JPS5824221B2 - 学習方式適応制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は同種の被加工物を連続加工する工作機械の適応
制御装置の改良に関する。

従来の数値制御装置は予め製作されたプログラムの指令
により被加工物の切削加工を行うものであるが、加工中
にプログラムの内容を変更することができないから、例
えば加工中に発生する工具折損事故に速かに対処したり
、或いは連続して加工ステージョンに送り出されてくる
被加工物ごとに最適な加工能率で且つ最適な加工精度に
より加工を実行することができない欠点がある。

このような数値制御装置の欠点を解消するために種々の
適応制御装置が開発されている。

例えばＡＣＯ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｃｏｎｒｏｌ
Ｏｐｔｍｉｚａｔｉｏｎ）と呼ばれる装置では、１個の
被加工物のモデル加工時に要した加工時間（金属除去速
度）と消耗した工具のコスト（工具磨耗速度）とを測定
してこれらを変数とする評価関数を決め、連続加工時に
は上記評価関数にもとづいて切削条件を変更し、これに
より加工コストを最小にしようとするものである。

然しこの装置では加工途上で工具磨耗速度を検出する必
要があるが、マシニングセンターのように多種類の工具
が多数使用されているものでは単一の測定システムで各
工具に対し工具磨耗速度を測定することは不可能であり
、したがってこの装置は単一工具を使用する旋盤のよう
なもの以外には適用できない。

また他の適応制御装置としてＡＣＣ （Ａｄａｐｔｉｖｏ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｏｎ５ｔｒａ
ｉｎ）と呼ばれるものもある。

この装置は主軸電動機の負荷電流または消費電力から検
出された工具の許容負荷トルクを使用工具に設定し、加
工中にこの許容負荷トルクに追従させるべく送り速度を
増減して金属除去速度の向上と工具の保護とを実現でき
るようにしたものである。

然しこの装置では、現場の作業者が各工具に対する許容
負荷トルクの知識を必要とし、マシニングセンターのよ
うに多種類の工具を多数使用する機械では各工具ごとに
最適な許容負荷トルクを設定スることは煩わしく、且つ
非能率である。

更ニ各種の被加工物に対して工具の許容負荷トルクのみ
を拘束条件にして切削状態を制御することは被加工物の
剛性や加工精度が無視されているため実用的でない場合
が多い。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは現場作業者の経験的知識により容易に最適
な切削状態を与える拘束条件を設定できるようにした学
習方式適応部脚装置を提供することである。

また本発明の他の目的は、上記拘束条件を設定して記憶
装置に記憶させる際、最小の記憶データを記憶させるよ
うにし、これにより容量の小さい記憶装置を使用できる
ようにした学習方式適応制御装置を提供することである
。

以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。

先ず、第１図により上記実施例の全体構成を説明する。

図中１は適応制御装置で、この適応制御装置１は指令テ
ープ３を内蔵する数値制御装置（ＮＣ装置とも呼ぶ）２
の指令により後述するモデル加工や連続加工時に制御さ
れて種々の演算を実行し、工作機械に所定の加工を実行
させる。

適応制御装置１の構成を次に説明すると、適応制御装置
１は図にみられるように演算部５、制御部６、カウンタ
７、パルス発生器８、記憶部９、フィルタ１２、ＡＤ変
換器１３、インターフェイス１０，１４およびモード選
択スイッチ等の各種スイッチから成っている。

上記パルス発生器８は後述する制御部６によりそのパル
ス発生周期が制御され、この制御内容に基づいて発生し
たパルス信号をデータバス１１、制御部６、を介してカ
ウンタ７に供給する。

カウンタ７はパルス発生器８から供給されたパルス信号
を計数するものであり、この計数により得られた値（こ
の値がこの適応制御装置１におけるサンプリング時刻と
なる）を制御部６を介して演算部５に供給する。

記憶部９は上記適応制御装置１０制御プログラム格納部
９ａおよびモデル加工時に得られるサンプリング時刻、
負荷値、送り速度オーバライド量等を記憶するデータ格
納部９ｂとから成っている。

なお、上記格納部９ａは不揮発性メモリ素子から成り、
また格納部９ｂは電気的に書き換え可能なメモリ素子か
ら成っている。

演算部５は加減算回路、比較回路、各種レジスタ、アキ
ュムレータ１〜アキユムレーク５等から構成されている
。

そして、モード選択スイッチによりモデル加工モードが
選択された時において、この演算部５はカウンター７に
より得られる現在のサンプリング時刻に夫々検出された
被加工物の負荷値の差を算出し、その差の絶対値が記憶
偏差範囲設定スイッチにより設定される設定値内にある
かどうか演算し、そして、この演算結果が設定値内にな
ければ、現在のサンプリング時刻、負荷値および送り速
度オーバライド量設定スイッチ、主軸回転数オーバライ
ド量設定スイッチで設定されているこの時の送り速度オ
ーバライド量、主軸回転数オーバライド量を記憶部９の
データ格納部９ｂに記憶させる。

