JPS58169207A - Numerical controller - Google Patents
Numerical controllerInfo
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- JPS58169207A JPS58169207A JP5099282A JP5099282A JPS58169207A JP S58169207 A JPS58169207 A JP S58169207A JP 5099282 A JP5099282 A JP 5099282A JP 5099282 A JP5099282 A JP 5099282A JP S58169207 A JPS58169207 A JP S58169207A
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- Japan
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- command
- speed
- load torque
- pulse
- cutting
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
- G05B19/21—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device
- G05B19/23—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for point-to-point control
- G05B19/231—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for point-to-point control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
- G05B2219/49362—Tool, probe at constant height to surface during machining
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- Numerical Control (AREA)
Abstract
Description
本発明は数値制御装置に関するものである。
数値側a]t一応用した工作機械、例えばN、C旋盤装
置では、切削速度を決定する主軸回転数や送り速度に、
経験値や計算値にもとすいて決定し、′切削中はそ九ら
の速度を一定に保つように制ii+を行なっている。特
にNC旋盤装置などでに、刃物が主軸に垂直に移動して
主軸中心からの半径が変化したときに、周速、つまり工
具と加工物の相対速度が一定となるように主軸回転数を
変化させる周速一定制御方式がとられている。しかしこ
のような方法ではもともとの切削速度・の設定が適切で
なイ場合や、素材寸法のバラツキによる切込み量の変化
、工具の変形な、どによる加工条件の変化が大きい場合
、それに対応できないので、作業者が切削状態を観察し
て状況に合わせて主軸回転数や、送り速度管変更する必
要があった。これt′iNC指令テープ上の設定値その
ものを変更したり、機械運転中のときは主軸回転数や送
り速度を係数倍するオーバーライド機能によって対応し
ていたが、。
夜間運転や、無人運転を行なう場合に杖問題であった。
一方、試験的なものとして、切削力、主軸トルク、工具
の振動、温度、走など各種の切削条件金検出器管取り付
けて測定し、それらのデータによシ切削カ一定、工具寿
命最適、加工コスト最小などの評価関数により演算して
、主軸1転数、送り2o速度、切込み量などを自動的に
変える適応制御装置があるが、高度制伽が複雑なシステ
ムになってしまうため、コストや信頼性などの点で実用
的ではなかった。
第1図は従来のデイジタルザーが方式の数値制御装置の
概略構成図であって、図中、1は指令パルス作成部で、
キーデータを読み取る指令入力部2 、 NCチーf4
やNCの状態を表示する表示部3 、NCC指令チー上
読み取るテープ入力部5゜テープ上の情報より実際に機
械を動かす指令を作成したり、指令入力部22表示部3
、NOテープ4t−制御するマイクロコンピュータに
よシ構成された制御部6、その制御部6で作成された指
令にしたがい直線や円弧などに対応する各軸ごとの指令
パルスを発生する補間部7よ構成る。この指令・ぐルス
作成部1からの指令/4’ルスは各軸ごとに設けられた
サーボ部10に入る。ここでは−軸のみ示すが、指令ノ
母ルス作成部1よりの指令パルス数と位置検出器16よ
りのフィードバックノ母ルス数の差を比較器11で検出
し1.ディジタルアナログ変換器12によりアナ四グ量
に直し、サーがアン7’13で増14により機械系15
ヲ駆動15、被加工物を切削工具により加工する。そし
て、その加工状態が位置検出器16により検出され、フ
ィー゛−バックパルスとして比較器11に入力される。
ここで、比較器11の内容は位置偏差になっているため
、フィードバックルーズの断線や工具がなにかに引っか
かり移動できないときなど、異常事態となり、フィード
バックノやルスが帰ってこなくなる。そのため位置偏差
は非常に大きな値となり、さらにサーがモータに高出力
を出させるように作用するが、そのように、位置偏差が
設定された範囲を超え几場合、サーボ系が異常であるこ
とを判断し、アラームを出し、同時に機械停止を行なう
構成をとっていた。
すなわち、第1図に示す構成では、素材寸法のばらつき
による切込み量の変化、工具の変質などによる加工条件
の変化に対応できるには限度があり、また、フィードバ
ックルーズの断線、工具の引掛り、移動できない場合に
は増々サー?モータのトルクが増加し、工具破損などに
至るおそれがあった。
本発明の目的は、前に述べた加工条件検出器や高度なシ
ステム無しに、従来の数値制御装置の機能を利用してわ
ずかの装置を付加するだけで、最適制御ができる数値制
御装置Iを提供するにある。
本発明は、数値制御における位置偏差を読出し、その蝋
よりサーボ系の負荷トルクを算出して加工力一定となる
ようにサーが系の速度制御を行なうようにしたものであ
る。すなわち、本発明は指令パルス作成部より出力され
る指令パルスは一定の速度で移動指令を出しているので
、比較器の内容は制御理論で言う定常速度偏差となる点
に鑑みなされたものである。
ここで、定常速度偏差?1とすると一般に、#==Fc
/に+FR’Tc/(K@TP) −(11FC=
指令速度、K:サーが系の開ループゲイン、FR:モー
タの定格回転数のときの送り速度、To:モータ軸換算
負荷トル°り、
TP:モータ定格トルク
といえる。ここでK 、 F、 、 TPは定数なので
、定常速度偏差8は指令速度F。と負荷トルクT。によ
って決まり、逆に定常速度偏差6と指令速度F。ガわか
れば負荷トルクT。が決定でき・る、fた負vr)ルク
Tcは切削力に比例し、gJvits力Pi、P:R”
D @も −+(2)R:切削抵抗、D;切込
み量、F、:切削速度なので、切削速度F、?fえるこ
とにより切削力つまシ負荷トルクを変え・る・ことがで
きる。本発明はこれら(1)、(2)弐′t−利用して
、定常速度偏差よシ負荷トルクを算出し2、切削カ一定
として機械の能力tフルに発揮させる如(、指令速度音
制御するようにしたものである。
以下、本発明の一実1施fJt−’It!:2’図〜第
5図に従って説明する。ハード・つ、二)・の・構成、
は纂゛2;図のよう罠なっており、同図tzr前述・第
1(図の一般的なデイジタルサーが方式の敬1値づ制・
御装置健1置偏差読出装置17を付加し、その°位置偏
羞読゛出装置17により比較器11の比較状態を続出し
、それ會指令パルス作成部lの制御部6#/cフイード
バツクしである。
第2図に示す比較器11の内部構成を示すとW、3図の
如くであるが、指令パルス作成部】からのノタルスは実
際[Hプラス方向とマイナス方向の2種類あり、これは
位看検出器16よりのフィードバック・母ルスも同様で
ある。この指令)4ルスをアップダウンカウンタである
指令カウンタIで積算し、フィードバックノ母ルスを同
