JPS58171242A - 適応制御機能付ｎｃ装置 - Google Patents

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】 周知のように従来のＮｏ設備はＮＣプログラムの順序に
従って忠実に工具やハンドなどを移動させて被加工物の
加工や搬送を行うもので、移動途中でのＮｏプログラム
の変更は行なわれないものである。

従って、例えばＮｏ工作機において工具の切れ味が悪く
なった時は刃物に無理な力がかかシ欠損して加工不能に
なったシ、加工精度が著しく低下したりすることがある
。

また１例えば穴明は加工を行う場合、ドリルの昇降を手
動で行う手動式ゼール盤であると、切れ味が悪くなった
時、ドリルを間歇的に上下させ乍ら穴明けを行うと、ド
リルの刃を欠損させずに加工を完了することができ、ド
リルの上下動作は切れ味が悪くなるにつれて増加させな
ければならないことは経験的によく知られたところであ
る。

従来のＮｏ工作機では、この経験に基づき、工具状態が
悪くなった時の加工動作を考慮した間歇送り動作を伴う
ＮＣプログラムを作っている。

従って工具状態が良いときには、不必要な時間を浪費す
ることになり、また、工具状態が予測以上に悪くなった
時は加工に無理が発生し、最悪なときは加工途中で、工
具取り替えのため、中断する必要が発生したシする。

また、研削盤などの精密プランジ加工機では、機械特性
を補なう意味で定寸装置が据付けられ。

連棟の定寸信号によって送り制御をコントロールする方
式が一般的であるが、従来のＮ（１装置では対応がむつ
かしい技術であった。

そこでこの発明は人間が刃物や加工状態に応じてドリル
の送り動作を変えるような適応制御を自動的に行うＮＯ
装置、換言すると合理的な加工を行い現在強く要求され
ている加工時間の短縮を可能としたり、ロゼツトの動作
を知覚センサからの信号に応じて変更できるＮＯ装置を
提供しようとするものである。

即ち、この発明は、適数の外部状態の変化をとらえる検
出器、例えば加工送り反力の変化や、加工主軸反力等の
変化をとらえる電流検出器と、その検出信号に応じてス
キップ信号を送出するスキップ信号発生手段を設けると
共に、ＮＯプログラムに予め数種の移動指令を備え、前
記スキップ信号が発生した時実行中のプログラムを中断
し、それに代えてそのスキップ信号に応じたプログラム
にスキップさせて適応制御するようにしたものである。

以下、この発明を穴明は加工ＮＯ工作機に適用した場合
の実施例について図面に基づき説明すれば次の通りであ
る。

第１図は、実施例の穴明は加工Ｎｏ工作機のドリルＤの
動作を示すもので、（ａ）図はドリルＤ（工具）が新し
い時の穴明は加工動作を示すものである。

この場合は、始点４からドリルＤは早送りによって２１
点（被加工物の穴明は開始点）まで降下し、速度■１で
目標点２２点まで穴明は加工が行なわれ、２７点にドリ
ルＤが達し穴明けが完了すると３０点まで早戻りする。

（ｂ）図はドリルＤの切れが途中で悪くなった時の穴明
は加工動作を示すもので、切り屑がたまって切れが悪く
なったりした時、人間が手動式ボール盤を扱っている時
行うようにドリルＤを一旦上昇させた後降下させる穴明
けを２２点まで行い、穴明けが完了すると２０点まで早
戻りする。

（ｃ）図は、工具が悪くなった時は２１点からの穴明は
速度（降下速度）をＶ、とし、工具が悪いので必然的に
切れも悪いので、（ｂ）図の場合と同様、ドリルのスキ
ップ動作を間歇的に行いながら２７点まで加工し、穴明
は完了と共に始点Ｚｏに早戻りする。

即ち、工具の状態に応じて、最短時間で穴明は加工を行
うものである。

では次に、その構成及び動作について説明しよう。

第２図は実施例の穴明は加工Ｎｏ工作機のブロック図で
ある。

図において、１はＸ軸方向の送りモータ、２はＹ軸方向
の送りモータ、３はＺ軸方向の送りモータである。

この発明の実施例ではこのＺ軸方向の送りモータ３を工
具の切れ味や外部状況に応じて制御してｒ　ＩＪルＤを
第１図の（ａ）〜（Ｃ）に示すように制御するものであ
る。

従ってここでは送りモータ１，２に関しての制御は関係
ないので省略する。

４はＮ（１プログラムを格納したＮＯプログラム記憶回
路で、指令順序カウンタ５によって実行ブロックが指定
されると、その実行ブロックが指令読出回路６を介して
読み出され、デコーダー７によって移動指令の内容が解
読される。