またさらにこのモデル加工モードにおいて、この演算部
５は現在のサンプリング時刻において、送り速度オーバ
ライド量設定スイッチ、主軸回転数オーバライド量設定
スイッチで設定されている送り速度オーバライド量、主
軸回転数オーバライド量とデータ格納部９ｂに記憶され
ている前回の送り速度オーバライド量、主軸回転数オー
バライド量とを比較し、これらのいずれかが一致してい
ない時に、現在のサンプリング時刻において得られた送
り速度オーバライド量、主軸回転数オーバライド量をこ
の時のサンプリング時刻、負荷値と共にデータ格納部９
ｂに記憶させると共に、現在のサンプリング時刻で得ら
れた送り速度オーバライド量（あるいは主軸回転数オー
バライド量）を制御部６に供給する。

なお、このようなモデル加工時においてデータ格納部９
ｂがオーバフローした時には上述したサンプリング動作
が停止するようになっている。

また、モード選択スイッチにより適応制御モードが選択
された時において、この演算部５はカウンタ７から供給
されているサンプリング時刻が変わる毎にカウンタ７の
内容（即ち、現在のサンプリング時刻）と、このときの
データ格納部９ｂの当該記憶エリア番号レジスタから読
み出されたサンプリング時刻とを比較し、両者が不一致
の時に、データ格納部９ｂの当該記憶エリア番号レジス
タに記憶されている負荷量、送り速度オーバライド量、
主軸回転数オーバライド量を読み出する共に、この読み
出した負荷量（モデル加工時の負荷量）と現在のサンプ
リング時刻において得られた負荷量とを比較し、両者の
負荷量の差が記憶偏差範囲設定スイッチにより設定され
ている範囲内にあれば当該記憶エリア番号レジスタから
読み出した送り速度オーバライド量、主軸回転数オーバ
ライド量を制御部６に供給し、さらにこの時に異常時間
カウンタ（図示路）のデータを零にする。

またこの時において、読み出した負荷量と現在のサンプ
リング時刻において得られた負荷量とを比較し、この結
果得られた両負荷量の差が記憶偏差範囲設定スイッチに
より設定された範囲外であれば、次に、この両負荷量の
差が負荷変動量許容範囲設定スイッチにより設定される
設定値内であるか否かを判別し、設定値内であれば、前
記当該記憶エリア番号レジスタから読み出した前記送り
速度オーバライド量、主軸回転数オーバライド量を所定
の演算式で補正して制御部６に供給すると共に、異常時
間カウンタのデータに「１」を加算し、また前記両負荷
の差が負荷変動量許容範囲設定スイッチにより設定され
ている範囲内にない時には、異常警報信号を発生して制
御部６に供給する。

制御部６は制御プログラム格納部９ａに格納されている
制御プログラムに基づいて、回路各部が出力するデータ
および信号のコントロールを行うものである。

すなわち、モード選択スイッチによりモデル加工モード
が設定された時において、この制御部６は数値制御装置
２からパルス発生器起動指令を供給された時に、同数値
制御装置２の出力している送り速度データ、主軸回転数
データ（これらのデータは指令テープ３により入力され
たものである）を取り込み、これらのデータの示す値に
応じた時間設定データを発生してパルス発生器８に供給
して同パルス発生器８から基準周期ノハルス信号を出力
させ、また、この状態において、送り速度オーバライド
量設定スイッチ、主軸回転数オーバライド量設定スイッ
チが操作されるとこれを検出してこれらのオーバライド
量設定スイッチにより得られた送り速度オーバライド量
、主軸回転数オーバライド量を演算部５に供給すると共
に、インターフェイス１４を介して数値制御装置２に供
給し、またこの時において、記憶偏差範囲設定スイッチ
、異常時間設定スイッチが操作されると、これを検出し
てこれらの設定スイッチにより得られた記憶偏差設定デ
ータ、異常時間設定データを演算部５に供給する。

またさらにモデル加工モードにおいて、この制御部６は
パルス発生器８がパルス信号を出力した時にこのパルス
信号をカウンタ７に供給して計数を行なわせ、これによ
り得られたタイミング時刻を演算部５に供給し、また、
この演算部５から負荷値（現在の負荷値）読み出し信号
を供給された時にこの信号をＡ／Ｄ変換器１３に供給し
て同Ａ／Ｄ変換器１３に信号変換動作を行なわせ、この
結果得られた負荷値（負荷データ）を演算部５に供給し
、また演算部５からデータ書き込み信号と共にその書き
込み番地を示すアドレスデータおよびその書き込みデー
タ（この書き込みデータとは、サンプリング時刻、負荷
量、送り速度オーバライド量、主軸回転数オーバライド
量等である）を供給された時に、アドレスデータの示す
データ格納部９ｂの特定のレジスタに書き込みデータを
記憶させ、また、同演算部５から送り速度オーバライド
量、主軸回転数オーバライド量を供給された時に、この
供給された送り速度オーバライド量、主軸回転数オーバ
ライド量をインターフェイス１４を介して数値制御装置
２に供給すると共にこれらのオーバライド量に応じてパ
ルス発生器８に供給している時間設定データを変更し、
同パルス発生器８から出力されるパルス信号の周期を変
更させる。

またモデル加工モードにおいて、この制御部６は演算部
５からデータ記憶容量オーバ指令を供給された時に、こ
れをインターフェイス１４を介して外部の装置に供給し
、また、インターフェイス１０を介して数値制御装置２
からパルス発生器起動指令、適応制御開始（停止）指令
、全工程終了信号を供給された時にこれらの指令および
信号を演算部５に供給する。

