JPH11202925A - 数値制御における送り軸の加減速制御方法および装置 - Google Patents
数値制御における送り軸の加減速制御方法および装置Info
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- JPH11202925A JPH11202925A JP567598A JP567598A JPH11202925A JP H11202925 A JPH11202925 A JP H11202925A JP 567598 A JP567598 A JP 567598A JP 567598 A JP567598 A JP 567598A JP H11202925 A JPH11202925 A JP H11202925A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 送り軸を駆動するサーボモータのトルクを有
効利用し、位置決めに要する時間を短縮し、ワークのト
ータルの加工能率を向上させる。 【解決手段】 水平方向送り軸はサーボモータ２３で駆
動される。送り軸を目標位置に位置決めする指令が、Ｎ
Ｃ装置からサーボ機構２０の軸制御回路２１に送られて
送り軸を目標位置に向けて加減速する際、加減速時にサ
ーボモータ２３が最大トルクを出力するように、時定数
設定手段により、加速時定数および減速時定数を個別に
設定する。上下方向送り軸に対しても、時定数設定手段
は、上昇加速時、上昇減速時、下降加速時および下降減
速時にサーボモータ２３が最大トルクを出力するよう
に、上昇加速時、上昇減速時、下降加速時および下降減
速時の各時定数を個別に設定する。
効利用し、位置決めに要する時間を短縮し、ワークのト
ータルの加工能率を向上させる。 【解決手段】 水平方向送り軸はサーボモータ２３で駆
動される。送り軸を目標位置に位置決めする指令が、Ｎ
Ｃ装置からサーボ機構２０の軸制御回路２１に送られて
送り軸を目標位置に向けて加減速する際、加減速時にサ
ーボモータ２３が最大トルクを出力するように、時定数
設定手段により、加速時定数および減速時定数を個別に
設定する。上下方向送り軸に対しても、時定数設定手段
は、上昇加速時、上昇減速時、下降加速時および下降減
速時にサーボモータ２３が最大トルクを出力するよう
に、上昇加速時、上昇減速時、下降加速時および下降減
速時の各時定数を個別に設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は数値制御における送
り軸加減速制御方法および装置に関する。
り軸加減速制御方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、工作機械の送り軸を位置決めす
る数値制御（ＮＣ）手段は、ワークを加工するためのＮ
Ｃプログラムを読取り、位置決めに際し、送り軸を目標
位置へ移動するためのブロック指令をサーボ機構へ送
る。サーボ機構は、送り軸を駆動するサーボモータとそ
の駆動装置からなり、ＮＣ手段から送られたブロック指
令に応じて送り軸を駆動制御する。送り軸の速度と位置
は、サーボモータに備えられた送り軸の速度検出器と位
置検出器とから検出され、駆動装置は、これら速度と位
置の検出信号を受けて速度制御と位置制御とを行う。
る数値制御（ＮＣ）手段は、ワークを加工するためのＮ
Ｃプログラムを読取り、位置決めに際し、送り軸を目標
位置へ移動するためのブロック指令をサーボ機構へ送
る。サーボ機構は、送り軸を駆動するサーボモータとそ
の駆動装置からなり、ＮＣ手段から送られたブロック指
令に応じて送り軸を駆動制御する。送り軸の速度と位置
は、サーボモータに備えられた送り軸の速度検出器と位
置検出器とから検出され、駆動装置は、これら速度と位
置の検出信号を受けて速度制御と位置制御とを行う。
【０００３】従来技術による数値制御における送り軸加
減速制御方法および装置は、ＮＣ手段から上記ブロック
指令を受けて送り軸を早送りで目標位置に位置決めする
際、送り軸を駆動するサーボモータの加速時定数と減速
時定数を同一値に設定している。
減速制御方法および装置は、ＮＣ手段から上記ブロック
指令を受けて送り軸を早送りで目標位置に位置決めする
際、送り軸を駆動するサーボモータの加速時定数と減速
時定数を同一値に設定している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図６は従来技術による
水平送り軸の位置決め時における加減速時定数の説明図
であり、（Ａ）はサーボモータの出力トルクの変化を示
す図であり、（Ｂ）はサーボモータの速度の変化を示す
図である。図６に示すように、送り軸が工作機械の水平
軸上に設けられた場合、従来技術によれば、加速時と減
速時とで時定数は同一に設定されるので、送り軸の加速
時、にはサーボモータから最大トルクが出力され、
位置決めに要する加速時間は最短となり、最高速度で駆
