JPS59175937A - 自動工具交換装置の主軸速度安定化装置 - Google Patents
自動工具交換装置の主軸速度安定化装置Info
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- JPS59175937A JPS59175937A JP4666683A JP4666683A JPS59175937A JP S59175937 A JPS59175937 A JP S59175937A JP 4666683 A JP4666683 A JP 4666683A JP 4666683 A JP4666683 A JP 4666683A JP S59175937 A JPS59175937 A JP S59175937A
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- Japan
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- command
- torque
- spindle
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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
- G05B19/182—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 the machine tool function, e.g. thread cutting, cam making, tool direction control
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- Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)
- Control Of Position Or Direction (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、自動工具交換装置を備えた装置制御工作機に
おいて、主軸回転中に自動工具交換を行なう場合に、主
軸回転速度を一定に保つ速度安定化装置に関するもので
ある。
おいて、主軸回転中に自動工具交換を行なう場合に、主
軸回転速度を一定に保つ速度安定化装置に関するもので
ある。
現在、数値制御工作機においては、自動工具交換（以下
ｒＡＴｃＪという）機能は、必須のものとなっている。
ｒＡＴｃＪという）機能は、必須のものとなっている。
特に最近は、主軸の停止中に工具交換を行なう従来の装
置に代わって、主軸回転中に工具交換を行なうものが検
討されている。この場合、工具交換中の主軸回転速度を
一定に保つ必要がある。
置に代わって、主軸回転中に工具交換を行なうものが検
討されている。この場合、工具交換中の主軸回転速度を
一定に保つ必要がある。
即ち、工具交換にあたって工具のキーの位置を主軸又は
工具収納装置のキー溝の位置に合致させなければならな
いが、工具を工具収納装置から主軸へ、又はその逆へ着
脱・転送するアーム機構は、工具を回転できる程度に把
持するのみで工具キーの位置を制御する機能を有しない
ので、工具の着脱のタイミングと主軸回転速度とを制御
して工具キーの位置をキー溝の位置に合わせている。
工具収納装置のキー溝の位置に合致させなければならな
いが、工具を工具収納装置から主軸へ、又はその逆へ着
脱・転送するアーム機構は、工具を回転できる程度に把
持するのみで工具キーの位置を制御する機能を有しない
ので、工具の着脱のタイミングと主軸回転速度とを制御
して工具キーの位置をキー溝の位置に合わせている。
そのため、主軸回転速度が不安定であれば自動工具交換
は不可能になるが、従来では、前記摩擦トルクは主軸定
格トルクの数パーセントであり、第１図に示すような、
検出速度信号をフィードバツクする通常の速度制御ルー
プで補償できるため、別設問題にはならなかった。
は不可能になるが、従来では、前記摩擦トルクは主軸定
格トルクの数パーセントであり、第１図に示すような、
検出速度信号をフィードバツクする通常の速度制御ルー
プで補償できるため、別設問題にはならなかった。
第１図について説明すると、速度指令器（１）の発した
速度指令Ｎ１ｎ（ｓｌと速度検出器（２）で検出した検
出速度の偏差ｅば、速度偏差増幅器（３）で増幅され、
トルク指令τＳとなり、主回路パワー変換器（４）に入
力されるようになっている。ＴＬ（Ｓ）は外乱トルクで
あり、ブロック（５）は速度Ｎｏｕｔ （ｓ）と、トル
クとの関係を表す伝達関数表示である。
速度指令Ｎ１ｎ（ｓｌと速度検出器（２）で検出した検
出速度の偏差ｅば、速度偏差増幅器（３）で増幅され、
トルク指令τＳとなり、主回路パワー変換器（４）に入
力されるようになっている。ＴＬ（Ｓ）は外乱トルクで