また、モード選択スイッチにより適応制御モードが設定
された時において、この制御部６は数値制御装置２から
パルス発生器起動指令を供給された時に、同数値制御装
置２の出力している送り速度データ、主軸回転数データ
（これらのデータは指令テープ３により入力されたもの
である〕を取り込み、これらのデータの示す値に応じた
時間設定データを発生してパルス発生器８に供給して同
パルス発生器８から基準周期のパルス信号を出力させ、
また、この状態において、同パルス発生器８がパルス信
号を出力した時にこのパルス信号をカウンタ７に供給し
て計数を行なわせ、これにより得られたタイミング時刻
を演算部５に供給する。

そしてこの状態において、この制御部６は演算部５から
負荷値（現在の負荷値）読み出し信号を供給された時に
この信号をＡ／Ｄ変換器１３に供給して、同Ａ／Ｄ変換
器１３に信号変換動作を行なわせ、この結果得られた負
荷値（負荷データ）を演算部５に供給し、また演算部５
からデータ読み出し信号と共にその読み出し番地を示す
″アドレスデータを供給された時にこのアドレスデータ
の示すデータ格納部９ｂの特定のレジスタに記憶されて
いるデータ（このデータとは、モデル加工時に記憶され
たサンプリング時刻、負荷量、送り速度オーバライド量
、主軸回転数オーバライド量等である）を読み出して演
算部５に供給し、また演算部５から送り速度オーバライ
ド量、主軸回転数オーバライド量を供給された時に、こ
の供給された送り速度オーバライド量、主軸回転数オー
バライド量をインターフェイス１４を介して数値制御装
置２に供給すると共に、供給されたこれらの送り速度オ
ーバライド量、主軸回転数オーバライド量に応じてパル
ス発生器８に供給している時間設定データを変更し、同
パルス発生器８から出力されるパルス信号の周期を変更
させる。

またさらにこの適応制御モードにおいて、制御部６は記
憶偏差範囲設定スイッチ、負荷変動量許容範囲設定スイ
ッチ、異常時間設定スイッチが操作されると、これを検
出してこれらの設定スイッチにより得られた記憶偏差設
定データ、負荷変動量許容範囲設定データ、異常時間設
定データを演算部５に供給し、また、インターフェイス
１０を介して数値制御部２からパルス発生器起動指令、
適応制御開始（停止）指令、全工程終了指令を供給され
た時に、これらの指令を演算部５に供給し、また、演算
部５から異常警報信号、機械動作停止指令を供給された
時にこれらの指令および信号をインターフェイス１４を
介して外部の装置に供給する。

Ａ／Ｄ変換器１３は主軸電動機、Ｘ軸重動機、Ｙ軸重動
機、Ｚ軸車動機の各負荷電流をフィルタ１２でリップル
分を除去して得られた各負荷量を対応するデジタル信号
に変換するものである。

なお、本実施例では上記演算部５、制御部６、カウンタ
７、記憶部９はマイクロコンピュータ４にて形成されて
いる。

次に、第２図および第３図に示す実施例および第４図と
第５図のフローチャートを参照してモデル加工時の拘束
条件の設定方法を説明する。

なお以下の説明は送り速度のみにオーバライドを適用し
た場合であり、また、第２図中点線で示す負荷変動曲線
■は数値制御方式で切削した場合に得られたものと仮定
する。

図にみられるようにこの加工では、最大トルク発生期間
（ｔ１３〜ｔ２３）を考慮した一律な送り速度が指令テ
ープ３上にプログラムされており、したがって一部期間
（ｔｏ〜ｔ１８）の送り速度が非常に低速となり加工能
率が低下している。

そこで期間ｔ４以上の区間を本例の適応制御動作領域と
仮定すると、本発明ではこの適応制御動作領域をモデル
加工時に作業者が切削状態を確認しながら送り速度オー
バライド量設定スイッチを調節すると、この時の調節量
が記憶され、それ以後における同種の被加工物の加工工
程時に、記憶している調整量（オーバライド量）に基づ
いて、テープ３上にプログラムされている送り速度が補
正され、最高の加工能率を得るようにするものである。

モデル加工に入る前に、先ずモード選択スイッチをモデ
ル加工モードに設定する。

また記憶偏差範囲設定スイッチにより偏差範囲ａ（第２
図中に図示する大きさ）に設定する。

更に送り速度オーパライトの基準値（１００％、γ１ｏ
ｏ と記す）を設定する。

また指令テープ３に切削に必要とされる各種指令（軸動
作命令、送り速度等）以外にパルス発生器８起動命令、
適応制御開始（停止）指令、全工程終了信号を予めプロ
グラムしたものを用意する。

ここでモデル加工に入るためにテープ起動押釦スイッチ
を押すとＮＣ装置２とともに適応制御装置１が動作を開
始する。

（第４図プロセスＰ１参照）次にＮＣ装置２０指令によ
りプロセスＰ２ に入り、初期条件が設定される。

即ち、各アキュムレータ１〜５、記憶エリア番号レジス
タ、カウンタ７、異常時間カウンタの各内容をクリアし
てともに零にし、またレジスタ（図示路）の一部に記憶
されているフラグＦの内容もクリアして零にする。

