JPS58132440A - 工作機械の制御方法 - Google Patents

工作機械の制御方法

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Publication number
JPS58132440A
JPS58132440A JP1486982A JP1486982A JPS58132440A JP S58132440 A JPS58132440 A JP S58132440A JP 1486982 A JP1486982 A JP 1486982A JP 1486982 A JP1486982 A JP 1486982A JP S58132440 A JPS58132440 A JP S58132440A
Authority
JP
Japan
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load
machining
tool
increase
increase rate
Prior art date
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Pending
Application number
JP1486982A
Other languages
English (en)
Inventor
Sakae Yanagisawa
柳沢 栄
Osanori Chikaraishi
力石 修徳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Via Mechanics Ltd
Original Assignee
Hitachi Seiko Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Seiko Ltd filed Critical Hitachi Seiko Ltd
Priority to JP1486982A priority Critical patent/JPS58132440A/ja
Publication of JPS58132440A publication Critical patent/JPS58132440A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q15/00Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
    • B23Q15/007Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
    • B23Q15/12Adaptive control, i.e. adjusting itself to have a performance which is optimum according to a preassigned criterion

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、予め決められた加工軌跡に従い被加工物と工
具とを相対的に移動させて被加工物を加工する工作機械
の制御方法に関するものである。
工作機械による機械加工の途中において、被加従来の工
作機械においては、加工中に工具を回転させる主軸モー
タが過負荷になった場合、主軸モータの過電流を検出し
て主軸モータの回転を停止していた。また、同じ過負荷
検出器を用いていたため、加工負荷の小さな工具(具体
的には小さい径のドリル等)を使用して機械加工を行な
う場合には、工具に過負荷が掛り破損しても、機械本体
の主軸モータに流れる電流が少いので過負荷の検出をす
ることができない。
したがって、工作機械は工具が破損した状態で作業を続
けるから被加工物は加工されないことになる。主軸モー
タが過負荷になり検出器が作動すれば、主軸モータの回
転が停止し、被加工物と工具の相対移動が停止される◎
すなわち、加工のために被加工物又は工具を移動させる
テーブル等の送り制御モータが停止される。との機械が
停止した状態は、作業者がモータを過負荷にした原因を
取除いて、運転再開始のスイッチ操作をするまで、動き
出すことはない。すなわち、工作機械の停止時間が長く
なり、稼動率が低下する。特に、取代が大きいことが原
因で過負荷となった場合は、工具と被加工物の移動速度
を低下すれば異状な過負荷状態は避けることができるの
であるが、これを判別することが鑓かしいということが
あった。
本発明は上記従来技術の欠点を除去し、過負荷状態を予
防し稼鉤率を向上する工作機械の制御方法で、被加工物
と工具との相対移動の単位長毎のサンプリング1間期で
工具に加えられる負えられる負荷を単位長毎のサンプリ
ング周期で検出し、仁の負荷の複数の検出値を基Kfi
