JPS61103207A - 数値制御システム - Google Patents

数値制御システム

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JPS61103207A
JPS61103207A JP59223867A JP22386784A JPS61103207A JP S61103207 A JPS61103207 A JP S61103207A JP 59223867 A JP59223867 A JP 59223867A JP 22386784 A JP22386784 A JP 22386784A JP S61103207 A JPS61103207 A JP S61103207A
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speed
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Tadamasa Aoyama
青山 忠正
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SANESU SHOKO KK
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SANESU SHOKO KK
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    • 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
    • G05B19/416Numerical 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 control of velocity, acceleration or deceleration
    • G05B19/4163Adaptive control of feed or cutting velocity
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は主として工作機械の新規な数値制御システムに
関する。
〔従来の技術〕
工作機械による加工等の自動化は機械自体の数値制御(
以下、NCという)化に始まり、昨今では当該機械に自
動加工させる部品の図面や加工データを自動的に作成す
るコンピュータ援用設計、生産システム(以下、 CA
D/CAMという)が開発され、また上記機械の制御デ
ータを自動的に作成する自動プログラミングシステム(
以下、自動プロという)や、コンピュータの援用で加工
部品をコンピュータの内部処理によりいわば試作するシ
ステム(以下、 CAEという)など、いわゆるファク
トリ−オートメーション(以下、 FAという)に係る
システムが開発されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、上記のCAD/CAM、CAEなどは、現状で
は工作機械の実稼動とは、ダイナミック、且つ。
オンラインで結合されていない。
11         例えば、 CAD/CAMで加
工部品の形状2寸法やクランプ法、工具、加工順序等が
決められ、CAEにより適宜選択した材料により計算上
の試作を行い、その強度、釣り合い、外観の評価等を行
って、当該部品の加工データ等を決定し、機械側のNC
装置に上記データ等に基づ<NCデータを作成入力して
その機械による上記部品の実加工に入るといった手順を
採るのが一般的であるため、上記CAD/CAM。
或はCAEは従来の手作業による設計、製図、或は、試
作を大幅に省力化できる利点はあるものの、実際に部品
の加工を行う機械の制御には直結されていない。
ところが、実際の機械は同一モデルを加工する同一機種
であっても1例えば経時変化及び切削条件並びにワーク
の重量、切削荷重等の変位により。
動的には時々刻々そのデータベースが変化するものであ
るから、予めCAEにより解析などをして得られたデー
タを基にしてNCデータを作成した機械によって同一部
品を加工しても、 CAD/CAM等で設計した通りの
部品が常に加工できるとは限られな     1いとい
う問題がある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は上記のようなCAD/CAM或はCAEの現状
に鑑み、これらにより得ることのできる各種データに、
必要な新たなデータを加え、或は、上記各種のデータを
必要な他のデータに置換し、これらの新たなデータを制
御される機械側に供給して当該機械の作動を制御する方
法を提供することを目的としてなされたもので、その主
な構成は、CAD/CAM、又はCAE −CAD/C
AM、或はいわゆるCIM(コンピュータ・インテグレ
ーティド・マニファクチャリング)に形成される加工対
象に関する加工データに、この加工対象の加工をする機
械側の刃物や主軸等を制御対象とする制御に必要な当該