次いでＮＣ装置２からパルス発生器起動命令が出力され
ると、この出力時には送り速度オーバライド量が１００
％であるので、この送り速度に比例した周波数のパルス
信号がパルス発生器８かう出される。

このパルス信号が１つ出力されるたびにカウンタ７の内
容が＋１され、槍、４・・・・・・・・・と変化する（
プロセスＰ３〜Ｐａ’）。

なお、この例では第２図に示す周波数にて時間ｄ１．α
１２゜α′３．αｔに４つのパルス信号が出力されたの
ち適応制御動作領域に入るようにプログラムされている
ものとする。

そして時間αｔにて送り速度オーバライド量を３００％
（γ３６ｏ）に設定すると、この送り速度オーバライド
量３００％がＮＣ装置２に供給される。

そして、プロセスＰ７ にて適応制御動作領域への突
入が検出されると、時間αｔでの負荷値β４が検出され
演算部５のアキュムレータ１に読み込まれ、その後に、
モデル加工モードに入いる（プロセスＰ８〜ＰＩＯ）。

そして、プロセスＰ１２にて記憶エリア番号レジスタの
内容で示される負荷値がアキュムレータ２に読み出され
る。

なお、モデル加工モードに突入直後は記憶エリア番号レ
ジスタは零である。

次にプロセスＰ１３にてアキュムレータ２の内容ｒＯＪ
からアキュムレータ１の内容「β」の減算が演算部５に
て実行される。

この演算結果の絶対値ｌＡｌ−βとなるが、この値βは
第２図にみられる如（記憶時偏差範囲ａより大きいので
次のプロセスＰ１．に入り、上記記憶エリア番号レジス
タの内容に＋１する演算が実行されこのレジスタの内容
「１」となる。

次いでプロセスＰ１６にて上記レジスタの内容「１」が
示す記憶部９９負荷値記憶エリアにアキュムレータ１の
内容「β」が転送されて格納される。

同時にカウンタ７の内容「α／、ｌが上記レジスタの内
容「１」（即ち、記憶エリア番号１）に対応する記憶エ
リア（以下、サンプリング時刻記憶エリアと呼ぶ）に格
納される。

次にプロセスＰ１□にてフラグＦを「１」とし、更にプ
ロセスＰ１３にて記憶エリア番号レジスタの内容「１」
から−１する演算が実行され、この結果、このレジスタ
の内容は再び「０」となる。

プロセスＰ１９にて送り速度オーバライド設定スイッチ
の設定値γＳＯＯをアキュムレータ３に読み込む。

次にプロセスＰ２ｏにて記憶エリア番号レジスタの内容
「０」に対応する記憶エリアの送り速度オーバライド量
（γ１００）をアキュムレータ４に読み出す。

次いでアキュムレータ３の内容とアキュムレータ４との
内容が等しいかどうかをプロセスＰ２□にて判定する。

両アキュムレータ３，４の内容が等しくないから、プロ
セスＰ２□に入り、記憶エリア番号レジスタの内容を＋
１して「ｌ」にし、この記憶エリア番号「１」に対応す
る記憶部９の送り速度オーバライド量記憶エリアに上記
アキュムレータ３の内容「γ３００ Ｊを転送して格納
する（プロセスＰ２３）。

次にプロセスＰ２４に入り、上記オーバライド量γ３０
０ に応じた周波数変更指令（時間設定データ）をパル
ス発生器８０周期設定用端子へ信号供給して同パルス発
生器８から出力されるパルス信号の周波数を増大させる
。

次いでプロセスＰ２□にてフラグＦを「０」に戻し、次
いでプロセスＰ２８にて記憶エリア番号レジスタの番号
が最終番号をオーバーしたかどうか判定する。

このときは勿論オーバーしていないからプロセスｐａｏ
に入り、全工程を終了したかどうかを判定されるが、指
令テープ３０指令により工程の終了していないことが判
定されて再びプロセスＰ５に戻る。

次にパルス発生器８よりパルス信号αｔが出力されると
、カウンタ７が＋１されてその内容が１５ となる。

次にプロセスＰ７〜Ｐ１□ を経てプロセスｐｔａに入
る。

このときアキュムレータ１の内容は「β５」であり、ま
たアキュムレータ２の内容は記憶エリア番号レジスタの
内容「１」に対応したエリアに負荷値「β４」が記憶さ
れて℃・るか、図にみられる如く１β３−β４ｊ ＝
ｊ Ａ ｌ ＜ １ ／ ２ ａであるから、プロセス
Ｐ１４からプロセスＰ１９に移り、上記負荷値β５は記
憶部９に格納されない。

次にプロセスＰ１９ではアキュムレータ３の内容力「γ
３ｏ贋となり、また、プロセスＰ２０にてアキュムレー
タ４の内容が「γａｏｏｊとなるが、プロセスＰ２１に
て両アキュムレータ３，４の内容の等しいことが判断さ
れてプロセスＰ２５に移る。

