively, the program data output from the program execution instruction unit 11 is loaded into the temperature data calculation unit 33 (step S102).
【００３１】温度データ演算部３３では、読み込んだプ
ログラムデータから駆動手段の単位時間当たりの加減速
回数を計数する（ステップＳ１０３）。加減速時定数演
算部３５は、計数結果を受けて、データ記憶部３１から
取り込んだその送り軸の駆動手段の単位時間当たりの許
容加減速回数と比較し（ステップＳ１０４）、計数した
加減速回数が許容加減速回数を越えているとき（ステッ
プＳ１０５のＹＥＳの場合）は、データ記憶部３１から
取り込んだ図８の単位時間当たりの加減速回数Ｎと送り
軸の加減速時定数Ｔとの関係から、そのときの送り軸に
合った加減速時定数Ｔを演算する（ステップＳ１０
６）。そして、演算した加減速時定数を加減速時定数指
令部３７を介して補間・加減速制御部１３へ出力する
（ステップＳ１０７）。ステップＳ１０５においてＮＯ
の場合、すなわち、計数した加減速回数が許容加減速回
数以下の場合は、ステップＳ１０１で設定してある送り
軸の加減速時定数Ｔ0 を加減速時定数指令部３７を介し
てそのまま補間・加減速制御部１３へ送出する（ステッ
プＳ１０８）。The temperature data calculation unit 33 counts the number of times of acceleration / deceleration per unit time of the driving means from the read program data (step S103). The acceleration / deceleration time constant calculation unit 35 receives the counting result, compares it with the allowable acceleration / deceleration number per unit time of the driving means of the feed axis, which is fetched from the data storage unit 31 (step S104), and counts the acceleration / deceleration number. Is above the allowable number of accelerations / decelerations (YES in step S105), the relationship between the number of accelerations / decelerations N per unit time and the acceleration / deceleration time constant T of the feed axis in FIG. From this, the acceleration / deceleration time constant T that matches the feed axis at that time is calculated (step S10).
6). Then, the calculated acceleration / deceleration time constant is output to the interpolation / acceleration / deceleration control unit 13 via the acceleration / deceleration time constant command unit 37 (step S107). NO in step S105
In the case of, that is, when the counted number of accelerations / decelerations is equal to or less than the allowable number of accelerations / decelerations, the acceleration / deceleration time constant T 0 of the feed axis set in step S101 is directly interpolated via the acceleration / deceleration time constant command unit 37. The data is sent to the acceleration / deceleration control unit 13 (step S108).
【００３２】図８において、送り軸の加減速時定数Ｔは
上限値ＴMAX を有しており、この値は加減速を繰り返し
連続して行わせても駆動手段がオーバーヒートしない加
減速時定数のことであり、ＴMAX に対応する単位時間当
たりの最小の加減速回数ＮPが存在する。つまり、Ｎが
ＮP より大きい範囲ではＴはＴMAX となる。なお、本実
施の形態では駆動手段の温度と単位時間当たりの加減速
回数とは相関関係があることに着目し、温度データ演算
部３３で温度データとしてこの単位時間当たりの加減速
回数を計数することは、温度データを演算することと等
価であるとしている。もちろん、この計数した単位時間
当たりの加減速回数と、データ記憶部３１に予め記憶設
定してあるそのときの加工すべきワークの重量とから駆
動手段の温度を予測演算によって求め、前述の第１の実
施の形態と同様の方法で送り軸の加減速時定数の制御を
行ってもよい。In FIG. 8, the acceleration / deceleration time constant T of the feed axis has an upper limit value T MAX , which is a value of the acceleration / deceleration time constant at which the driving means does not overheat even if the acceleration / deceleration is repeatedly performed. That is, there is a minimum number of acceleration / deceleration times N P per unit time corresponding to T MAX . That is, T becomes T MAX in the range where N is larger than N P. Note that in the present embodiment, attention is paid to the fact that there is a correlation between the temperature of the driving means and the number of accelerations / decelerations per unit time, and the temperature data calculator 33 counts the number of accelerations / decelerations per unit time as temperature data. This is equivalent to calculating temperature data. Of course, the temperature of the driving means is obtained by the predictive calculation from the counted number of times of acceleration / deceleration per unit time and the weight of the workpiece to be machined, which is stored in advance in the data storage unit 31, and the above-mentioned first The acceleration / deceleration time constant of the feed shaft may be controlled by the same method as in the above embodiment.
