JPH09192974A - Controller and control method for machine tool - Google Patents

Controller and control method for machine tool

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JPH09192974A
JPH09192974A JP941496A JP941496A JPH09192974A JP H09192974 A JPH09192974 A JP H09192974A JP 941496 A JP941496 A JP 941496A JP 941496 A JP941496 A JP 941496A JP H09192974 A JPH09192974 A JP H09192974A
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JP
Japan
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origin
torque
movable part
machine tool
frictional force
Prior art date
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JP941496A
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Japanese (ja)
Inventor
Ryuji Aono
野 竜 二 青
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Shibaura Machine Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Machine Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify control in returning to origin, so as to improve machining precision by arranging a friction force generating member to be brought in contact with a projecting member and for generating friction force or friction torque as a position recognizing signal of the origin of the absolute position of a moving part or near the origin on a fixed part. SOLUTION: A dog 13 is arranged on a moving part 14, and a friction force generating member 11 is arranged on a fixed part 12. Force or torque to act on the moving part 14 in returning to origin is monitored, a part on which driving force, force other than torque or torque to be generated by servo motor 17, namely, friction force or friction torque in the reverse direction to the advancing direction of the moving part 14 to be generated by the contact of the friction generating part 11 with the dog 13 is generated is determined as the origin or the vicinity of the origin, and returning to origin is performed by applying offset to a count value of an incremental method encoder 18 in form of a software.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は工作機械の制御装置
及び制御方法に係り、特にインクリメンタル方式エンコ
ーダを備えたサーボモータを用いた工作機械における数
値制御装置等の位置決め装置の原点復帰時の制御装置及
び制御方法に関し、原点認識のための制御装置及び制御
方法の簡略化と、簡略化された原点認識のための制御装
置及び制御方法を用いた場合における加工精度の向上と
に好適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a machine tool control apparatus and control method, and more particularly to a control apparatus for returning to the origin of a positioning apparatus such as a numerical control apparatus in a machine tool using a servo motor equipped with an incremental encoder. And a control method, it is suitable for simplification of a control device and a control method for origin recognition, and improvement of machining accuracy when using the simplified control device and control method for origin recognition. .

【0002】[0002]

【従来の技術】工作機械における可動部(モータ軸等)
の速度や位置のフィードバック制御では、その位置及び
速度の検出の精度が重要であり、目的・用途に応じて種
々の方法が実用化されている。それらの方法のうちの1
つを適用した速度・位置検出装置にインクリメンタル方
式エンコーダがあり、速度信号のみならず位置信号をも
取り扱うことができ、また、ディジタル処理にも適して
いることから、様々な用途に広く用いられている。
2. Description of the Related Art Moving parts (motor shaft, etc.) in machine tools
In the feedback control of speed and position, the accuracy of the position and speed detection is important, and various methods have been put into practical use according to the purpose and application. One of those methods
There is an incremental encoder in the speed / position detection device that applies one of these, and it can handle not only speed signals but also position signals.It is also suitable for digital processing, so it is widely used in various applications. There is.

【0003】図9は、従来の工作機械の制御装置及び制
御方法における原点復帰時の制御装置及び制御方法が使
用されるインクリメンタル方式エンコーダを備えた工作
機械システムの概略構成図である。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a machine tool system equipped with an incremental encoder in which the control device and control method for returning to the origin in the conventional control device and control method for a machine tool are used.

【0004】近接感知スイッチ91が配設された固定部
92と、ドグ(dog)と呼称され、近接感知スイッチ
91に接近すると当該近接感知スイッチ91を動作させ
る突起状の装置93が配設された可動部94と、サーボ
モータ97に枢軸として備えられたボールネジ96と、
可動部94に配設され、可動部94を可動にするために
ボールネジ96を軸支するナット95と、サーボモータ
97の動作を検出するインクリメンタル方式エンコーダ
98と、インクリメンタル方式エンコーダ98からの検
出信号に応じてサーボモータ97を制御する数値制御装
置(サーボアンプ等)90と、近接感知スイッチ91か
らの信号が入力される入力部を備え、入力信号に応じた
出力信号を発生し、数値制御装置90に転送するシーケ
ンサ100と、各部を適宜接続する配線99とから構成
されている。
A fixed portion 92 provided with the proximity detection switch 91 and a projection-shaped device 93 called a dog, which operates the proximity detection switch 91 when approaching the proximity detection switch 91, are provided. A movable part 94, a ball screw 96 provided on the servo motor 97 as a pivot,
The nut 95, which is provided in the movable portion 94 and axially supports the ball screw 96 to move the movable portion 94, the incremental encoder 98 for detecting the operation of the servomotor 97, and the detection signal from the incremental encoder 98 A numerical control device (servo amplifier or the like) 90 for controlling the servo motor 97 in response to the numerical control device 90 is provided with an input section to which a signal from the proximity detection switch 91 is input, and an output signal corresponding to the input signal is generated. It is composed of a sequencer 100 for transferring the data to a computer and a wiring 99 for properly connecting the respective parts.

【0005】図9に示したインクリメンタル方式エンコ
ーダを備えた工作機械システムは、インクリメンタル方
式エンコーダ98がサーボモータ97の動作を検出し、
これにより可動部の速度及び位置を認識し、制御するも
のである。
In the machine tool system having the incremental encoder shown in FIG. 9, the incremental encoder 98 detects the operation of the servomotor 97,
With this, the speed and position of the movable portion are recognized and controlled.

【0006】サーボモータ97の回転運動により可動部
94はボールネジ96の軸方向と同一方向、すなわち、
図9または図10の矢印Aの方向に運動し、サーボモー
タ97の回転運動をインクリメンタル方式エンコーダ9
8が検出することにより可動部94の速度及び位置が認
識される。このインクリメンタル方式エンコーダ98か
らの検出信号に応じて数値制御装置90はサーボモータ
97を制御する。
Due to the rotational movement of the servo motor 97, the movable portion 94 is moved in the same direction as the axial direction of the ball screw 96, that is,
The encoder 9 moves in the direction of arrow A in FIG.
The speed and the position of the movable portion 94 are recognized by the detection by 8. The numerical controller 90 controls the servomotor 97 in response to the detection signal from the incremental encoder 98.

【0007】ところが、上述のように可動部94の位置
の認識は、サーボモータ97の回転運動をインクリメン
タル方式エンコーダ98が検出することにより行うた
め、初期状態に対する相対位置しか認識することができ
ない。サーボモータ97からの検出信号により可動部9
4の位置制御を行う場合には、制御対象である可動部9
4の絶対位置をあらかじめインクリメンタル方式エンコ
ーダ98に認識させる必要がある。
However, as described above, since the position of the movable portion 94 is recognized by the rotational movement of the servo motor 97 detected by the incremental encoder 98, only the relative position to the initial state can be recognized. The movable portion 9 is detected by the detection signal from the servo motor 97.
When the position control of No. 4 is performed, the movable unit 9 that is the control target
It is necessary to make the incremental encoder 98 recognize the absolute position of 4 in advance.

【0008】そこで、制御対象である可動部94の位置
制御を行うために、工作機械による位置決め・加工等の
前に、原点復帰と呼称される動作を行わなければならな
い。原点復帰とは、制御対象である可動部94の運動範
囲のある1点を原点と定め、サーボモータ97により可
動部94を適当に運動させて、この原点として定めた位
置を通過させ、インクリメンタル方式エンコーダ98に
認識させることにより、この原点の位置の認識に基づき
絶対位置の決定及び認識を可能にすることをいう。
Therefore, in order to control the position of the movable portion 94 to be controlled, it is necessary to perform an operation called "origin return" before positioning and machining by the machine tool. Returning to the origin means that one point within the range of motion of the movable part 94 to be controlled is defined as the origin, the movable part 94 is appropriately moved by the servomotor 97, and the position defined as this origin is passed through. By making the encoder 98 recognize the absolute position, it is possible to determine and recognize the absolute position based on the recognition of the position of the origin.

【0009】原点復帰による原点の認識は、通常、ドグ
(dog)と呼称され、所定の近接感知スイッチに接近
すると当該近接感知スイッチを動作させる装置を可動部
に配設し、固定部にはその近接感知スイッチを配設して
おき、近接感知スイッチのオン/オフの動作を電気的に
検出することにより行う。
Recognition of the origin by returning to the origin is usually called a dog, and a device for activating the proximity detection switch when approaching a predetermined proximity detection switch is provided in the movable part, and the fixed part is provided with the device. Proximity sensing switches are provided and the on / off operation of the proximity sensing switches is electrically detected.

【0010】図10は、従来の工作機械の制御装置及び
制御方法における原点復帰時の制御装置及び制御方法が
使用されるインクリメンタル方式エンコーダを備えた工
作機械システムのうち近接感知スイッチが配設された固
定部及びドグが配設された可動部のみを模式的に表した
説明図であり、図9における当該構成部分のみを抜き出
したものである。固定部102の周縁部には近接感知ス
イッチ101が配設され、可動部104の周縁部にはド
グ103が配設されている。
FIG. 10 shows a proximity detection switch of a machine tool system having an incremental encoder in which the control device and control method for returning to the origin in the conventional machine tool control device and control method are used. It is explanatory drawing which represented typically only the movable part in which the fixed part and the dog were arrange | positioned, and has extracted only the said component part in FIG. The proximity sensing switch 101 is arranged on the peripheral portion of the fixed portion 102, and the dog 103 is arranged on the peripheral portion of the movable portion 104.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように従来の工作機械の制御装置及び制御方法における
原点復帰時の制御装置及び制御方法では、ドグが近接感
知スイッチ等に認識された際の信号を原点または原点近
傍の位置信号として使用していたため、以下のような問
題点があった。
However, as described above, in the control device and control method for returning to the origin in the conventional control device and control method for machine tools, the signal when the dog is recognized by the proximity detection switch or the like is used. However, the following problems have been encountered because of using as a position signal at or near the origin.

【0012】すなわち、従来の原点復帰時の制御装置及
び制御方法を実施するために必要なものとして少なくと
も、(1)ドグ、(2)近接感知スイッチ等、(3)近
接感知スイッチ等からの出力信号を検出する検出装置
(シーケンサの入力部)、(4)近接感知スイッチ等と
検出装置との間の接続用ケーブル、(5)必要に応じて
用いられる検出装置と位置決め用数値制御装置とを媒介
するシーケンサ、(6)サーボモータ、(7)インクリ
メンタル方式エンコーダ、(8)数値制御装置、(9)
インクリメンタル方式エンコーダのカウンタをリセット
する論理回路、等の装置が挙げられ、その構成も複雑で
あり、設備費等のコストの負担も大きかった。
That is, outputs from at least (1) dog, (2) proximity detection switch, etc. (3) proximity detection switch, etc. are necessary for implementing the conventional control device and control method for return to origin. A detection device for detecting a signal (the input part of the sequencer), (4) a cable for connecting the proximity detection switch and the like to the detection device, and (5) a detection device and a numerical control device for positioning which are used as necessary. Mediating sequencer, (6) Servo motor, (7) Incremental encoder, (8) Numerical control device, (9)
A device such as a logic circuit that resets the counter of the incremental encoder is included, and its configuration is complicated, and the burden of cost such as equipment cost is large.