荷の増加率を算出し、この増加率がモデル加工時の記憶
された負荷データに基づく増加率から算出された許容値
を越えた時に相対移動速度を低下することを特徴とする
工作機械の制御方法であるO 以下本発明の一実施例を図面を用いて詳細に説明する。
第1図は本発明に係る工作機械の制御方法を説明するた
めの加工位置・負荷電力特性図である。同図において、
横軸は加工位置りを示し、点A乃至Fは被加工物上に所
定の単位長を毎(例えば1鴫毎)に設けたサンプリング
位置である。縦軸は加工負荷例えば主軸モータの負荷電
力Wである。実ll1lj!Mはモデル加工時の負荷の
変化を示し、破@Sは実際に被加工物を加工していると
きの負荷の変化を示す@被加工物が工作機械の固定テー
ブル上に固定され、工点りまで移動したとする。この時
の実加工時の負荷(以下実負荷という)はWa’から■
’ =We’ −wd’と変化するのに対し、モデル加
工時の負荷(以下モデル負荷という)はWaからWb 
・−* We −h Wdと変化して、いる。実加工時
の負荷とモデル加工時の負荷の差はWaa’ 、Wbb
’ 、Wcc’ 、Wdd’である。この負荷の差が点
りで許容限度を越えたならば工具の等動速度を徐々に低
下すると実負荷とモデル負荷の差はW@e’からvit
tへと減少する。また、工具が点りに在る時の2つの負
荷曲線M、Sの傾き(増加$)をm、sとすると、m 
:(W1+W2+v3)/34. s=(w1’+w2
’+w3’)/:3tである。この増加率m及びlは点
りから3点だけ過去の点Aから点りまでの加工負荷の増
加分を、点Aから点りまでのサンプリング1間期の数で
除算したが、この加工負荷の増加率mとSとを比較して
その値があらかじめ設定された値よりも大きくなった時
工具の移動速度を徐々に、または急激に低下させること
により、加工負荷が極単な過負荷となることを防止する
ことが可能である。更に買時の増加率とくにモデル負荷
の増fM率3を計算するに際して、例えば工具が点りに
あった時、点BからEまでまたは点CからF″!lでの
モデル負荷の増加率を計算し、計算結果に重みをつけて
取扱うことにより、より円滑な実負荷変動を得ることが
できるし、これにより加工機械の加工効率を向上するこ
とができる。
第2図は本発明を実施するための具体的装置の構成図で
ある。同図において、1は被加工物で固定された基台2
の上に取りつけられている。
3は被加工物1に対向して移動可能に配置された工具で
、モータ4に連結された送りねじ5に螺合されたナツト
6と一体に杉成された等動部材7の一端に固着されてい
て、モータ4が駆動されると送抄ねじ5の回転方向によ
り被加工物IK接近またri離反するように形成されて
いる68は工具3の1端に設けられた負荷検出装置で工
具3に与えられた荷重の大きさにより歪を生じ、この会
を電気信号として取り出すもの、または工具3を回転さ
せるモータの電流または電力により工具3に与えられた
荷重(Wa’ 、Wb’ 、Wc’・・・)を検出する
もの等である。9は負荷検出装!8により検出された負
荷信号をデータレジスタ10の入力信号(符号)に変換
するインターフェイス回路で、信号処理、演算にマイク
ロプロセッサを用いる場合にはI10ボートである。
インターフェイス回路9は、負荷信号がアナログ値の場
合には豹変換器を含む。11はモデル加工時の)JOエ
データ、(Wa 、Wb 、We・・・)を記憶する記
僧装置で、記憶されたデータはデータレジスタ12を介
して出力される。13は比較器でデータレジスタ10と
データレジスタ11からのデータを北壁し、その差に応
じた出力を偏差判定回路14に出力する◇偏差判定回路
14は工条件から許容できる偏差値データとを比較しこ
の比較器13からの差のデータが許容偏差データの範囲
内に在るか否かを判別する。差のデータが許容偏差デー
タより大きい場合には、偏差判定回路14から工作機械
の工具3と被加工物1の相対移動速度を低下する信号を
出力する。
15は相対移動速度をM節する送り速度制御回路である
。16は数値制御装置で、送り速度制御回路15に速度
指令16mを与えるとともに、図示しない位置検出装W
(モータ4により位置及び冥動速度を制御される移動部
材7の位置を検出するために、移動部材7の1端又はモ
ータ4の回転軸等に取り付けられる)からの検出信号に
より所定の桜動単位長を毎にサンプリング信号16bを
発生する。このサンプリング信号16bはサンプリング
1m IKに同期してデータを処理するために使用され
る。17は第1の増加率計算回路でデータレジスタ12
からの複数の負荷データ(W< 、W2 、W5・・・
)の中からサンプリング鳴期毎に所定の故のデータ(例
えばWl、W2 、W3の3個のデータ)を取り出し、
増加率mを計算する。
18は第2の増加率6F#回路でデータレジスタ10か
らの負荷データ(W1’ 、W2’ 、W3’ 、・・
