JPS6161124B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はNC工作機械をすばやく原点に復帰
させる方法に関する。

従来のNC工作機械における原点復帰の方法
は、第１において操作盤上１の原点復帰押釦１ａ
を押すと信号がNC装置２に入力されて、NC装置
２はテーブル駆動モータ３がテーブル４を原点に
復帰する方向（矢印Ｘ）に回転させ、この回転が
カツプリング９を介してボールネジ５を回転させ
てテーブル４が原点方向Ｘに移動する。テーブル
４が原点方向Ｘに移動し原点に接近すると粗原点
検出リミツトスイツチ６が作動し、粗原点に到達
したことをNC装置２に入力する。粗原点検出リ
ミツトスイツチ６がオンすると、今まで高速で原
点方向Ｘに移動していたテーブル４は微速に減速
される。高速から微速に減速が行われる過程で完
全に微速に切換が完了した時点で粗原点検出リミ
ツトスイツチ６がオフとなるようにテーブル４に
取付けてあるドツク７を調整し設定しておく。こ
の粗原点検出リミツトスイツチ６がオフになつた
時点から一般的にモータ３の後に取付けられた位
置検出器８（ポジシヨンエンコーダ等）が１回転
ごとに１回出力する１回転信号を検出したときに
テーブル４を停止させることにより精度良くテー
ブル４を原点位置に停止させることができる。

上記の動作のシーケンスダイヤグラムを第２図
に示す。第２図において１は操作盤上１の原点復
帰押釦スイツチ１ａを押した状態で、ここからテ
ーブル４は１ａまで加速され、１ａから２まで高
速Ｖ_hでテーブル４は原点方向Ｘに移動する。２
は粗原点検出リミツトスイツチ６がオンになつた
時点でここから微速送りＶ_lに減速され、完全に
微速Ｖ_lになつた時点３で粗原点検出リミツトス
イツチ６がオフとなり、ここから４の位置検出器
８による１回転信号検出までＶ_lの微速にてテー
ブル４は原点方向Ｘに移動し、１回転信号が検出
されるとテーブル４を停止させる。この位置が機
械の原点である。

しかし、上記のような方法では微速送りの速度
Ｖ_lはサーボ機構の定常偏差のバラツキ、制御回
路の応答のバラツキ等の要因により1.5mm／sec位
が限度となる。このため、従来においては第１図
においてボールネジ５のリードが10mmの場合最悪
時６秒以上の微送り時間が必要となり、また大形
機械のようにボールネジのリードが16mmのもので
は10秒以上の微送り時間が必要となつていた。

この発明は上述の点に鑑みてなされたもので、
従来のNC工作機械の構成を変えることなく原点
復帰時間の短縮を図るようにしたNC工作機械の
原点復帰方法を提供しようとするものである。こ
の発明によれば粗原点が検出されても微速に落と
さずに原点方向に進み、位置検出器により精原点
が検出されたら（この位置で停止したとしても微
速でないので原点に正確に停止させることはでき
ない）、今度は逆方向に微速で位置検出器がオフ
になるまで進む。そして、位置検出器がオフにな
つたら更に原点方向に向きを変えて微速にて進
み、位置検出器がオンしたら停止するようにして
いる。

以下この発明を添付図面の一実施例にもとづい
て詳しく説明する。

この発明が適用されるNC工作機械は第１図に
示した従来のものと同じで、リミツトスイツチ６
により粗原点を検出し、位置検出器８により精原
点を検出するようになつている。

まず、この発明に係る原点復帰方法について第
３図にもとづいて説明する。

従来において原点復帰に時間がかかつたのは、
前述のように第２図の２の粗原点位置検出リミツ
トスイツチ６がオンしたときから微速にて進むよ
うにしていたからである。そこで本発明において
は第３図に示すように、粗原点位置検出リミツト
スイツチ６がオンし時点２でいきなり高速Ｖ_hか
ら微速Ｖ_lに落とさずに一旦中速Ｖ_n（例えば微速
の10倍〜15倍の速度）に落として更に原点に向け
て進む。そして、位置検出器８から１回転検出信
号が出力されたらテーブル４を停止制御する。し
かし、中速Ｖ_nで移動していたためサーボ機構の
定常偏差のバラツキや制御回路の応答のバラツキ
等により精度良く精原点（４の位置）に停止させ
ることは困難であり、実際の停止位置は更に進ん
だ５の位置となる。このため今度は反対方向に進
む。この逆進は微速Ｖ_lにて行う。この戻し量は
位置検出器８の１回転検出信号がオフになるま
で、すなわち６の位置に達するまでとする。