動される定速時、には送り軸の負荷に応じたトルク
が出力されるが、減速時、には機械の動摩擦力が減
速の補助となるためサーボモータから最大トルクより低
いトルクが出力され、斜線で示すトルクが有効に利用さ
れず、位置決めに要する減速時間は、それだけ余分にか
かるという問題がある。
水平送り軸の位置決め時における加減速時定数の説明図
であり、（Ａ）はサーボモータの出力トルクの変化を示
す図であり、（Ｂ）はサーボモータの速度の変化を示す
図である。図６に示すように、送り軸が工作機械の水平
軸上に設けられた場合、従来技術によれば、加速時と減
速時とで時定数は同一に設定されるので、送り軸の加速
時、にはサーボモータから最大トルクが出力され、
位置決めに要する加速時間は最短となり、最高速度で駆
動される定速時、には送り軸の負荷に応じたトルク
が出力されるが、減速時、には機械の動摩擦力が減
速の補助となるためサーボモータから最大トルクより低
いトルクが出力され、斜線で示すトルクが有効に利用さ
れず、位置決めに要する減速時間は、それだけ余分にか
かるという問題がある。
【０００５】図７は従来技術による上下方向送り軸の位
置決め時における加減速時定数の説明図であり、（Ａ）
はサーボモータの出力トルクの変化を示す図であり、
（Ｂ）はサーボモータの速度の変化を示す図である。図
７に示すように、送り軸が工作機械の上下方向に（水平
面に対して角度をもって）設けられた場合、従来技術に
よれば、加速時と減速時とで時定数は同一に設定される
ので、重力に逆らった送り軸の上昇加速時および下降
減速時にはサーボモータから最大トルクが出力され、
位置決めに要する上昇加速時間および下降減速時間はそ
れぞれ最短となり、最高速度で駆動される定速時、
には送り軸の負荷に応じたトルクが出力されるが、上昇
減速時および下降加速時には機械の重力がそれぞれ
減速および加速の補助となるためサーボモータから最大
トルクより低いトルクが出力され、斜線で示すトルクが
有効に利用されず、位置決めに要する上昇減速時間およ
び下降加速時間は、それだけ余分にかかるという問題が
ある。
置決め時における加減速時定数の説明図であり、（Ａ）
はサーボモータの出力トルクの変化を示す図であり、
（Ｂ）はサーボモータの速度の変化を示す図である。図
７に示すように、送り軸が工作機械の上下方向に（水平
面に対して角度をもって）設けられた場合、従来技術に
よれば、加速時と減速時とで時定数は同一に設定される
ので、重力に逆らった送り軸の上昇加速時および下降
減速時にはサーボモータから最大トルクが出力され、
位置決めに要する上昇加速時間および下降減速時間はそ
れぞれ最短となり、最高速度で駆動される定速時、
には送り軸の負荷に応じたトルクが出力されるが、上昇
減速時および下降加速時には機械の重力がそれぞれ
減速および加速の補助となるためサーボモータから最大
トルクより低いトルクが出力され、斜線で示すトルクが
有効に利用されず、位置決めに要する上昇減速時間およ
び下降加速時間は、それだけ余分にかかるという問題が
ある。
【０００６】それゆえ、本発明は上記問題を解決し、送
り軸を駆動するサーボモータのトルクを有効に利用し位
置決めに要する時間を短縮し、ワークの加工開始から終
了までのトータルの加工能率を向上させる数値制御にお
ける送り軸加減速制御方法および装置を提供することを
目的とする。
り軸を駆動するサーボモータのトルクを有効に利用し位
置決めに要する時間を短縮し、ワークの加工開始から終
了までのトータルの加工能率を向上させる数値制御にお
ける送り軸加減速制御方法および装置を提供することを
目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決する本発
明の第１形態による数値制御における送り軸加減速制御
方法は、サーボモータで送り軸を駆動する数値制御にお
ける送り軸の加減速制御方法において、前記送り軸を目
標位置に向けて駆動する際の加速時および減速時に、前
記サーボモータが最大トルクを出力するように、前記送
り軸の加速時定数および減速時定数を個別に設定し、Ｎ
Ｃプログラムの前記送り軸の動作内容が加速か減速かを
判断し、加速のときは前記設定した加速時定数を、減速
のときは前記設定した減速時定数を選択して加減速制御
を行う、ことを特徴とする。
明の第１形態による数値制御における送り軸加減速制御
方法は、サーボモータで送り軸を駆動する数値制御にお
ける送り軸の加減速制御方法において、前記送り軸を目
標位置に向けて駆動する際の加速時および減速時に、前
記サーボモータが最大トルクを出力するように、前記送
り軸の加速時定数および減速時定数を個別に設定し、Ｎ
Ｃプログラムの前記送り軸の動作内容が加速か減速かを
判断し、加速のときは前記設定した加速時定数を、減速
のときは前記設定した減速時定数を選択して加減速制御
を行う、ことを特徴とする。
【０００８】上記問題を解決する本発明の第２形態によ
る数値制御における送り軸加減速制御方法は、サーボモ
