JPS5939260B2 - 工作機械における切削送りの制御方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 イ、発明の分野 この発明は工作機械における切削送りの制御方法に関す
るものである。

口、発明の目的 この発明の目的は高ι籾ロエ精度を保証する、工作機械
における自動切削送りの制御方法を提供することである
。

ハ、発明の構成 この発明は工具を担持するスライドの駆動を直流モータ
ーで行い、該直流モーターの入力電圧を速度レジスタの
値に基づいて変化させることにより工具の送り速度を制
御すると共に、工具の動作を幾通りかの種類に固定サイ
クル化し、制御情報をディジタルスイッチで投入する方
式の数値制御工作機械において、送り速度の制御態様を
、加速域、等速域、減速域及び微速域の四域に分け、η
口連載ではカロ速レジスタの値を速度レジスタに入力す
ることにより送り速度がｏからツチジタルスイツテで設
定された設定速度レジスタの値に達するまでカロ速し、
等速域では、設定加工寸法に対して工具の現在位置がど
のような関係にあるかを演算するＡＣＴレジスタの値が
上記加速レジスタの値に比例する値と等しくなるまでの
間、設定速度レジスタに設定した一定の値を速度レジス
タに入力することによりー定の送り速度で駆動し、減速
域では、前記ＡＣＴレジスタの値が微速レジスタの値に
比例する値と等しくなるまでΛＣＴレジスタの値を速度
レジスタに入力することによつて減速駆動し、微速度で
は、ＡＣＴレジスタの値が０になるまでの間、微速レジ
スタの値を速度レジスタに入力することによつてスライ
ドを微速駆動するようにしたことを特徴とする。

二．発明の効果 この発明によれば、加工に際し、カロエ寸法と送り速度
とを設定しておくだけで、設定送り速度までの加速及び
等速域の幅を自動的に定めさせることができ、切込みを
スムーズにし、かつ、オーバーランを微小にして加工精
度を向上させることができる。

ホ．実施例 第１図において１は加工物、２は工具、３は加工部分で
ある。

尚、加工寸法は加工物端面からのＺ軸方向（回転軸方向
）の距離Ｚ１で表し，加工運転に際し予め匍絢装置のデ
イジタルスイツチで設定（プリセツト）しておき、その
設定値は第１図ｂの上部に示す如く表示部に表示される
。また、工具の現在位置は加工物端面からのＺ軸方向の
距離Ｚ２を第１図ｂの下部の表示部に表示させる。なお
上述の距離Ｚｌ，Ｚ２は、カロエ物１の右端面をＺ軸方
向のＤロエ原点（Ｚ−０）とし、そこからの距離を通常
の座標軸の読み方（原点より右側を正、左側を負とする
）に従つて表したものである。第１図Ａ，ｂにおいてａ
−ｊはＯ〜９の任意の数字を表している。力Ｄ工にあた
つては、まず工具力籾ロ工原点たる力Ｄ工物端面（正確
にはコンマ数Ｍｍの余裕をみて）に位置するよう、機械
原点もしくは前工程の切削送り終了位置から速送りもし
くは手送りで移動させておく。機械を起動すると、制御
装置（図示せず）は現在の工具の位置が加工すべき寸法
に対してどのような関係にあるか、つまりＺ１−Ｚ２を
時々刻々演算し、第２図に示すようにＩＺｌ−Ｚ２ｌ〉
Ｏならば切削送りの，駆動信号を与える。

駆動信号が与えられるとそれに応答してスライド，駆動
用直流モーターを回転させるための電圧が発生せしめら
れる。

このモーター入力電圧の経時的変化を第３図ａに示す。
即ち、０点からＯ点までは時間経過と共にモーター入力
電圧が上昇し、ｏ点からｐ点までは時間経過に対して電
圧は一定であり、ｐ点からｑ点までは時間経過と共に電
圧が減少し、ｑ点からｒ点までは時間経過に対して、一
定のスライド１駆動モーターを回転させるのに必要な最
低の電圧である。この最低電圧をクリープ電圧、最低速
度をクリープ速度と呼ぶ。第３図ｂのｏ′，ｐ′，ｑ′
，ｒ汲び第３図ＣＯＯｌ，ｆ，ｑｌ，ｒ″は第３図ＡＯ
Ｏ，ｐ，ｑ，ｒに対応する。第３図Ａ，ｂから明らかな
ように、スライドの切削送り速度はモーター入力電圧に
比例している。

等速域での送り速度はデイジタルスイツチによつて設定
され、設定速度レジスタに記憶されると共に第４図の表
示部に表示される。加工寸法が同じであつても、送り速
度の選定によつて等速域の巾（時間）が増減する。