【0013】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、インクリメンタル方式エンコーダを備
えた工作機械の制御装置及び制御方法における数値制御
装置等の位置決め装置の原点復帰時の制御装置及び制御
方法に関し、原点認識のための制御装置及び制御方法を
簡略化し、さらには簡略化された原点認識のための制御
装置及び制御方法を用いた場合における加工精度の向上
をも実現する工作機械の制御装置及び制御方法を提供す
ることである。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is a control device at the time of returning to the origin of a positioning device such as a numerical control device and a control device for a machine tool having an incremental encoder. And a control method, a machine tool that simplifies a control device and a control method for origin recognition, and further improves machining accuracy when using the simplified control device and control method for origin recognition. To provide a control device and a control method thereof.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明に係る工作機械の
制御装置によれば、加工対象物が載置される可動部と、
可動部に配設された突起部材と、可動部の運動範囲内に
おける所定範囲で突起部材と接触し、可動部の絶対位置
の原点または原点近傍の位置認識用信号としての摩擦力
または摩擦トルクを発生する摩擦力発生部材が配設され
た固定部と、可動部に軸支された枢軸を有し、枢軸を回
転させることにより可動部を可動にするサーボモータ
と、サーボモータの動作の駆動力若しくはトルクまたは
速度並びに摩擦力または摩擦トルクを検出し、検出信号
を発生するインクリメンタル方式エンコーダと、検出信
号に基づき、可動部についての位置情報及び速度情報を
生成し、サーボモータの動作の駆動力若しくはトルクま
たは速度を制御する数値制御装置とを備えたことを特徴
とし、従来、突起部材の接近を感知する近接感知スイッ
チ等が配設されていた箇所に、突起部材と接触すること
により可動部の進行方向と逆方向の摩擦力または摩擦ト
ルクを発生する摩擦力発生部材を配設し、その摩擦力ま
たは摩擦トルクを原点復帰を行う際の原点位置の認識に
利用することとしたので、従来必要とされていた構成要
素、すなわち、(1)近接感知スイッチ等、(2)近接
感知スイッチ等からの出力信号を検出する検出装置(シ
ーケンサの入力部)、(3)近接感知スイッチ等と検出
装置との間の接続用ケーブル、(4)必要に応じて用い
られる検出装置と位置決め用数値制御装置とを媒介する
シーケンサ、(5)インクリメンタル方式エンコーダの
カウンタをリセットする論理回路、等の装置が不要とな
って構成が簡略化され、設備費等のコストを大幅に削減
することができる。
According to a control device for a machine tool of the present invention, a movable part on which an object to be machined is placed,
By contacting the protrusion member arranged on the movable portion with the protrusion member within a predetermined range within the movement range of the movable portion, a friction force or a friction torque as a position recognition signal of the origin of the absolute position of the movable portion or the vicinity of the origin is applied. A servo motor that has a fixed portion on which a frictional force generating member that is generated and a pivot that is axially supported by a movable portion, and that moves the movable portion by rotating the pivot shaft, and a driving force for the operation of the servo motor. Alternatively, an incremental encoder that detects torque or speed and friction force or friction torque, and generates a detection signal, and position information and speed information about the movable part based on the detection signal are generated, and the driving force of the servo motor operation or A numerical control device for controlling torque or speed is provided, and conventionally, a proximity detection switch or the like for detecting the approach of the projection member is provided. A frictional force generating member that generates a frictional force or frictional torque in the direction opposite to the moving direction of the movable part by contacting the protruding member is arranged at a location, and the frictional force or friction torque is the origin for returning to the origin. Since it is used for position recognition, a detection device (input of a sequencer) that detects an output signal from a component that has been conventionally required, that is, (1) proximity detection switch or the like, or (2) proximity detection switch or the like. Section), (3) a cable for connecting the proximity detection switch and the like to the detection device, (4) a sequencer that mediates between the detection device and the numerical control device for positioning, which are used as necessary, (5) an incremental encoder A device such as a logic circuit for resetting the counter is unnecessary, the configuration is simplified, and the cost such as equipment cost can be significantly reduced.

【0015】加工対象物が載置される可動部と、可動部
に配設された突起部材と、可動部の運動範囲内における
所定範囲で突起部材と接触し、可動部の絶対位置の原点
または原点近傍の位置認識用信号としての摩擦力または
摩擦トルクを発生する摩擦力発生部材が配設された固定
部と、可動部に軸支された枢軸を有し、枢軸を回転させ
ることにより可動部を可動にするサーボモータと、サー
ボモータの動作の駆動力若しくはトルクまたは速度並び
に摩擦力または摩擦トルクを検出し、検出信号を発生す
るインクリメンタル方式エンコーダと、検出信号に基づ
き、可動部についての位置情報及び速度情報を生成し、
サーボモータの動作の駆動力若しくはトルクまたは速度
を制御する数値制御装置と、摩擦力または摩擦トルクの
検出により位置情報の基準となる原点または原点近傍の
位置を決定する原点復帰の動作以後の原点復帰の動作以
外の動作を行う場合における可動部の所定範囲通過の際
に、位置情報または速度情報に基づき、摩擦力または摩
擦トルクを相殺し補償して可動部の運動速度を所定値と
する補償トルクを発生させる補償トルク発生指令を出力
する摩擦トルク補償器とを備えたことを特徴とし、原点
復帰動作以外の可動部の動作時に、原点または原点近傍
で発生する摩擦力または摩擦トルクをあらかじめ計算し
て、これを相殺し補償するような駆動力またはトルクを
発生するようサーボモータに指令を与える制御を行う摩
擦トルク補償器とを備えたので、速度波形及び力もしく
はトルク波形の乱れを未然に防止することが可能とな
り、その結果、速度波形及び力もしくはトルク波形の乱
れに起因する加工対象物の加工むらは未然の防止され、
位置制御及び速度制御の精度が高く、かつ、加工精度の
高い数値制御工作機械を実現することができる。
The movable part on which the object to be machined is placed, the projection member arranged on the movable part, and the projection member in contact with the projection member within a predetermined range within the range of motion of the movable part, are the origin of the absolute position of the movable part or The movable part has a fixed part on which a frictional force generating member that generates a frictional force or a frictional torque as a position recognition signal near the origin is arranged, and a pivot shaft supported by the movable part. The servo motor that makes the motor move, the incremental encoder that detects the driving force or torque or speed of the servo motor operation and the friction force or friction torque, and generates the detection signal, and the position information about the movable part based on the detection signal. And generate speed information,
Numerical control device that controls the driving force, torque, or speed of servo motor operation, and the origin return after the origin return operation that determines the origin or the position near the origin that serves as the position information reference by detecting the friction force or friction torque. Compensation torque for canceling and compensating for the frictional force or friction torque based on the position information or speed information when passing through a predetermined range of the movable part when performing an operation other than the above operation. Is provided with a friction torque compensator that outputs a compensating torque generation command to generate the friction torque or friction torque generated at or near the origin when moving parts other than the origin return operation are calculated in advance. And a friction torque compensator that controls the servo motor to generate a driving force or torque that offsets and compensates for this. So equipped, it is possible to prevent the disturbance of the velocity waveform and the force or torque waveform in advance, as a result, processing unevenness of the workpiece due to the disturbance of the velocity waveform and the force or torque waveform is prevented from occurring in,
It is possible to realize a numerically controlled machine tool with high accuracy of position control and speed control and high processing accuracy.

【0016】突起部材と摩擦力発生部材との接触部の形
態は、点または可動部の運動方向と直交する線分である
ものとしたので、摩擦力発生部材と突起部材との接触に
よる速度波形の乱れを除去し、速度を一定に保持するた
めに必要な駆動力またはトルクの制御を容易なものとす
ることができ、その結果、数値制御装置が認識する速度
波形、力またはトルク波形を時間軸に沿って部分ごとに
均一化し、単純なパターンとすることができ、その結
果、数値制御装置による認識及び制御は一層容易なもの
となる。
Since the form of the contact portion between the protrusion member and the frictional force generating member is assumed to be a point or a line segment orthogonal to the moving direction of the movable portion, the velocity waveform due to the contact between the frictional force generating member and the protrusion member is obtained. It is possible to easily control the driving force or torque required to keep the speed constant by removing the disturbance of the velocity, and as a result, the velocity waveform, force or torque waveform recognized by the numerical control device can be changed with time. It can be homogenized in sections along the axis into a simple pattern, which results in easier recognition and control by the numerical controller.

【0017】突起部材は、摩擦力発生部材との接触部を
固有の形態で有し、固有のパターンの摩擦力または摩擦
トルクを発生するものとしたので、摩擦力または摩擦ト
ルクの固有のパターンから、確実に当該突起部材と摩擦
力発生部材との接触を識別することができる。
Since the projection member has a contact portion with the frictional force generating member in a unique form and generates a frictional force or a frictional torque in a unique pattern, the protrusional member is determined from the unique pattern of the frictional force or the frictional torque. The contact between the protrusion member and the frictional force generating member can be reliably identified.

【0018】突起部材が、原点または原点近傍を含む複
数の異なった基準位置の位置認識用信号としての摩擦力
または摩擦トルクをそれぞれ発生させるものとして複数
構成単位配設されている場合に、一の突起部材の接触部
の形態は、他の突起部材の接触部の形態と相互に異なっ
たものとしたので、各突起部材は摩擦力発生部材との接
触により固有のパターンの摩擦力または摩擦トルクを発
生させて、いずれの突起部材と摩擦力発生部材との接触
であるかを容易に識別することができる。
In the case where a plurality of projecting members are arranged to generate frictional force or frictional torque as position recognition signals at a plurality of different reference positions including the origin or the vicinity of the origin, respectively, Since the shape of the contact portion of the protruding member is different from the shape of the contact portion of the other protruding member, each protruding member produces a unique pattern of frictional force or friction torque by contact with the frictional force generating member. It is possible to easily identify which of the protrusion members is in contact with the frictional force generating member by generating the frictional force.

【0019】位置情報のうち絶対位置情報は、原点また
は原点近傍の位置認識用信号に基づき生成された情報で
あるものとしたので、原点復帰の動作後は、可動部の絶
対位置を常時正確に認識することができる。
Of the position information, the absolute position information is assumed to be the information generated on the basis of the signal for recognizing the position of the origin or the vicinity of the origin. Therefore, after the operation of returning to the origin, the absolute position of the movable part is always accurate. Can be recognized.

【0020】本発明に係る工作機械の制御方法によれ
ば、加工対象物が載置される可動部に配設された突起部
材と、可動部と対をなす固定部に配設された摩擦力発生
部材とを、可動部の運動範囲内における所定範囲で接触
させ、摩擦力または摩擦トルクを発生させる第1の過程
と、インクリメンタル方式エンコーダにより、可動部を
可動にするサーボモータの動作の駆動力若しくはトルク
または速度並びに摩擦力または摩擦トルクを検出し、摩
擦力または摩擦トルクが発生した位置を、可動部の絶対
位置の原点または原点近傍と定める第2の過程と、イン
クリメンタル方式エンコーダにより検出するサーボモー
タの動作の駆動力若しくはトルクまたは速度並びに可動
部の相対位置と、定められた原点または原点近傍の位置
とに基づき、可動部についての位置情報及び速度情報を
生成し、サーボモータの動作の駆動力若しくはトルクま
たは速度を制御する第3の過程とを備えたことを特徴と
し、従来用いられていた、突起部材の接近を感知する近
接感知スイッチ等の替わりに、突起部材と接触すること
により可動部の進行方向と逆方向の摩擦力または摩擦ト
ルクを発生する摩擦力発生部材を用い、その摩擦力また
は摩擦トルクを原点復帰を行う際の原点位置の認識に利
用することとしたので、従来の方法に必要とされていた
構成要素、すなわち、(1)近接感知スイッチ等、
(2)近接感知スイッチ等からの出力信号を検出する検
出装置(シーケンサの入力部)、(3)近接感知スイッ
チ等と検出装置との間の接続用ケーブル、(4)必要に
応じて用いられる検出装置と位置決め用数値制御装置と
を媒介するシーケンサ、(5)インクリメンタル方式エ
ンコーダのカウンタをリセットする論理回路、等の装置
が不要となって構成が簡略化され、設備費等のコストを
大幅に削減することができる。
According to the method for controlling a machine tool of the present invention, the protrusion member provided on the movable portion on which the workpiece is placed and the frictional force provided on the fixed portion forming a pair with the movable portion. A first process of bringing the generating member into contact with the movable member within a predetermined range within the motion range of the movable member to generate a frictional force or a frictional torque, and a driving force of the operation of the servo motor that moves the movable member by the incremental encoder. Alternatively, the second process of detecting the torque or the speed and the friction force or the friction torque, and determining the position where the friction force or the friction torque occurs as the origin of the absolute position of the movable part or the vicinity of the origin, and the servo detected by the incremental encoder Based on the driving force or torque or speed of motor operation and the relative position of the movable part, and the determined origin or a position near the origin, the movable part A third process for generating position information and speed information for controlling the driving force or torque of the operation of the servomotor, or a speed, and detecting the approach of the protruding member, which has been conventionally used. Instead of a proximity detection switch, etc., a friction force generating member that generates a friction force or friction torque in the direction opposite to the moving direction of the movable part by contacting the protruding member is used, and the friction force or friction torque is used to return to the origin. Since it was decided to use it for recognition of the origin position when performing, the components required for the conventional method, namely, (1) proximity sensing switch, etc.
(2) A detection device (an input unit of a sequencer) that detects an output signal from the proximity detection switch, (3) A cable for connecting the proximity detection switch and the detection device, and (4) Used as necessary. A sequencer that mediates between the detection device and the numerical control device for positioning, and (5) a logic circuit that resets the counter of the incremental encoder is not required, so that the configuration is simplified and the cost such as equipment cost is greatly increased. Can be reduced.