【００３３】次に図９を参照して第３の実施の形態の具
体的制御方法を説明する。まず、データ記憶部４１に必
要データを設定する（ステップＳ２０１）。必要データ
とは、図３の構成の説明で述べた通り、機械装置１に適
合した送り軸の加減速時定数Ｔ0 、送り軸モータ３また
はモータ駆動アンプ１７の許容される所定の温度、温度
検出センサ４３の検出温度データと駆動手段の実温度と
の関係および各送り軸モータ３やモータ駆動アンプ１７
のサイズを表すパラメータのことである。これらは予め
実験等によって求め、機械装置１の製造の段階で予め記
憶設定しておく。機械装置１をＮＣプログラム５で運転
させたとき、駆動手段の温度を温度検出センサ４３で検
出し（ステップＳ２０２）、検出した温度データを温度
データ演算部４５へ送出する。Next, a specific control method of the third embodiment will be described with reference to FIG. First, necessary data is set in the data storage unit 41 (step S201). As described in the description of the configuration of FIG. 3, the necessary data are the acceleration / deceleration time constant T 0 of the feed shaft adapted to the mechanical device 1, the predetermined temperature and temperature allowed by the feed shaft motor 3 or the motor drive amplifier 17. The relationship between the temperature data detected by the detection sensor 43 and the actual temperature of the driving means, and each feed shaft motor 3 and motor drive amplifier 17
Is a parameter that represents the size of. These are obtained in advance by experiments or the like, and are stored and set in advance at the stage of manufacturing the mechanical device 1. When the mechanical device 1 is operated by the NC program 5, the temperature of the driving means is detected by the temperature detection sensor 43 (step S202), and the detected temperature data is sent to the temperature data calculator 45.
【００３４】温度データ演算部４５は、データ記憶部４
１から取り込んだ検出温度データと駆動手段の実温度デ
ータとの関係を用い、検出した温度データから駆動手段
の温度データを演算する（ステップＳ２０３）。加減速
時定数演算部４７は、この演算した駆動手段の温度デー
タとデータ記憶部４１から取り込んだ図１０に示すよう
な許容される所定の温度データＭＴa とを比較する（ス
テップＳ２０４）。通常、この許容される所定の温度デ
ータＭＴa は、駆動手段がサーマルアラームになる上限
温度より低い温度で、かつ、定格電流時の温度曲線より
高い温度に設定される。The temperature data calculation unit 45 includes a data storage unit 4
Using the relationship between the detected temperature data acquired from 1 and the actual temperature data of the driving means, the temperature data of the driving means is calculated from the detected temperature data (step S203). The acceleration / deceleration time constant calculation unit 47 compares the calculated temperature data of the driving means with the predetermined temperature data MTa which is fetched from the data storage unit 41 and is allowed as shown in FIG. 10 (step S204). Usually, the allowable predetermined temperature data MTa is set to a temperature lower than the upper limit temperature at which the driving means becomes a thermal alarm and higher than the temperature curve at the rated current.
【００３５】そして、演算した温度データが許容される
所定の温度データＭＴa より大きいとき（ステップＳ２
０５でＹＥＳの場合）は、その送り軸の加減速時定数を
予め設定された所定量だけ大きくする演算を行い（ステ
ップＳ２０６）、その演算結果を加減速時定数指令部４
９を介して補間・加減速制御部１３へ出力する（ステッ
プＳ２０７）。ステップＳ２０５がＮＯの場合、すなわ
ち、演算した温度データが許容される所定の温度データ
ＭＴa 以下の場合は、ステップＳ２０１で設定してある
送り軸の加減速時定数Ｔ0 を加減速時定数指令部４９を
介してそのまま補間・加減速制御部１３へ送出する（ス
テップＳ２０８）。ステップＳ２０６で加減速時定数を
大きくする演算で用いる所定量の値は、ステップＳ２０
１で予めデータ記憶部４１に予め記憶設定しておくので
ある。When the calculated temperature data is larger than the allowable predetermined temperature data MTa (step S2
If YES in 05), a calculation is performed to increase the acceleration / deceleration time constant of the feed axis by a preset predetermined amount (step S206), and the calculation result is used as the acceleration / deceleration time constant command unit 4
It is output to the interpolation / acceleration / deceleration control unit 13 via 9 (step S207). If NO in step S205, that is, if the calculated temperature data is equal to or less than the allowable temperature data MTa, the acceleration / deceleration time constant T 0 of the feed axis set in step S201 is set to the acceleration / deceleration time constant command unit. It is sent to the interpolation / acceleration / deceleration control unit 13 as it is via 49 (step S208). The value of the predetermined amount used in the calculation for increasing the acceleration / deceleration time constant in step S206 is
In step 1, the data storage unit 41 is stored and set in advance.