プロセスＰ２５ではフラグ「０」が判定され、次にプロ
セスＰ２７〜ｐａｏを経てプロセスＰ、に戻る。

このようにしてサンプリング時刻αｔの負荷値β、は直
前のサンプリング時刻α４ に於ける負荷値β４から設
定値１／２ａ以内の変化量であること、また送り速度オ
ーバライド量ｒｓｏｏ が変化しないことが夫々判断さ
れて、サンプリング時刻α′５ に於げる負荷値β５、
送り速度オーバライド量γ３００ はサンプリング時刻
α′５とともに記憶部９に記憶されない。

このように不要のデータを記憶しないことにより記憶装
置の記憶容量を最小限に押えることができる。

図にみられるようにカウンタ７の内容がαｔ。

α黛・・・・・・・・α′、と変化するとき負荷値β６
．β７．・・・・・・・・・β９は負荷値β４からの変
化量が１／２ａ以内であり、また送り速度オーバライド
量もｒ３ｏ。

から変化しない。

このため上述同様にしてこれらの各データは記憶部９に
記憶されない。

（第３図参照） カウンタ７の内容がα１ｏになるとき、負荷値β１ｏと
なり、また、送り速度オーバライド量設定スイッチが操
作され送り速度オーバライド量はγ２００ に変更され
ると、この送り速度オーバライド量γ２００がＮＣ装置
２に供給される。

そしてプロセスＰ５〜Ｐ７ヲ経テフロセスＰ８ にて
アキュムレータ１に負荷値β１ｏが読み込まれ、またプ
ロセスＰ１２にてアキュムレータ２には記憶エリア番号
１に対応して記憶されている負荷値β４が読み込まれる
。

然し両負荷値の差の絶対値は１／２ａ以内であるから、
プロセスＰ１３からプロセスＰ１９に移る。

プロセスＰ１９ではアキュムレータ３に送り速度オーバ
ライド量７’２００ が読み込まれる。

次にプロセスＰ２０にてアキュムレータ４に記憶エリア
番号１に対応して記憶されている送り速度オーバライド
量γ３００が読み込まれる。

プロセスＰ２１にて両アキュムレータ３，４の内容力等
しくないことが検出されるので、次にプロセスＰ２□、
に移り、記憶エリア番号レジスタの内容を＋１する演算
が実行され、記憶エリア番号が２となる。

次にプロセスＰ２３にて記憶エリア番号２に対応する送
り速度オーバライド量、サンプリング時刻の各記憶エリ
アに夫々γ２００ ｊα１１ｏが格納される。

またこのときの負荷値記憶エリアには負荷値β４がアキ
ュムレータ２から転送されてきて格納される。

そしてこの後に、アキュムレータ８の内容（送り速度オ
ーバライド量γ２００ ）に応じた周波数変更指令を
パルス発生器８に供給し、同パルス発生器８から出力さ
れるパルス信号の周波数を減少させる。

次いでプロセスＰ２□〜Ｐ３ｏを経てプロセスＰ５
に戻る。

次にパルス発生器８より次のパルス信号α′１□が出力
されると、カウンタ７の内容はαて１となる。

次いでアキュムレータ１には負荷値β１、が読み込まれ
、またアキュムレータ２には記憶エリア番号２の負荷値
β４が読み込まれる。

（プロセスＰ５〜Ｐ１゜）次にプロセスＰ１３にて両ア
キュムレータの差が算出され、差ｊＡｊ＞１７２ａであ
ることが判定される。

したがって前述した動作と同様に、記憶エリア番号レジ
スタの内容が＋１されて３となり、記憶エリア番号３に
対する各記憶エリアに負荷値β１０、サンプリング時刻
ｄ′１□が格納される（プロセスＰ１４〜Ｐ１６）。

次にフラグＦが１とされ、記憶エリア番号レジスタの内
容が−１されて２となる。

次いでプロセスＰ１９〜Ｐ２１にて記憶エリア番号２の
送り速度オーバライド量γ２００ と現在の送り速度
オーバライド量γ２００ が比較されるが両者は等し
いので、プロセスＰ２５に移り、プロセスＰ２６にて記
憶エリア番号レジスタの内容が＋１されて３になり、ま
た記憶エリア番号３の送り速度オーバライド量の記憶エ
リアにはγ２００がアキュムレータ３から転送されてき
て格納されるＯそして、アキュムレータ３の内容に応じ
た時間設定データがパルス発生器８に供給され同パルス
発生器８から出力されているパルス信号の周波数が保持
され、次いで、プロセスＰ２□〜ｐ３ｏを経てプロセス
Ｐ５ に戻る。

このようにして記憶エリア番号３の各記憶エリアにはα
１１□ツβ１□、γ２００が夫々記憶される（第３図参
照）。

上述のようにしてこのモデル加工では、作業者がモデル
加工作業中に切削状態をみて送り速度オーバライド量設
定スイッチを操作して、送り速度オーバライド量を変更
すると、これにより得られた送り速度オーバライド量が
ＮＣ装置２に供給され、同ＮＣ装置２にオーバライド動
作を行なわせる。

またこれに伴って、この時における送り速度オーバライ
ド量の変化量に比例してパルス信号の周波数を増加また
は減少させる信号がパルス発生器８０周期設定端子に供
給され、このパルス発生器８の出力するパルス信号の周
波数が変更されて、切削中の切削工具の位置とカウンタ
７の内容との対応が一対一にされ、ＮＣ装置２がオーバ
ライド動作を行なった時における切削工具の位置とカウ
ンタ７の内容とのずれを防止している。

