JPS6244340A - 数値制御工作機械 - Google Patents

数値制御工作機械

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JPS6244340A
JPS6244340A JP18347085A JP18347085A JPS6244340A JP S6244340 A JPS6244340 A JP S6244340A JP 18347085 A JP18347085 A JP 18347085A JP 18347085 A JP18347085 A JP 18347085A JP S6244340 A JPS6244340 A JP S6244340A
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JP
Japan
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servo motor
signal
machine tool
manual
pulse
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JP18347085A
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English (en)
Inventor
Shigeo Noda
野田 茂夫
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Toyoda Koki KK
Original Assignee
Toyoda Koki KK
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Publication date
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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、パルス発生器を用いて切込みを行う場合でも
、切削負荷に応じた切込み感が19られるようにした、
新規な数値制御工作機械に関する。
[従来の技術] 従来、数値制御工作機械は、加工しようとでる工作物を
所定のプログラムに従って作業者が介在づる事なく加工
する自り運転モードと、手動パルス発生器の手動ハンド
ルを作業者が操作する事によりこの工作物を加工する手
動運転モードのいずれかのモードで運転できる。
この手動運転モードの場合に於いて、手動ハンドルから
入力された工具の切込み最は、その操作間に応じて発生
ずる指令パルスが数値制御装置に入力され、この数値制
御装置からのυj@信号によりサーボ機構が有するサー
ボモータを駆動させている。
ところがこの手動ハンドルはその操作量に応じて指令パ
ルスを発生させるものであるため、加工負荷にかかわら
ず一定の軽いカで操作できる。この軽い力で手動ハンド
ルが操作できるために、作業者特に数値制御I波装置も
たない工作機械に熟練した作業者は、切込み加工時の感
覚をこの手動ハンドルから得られないために、切込操作
に不安を感じたり、必要以上に切込みを多くしたりする
そこで本発明は、この手動ハンドルが操作された時に、
サーボモータの負荷状況に応じて抗力を発生する数値制
御装置工作機械を提供することを目的とする。
[問題点を解決するための手段] 本発明の数値制御装置工作機械は、工作機械本体と、該
工作機械本体に保持され工作物を保持する加工台と、該
工作機械本体に該加工台と相対移動可能に保持され加工
工具を保持する工具保持装置と、数値情報で該加工台と
該工具保持装置を相対移動させる制御信号を出力する数
値制御装置と、該加工台と該工具保持装置をその駆動力
で相対移動させるサーボモータと、該サーボモータを駆
動するサーボモータ駆動回路とを有し、前記数1i t
il制御装置から入力した制御信号に応じて該サーボモ
ータを閉ループ方式で駆動するサーボ機構と、手動ハン
ドルを有し該手動ハンドルの操作■に応じて、前記加工
台と前記工具保持装置を相対移動させる指令パルスを前
記数値制御′3A置に出力する手動パルス発生器とを有
する数値制御工作機械に於いて、商工手動パルス発生器
は、前記サーボ機構の閉ループ内で前記サーボモータ駆
動回路の入力側の信号に応じて抗力を発生させる抗力発
生手段を有する事を特徴とする。
数値制御工作機械は、工作機械本体と、加工台と、工具
保持装置と、数値制御装置と、サーボfim構と、抗力
発生手段をもつ手動パルス発生器とから構成される。
工作機械本体は、工作物を保持する加工台と、加工工具
を保持する工具保持装置が相対移動が可能に保持覆る装
置である。これらの工作機械本体、加工台、工具保持装
置は従来の装置がそのまま利用できる。そして、この工
作機械本体としては、例えば、フライス、旋盤等の切削
機械、砥石を用いる研削盤等が掲げられる。
数値制御装置は、マニュアル又はプログラムより入力さ
れた数値情報によって後ひ述べるサーボ機構を介して、
この工作機械本体に保持される加工台と工具保持装置、
即ち加工工具と工作物を相対的に移動させる制御信号を
出力する装置である。
サーボ11よ、この数値制tll装置から入力した制御
信号に応じて、閉ループ方式でサーボモータを駆動する
制御系である。このか−ボ機構および前述した数値制御
装置ら従来の装置がそのまま利用できる。
手動パルス発生器は、手動ハンドルを有し、その操作量
に応じて加工台と工具保持装置を相対移動させる指令パ