制御対象の移動距離と始動、減速、停止を含む移動速度
を含む制御データを任意のクロック信号をベースとして
含ましめる一方、上記機械の制御対象からその移動距離
と始動、停止を含む移動中の速度を含む作動データを任
意のクロック信号をベースとして検出するようにしてお
き、上記CAD/CAM。
又はCAE −CAD/CAM、或はいわゆるCIM、
若しくは別設した演算部において、上記制御データと作
動データとを演算処理し上記制御対象を制御することを
特徴とするものである。
〔作   用〕
CAD/CAM、或はCAB −CAD/CAM、或は
CIM (以下、CAD/CAN等という)に形成され
る加工対象の加工データに、刃物等の制御対象の位置或
は速度に関し任意のクロック信号をベースとして形成さ
れる制御データを加えることにより、上記CAD/CA
M、或はCAEに任意のクロック信号をベースとしたN
Cデータを形成する。
機械側は加工データに則した形状に加工されつつある加
工対象上において、その制御対象の位置或は速度データ
を任意のクロック信号をベースとして検出する。
検出されたデータは上記CAD/CAM等、又は機械側
のNC部、若しくは別設した処理演算部において。
CAD/CAM等に形成された制御データと比較演算さ
れ、加工対象の現在形状や制御対象の位置、速度がチェ
ックされて必要に応じこれらの補正を行う。
〔実 施 例〕
次に本発明システムの実施例を図に拠り説明する。
1は本発明システムにより制御される工作機械における
制御対象で、ここでは説明の便宜上、上記対象1はサー
ボモータ3により回転させられる送りネジ2によって摺
動台4の上を左右摺動するようにした刃物台であり、サ
ーボモータ3はそのNC装置5の制御信号によって制御
される。 3aはNC装!5とモータ3の間に挿入した
サーボ制御部である。
従来のNCでは、加工対象(図に表われず)を素材(前
加工されたものを含む)から予定形状に切削等するため
、機械の制御対象1をその摺動軸の各軸において切削送
りや早送りをしつつ位置決めして加工をすることが一般
的に行なわれており、また、このため制御対象1の送り
速度や位置決めは1機械の性能、加工対象の材質、使用
する刃物の種類等を考慮しつつ、加工対象の予定形状に
則1゛)1シてNCデータとして作成され、これをNC
装置に入力する手法が採られている。
NCデータの作成にあっては、自動プロシステム開発さ
れているが、この自動プロシステムは、CAD/CAM
システムで形成される加工対象の図形情報や工具運動情
報等をNCの自動プロシステムに容易に取込めないとい
う問題がある。
従って、従来はCAD/CAMシステムにより形成した
り1人が作成処理判断をすることにより形成する図形情
報や工具運動情報等に基づいてNC制御データを作り、
これをNC装置に入力するようにしている場合が殆んど
である。
そこで、本発明ではCAD/CAにシステムの図形情報
や工具運動情報など、或は、CAEの解析データ等に新
たなデータを加え、又は上記各データを新たなデータに
変換してNCデータを形成するようにした。
上記の新たなデータを形成するため、本発明では制御対
象1に関し次の構成の検出部6を設ける。
而して、61は制御対象1の例えば移動距離1nwn当
り100個のパルス信号を供給する距離パルス発生器、
62は例えば、単位時間0.1秒当り100個のパルス
を発生する時計パルス発生器で、両パルス発生器61.
62からのパルスが検出部6で処理され。
上記対象lの現在位置及びそこでの速度を表わす信号に
形成される。ここで、上記速度は任意の単位時間、例え
ば1〜2μsec単位で検出し、この単位時間ごとの現
在速度を検出する。従って、現在位置(例えば原点から
の距離)は、上記現在速度による走行時間を累積するこ
とにより形成することもできる。
よって、検出部6には制御対象1の作動状態(その位置
とその位置での速度)が1時々刻々と検出されるので、
検出部6はクロック信号ベースの速度カウンター、或は
、上記速度を処理して形成する加速度カウンターとして
作動し、制御対象1の動作について速度又は加速度セン
サーの作用をする。本発明は上記検出部6に形成される
信号、或は、別途形成するこれと同種の信号をデータベ
ースとして、 CAD/CAM等とNC装置等とを結合
するものである。
而して、7はCAD/CAM、  8はCAEでインタ
ーフェイス9を介してNC装置5に接続される一方、こ
の実施例では、検出部6に形成される速度データVDと
1位置データPDとが供給されるようにしである。
また、上記CAD/CAM 7及びCAE 8は、その
従来機能により形成される図形データ、工具運動具デー
タ、加工対象や機械の解析データ等のほか、これらの各
データに則して制御対象1の位置と速度に関するデータ
を任意クロック信号をベースとして形成し、NC装置t
5に供給できるようにしである。
例えば、CAD/CAM 7では、その図形データに基
づく刃物の位置データに当該刃物の速度データを付加す
る機能が付与しである。従って、このCAD/CA!’