【0021】加工対象物が載置される可動部に配設され
た突起部材と、可動部と対をなす固定部に配設された摩
擦力発生部材とを、可動部の運動範囲内における所定範
囲で接触させ、摩擦力または摩擦トルクを発生させる第
1の過程と、インクリメンタル方式エンコーダにより、
可動部を可動にするサーボモータの動作の駆動力若しく
はトルクまたは速度並びに摩擦力または摩擦トルクを検
出し、摩擦力または摩擦トルクが発生した位置を、可動
部の絶対位置の原点または原点近傍と定める第2の過程
と、インクリメンタル方式エンコーダにより検出するサ
ーボモータの動作の駆動力若しくはトルクまたは速度並
びに可動部の相対位置と、定められた原点または原点近
傍の位置とに基づき、可動部についての位置情報及び速
度情報を生成し、サーボモータの動作の駆動力若しくは
トルクまたは速度を制御し、かつ、摩擦力または摩擦ト
ルクの検出により位置情報の基準となる原点または原点
近傍の位置を決定する原点復帰の動作以後の原点復帰の
動作以外の動作を行う場合における可動部の所定範囲通
過の際には、位置情報または速度情報に基づき、可動部
の運動速度を所定値とするよう摩擦力または摩擦トルク
を相殺し補償する補償トルクを発生する第3の過程とを
備えたことを特徴とし、原点復帰動作以外の可動部の動
作時に、原点または原点近傍で発生する摩擦力または摩
擦トルクをあらかじめ計算して、これを相殺し補償する
補償トルクを発生させることとしたので、速度波形及び
力もしくはトルク波形の乱れを未然に防止することが可
能となり、その結果、速度波形及び力もしくはトルク波
形の乱れに起因する加工対象物の加工むらは未然の防止
され、位置制御及び速度制御の精度が高く、かつ、加工
精度の高い工作機械の制御を実現することができる。
A protrusion member provided on the movable portion on which the object to be machined is placed and a frictional force generating member provided on the fixed portion forming a pair with the movable portion are provided in a predetermined range within the movement range of the movable portion. By the first process of contacting in a range and generating frictional force or frictional torque, and the incremental encoder,
The drive force or torque or speed of the operation of the servo motor that makes the movable part movable is detected, and the frictional force or frictional torque is detected, and the position where the frictional force or friction torque is generated is defined as the origin of the absolute position of the movable part or near the origin. Position information about the movable part based on the second process, the driving force or torque or speed of the operation of the servo motor detected by the incremental encoder, and the relative position of the movable part, and the determined origin or a position near the origin. And the speed information is generated, the driving force or torque or speed of the operation of the servo motor is controlled, and the origin or the position near the origin that serves as the position information reference is determined by detecting the friction force or friction torque. When the movable part passes a specified range when performing operations other than the home return operation after the operation, And a third step of generating a compensation torque for compensating for the frictional force or the frictional torque so as to set the moving speed of the movable part to a predetermined value, based on the report or speed information. Since the frictional force or frictional torque generated at or near the origin is calculated in advance during the operation of the movable part of, and the compensating torque for canceling and compensating for this is generated, the disturbance of the speed waveform and force or torque waveform As a result, it is possible to prevent machining unevenness of the object to be machined due to the disturbance of the speed waveform and the force or torque waveform, and the accuracy of position control and speed control is high. It is possible to realize highly accurate control of the machine tool.

【0022】第1の過程における突起部材と摩擦力発生
部材との接触は、点または可動部の運動方向と直交する
線分を接触部としてなされる接触であるものとしたの
で、摩擦力発生部材と突起部材との接触による速度波形
の乱れを除去し、速度を一定に保持するために必要な駆
動力またはトルクの制御を容易なものとすることがで
き、その結果、認識される速度波形、力またはトルク波
形を時間軸に沿って部分ごとに均一化し、単純なパター
ンとすることができ、その認識及び制御は一層容易なも
のとなる。
Since the contact between the protrusion member and the frictional force generating member in the first step is made as a contact point or a line segment orthogonal to the moving direction of the movable part, the frictional force generating member is contacted. The disturbance of the velocity waveform due to the contact between the protrusion and the protrusion member can be removed, and the control of the driving force or torque required to keep the velocity constant can be facilitated, and as a result, the recognized velocity waveform, The force or torque waveform can be made uniform for each part along the time axis to form a simple pattern, which can be more easily recognized and controlled.

【0023】第1の過程は、突起部材が摩擦力発生部材
との接触部を固有の形態で有するものとすることによ
り、固有のパターンの摩擦力または摩擦トルクを発生さ
せる過程を含む過程であるものとしたので、摩擦力また
は摩擦トルクの固有のパターンから、確実に当該突起部
材と摩擦力発生部材との接触を識別することができる。
The first step is a step including a step of generating a frictional force or a frictional torque having a peculiar pattern by the projection member having a contact portion with the frictional force generating member in a peculiar form. Therefore, the contact between the protrusion member and the frictional force generating member can be reliably identified from the unique pattern of the frictional force or the frictional torque.

【0024】突起部材が、原点または原点近傍を含む複
数の異なった基準位置の位置認識用信号としての摩擦力
または摩擦トルクをそれぞれ発生させるものとして複数
構成単位配設されている場合に、一の突起部材により発
生される摩擦力または摩擦トルクの固有のパターンは、
他の突起部材により発生される摩擦力または摩擦トルク
の固有のパターンと相互に異なったものであるものとし
たので、いずれの突起部材と摩擦力発生部材との接触で
あるかを容易に識別することができる。
In the case where a plurality of projecting members are arranged as a unit for generating a frictional force or a frictional torque as position recognition signals at a plurality of different reference positions including the origin or the vicinity of the origin, respectively, The unique pattern of the friction force or torque generated by the protruding member is
Since it is assumed that the pattern is different from the peculiar pattern of the frictional force or the frictional torque generated by the other protrusion member, it is easy to identify which protrusion member is in contact with the frictional force generation member. be able to.

【0025】位置情報のうち絶対位置情報は、原点また
は原点近傍の位置認識用信号に基づき生成された情報で
あるものとしたので、原点復帰の動作後は、可動部の絶
対位置を常時正確に認識することができる。
Since the absolute position information of the position information is the information generated based on the position recognizing signal at or near the origin, the absolute position of the movable part is always accurately measured after the origin return operation. Can be recognized.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る工作機械の制
御装置及び制御方法の実施の形態について、図面を参照
しながら説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a control device and a control method for a machine tool according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0027】図1は、本発明に係る工作機械の制御装置
及び制御方法における原点復帰時の制御装置及び制御方
法の第1の実施の形態を実施するインクリメンタル方式
エンコーダを備えた工作機械システムの概略構成図であ
る。
FIG. 1 is a schematic diagram of a machine tool system equipped with an incremental encoder for implementing a first embodiment of a control device and a control method at the time of returning to origin in a control device and method for a machine tool according to the present invention. It is a block diagram.

【0028】本発明に係る原点復帰時の制御装置及び制
御方法の第1の実施の形態の特徴は、従来、ドグの接近
を感知する近接感知スイッチ等が配設されていた箇所
に、ドグと接触することにより可動部の進行方向と逆方
向の摩擦力または摩擦トルクを発生する摩擦力発生部
材、例えばゴム等を配設し、その摩擦力または摩擦トル
クを原点復帰を行う際の原点位置の認識に利用すること
にある。
The feature of the first embodiment of the control device and control method at the time of returning to origin according to the present invention is that the dog and A frictional force generating member that generates a frictional force or a frictional torque in the direction opposite to the moving direction of the moving part by contact, such as rubber, is provided, and the frictional force or friction torque is set to the origin position when the origin is returned. It is used for recognition.

【0029】ドグ13が配設された可動部14と、ドグ
13と接触することにより可動部14の進行方向と逆方
向の摩擦力を発生する摩擦力発生部材11が配設された
固定部12と、サーボモータ17に枢軸として備えられ
たボールネジ16と、可動部14に配設され、可動部1
4を可動にするためにボールネジ16を軸支するナット
15と、サーボモータ17の動作を検出するインクリメ
ンタル方式エンコーダ18と、インクリメンタル方式エ
ンコーダ18からの検出信号に応じてサーボモータ17
を制御する数値制御装置(例えば、サーボアンプ等の制
御装置)10と、数値制御装置10とサーボモータ17
及びインクリメンタル方式エンコーダ18とを接続する
配線19とから構成されている。
A movable portion 14 provided with a dog 13 and a fixed portion 12 provided with a frictional force generating member 11 for generating a frictional force in a direction opposite to the traveling direction of the movable portion 14 by coming into contact with the dog 13. And a ball screw 16 provided as a pivot for the servo motor 17 and the movable part 14 and
4, a nut 15 for axially supporting the ball screw 16 to make the motor 4 movable, an incremental encoder 18 for detecting the operation of the servo motor 17, and a servo motor 17 according to a detection signal from the incremental encoder 18.
A numerical control device (for example, a control device such as a servo amplifier) 10 for controlling the controller, a numerical control device 10 and a servo motor 17
And an interconnection 19 for connecting to the incremental encoder 18.

【0030】上述のように、本発明に係る原点復帰時の
制御装置及び制御方法の第1の実施の形態の構成におい
ては、可動部14に配設されたドグ13と、従来、ドグ
13の接近を感知する近接感知スイッチ等が配設されて
いた固定部12上の箇所に、ドグ13と接触することに
より可動部14の進行方向と逆方向の摩擦力を発生する
摩擦力発生部材11を配設する。摩擦力発生部材11の
材料としては、その場合に応じて適当なものを用いるこ
とができ、例えばゴム等の材料が挙げられる。
As described above, in the configuration of the first embodiment of the control device and control method for returning to the original point according to the present invention, the dog 13 disposed on the movable portion 14 and the conventional dog 13 are provided. A frictional force generating member 11 that generates a frictional force in a direction opposite to the traveling direction of the movable portion 14 by contacting the dog 13 is provided at a position on the fixed portion 12 where a proximity detection switch or the like for detecting the approach is arranged. Arrange. As the material of the frictional force generating member 11, an appropriate material can be used according to the case, and examples thereof include a material such as rubber.

【0031】このように、可動部14にはドグ13、固
定部12には摩擦力発生部材11をそれぞれ配設してお
くことにより、原点復帰の動作の際、原点または原点近
傍まで可動部14が動いてきたときに摩擦力発生部材1
1とドグ13とが接触し、可動部14の進行方向と逆方
向の摩擦力または摩擦トルクが発生する。
As described above, by disposing the dog 13 in the movable portion 14 and the frictional force generating member 11 in the fixed portion 12, respectively, the movable portion 14 can be moved to the origin or near the origin during the operation of returning to the origin. Frictional force generating member 1 when moving
1 and the dog 13 come into contact with each other, and a frictional force or a frictional torque in a direction opposite to the traveling direction of the movable portion 14 is generated.