また、このモデル加工中においては、現在のサンプリン
グ時刻にて検出された負荷値と直前のサンプリング時刻
の負荷値との差の絶対値が偏差範囲ａを越えたときに、
記憶部９の現在の記憶エリア番号に対応する各記憶エリ
アに現在のサンプリング時刻、負荷値、送り速度オーバ
ライド量を記憶させ、また、送り速度オーバライド量設
定スイッチが操作され、送り速度オーバライド量が変更
になった時にその時点でのサンプリング時刻、負荷値と
ともに変更された送り速度オーバライド量が記憶部９に
記憶させ、記憶部９の記憶容量を少なくてすむようにし
ている。

第２図中一点鎖線にて示す負荷変動曲線■は、上述のよ
うにして実施されたモデル加工時に得られた負荷変動曲
線を示し、第３図には同時に記憶部９に記憶されたデー
タの記憶状態図を示す。

なお、第４図および第５図のフローチャートから分かる
ように、上記モデル加工中に記憶エリア番号レジスタの
内容が最大値（最終番号）に達すると、次のサンプリン
グ時刻にてこの状態が検出され、データ記憶容量オーバ
ー信号が出力されてパルス発生器８が動作を自動的に停
止させ、モデル加工を中断させる。

またモデル加工の全工程が終了したときにはＮＣ装置２
０指令により同様にパルス発生器８の動作が自動的に停
止する。

次に上記モデル加工にて得られたデータを利用して同種
の被加工物を連続的に加工する適応制御動作を第２図、
第３図および第６図（フローチャート）を参照して詳細
に説明する。

この加工に入る前に先ずモード選択スイッチを適応制御
モードに切り換える。

また負荷値変動量許容範囲設定スイッチを許容範囲すに
設定する。

更に送り速度オーバライド量をｒｌｏｏ に設定する。

また異常時間設定スイッチを所定時間に設定する（例え
ば異常時間設定スイッチの内容を「５」にする）。

更に指令テープ３は加工完了後には自動的に巻き戻され
て次の加工動作に入りうるようにしておく。

先ずテープ起動押釦スイッチを押すとモデル加工時と同
様にしてプロセスＰ２にて各種レジスタ等の内容が全て
クリアされて零となり、初期条件が設定される。

次にプロセスＰ３〜Ｐ５を経てプロセスＰ６ にてカ
ウンタ７が＋１ずつインクリメントされ、カウンタＩの
内容が罐になるまで加算される。

なお、この間はまだ切削は行われていない。

そして適応制御動作区間に入れるとプロセスＰ８ に
てアキュムレータ１にサンプリング時刻αｔに於ける負
荷値β２が読み込まれる。

次いでプロセスＰ、〜ｐＨを経てプロセスＰ３３に入り
、記憶エリア番号レジスタの内容１に対応する記憶エリ
ア番号１のサンプリング時刻α４がアキュムレータ５に
読み込まれる。

次にプロセスＰ３４にてカウンタ７の内容α２ とアキ
ュムレータ５の内容α４が比較され、両者の内容が等し
いので、一致信号の出力後火のプロセスＰ３５に入り、
記憶エリア番号レジスタの内容が＋１されて２となり、
プロセスｐａａに入る。

ここで、上記一致信号が出力される前にアキュムレータ
２に記憶エリア番号ｌの負荷値β、が読み込まれる。

次いでアキュムレータ２の内容β４からアキュムレータ
１の内容βｔを減算する演算が実行される。

両者の差１β、−八１＝ＩＡＩは第２図から分かるよう
に許容範囲１ ／ ２ ａ以下であるから次のプロセス
Ｐ４□に移る。

したがってサンプリング時刻α′４では記憶エリア番号
１に記憶されている送り速度オーバライド量γ３００
が読み出されてＮＣ装置２に供給され、同ＮＣ装置２が
送り速度オーバライド量γ３００ でオーバライド動作
を行うと共に、また、読み出された送り速度オーバライ
ド量ｒｓｏｏ がパルス発生器８にも供給され、同パル
ス発生器８から出力されるパルス信号の周波数を増加さ
せる。

そして、プロセスＰ４２で異常時間カウンタの内容がク
リアされ、次いでプロセスＰ３０を経てプロセスＰ５に
戻る。

そして、プロセスＰ６ でカウンタ７の内容が＋１さ
れてα′５ となり、次いでプロセスＰ７を経てプロセ
スＰ８でアキュムレータ１にサンプリング時刻α′５の
負荷値スが読み込まれる。

次にプロセスｐ９ｊ ｐＨを経てプロセメｐａａに入り
、記憶エリア番号２のサンプリング時刻α′１ｏがアキ
ュムレータ５に読み込まれるがカウンタ７の内容α′５
とアキュムレータ５の内容ａ／ｉｏが等しくないので
プロセスＰ３４からプロセスＰ３６に入る。