あり、ブロック（５）は速度Ｎｏｕｔ （ｓ）と、トル
クとの関係を表す伝達関数表示である。
ところで、加工精度を高（するためには、主軸一回転あ
たりの切削量を少なくする必要があるが、そうすると同
一量を切削するのに余計時間が掛かってしまい、加工能
率が低下する。そのため、主軸回転速度を高めて加工能
率の低下を防ぐ必要があり、主軸用高速モータの開発、
研究が進められている。その場合、従来の通常の速度制
御ループの機能だけでは、工具交換の際の速度変動が大
きくなり、ＡＴＣが不可能になる。
たりの切削量を少なくする必要があるが、そうすると同
一量を切削するのに余計時間が掛かってしまい、加工能
率が低下する。そのため、主軸回転速度を高めて加工能
率の低下を防ぐ必要があり、主軸用高速モータの開発、
研究が進められている。その場合、従来の通常の速度制
御ループの機能だけでは、工具交換の際の速度変動が大
きくなり、ＡＴＣが不可能になる。
第１図に示した従来例では、負荷トルクＴｔｌＳ＋に対
する速度変動Ｎｏｕｔ （Ｓｔは、次式で表される。
する速度変動Ｎｏｕｔ （Ｓｔは、次式で表される。
但し、ＧＤ２ ：慣性量
β ：速度検出器（２）の利得（帰還利得）Ａ ：速度
偏差増幅器（３）の利得 Ｓ ニラプラス演算子 ところが、主軸定格速度を高速化すればするほど、主軸
定格トルクは小さくなるので、相対的負荷トルク率は増
すことになる。よって外乱が大きく影響することになる
。更に、速度検出器（２）の利得βも小さくなるので（
β−５速度フィードバンク信号／主軸回転数）、時定数
Ｔに相当するＧＤ２／βＡの値が大きくなり、応答性が
悪化してトルク外乱を受は易くなり、きわめて不安定と
なるという問題がある。
偏差増幅器（３）の利得 Ｓ ニラプラス演算子 ところが、主軸定格速度を高速化すればするほど、主軸
定格トルクは小さくなるので、相対的負荷トルク率は増
すことになる。よって外乱が大きく影響することになる
。更に、速度検出器（２）の利得βも小さくなるので（
β−５速度フィードバンク信号／主軸回転数）、時定数
Ｔに相当するＧＤ２／βＡの値が大きくなり、応答性が
悪化してトルク外乱を受は易くなり、きわめて不安定と
なるという問題がある。
本発明は、このような従来の問題点を解消することを目
的とするものであり、予め記憶しておいた負荷トルクを
相殺するトルクパターンを工具交換動作中にトルク指令
に加算して、工具交換を確実に行なうようにしたもので
ある。
的とするものであり、予め記憶しておいた負荷トルクを
相殺するトルクパターンを工具交換動作中にトルク指令
に加算して、工具交換を確実に行なうようにしたもので
ある。
本発明は、主軸回転中に自動工具交換を行なう数値制御
工作機において、工具交換指令信号によって主軸が工具
交換動作開始角度及び工具交換動作終了角度になったこ
とを検出する位置検出器と、前記位置検出器の開始角度
検出信号を受けてから終了角度検出信号を受けるまで、
予め記憶しておいた負荷トルク相殺指令を出力する関数
記憶発生器とを備えたことを特徴とする自動工具交換装
置の主軸速度安定化装置に係るものである。
工作機において、工具交換指令信号によって主軸が工具
交換動作開始角度及び工具交換動作終了角度になったこ
とを検出する位置検出器と、前記位置検出器の開始角度
検出信号を受けてから終了角度検出信号を受けるまで、
予め記憶しておいた負荷トルク相殺指令を出力する関数
記憶発生器とを備えたことを特徴とする自動工具交換装
置の主軸速度安定化装置に係るものである。
以下、本発明を第２図に示す実施例に基いて説明する。
同図中、第１図に示したものと同−又は同様の作用を行
なう部分は同一符号で表した。第２図で、（６）は工具
交換動作開始角度及び終了角度を検出する位置検出器、
（７）は関数記憶発生器、（８）。
なう部分は同一符号で表した。第２図で、（６）は工具
交換動作開始角度及び終了角度を検出する位置検出器、
（７）は関数記憶発生器、（８）。
（９）はリレーである。
まず、ＡＴＣ指令００１によりリレー（８）の接点が閉
じる。位置検出器（６）が工具交換動作開始角度を検出
すると、リレー（９）の接点が閉じ、関数記憶発生器（
７）が予め記憶していた負荷トルク相殺指令τ０を発し
、トルク指令τＳに加算して新たなトルク指令τＳとす
る。
じる。位置検出器（６）が工具交換動作開始角度を検出
すると、リレー（９）の接点が閉じ、関数記憶発生器（
７）が予め記憶していた負荷トルク相殺指令τ０を発し
、トルク指令τＳに加算して新たなトルク指令τＳとす
る。
次に、位置検出Ｂ（６）が工具交換動作終了角度を検出
すると、リレー（９）の接点が開き、以後、関数記憶発
生器（７）は、負荷トルク相殺指令を速やかに消滅させ
る。
すると、リレー（９）の接点が開き、以後、関数記憶発
生器（７）は、負荷トルク相殺指令を速やかに消滅させ
る。
これらの動作が全て終了すると、リレー（８）の接点が
開いてＡＴＣが完了する。