【0032】ところで、可動部14の位置制御及び速度
制御を行うために、サーボモータ17を制御する数値制
御装置10は、実際には、サーボモータ17が発生する
駆動力またはトルクを制御しているため、可動部14に
外力を及ぼす外部的要因がない限り、サーボモータ17
が発生する駆動力またはトルクはあらかじめ把握されて
おり、また、数値制御装置10は可動部14の時時刻刻
の位置から、可動部14の速度及び加速度、可動部14
に働く力またはトルク等を計算により求めることが可能
である。
By the way, in order to control the position and speed of the movable portion 14, the numerical controller 10 for controlling the servo motor 17 actually controls the driving force or torque generated by the servo motor 17. Therefore, unless there is an external factor that exerts an external force on the movable portion 14, the servo motor 17
The driving force or torque generated by the moving part 14 is known in advance, and the numerical control device 10 determines the speed and acceleration of the moving part 14 and the moving part 14 from the position of the moving part 14 with respect to time.
It is possible to obtain the force, torque, etc. acting on the.

【0033】したがって、原点復帰の際に可動部14に
働く力またはトルクを監視し、あらかじめ把握されたサ
ーボモータ17が発生する駆動力またはトルク以外の力
またはトルク、すなわち、摩擦力発生部材11とドグ1
3との接触による可動部14の進行方向と逆方向の摩擦
力または摩擦トルクが発生した箇所を原点あるいは原点
近傍と定め、ソフトウェア的にインクリメンタル方式エ
ンコーダ18のカウント値にオフセットを与えることに
より原点復帰が可能となる。
Therefore, the force or torque acting on the movable portion 14 at the time of returning to the origin is monitored, and the force or torque other than the driving force or torque generated by the servo motor 17 which is grasped in advance, that is, the frictional force generating member 11 is detected. Dog 1
The point where the frictional force or friction torque in the direction opposite to the moving direction of the movable portion 14 due to the contact with the contact point 3 is defined as the origin or the vicinity of the origin, and the count value of the incremental encoder 18 is offset by software to return to the origin. Is possible.

【0034】上述のように、本発明に係る原点復帰時の
制御装置及び制御方法の第1の実施の形態の構成によれ
ば、ドグ13と接触することにより可動部14の進行方
向と逆方向の摩擦力を発生する摩擦力発生部材11を用
いることにより、従来必要とされていた構成要素、すな
わち、(1)近接感知スイッチ等、(2)近接感知スイ
ッチ等からの出力信号を検出する検出装置(シーケンサ
の入力部)、(3)近接感知スイッチ等と検出装置との
間の接続用ケーブル、(4)必要に応じて用いられる検
出装置と位置決め用数値制御装置とを媒介するシーケン
サ、(5)インクリメンタル方式エンコーダのカウンタ
をリセットする論理回路、等の装置が不要となって構成
が簡略化され、設備費等のコストを大幅に削減すること
ができる。
As described above, according to the configuration of the first embodiment of the control device and control method at the time of returning to the original point according to the present invention, by contacting the dog 13, the direction opposite to the traveling direction of the movable portion 14 is reached. By using the frictional force generating member 11 that generates the frictional force of (1), detection for detecting an output signal from a component that has been conventionally required, that is, (1) proximity sensing switch, etc. (2) proximity sensing switch, etc. Device (input part of sequencer), (3) cable for connection between proximity detection switch and the like and detection device, (4) sequencer for mediating detection device and positioning numerical control device used as necessary, 5) A device such as a logic circuit for resetting the counter of the incremental encoder is not required, the configuration is simplified, and the cost such as equipment cost can be significantly reduced.

【0035】上述のような、ドグと摩擦力発生部材とが
発生する摩擦力または摩擦トルクを原点または原点近傍
の検出信号として用いる原点復帰時の制御装置または制
御方法においては、ドグ及び摩擦力発生部材の形状に起
因する接触形態に応じて、様々な形状の速度波形、力ま
たはトルク波形が発生する。
In the above-described control device or control method at the time of returning to the origin using the frictional force or the frictional torque generated by the dog and the frictional force generating member as the detection signal near the origin or near the origin, the dog and the frictional force are generated. Velocity waveforms, force or torque waveforms of various shapes are generated depending on the contact form caused by the shape of the member.

【0036】図2は、本発明に係る工作機械の制御装置
及び制御方法における原点復帰時の制御装置及び制御方
法の第1の実施の形態における可動部及び固定部に配設
されたドグ及び摩擦力発生部材の形状を模式的に表した
説明図である。
FIG. 2 is a diagram showing a dog and a friction provided on a movable part and a fixed part in the first embodiment of the control device and the control method at the time of returning to the origin in the control device and the control method of the machine tool according to the present invention. It is explanatory drawing which represented the shape of the force generation member typically.

【0037】固定部22及び可動部24には、可動部2
4の運動方向に平行で、固定部22及び可動部24の対
向面に垂直な方向における断面形状がそれぞれ台形状の
摩擦力発生部材21及びドグ23が配設されている。摩
擦力発生部材21及びドグ23の固定部22及び可動部
24の対向面に平行な面の形状は、通常、円形状または
四角形状である。
The fixed part 22 and the movable part 24 include the movable part 2
4, a frictional force generation member 21 and a dog 23 having trapezoidal cross-sectional shapes in a direction perpendicular to the facing surfaces of the fixed portion 22 and the movable portion 24 are arranged in parallel with the movement direction of the movable member 24. The shape of a surface parallel to the facing surfaces of the fixed portion 22 and the movable portion 24 of the frictional force generating member 21 and the dog 23 is usually circular or quadrangular.

【0038】図3は、図2に示すような断面形状が台形
状の摩擦力発生部材21及びドグ23が配設された場合
における速度波形、力またはトルク波形を示すグラフで
ある。
FIG. 3 is a graph showing a velocity waveform, a force or a torque waveform when the frictional force generating member 21 and the dog 23 having a trapezoidal sectional shape as shown in FIG. 2 are arranged.

【0039】力またはトルク波形のグラフは、時刻t1
において摩擦力発生部材21とドグ23との接触が開始
され、時刻t2 において接触面積が最大となり、時刻t
3 において摩擦力発生部材21とドグ23との接触が終
了したことを示している。
The graph of the force or torque waveform is shown at time t1.
At time t2, the contact between the frictional force generating member 21 and the dog 23 is started, and the contact area becomes maximum at time t2.
3 shows that the contact between the frictional force generating member 21 and the dog 23 is completed.

【0040】速度波形のグラフでは、符号31部分近傍
において摩擦力発生部材21とドグ23との接触開始直
後の接触面積増加に対する速度制御の遅れに起因する波
形の乱れが現れているが、符号32部分近傍においては
一定速度制御により平坦な波形に戻っている。しかし、
符号33付近近傍においては、摩擦力発生部材21とド
グ23との接触面積減少に対する速度制御の遅れに起因
する波形の乱れが現れている。
In the graph of the velocity waveform, the disturbance of the waveform appears due to the delay of the velocity control with respect to the increase of the contact area immediately after the contact between the frictional force generating member 21 and the dog 23 in the vicinity of the symbol 31, but the symbol 32 In the vicinity of the part, the waveform returns to a flat waveform by constant speed control. But,
In the vicinity of the reference numeral 33, the waveform is disturbed due to the delay of the speed control with respect to the reduction of the contact area between the frictional force generating member 21 and the dog 23.

【0041】このようにドグと摩擦力発生部材とが発生
する摩擦力または摩擦トルクを原点または原点近傍の検
出信号として用いる原点復帰時の制御装置または制御方
法では、ドグ及び摩擦力発生部材の形状に起因する接触
形態によっては速度波形、力またはトルク波形が時間軸
に沿って不均一であり、不要な速度波形の乱れが発生す
る。
As described above, in the control device or control method at the time of returning to the origin using the frictional force or the frictional torque generated by the dog and the frictional force generating member as the detection signal at the origin or near the origin, the shapes of the dog and the frictional force generating member are used. Depending on the contact form caused by, the velocity waveform, force or torque waveform is non-uniform along the time axis, and unnecessary disturbance of the velocity waveform occurs.

【0042】本発明に係る工作機械の制御装置及び制御
方法における原点復帰時の制御装置及び制御方法の第2
の実施の形態は、不均一で不要な速度波形の乱れを解消
し、発生する速度波形、力またはトルク波形を単純な形
状のものとし、数値制御装置による認識を簡単化すべく
改良された実施の形態である。
The second control device and control method for returning to the origin in the control device and control method for a machine tool according to the present invention
In the embodiment of the present invention, the non-uniform and unnecessary disturbance of the velocity waveform is eliminated, and the generated velocity waveform, force or torque waveform has a simple shape, and the improved implementation is performed to simplify the recognition by the numerical control device. It is a form.

【0043】本発明に係る原点復帰時の制御装置及び制
御方法の第2の実施の形態の特徴は、ドグ及び摩擦力発
生部材の形状を改良することにより、原点または原点近
傍の検出信号として用いるドグと摩擦力発生部材とが発
生する摩擦力または摩擦トルクに起因する不要な速度波
形の乱れを除去し、数値制御装置が認識する速度波形、
力またはトルク波形を時間軸に沿って部分ごとに均一化
し、単純なパターンとすることにある。
The feature of the second embodiment of the control device and control method at the time of returning to the original point according to the present invention is to improve the shapes of the dog and the frictional force generating member so as to be used as a detection signal at or near the original point. A velocity waveform recognized by the numerical controller by removing unnecessary disturbance of the velocity waveform caused by the frictional force or friction torque generated by the dog and the frictional force generating member,
The force or torque waveform is made uniform for each part along the time axis to form a simple pattern.

【0044】図4は、本発明に係る工作機械の制御装置
及び制御方法における原点復帰時の制御装置及び制御方
法の第2の実施の形態における可動部及び固定部に配設
されたドグ及び摩擦力発生部材の形状を模式的に表した
説明図である。
FIG. 4 is a diagram showing a dog and a friction disposed on a movable part and a fixed part in the second embodiment of the control device and the control method at the time of returning to the origin in the control device and the control method of the machine tool according to the present invention. It is explanatory drawing which represented the shape of the force generation member typically.

【0045】固定部42には半球状の摩擦力発生部材4
1が配設され、可動部44には可動部44の運動方向に
平行で、固定部42及び可動部44の対向面に垂直な方
向における断面形状が台形状のドグ43が配設されてい
る。また、固定部42に配設された摩擦力発生部材41
は、可動部44の運動方向に平行で、固定部42及び可
動部44の対向面に垂直な方向における断面形状が半円
筒状のものとしても良い。ドグ43の固定部42及び可
動部44の対向面に平行な面の形状は、通常、円形状ま
たは四角形状である。
The fixed portion 42 has a hemispherical frictional force generating member 4
1 is provided, and a dog 43 having a trapezoidal sectional shape in a direction parallel to the moving direction of the movable portion 44 and perpendicular to the facing surfaces of the fixed portion 42 and the movable portion 44 is provided in the movable portion 44. . In addition, the frictional force generation member 41 disposed on the fixed portion 42
May be semi-cylindrical in cross section in a direction parallel to the moving direction of the movable portion 44 and perpendicular to the facing surfaces of the fixed portion 42 and the movable portion 44. The shape of the surface parallel to the facing surfaces of the fixed portion 42 and the movable portion 44 of the dog 43 is usually circular or quadrangular.

【0046】すなわち、本発明に係る原点復帰時の制御
装置及び制御方法の第2の実施の形態は、数値制御装置
が認識する速度波形、力またはトルク波形を時間軸に沿
って部分ごとに均一化し、単純なパターンとするため
に、固定部42及び可動部44に配設された摩擦力発生
部材41とドグ43との接触部を、点または可動部44
の運動方向に直交する線分とするものである。
That is, in the second embodiment of the control device and control method at the time of origin return according to the present invention, the velocity waveform, force or torque waveform recognized by the numerical control device is made uniform for each part along the time axis. In order to form a simple pattern, the contact portion between the frictional force generating member 41 and the dog 43 arranged on the fixed portion 42 and the movable portion 44 is changed to a point or a movable portion 44.
The line segment is orthogonal to the movement direction of the.