ータで上下方向に送り軸を駆動する数値制御における送
り軸の加減速制御方法において、前記送り軸を目標位置
に向けて駆動する際の上昇方向加速時および上昇方向減
速時、ならびに下降方向加速時および下降方向減速時
に、前記サーボモータが最大トルクを出力するように、
前記送り軸の上昇方向加速時定数、上昇方向減速時定
数、下降方向加速時定数および下降方向減速時定数を個
別に設定し、ＮＣプログラムの前記送り軸の動作内容が
上昇方向加速か上昇方向減速か、または下降方向加速か
下降方向減速かを判断し、判断結果に応じて前記あらか
じめ設定した時定数を選択して加減速制御を行う、こと
を特徴とする。
る数値制御における送り軸加減速制御方法は、サーボモ
ータで上下方向に送り軸を駆動する数値制御における送
り軸の加減速制御方法において、前記送り軸を目標位置
に向けて駆動する際の上昇方向加速時および上昇方向減
速時、ならびに下降方向加速時および下降方向減速時
に、前記サーボモータが最大トルクを出力するように、
前記送り軸の上昇方向加速時定数、上昇方向減速時定
数、下降方向加速時定数および下降方向減速時定数を個
別に設定し、ＮＣプログラムの前記送り軸の動作内容が
上昇方向加速か上昇方向減速か、または下降方向加速か
下降方向減速かを判断し、判断結果に応じて前記あらか
じめ設定した時定数を選択して加減速制御を行う、こと
を特徴とする。
【０００９】上記問題を解決する本発明の第１形態によ
る数値制御における送り軸加減速制御装置は、サーボモ
ータで送り軸を駆動する数値制御における送り軸の加減
速制御装置において、ＮＣプログラムの送り指令に基づ
き前記送り軸の加減速パターンを決定する加減速制御部
と、前記送り軸を目標位置に向けて駆動する際の加速時
および減速時に、前記サーボモータが最大トルクを出力
するように、前記送り軸の加速時定数および減速時定数
を個別に設定する時定数設定部と、ＮＣプログラムの前
記送り軸の動作内容が加速か減速かを判断し、加速の時
は前記設定した加速時定数を、減速の時は前記設定した
減速時定数を選択して前記加減速制御部へ送出する時定
数制御部と、を備えることを特徴とする。
る数値制御における送り軸加減速制御装置は、サーボモ
ータで送り軸を駆動する数値制御における送り軸の加減
速制御装置において、ＮＣプログラムの送り指令に基づ
き前記送り軸の加減速パターンを決定する加減速制御部
と、前記送り軸を目標位置に向けて駆動する際の加速時
および減速時に、前記サーボモータが最大トルクを出力
するように、前記送り軸の加速時定数および減速時定数
を個別に設定する時定数設定部と、ＮＣプログラムの前
記送り軸の動作内容が加速か減速かを判断し、加速の時
は前記設定した加速時定数を、減速の時は前記設定した
減速時定数を選択して前記加減速制御部へ送出する時定
数制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１０】上記問題を解決する本発明の第２形態によ
る数値制御における送り軸加減速制御装置は、サーボモ
ータで上下方向の送り軸を駆動する数値制御における送
り軸の加減速制御装置において、ＮＣプログラムの送り
指令に基づき送り軸の加減速パターンを決定する加減速
制御部と、前記送り軸を目標位置に向けて駆動する際の
上昇方向加速時および上昇方向減速時、ならびに下降方
向加速時および下降方向減速時に、前記サーボモータが
最大トルクを出力するように、前記送り軸の上昇方向加
速時定数、上昇方向減速時定数、下降方向加速時定数お
よび下降方向減速時定数を個別に設定する時定数設定部
と、ＮＣプログラムの前記送り軸の動作内容が上昇方向
加速か上昇方向減速か、または下降方向加速か下降方向
減速かを判断し、判断結果に応じて前記あらかじめ設定
した時定数を選択して前記加減速制御部へ送出する時定
数制御部と、を備えることを特徴とする。
る数値制御における送り軸加減速制御装置は、サーボモ
ータで上下方向の送り軸を駆動する数値制御における送
り軸の加減速制御装置において、ＮＣプログラムの送り
指令に基づき送り軸の加減速パターンを決定する加減速
制御部と、前記送り軸を目標位置に向けて駆動する際の
上昇方向加速時および上昇方向減速時、ならびに下降方
向加速時および下降方向減速時に、前記サーボモータが
最大トルクを出力するように、前記送り軸の上昇方向加
速時定数、上昇方向減速時定数、下降方向加速時定数お
よび下降方向減速時定数を個別に設定する時定数設定部
と、ＮＣプログラムの前記送り軸の動作内容が上昇方向
加速か上昇方向減速か、または下降方向加速か下降方向
減速かを判断し、判断結果に応じて前記あらかじめ設定
した時定数を選択して前記加減速制御部へ送出する時定
数制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】本発明は、上記第１または第２形態によ
り、加速、減速または上昇、下降と各条件に適合した時
