JPS6090654A - 主軸移動型νc旋盤の主軸の速度制御方法 - Google Patents

主軸移動型νc旋盤の主軸の速度制御方法

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JPS6090654A
JPS6090654A JP19548583A JP19548583A JPS6090654A JP S6090654 A JPS6090654 A JP S6090654A JP 19548583 A JP19548583 A JP 19548583A JP 19548583 A JP19548583 A JP 19548583A JP S6090654 A JPS6090654 A JP S6090654A
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JP
Japan
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speed
signal
spindle
error
lathe
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JP19548583A
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Tatsuo Nomura
野村 達夫
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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
    • G05B2219/42Servomotor, servo controller kind till VSS
    • G05B2219/42268Safety, excess in error

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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】 本発明は、主軸移動型NC旋盤の主軸の速度制御方法に
関するもので、さらに経営すれば、主軸移動型NC旋盤
のガイドブツシュとワークとの焼付きの発生を阻止する
ことを目的としたものである。
主軸移動型NC旋盤1は、第1図に示す如く。
回転および前後方向に移動する主軸2にワーク9を取付
け、主軸2によりワーク9を回転および前進移動させな
がらバイト8によって切削加工するものである。
すなわち、主軸移動型NC旋盤1は、スライドベース4
上に主軸台3を前後方向にスライド移動可能に取付け、
この主軸台3に主軸2を回転自在に組付けている。
主軸2の前方には、ツルースタンド5が設けられていて
3 このツルースタンド5に刃物台7を介してバイト8
が主軸2に取付けられたヴ−り9に向かって移動可能に
組付けられている。
また、このツルースタンド5には、主軸2に保持された
ワーク9を滑動自在に保持するガイドブツシュ装置6が
取付けられていて、ワーク9の振動及び切削抵抗による
たわみを防止している。
前記ガイドブツシュ装置6は、ワーク9と直接接触する
ガイドブツシュと、このガイにブツシュをツルースタン
ド5に強固に固定組付けするハウシング台とから構成さ
れている。
このような構成となった主軸移動型NC旋盤1は、ワー
ク9の加工時において、ワーク9とガイ]・ブ・7シユ
との間に摩擦熱が発生する。
この摩擦熱の程度は、ワーク9の材質や周速。
あるいはハイド8の形状や送り速度等の切削条件によっ
て決定されるが、切削条件の設定によっては、この摩擦
熱が冷却剤の効果を越え、ワーク9とガイドブツシュが
溶着する。所謂焼き付き事故が発生ずる場合があった。
この焼き付き事故は、一旦発生すると、ガイドブツシュ
のみならず、バイト8をはしめとする取イ」は工具は勿
論のこと、主軸や機械装置の損傷。
ひいては冷却剤の発火による火災事故等大事故につなが
る可能性を持っている。
このような焼きイ」き事故を防止する手段は、従来から
も幾つか考案されており、主軸駆動用モータの負荷電流
を検知して、過大電流が流れた時。
モータを停止させる手段等が一般的なものであった。
しかし、このような手段であると、誤差が大きく、ワー
ク9の直径や材質によっては完全に溶着状態とはならず
に、瞬間的にワーク9の回転数が低下したり、ワーク9
の外径が若干摩耗する程度で1元の正常な状態に戻って
しまう場合等は、殆ど検知出来ないで見過ごしてしまう
ことが多がった。
現実的には、このような場合であっても、加工された製
品は不良品であり、多くの良品の中に不良品が混入する
ことになり9問題の完全な解決とはなっていなかった。
本発明は、上記した従来技術の問題点を解消すべく創案
されたものであり、しがも従来よりの機械の製造コスト
増大させずに達成しようとするものである。
本発明は、NG旋盤において、ネジ切り切削等の精密な
送り制御に使用する目的で付加されているエンコーダに
着Uにし、このエンコーダにより主軸の回転速度が単位
時間内に設定した一定の速度幅以上低下したことを正確
に検知することによって、主軸の回転駆動を停止するよ
うにしたものである。
以下2本発明を図面を参照しながら説明する。
本発明による主軸移動型NC旋盤1の主軸2の速度制御
方法は、主軸移動型NC旋盤1の主軸2に連動して回転
駆動されるエンコーダ10の出力パルスにより前記主軸
2の回転速度を検出するようにして、主軸移動型NC旋
盤1の始動後もしくは変速指令後、はぼ一定の値に安定
した速度値を基準速度KSとして、この基準速度KSお
よびパラメータデークに従って、前記基準速度KSより