【0047】図5は、本発明に係る原点復帰時の制御装
置及び制御方法の第2の実施の形態における所定形状の
摩擦力発生部材及びドグが配設された場合における速度
波形、力またはトルク波形を示すグラフである。
FIG. 5 is a velocity waveform, force or torque when a frictional force generating member and dog of a predetermined shape are arranged in the second embodiment of the control device and control method for returning to origin according to the present invention. It is a graph which shows a waveform.

【0048】符号51部分における速度の変化は、原点
復帰時の速度まで可動部の速度を加速している状態を示
しており、符号55部分における力またはトルクの波形
は、この加速のために発生される力またはトルクを示し
ている。符号56部分は、原点復帰時の速度で安定した
後、力またはトルクも安定した状態を示している。
The change in speed at the portion indicated by reference numeral 51 indicates a state in which the speed of the movable portion is accelerated up to the speed at the time of returning to the origin, and the waveform of force or torque at the portion indicated by reference numeral 55 is generated due to this acceleration. Indicates the force or torque exerted. The reference numeral 56 indicates a state in which the force or torque is stable after being stabilized at the speed at the time of returning to the origin.

【0049】符号52部分において摩擦力発生部材とド
グとの接触開始によりわずかに波形が変化している。符
号57部分は、符号52部分の変化を検出した数値制御
装置の制御により、摩擦力発生部材とドグとの接触によ
る速度波形の乱れを除去し、速度を一定に保持すべく符
号56部分における力またはトルクよりも大きい力また
はトルクを発生している。
At the portion 52, the waveform slightly changes due to the start of contact between the frictional force generating member and the dog. The reference numeral 57 indicates the force in the reference numeral 56 in order to remove the disturbance of the velocity waveform due to the contact between the frictional force generating member and the dog under the control of the numerical controller detecting the change in the reference numeral 52 and keep the velocity constant. Or, a force or torque larger than the torque is generated.

【0050】本発明に係る原点復帰時の制御装置及び制
御方法の第2の実施の形態では、固定部及び可動部に配
設された摩擦力発生部材とドグとの接触部を、点または
可動部の運動方向に直交する線分としているので、摩擦
力発生部材とドグとの接触による速度波形の乱れを除去
し、速度を一定に保持するために必要な力またはトルク
は、符号57部分に示されるように接触期間中一定であ
る。これにより符号53部分に示されるように、速度が
一定に保持されている。
In the second embodiment of the control device and control method at the time of returning to the original point according to the present invention, the contact portion between the dog and the frictional force generating member provided in the fixed portion and the movable portion is set to a point or a movable portion. Since the line segment is orthogonal to the movement direction of the part, the force or torque necessary to remove the disturbance of the velocity waveform due to the contact between the friction force generating member and the dog and to keep the velocity constant is indicated by reference numeral 57. It is constant during the contact period as shown. As a result, the speed is kept constant as indicated by the reference numeral 53.

【0051】符号54部分において摩擦力発生部材とド
グとの接触終了によりわずかに波形が変化している。符
号58部分は、符号54部分の変化を検出した数値制御
装置の制御により、摩擦力発生部材とドグとの接触によ
る速度波形の乱れを除去し、速度を一定に保持すべく符
号56部分における力またはトルクと同一の力またはト
ルクを発生している。
At the reference numeral 54, the waveform slightly changes due to the end of contact between the frictional force generating member and the dog. The reference numeral 58 indicates the force in the reference numeral 56 so as to remove the disturbance of the velocity waveform due to the contact between the frictional force generating member and the dog under the control of the numerical controller which has detected the change in the portion 54 and to keep the velocity constant. Alternatively, the same force or torque as the torque is generated.

【0052】以上のように、本発明に係る原点復帰時の
制御装置及び制御方法の第2の実施の形態によれば、固
定部及び可動部に配設された摩擦力発生部材とドグとの
接触部を、点または可動部の運動方向に直交する線分と
しているので、摩擦力発生部材とドグとの接触による速
度波形の乱れを除去し、速度を一定に保持するために必
要な力またはトルクの制御を容易なものとすることがで
き、その結果、数値制御装置が認識する速度波形、力ま
たはトルク波形を時間軸に沿って部分ごとに均一化し、
単純なパターンとすることができる。速度波形、力また
はトルク波形が単純なパターンとなることにより数値制
御装置による認識及び制御は一層容易なものとなる。
As described above, according to the second embodiment of the control device and control method for returning to the original point according to the present invention, the frictional force generating member and the dog disposed in the fixed portion and the movable portion are connected to each other. Since the contact part is a point or a line segment orthogonal to the moving direction of the movable part, the force necessary to maintain the speed constant by eliminating the disturbance of the velocity waveform due to the contact between the friction force generating member and the dog. The torque can be controlled easily, and as a result, the velocity waveform, the force or the torque waveform recognized by the numerical control device can be made uniform for each part along the time axis,
It can be a simple pattern. The simple pattern of the velocity waveform, force or torque waveform makes the numerical controller easier to recognize and control.

【0053】図6は、本発明に係る原点復帰時の制御装
置及び制御方法の第2の実施の形態に適用可能な摩擦力
発生部材の他の形状の例を示した斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view showing another example of the shape of the frictional force generating member applicable to the second embodiment of the control device and control method for returning to the original point according to the present invention.

【0054】図6に示されるように3角柱等の角柱の摩
擦力発生部材も、摩擦力発生部材とドグとの接触部を、
可動部の運動方向に直交する線分とすることにより、同
様に上記第2の実施の形態の構成による効果を得ること
ができる。摩擦力発生部材とドグとの接触部を、点また
は可動部の運動方向に直交する線分とすることができれ
ば、摩擦力発生部材の形状はその他の形状であっても良
い。
As shown in FIG. 6, a prismatic frictional force generating member such as a triangular prism has a contact portion between the frictional force generating member and the dog.
By using a line segment that is orthogonal to the moving direction of the movable portion, it is possible to similarly obtain the effect of the configuration of the second embodiment. The frictional force generating member may have any other shape as long as the contacting portion between the frictional force generating member and the dog can be a point or a line segment orthogonal to the moving direction of the movable portion.

【0055】以上の本発明に係る原点復帰時の制御装置
及び制御方法の第2の実施の形態においては、固定部及
び可動部に配設された摩擦力発生部材とドグとの接触部
を、点または可動部の運動方向に直交する線分とするこ
とにより単純パターン化された速度波形、力またはトル
ク波形を得ることができるが、ドグが複数配設されてい
る場合には、速度波形、力またはトルク波形が単純パタ
ーン化されているため、各ドグをそれぞれ識別すること
は困難である。
In the second embodiment of the control device and control method for returning to the original point according to the present invention as described above, the contact portion between the dog and the frictional force generating member disposed in the fixed portion and the movable portion, By forming a point or a line segment orthogonal to the moving direction of the movable part, a simple patterned velocity waveform, force or torque waveform can be obtained, but when a plurality of dogs are arranged, the velocity waveform, Since the force or torque waveform is simply patterned, it is difficult to identify each dog.

【0056】本発明に係る工作機械の制御装置及び制御
方法における原点復帰時の制御装置及び制御方法の第3
の実施の形態は、複数のドグが配設されている場合にそ
れぞれのドグの形状に固有のパターンを与えることによ
りそれぞれのドグを容易に識別可能とすべく改良された
実施の形態である。
Third Embodiment of Control Device and Control Method at Return to Origin in Machine Tool Control Device and Control Method According to the Present Invention
The embodiment of 1 is an embodiment improved so that each dog can be easily identified by giving a unique pattern to the shape of each dog when a plurality of dogs are arranged.

【0057】図7は、本発明に係る工作機械の制御装置
及び制御方法における原点復帰時の制御装置及び制御方
法の第3の実施の形態における可動部に配設されるべき
ドグの形状を模式的に表した説明図である。
FIG. 7 is a schematic diagram showing the shape of the dog to be arranged on the movable part in the third embodiment of the control device and control method for returning to the origin in the control device and control method for a machine tool according to the present invention. FIG.

【0058】図7は、可動部に配設されるべきドグ70
の端面形状を示している。このドグ70は、第1の部材
71、第2の部材72、第3の部材73から構成されて
いる。すなわち、第1の部材71、第2の部材72、第
3の部材73が、1個のドグ70を構成している。複数
のドグを配設する場合には、各ドグを構成する部材の配
設パターンをそれぞれ相互に異なったものとすることに
より、それぞれのドグが摩擦力発生部材に接触する際に
得られる速度波形、力またはトルク波形は、それぞれ固
有のものとなり、速度波形、力またはトルク波形から現
在接触しているドグがいずれのドグでるあるかを容易に
識別することができる。
FIG. 7 shows a dog 70 to be arranged on the movable part.
2 shows the end face shape. The dog 70 is composed of a first member 71, a second member 72, and a third member 73. That is, the first member 71, the second member 72, and the third member 73 form one dog 70. When arranging multiple dogs, the velocity waveforms obtained when each dog contacts the frictional force generating member by making the arrangement pattern of the members that make up each dog different from each other. , The force or torque waveform is unique, and it is possible to easily identify which dog is currently in contact with the dog from the velocity waveform, the force or torque waveform.

【0059】なお、1個のドグを構成する各部材は、図
7に示すようにいくつかの部分に分離している場合の
他、単一の部材からなるが接触箇所が複数に分離してい
る場合、単に1個の部材からなる各ドグに形成する1箇
所の接触部の長さを相互に異なったものとする場合等が
考えられる。また、この本発明に係る工作機械の制御装
置及び制御方法における原点復帰時の制御装置及び制御
方法の第3の実施の形態による複数のドグの識別は、極
めて低コストで実現することができる。
Each member constituting one dog is divided into several parts as shown in FIG. 7, or is composed of a single member, but contact points are separated into a plurality of parts. In such a case, it is possible that the lengths of the contact portions formed at the dogs formed of one member are different from each other. Further, the identification of a plurality of dogs according to the third embodiment of the control device and the control method at the time of returning to the origin in the control device and control method for a machine tool according to the present invention can be realized at an extremely low cost.

【0060】以上説明した各実施の形態においては、可
動部に配設されたドグと固定部に配設された摩擦力発生
部材との接触により発生する摩擦力または摩擦トルクを
検出することにより、原点復帰及び絶対位置制御を可能
とするものである。
In each of the embodiments described above, by detecting the frictional force or the frictional torque generated by the contact between the dog disposed in the movable portion and the frictional force generating member disposed in the fixed portion, This enables origin return and absolute position control.

【0061】しかしながら、上記本発明に係る各実施の
形態を適用した数値制御工作機械等においては、加工対
象物を加工中に摩擦力発生部材とドグとが接触するたび
ごとに速度波形及び力もしくはトルク波形のある程度の
乱れは避けられないこととなり、その結果、加工対象物
に加工むらが現れるという不都合が生ずる場合がある。
However, in the numerically controlled machine tool or the like to which each of the embodiments according to the present invention is applied, the velocity waveform and the force or the force waveform are generated every time the frictional force generating member and the dog come into contact with each other during machining of the workpiece. A certain degree of turbulence in the torque waveform is unavoidable, and as a result, there may be an inconvenience that uneven machining appears on the workpiece.