６の位置に達したら再び進行方向を変えて、原
点方向に微速Ｖ_lにてテーブル４を移動させ、位
置検出器８の１回転信号がオンになつた位置で４
でテーブル４を停止制御する。

これによりテーブル４は精原点に正確に停止す
る。

前述の制御において、テーブル４の最終移動
（６→４方向）の直前に行なわれる５→４→６方
向への移動も微速Ｖ_lにて行なわれているが、当
該方向への移動中に前記テーブル４を精原点に停
止させることができないのは以下の理由による。

すなわち、一般にテーブル４は、位置検出器８
の出力（１回転信号）の立上りのタイミングで停
止制御されるが、６→４方向への移動時と５→４
→６方向への移動時とでは、前記位置検出器８の
出力の立上がりのタイミングは一到せず、しかも
６→４方向への移動時における前記出力の立上り
のタイミングのみがテーブル４の精原点への停止
位置に対応すべく設定されている。

このため５→４→６方向への移動中には、たと
え微速Ｖ_lでの移動であつてもテーブル４の精原
点への正確な停止制御は行なえず、６→４方向へ
の移動中における位置検出器８の出力の立上りの
タイミングに限つてのみ前記テーブル４の精原点
への正確な停止制御を行なうことができる。

上記の５→４→６→４の移動量は0.1mm以下で
あり所要時間は0.1秒以下である。すなわち、従
来の方法に比べて２→４の所要時間は１／１０以下とな るにかかわらず、位置決め精度は従来と同じであ
る。

以上の原点復帰方法を実現するための制御装置
（NC装置）の一例を第４図に示す。

第４図においてフリツプフロツプ回路１０は原
点復帰信号（前記原点復帰押釦１ａを押すこ
とにより発生される）によりセツトされ、クリア
信号によりセツトされる。発振器１３はその
発信パルスの周波数に応じてモータ３の速度を制
御するものである。カウンタ１１はフリツプフロ
ツプ回路の出力Ｑ、粗原点検出信号NZR、位置検
出器８の１回転信号ZP等によりカウントアツプ
される。デコーダ１２はカウンタ１１のカウント
値をデコードし、その値に応じてモータ３の回転
方向や発信器１３の発信周波数（すなわちモータ
３の回転速度を制御する。

原点復帰を行う場合、第４図において、何んら
かの手段にてクリア信号を“０”にしてフリ
ツプフロツプ回路１０ならびにカウンタ１１をク
リア状態にしておく。このときデコーダ１２の０
出力端子のみが“０”となり他のすべて“１”と
なつている。ここで、操作盤１上の原点復帰押釦
スイツチ１ａを押すと原点復帰信号が“０”
となりフリツプフロツプ回路１０の出力Ｑが
“１”となる。フリツプフロツプ回路１０の出力
Ｑが“１”となるとこの信号がインバータゲート
Ｇ１６でインバートされ０となる。すると、デコ
ーダ１２の０端子出力が“０”であるからナンド
ゲートＧ１の各入力は“０”となり、ナンドゲー
トＧ１の出力は“１”となる。この信号がオアゲ
ートＧ８を通りカウンタ１１のカウント端子Ｃに
加えられ、カウンタ１１は１カウントカウントア
ツプする。すると、デコーダ１２の１端子出力の
みが“０”となり他はすべて“１”となる。

デコーダ１２の１端子出力が“０”となるとイ
ンバータゲートＧ９の入力端子は“０”となり、
このためインバータゲートＧ９の出力は“１”と
なり発信器１３はテーブル４が高速Ｖ_hで移動す
べく高速指令パルスを発信する。なおここでテー
ブル４は１から１ａまで加速するが、この加速は
発信器１３の出力パルス密度が徐々に高くなる様
発信器１３の回路を構成すればよい。他方デコー
ダ１２の１端子が“０”になつた事によりノアゲ
ートＧ１２の入力に信号“０”が入力されるため
ノアゲートＧ１２の出力が“１”となり、発信器
１３からの出力パルスはアンドゲートＧ１４が開
かれ原点復帰方向モータ制御信号ZRPがアンドゲ
ートＧ１４から出力され、これがテーブル駆動モ
ータ制御回路（図示せず）に送られテーブル４が
原点方向Ｘに移動する。

