JPS59156648A - 工作機械の位置制御装置 - Google Patents

工作機械の位置制御装置

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Publication number
JPS59156648A
JPS59156648A JP2726583A JP2726583A JPS59156648A JP S59156648 A JPS59156648 A JP S59156648A JP 2726583 A JP2726583 A JP 2726583A JP 2726583 A JP2726583 A JP 2726583A JP S59156648 A JPS59156648 A JP S59156648A
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JP
Japan
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control device
signal
movement
machine tool
motor
Prior art date
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Pending
Application number
JP2726583A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeo Nakayama
中山 建夫
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPS59156648A publication Critical patent/JPS59156648A/ja
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical 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
    • G05B19/406Numerical 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 monitoring or safety
    • G05B19/4062Monitoring servoloop, e.g. overload of servomotor, loss of feedback or reference
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/50Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
    • G05B2219/50043Near zero detection

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (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】 この発明は工作機械の位置制御装置、特にエンコーダの
ごとき位置検出器の検出出力に基づいて制御を行うもの
に関する。
工作機械の位置制御では、その制御情報を得るためにな
んらかの位置検出器が使用される。工作機械の位置制御
に使われる一般的な位置検出器としては、レゾルバやエ
ンコーダなどがある。レゾルバは、励振回路が必要なこ
とや、レゾルバ信号の受信回路がエンコーダに比べて複
雑であるという欠点を持つ。そとで、最近では、安価で
受信回路の簡単かエンコーダの方が多く使用されるよう
になってきた。
しかし、エンコーダは、上記のような利点があるものの
、レゾルバと違って停止中には信号を発しない。つまり
、停止中には無信号検出を行うことができ力いのである
。従って、そのエンコーダを工作機械の位置制御装置の
フィードバック信号源として用いた場合は、エンコーダ
自体に故障が生じたシ、あるいは信号線の断線や接触不
良などの故障が生じても、これらの故障のときの無信号
状態と正常時のときの無信号状態との区別がつかない。
このため、この種の位置検出器を用いた制御装置では、
なんらかの故障によって生じた無信号状態に基づいた制
御動作を行ってしまって、オーバラン、工具、被加工物
の破損、あるいは機械本体の破損を招くといったよう彦
危険があった。
この発明は前述した従来の課題に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、エンコーダのごとく停止中の無信号
検出ができない位置検出器を用いても、加工精度などの
制御の性能にはほとんど影響を与えることなく、その位
置検出器の無信号検出を可能にし、これKより誤動作の
危険を確実に防止できるようにした工作機械の位置制御
装置を提供することにある。
上記の目的を達成するため、この発明は、制御装置の指
令に基づいて、テーブル上に固定された被加工物を、主
軸に取り付けられた工具によって加工する工作機械の位
置制御装置において、テーブルの動きを検出する位置検
出器、この位置検出器の検出信号を入力としてテーブル
の移動量を検出する位置変位量検出手段、検出される位
置変位量に基づいてテーブルの停止中を判定するテーブ
ル停止中判定手段、この判定結果に基づいてテーブルに
微振動を与える微振動指令手段、テーブルの移動量を演
算する移動量演算手段、および移動指令出力に基づいて
テーブルを動かすモータの制御を行うモータ制御手段を
備えたことを特徴とする。
以下、この発明の好適な実施例を図面に基づいて説明す
る。
第1図は、この発明による工作機械の位置制御装置の一
実施例の全体の構成を示す。同図において、その工作機
械部分は、工作機械のテーブル10、が−ルネジ12、