ルスをこの数値制御装置に出ノ〕1”ると共に、前述し
たサーボ機構の閉ループ内でサーボモータに加わる負荷
の大きさと正の相関性を有プる抗力をこの手動ハンドル
に発生させる抗力発生手段をもつ装置である。前述した
ように、この抗力発生手段は、サーボモータに加わる負
荷の大きさと正の相関性を有する抗力を発生させるため
に、サーボ機構の閉ループ内のサーボモータ駆動回路の
入力側の信号を入力又は検出する必要がある。この抗力
発生手段としては、例えば、この手動ハンドルの回転軸
又は移動軸を押し付けるプランジャと、このプランジャ
の移動力を制御するソレノイドとで構成される押し付は
装置とか、この回転軸又は移動軸に貼付された永久磁石
と、この永久磁石の周囲に通電電流に応じて磁界を発生
する励磁装置とか、又は、この回転軸又は移動軸の移動
に応じて発生する油圧を通電電流に応じてAリフイスの
大きざを変化させて操作力を重くさせる流量制御弁を用
いた流量調整装置とかが利用できる。
[作用] 手動パルス発生器の手動ハンドルは、例えば工作機械本
体が研削盤の場合は、目標とする切込み量まで作業者に
より操作される。この手動ハンドル操作問に応じた指令
量は、手動パルス発生器から数値$I It装置に出力
される。数値制御装置からの制御信号はサーボ機構に出
力され、サーボ機構のサーボモータの駆動力によりこの
工作機械本体の砥石と工作物が相対移動され、工作物は
加工される。この相対移動の巳はサーボ機構にフィード
バックされる。サーボ機構はこのフィードバックによる
(M号と、前述した目標とする切込み量との偏差に応じ
た信号を手動パルス発生器の抗力発生手段に出力する。
抗力発生手段はこのサーボ機構から入力した信号に応じ
て、この手動ハンドルに抗力を発生する。従って、作業
者はこの手動ハンドルから受ける抗力によって、数値制
御装置工作機械の加工している加工状況が適確に把握で
きる。
[実施例] 以下、本発明の数値制御装置工作機械を具体的な実施例
に基づいて詳しく説明する。図は、具体的な実施例に係
るこの数値制御装置工作機械を説明するブロックダイア
グラムである。本実施例装置は、工作機械本体としての
研削盤に適用したものである。
数値制御装置工作機械は、加工工具としての砥石を回転
自在に保持し、回路のテーブルに保持された工作物の方
向に移動可能な砥石台13をもつ工作機械本体と、数値
制御装置20と、手動パルス発生器30と、サーボ機構
40とから構成する。
砥石台13は、砥石車11を回転自在に保持し、工作物
90の回転軸方向に移動されるように案内支持されてい
る。そして、この砥石台13の螺合部13Hには、砥石
台13を移動させる送りネジ15が螺合している。なお
、工作物は、図示はしない主軸台と心押台との間に挟持
され所定の速度で回転される。
数値制御装置20は、従来用いられている装置をそのま
ま利用する。この数値制御装置20は後述する手動パル
ス発生器30からの移動計指令のパルス信号を入力し、
後述するサーボ機構40を駆動させる信号を出力すると
共に、操作盤25から手動運転モード、自動運転モード
、及び自動運転をさせる加ニブログラム等を入力する。
手動パルス発生器30は、砥石台13の送り伍を回転量
で入力する回転ハンドル31とこの回転ハンドル31の
回転量に応じてパルスを出力するパルス発生器33と、
この回転ハンドル31の回転軸33と同心的に固定され
た回転板333に摩擦力を付与する抗力発生装置35と
、後述するサーボ機構40のD/Δ変換器42がらのア
ナログ信号に応じてこの抗力発生vi置35への通電電
流を1li(J tillする抗力発生装置駆動回路3
7とで構成する。
本発明の特色とする抗力発生装置35は、この回転板3
33の縁部と接触するプランジャ353と、この駆動回
路37から通電される電流に応じて電磁力を発生し、こ
のプランジャ353をこの回転板333に通電電流にr
ヒ例いこ押圧力で接触させるソレノイドコイル351と
から構成される。
サーボ機構40は、この送りネジ15を回転させるサー
ボモータ44ど、このサーボモータ44の回転から送り
ネジ15の回転角度に比例した位相の電圧を1qるレゾ
ルバ45と、この送りネジ15の回転速度即ち砥石台1
2の移動速度を検出し、その信号をサーボモータ駆動回
路43に出力する速度検出器46と、このレゾルバ45
からの信号を入力し送りネジ15が所定角度回転する毎
にフィードバックパルスを送出する帰還パルス発生回路
47と、D/A変換器42、速度検出器46からの信号
を入力し、この両者の信号の偏差がOになるようにサー
ボモータ44を駆動し、砥石台13を前進後退制御する
サーボモータ駆動回路43と、数値制御装置20から送
出される指令送り速度に応じた周期の分配パルスと、帰
還パルス発生回路47から送出されるフィードバックパ
ルス(+は前進、−は後退)を入力し、このそれぞれの
両パルス間の偏差を演算しカウントする偏差カウンタ4
1と、この偏差カウンタ41により計数された偏差値を
アナログ信号に変換し、サーボモータ駆動回路43と抗
力発生装置駆動回路37に出力するD/A変換器42と
から構成される。
このように構成した実施例装置において、抗力発生装置
35が加工負荷に応じて手動ハンドル31に抗力を発生
する過程を説明する。
数値制御装置20には手動運転モードの指令が出されて
おり、手動ハンドル31の操作により砥石台13が所定
の爵だけ工作物90の方向へ移動づるように、この実施
例装置の制御系が準備状態にあるとする。
作業者が手動ハンドルを回転させると、手動パルス発生