も小さい速度値であるエラー速度ESを設定しておき、
加工駆動中の主軸2の回転速度である現在速度GSがエ
ラー速度ESと同じもしくは小さい値になったならば、
直ちに主軸2の回転駆動を停止するようにしたものであ
る。
エンコーダ10は、第1図に示す如く、プーリおよびヘ
ルド11等を利用して、直接主軸2に連動すべく組付は
構成されている。
このエンコーダ10の出力パルスによる主軸2の回転速
度の検出手段としては1種々の方法があるが、第2図図
示実施例の場合、エンコーダ10からの出力パルスを、
一定時間毎にクロックパルスKLが入力されるカウンタ
ー12によりカウントし、このカウンター12のカウン
ト信号をそのまま速度信号としている。
このカウンター12からの速度信号、すなわち現在速度
GSは、第1の比較回路16に入力されて、その前にカ
ウンター12からこの第1の比較回路16に入力され速
度信号と比較される。
すなわち、第1の比較回路16は、カウンターI2から
順次送られて来る現在速度信号を、前の現在速度信号と
比較し、この両現在速度信号間に差がなくなった際に、
この差のなくなったことを信号として発し、同時に現在
速度GSを、基準速度KS信号として出力することが出
来る。
判別回路13及び14は、主軸2が5その回転速度を制
御されても良い状態にあるか否かを判断する部分であっ
て1本発明方法に対して作動指令を発する部分となって
いる。
第2の比較回路17は、第1の比較回路16から入力さ
れた基準速度KSを基にして、多くの実施例から得られ
たデータに従って設定されたパラメータデータ18から
、主軸2の回転動作を停止させる信号であるエラー信号
ERを発生させる基準となるエラー速度ESを設定して
あって、このエラー速度ESと現在速度GSとを比較し
て、エラー速度ES、Jl:りも現在速度GSの方が小
さくなったならば、エラー信号ERを出力するようにな
っている。
この本発明方法の具体的な動作例を、第3図に示したフ
ローチャートに従って説明する。
第3図において、ブロックAは装置全体にオフ信号が入
っているか否かの判断回路、ブロックBは装置全体がオ
ン状態になることが出来る状態にあるか否かの判断回路
、ブロックCは主軸2の変速指令が入っているか否かの
判断回路、ブロックDは動作条件の設定が完了している
か否かの判断回路、ブロックEは、第1の比較回路16
に対し。
前回の現在速度GSと今回の現在速度GSとの比較を指
令する回路、ブロックFは前回の現在速度GSと今回の
現在速度GSとが等しいか否かの判断回路。
ブロックGは動作条件の設定が完了したことを意味する
信号を出力する回路、ブロック■(は、第2の比較回路
17に対して、第1の比較回路16から入力された基準
速度KSとパラメータデータI8とによりエラー速度E
Sを設定するよう指令する回路、ブロックIは、第2の
比較回11If17において、エラー速度USに対して
現在速度GSが小さいかまたは等しいか否かの判断回路
、ブロックJおよびKは動作条件の設定が不完全である
とする信号を出力する回路、ブロックしは前回の現在速
度GSと今回の現在速度GSとが等しくない場合に、前
回の現在速度GSに代わって今回の現在回転数GSを記
憶せよと云う信号を発信する回路である。
本発明による主軸の速度制御方法を実施するに際しては
、まずブロックAにより装置全体にオフ信号が入ってい
るか否かを確認し、オフ信号が入っている場合には、ブ
ロックJに信号を出力し。
このブロックJから動作条件の設定が不完全であること
を意味する信号を出力させ1次の駆動指令信号の入力を
待つ。
この動作を繰り返してブロック八において装置全体にオ
フ信号が入っていないことが確認されたならば、ブロッ
クAからブロックBに信号が出力されて、このブロック
Bで装置全体がオン状態となることの出来る状態にある
か否かを確認する。
装置全体がオン状態となることの出来ない状態にある時
には、動作条件の設定が不完全であることを意味する信
号が出力されるが、装置全体がオン状態となることの出
来る状態にある時には2次のブロックCで、主軸2に対
する変速指令があるか否かを確言忍させる。
主軸2に対する変速指令がある場合には1ブロツクKに
出力され、直ちに動作条件が不完全である信号を発する
主軸2に対する変速指令は、一定時間後に解除されるの
で、動作条件の設定が完全であるか否かをブロックDで
確認する。
以上が、第2図における判別回路13及び14における
動作を説明するフローチャートである。
次にブロックD乃至Gまでのフローチャートは第1の比
較回路16の動作を説明する部分である。
ブロックDにおける動作条件の設定とは、基準速度KS
の設定が達成さているか否かを意味しており、 ブロッ
クDにおいて、動作条件の設定が完全であると確認され
たならば、ただちにブロックHに対して、エラー速度E
Sを設定する指令を発信するよう指令し、動作条件の設
定が不完全である場合には、ブロックEに対し、前回の
現在速度GSと今回の現在速度GSとを比較する動作を
指令する信号を発信させるよう指令する。
ブロックEからの指令信号に従って、第1の比較回路1
6で、前回の現在速度GSと今回の現在速度GSとが比
較されると、ブロックFにより、前回の現在速度GSと
今回の現在速度GSとが等しくない場合には5ブロツク
しに信号が出力されて今回の現在速度GSを記憶するよ
う発信させると共に、ブロックKにより動作の繰り返し
の指令を出力させ。
両速度が等しい場合には9次のブロックGに信号を出力
して、動作条件の設定が完了したことを意味する信号を
、すなわち設定さた基準速度KS信号を第2の比較回路
17に出力して1 この基準速度KS信号の第2の比較
回路17への出力そのものをブロックHへの指令信号と
している。
次に、ブロックHおよびIは第2の比較回路17の動作