様なフィードバックカウンタ21で積算する。そして、
タイミング発生部列のタイミングにしたが、減算器ηで
そのときの指令カウンタの値よりフィードバックカウン
タの値を引き算し、矛の差を出力ラッチ器に保存する。
これは2つのカウンタは時々刻々変化するが、デジタル
アナログ変換にはある程度の時間が必要なためこの変換
時間の間デジタルアナログ変換器12への出力を一定に
保つために必要である。さらにタイミング発生部列はデ
ジタルアナログ変換器と同期を取るために接続されてい
る。このような比較器では位置偏差のサングリンー値が
出力ラッチるにあるといえるので、位置偏差続出装置1
7ハ、同図に示すように、出力ラッチ乙の出力にパスバ
ッファ25ヲ接続し、指令・ぐルス作成部l内のマイク
ロコンピュータの続出信号によりパスバッファ25t−
制御する続出制御部26を、比較器11に付加すれば簡
単に構成できる。
先に述べたように(11式は定常送り状態で成立するの
で、加速減速時の位置偏差は不要であり、このときの位
置偏差を用いて(1)式の処理を行うと、あやまった制
御が行なわれることになる。ところで指令ノ譬ルス作成
部1では、機械系にショックを与えないために自動加減
速をかけるのが普通である。これは縦軸に指令速度f横
軸に時間tiと9機械系の時定数tTMとすると、第4
図のようになる。つまシ機械系の時定数TMに合わせて
加速をかけているので、スタート時よりTMの数倍時5
間後のA点では機械系は定常状態に落ちついていると考
えられる。また減速の場合B点で指令速度の関数型が変
わるので、指令ノ母ルス作成部1内でソフト6エアによ
ル関数型を変えたり、ノ1−ドウエアのff−)制御で
関数型を変えたりする必要が28ある。そこで、ソフト
ウェアによる場合は関数型を変更するとき同時に位置偏
差サンプリング終了フラグなどをセットすればよいし、
ハードウェアによる場合はダート信号でマイクロコンピ
ュータに割込をかけて、その割込処理プログラム内で同
様に位置偏差サンプリンダ終了フラグをセットすればよ
い。この・ようにして、A点よりB点までの位置偏差を
サングリ゛ンダすればこれが定常速度偏差を表わすとと
Kなる。
次にソフトウェアの構□成The present invention relates to a numerical control device. Numerical side a] In applied machine tools, such as N and C lathes, the main shaft rotation speed and feed rate, which determine the cutting speed,
The speed is determined based on experience and calculations, and controls are applied to keep the speed constant during cutting. Especially in NC lathes, etc., when the cutting tool moves perpendicular to the spindle and the radius from the spindle center changes, the spindle rotation speed is changed so that the circumferential speed, that is, the relative speed of the tool and workpiece, remains constant. A constant circumferential speed control method is used to keep the circumferential speed constant. However, this method cannot cope with cases where the original cutting speed settings are not appropriate, or where there are large changes in machining conditions due to changes in the depth of cut due to variations in material dimensions, tool deformation, etc. It was necessary for the operator to observe the cutting conditions and change the spindle rotation speed and feed speed tube according to the situation. This has been dealt with by changing the set value itself on the t'iNC command tape, or by using an override function that multiplies the spindle rotation speed and feed rate by a factor while the machine is in operation. The cane was a problem when driving at night or when driving unmanned. On the other hand, as a trial, various cutting conditions such as cutting force, spindle torque, tool vibration, temperature, and running were measured by installing a gold detector tube, and the data was used to determine whether cutting force was constant, tool life was optimal, and machining There is an adaptive control device that automatically changes the number of revolutions per spindle, feed speed, depth of cut, etc. based on an evaluation function such as minimum cost, but it requires a complicated system for altitude control, so it is expensive and difficult to control. It was not practical in terms of reliability. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a conventional digital laser type numerical control device, and in the figure, 1 is a command pulse generation section;
Command input section 2 for reading key data, NC chip f4
A display section 3 displays the status of the NCC and NC, and a tape input section 5 reads the NCC commands.A command input section 22 displays a tape input section 5 for creating commands to actually operate the machine from the information on the tape.