器33はパルスN1Pを数値制御装置20に出力する。
数値i、+J ill]装!20は手動パルス発生器3
3からパルスが供給される度に、移動指令パルスN1P
Dを偏差力カウンタ41に出力でる。
一方この偏差カウンタ41は、帰還パルス発生回路47
からサーボモータ44の回転角度に対応した帰還パルス
FPを入力する。初期時に於いて、このサーボモータ4
4は回転していないため、この帰還パルスFPの値は零
である。この偏差カウンタ41からこの移動指令パルス
N1PDと帰還パルスFPとの偏差に対応した信号を入
力したD/A変換器42は、このデジタルの信号をアナ
ログ信号に変換し、抗力発生装置駆動回路37、サーボ
モータ駆動回路43に出力する。抗力発生装置駆動回路
37は入力したアブログ信号と正の相関関係を有する電
流[37を抗力発生装置35に出力する。抗力発生装置
35のソレノイドコイルはこの電流f37を入力し、こ
の電流137に応じてプランジャ353に、このプラン
ジャ353が回転板333に押付力を与える。そのため
、この回転板333とプランジャ353は、この押付力
により摩擦力が働く。従って、この回転板333、回転
軸331に接続されている手動ハンドルを回転させよう
とする力は大きくなる。
以上に述べたように切削負荷が大ぎいほど作業者は手動
ハンドル31を回転させるのに大きな力を必要とづる。
上記のように抗力発生装置35によって付与する抗力は
、偏差カウンタ41内の偏差の大きさと比例関係にある
が、切削負荷が大きく、手動パルス発生器30からの指
令パルスの送出に対してサーボモーター44が追従でき
ない場合には、その追従遅れの大きさに比例しで偏差が
増大するため、抗力発生装置35切削負荷に比例した抗
力を発生することになる。
従って、作業者は切削負荷の大小をハンドルからの抗力
を受ける事で判断でき最適な切り込みを行なうことがで
きる。
[発明の効果1 本発明によれば、数値制tlII装置工作機械を工作機
械本体と、数値制御と、サーボモータの負荷に応じた抗
力を発生する抗力発生手段をもつ手動パルス発生器と、
サーボ機構とで構成した事で、作業者は切削負荷に応じ
た抗力をこの手動ハンドルから受けることができる。従
って、作業者はこの抗力により、感覚的に切削負荷を感
じることができ、最適な切込みが行える利点がある。
【図面の簡単な説明】
図は、本発明の具体的な実施例に係る数値制−御装置工
作機械を説明するブロックダイアグラムである。 20・・・数値制御装置 30・・・手動パルス発生器
31・・・回転ハンドル 33・・・パルス発生器33
3・・・回転ffl    35・・・抗力発生装置4
0・・・サーボ機構 特許出願人   豊田工機株式会社 代理人    弁理士 大川 宏 同     弁理士 丸山明夫

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)工作機械本体と、 該工作機械本体に保持され工作物を保持する加工台と、 該工作機械本体に該加工台と相対移動可能に保持され加
    工工具を保持する工具保持装置と、数値情報で該加工台
    と該工具保持装置を相対移動させる制御信号を出力する
    数値制御装置と、該加工台と該工具保持装置をその駆動
    力で相対移動させるサーボモータと、該サーボモータを
    駆動するサーボモータ駆動回路とを有し、前記数値制御
    装置から入力した制御信号に応じて該サーボモータを閉
    ループ方式で駆動するサーボ機構と、手動ハンドルを有
    し該手動ハンドルの操作量に応じて、前記加工台と前記
    工具保持装置を相対移動させる指令パルスを前記数値制
    御装置に出力する手動パルス発生器とを有する数値制御
    工作機械に於いて、 前記手動パルス発生器は、前記サーボ機構の閉ループ内
    で前記サーボモータ駆動回路の入力側の信号に応じて抗
    力を発生させる抗力発生手段を有する事を特徴とする数
    値制御工作機械。
  2. (2)サーボ機構は、砥石台を移動させる送りネジを回
    転させるサーボモータと、該送りネジの回転角度を検出
    するレゾルバと、該送りネジの回転速度を検出する速度
    検出器と、該レゾルバからの信号を入力し帰還パルスを
    発生する帰還パルス発生回路と、数値制御装置、該帰還
    パルス発生回路からのそれぞれの信号を入力し、その偏
    差を演算する偏差カウンタと、該偏差カウンタからの信
    号をアナログ信号に変換するD/A変換器と、該D/A
    変換器、該速度検出器から信号を入力し、該サーボモー
    タを駆動するサーボモータ駆動回路とから構成される特
    許請求の範囲第1項記載の数値制御工作機械。
  3. (3)手動パルス発生器の抗力発生手段は、D/A変換
    器から信号を入力し、該信号に応じて抗力を発生する特
    許請求の範囲第2項記載の数値制御工作機械。
  4. (4)抗力発生手段は、ソレノイドに通電する電流に応
    じて手動ハンドルの回転軸と、該回転軸を押し付けるプ
    ランジャとの摩擦力により抗力を発生させる特許請求の
    範囲第1項記載の数値制御装置工作機械。
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WO2023175799A1 (ja) * 2022-03-16 2023-09-21 株式会社ジェイテクト 研削盤

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