定数が選択され、送り軸のサーボモータの最大トルクを
有効に利用して、送り軸の位置決めに要する時間を可及
的に短縮し、ワークの加工能率を向上させる。
り、加速、減速または上昇、下降と各条件に適合した時
定数が選択され、送り軸のサーボモータの最大トルクを
有効に利用して、送り軸の位置決めに要する時間を可及
的に短縮し、ワークの加工能率を向上させる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ本発
明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明による数
値制御における送り軸加減速制御装置の一実施形態を示
す図である。図１に示す数値制御装置（ＮＣ装置）は、
マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）１０と、ＣＰＵ１０にバ
スライン１１を介して双方向に通信可能に接続されたＲ
ＯＭ１２、ＲＡＭ１３、バックアップＲＡＭ（Ｂ．ＲＡ
Ｍ）１４、グラフィク制御回路１５、ＣＲＴ１６および
キーボード１７とからなる。ＣＰＵ１０は、ＮＣ装置全
体を制御するものであり、ＲＯＭ１２はＮＣ装置全体を
制御するために必要なプログラムを格納した読取り専用
のメモリであり、ＲＡＭ１３は工作機械における各送り
軸の現在位置等のデータを格納するメモリであり、Ｂ．
ＲＡＭ１４はＮＣ装置の電源が遮断されてもバッテリで
バックアップされる加工プログラム１４ａやパラメータ
等を格納するメモリである。グラフィック制御回路１５
はＲＡＭ１３に格納された各送り軸の現在位置、移動量
等のデータをＣＲＴ１６へ表示するための処理を行うも
のである。キーボード１７はオペレータが各種データを
入力したり各種パラメータを変更したりするために使用
される入力装置である。
明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明による数
値制御における送り軸加減速制御装置の一実施形態を示
す図である。図１に示す数値制御装置（ＮＣ装置）は、
マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）１０と、ＣＰＵ１０にバ
スライン１１を介して双方向に通信可能に接続されたＲ
ＯＭ１２、ＲＡＭ１３、バックアップＲＡＭ（Ｂ．ＲＡ
Ｍ）１４、グラフィク制御回路１５、ＣＲＴ１６および
キーボード１７とからなる。ＣＰＵ１０は、ＮＣ装置全
体を制御するものであり、ＲＯＭ１２はＮＣ装置全体を
制御するために必要なプログラムを格納した読取り専用
のメモリであり、ＲＡＭ１３は工作機械における各送り
軸の現在位置等のデータを格納するメモリであり、Ｂ．
ＲＡＭ１４はＮＣ装置の電源が遮断されてもバッテリで
バックアップされる加工プログラム１４ａやパラメータ
等を格納するメモリである。グラフィック制御回路１５
はＲＡＭ１３に格納された各送り軸の現在位置、移動量
等のデータをＣＲＴ１６へ表示するための処理を行うも
のである。キーボード１７はオペレータが各種データを
入力したり各種パラメータを変更したりするために使用
される入力装置である。
【００１３】上述のＮＣ装置は、図１において破線２０
で囲まれるサーボ機構とバスライン１１を介して接続さ
れる。サーボ機構２０は、主として軸制御回路２１、サ
ーボアンプ２２およびサーボモータ２３からなる。サー
ボアンプ２２は、サーボモータ２３に取り付けられた例
えばタコジェネレータからなる速度検出器２４から速度
フィードバック信号を受けて速度制御する。一方、軸制
御回路２１は、後述する加減速制御部、時定数設定部、
時定数制御部を備え、ＮＣ装置から送り軸の位置決め指
令を受けるとともに、サーボモータ２３に取り付けられ
た例えばエンコーダからなる位置検出器２５から送り軸
の現在位置を示す位置フィードバック信号を受け、位置
決め指令に応じた位置決め制御を行う。なお、便宜上図
１においてサーボ機構２０の構成を送り軸１つに対して
のみ示すが、実際の工作機械では同様な構成が複数の送
り軸に対応して設けられる。
で囲まれるサーボ機構とバスライン１１を介して接続さ
れる。サーボ機構２０は、主として軸制御回路２１、サ
ーボアンプ２２およびサーボモータ２３からなる。サー
ボアンプ２２は、サーボモータ２３に取り付けられた例
えばタコジェネレータからなる速度検出器２４から速度
フィードバック信号を受けて速度制御する。一方、軸制
御回路２１は、後述する加減速制御部、時定数設定部、
時定数制御部を備え、ＮＣ装置から送り軸の位置決め指
令を受けるとともに、サーボモータ２３に取り付けられ
た例えばエンコーダからなる位置検出器２５から送り軸
の現在位置を示す位置フィードバック信号を受け、位置
決め指令に応じた位置決め制御を行う。なお、便宜上図
１においてサーボ機構２０の構成を送り軸１つに対して
のみ示すが、実際の工作機械では同様な構成が複数の送
り軸に対応して設けられる。