【００３６】以上説明した３つの実施の形態のいずれの
構成によっても、最終的には刻々の駆動手段の温度状態
に応じて送り軸の加減速時定数が自動的に適正値に制御
され、決して駆動手段がオーバーヒートすることはな
い。In any of the configurations of the three embodiments described above, finally, the acceleration / deceleration time constant of the feed shaft is automatically controlled to an appropriate value in accordance with the temperature state of the driving means every moment. The drive means will not overheat.
【００３７】[0037]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、各
種の方法で、使用中の機械装置の送り軸の駆動手段の温
度データを演算し、許容される所定の温度データと比較
し、比較結果に応じて送り軸の加減速時定数を制御する
ようにしたので、送り軸の指令送り速度を変更すること
なく駆動手段のオーバーヒートが未然に防止できる。送
り軸の加減速時定数を変更し、指令送り速度を変更しな
いので、工作機械、レーザ加工機、パンチプレス、産業
用ロボット等の機械装置の動作が、従来装置の送り速度
を変更するものに比べて速くなっている。例えば数値制
御工作機械にあっては、ワークの加工時間をほとんど増
やさずに加工できるのである。つまり、機械装置の動作
能率の低下はほとんど発生しない。そして、送り軸の加
減速時定数の変更、制御は自動的に行われるので、予め
プログラマーが駆動手段のオーバーヒートのことを考慮
することなくプログラミングでき、従来の時間に余裕を
持たせた数値制御プログラムと比較して、機械装置の動
作時間が格段に短縮した。これまた、機械装置の稼働能
率向上に寄与している。更に、オーバーヒートを考慮し
て必要以上に容量の大きな駆動手段を採用する必要もな
く、経済的効果も大きい。As described above, according to the present invention, the temperature data of the drive means of the feed shaft of the mechanical device in use is calculated by various methods and compared with the predetermined temperature data which is allowed. Since the acceleration / deceleration time constant of the feed shaft is controlled according to the comparison result, overheating of the drive means can be prevented in advance without changing the command feed speed of the feed shaft. Since the feed axis acceleration / deceleration time constant is changed and the commanded feed speed is not changed, the operation of machine tools such as machine tools, laser processing machines, punch presses, and industrial robots can be changed to those that change the feed speed of conventional equipment. It's faster than that. For example, in a numerically controlled machine tool, it is possible to machine a workpiece with almost no increase in machining time. That is, there is almost no decrease in the operating efficiency of the mechanical device. Then, since the change and control of the acceleration / deceleration time constant of the feed axis are automatically performed, the programmer can program in advance without considering the overheating of the driving means, and the conventional numerical control program with time allowance. Compared with, the operating time of the mechanical device was significantly shortened. This also contributes to improving the operating efficiency of the mechanical device. Further, in consideration of overheating, it is not necessary to adopt a driving means having a capacity larger than necessary, and the economical effect is large.
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す数値制御によ
る機械装置の構成ブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a configuration of a mechanical device by numerical control according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第２の実施の形態を示す数値制御によ
る機械装置の構成ブロック図である。FIG. 2 is a configuration block diagram of a mechanical device by numerical control according to a second embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第３の実施の形態を示す数値制御によ
る機械装置の構成ブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a mechanical device under numerical control according to a third embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第１の実施の形態の制御方法を示すフ
ローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing a control method according to the first embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第１の実施の形態において作成する送
り軸モータまたはモータ駆動アンプの温度曲線を示した
グラフである。FIG. 5 is a graph showing a temperature curve of a feed shaft motor or a motor drive amplifier created in the first embodiment of the present invention.