【0062】以下に説明する本発明に係る工作機械の制
御装置及び制御方法の第4の実施の形態は、上述した原
点復帰時の制御装置及び制御方法の各実施の形態を適用
することにより簡略化された原点復帰時の制御装置及び
制御方法を用いた場合における加工精度の向上を図るべ
く改良された工作機械の制御装置及び制御方法である。
すなわち、摩擦力発生部材とドグとの接触により発生す
る摩擦力または摩擦トルクから原点または原点近傍の位
置を認識する原点復帰時の制御装置及び制御方法を用い
た工作機械の制御装置及び制御方法において、原点復帰
動作以外の動作における摩擦力発生部材とドグとの接触
により発生する摩擦力または摩擦トルクに起因する速度
波形及び力もしくはトルク波形の乱れを相殺し補償する
ものである。
The fourth embodiment of the machine tool control apparatus and control method according to the present invention described below is simplified by applying each of the above-described control apparatus and control method for origin return. The present invention relates to a machine tool control device and control method that are improved to improve machining accuracy when using a control device and control method for returning to the origin.
That is, in a control device and a control method for a machine tool using the control device and control method at the time of returning to the origin, which recognizes the origin or a position near the origin from the friction force or the friction torque generated by the contact between the friction force generating member and the dog. The disturbance of the velocity waveform and the force or torque waveform caused by the friction force or the friction torque generated by the contact between the friction force generating member and the dog in the operation other than the origin return operation is canceled and compensated.

【0063】摩擦力発生部材とドグとの接触により発生
する摩擦力または摩擦トルクから原点または原点近傍の
位置を認識する原点復帰時の制御装置及び制御方法を用
いた工作機械の制御装置及び制御方法において、一旦、
原点復帰動作を行って原点または原点近傍とされる位置
を確定させた後は可動部の絶対位置を認識することが可
能となり、その後の可動部の他の動作時に摩擦力発生部
材とドグとの接触による摩擦力または摩擦トルクが発生
する位置は数値制御装置によってあらかじめ把握され認
識される。したがって、原点復帰動作以外の可動部の動
作時に、原点または原点近傍で発生する摩擦力または摩
擦トルクをあらかじめ計算して、これを相殺し補償する
ような駆動力またはトルクを発生するようサーボモータ
に指令を与える制御を行うことにより、速度波形及び力
もしくはトルク波形の乱れを未然に防止することが可能
となる。
Machine tool control device and control method using the control device and control method at the time of returning to the origin for recognizing the origin or the position near the origin from the friction force or friction torque generated by the contact between the friction force generating member and the dog. At once,
After the origin return operation is performed to determine the origin or the position near the origin, it is possible to recognize the absolute position of the moving part, and the friction force generating member and dog are The position where the frictional force or frictional torque is generated by the contact is grasped and recognized in advance by the numerical controller. Therefore, when moving parts other than the home-return operation, calculate the frictional force or frictional torque generated at or near the origin in advance, and use the servo motor to generate a driving force or torque that offsets and compensates for this. By performing the control for giving the command, it is possible to prevent the disturbance of the velocity waveform and the force or torque waveform.

【0064】図8は、本発明に係る工作機械の制御装置
及び制御方法の第4の実施の形態における制御ブロック
線図である。
FIG. 8 is a control block diagram in the fourth embodiment of the machine tool control apparatus and control method according to the present invention.

【0065】数値制御装置からのトルク指令がノード8
1を介して電流コントローラ82に入力され、これに応
じて電流コントローラ82が発生する電流指令がサーボ
モータ83に与えられる。この電流指令に基づきサーボ
モータ83が動作し、可動部の位置制御及び速度制御等
が行われる。
The torque command from the numerical controller is the node 8
1 is input to the current controller 82, and the current command generated by the current controller 82 is given to the servo motor 83 in response to the input. The servo motor 83 operates based on this current command, and the position control and speed control of the movable portion are performed.

【0066】本発明に係る工作機械の制御装置及び制御
方法の第4の実施の形態における特徴は、このとき、サ
ーボモータ83の動作に基づく位置制御信号が摩擦トル
ク補償器84にフィードバックされていることである。
摩擦トルク補償器84は、いずれの位置で原点復帰動作
のための摩擦トルクが発生するかをあらかじめ認識して
いるため、フィードバックされる位置制御信号に基づ
き、可動部が原点または原点近傍の位置に移動してきた
ときに、原点復帰動作のための摩擦トルクを相殺し補償
する補償トルクを発生させる補償トルク発生指令を出力
する。
The feature of the fourth embodiment of the machine tool control apparatus and control method according to the present invention is that the position control signal based on the operation of the servo motor 83 is fed back to the friction torque compensator 84 at this time. That is.
Since the friction torque compensator 84 recognizes in advance at which position the friction torque for the origin return operation is generated, the movable part is moved to the origin or a position near the origin based on the position control signal fed back. When the vehicle moves, a compensation torque generation command for canceling the friction torque for the origin return operation and generating a compensation torque for compensating is output.

【0067】この補償トルク発生指令は、ノード81を
介して数値制御装置からの通常のトルク指令と加算され
て電流コントローラ82に入力される。これに応じて電
流コントローラ82は、補償トルク発生指令を含む電流
指令をサーボモータ83に与え、サーボモータ83は、
通常の動作に必要なトルクに原点復帰動作のための摩擦
トルクを相殺するトルクを加算したトルクを発生する。
This compensating torque generation command is added to the normal torque command from the numerical controller via the node 81 and input to the current controller 82. In response to this, the current controller 82 gives a current command including a compensation torque generation command to the servo motor 83, and the servo motor 83
A torque is generated by adding a torque for canceling the friction torque for the home-return operation to the torque required for the normal operation.

【0068】したがって、本発明に係る工作機械の制御
装置及び制御方法の第4の実施の形態によれば、原点復
帰動作のための摩擦力または摩擦トルクに起因する原点
復帰動作以外の動作における速度波形及び力もしくはト
ルク波形の乱れを相殺し補償することができる。その結
果、速度波形及び力もしくはトルク波形の乱れに起因す
る加工対象物の加工むらは未然の防止され、位置制御及
び速度制御の精度が高く、かつ、加工精度の高い数値制
御工作機械を実現することができる。
Therefore, according to the fourth embodiment of the machine tool control apparatus and control method of the present invention, the speed in operations other than the home-return operation due to the friction force or friction torque for the home-return operation. Disturbances in the waveform and force or torque waveform can be canceled and compensated. As a result, it is possible to prevent machining unevenness of the workpiece due to the disturbance of the velocity waveform and the force or torque waveform, and to realize a numerically controlled machine tool with high position control and speed control accuracy and high processing accuracy. be able to.

【0069】[0069]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る工作
機械の制御装置によれば、従来、突起部材の接近を感知
する近接感知スイッチ等が配設されていた箇所に、突起
部材と接触することにより可動部の進行方向と逆方向の
摩擦力または摩擦トルクを発生する摩擦力発生部材を配
設し、その摩擦力または摩擦トルクを原点復帰を行う際
の原点位置の認識に利用することとしたので、従来必要
とされていた構成要素、すなわち、(1)近接感知スイ
ッチ等、(2)近接感知スイッチ等からの出力信号を検
出する検出装置(シーケンサの入力部)、(3)近接感
知スイッチ等と検出装置との間の接続用ケーブル、
(4)必要に応じて用いられる検出装置と位置決め用数
値制御装置とを媒介するシーケンサ、(5)インクリメ
ンタル方式エンコーダのカウンタをリセットする論理回
路、等の装置が不要となって構成が簡略化され、設備費
等のコストを大幅に削減することができる。
As described above, according to the machine tool control apparatus of the present invention, the protrusion member is brought into contact with the location where the proximity detection switch or the like for detecting the approach of the protrusion member is conventionally arranged. By arranging a frictional force generating member that generates a frictional force or a frictional torque in the direction opposite to the moving direction of the movable part, the frictional force or the frictional torque is used to recognize the origin position when performing origin return. Therefore, the components that have been conventionally required, that is, (1) proximity detection switch, etc., (2) detection device for detecting the output signal from the proximity detection switch (sequencer input section), (3) proximity Cable for connection between sensing switch etc. and detection device,
(4) A sequencer that mediates between the detection device and the positioning numerical control device that are used as necessary, (5) a logic circuit that resets the counter of the incremental encoder, and other devices are not required, and the configuration is simplified. It is possible to significantly reduce costs such as equipment costs.

【0070】原点復帰動作以外の可動部の動作時に、原
点または原点近傍で発生する摩擦力または摩擦トルクを
あらかじめ計算して、これを相殺し補償するような駆動
力またはトルクを発生するようサーボモータに指令を与
える制御を行う摩擦トルク補償器とを備えたので、速度
波形及び力もしくはトルク波形の乱れを未然に防止する
ことが可能となり、その結果、速度波形及び力もしくは
トルク波形の乱れに起因する加工対象物の加工むらは未
然の防止され、位置制御及び速度制御の精度が高く、か
つ、加工精度の高い数値制御工作機械を実現することが
できる。
When a movable part other than the home-return operation is operated, a frictional force or a frictional torque generated at or near the origin is calculated in advance, and a servomotor is generated so as to generate a driving force or torque that cancels the frictional force or frictional torque. Since it is equipped with a friction torque compensator that gives a command to, it is possible to prevent disturbance of the velocity waveform and force or torque waveform, and as a result, the disturbance of the velocity waveform and force or torque waveform is caused. It is possible to realize a numerically controlled machine tool in which machining unevenness of the machining target is prevented, the position control and speed control are highly accurate, and the machining accuracy is high.

【0071】突起部材と摩擦力発生部材との接触部の形
態は、点または可動部の運動方向と直交する線分である
ものとしたので、摩擦力発生部材と突起部材との接触に
よる速度波形の乱れを除去し、速度を一定に保持するた
めに必要な駆動力またはトルクの制御を容易なものとす
ることができ、その結果、数値制御装置が認識する速度
波形、力またはトルク波形を時間軸に沿って部分ごとに
均一化し、単純なパターンとすることができ、その結
果、数値制御装置による認識及び制御は一層容易なもの
となる。
Since the form of the contact portion between the protrusion member and the frictional force generating member is assumed to be a point or a line segment orthogonal to the moving direction of the movable portion, the velocity waveform due to the contact between the frictional force generating member and the protrusion member is obtained. It is possible to easily control the driving force or torque required to keep the speed constant by removing the disturbance of the velocity, and as a result, the velocity waveform, force or torque waveform recognized by the numerical control device can be changed with time. It can be homogenized in sections along the axis into a simple pattern, which results in easier recognition and control by the numerical controller.

【0072】突起部材は、摩擦力発生部材との接触部を
固有の形態で有し、固有のパターンの摩擦力または摩擦
トルクを発生するものとしたので、摩擦力または摩擦ト
ルクの固有のパターンから、確実に当該突起部材と摩擦
力発生部材との接触を識別することができる。
The projection member has a contact portion with the frictional force generating member in a unique form and generates a frictional force or a frictional torque in a unique pattern. The contact between the protrusion member and the frictional force generating member can be reliably identified.

【0073】突起部材が、原点または原点近傍を含む複
数の異なった基準位置の位置認識用信号としての摩擦力
または摩擦トルクをそれぞれ発生させるものとして複数
構成単位配設されている場合に、一の突起部材の接触部
の形態は、他の突起部材の接触部の形態と相互に異なっ
たものとしたので、各突起部材は摩擦力発生部材との接
触により固有のパターンの摩擦力または摩擦トルクを発
生させて、いずれの突起部材と摩擦力発生部材との接触
であるかを容易に識別することができる。
When a plurality of constituent units are arranged so that the projection members respectively generate frictional force or frictional torque as position recognition signals at a plurality of different reference positions including the origin or near the origin, Since the shape of the contact portion of the protruding member is different from the shape of the contact portion of the other protruding member, each protruding member produces a unique pattern of frictional force or friction torque by contact with the frictional force generating member. It is possible to easily identify which of the protrusion members is in contact with the frictional force generating member by generating the frictional force.

【0074】位置情報のうち絶対位置情報は、原点また
は原点近傍の位置認識用信号に基づき生成された情報で
あるものとしたので、原点復帰の動作後は、可動部の絶
対位置を常時正確に認識することができる。
Since the absolute position information of the position information is the information generated on the basis of the signal for recognizing the position of the origin or the vicinity of the origin, the absolute position of the movable part is always accurately measured after the origin return operation. Can be recognized.