８は演算回路で、デコーダー７によって解読された移動
指令から、補間、補正計算を行って、目標位置及び送シ
速度を演算し、その演算値は移動指令回路９を介してサ
ーボモータ制御回路１０／／に与えられ、サーボモータ
制御回路１０幇サーゼアンプ１１〃ヲ介してＺ軸方向の
送りモータ３を制御する。

そうして、送りモータ３には速度検出器ＴＧが接続され
ていてサーボモータ制御回路１０〃からサーセアンプ１
１〃に与えられる速度指令に見合うように一定制御され
ると共に、送りモータ３によって降下するドリルＤの位
置は、パルス発生機ＰＧによって検出されその検出パル
ス数と、移動指令回路９からサーボモータ制御回路１０
〃に入力する）ξルス数が一致した時、つまり目標位置
に達した時サーボモータ制御回路１０〃から一致信号が
一致判別回路１２へ送出される。

この時移動指令回路９から指令終了信号が一致判別回路
１２へ入力すると、一致判別回路１２からオアゲート１
３を介してアンドゲート１４へ完了信号（開信号）が送
出される。

アンドゲート１４へ開信号が与えられると、加算回路１
５により現ブロック番号に１を加算されたものが指令順
序カウンタ５に与えられ、指令順序カウンタ５からＮＣ
）プログラム記憶装置４へ次の実行ブロックを指定する
信号が送出される。

以上の構成及び動作は従来のＮｏ工作機と同じである。

従来のＮｏ工作機と違う点は、先ず第１に知能センサ、
即ち外部状態の変化をとらえる検出器を設けたことであ
る。

この実施例の場合、送９反力と主軸反力を検出するため
、送すモータ電流と主軸モータ電流の変動を検出する装
置を設けた（図示せず）。

そして第２には、それらの検出電流が一定値以上になっ
た時電子スイッチＳ、、Ｓ、を夫々動作させ、スキップ
信号１．１１発生させるようにした点である。

第３には、外部状態の変化に対応した数種のＮ（ｌプロ
グラムを予め組み込んだ点である。

この実施例では、第１図に示すよりな２軸方向の動作を
させるため、次のようにＮＯプログラムを組んでいる。

そして、第４には、前記スキップ信号１又は２が発生し
た時、実行中のプログラムを中断し、それに代えてその
スキップ信号に応じた適正プログラム・ブロックにスキ
ップさせるようにした点である。

構造としては一時記憶回路から成るスキップ信号選択回
路１６．指令実行完了によシリセットされる一時記憶回
路ｍｌ　＋ｍ２ｂアンドゲートＧＩ　Ｈ’Ｊｏｂオアゲ
ート１７、飛び越し先ブロック番号作成回路１８及びア
ンドゲート１９，２（ｌ付加した点である。

次に前記ＮＯプログラムを実行した時の動作を説明する
。

先ずブロック番号１４のプログラムに従って送力モータ
３は駆動されドリルＤは第１図における２１点まで高速
で移動する。

ドリルＤが２１点に達すると、移動終了信号がオアゲー
ト１３を介してアンドゲート１４に与えられ、前述の動
作によ９１５番のブロックの実行に移シ、中速加工速度
Ｖｌで穴明は加工を開始し１２１点に向ってドリルＤは
移動する。

この間ドリルＤの状態が良く、送ｐ反力も主軸反力も小
さいときは、スキップ信号１及び２は発生しないのでｂ
　”１の速度のまま２２点までの加工を終了する。

１５番ブロックの加工が終了すると、次いで１６番ブロ
ックの実行に移ることになるが、既にＺ１点まで移動し
ているので、移動量Ｏで直ちに完了信号が一致判別回路
１２から送出されるので、１７番ブロックの実行に移る
。

１７番ブロックでは、飛び越し先ブロック番号作成回路
１８によって飛び越し先のブロック番号の２０が一時記
憶され、スキップ信号はなく、移動終了による完了信号
が一致判別回路１２からアンドゲート２０に与えられる
ので、２０番のブロック番号が指令順序カウンタ５を介
してＮＯプログラム記憶回路番にブロック指定番号とし
て与えられる。つ″１シ１７番で指定した飛先ブロック
２０ヘジヤンプする。

そして２０番ブロックの実行によジトリルＤは加工開始
位置のＺｏへ戻る。即ちこの時の動作は第１図（−のよ
うになる。

工具状態が少し悪くなシ、加工途中において、主軸反力
が大とな夛、電子スイッチ８ｚ’を時々動作させる場合
は次のようにドリルＤが送られる。

即ち、ブロック番号１４番の実行によシ高速で２１点ま
で移動した後、前述と同様１５番のプロツりの実行に移
Ｄｂｚｘ点に向ってドリルＤが移動するが、主軸反力が
増大して一定値以上になると電子スイッチＳ２がオンに
な夛、スキップ信号の１゜２が発生する。