を説明するフローチャートである。
ブロックHは、ブロックGからの指令信号に従って、第
2の比較回路に対してエラー速度BSの設定を指令する
エラー速度ESが設定されたならば、ブロックIからの
指令によって、第2の比較回路17は、この設定された
エラー速度BSと現在速度GSとの大小関係を常時比較
し、エラー速度ESが現在速度GSより小さい場合には
、再度最初からの制御動作を行ない、エラー速度ESが
現在速度GSより大きい場合には、エラー信号EI?を
出力させ、もって主軸2の回転動作を停止させる。
このブロックIからの指令によって、最初から制御動作
を行う場合には、すでに全ての動作条件の設定が完了し
ているので、制御指令の伝達順序は、ブロックAからB
、C,DそしてHとなる。
上記した制御指令の伝達順序は、前記したクロックパル
スiとは別のクロックパルスに従って。
順次繰り返され、ワーク9の加工中、主軸2の回転速度
を常に監視する。
第3図に示したフローチャートに従って構成された判別
回路13及び14の構成例を第2図に示す。
第2図に示した判別回路13は、フリップフロップ回路
で構成されていて、このフリップフロップ回路には、装
置全体の作動信号である信号門73がS端子に、装置全
体の解除信号である信号M 73がR端子に、そしてこ
のフリップフロップ回路を初期リセットするための信号
である信号CLがリセット端子にそれぞれ入力されるよ
うになっている。
信号M 73.M74.CLは、入力完了後に反転し、
信号M 73.M74はrOJに、信号CLは「1」に
戻る。
また、もう一方の判別回路14は、ナントゲート回路で
構成されていて、一方の入力端子に、上記した判別回路
13からの出力信号を入力し、他方の入力端子に、主軸
変速指令が発せられた時点で一定時間だけ装置を解除す
る信号Sを反転して入力するようになっている。
信号Sは、一定時間後にrOJに戻る。
切削加工中のワーク9とガイドブツシュとの間の抵抗が
、何等かの原因によって異常に大きくなると、この抵抗
力によって主軸2の回転速度が低下する。
主軸2の回転速度である現在速度GSが低下してエラー
速度ESよりも小さくなると、直ちに第2の比較回路1
7からエラー信号El?が発信され、このエラー信号E
Rによって主軸2の駆動が停止される。
このように、主軸2の回転速度が一定値以下に低下する
と、この主軸2の駆動を停止させてしまうので、ワーク
9とガイドブツシュ装置6のガイドブツシュとの間に異
常な摩擦抵抗が発生して。
ワーク9とガイドブツシュとの焼き付きの危険が生しる
と、前記した摩擦抵抗の発生によって主軸2の回転速度
も低下するので、前記焼き付きの発生以前に、主軸2の
駆動を停止させてしまうことになり、これによってワー
ク9とガイドブツシュとの焼き付き事故の発生を防止す
ることが出来ることになる。
また1本発明方法におけるエラー速度ESの設定は、パ
ラメータデータの設定により行なわれるものなので、旋
盤1のその時々の状態に最も適合した無理のない値に設
定でき、その設定の仕方によっては、前記した従来技術
によっては検知できなかったような、ワークとガイドブ
ツシュとが焼き付き状態にまで至らないものまで検出可
能になると云う優れた効果を発揮するものである。
【図面の簡単な説明】 第1図は1本発明方法が実施される旋盤における一部縦
断面図である。 第2図は5本発明方法を実施するための回路構成例を示
すブロック図である。 第3図は2本発明方法の一実施例のフローチャート図で
ある。 符号の説明 1;旋!、2;主軸、6;ガイドブツシュ装置18:ハ
イト、9;ワーク、10;エンコーダ。 12;カウンター、13;判別回路、16;第1の比較
回路、17;第2の比較回路、GS、現在速度、KS。 基準速度、 ’ES 、エラー速度、ER,エラー信号
。 出願人 野村孝之 ンゾン49 0 2フン4力

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 主軸移動型NC旋盤の主軸に連動して回転駆動されるエ
    ンコーダの出力パルスにより前記主軸の回転速度を検出
    するようにして、前記主軸移動型NC旋盤の始動後もし
    くは変速指令後、はぼ一定の値に安定した速度値を基準
    速度とし、該基準速度およびパラメータデータに従って
    、前記基準速度よりも小さい速度値であるエラー速度を
    設定しておき、加工駆動中の前記主軸の回転速度である
    現在速度が前記エラー速度と同じもしくは小さい値にな
    ったならば、直ちに前記主軸の回転駆動を停止する主軸
    移動型NC旋盤の主軸の速度制御方法。
JP19548583A 1983-10-19 1983-10-19 主軸移動型νc旋盤の主軸の速度制御方法 Pending JPS6090654A (ja)

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JPS6090654A true JPS6090654A (ja) 1985-05-21

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104354067A (zh) * 2014-11-11 2015-02-18 深圳市京田精密五金有限公司 一种铣齿机构的控制电路及其控制方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5890440A (ja) * 1981-11-20 1983-05-30 Washino Kikai Kk 工作機械における過負荷制御方法

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