, NO tape 4t - A control section 6 configured by a microcomputer that controls the control section 6, and an interpolation section 7 that generates command pulses for each axis corresponding to straight lines, circular arcs, etc. according to the commands created by the control section 6. compose The command/4' pulse from the command/gurus generation section 1 enters a servo section 10 provided for each axis. Although only the - axis is shown here, the comparator 11 detects the difference between the number of command pulses from the command pulse generator 1 and the number of feedback pulses from the position detector 16.1. The digital to analog converter 12 converts it into an analog/4G quantity, and the mechanical system 15 is increased by increasing 14 with an 7'13.
The drive 15 processes the workpiece with a cutting tool. Then, the machining state is detected by the position detector 16 and inputted to the comparator 11 as a feedback pulse. Here, since the content of the comparator 11 is a positional deviation, an abnormal situation occurs such as when a feedback loose wire is broken or the tool gets caught on something and cannot be moved, and the feedback loop or loop does not return. Therefore, the positional deviation becomes a very large value, and the servo causes the motor to output high output, but if the positional deviation exceeds the set range, it indicates that the servo system is abnormal. It was configured to make a judgment, issue an alarm, and stop the machine at the same time. In other words, the configuration shown in Fig. 1 has a limit in its ability to cope with changes in the depth of cut due to variations in material dimensions, changes in machining conditions due to tool deterioration, etc. If you can't move, do you have to do more? The torque of the motor would increase, which could lead to damage to the tool. The purpose of the present invention is to provide a numerical control device I that can perform optimal control without the aforementioned processing condition detector or advanced system, by utilizing the functions of conventional numerical control devices and adding only a few devices. It is on offer. In the present invention, the positional deviation in numerical control is read out, the load torque of the servo system is calculated from that wax, and the servo system is controlled in speed so that the machining force is constant. That is, in the present invention, since the command pulse output from the command pulse generation section issues a movement command at a constant speed, the contents of the comparator are designed in consideration of the fact that it is a steady speed deviation in the sense of control theory. . Where is the steady speed deviation? 1, generally #==Fc
/to+FR'Tc/(K@TP) -(11FC=
Command speed, K: Open loop gain of the system, FR: Feed rate when the motor is at the rated rotation speed, To: Motor shaft equivalent load torque, TP: Motor rated torque. Here, K, F, and TP are constants, so the steady speed deviation 8 is the command speed F. and load torque T. It is determined by the steady speed deviation 6 and the command speed F. If you know the load torque T. can be determined, the torque Tc is proportional to the cutting force, and the force Pi, P:R”
D @ also −+ (2) R: Cutting resistance, D: Depth of cut, F: Cutting speed, so cutting speed F,? By adjusting the cutting force, the load torque can be changed. The present invention utilizes these (1) and (2) to calculate the steady speed deviation and load torque. Hereinafter, one embodiment of the present invention will be explained according to Figures 1 to 5. Hardware configuration:
2; As shown in the figure, it is a trap.