【0075】本発明に係る工作機械の制御方法によれ
ば、従来用いられていた、突起部材の接近を感知する近
接感知スイッチ等の替わりに、突起部材と接触すること
により可動部の進行方向と逆方向の摩擦力または摩擦ト
ルクを発生する摩擦力発生部材を用い、その摩擦力また
は摩擦トルクを原点復帰を行う際の原点位置の認識に利
用することとしたので、従来の方法に必要とされていた
構成要素、すなわち、(1)近接感知スイッチ等、
(2)近接感知スイッチ等からの出力信号を検出する検
出装置(シーケンサの入力部)、(3)近接感知スイッ
チ等と検出装置との間の接続用ケーブル、(4)必要に
応じて用いられる検出装置と位置決め用数値制御装置と
を媒介するシーケンサ、(5)インクリメンタル方式エ
ンコーダのカウンタをリセットする論理回路、等の装置
が不要となって構成が簡略化され、設備費等のコストを
大幅に削減することができる。
According to the machine tool control method of the present invention, the moving direction of the movable part can be changed by contacting the protrusion member instead of the proximity detection switch or the like which is used conventionally for detecting the approach of the protrusion member. Since a frictional force generating member that generates a frictional force or frictional torque in the opposite direction was used and that frictional force or friction torque was used to recognize the origin position when performing origin return, it is necessary for the conventional method. Components, that is, (1) proximity sensing switch, etc.
(2) A detection device (an input unit of a sequencer) that detects an output signal from the proximity detection switch, (3) A cable for connecting the proximity detection switch and the detection device, and (4) Used as necessary. A sequencer that mediates between the detection device and the numerical control device for positioning, and (5) a logic circuit that resets the counter of the incremental encoder is not required, so that the configuration is simplified and the cost such as equipment cost is greatly increased. Can be reduced.

【0076】原点復帰動作以外の可動部の動作時に、原
点または原点近傍で発生する摩擦力または摩擦トルクを
あらかじめ計算して、これを相殺し補償する補償トルク
を発生させることとしたので、速度波形及び力もしくは
トルク波形の乱れを未然に防止することが可能となり、
その結果、速度波形及び力もしくはトルク波形の乱れに
起因する加工対象物の加工むらは未然の防止され、位置
制御及び速度制御の精度が高く、かつ、加工精度の高い
工作機械の制御を実現することができる。
Since the frictional force or the frictional torque generated at or near the origin is calculated in advance during the operation of the movable part other than the return-to-origin operation and the compensating torque for canceling and compensating for this is generated, the velocity waveform And it is possible to prevent disturbance of the force or torque waveform,
As a result, it is possible to prevent machining irregularity of the machining target due to the disturbance of the velocity waveform and the force or torque waveform, and realize the control of the machine tool with high accuracy of position control and speed control and high processing accuracy. be able to.

【0077】第1の過程における突起部材と摩擦力発生
部材との接触は、点または可動部の運動方向と直交する
線分を接触部としてなされる接触であるものとしたの
で、摩擦力発生部材と突起部材との接触による速度波形
の乱れを除去し、速度を一定に保持するために必要な駆
動力またはトルクの制御を容易なものとすることがで
き、その結果、認識される速度波形、力またはトルク波
形を時間軸に沿って部分ごとに均一化し、単純なパター
ンとすることができ、その認識及び制御は一層容易なも
のとなる。
Since the contact between the protrusion member and the frictional force generating member in the first step is a contact made with a point or a line segment orthogonal to the moving direction of the movable part as the contacting part, the frictional force generating member is contacted. The disturbance of the velocity waveform due to the contact between the protrusion and the protrusion member can be removed, and the control of the driving force or torque required to keep the velocity constant can be facilitated, and as a result, the recognized velocity waveform, The force or torque waveform can be made uniform for each part along the time axis to form a simple pattern, which can be more easily recognized and controlled.

【0078】第1の過程は、突起部材が摩擦力発生部材
との接触部を固有の形態で有するものとすることによ
り、固有のパターンの摩擦力または摩擦トルクを発生さ
せる過程を含む過程であるものとしたので、摩擦力また
は摩擦トルクの固有のパターンから、確実に当該突起部
材と摩擦力発生部材との接触を識別することができる。
The first step is a step including a step of generating a frictional force or a frictional torque having a peculiar pattern by the projection member having a contact portion with the frictional force generating member in a peculiar form. Therefore, the contact between the protrusion member and the frictional force generating member can be reliably identified from the unique pattern of the frictional force or the frictional torque.

【0079】突起部材が、原点または原点近傍を含む複
数の異なった基準位置の位置認識用信号としての摩擦力
または摩擦トルクをそれぞれ発生させるものとして複数
構成単位配設されている場合に、一の突起部材により発
生される摩擦力または摩擦トルクの固有のパターンは、
他の突起部材により発生される摩擦力または摩擦トルク
の固有のパターンと相互に異なったものであるものとし
たので、いずれの突起部材と摩擦力発生部材との接触で
あるかを容易に識別することができる。
In the case where a plurality of constituent units are provided as the projection members for respectively generating the frictional force or the frictional torque as the position recognizing signals at the plurality of different reference positions including the origin or the vicinity of the origin, The unique pattern of the friction force or torque generated by the protruding member is
Since it is assumed that the pattern is different from the peculiar pattern of the frictional force or the frictional torque generated by the other protrusion member, it is easy to identify which protrusion member is in contact with the frictional force generation member. be able to.

【0080】位置情報のうち絶対位置情報は、原点また
は原点近傍の位置認識用信号に基づき生成された情報で
あるものとしたので、原点復帰の動作後は、可動部の絶
対位置を常時正確に認識することができる。
Since the absolute position information of the position information is the information generated based on the position recognizing signal at or near the origin, the absolute position of the movable part is always accurately measured after the origin return operation. Can be recognized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る工作機械の制御装置及び制御方法
における原点復帰時の制御装置及び制御方法の第1の実
施の形態を実施するインクリメンタル方式エンコーダを
備えた工作機械システムの概略構成図。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a machine tool system including an incremental encoder that implements a first embodiment of a control device and a control method when returning to a home position in a machine tool control device and control method according to the present invention.

【図2】本発明に係る工作機械の制御装置及び制御方法
における原点復帰時の制御装置及び制御方法の第1の実
施の形態における可動部及び固定部に配設されたドグ及
び摩擦力発生部材の形状を模式的に表した説明図。
FIG. 2 is a diagram showing a dog and a frictional force generating member provided in a movable part and a fixed part in the first embodiment of the control device and the control method at the time of returning to the origin in the control device and the control method for the machine tool according to the invention. Explanatory drawing which represented the shape of FIG.

【図3】断面形状が台形状の摩擦力発生部材及びドグが
配設された場合における速度波形、力またはトルク波形
を示すグラフ。
FIG. 3 is a graph showing a velocity waveform, a force waveform, or a torque waveform when a frictional force generating member having a trapezoidal cross section and a dog are arranged.

【図4】本発明に係る工作機械の制御装置及び制御方法
における原点復帰時の制御装置及び制御方法の第2の実
施の形態における可動部及び固定部に配設されたドグ及
び摩擦力発生部材の形状を模式的に表した説明図。
FIG. 4 is a diagram showing a dog and a frictional force generating member provided in a movable part and a fixed part in a second embodiment of the control device and the control method at the time of returning to the origin in the control device and the control method for a machine tool according to the present invention. Explanatory drawing which represented the shape of FIG.

【図5】本発明に係る原点復帰時の制御装置及び制御方
法の第2の実施の形態における所定形状の摩擦力発生部
材及びドグが配設された場合における速度波形、力また
はトルク波形を示すグラフ。
FIG. 5 shows a velocity waveform, a force or a torque waveform in the case where a frictional force generating member and a dog having a predetermined shape are arranged in the second embodiment of the control device and control method for returning to origin according to the present invention. Graph.

【図6】本発明に係る原点復帰時の制御装置及び制御方
法の第2の実施の形態に適用可能な摩擦力発生部材の他
の形状の例を示した斜視図。
FIG. 6 is a perspective view showing another example of the shape of the frictional force generation member applicable to the second embodiment of the control device and control method for returning to the original point according to the present invention.

【図7】本発明に係る工作機械の制御装置及び制御方法
における原点復帰時の制御装置及び制御方法の第3の実
施の形態における可動部に配設されるべきドグの形状を
模式的に表した説明図。
FIG. 7 is a schematic view showing the shape of a dog to be arranged on a movable part in the third embodiment of the control device and the control method at the time of returning to the origin in the control device and the control method of the machine tool according to the present invention. The explanatory diagram.

【図8】本発明に係る工作機械の制御装置及び制御方法
の第4の実施の形態における制御ブロック線図。
FIG. 8 is a control block diagram according to a fourth embodiment of a machine tool control apparatus and control method according to the present invention.

【図9】従来の工作機械の制御装置及び制御方法におけ
る原点復帰時の制御装置及び制御方法が使用されるイン
クリメンタル方式エンコーダを備えた工作機械システム
の概略構成図。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a machine tool system including an incremental encoder in which the control device and the control method for returning to the origin in the conventional machine tool control device and control method are used.

【図10】従来の工作機械の制御装置及び制御方法にお
ける原点復帰時の制御装置及び制御方法が使用されるイ
ンクリメンタル方式エンコーダを備えた工作機械システ
ムのうち近接感知スイッチが配設された固定部及びドグ
が配設された可動部のみを模式的に表した説明図。
FIG. 10 is a perspective view showing a conventional machine tool control device and method, wherein a home position control device and control method are used in the machine tool system including an incremental encoder. Explanatory drawing which represented typically only the movable part with which the dog was arrange | positioned.

【符号の説明】 10、90 数値制御装置 11、21、41 摩擦力発生部材 12、22、42、92 固定部 13、23、43、70、93 ドグ 14、24、44、94 可動部 15、95 ナット 16、96 ボールネジ 17、97 サーボモータ 18、98 インクリメンタル方式エンコーダ 19、99 配線 71、72、73 ドグ構成部材 91 近接感知スイッチ 100 シーケンサ A 可動部の運動方向[Explanation of reference numerals] 10, 90 Numerical control device 11, 21, 41 Friction force generating member 12, 22, 42, 92 Fixed part 13, 23, 43, 70, 93 Dog 14, 24, 44, 94 Movable part 15, 95 Nuts 16, 96 Ball Screws 17, 97 Servo Motors 18, 98 Incremental Encoders 19, 99 Wirings 71, 72, 73 Dog Components 91 Proximity Sensing Switches 100 Sequencer A Moving Direction of Moving Parts