第３図ｂかられかるように９０ｍｍ／Ｍｉｎと設定した
場合（実線部）の方が５０ｍｍ／Ｍｉｎと設定した場合
（破線部）より等速域の巾力ｊ短い。これは設定送り速
度を増加するに従つて減速の始まる時点を早めることに
よる結果である。設定送り速度の増減に伴つて減速開始
点を移動させるのは、等速域でのスライドの運動エネル
ギーを設定速度に応じて吸収して引き続く減速域への円
滑な移行を行うためである。減速域ではモーターから制
御装置にフイードバック信号が返還され所定の電圧に対
する所定の回転数が維持される。

つまりモーター自身に電気的なブレーキ作用を働かせ、
減速時のオーバーランを防止する。微速域では設定速度
に関係なく一定の送り速度（即ち、前述したクリープ速
度）が与えられる。

この速度はスライドを駆動するための最低の速度である
ため駆動信号が落ちて送りが停止したときのオーバーラ
ンＨＳ微小であり、通常は設足寸法に対して０．００５
ｍｍ以内におさまる。第３図ｂにおいて送り速度を変更
する指令を与える点♂，ｐ′，゛ｑ′，ｒ′は以下の条
件によつて決める。

ｏ／は実際の送り速度がデイジタルスイツチで設定した
送り速度つまり設定速度レジスタの値になつた点、ｐ′
は加工残量（１Ｚ１−Ｚ２ｌ）をカウントしているＡＣ
Ｔレジスタの値が後述する加速レジスタの値（設定速度
レジスタの値）に比例する値と等しくなつた点、ｑ′は
ＡＣＴレジスタの値が後述する微速レジスタの値に比例
する値と等しくなつた点、ｒ／はＡＣＴレジスタの値が
Ｏになつた点である。尚、第３図では説明のために加速
域、減速域、微速域を拡大して図示したが、実際のカロ
エでは等速で送られる部分がほとんどであり送り速度が
変化することによる力Ｄ工仕上げ面への影響は無視でき
る。

以上の説明のようにこの発明の特長は、広範囲な切削送
り速度に対して安定した位置決め精度を保証することで
ある。

次にこの発明の原理を第２図のフローチヤートと第５図
のプロツク図に従つてさらに詳しく説明する。

工作機械が起動してＡＣＴレジスタの値１Ｚ１−Ｚ２ｌ
〉０ならば切削送りの，駆動信号が与えられることは前
にも説明した通りである。

５駆動信号に応答して後述のステツプを経てスライド１
駆動用直流モーターカｊ回転を始めると、検出器でパル
スエンコーダのパルスを検出し、それに基づいてＡＣＴ
レジスタの減算（１Ｚ１−Ｚ２ｌ）が行われる。

〃口速レジスタは切削送り開始と同時にパルスを発生す
る定周波パルス発振器からのパルスをカウントするもの
であり、その値をＣとすればＣは時間に比例して増カロ
する。

この７７１］速レジスタは〃Ｄ速域におけるモーターの
速度を指令するためと、前述のとおり減速域に移行する
点Ｉを求めるためのものである。設定速度レジスタは前
述のとおりプリセツトされた等速域でのモーター速度を
記憶しておくためのレジスタで、その値をＤとする。微
速レジスタは微速域でのモーター速度を指令するための
もので、その値をＢとする。上記各レジスタの値は速度
域判別器によつて各速度領域／）Ｓ適宜選択されて速度
レジスタに入力される。

すなわち、切削送り開始点においては、Ａ〈仔、但し、
Ｂ′はＢに比例する値（ｄ＝Ｋ２Ｂ、Ｋ２一定数）、Ａ
＜Ｃ，但し、ＣはＣに比例する値（Ｃ−Ｋ３Ｃ．ｋ３一
定数）、Ｃ≦Ｄのどちらも該当せず否定（ＮＯ）される
ため、第２図のフローチヤートに示すとおり速度レジス
タにはｌ口速レジスタの値Ｃが入力される。この値Ｃは
前述のように時間とともに増卯するため、Ｄ−Ａ変換器
１１。０Ｐアンプ１２、ＤＣアンプ１３、電圧調整器１
４を介して制御されるモーターの印加電圧も時間ととも
に増加する。

すなわちＤ［）速域である。やＢｊて、値Ｃが設定速度
レジスタの値Ｄと等しくなると、速度域判定器Ｈｊこれ
を判別し、ただちに、加速レジスタのカウントは停止し
、その後、Ｃ−Ｄすなわち設定速度レジスタの値Ｄが速
度レジスタに入力され、等速域に入る。次にＡＣＴレジ
スタの値Ａが７７Ｄ速レジスタの値（このときはＣ−Ｄ
）に比例する値Ｃより小さくなれば、Ａ≦Ｃ′が肯定さ
れ、速度レジスタにはＡＣＴレジスタの値Ａに比例する
値Ｘが入力される。