A position deviation reading device 17 is added to the control device, and the position deviation reading device 17 continuously reads the comparison state of the comparator 11, and provides feedback to the control section 6#/c of the command pulse generation section 1. It is. The internal configuration of the comparator 11 shown in FIG. 2 is shown in FIG. The same applies to the feedback/source signal from the detector 16. The command counter I, which is an up/down counter, integrates this command)4 pulses, and the feedback pulse pulse is integrated by a similar feedback counter 21. and,
When the timing of the timing generator sequence is set, the value of the feedback counter is subtracted from the value of the command counter at that time using the subtractor η, and the difference is stored in the output latch device. This is necessary in order to keep the output to the digital-to-analog converter 12 constant during this conversion time, since the two counters change every moment, but a certain amount of time is required for digital-to-analog conversion. Furthermore, the timing generator array is connected for synchronization with the digital-to-analog converter. In such a comparator, it can be said that the position deviation value is at the output latch, so the position deviation successive device 1
7C. As shown in the same figure, a pass buffer 25 is connected to the output of the output latch B, and the pass buffer 25t-
The configuration can be easily achieved by adding the successive control section 26 to the comparator 11. As mentioned earlier (Equation 11 holds true in a steady feed state, positional deviation during acceleration and deceleration is not necessary, and if Equation (1) is processed using the positional deviation at this time, incorrect control will occur. By the way, in the command reference generation unit 1, automatic acceleration/deceleration is normally applied in order to avoid giving a shock to the mechanical system.This means that the vertical axis is the command speed f and the horizontal axis is the time ti and the time constant tTM of the mechanical system, the fourth
It will look like the figure. Since acceleration is applied in accordance with the time constant TM of the mechanical system, the speed is several times TM from the start.
At point A, the mechanical system is considered to have settled into a steady state. In addition, in the case of deceleration, the function type of the command speed changes at point B, so the function type can be changed using the software 6 air in the command base generation unit 1, or the function type can be changed using the ff-) control of the There are 28 things that need to be changed. Therefore, when using software, you can set the position deviation sampling end flag etc. at the same time when changing the function type.