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】加工対象物が載置される可動部と、 前記可動部に配設された突起部材と、 前記可動部の運動範囲内における所定範囲で前記突起部
材と接触し、前記可動部の絶対位置の原点または原点近
傍の位置認識用信号としての摩擦力または摩擦トルクを
発生する摩擦力発生部材が配設された固定部と、 前記可動部に軸支された枢軸を有し、前記枢軸を回転さ
せることにより前記可動部を可動にするサーボモータ
と、 前記サーボモータの動作の駆動力若しくはトルクまたは
速度並びに前記摩擦力または摩擦トルクを検出し、検出
信号を発生するインクリメンタル方式エンコーダと、 前記検出信号に基づき、前記可動部についての位置情報
及び速度情報を生成し、前記サーボモータの動作の駆動
力若しくはトルクまたは速度を制御する数値制御装置と
を備えたことを特徴とする工作機械の制御装置。
1. A movable part on which an object to be machined is placed, a protrusion member arranged on the movable part, and a movable part which comes into contact with the protrusion member within a predetermined range within a movement range of the movable part. Of the absolute position of the origin or near the origin of the fixed portion having a frictional force generating member for generating a frictional force or a frictional torque as a position recognition signal, and the movable portion has a pivot shaft, A servo motor that makes the movable part movable by rotating a pivot, and an incremental encoder that detects the driving force or torque or speed of the operation of the servo motor and the friction force or friction torque, and generates a detection signal, A numerical value that generates position information and speed information about the movable part based on the detection signal and controls the driving force or torque or speed of the operation of the servo motor. Control device for a machine tool, characterized in that a control device.
【請求項2】加工対象物が載置される可動部と、 前記可動部に配設された突起部材と、 前記可動部の運動範囲内における所定範囲で前記突起部
材と接触し、前記可動部の絶対位置の原点または原点近
傍の位置認識用信号としての摩擦力または摩擦トルクを
発生する摩擦力発生部材が配設された固定部と、 前記可動部に軸支された枢軸を有し、前記枢軸を回転さ
せることにより前記可動部を可動にするサーボモータ
と、 前記サーボモータの動作の駆動力若しくはトルクまたは
速度並びに前記摩擦力または摩擦トルクを検出し、検出
信号を発生するインクリメンタル方式エンコーダと、 前記検出信号に基づき、前記可動部についての位置情報
及び速度情報を生成し、前記サーボモータの動作の駆動
力若しくはトルクまたは速度を制御する数値制御装置
と、 前記摩擦力または摩擦トルクの検出により位置情報の基
準となる原点または原点近傍の位置を決定する原点復帰
の動作以後の前記原点復帰の動作以外の動作を行う場合
における前記可動部の前記所定範囲通過の際に、前記位
置情報または速度情報に基づき、前記摩擦力または摩擦
トルクを相殺し補償して前記可動部の運動速度を所定値
とする補償トルクを発生させる補償トルク発生指令を出
力する摩擦トルク補償器とを備えたことを特徴とする工
作機械の制御装置。
2. A movable part on which an object to be machined is placed, a protrusion member disposed on the movable part, and a movable part which comes into contact with the protrusion member within a predetermined range within a movement range of the movable part. Of the absolute position of the origin or near the origin of the fixed portion having a frictional force generating member for generating a frictional force or a frictional torque as a position recognition signal, and the movable portion has a pivot shaft, A servo motor that makes the movable part movable by rotating a pivot, and an incremental encoder that detects the driving force or torque or speed of the operation of the servo motor and the friction force or friction torque, and generates a detection signal, A numerical value that generates position information and speed information about the movable part based on the detection signal and controls the driving force or torque or speed of the operation of the servo motor. Control device and the movable part in the case of performing an operation other than the operation of returning to the origin after the operation of returning to the origin to determine the origin or the position near the origin which becomes the reference of the position information by detecting the frictional force or the friction torque. When passing through the predetermined range, a compensating torque generation command for compensating by canceling the frictional force or frictional torque based on the position information or speed information to generate a compensating torque that makes the moving speed of the movable portion a predetermined value is generated. A machine tool control device comprising: a friction torque compensator for outputting.
【請求項3】請求項1または2のいずれかに記載の工作
機械の制御装置において、前記突起部材と前記摩擦力発
生部材との接触部の形態は、点または前記可動部の運動
方向と直交する線分であることを特徴とする工作機械の
制御装置。
3. The machine tool control device according to claim 1, wherein the form of the contact portion between the protrusion member and the frictional force generating member is orthogonal to the point or the moving direction of the movable portion. A machine tool control device characterized by a line segment.
【請求項4】請求項1ないし3のいずれかに記載の工作
機械の制御装置において、前記突起部材は、前記摩擦力
発生部材との接触部を固有の形態で有し、固有のパター
ンの前記摩擦力または摩擦トルクを発生するものである
ことを特徴とする工作機械の制御装置。
4. The machine tool control device according to claim 1, wherein the protrusion member has a contact portion with the frictional force generating member in a unique form, and has a unique pattern. A machine tool control device characterized by generating a frictional force or a frictional torque.
【請求項5】請求項4に記載の工作機械の制御装置にお
いて、前記突起部材が、前記原点または原点近傍を含む
複数の異なった基準位置の位置認識用信号としての摩擦
力または摩擦トルクをそれぞれ発生させるものとして複
数構成単位配設されている場合に、一の突起部材の前記
接触部の形態は、他の突起部材の前記接触部の形態と相
互に異なったものであることを特徴とする工作機械の制
御装置。
5. The machine tool control device according to claim 4, wherein the protrusion member respectively applies a friction force or a friction torque as a position recognition signal at a plurality of different reference positions including the origin or the vicinity of the origin. When a plurality of structural units are arranged to generate, the form of the contact portion of one protrusion member is different from the form of the contact portion of another protrusion member. Machine tool control device.
【請求項6】請求項1ないし5のいずれかに記載の工作
機械の制御装置において、前記位置情報のうち絶対位置
情報は、前記原点または原点近傍の位置認識用信号に基
づき生成された情報であることを特徴とする工作機械の
制御装置。
6. The machine tool control device according to claim 1, wherein the absolute position information among the position information is information generated based on a signal for position recognition near the origin or near the origin. A machine tool control device characterized by the following.
【請求項7】加工対象物が載置される可動部に配設され
た突起部材と、前記可動部と対をなす固定部に配設され
た摩擦力発生部材とを、前記可動部の運動範囲内におけ
る所定範囲で接触させ、摩擦力または摩擦トルクを発生
させる第1の過程と、 インクリメンタル方式エンコーダにより、前記可動部を
可動にするサーボモータの動作の駆動力若しくはトルク
または速度並びに前記摩擦力または摩擦トルクを検出
し、前記摩擦力または摩擦トルクが発生した位置を、前
記可動部の絶対位置の原点または原点近傍と定める第2
の過程と、 前記インクリメンタル方式エンコーダにより検出するサ
ーボモータの動作の駆動力若しくはトルクまたは速度並
びに前記可動部の相対位置と、前記定められた原点また
は原点近傍の位置とに基づき、前記可動部についての位
置情報及び速度情報を生成し、前記サーボモータの動作
の駆動力若しくはトルクまたは速度を制御する第3の過
程とを備えたことを特徴とする工作機械の制御方法。
7. A motion of the movable part, comprising: a protrusion member arranged on the movable part on which a workpiece is placed; and a frictional force generating member arranged on a fixed part which makes a pair with the movable part. A first process of generating a frictional force or a frictional torque by bringing them into contact with each other within a predetermined range within the range, and the driving force or torque or speed of the operation of the servomotor that moves the movable part by the incremental encoder and the frictional force. Alternatively, the friction torque is detected, and the position where the friction force or the friction torque is generated is defined as the origin of the absolute position of the movable part or the vicinity of the origin.
And the relative position of the driving force or torque or speed of the operation of the servomotor detected by the incremental encoder and the movable portion, and the position of the determined origin or the vicinity of the origin of the movable portion, And a third step of controlling the driving force or torque or speed of the operation of the servo motor by generating position information and speed information.
【請求項8】加工対象物が載置される可動部に配設され
た突起部材と、前記可動部と対をなす固定部に配設され
た摩擦力発生部材とを、前記可動部の運動範囲内におけ
る所定範囲で接触させ、摩擦力または摩擦トルクを発生
させる第1の過程と、 インクリメンタル方式エンコーダにより、前記可動部を
可動にするサーボモータの動作の駆動力若しくはトルク
または速度並びに前記摩擦力または摩擦トルクを検出
し、前記摩擦力または摩擦トルクが発生した位置を、前
記可動部の絶対位置の原点または原点近傍と定める第2
の過程と、 前記インクリメンタル方式エンコーダにより検出するサ
ーボモータの動作の駆動力若しくはトルクまたは速度並
びに前記可動部の相対位置と、前記定められた原点また
は原点近傍の位置とに基づき、前記可動部についての位
置情報及び速度情報を生成し、前記サーボモータの動作
の駆動力若しくはトルクまたは速度を制御し、かつ、前
記摩擦力または摩擦トルクの検出により位置情報の基準
となる原点または原点近傍の位置を決定する原点復帰の
動作以後の前記原点復帰の動作以外の動作を行う場合に
おける前記可動部の前記所定範囲通過の際には、前記位
置情報または速度情報に基づき、前記可動部の運動速度
を所定値とするよう前記摩擦力または摩擦トルクを相殺
し補償する補償トルクを発生する第3の過程とを備えた
ことを特徴とする工作機械の制御方法。
8. A motion of the movable part, comprising a protrusion member arranged on a movable part on which a workpiece is placed, and a frictional force generating member arranged on a fixed part forming a pair with the movable part. A first process of generating a frictional force or a frictional torque by bringing them into contact with each other within a predetermined range within the range, and the driving force or torque or speed of the operation of the servomotor that moves the movable part by the incremental encoder and the frictional force. Alternatively, the friction torque is detected, and the position where the friction force or the friction torque is generated is defined as the origin of the absolute position of the movable part or the vicinity of the origin.
And the relative position of the driving force or torque or speed of the operation of the servomotor detected by the incremental encoder and the movable portion, and the position of the determined origin or the vicinity of the origin of the movable portion, Generates position information and speed information, controls the driving force or torque or speed of the operation of the servomotor, and determines the origin or a position near the origin, which is the reference for the position information, by detecting the friction force or friction torque. In the case of performing an operation other than the operation of returning to the origin after the operation of returning to the origin, the moving speed of the moving portion is set to a predetermined value based on the position information or the speed information when the moving portion passes through the predetermined range. And a third step of generating a compensation torque for canceling and compensating for the friction force or friction torque. Characteristic machine tool control method.
【請求項9】請求項7または8のいずれかに記載の工作
機械の制御方法において、前記第1の過程における前記
突起部材と前記摩擦力発生部材との接触は、点または前
記可動部の運動方向と直交する線分を接触部としてなさ
れる接触であることを特徴とする工作機械の制御方法。
9. The method of controlling a machine tool according to claim 7, wherein the contact between the protrusion member and the frictional force generating member in the first step is a point or a movement of the movable portion. A method for controlling a machine tool, characterized in that the contact is made with a line segment orthogonal to the direction as a contact portion.
【請求項10】請求項7ないし9のいずれかに記載の工
作機械の制御方法において、前記第1の過程は、前記突
起部材が前記摩擦力発生部材との接触部を固有の形態で
有するものとすることにより、固有のパターンの前記摩
擦力または摩擦トルクを発生させる過程を含む過程であ
ることを特徴とする工作機械の制御方法。
10. The method of controlling a machine tool according to claim 7, wherein in the first step, the protrusion member has a contact portion with the friction force generating member in a unique form. By the above, the method of controlling a machine tool is a step including a step of generating the frictional force or frictional torque having a unique pattern.
【請求項11】請求項10に記載の工作機械の制御方法
において、前記突起部材が、前記原点または原点近傍を
含む複数の異なった基準位置の位置認識用信号としての
摩擦力または摩擦トルクをそれぞれ発生させるものとし
て複数構成単位配設されている場合に、一の突起部材に
より発生される前記摩擦力または摩擦トルクの前記固有
のパターンは、他の突起部材により発生される前記摩擦
力または摩擦トルクの前記固有のパターンと相互に異な
ったものであることを特徴とする工作機械の制御装置。
11. The method of controlling a machine tool according to claim 10, wherein the protrusion member respectively applies a friction force or a friction torque as a position recognition signal at a plurality of different reference positions including the origin or the vicinity of the origin. When a plurality of structural units are arranged to generate, the unique pattern of the friction force or friction torque generated by one protrusion member is the friction force or friction torque generated by another protrusion member. The machine tool controller is different from the above-mentioned unique pattern.
【請求項12】請求項7ないし11のいずれかに記載の
工作機械の制御方法において、前記位置情報のうち絶対
位置情報は、前記原点または原点近傍の位置認識用信号
に基づき生成された情報であることを特徴とする工作機
械の制御方法。
12. The method of controlling a machine tool according to claim 7, wherein the absolute position information of the position information is information generated based on a signal for position recognition near the origin or near the origin. A method for controlling a machine tool characterized by being present.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007062011A (en) * 2006-11-13 2007-03-15 Nissan Motor Co Ltd Gear honing machine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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