ここでアキュムレータ２に記憶エリア番号２の負荷値β
３が読み込まれ、プロセスＰ３□にて上述同様ニ１β５
−β′５１−Ａの演算が実行される。

ここでＡは１／２ａより太き（ないからプロセスＰ４２
゜ｐｓｏを経てプロセスＰ、に復帰する。

したがってサンプリング時刻α′５では送り速度オーバ
ライド量γ３００のまま加工が続けられる。

第２図に二点鎖線で示す適応制御負荷変動曲線■にみら
れる如く、サンプリング時刻α６ に達するまでは、各
サンプリング時刻αｔ、α贋山聞。

αｔの各負荷値属、β６・・・・・・・・・βｌ、とモ
デル加工時の負荷値β４ との差が何れも１／２ａ以下
である。

したがってカウンタ７の内容がαｔに達するまでは上述
したことと全く同一動作が繰返され、送り速度オーバラ
イド量γ３００ のままで加工が続行される。

次にプロセスＰ、にてパルス信号が出力され、カウンタ
７の内容がα’ｔｏとなると、プロセスＰ８にてこのと
きの負荷値β’１０がアキュムレータ１に読み込まれる
。

次いでプロセスＰ３３に入り、アキュムレータ５にサン
プリング時刻（１’ｌｏが読み込まれる。

ここでカウンタ７とアキュムレータ５の内容が共にα’
１０となり、プロセスＰ３４にてカウンタ７とアキュム
レータ５の内容が比較される。

一致信号が出力される前にプロセスｐａｅにて記憶エリ
ア番号２の負荷値β４がアキュムレータ２に読み込まれ
る。

またこの動作と並行して上記一致信号の出力後プロセス
Ｐ３５にて記憶エリア番号レジスタの内容が＋１されて
３となる。

次いでプロセスｐａ’ｙにて１βｔｏ ！’ｓｏ Ｉ
＝ Ｉ Ａ Ｉ ’Ｄ演算カ実行すれる。

このときＩＡＩ＜１／２ａであるからプロセスＰ４□ｊ
Ｐ３０を経てプロセスＰ５ に戻るが、サンプリング
時刻α′１ｏになった時点でデータ格納部９ｂから送り
速度オーバライド量γ２００ が読み出されることから
送り速度オーバーライド量がｒａｏｏからγ２００に変
更されて加工される。

次いで、次のパルス信号が出力されてカウンタ７の内容
がα′１、となる。

次いでアキュムレータ１に負荷値Ａ１が読み込まれる。

またプロセス３３にてアキュムレータ５にサンプリング
時刻α１、が読み込まれるので、カウンタ７とアキュム
レータ５の内容が一致し、記憶エリア番号レジスタの内
容が＋１されて４となる。

（プロセスＰ３．）。またこの動作を並行してプロセス
Ｐ３６にてアキュムレータ２に記憶エリア番号３の負荷
値β１、が読み込まれ、次いで１β１、−β′１、Ｉ＝
ＩＡＩの演算が実行される。

ここで１／２ａ＜ｊＡｊ＜１／２ｂであるからプロセス
Ｐ３８ ？ Ｐ３９を経てプロセスＰ４０に入る。

ここでの演算が実行され、演算結果がＢとされる。

次にプロセスＰ４□に入り、記憶エリア番号３の送り速
度オーバライド量γ２００ がアキュムレータ４に読み
出される。

次いでプロセスＰ４３にてγ２００ ＸＩＢ＋の演算が
実行される。

即ち、適応制御加工時の負荷値がモデル加工時に記憶さ
れた拘束条件の対応する負荷値とは違っているが、両負
荷値の差Ａが１ ／ ２ ａ ＜ Ｉ Ａ Ｉ ＜ １
／ ２ ｂの範囲内であれば、その差分を補正して加
工するために送り速度オーバライド量が自動的に変更さ
れ、上記演算結果γ２００ＸＩＢＩ の算出される新
たな送り速度オーバライド量がＮＣ装置２に供給されて
、補正のための加工が自動的に実行される。

また上記演算結果γ２００ＸＩＢｌ はパルス発生器
８０周期設定用端子にも送られて上記演算結果に比例し
てパルス発生器８から出力されるパルス信号の周波数も
変更され、出力パルス数（カウンタ７の内容）と切削位
置とがずれないようにされている。

次いでプロセスＰ４４に入り、上記補正加工を１回実施
すると異常時間カウンタの内容を＋１する。

この異常時間カウンタは補正加工ののちの負荷量が上記
拘束条件以内に補正されれば自動的にリセットされる。

いま１度目の補正加工で拘束条件以内に入らなかったと
すると、異常時間カウンタの内容は異常時間設定スイッ
チの設定値以下の値であるから再度の補正のためにプロ
セスｐ３ｏを経てプロセスＰ、に復帰する。

このようにして第２図に二点鎖線で示すような適応制御
動作による加工が続行され、サンプリング時刻α′２５
にて例えば工具が折れて正常な加工が行えなくなったと
する。

このときには上記した補正のための加工と、１回の補正
加工ごとに演算が実行されそ拘束条件との比較が行われ
る。

そして補正加工が５回目になり、異常時間設定スイッチ
の設定値と一致すると、プロセスＰ４６にて異常警報信
号が制御部６から出力され、例えばブザーなどが鳴って
異常の発生が知らされるとともに装置の動作が停止され
る。