In the case of using hardware, it is sufficient to interrupt the microcomputer with a dirt signal and similarly set the position deviation sampler end flag in the interrupt processing program. In this way, if the positional deviation from point A to point B is sun gridded, this will represent the steady speed deviation. Next, configure the software
【第5図に示す。すなわち、
スタートがなされ、過程(9)で前述した第4図の定常
速度偏差検出開始点Aに達するまでルーf’rして待つ
。A点に達すると過程31に進み定常速度偏差−を位置
偏差読出装置17より指令ノ母ルス作成部1内の制御部
60マイクロコンピユータに取込む。過程32では取込
んだ定常速度偏差は短かい周期微動で振動しているので
、単にこの値を用いて処理會行うと制御の行きす−ぎが
起る可能性があるため、数サンプリング周期の値を平均
してデイジタルローノヤスフィルタを構成し、定常速度
偏差の高周波成分を取り除く。
過程おでは、機械系によって決まっている開ルーfl’
インに、モータ定格送り速度−、モータ定格トルクTP
と指令速度F。をもとに(1)式にしたがい、負荷トル
クTc?算出する。・機械系の定数は異なった機械にも
対応できるように制御部6内のメモリの定数エリアに書
込んでおく。また指令速度はNCテープ上の指令と、オ
ーバーライドスイッチなど操作部分の状態によって決定
され、これは制御部6内のマイクロコンピュータで演算
して決めるので、この結果をメモリ中に取っておけば指
令速度F。が得られる。 最適負荷トルクは、加工物の
材質、工具の形状、材質、切削方法、切削目的(仕上げ
が、荒削9かなど)、切削の経済性會どう考えるかなど
の複雑な要因によって決まるので、負荷トルクの最大値
Cと最小値り、負荷トルクの変動率の最大値Eと最小値
Fなどの判定に用いる数値は指令入力部より入力するよ
うにしておき、その決定は図示していない外部回路で行
なう。
そして、まず、過程あで主軸回転数が変更可能2oかど
うか、主軸オーバーライドキャンセルフラグを判定し、
変更不可の場合、過程39へ行き、変更可節の場合は過
程部〜関の処理を行つ。オーバーライドキャンセルフラ
グは指令入力部2のスイッチにより設定されている。過
程おで算出した負荷トルク會過程あて負荷トルク最大値
Cと比較11、算出負荷トルクの方が大きければ、過程
間で主軸回転数を1段減速オーバーライドして10%程
度減速する。過程37では算出負荷トルクと負荷トルク
最小値りと比較し、算出負荷トルクの方が小さければ、
過程間で主軸回転数を1段加速オーバーライドし2て1
0%程度加速する。オーバーライド実行は既にある、指
令入力部2のオーバーライドスイッチを切替えたときの
処理と同様のことを行えばよいので、割判部6内のマイ
クロコンピュータにより指令速度i10%増減して速度
変更処理を行えばよい。次に、負荷トルク変動を予防す
るために、主軸回転数より応答の速い、送り速度を変更
すること金考える。
そして、過程39では送り速度変更可能かどうか、送り
オーバーライドキャンセルフラグ會判定し、は過程和〜
祠の処理を行う。オーバーライドキャンセルフラグは、
主軸と異なり専用のスイッチはないが、キー操作により
指令入力部6から設定できる。さらに過程栃では前回ま
での負荷トルク平均値と、今回算出した負荷トルクとの
差を求め、負荷トルクを時間微分して負荷トルク変動率
を算出する。そして過程4】で負荷トルク変動率最大値
Eと比較し、算出値の方が大きければ過程42で指令速
度管1段減速オーバーライドして10%程度減速する。
過程43で負荷トルク変動率最小値Fと比較し、算出値
の方が小さければ過程44で指令速度i−1段加速オー
バーライドして10%程度加速する。
加速減速は主軸の場合と同様、オーバーライドスイッチ
切換時の処理全行う。
過程45ハ、過程栃で使用した負荷トルク平均鎖管算出
する。これは、前回までの負荷トルク平均値Pと今回の
負荷トルクQおよび、前回までのサ ゛ングリング回
数Nより、平均負荷トルクVとすると、
V== (N@ P+Q )/(N+ 1 )
−(3)より計算する。そして、制御部6のメ
モリ内に保存しておく、過程46では定常速度偏差のサ
ンプリング終了点である減速開始点Bに来たかどうか判
定し、まだB点に達していなければ、前に述べた過程3
1よりの処理をくり返L、B点に来たら本速度制御処I
lfログラム?終了する。
このような制aを行なうことにより負荷トルク、つまり
切削カ一定の切削が行なわれ、仕上げ面の向上や、工具
寿命の最適化、トータルでの切削時間の減少などの効果
が得られる。
ま友外部の設定により、主軸および送り速度のオーバー
ライド會禁止【、て切削を行ない過程45で求めた平均
負荷トルクfl、+21式で示したように切削抵抗Rと
切込み量り、切削速度FSに比例するので切込み量D’
を一定と仮定して、切削速度F、で除算した値が切削抵
抗を表すことになる。工具が摩耗して来ると切削抵抗が
急増するので、このオーバーライドキャンセル時の平均
負荷トルクを見れば、工具の摩耗状況が判定できる。さ
らに速度制御の各判定に用いるC、D、E、Fなどの値
を決定するときに実測データとして利用できるので、表
示部3により外部に表示できるようにする。
本実施例では、負荷トルクの値により主軸回転数を変化
させ、負荷トルクの変動率の値にょシ送p速度を変化さ
れる制御を行なう場合について述べたが、他の実施例と
して、負荷トルクの値により主軸回転数のみ金変化させ
るものや、負荷トルク変動率だけを算出して送シ速度の
みを変化させるもの、また、負荷トルクの値により送り
速度のみを変化させるものなども、ソフトウェアの一部
変更で実現でき、機械系の特性に合わせた、最適制御を
行うことができる。
以上の実施例によれば、加工物の材質の変化や、バイト
の交換や摩耗、加工前の寸法のばらつきによる切込量の
変化などの各種切削条件の変化に対して複雑高価なセン
サーを付加することなしに、サー?モータの負荷トルク
を算出し、切削カ一定になるように指令速度を制御する
よう圧したものであるから、NCテープ上の速度設定値
は、自動1的に1.かも切削中に最適切削力となるよう
に調整されるたみ、ラフな値でもよく、作業者が切削状
態を監視する必要もなくなり、加工物の材質を変えた場
合や、工具を交換l−た場合KNCテープ上5の速度設
定値を変更する必要がなく、同一のNCテープで対応で
きる。また、従来の数値制御装置では、工具干渉などで
サーが系が移動できなくなった場合、位置偏差が急増し
てアラーム停止する前では、増々サーがモータの、トル
クが増加し、工1o具破損などに至る可能性があったが