この?−ルネジ12を回転駆動するためのモータ(M)
14などを有する。このモータ14には、該モータ14
の回転角を検出するロータリエンコーダ(E)16を備
える。このロータリエンコーダ16の検出信号は、位置
制御装置500制御信号源となる。その検出信号は、位
置変位量検出手段18で定量化された後、テーブル停止
中判定手段20に送られ、そとで停止中であるか否かが
判定される。停止中であると判定された場合は、微振動
指令手段22から微振動指令が出され、移動量検出手段
24へ送られる。移動量検出手段24においては、外部
指令入力手段26から入力された外部指令値と検出され
た位置変位量との演算が行われ、この演算結果はモータ
制御手段28でモータ14を動かす信号に変換された後
該モータ14に供給され、これにより全体としては、い
わゆる位置制御の閉ループが形成される。
第2図は、第1図の実施例に使用される工作機械のシス
テム構成を示す。同図に示す工作機械は、被加工物30
が取り付けられるX−Yテーブルを、主軸32の工具3
4に対してX−Y方向に位置決めすることにより、所定
の切削加工を行おうとするものである。
X−Yテーブルは、X軸テーブル36とY軸テーブル3
8からなる。X軸テーブル36はがイド40によりX軸
方向に案内される。まだ、ブールネジ42とナツト44
およびモータ46によりX軸方向に移動駆動される。モ
ータ46の動作は回転角検出器であるロータリエンコー
ダ48、制御装置50によってフィードバック制御され
る。また、X軸テーブル36の送り制御は、上記制御装
置50から発せられる指令信号に基づいて行われ、この
制御装置50の制御指令信号は、予め紙テープ52にプ
ログラムされるか、あるいは制御装置50の操作面54
からキー人力される。
Y軸についてもX軸とまったく同様に制御される。
第3図は、第1図の実施例の電気接続状態を示す。同図
に示す実施例では、制御装置50内に、CPU58、メ
モリー60、入力回路62、出力回路64などからなる
マイクロ・コンピュータ56が組込まれている。
また、方向弁別パルス化回路66を備える。この回路6
6は、ロータリエンコーダ16からの90度位相差をも
った2相入力信号を方向弁別するとともに14’ルス化
する回路である。この回路66でノ母ルス化された信号
は、加減算カウンタ68により計算される。この計算結
果はラッチ回路70で7時的にラッチされた後、入力回
路62に入力される。
また、割込用タイマ回路72を備える。この回路72は
、メモリー60に格納されているシステムの制御プログ
ラムを定期的に起動するだめの割込信号を発生する。割
込信号は入力回路62を通じてCPU58に伝達される
。割込用タイマ回路72からはさらに2本の信号線が出
ている。その内の1本はラッチ回路70に接続されて、
加減算カウンタ68の内容をラッチ回路70に取り込む
だめのラッチストローブ信号を伝える。他の1本は加減
算カウンタ68に接続されており、上記ラッチストロー
ブ信号により、加減算カウンタ68の内容がラッチ回路
70にラッチされた後、加減算カウンタ68の内容をリ
セットするリセット信号を伝える。これら2本の信号線
によって伝えられるラッチストローブ信号およびリセッ
ト信号は、加減算カウンタ68の内容が変化しつつある
時には出ないように制御される。
また、指令入力回路74がある。この回路74は、紙テ
ープやキーが−ドからの入力指令をCPU58に入力さ
せるだめのものでちる。CPU5Bでの指令入力とフィ
ードバック信号による演算結果は、出力回路64を経て
、D/A変換器76でデジタル量からアナログ量に変換
された後、増幅器78で増幅されてモータ14に供給さ
れる。これによりテーブル10が移動させられる。そし
て、モータ14の動きは再びロータリエンコーダ16に
よシフイードバックされる。
次に、上述した実施例の装置の動作を第4図を参照しな
がら説明する。
第4図は、第3図におけるマイクロ・コンピュータ56
のメモリー60に記憶されたプログラムのフローチャー
ト、すなわち制御装置のソフトウェア的構成を示す。同
図にフローチャートで示すプログラムは、システム全体
のメインプログラムの一部で、主に無信号検出を行うた
めに構成されている。メインプログラムは、第3図に示
す割込用タイマ72の割込入力がある毎に、例えば1秒
間に数十回程度の頻度で定期的に起動がかかる。
そして、第4図のフローチャート部分は、外部からの移
動指令がないときに実行される。
先ず、第3図における入力回路62を通じて加減算カウ
ンタ68の内容ΔFBを読込み(ステップ80)、ΔF
B=0を判断(ステップ86)した後、ΔFBが0でな
い場合は「Δ指令値−ΔFBJを計算した後、その結果
を出力する(ステップ88)。これは指令値に対して実
際のテーブルの動きに遅れがあるために生ずる値で、指
令値がなくなってもテーブルが最終値に達するまでΔF
Bが検出される。しばらくしてΔFB=0が検出される
と(ステップ86)テーブル移動は停止とみなし、プラ
ス方向の最少出力パルスを出力しくステップ90)、同
時に+1出力カウンタをインクリメントする(ステップ
92)。
この次に本プログラムを実行するときには、1≦+1出
力カウンタとなっている(ステップ84)ので、1≦Δ
FBを調べ(ステップ96)、違っていたら再びプラス
方向の最少出力I#ルスを出力しくステップ90)、同
時に+1出力カウンタをインクリメントする(ステップ
92)。
通常ハ、テーブルのバックラッシュを考慮しても1つの
方向に1〜数回の最少出力/譬ルスを出力すればテーブ
ルが動くように位置ルーシダインを設定するので、その
時にはΔFE≠0になるはずである。1≦ΔFBの条件
を満足したとき(ステップ96)には、今度はマイナス
方向の最少出力パルスを出力しくステップ98)、同時
に一1出力カウンタをインクリメントする(ステップ1
00)。