テーブル４が原点に接近すると粗原点検出リミ
ツトスイツチ６がオンとなり粗原点信号NZRが
“１”となる。この信号はインバータゲートＧ１
７に入力されインバータゲートＧ１７の出力は
“０”となる。これによりナンドゲートＧ２の各
入力が“０”となるためこの信号がカウンタ１１
に加えられ、カウンタ１１は１カウントカウント
アツプされ、デコーダ１２の２端子出力のみ
“０”となり他の出力端子はすべて“１”とな
る。デコーダ１２の２端子出力が“０”となる
と、発信器１３の制御入力端子は高速Ｖ_hpから中
速Ｖ_npに切換えられ、発信器１３はテーブル駆動
モータ３が中速Ｖ_nで移動すべく発信パルスを出
力する。粗原点検出リミツトスイツチ６がオフに
なると粗原点信号NZRが“０”となり、これによ
りナンドゲートＧ３の出力が“１”となりカウン
タ１１が１カウントカウントアツプする。これに
よりデコーダ１２の３端子出力のみが“０”とな
る。

この状態から位置検出器８の１回転信号ZPが
“１”になるまでテーブル４はＶ_nの速度で原点方
向Ｘに向つて移動し、信号ZPが“１”になると
インバータゲートＧ１８の出力が“０”となり、
ナンドゲートＧ４の出力が“１”となるからカウ
ンタ１１はカウントカウントアツプし、デコーダ
１２の４端子出力のみが“０”となり他は“１”
となる。ここで、発信器１３は微速送りパルス出
力にノアゲートＧ１１で切換られる。またテーブ
ル駆動モータ３も今までとは反対方向に回転す
る様ノアゲートＧ１３、アンドゲートＧ１５で切
換えられる。このため、テーブル４は微速送りで
今までとは反対方向に移動する様制御される。
位置検出器８の１回転信号が“１”から“０”に
切換つた状態では、前述のようにしてカウンタ１
１はカウントカウントアツプしデコーダ１２の６
端子出力のみ“０”となり他は“１”となる。こ
こでモータ３は再び原点方向Ｘに微速Ｖ_lにて移
動し、位置検出器８の１回転信号が“１”となる
とテーブル４は精度よく原点位置に停止させる事
ができる。

位置検出器８の１回転信号ZPが“１”になつ
た状態でカウンタ１１はカウントカウントアツプ
し、デコーダ１２の７端子出力のみが“０”とな
る。これにより発信器１３は停止させられるとと
もに原点復帰方向Ｘならびに反原点復帰方向の
モータ制御信号用ゲートＧ１４，Ｇ１５が閉じら
れるからテーブル４は原点に停止する。

尚、上記実施例においては粗原点リミツトスイ
ツチ６がオンした時点２で高速Ｖ_hから中速Ｖ_nに
切換えるようにしたが、高速送りの速度が比較的
高速でないときは、高速→中速の切換を必要とし
ない場合もある。また、上記実施例においては逆
方向移動を微速で行うようにしたが中速のままで
行つてもよい。要は最終行程の原点方向移動を微
速で行えばよいのである。

以上説明したようにこの発明によれば粗原点位
置が検出されてもいきなり微速に落とさずに進
み、精原点に達したら一旦戻つてわずかな距離だ
け再び進んで精原点に停止するようにしたので、
従来の方法に比べて短時間で精度良い原点復帰を
行うことができる。しかも従来のNC工作機械の
構成に制御回路以外何等変更を加える必要もな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明が適用されるNC工作機械の
構成例を示す図、第２図は従来の原点復帰方法を
示すグラフ、第３図はこの発明の原点復帰方法の
一例を示すグラフ、第４図は第３図の原点復帰方
法を実現するための制御回路の一例を示すブロツ
ク図である。 １…操作盤、１ａ…原点復帰押釦スイツチ、２
…NC装置、３…テーブル駆動モータ、４…テー
ブル、５…ボールネジ、６…粗原点検出リミツト
スイツチ、７…ドツク、８…位置検出器、９…カ
ツプリング、１３…発信器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 精原点直前に設定された粗原点を検出する手
   段と、精原点を検出する手段とを具えたNC工作
   機械において、該NC工作機械の制御体を原点復
   帰操作で精原点に向けて移動させ、粗原点が検出
   された後もそのままの向きで移動させ、精原点が
   検出されたら逆方向に移動させ、精原点が検出さ
   れなくなつたら再び精原点方向に微速にて移動さ
   せ、精原点が再度検出されたら停止させるように
   したことを特徴とするNC工作機械の原点復帰方
   法。