、本実施例によれば、位置偏差が急増すると、切削速度
が低下する方向に制御なれるので、工具破損などの異常
事態を未然に防止できる。
なお、上述の実施例では数値側at応用した工I5作機
械としてNC旋盤装置について述べたが、これに限らず
数値制御全応用するものであればいかなるものにも応用
でき、例えば、ロゲット、印刷装置などには最適といえ
る。
以上の説明からも明らかなように本発明によれ211ば
、負荷加工条件等の設定値は、自動的に、しか1も最適
な値に調整されるため、ラフな値を決めるだけで済み、
作業者の監視は簡単なものとなる等の利点があり、数値
制御装置として最適なものといえる。[Shown in Figure 5. That is,
A start is made, and the process waits until reaching the steady speed deviation detection starting point A shown in FIG. 4 described above in step (9). When the point A is reached, the process proceeds to step 31, where the steady speed deviation - is taken in from the position deviation reading device 17 to the control section 60 microcomputer in the command pulse generation section 1. In step 32, the steady speed deviation taken in oscillates with short periodic fluctuations, so if the processing is performed simply using this value, there is a possibility that excessive control will occur. A digital Ronoyass filter is constructed by averaging the values, and high frequency components of the steady speed deviation are removed. In the process, the open loop fl' is determined by the mechanical system.
In, motor rated feed speed -, motor rated torque TP
and command speed F. Based on equation (1), load torque Tc? calculate. - Mechanical constants are written in the constant area of the memory in the control unit 6 so that they can be used with different machines. Also, the command speed is determined by the command on the NC tape and the state of the operating parts such as the override switch, and this is calculated and determined by the microcomputer in the control unit 6, so if you save this result in memory, you can speed up the command speed. F. is obtained. The optimum load torque is determined by complex factors such as the material of the workpiece, the shape and material of the tool, the cutting method, the cutting purpose (finishing is rough cutting, etc.), and how to consider the economical efficiency of cutting. The numerical values used for determining the maximum value C and minimum value of torque, the maximum value E and minimum value F of the fluctuation rate of load torque, etc. are input from the command input section, and the determination is made by an external circuit (not shown). Let's do it. First, the spindle override cancel flag is determined to determine whether the spindle rotation speed can be changed during the process.
If the change is not possible, go to step 39, and if the change is possible, the processes from the process part to section are performed. The override cancel flag is set by a switch in the command input section 2. The load torque calculated in the process 11 is compared with the maximum applied load torque value C, and if the calculated load torque is larger, the main shaft rotational speed is overridden by one step and decelerated by about 10% between processes. In step 37, the calculated load torque is compared with the minimum load torque value, and if the calculated load torque is smaller,
The spindle rotation speed is accelerated by one step and overridden between processes.