【図６】本発明の第１の実施の形態における温度曲線の
傾きθと加減速時定数Ｔとの関係を示したグラフであ
る。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the slope θ of the temperature curve and the acceleration / deceleration time constant T in the first embodiment of the invention.
【図７】本発明の第２の実施の形態の制御方法を示すフ
ローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing a control method according to the second embodiment of the present invention.
【図８】本発明の第２の実施の形態における単位時間当
たりの加減速回数Ｎと加減速時定数Ｔとの関係を示した
グラフである。FIG. 8 is a graph showing a relationship between an acceleration / deceleration number N per unit time and an acceleration / deceleration time constant T in the second embodiment of the present invention.
【図９】本発明の第３の実施の形態の制御方法を示すフ
ローチャートである。FIG. 9 is a flowchart showing a control method according to a third embodiment of the present invention.
【図１０】本発明の第３の実施の形態における送り軸モ
ータまたはモータ駆動アンプの許容される所定の温度Ｍ
Ｔａを示したグラフである。FIG. 10 is a predetermined allowable temperature M of the feed shaft motor or the motor drive amplifier in the third embodiment of the invention.
It is a graph showing Ta.
１ 機械装置 ３ 送り軸モータ ５ ＮＣプログラム ７ プログラム読取解釈部 ９ 解釈済みプログラム記憶部 １１ プログラム実行指令部 １３ 補間・加減速制御部 １５ サーボ制御部 １７ モータ駆動アンプ １９，３１，４１ データ記憶部 ２１，３３，４５ モータ温度演算部 ２３，３５，４７ 加減速時定数演算部 ２５，３７，４９ 加減速時定数指令部 ４３ 温度検出センサ 1 Mechanical Device 3 Feed Axis Motor 5 NC Program 7 Program Read Interpretation Section 9 Interpreted Program Storage Section 11 Program Execution Command Section 13 Interpolation / Acceleration / Deceleration Control Section 15 Servo Control Section 17 Motor Drive Amplifier 19, 31, 41 Data Storage Section 21 , 33, 45 Motor temperature calculation unit 23, 35, 47 Acceleration / deceleration time constant calculation unit 25, 37, 49 Acceleration / deceleration time constant command unit 43 Temperature detection sensor
Claims (6)
だ数値制御プログラムを実行指令部、補間部およびサー
ボ制御部を介して少なくとも１つの送り軸のモータを駆
動制御する数値制御による機械装置の制御方法におい
て、 前記送り軸の加減速時定数およびその送り軸の駆動手段
の許容される所定の温度データ等を予め設定し、 前記数値制御における制御データに基づいて前記駆動手
段の温度を予測演算して温度データを作成し、 前記予め設定した駆動手段の許容される所定の温度デー
タと前記作成した駆動手段の温度データとを比較し、 前記比較した結果に応じて前記送り軸の加減速時定数を
制御するようにしたことを特徴とする数値制御による機
械装置の制御方法。1. Control of a mechanical device by numerical control for driving and controlling a motor of at least one feed axis through an execution command unit, an interpolation unit and a servo control unit by executing a numerical control program read from a reading interpretation unit of the numerical control device. In the method, the acceleration / deceleration time constant of the feed axis and the predetermined temperature data that is allowable for the drive means of the feed axis are preset, and the temperature of the drive means is predicted and calculated based on the control data in the numerical control. Temperature data is created by comparing the temperature data of the preset driving means with the predetermined temperature data of the preset driving means, and the acceleration / deceleration time constant of the feed shaft is determined according to the result of the comparison. A method for controlling a mechanical device by numerical control, characterized in that the control is performed.