１５番ブロック実行時、１５番ブロックの内容中の後半
部分のスキップ信号１情報がスキップ信号選択回路１６
によってキープされ、一時記憶回路ｍ１の出力は論理１
１１となるため、アンドゲートＧから完了信号がオアゲ
ート１７及び１３′ｆｔ介してアンドゲート１４に与え
られ、１５番の実行が中断され、１６番の実行に移る。

ところが、この場合、１６番ブロックの内容中の後半部
分のスキップ信号２情報がスキップ信号選択回路１６に
よってキープされ、一時記憶（９）路ｍ、の出力が論理
亀ＩＮとなるため（一時記憶回路ｍユはリセットされ論
理亀０〃となっている）スキップ信号２がアンドグー）
　Ｇ２に与えられているので完了信号がアンドグー）（
ｈからオアゲート１７及び１３を介してアンドゲート１
４に与えられるので、移動せず中断完了となシ、次の１
７番ブロックの実行に移る。

ところが、中断のため移動終了信号が一致判別回路１２
よシ送出されないので、アンドゲート１９が開き完了信
号がオアゲートを介してアンドゲート１４へ与えられ、
１８番ブロックの実行に移る。

１８番ブロックの実行ではドリルＤがΔＺ量逆戻夛し、
切屑の切＠を行なう。

１８番ブロックの実行が終了すると、完了信号がオアゲ
ート１３を介してアンドゲート１番に与えられ、次いで
１９番ブロックが実行され、ブロック１５番の実行に戻
シ、Ｚ２点まで切シ残している加工を続行する。

加工途中、主軸反力が増加する毎に以上述べた切屑切断
（ステップ加工）を繰ｐ返えす。第２図（ｂ）はその動
作を示すものである。

送多反力が増加した時の動作は次の様になる。

先ず１４番ノロツク番号の実行でｚｌまで高速で移動し
、次いで１５番ブロックの実行で中速加工速度ｖｌで２
２点に向って移動全開始する。

送り反力が増大すると、スキップ信号１が発生するため
、前述の場合と同様１５番ブロックの実行が中断され、
次いで１６番ブロックの実行に移シ、低速加工速度ｖ２
になりｚ１点に向って移動を続行する。

２！点まで移動終了すると、次いで１７番ブロックの実
行に移るが、移動終了でスキップ信号がないので、前述
のように２０番ブロックの実行にジャンプし、ドリルＤ
は加工開始位置２０点に戻って加工を終了する。

しかし、２１点から加工開始するに際し、送９反力が大
きく、シかも加工途中５時々主軸反力が増加するときは
、低速加工速度ｖ２で時々切屑切断（ステップ）動作が
入ることになり、第１図（Ｃ）に示すような動作となる
。　　゛ この実施例では送ル反力及び主軸反力を電流の変化とし
てとらえ、その電流値の変化により、スキップ信号を発
生させる場合を例示したが、被制御対象物によってはス
キップ信号を得るための知能センサとしては、熱、振動
、形状（例えば刃型２層１〜子温度計、振動針、テレビ
力％のセンサを使うこともある。

また、ＮＣプログラムも、所期の加工動作に応じて選ん
だ最適な動きにすることによシプロセス状態による適応
制御が可能となるもので、実用上ＮＯ工作機として優れ
たものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の加工動作を示す説明図、第２図
は本発明実施例のブロック図である。 １〜３・・・送シモータ、 辱・・・ＮＯプログラム記憶回路、 ５・・・指令順序カウンタ１． ６・・・指令読出回路、 ７・・・デコーダ。 ８・・・演算回路、 ９・・・移動指令回路、 １０・１Ｇ’ｅｌＯ’・・・サーボモータ制御回路、１
１・１１′ｌ１１１〃・・・サーボアンプ、１２・・・
一致判別回路− １３・１７・・・オアゲート、 １４−１９−２０・・・アンドゲートー１５・・・加算
回路。 １６・・・スキップ信号選択回路、 １８・・・飛び越し先ブロック番号作成（ロ）路。 町及びｍ２　　・・・一時記憶回路、 Ｇ１及びＧ２　　・・・アンドゲート、Ｓｌ及びＳ２　
　・・・電子スイッチ、特許出願人　　トヨタ自動車工
業株式会社同　　　　　株式会社安川電機製作所 第１頁の続き ■出　願　人　株式会社安川電機製作所北九州市八幡西
区大字藤田２３４６ 番地

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 適数の外部状態の変化をとらえる検出器と、その検出信
   号に応じてスキップ信号を送出するスキップ信号発生手
   段を設けると共に、ＮＣプログラムに予め数種の移動指
   令を備え、前記スキップ信号が発生した時、実行中のプ
   ログラムを中断し。 それに代えてそのスキップ信号に応じたプログラムにス
   キップさせることを特徴とする適応制御機能付Ｎｏ装置
   。