開いてＡＴＣが完了する。
なお、関数記憶発生器（７）が出方する負荷トルク相殺
指令τ０の一例を第３図に示す。ＴＬ（８１は、予め実
測又は推定によって求めた負荷トルクであり、摩擦トル
クのほか、慣性量（ＧＤ２ ）の変化に伴うダイナミッ
クトルク等を含むものであり、これらの負荷トルクを相
殺するのがτ０となる。
指令τ０の一例を第３図に示す。ＴＬ（８１は、予め実
測又は推定によって求めた負荷トルクであり、摩擦トル
クのほか、慣性量（ＧＤ２ ）の変化に伴うダイナミッ
クトルク等を含むものであり、これらの負荷トルクを相
殺するのがτ０となる。
−ｈ述したように本発明によれば、自動工具交換時に生
じる負荷トルクを予め実測もしくは推定で求めた負荷ト
ルク相殺指令で相殺できるので、定格回転数が高い場合
であっても工具交換時の主軸速度を安定化でき、工具交
換を確実に行わせることができるなどの効果を奏するも
のである。
じる負荷トルクを予め実測もしくは推定で求めた負荷ト
ルク相殺指令で相殺できるので、定格回転数が高い場合
であっても工具交換時の主軸速度を安定化でき、工具交
換を確実に行わせることができるなどの効果を奏するも
のである。
第１図は従来の速度制御ループの例を示すブロック図、
第２図は本発明の実施例を示すブロック図、第３図は負
荷トルク相殺指令の一例を示す波形図である。 （１）：速度指令器 （２）二速度検出器 （３）：速度偏差増幅器 （４）：主回路パワー変換器 （５）：伝達関数表示 （６）：位置検出器 （７）：関数記憶発生器 （８１，（９１：リレー 特許出願人 株式会社 安川電機製作所代理人 手掘
益（ほか２名） 第 １ 図 第２図 第３図
第２図は本発明の実施例を示すブロック図、第３図は負
荷トルク相殺指令の一例を示す波形図である。 （１）：速度指令器 （２）二速度検出器 （３）：速度偏差増幅器 （４）：主回路パワー変換器 （５）：伝達関数表示 （６）：位置検出器 （７）：関数記憶発生器 （８１，（９１：リレー 特許出願人 株式会社 安川電機製作所代理人 手掘
益（ほか２名） 第 １ 図 第２図 第３図
Claims (1)
- １、主軸回転中に自動工具交換を行なう数値制御工作機
において、〒具交換指令信号によって主軸が工具交換動
作開始角度及び工具交換動作終了角度になったことを検
出する位置検出器と、前記位置検出器の開始角度検出信
号を受けてから終了角度検出信号を受けるまで、予め記
憶しておいた負荷トルク相殺指令を出力する関数記憶発
生器とを備えたことを特徴とする自動工具交換装置の主
軸速度安定化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4666683A JPS59175937A (ja) | 1983-03-19 | 1983-03-19 | 自動工具交換装置の主軸速度安定化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4666683A JPS59175937A (ja) | 1983-03-19 | 1983-03-19 | 自動工具交換装置の主軸速度安定化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59175937A true JPS59175937A (ja) | 1984-10-05 |
| JPS6227941B2 JPS6227941B2 (ja) | 1987-06-17 |
Family
ID=12753669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4666683A Granted JPS59175937A (ja) | 1983-03-19 | 1983-03-19 | 自動工具交換装置の主軸速度安定化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59175937A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008002713A (ja) * | 2006-06-20 | 2008-01-10 | Max Co Ltd | 熱交換型換気装置 |
-
1983
- 1983-03-19 JP JP4666683A patent/JPS59175937A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008002713A (ja) * | 2006-06-20 | 2008-01-10 | Max Co Ltd | 熱交換型換気装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6227941B2 (ja) | 1987-06-17 |
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