但し、ＮはＡに比例する値（ＩＳ！−ＫｌＡ．ｋｌ＝定
数）。モーターはこの値Ｎに基づいて制御されるのであ
るが、点νではＡ−Ｃ／であるが、〃ロ工が進むにつれ
て、つまり残距離に比例して値Ａ（すなわちＮ）が小さ
くなるため、モーターの速度も力ｎ工距離とともに減少
する。すなわち減速域である。したがつて、このときＡ
ＣＴレジスタは７７Ｄ工残量のカウントとともにモータ
ー速度の指令をも行う。ここで注目すべきは、減速開始
点Ｖの決足に設定速度レジスタの値Ｄｌ）５関与すると
いうことである。これにより設定速度に応じて点νを変
化させることができる。減速が進みＡ≦仔Ｈ３肯定され
ると、言い換えると微速レジスタの値Ｂに応じた速度ま
でモーター速度が低下すると、速度域判別器がこれを判
別して速度レジスタには値Ｂが入力され、以後微速送り
となる。

７ＩＤ工が終点まで進むとＡ−０となり切削送りの，駆
動信号は消える。

この時点で切削送りを停止し、同時に７７Ｄ速レジスタ
Ｂｊりセツトされる。しかる後工具は早送り等適宜の速
度にて次の加工開始点まで送られる。仕上刃Ｄ工に入る
と切削送り速度は自動的に設定値の一とされ、これによ
つて安定した精度が得られる。

なお、この発明はここに述べたとおり専らＺ軸方向の切
削送りの制御方法に関するものであるが、工具の全体の
動作モードは、例えば特開昭５１一９２９８０号公報に
記載されているように、固定サイクル化してあるものと
する。

即ち、加工モードを、例えば１〜９に分類し、１は外径
切削、２（１内径切削、３は面切削、４は溝削り、５は
面取り、６は穴あけ、のは中ぐり、８はテーパー削り、
９はネジ切りとし、ダイヤルスイツチでいずれかを設定
するものとする。なお、Ｄ−Ａ変換器１１は速度レジス
タからのディジタル信号をアナログ信号に変換して０Ｐ
アンプ１２に供給する働きをし、０Ｐアンプ１２は微小
なアナログ信号を増巾して電圧として取り出しＤＣアン
プ１３に供給する働きをし、ＤＣアンプ１３は０Ｐアン
プ１２からの微小な電圧を直流モーターを駆動できる電
圧まで増巾する働きをする。

【図面の簡単な説明】

第１図のａは本発明における７ＪＤ工物の加工説明図、
第１図のｂは工作機械の制御装置に設置されたＤＩ］工
寸法設定用デイジタルスイツチ及び工具の現在位置を表
示するカウンターの表示部、第２図は本発明の切削送り
匍絢方法を示す全体のフローチヤート、第３図のａは本
発明によくスライド１駆動用直流モーターの入力電圧の
経時的変化を示すグラフ、第３図のｂは上記直流モータ
ーの入力電圧の変化に対応する工具の送り速度を示すグ
ラフ、第３図のｃはそのときの工具移動距離を示すグラ
フ、第４図は工作機械の制御装置に設置される工具送り
速度設定用デイジタルスィツチの表示部である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ スライドの駆動を直流モーターで行い、該直流モー
   ターの入口電圧を速度レジスタの値に基づいて変化させ
   ることにより送り速度を制御すると共に、工具の動作を
   幾通りかの種類に固定サイクル化し、制御情報をディジ
   タルスイッチで投入する方式の数値制御工作機械におい
   て、送り速度の制御態様を、加速域、等速域、減速域及
   び微速域の四域に分け、加速域では、加速レジスタの値
   を速度レジスタに入力することにより送り速度が０から
   ディジタルスイッチで設定された設定速度レジスタの値
   に達するまで加速し、等速域では、設定加工寸法に対し
   て工具の現在位置がどのような関係にあるかを演算する
   ＡＣＴレジスタの値が上記加速レジスタの値に比例する
   値と等しくなるまでの間、設定速度レジスタに設定した
   一定の値を速度レジスタに入力することにより一定の送
   り速度で駆動し、減速域では、前記ＡＣＴレジスタの値
   が微速レジスタの値に比例する値と等しくなるまでＡＣ
   Ｔレジスタの値を速度レジスタに入力することによつて
   減速駆動し、微速域ではＡＣＴレジスタの値が０になる
   までの間、微速レジスタの値を速度レジスタに入力する
   ことによつてスライドを微速駆動するようにしたことを
   特徴とする工作機械における切削送りの制御方法。