Accelerate by about 0%. To execute the override, it is sufficient to perform the same process as when the override switch of the command input section 2 is switched, so the microcomputer in the dividing section 6 increases or decreases the command speed i by 10% and performs the speed change process. That's fine. Next, in order to prevent load torque fluctuations, consider changing the feed rate, which has a faster response than the spindle rotation speed. Then, in step 39, the feed override cancel flag determines whether the feed speed can be changed, and the process sum ~
Process the shrine. The override cancellation flag is
Unlike the main shaft, there is no dedicated switch, but settings can be made from the command input section 6 by key operation. Furthermore, in the process, the difference between the load torque average value up to the previous time and the load torque calculated this time is calculated, and the load torque is differentiated with respect to time to calculate the load torque fluctuation rate. Then, in step 4, it is compared with the maximum load torque variation rate E, and if the calculated value is larger, then in step 42, the command speed tube is overridden by one stage of deceleration, and the speed is decelerated by about 10%. In step 43, it is compared with the load torque fluctuation rate minimum value F, and if the calculated value is smaller, in step 44, the command speed i-1 stage acceleration is overridden and the acceleration is approximately 10%. Acceleration/deceleration is the same as for the main axis, and all processing is performed when the override switch is switched. Step 45: Calculate the average load torque used in the process. This is calculated from the average load torque P up to the previous time, the load torque Q this time, and the number of samplings N up to the previous time, and the average load torque V = = (N@P+Q)/(N+1)
-Calculate from (3). Then, in step 46, which is stored in the memory of the control unit 6, it is determined whether the deceleration start point B, which is the end point of sampling the steady speed deviation, has been reached, and if the point B has not yet been reached, the above-mentioned Process 3
Repeat the process from 1 and when you reach points L and B, start the main speed control process I.
lf program? finish. By performing such control a, cutting can be performed with a constant load torque, that is, cutting force, and effects such as improved surface finish, optimization of tool life, and reduction in total cutting time can be obtained. Due to the external setting, the override of the spindle and feed speed is prohibited. Therefore, the depth of cut D'
Assuming that F is constant, the value divided by the cutting speed F represents the cutting resistance. As the tool wears out, the cutting resistance increases rapidly, so the state of tool wear can be determined by looking at the average load torque when canceling the override. Furthermore, since the data can be used as actual measurement data when determining the values of C, D, E, F, etc. used in each determination of speed control, it can be displayed externally on the display unit 3. In this embodiment, the spindle rotational speed is changed according to the value of the load torque, and the control is performed in which the feed p speed is changed according to the value of the variation rate of the load torque. There are also methods that change only the spindle rotation speed depending on the value of , methods that change only the feed speed by calculating only the load torque fluctuation rate, and methods that only change the feed speed depending on the value of the load torque. This can be achieved by making some changes, and it is possible to perform optimal control according to the characteristics of the mechanical system. According to the above embodiments, complicated and expensive sensors are added to respond to changes in various cutting conditions such as changes in the material of the workpiece, changes in the cutting bit due to replacement or wear, and changes in the depth of cut due to variations in dimensions before machining. Without further ado, sir? Since the load torque of the motor is calculated and the command speed is controlled so that the cutting force is constant, the speed setting value on the NC tape is automatically set to 1. In addition, since the cutting force is adjusted to the optimum value during cutting, rough values are not required, and the operator does not need to monitor the cutting condition. This eliminates the need for operators to monitor cutting conditions, and to reduce the need for tools when changing the material of the workpiece or replacing the tool. In this case, there is no need to change the speed setting value on the KNC tape 5, and the same NC tape can be used. In addition, with conventional numerical control devices, if the servo system becomes unable to move due to tool interference, etc., the position deviation will increase rapidly and before the alarm stops, the servo will increase the torque of the motor and cause damage to the tool. However, according to this embodiment, when the positional deviation increases rapidly, the cutting speed can be controlled to decrease, so abnormal situations such as tool breakage can be prevented. In the above embodiment, the NC lathe device was described as a machine tool that applied numerical control, but the application is not limited to this, but can be applied to any device that applies numerical control, for example, loget, printing, etc. It can be said to be ideal for equipment, etc. As is clear from the above description, according to the present invention, the set values for load machining conditions, etc. are automatically adjusted to optimal values, so it is only necessary to determine rough values.
It has the advantage of simplifying worker monitoring, and can be said to be the most suitable numerical control device.