【００１４】次に、本発明による加減速制御について説
明するが、その前に送り軸を駆動するサーボモータの速
度−トルク特性および位置決め時における送り軸の移動
速度の変化について説明する。図２はサーボモータの速
度−トルク特性を示す図である。図２において横軸はサ
ーボモータの回転速度（ＲＰＭ）、縦軸はサーボモータ
の最大出力トルク（Ｎｍ）を示す。この特性データはＲ
ＡＭ１３に格納される。
明するが、その前に送り軸を駆動するサーボモータの速
度−トルク特性および位置決め時における送り軸の移動
速度の変化について説明する。図２はサーボモータの速
度−トルク特性を示す図である。図２において横軸はサ
ーボモータの回転速度（ＲＰＭ）、縦軸はサーボモータ
の最大出力トルク（Ｎｍ）を示す。この特性データはＲ
ＡＭ１３に格納される。
【００１５】図３は送り軸の移動速度の変化、すなわち
加減速パターンの一例を示す図である。図３において、
横軸は時間、縦軸は送り軸の移動速度を示す。軸制御回
路２１は、ＮＣ装置から送られる送り軸の位置決め指令
を受信する。軸制御回路２１の加減速制御部は、受信し
た位置決め指令から読取られる送り軸の到達目標位置ま
での加減速パターンを決定する。
加減速パターンの一例を示す図である。図３において、
横軸は時間、縦軸は送り軸の移動速度を示す。軸制御回
路２１は、ＮＣ装置から送られる送り軸の位置決め指令
を受信する。軸制御回路２１の加減速制御部は、受信し
た位置決め指令から読取られる送り軸の到達目標位置ま
での加減速パターンを決定する。
【００１６】時定数設定部は、後述の方法で各種時定数
の適正値を予め設定しておく。各種時定数とは、水平方
向送り軸では、加速時定数、減速時定数であり、上下方
向送り軸では、上昇加速時定数、上昇減速時定数、下降
加速時定数、下降減速時定数である。時定数制御部は、
加工プログラムから実行しようとする位置決め指令が、
水平方向送り軸の加速時なのか減速時なのか、また上下
方向送り軸の上昇加速時なのか上昇減速時なのか、また
は下降加速時なのか下降減速時なのかに応じて上記時定
数設定部に設定された適合する時定数を選択して上記加
減速制御部へ送出する。
の適正値を予め設定しておく。各種時定数とは、水平方
向送り軸では、加速時定数、減速時定数であり、上下方
向送り軸では、上昇加速時定数、上昇減速時定数、下降
加速時定数、下降減速時定数である。時定数制御部は、
加工プログラムから実行しようとする位置決め指令が、
水平方向送り軸の加速時なのか減速時なのか、また上下
方向送り軸の上昇加速時なのか上昇減速時なのか、また
は下降加速時なのか下降減速時なのかに応じて上記時定
数設定部に設定された適合する時定数を選択して上記加
減速制御部へ送出する。
【００１７】加減速制御部は、受領した時定数を用いた
加減速パターンで送り軸の加減速指令をサーボアンプ２
２に送出する。図３に示すように、送り軸の速度指令
は、送り軸の移動距離が十分長いロングモーションのと
きは、図３に示す各点ｏ、ａ、ｂ、ｃを通る。すなわ
ち、時刻ｔ0 からサーボモータの最高速度Ｖm に到達す
る時刻ｔ2 までサーボモータが最大トルクを出力するよ
うに設定された加速時定数で加速され、その後時刻ｔ5
まで一定速度Ｖm で送られ、時刻ｔ5 から停止する時刻
ｔ6 までサーボモータが最大トルクを出力するように設
定された減速時定数で減速される。送り軸の移動距離が
十分短いショートモーションのときは、図３に示す各点
ｏ、d 、e を通る。すなわち、時刻ｔ0 から設定された
上記加速時定数で時刻ｔ1 まで加速され、その後時刻ｔ
1 から停止する時刻ｔ3 までは設定された上記減速時定
数で減速される。ここで、ａｂ間の距離が０より大きい
ときロングモーションと呼び、０より小さいときショー
トモーションと呼ぶ。ａｂ間の距離が０に等しいジャス
トモーションときは、送り軸の速度指令は図３に示す各
点ｏ、ａ、ｆを通り、時刻ｔ0 から時刻ｔ2 まで上記加
速時定数で加速され、時刻ｔ2 から停止する時刻ｔ4 ま
で上記減速時定数で減速される。送り軸の速度指令は、
ロング、ジャストおよびショートの各モーション時の移
動距離が、順に、図３に示すｏａｂｃｏ、ｏａｆｏおよ
びｏｄｅｏで囲まれる面積に等しいことから逆算して求
められる。尚、上下方向送り軸の加減速パターンも同様
の形をしている。
加減速パターンで送り軸の加減速指令をサーボアンプ２
２に送出する。図３に示すように、送り軸の速度指令
は、送り軸の移動距離が十分長いロングモーションのと
きは、図３に示す各点ｏ、ａ、ｂ、ｃを通る。すなわ
ち、時刻ｔ0 からサーボモータの最高速度Ｖm に到達す
る時刻ｔ2 までサーボモータが最大トルクを出力するよ
うに設定された加速時定数で加速され、その後時刻ｔ5
まで一定速度Ｖm で送られ、時刻ｔ5 から停止する時刻
ｔ6 までサーボモータが最大トルクを出力するように設
定された減速時定数で減速される。送り軸の移動距離が
十分短いショートモーションのときは、図３に示す各点