正常に加工が終了した際にはプロセスＰ３ｏにて全工程
の終了が判定され、同様に装置の動作が停止する。

そして巻き戻された指令テープ３により加工指令が出力
されると次の加工が実行される。

本発明は以上詳細に説明したように、被加工物を加工す
る時に得られたオーバライド量の変化に応じて発生して
いるパルス信号の周期を変更して出力するパルス発生器
と、このパルス発生器により得られたパルス信号を計数
し、この計数結果を前記被加工物のサンプリング時刻と
して出力するカウンタと、被加工物のモデル加工時にサ
ンプリングされた前記被加工物の負荷値とこのサンプリ
ング時において前記カウンタにより得られたサンプリン
グ時刻と同サンプリング時において設定されているオー
バライド量とを記憶する記憶装置と、被加工物の適応制
御加工時に前記被加工物の負荷値を検出すると共に、こ
の負荷値検出時に前記カウンタにより得られたサンプリ
ング時刻に対応するモデル加工時の負荷値を前記記憶装
置から読み出し、この読み出した負荷値と検出された前
記負荷値とを比較し、両負荷値の差が設定されている第
１の許容値より小の時に読み出した前記負荷値と対応し
て記憶されているオーバライド量を前記記憶装置から読
み出して出力する演算装置とを設け、モデル加工時にお
いて設定されている前記オーバライド量を用いて前記被
加工物の加工を行い、適応制御加工時において、前記演
算装置から出力された前記オーバライド量を用いて被加
工物の加工を行うようにしたので、マシニングセンター
のように多種類の工具を多数使用し、しかもこれら各工
具の最適な許容負荷トルクが異なる工作機械に於ては、
モデル加工時に作業者が経験的に切削状態を加減しなが
ら加工することで容易に適応制御を行うための最適な拘
束条件を得ることができる。

またモデル加工時に得られた負荷変動曲線を拘束条件と
して記憶し、同種の被加工物の適応制御加工時には各サ
ンプリング時刻ごとに得られる負荷値とモデル加工時の
負荷値とを比較して補正加工を行うようにしたから極め
て適正な加工が連続的に実行され、加工能率も向上する
利点がある。

また万一工具の折損事故等の異常事態が発生してもこれ
が直ちに検出されるから直ちに対応策をとれる利点があ
る。

また、上記装置の記憶装置は、モデル加工時に於ける現
在のサンプリング時刻の検出負荷値と直前のサンプリン
グ時刻の負荷値との差が所定値以上であるときのみ、上
記現在のサンプリング時刻、このサンプリング時刻に於
ける検出負荷値および送り速度オーバライド量とを記憶
するようにしであるから、必要最小限のデータのみが記
憶され、したがって記憶装置の容量が小さくて済み、極
めて好都合になる利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による学習方式適応制御装置
の全体構成を示すブロック図、第２図は同例の加工時に
得られる負荷変動曲線および送り速度オーバライド量を
示す図、第３図は同例の記憶装置の記憶状態を示す表、
第４図ないし第６図は同例のモデル加工または適応制御
加工の動作状態を示すフローチャートである。 １・・・・・・適応制御装置、２・・・・・・数値制御
装置、３・・・・・・指令テープ、４・・・・・・マイ
クロコンピュータ、５・・・・・・演算部、６・・・・
・・制御部、７・・・・・・カウンタ、８・・・・・・
パルス発生器、９・・・・・・記憶部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被加工物を加工する時に得られたオーバライド量の
   変化に応じて発生しているパルス信号の周期を変更して
   出力するパルス発生器と、このパルス発生器により得ら
   れたパルス信号を計数し、この計数結果を前記被加工物
   のサンプリング時刻として出力するカウンタと、被力旺
   物のモデル加工時にサンプリングされた前記被加工物の
   負荷値とこのサンプリング時において前記カウンタによ
   り得られたサンプリング時刻と同サンプリング時におい
   て設定されているオーバライド量とを記憶する記憶装置
   と、被加工物の適応制御加工時に前記被加工物の負荷値
   を検出すると共に、この負荷値検出時に前記カウンタに
   より得られたサンプリング時刻に対応するモデル加工時
   の負荷値を前記記憶装置から読み出し、この読み出した
   負荷値と検出された前記負荷値とを比較し、両負荷値の
   差が設定されている第１の許容値より小の時に読み出し
   た前記負荷値と対応して記憶されているオーバライド量
   を前記記憶装置から読み出して出力する演算装置とを具
   備し、モデル加工時において設定されている前記オーバ
   ライド量を用いて前記被加工物の加工を行い、適応制御
   加工時において、前記演算装置から出力された前記オー
   バライド量を用いて被加工物の加工を行うようにしたこ
   とを特徴とする学習方式適応制御装置。 ２ 前記演算装置は比較動作により得られた前記両負荷
   値の差が前記第１の許容値より犬であり、かつ、設定さ
   れている第２の許容値より小の時に、前記記憶装置から
   読み出された前記オーバライド量の補正して出力する特
   許請求の範囲第１項記載の学習方式適応制御装置。 ３ 前記記憶装置はモデル加工時に於ける現在のサンプ
   リング時刻の検出負荷値と直前のサンプリング時刻の負
   荷値との差が所定以上であるときのサンプリング時刻と
   、このサンプリング時刻に於ける検出負荷値と、このサ
   ンプリング時刻において設定されているオーバライド量
   とを記憶する特許請求の範囲第１項ないし第２項記載の
   学習方式％式％