第1図は従来のディジタル式数値制御装置の概略ブロッ
ク図、第2図は第1図に対応する本発明の一実施例を示
す概略ブロック図、第3図は第2図の要部をさらに具体
的に示ビたブロック図、第104図は指令速度の加減速
・臂ターン上水す速度一時間特性図、第5図は第2図に
示す装置の動作説明管するフローチャートである。
1・・・指令パルス作成部、2・・・指令入力部、3・
・・表示IL 4・・・NCテープ、5・・・テープ入
力部、615・・・1111J櫛部、7・・・補間部、
10・・・サーが部、11・・・比較器、12・・・デ
ィジタルアナログ変換器、13・・・サーが7yグ、1
4・・・サーがモータ、15・・・機械部、16・・・
位置検出器、17・・・位置1差読出装置、美・・・指
令・Iルスカウンタ、2】・・・フィードバックパルス
カウンタ、2o22・・・減算器、n・・・偏差ラッチ
、U・・・タイミング発生部、δ・・・出カッぐツファ
、加・・・読出節J御部。
代理人弁理士 秋 本 止 リ
第1図
第3図Fig. 1 is a schematic block diagram of a conventional digital numerical control device, Fig. 2 is a schematic block diagram showing an embodiment of the present invention corresponding to Fig. 1, and Fig. 3 further shows the main parts of Fig. 2. FIG. 104 is a block diagram specifically showing the acceleration/deceleration of the commanded speed and the speed of arm turn over time, and FIG. 5 is a flowchart explaining the operation of the apparatus shown in FIG. 2. 1... Command pulse generation section, 2... Command input section, 3.
... Display IL 4... NC tape, 5... Tape input section, 615... 1111J comb section, 7... Interpolation section,
10...Ser is part, 11...Comparator, 12...Digital to analog converter, 13...Ser is 7yg, 1
4... Ser is a motor, 15... Mechanical part, 16...
Position detector, 17... Position 1 difference reading device, B... Command/I pulse counter, 2]... Feedback pulse counter, 2o22... Subtractor, n... Deviation latch, U... - Timing generation section, δ...output part, addition...readout section J control part. Representative Patent Attorney Tori Akimoto Figure 1 Figure 3
Claims (1)
・ぐルスを作成する指令/IPルス作成部と、該指令・
やルス作成部からの指令ノ4ルスと負荷装置からのフィ
ードバックノ母ルスの差を比較し、その比較結果に基す
いて負荷装置を作動せしめるサーが部とを備えて成る数
値制御装置であって、前記サゴ部よp位置偏差を続出し
、その値を指令ノヤルス作成部にフィードバックする位
置偏差読出し回路を設けた構成を特徴とする数値制御装
置。A command/IP pulse creation unit that creates a command/gus for operating a load device based on input data;
This numerical control device is a numerical control device comprising a sensor section that compares the difference between the command pulse from the pulse generation section and the feedback pulse from the load device, and operates the load device based on the comparison result. A numerical control device characterized in that it is provided with a position deviation reading circuit which successively reads the p position deviation from the sago section and feeds back the value to the command noyars generation section.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5099282A JPS58169207A (en) | 1982-03-31 | 1982-03-31 | Numerical controller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5099282A JPS58169207A (en) | 1982-03-31 | 1982-03-31 | Numerical controller |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58169207A true JPS58169207A (en) | 1983-10-05 |
Family
ID=12874279
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5099282A Pending JPS58169207A (en) | 1982-03-31 | 1982-03-31 | Numerical controller |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58169207A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61103207A (en) * | 1984-10-26 | 1986-05-21 | Sanesu Shoko:Kk | Numerical control system |
US5321569A (en) * | 1991-07-12 | 1994-06-14 | Sony Corporation | Rotary magnetic head drum assembly |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5552104A (en) * | 1978-10-09 | 1980-04-16 | Toyoda Mach Works Ltd | Malfunction detector for servo mechanism |
-
1982
- 1982-03-31 JP JP5099282A patent/JPS58169207A/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5552104A (en) * | 1978-10-09 | 1980-04-16 | Toyoda Mach Works Ltd | Malfunction detector for servo mechanism |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS61103207A (en) * | 1984-10-26 | 1986-05-21 | Sanesu Shoko:Kk | Numerical control system |
JPH0750407B2 (en) * | 1984-10-26 | 1995-05-31 | 株式会社サンエス商工 | Numerical control system |
US5321569A (en) * | 1991-07-12 | 1994-06-14 | Sony Corporation | Rotary magnetic head drum assembly |
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