だ数値制御プログラムを実行指令部、補間部およびサー
ボ制御部を介して少なくとも１つの送り軸のモータを駆
動制御する数値制御による機械装置の制御方法におい
て、 前記送り軸の加減速時定数およびその送り軸の駆動手段
の定格電流で使用したときの温度曲線等のデータを予め
設定し、 前記サーボ制御部から前記駆動手段へ出力される電流デ
ータまたはトルク指令データを取り込み、その電流デー
タまたはトルク指令データから駆動手段の温度曲線のデ
ータを作成し、 前記作成した駆動手段の温度曲線の傾きと前記予め設定
した駆動手段の定格電流で使用したときの温度曲線の傾
きとを比較し、 前記作成した駆動手段の温度曲線の傾きが前記定格電流
で使用したときの温度曲線の傾きより大きい場合は、前
記予め設定した温度曲線の傾き（θ）と加減速時定数
（Ｔ）との関係から、前記送り軸の加減速時定数を演算
し、前記送り軸の加減速時定数を制御するようにしたこ
とを特徴とする数値制御による機械装置の制御方法。2. A control of a mechanical device by numerical control for driving and controlling a motor of at least one feed axis through an execution command unit, an interpolation unit and a servo control unit by executing a numerical control program read from a reading interpretation unit of the numerical control device. In the method, the acceleration / deceleration time constant of the feed axis and data such as a temperature curve when used at the rated current of the drive means of the feed axis are preset, and current data output from the servo control unit to the drive means. Alternatively, when the torque command data is fetched, the temperature curve data of the driving means is created from the current data or the torque command data, and the inclination of the temperature curve of the created driving means and the preset rated current of the driving means are used. The slope of the temperature curve of the driving means created above is compared with the slope of the temperature curve of If it is larger than the predetermined value, the acceleration / deceleration time constant of the feed axis is calculated from the relationship between the preset temperature curve gradient (θ) and the acceleration / deceleration time constant (T), and the acceleration / deceleration time constant of the feed axis is calculated. A method for controlling a mechanical device by numerical control, characterized in that the control is performed.
だ数値制御プログラムを実行指令部、補間部およびサー
ボ制御部を介して少なくとも１つの送り軸のモータを駆
動制御する数値制御による機械装置の制御方法におい
て、 前記送り軸の加減速時定数およびその送り軸の駆動手段
の許容される単位時間当たりの加減速回数等のデータを
予め設定し、 前記数値制御装置の読取解釈部または実行指令部から出
力されるプログラムデータを取り込み、前記駆動手段の
単位時間当たりの加減速回数を計数し、 前記計数した駆動手段の単位時間当たりの加減速回数と
前記予め設定した許容される単位時間当たりの加減速回
数とを比較し、 前記計数した加減速回数が前記許容される加減速回数を
越えている場合は、前記予め設定した単位時間当りの加
減速回数（Ｎ）と加減速時定数（Ｔ）との関係から、前
記送り軸の加減速時定数を演算し、前記送り軸の加減速
時定数を制御するようにしたことを特徴とする数値制御
による機械装置の制御方法。3. Control of a mechanical device by numerical control for driving and controlling a motor of at least one feed axis through an execution command unit, an interpolation unit and a servo control unit by executing a numerical control program read from a reading interpretation unit of the numerical control device. In the method, presetting data such as the acceleration / deceleration time constant of the feed axis and the permissible acceleration / deceleration frequency per unit time of the drive means of the feed axis, from the reading interpretation unit or the execution command unit of the numerical control device. The output program data is taken in, the number of acceleration / decelerations per unit time of the driving means is counted, and the counted number of accelerations / decelerations per unit time of the driving means and the preset permissible acceleration / deceleration per unit time. When the counted number of accelerations / decelerations exceeds the allowable number of accelerations / decelerations, the acceleration / deceleration per unit time set in advance is compared. A numerical value characterized in that the acceleration / deceleration time constant of the feed axis is calculated from the relationship between the number of speeds (N) and the acceleration / deceleration time constant (T), and the acceleration / deceleration time constant of the feed axis is controlled. A method of controlling a mechanical device by control.