ｏ、d 、e を通る。すなわち、時刻ｔ0 から設定された
上記加速時定数で時刻ｔ1 まで加速され、その後時刻ｔ
1 から停止する時刻ｔ3 までは設定された上記減速時定
数で減速される。ここで、ａｂ間の距離が０より大きい
ときロングモーションと呼び、０より小さいときショー
トモーションと呼ぶ。ａｂ間の距離が０に等しいジャス
トモーションときは、送り軸の速度指令は図３に示す各
点ｏ、ａ、ｆを通り、時刻ｔ0 から時刻ｔ2 まで上記加
速時定数で加速され、時刻ｔ2 から停止する時刻ｔ4 ま
で上記減速時定数で減速される。送り軸の速度指令は、
ロング、ジャストおよびショートの各モーション時の移
動距離が、順に、図３に示すｏａｂｃｏ、ｏａｆｏおよ
びｏｄｅｏで囲まれる面積に等しいことから逆算して求
められる。尚、上下方向送り軸の加減速パターンも同様
の形をしている。
【００１８】図４は本発明による水平送り軸の位置決め
時における加減速時定数の説明図であり、（Ａ）はサー
ボモータの出力トルクの変化を示す図であり、（Ｂ）は
サーボモータの速度の変化を示す図である。図４に示す
ように、送り軸が工作機械の水平軸上に設けられた場
合、本発明の第１形態によれば、加速時と減速時とで時
定数は個別に設定されるので、送り軸の加速時、に
はサーボモータから最大トルクが出力され、位置決めに
要する加速時間は最短となる。最高速度で駆動される定
速時、には送り軸の負荷に応じたトルクが出力され
る。また、減速時、には機械の動摩擦力が減速の補
助となる分だけ減速時定数は加速時定数より短く設定さ
れるので、この間（、）、サーボモータから最大ト
ルクが出力され、位置決めに要する減速時間は、それだ
け短縮され、ワークの加工能率が向上する。
時における加減速時定数の説明図であり、（Ａ）はサー
ボモータの出力トルクの変化を示す図であり、（Ｂ）は
サーボモータの速度の変化を示す図である。図４に示す
ように、送り軸が工作機械の水平軸上に設けられた場
合、本発明の第１形態によれば、加速時と減速時とで時
定数は個別に設定されるので、送り軸の加速時、に
はサーボモータから最大トルクが出力され、位置決めに
要する加速時間は最短となる。最高速度で駆動される定
速時、には送り軸の負荷に応じたトルクが出力され
る。また、減速時、には機械の動摩擦力が減速の補
助となる分だけ減速時定数は加速時定数より短く設定さ
れるので、この間（、）、サーボモータから最大ト
ルクが出力され、位置決めに要する減速時間は、それだ
け短縮され、ワークの加工能率が向上する。
【００１９】図５は本発明による上下方向送り軸の位置
決め時における加減速時定数の説明図であり、（Ａ）は
サーボモータの出力トルクの変化を示す図であり、
（Ｂ）はサーボモータの速度の変化を示す図である。図
５に示すように、送り軸が工作機械の上下方向に（水平
方向に対して角度をもって）設けられた場合、本発明の
第２形態によれば、上昇加速時、上昇減速時、下降加速
時および下降減速時の各時定数は個別に設定されるの
で、重力に逆らった送り軸の上昇加速時および下降減
速時にはサーボモータから最大トルクが出力され、位
置決めに要する上昇加速時間および下降減速時間はそれ
ぞれ最短となる。最高速度で駆動される定速時、に
は送り軸の負荷に応じたトルクが出力される。また、上
昇減速時および下降加速時には機械の重力がそれぞ
れ減速および加速の補助となる分だけ上昇減速時の減速
時定数は下降減速時の減速時定数より短く、下降加速時
の加速時定数は上昇加速時の加速時定数より短くそれぞ
れ設定されるので、この間（、）、サーボモータか
ら最大トルクが出力され、位置決めに要する上昇減速時
間および下降加速時間は、それだけ短縮され、ワークの
加工開始から終了までのトータル時間が短縮される。
決め時における加減速時定数の説明図であり、（Ａ）は
サーボモータの出力トルクの変化を示す図であり、
（Ｂ）はサーボモータの速度の変化を示す図である。図
５に示すように、送り軸が工作機械の上下方向に（水平
方向に対して角度をもって）設けられた場合、本発明の
第２形態によれば、上昇加速時、上昇減速時、下降加速
時および下降減速時の各時定数は個別に設定されるの
で、重力に逆らった送り軸の上昇加速時および下降減
速時にはサーボモータから最大トルクが出力され、位
置決めに要する上昇加速時間および下降減速時間はそれ
ぞれ最短となる。最高速度で駆動される定速時、に
は送り軸の負荷に応じたトルクが出力される。また、上
昇減速時および下降加速時には機械の重力がそれぞ
れ減速および加速の補助となる分だけ上昇減速時の減速
時定数は下降減速時の減速時定数より短く、下降加速時
の加速時定数は上昇加速時の加速時定数より短くそれぞ
れ設定されるので、この間（、）、サーボモータか
ら最大トルクが出力され、位置決めに要する上昇減速時
間および下降加速時間は、それだけ短縮され、ワークの
加工開始から終了までのトータル時間が短縮される。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１形態