+7に於ては、制御対象1の位置データにおいて加、減
速停止を含む速度制御データを形成することができる。
ここで形成される速度データは、検出部6に形成される
クロック信号ベースの速度データと同種のものであるか
ら、CAD/CAMには速度データを処理して位置デー
タに変換する機能も付与しである。
例えば、部品の加工形状が定まると、刃物の各軸での移
動距離も判る。従ってこの形状や距離に基づくと共に、
部品の材質、主軸回転数、刃物の種類などにより、前記
刃物の早送り、切削等についての送り量と速度が決まる
ので、例えば成る軸の任意工程に於て、制御対象の移動
量やそのときの速度或は加工時間を決定することができ
る。そこで、この移動量又は速度から、この工程での移
動量及び速度の加工条件を任意のクロック信号をベース
とした数値(距離又は速度)で設定したり変更したりす
ることができることとなる。
尚、上記CAD/CAM 7に形成される図形データ等
に基づく制御対象lの位置、速度データは、CAD/C
AM 7のほか、インターフェイス9又はこれに代わる
コンピュータ、或は、NC装置5又はサーボ制御部3a
において、形成されたものを貯えておくようにしてもよ
い。
従って、本発明システムによれば、CAD/CAM7等
に、制御対象1の位置、速度データが形成され′5: 
      るから、このCAD/CAMシステム7等
に検出部6に検出される制御対象lの位置、速度データ
をフィードバックさせ、ここで両データを演算処理して
CAD/CAM 7等からNC装置5に供給されるデー
タを補正するようにすればクローズトループ制御系によ
る制御ができる。
ここで、検出部6に形成される制御対象1の位置、速度
に関するデータを、 CAD/CAM部7にオンライン
でフィードバックさせるか、サンプリングデータとして
フィードバックさせるかは任意である。
また、制御対象1の位置、速度に関し検出部6からフィ
ードバックされる検出データは、CAD/CAM7に限
られず、 CAD/CAM7からサーボ制御部3aまで
の間の任意の部分にフィードバックさせそこで演算処理
するようにしてもよい。
従って、 CAD/CAM 7、又は、それ以外の所で
形成し貯えられている制御対象1について任意のクロッ
ク信号をベースとする位置、速度データと、検出部6に
検出されてフィードバックされる同種の位置、速度デー
タとは、CAD/CAM 7以外の部所      1
で比較演算して処理されることがある。
以上の説明は制御対象lの一軸に関するものであったが
、本発明は複数軸の補間制御を行う場合に於ても、CA
D/CAM 7等において補間演算処理を行うことがで
きる。
即ち1本発明においてCAD/CAM 7で処理される
位置、速度データは、クロック信号をベースとしたもの
であるから、各軸間に於てクロック信号を同期させてC
AD/CAM7で補間制御データを形成しtJC装置5
に供給するようにすれば、 NC装置5内での補完演算
処理が不要になる。
また、本発明は同期したクロック信号をベースにしてい
るので、このクロック信号をベースとした種々のプログ
ラムコントロール機能、例えば、加工対象の取扱ロボッ
トや、連繋された他のNC機械への制御指令、或は、サ
ーボゲインの制御信号をCAD/CAM 7やCAE 
8に形成して供給することが可能になる。
尚、上記実施例に於ては、CAD/CAN 7或はCA
E8に形成される位置、速度データと、検出部6からフ
ィードバックされる位置、速度に関する検出データとの
比較演算部をCAD/CAN 7に担持させたが、かか
る処理、演算機能は、NC装置5の内部、又は、これら
7,8.又は5以外の部に別設してもよい。
〔発明の効果〕
本発明は以上の通りであって、 CAD/CAM 7等
をそれに形成される任意のクロック信号をベースとした
各種データにより直接駆動される機械側とオンラインで
結合し1機械側に検出される任意のクロック信号をベー
スとした制御対象に関する位置。
速度の検出データを上記CAD/CAM等にフィードバ
ックさせて、当該機能をCAD/CAM等を含むクロー
ズトループ系により制御するようにしたので、この機械
が経年変化や切削条件の変化、或は、ワーク重量、切削
荷重の変位などの要因によってそのデータペースが変化
しても直ちにそれに対応することができる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明システムの一例を示すブロック図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、CAD/CAM、又はCAE・CAD/CAM、或
    はいわゆるCIM(コンピュータ・インテグレーティド
    ・マニファクチャリング)に形成される加工対象に関す
    る加工データに、この加工対象の加工をする機械側の刃
    物や主軸等を制御対象とする制御に必要な当該制御対象
    の移動距離と始動、減速、停止を含む移動速度を含む制
    御データを任意のクロック信号をベースとして含ましめ
    る一方、上記機械の制御対象からその移動距離と始動、
    停止を含む移動中の速度を含む作動データを任意のクロ
    ック信号をベースとして検出するようにしておき、上記
    CAD/CAM、又はCAE・CAD/CAM、或はい
    わゆるCIM、若しくは別設した演算部において、上記
    制御データと作動データとを演算処理し上記制御対象を
    制御することを特徴とする数値制御システム。 2、機械側で検出される任意のクロック信号をベースと
    した検出信号は、オンラインでCAD/CAM等にルー
    プさせる特許請求の範囲第1項記載の数値制御システム
    。 3、機械側で検出される任意のクロック信号をベースと
    した検出信号は、サンプリングデータとしてCAD/C
    AM等の側に供給する特許請求の範囲第1項又は第2項
    記載の数値制御システム。 4、複数軸を補間制御する機械では、関連軸相互のクロ
    ック信号を同期させて制御する特許請求の範囲第1項乃
    至は第3項記載のいずれかの数値制御システム。 5、複数軸に関して同期させたベースとなるクロック信
    号に、プログラムコントロール信号、サーボゲイン制御
    信号、その他のNCデータへの指令信号を加える特許請
    求の範囲第4項記載の数値制御システム。
JP59223867A 1984-10-26 1984-10-26 数値制御システム Expired - Lifetime JPH0750407B2 (ja)

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JPH0750407B2 JPH0750407B2 (ja) 1995-05-31

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