だ数値制御プログラムを実行指令部、補間部およびサー
ボ制御部を介して少なくとも１つの送り軸のモータを駆
動制御する数値制御による機械装置の制御方法におい
て、 前記送り軸の加減速時定数およびその送り軸の駆動手段
の許容される所定の温度データ等を予め設定し、 前記駆動手段の温度を検出し、 前記予め設定した駆動手段の許容される所定の温度デー
タと前記検出した駆動手段の温度データとを比較し、 前記検出した駆動手段の温度データが、前記予め設定し
た駆動手段の許容される所定の温度データより高い場合
は、その送り軸の加減速時定数を大きくするようにした
ことを特徴とする数値制御による機械装置の制御方法。4. Control of a mechanical device by numerical control for driving and controlling a motor of at least one feed axis through an execution command unit, an interpolation unit and a servo control unit by executing a numerical control program read from a reading and interpreting unit of the numerical control device. In the method, the acceleration / deceleration time constant of the feed shaft and the predetermined temperature data allowed by the drive means of the feed shaft are preset, the temperature of the drive means is detected, and the preset drive means is allowed. If the temperature data of the detected driving means is higher than the predetermined temperature data permitted by the preset driving means, the predetermined temperature data is compared with the detected temperature data of the driving means. A method for controlling a mechanical device by numerical control, characterized in that an acceleration / deceleration time constant of an axis is increased.
だ数値制御プログラムを実行指令部、補間部およびサー
ボ制御部を介して少なくとも１つの送り軸のモータを駆
動制御する数値制御による機械装置の制御装置におい
て、 前記送り軸の加減速時定数およびその送り軸の駆動手段
の許容される所定の温度データ等を記憶するデータ記憶
部と、 前記数値制御における制御データに基づいて前記駆動手
段の温度データを演算する温度データ演算部と、 前記温度データ演算部で演算した駆動手段の温度データ
および前記予め記憶したデータに基づいて前記送り軸の
加減速時定数を演算し、前記送り軸の加減速時定数を出
力する加減速時定数演算部と、を具備したことを特徴と
する数値制御による機械装置の制御装置。5. A control of a mechanical device by numerical control for driving and controlling a motor of at least one feed axis through an execution command unit, an interpolation unit and a servo control unit by executing a numerical control program read from a reading and interpreting unit of the numerical control device. In the device, a data storage unit that stores an acceleration / deceleration time constant of the feed axis and a predetermined temperature data that is allowed by the drive means of the feed axis, and temperature data of the drive means based on control data in the numerical control. And a temperature data calculator for calculating the acceleration / deceleration time constant of the feed axis based on the temperature data of the driving means calculated by the temperature data calculator and the previously stored data A control device for a mechanical device by numerical control, comprising: an acceleration / deceleration time constant calculation unit that outputs a constant.
だ数値制御プログラムを実行指令部、補間部およびサー
ボ制御部を介して各送り軸のモータを駆動制御する数値
制御による機械装置において、 モータ駆動アンプおよび送り軸モータ等の駆動手段から
なる複数の送り軸と、 前記送り軸に連結された機械要素および移動体等からな
る機械構造体と、 前記機械構造体の動作を制御する制御装置とで構成さ
れ、前記制御装置が、 前記送り軸の加減速時定数およびその送り軸の駆動手段
の許容される所定の温度データ等を記憶するデータ記憶
部と、 前記数値制御における制御データに基づいて前記駆動手
段の温度データを演算する温度データ演算部と、 前記温度データ演算部で演算した駆動手段の温度データ
および前記予め記憶したデータに基づいて前記送り軸の
加減速時定数を演算し、前記送り軸の加減速時定数を出
力する加減速時定数演算部と、を具備したことを特徴と
する数値制御による機械装置。6. A mechanical device by numerical control for driving and controlling a motor of each feed axis through an execution command unit, an interpolation unit and a servo control unit by executing a numerical control program loaded from a reading and interpreting unit of the numerical control device. A plurality of feed shafts including driving means such as an amplifier and a feed shaft motor; a mechanical structure including mechanical elements and a moving body connected to the feed shaft; and a controller for controlling the operation of the mechanical structure. And a data storage unit configured to store the acceleration / deceleration time constant of the feed shaft and a predetermined temperature data allowed by the drive unit of the feed shaft, and the control data in the numerical control. A temperature data calculating section for calculating temperature data of the driving means, and a temperature data calculating section for calculating the temperature data of the driving means and the previously stored data. An acceleration / deceleration time constant calculation unit for calculating an acceleration / deceleration time constant of the feed axis based on the above, and outputting the acceleration / deceleration time constant of the feed axis.
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