に係る数値制御における送り軸加減速制御方法および装
置によれば、水平送り軸を駆動するサーボモータの加減
速時にサーボモータの最大トルクを出力するように加速
時定数と減速時定数を個別に設定するので、位置決めに
要する時間を短縮し、ワークのトータル加工能率を向上
させることができる。
に係る数値制御における送り軸加減速制御方法および装
置によれば、水平送り軸を駆動するサーボモータの加減
速時にサーボモータの最大トルクを出力するように加速
時定数と減速時定数を個別に設定するので、位置決めに
要する時間を短縮し、ワークのトータル加工能率を向上
させることができる。
【００２１】また、本発明の第２形態に係る数値制御に
おける送り軸加減速制御方法および装置によれば、上下
方向送り軸を駆動するサーボモータの上昇加速時、上昇
減速時、下降加速時および下降減速時に機械の上下運動
部の重力を加味してサーボモータの最大トルクを出力す
るように上昇加速時、上昇減速時、下降加速時および下
降減速時の各時定数を個別に設定するので、位置決めに
要する時間を短縮し、ワークのトータル加工能率を向上
させることができる。
おける送り軸加減速制御方法および装置によれば、上下
方向送り軸を駆動するサーボモータの上昇加速時、上昇
減速時、下降加速時および下降減速時に機械の上下運動
部の重力を加味してサーボモータの最大トルクを出力す
るように上昇加速時、上昇減速時、下降加速時および下
降減速時の各時定数を個別に設定するので、位置決めに
要する時間を短縮し、ワークのトータル加工能率を向上
させることができる。
【図１】本発明による数値制御における送り軸加減速制
御装置の一実施形態を示す図である。
御装置の一実施形態を示す図である。
【図２】サーボモータの回転速度−トルク特性を示す図
である。
である。
【図３】送り軸の移動速度の変化を示す図である。
【図４】本発明による水平方向送り軸の位置決め時にお
ける加減速時定数の説明図であり、（Ａ）はサーボモー
タの出力トルクの変化を示す図であり、（Ｂ）はサーボ
モータの速度の変化を示す図である。
ける加減速時定数の説明図であり、（Ａ）はサーボモー
タの出力トルクの変化を示す図であり、（Ｂ）はサーボ
モータの速度の変化を示す図である。
【図５】本発明による上下方向送り軸の位置決め時にお
ける加減速時定数の説明図であり、（Ａ）はサーボモー
タの出力トルクの変化を示す図であり、（Ｂ）はサーボ
モータの速度の変化を示す図である。
ける加減速時定数の説明図であり、（Ａ）はサーボモー
タの出力トルクの変化を示す図であり、（Ｂ）はサーボ
モータの速度の変化を示す図である。
【図６】従来技術による水平方向送り軸の位置決め時に
おける加減速時定数の説明図であり、（Ａ）はサーボモ
ータの出力トルクの変化を示す図であり、（Ｂ）はサー
ボモータの速度の変化を示す図である。
おける加減速時定数の説明図であり、（Ａ）はサーボモ
ータの出力トルクの変化を示す図であり、（Ｂ）はサー
ボモータの速度の変化を示す図である。
【図７】従来技術による上下方向送り軸の位置決め時に
おける加減速時定数の説明図であり、（Ａ）はサーボモ
ータの出力トルクの変化を示す図であり、（Ｂ）はサー
ボモータの速度の変化を示す図である。
おける加減速時定数の説明図であり、（Ａ）はサーボモ
ータの出力トルクの変化を示す図であり、（Ｂ）はサー
ボモータの速度の変化を示す図である。
１０…ＣＰＵ １１…バスライン ２０…サーボ機構 ２１…軸制御回路 ２２…サーボアンプ ２３…サーボモータ
Claims (4)
- 【請求項１】 サーボモータで送り軸を駆動する数値制
御における送り軸の加減速制御方法において、 前記送り軸を目標位置に向けて駆動する際の加速時およ
び減速時に、前記サーボモータが最大トルクを出力する
ように、前記送り軸の加速時定数および減速時定数を個
別に設定し、 ＮＣプログラムの前記送り軸の動作内容が加速か減速か
を判断し、加速のときは前記設定した加速時定数を、減
速のときは前記設定した減速時定数を選択して加減速制
御を行う、 ことを特徴とした数値制御における送り軸加減速制御方
法。 - 【請求項２】 サーボモータで上下方向に送り軸を駆動
する数値制御における送り軸の加減速制御方法におい
て、 前記送り軸を目標位置に向けて駆動する際の上昇方向加
速時および上昇方向減速時、ならびに下降方向加速時お
よび下降方向減速時に、前記サーボモータが最大トルク
を出力するように、前記送り軸の上昇方向加速時定数、
上昇方向減速時定数、下降方向加速時定数および下降方
向減速時定数を個別に設定し、 ＮＣプログラムの前記送り軸の動作内容が上昇方向加速
か上昇方向減速か、または下降方向加速か下降方向減速
かを判断し、判断結果に応じて前記あらかじめ設定した
時定数を選択して加減速制御を行う、 ことを特徴とした数値制御における送り軸加減速制御方
法。 - 【請求項３】 サーボモータで送り軸を駆動する数値制