・)の中からサンプリング1に胡毎に所定の数のデータ
(例えばW?’ 、W2’ 、W5’の3個のデータ)
を取り出し、増加率m′を計算する。19は第1の増加
率計算回路17と第2の計算回路18との出力\(m及
びm/ )を比較し、モデルIJO工時の増加率mと実
1iIL#時の増加率m′との差が許容範囲内に存るか
否かを判別する増加率判定回路であるO実*#時の増加
率m′がモデル加工時の増加率mの許容範囲の外に出た
場合には、増加率判定回路19から工具3と被加工物1
との相対移動速度を低下する信号Bを出力するO送り速
度制御回路15では偏差判定回路14からの信号Bと増
加率判定回路19からの信号Bとのどちらかの信号によ
っても相対移動速度を低下することができる。なお、相
対移動速度を低下させても信号A又はBが継続している
場合は、所定の時間経過の後に相対等動を停止し、動域
(表示)を発することが必要である。
更に、上記本発明の一実施例の説明においては、モデル
加工時のデータと実加工時のデータとをサンプリング周
期に同期させて、偏差及び増加率を演算したが、実加工
時のデータのサンプリング城期よりも先のサンプリング
闇朗、すなわち実加工が第1図の0点を進行している時
に、その実加工データ(Wa’ + Wb’ r We
’ )に対して、B、C,D点のモデル加工データ(W
b、 We、 Wd )を基に偏差又は増加率を演算し
、この先の周差又は増加率を用いて実加工時の偏差又は
増加率と比較、判定することも有効である。モデル加工
データは実加工作業開始前に記憶されたデータであるか
ら、サンプリング鳴期の複数点先のデータを取り込むこ
とが可能である。
れる夫々2つのデータの差を判定するために適宜決定す
れば良いもので、作業者が被加工物の条件に合わせて設
定してもよい口 以上述べた如く本発明は、被加工物と工具との相対移動
の単位長毎のサンプリング同期で工具に加えられる加工
負荷を予めモデルを加工した時に記1!fシて、実加工
に際し、工具に与えられる負荷を単位長毎のサンプリン
グ同期で検出し、この負荷の複数の検出値を基に負荷の
偏差又は増加率を算出し、この偏差又は増加率がモデル
I][l工時の偏差又は増加率の許容値を越えた過負荷
検出を実現することができるとともに1過負荷に到る前
に過負荷の前兆を検知し、移動速度を低下するから工作
機械が加工途中で停止することが少なくなり工作機械の
稼動率を向上することができるという効果を奏する・
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を説明するだめの特性図、第
2図は本発明を実権する工作機制御装置を示すブロック
図である。 1・・・被DI]工物、3・・・工具、4・・モ〜り、
5・・・送りねじ、8・・・銭荷検出装置、10.12
・・デーメレジスタ、11・・・記・;虜装置、13・
・・比校器。 14.19・・・判別回路、15・・・送り速度制御装
故、16・・・数値制御装旋、17,18・・・増加率
計算回路 ネl目 p工位置L l!、2図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)被加工物と工具との相対移動によ転、予め記憶さ
    れた加工軌跡に従い被加工物を所定の形状に加工する工
    作機械であって、上記相対移動の単位長毎のサンプリン
    グ鳴期に工具に与えられる負荷を検出し、この負荷の(
    l数の連続した検出値を基に負荷の増加率を演算し上記
    加工軌跡に従い予め設定された加工負荷の複数のサンプ
    リング周期における増加率と上記演算された増加率とを
    比咬し、演算され、た増加率が設定された増加率の許容
    値を越えた時に上記相対移動の速度を調節することを特
    徴とする工作機械の制御方法。
  2. (2)  加工軌跡に伴なうサンプリング周期における
    加工負荷の許容値は、予め決められたモデルを加工し、
    このモデル加工時のサンプリング周期における加工負荷
    を基準に設定するととを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の工作機械の制御方法〇
  3. (3)加工負荷の許容値はサンプリング鳴期毎に設定さ
    れた負荷の上限であり、演算された負荷が許容値を越え
    た時に相対移動の速度を低下させることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載の工作機械の制御方法◎
JP1486982A 1982-02-03 1982-02-03 工作機械の制御方法 Pending JPS58132440A (ja)

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