次に、本プログラムを実行するときには、1≦−1出力
カウンタとなっている(ステップ82)ので、ΔFB≦
−1を調べ(ステップ102)、違っていたら再びマイ
ナス方向の最少出力パルスを出力しくステップ98)、
同時に一1出力カウンタをインクリメントする(ステッ
プ100)。マイナス方向も、プラス方向の場合と同様
、通常は1〜数回最少出力/fルスを出力すればΔFB
≦−1の条件が満足されるように々る(ステップ102
)。
従って、ここまで実行した時点で、テーブル停止中にお
けるエンコーダ故障診断結果は異常なしとわかるので、
干出力カウンタをそれぞれゼロリセット(ステップ10
4,106)した後、また最初のΔFB=0の判定(ス
テップ86)から繰返す。
ここでもし、例えば5≦士出力カウンタ(ステップ94
.108)にガつたときは、エンコーダのフィードバッ
ク信号がないものと判断し、ただちにテーブル移動停止
などの異常時の処理を実行するとともにアラーム(警報
)表示を行う(ステップ110,112)。
なお、上記実施例では、位置検出器としてロータリエン
コーダを用いたが、リニアエンコーダによりテーブルの
移動そのものを直接検出してもよい。また、1軸のみの
場合を示したが、複数軸であってもよいことはもちろん
である。
以上のように、この発明による工作機械の位置制御装置
は、エンコーダのごとく停止中の無信号検出ができない
位置検出器を用いても、加工精度などの制御の性能には
ほとんど影響を与えることなく、その位置検出器の無信
号検出を可能にし、これにより誤動作の危険を確実に防
止できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明による工作機械の位置制御装置の一実
施例を示す全体構成図、第2図はその工作機械のシステ
ム構成図、第3図はその電気接続状態を示す回路図、第
4図はエンコーダ無信号検出プログラムを示すフローチ
ャートである。 各図中同一部材には同一符号を付し、10はテーブル、
14はモータ、16は位置検出器としてのエンコーダ、
1Bは位置変位量検出手段、20はテーブル停止中判定
手段、22は微振動指令手段、24は移動量演算手段、
28はモータ制御手段、30は被加工物、32は主軸、
34は工具、50は制御装置、56はマイクロ・コンピ
ュータである。 代理人 弁理+ 葛 野 信 − (ほか]名) 手続補正書 (自発) 特許庁長官殿 1、事件の表示   特願昭  58−27265号2
、発明の名称 ゛「作機械の位置制御賛同 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所    東京都千代田区丸の内二丁目2番3号名
 称  (601)三菱電機株式会社代表者片山仁八部 4、代理人 5、補正の対象 以上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)制御装置の指令に基づいて、テーブル上に固定さ
    れた被加工物を、主軸に取り付けられた工具によって加
    工する工作機械の位置制御装置において、テーブルの動
    きを検出する位置検出器、この位置検出器の検出信号を
    入力としてテーブルの移動量を検出する位置変位量検出
    手段、検出される位置変位量に基づいてテーブルの停止
    中を判定するテーブル停止中判定手段、この判定結果に
    基づいてテーブルに微振動を与える微振動指令手段、テ
    ーブルの移動量を演算する移動量演算手段、および移動
    指令出力に基づいてテーブルを動かすモータの制御を行
    うモータ制御手段を備えたことを特徴とする工作機械の
    位置制御装置っ (2、特許請求の範囲[+1の装置において、上記微振
    動指令手段は、テーブル停止中判定結果に基づき、最少
    移動単位の振動を常に出力するように構成されているこ
    とを特徴とする工作機械の位置制御装置。 (3)特許請求の範囲(11(21のいずれかの装置に
    おいて、上記微振動指令手段により発生したテーブルの
    位置変位にもかかわらず位置変位量が検出されなかった
    場合に、ただちに異常と判定し、かつ位置制御装置を停
    止させるとともに警報を発するように構成されたことを
    特徴とする工作機械の位置制御装置。 (4)特許請求の範囲+11 (2) (3)のいずれ
    かの装置において、上記テーブル停止中判定手段、上記
    微振動指令手段、および上記移動量演算手段がマイクロ
    ・コンピュータにより実現されていることを特徴とする
    工作機械の位置制御装置。
JP2726583A 1983-02-21 1983-02-21 工作機械の位置制御装置 Pending JPS59156648A (ja)

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JPS59156648A true JPS59156648A (ja) 1984-09-05

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ID=12216238

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105717865A (zh) * 2016-03-16 2016-06-29 武汉理工大学 一种具有检测功能的机床传动节能控制方法及装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105717865A (zh) * 2016-03-16 2016-06-29 武汉理工大学 一种具有检测功能的机床传动节能控制方法及装置
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