御における送り軸の加減速制御装置において、 ＮＣプログラムの送り指令に基づき前記送り軸の加減速
パターンを決定する加減速制御部と、 前記送り軸を目標位置に向けて駆動する際の加速時およ
び減速時に、前記サーボモータが最大トルクを出力する
ように、前記送り軸の加速時定数および減速時定数を個
別に設定する時定数設定部と、 ＮＣプログラムの前記送り軸の動作内容が加速か減速か
を判断し、加速の時は前記設定した加速時定数を、減速
の時は前記設定した減速時定数を選択して前記加減速制
御部へ送出する時定数制御部と、 を備えることを特徴とした数値制御における送り軸加減
速制御装置。 - 【請求項４】 サーボモータで上下方向の送り軸を駆動
する数値制御における送り軸の加減速制御装置におい
て、 ＮＣプログラムの送り指令に基づき送り軸の加減速パタ
ーンを決定する加減速制御部と、 前記送り軸を目標位置に向けて駆動する際の上昇方向加
速時および上昇方向減速時、ならびに下降方向加速時お
よび下降方向減速時に、前記サーボモータが最大トルク
を出力するように、前記送り軸の上昇方向加速時定数、
上昇方向減速時定数、下降方向加速時定数および下降方
向減速時定数を個別に設定する時定数設定部と、 ＮＣプログラムの前記送り軸の動作内容が上昇方向加速
か上昇方向減速か、または下降方向加速か下降方向減速
かを判断し、判断結果に応じて前記あらかじめ設定した
時定数を選択して前記加減速制御部へ送出する時定数制
御部と、 を備えることを特徴とした数値制御における送り軸加減
速制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP567598A JPH11202925A (ja) | 1998-01-14 | 1998-01-14 | 数値制御における送り軸の加減速制御方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP567598A JPH11202925A (ja) | 1998-01-14 | 1998-01-14 | 数値制御における送り軸の加減速制御方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11202925A true JPH11202925A (ja) | 1999-07-30 |
Family
ID=11617685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP567598A Pending JPH11202925A (ja) | 1998-01-14 | 1998-01-14 | 数値制御における送り軸の加減速制御方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11202925A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6920363B2 (en) | 2000-10-18 | 2005-07-19 | Fanuc Ltd | Acceleration and deceleration control method |
| CN104714486A (zh) * | 2013-12-11 | 2015-06-17 | 发那科株式会社 | 具有辅助参数调整的功能的参数调整辅助装置 |
-
1998
- 1998-01-14 JP JP567598A patent/JPH11202925A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6920363B2 (en) | 2000-10-18 | 2005-07-19 | Fanuc Ltd | Acceleration and deceleration control method |
| CN104714486A (zh) * | 2013-12-11 | 2015-06-17 | 发那科株式会社 | 具有辅助参数调整的功能的参数调整辅助装置 |
| JP2015114821A (ja) * | 2013-12-11 | 2015-06-22 | ファナック株式会社 | パラメータ調整を支援する機能を備えたパラメータ調整支援装置 |
| US9436178B2 (en) | 2013-12-11 | 2016-09-06 | Fanuc Corporation | Parameter adjustment support device having function for supporting parameter adjustment |
| CN104714486B (zh) * | 2013-12-11 | 2016-11-30 | 发那科株式会社 | 具有辅助参数调整的功能的参数调整辅助装置 |
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