JPS6315099B2 - - Google Patents

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JPS6315099B2
JPS6315099B2 JP56072832A JP7283281A JPS6315099B2 JP S6315099 B2 JPS6315099 B2 JP S6315099B2 JP 56072832 A JP56072832 A JP 56072832A JP 7283281 A JP7283281 A JP 7283281A JP S6315099 B2 JPS6315099 B2 JP S6315099B2
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spindle
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Ryoichiro Nozawa
Nobuyuki Kitani
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Fanuc Corp
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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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q15/00Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
    • B23Q15/007Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
    • B23Q15/12Adaptive control, i.e. adjusting itself to have a performance which is optimum according to a preassigned criterion
    • 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
    • G05B2219/37Measurements
    • G05B2219/37296Electronic graduation, scale expansion, interpolation
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B2219/30Nc systems
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    • G05B2219/37536Rate of change, derivative
    • GPHYSICS
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    • 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
    • G05B2219/42309Excess in speed

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は数値制御工作機械における主軸回転数
チエツク装置に関する。
旋削加工、タツピング加工或いはドリリング加
工等においては主軸は数値制御装置(NCとい
う)から指令された回転数指令に応じた速度で回
転し、ワーク或いは工具を回転させる。
たとえば旋盤においてはNCから指令されたS
機能命令(主軸回転数指令)或いは主軸アナログ
電圧指令に基いて主軸を回転し、これにより該主
軸にチヤツクを介して装置されたワークを回転さ
せる。そして、ワークの回転状態において刃物を
ワーク中心軸方向(Z方向)及びワークの中心軸
に垂直な方向(X方向)に移動させ、該ワークに
所定の旋削加工或いはネジ切り加工を施す。とこ
ろで、ネジ切り加工においては主軸が指令された
速度で回転しないと正確なピツチを有するネジ切
りを行なうことができない。又、通常の旋削加工
においても、主軸回転数が指令された速度で回転
しないと工具寿命を縮めることになる。
一方、マシニングセンタ等によりタツピング加
工する場合においては主軸に装着されたタツパを
指令回転速度に応じて回転せしめると共に、該タ
ツパをその回転速度に同期して移動させてワーク
にネジを切るが、タツパが指令された速度で回転
しないと正確なネジ切り加工を行なうことができ
ない。
以上から、主軸を常に指令回転速度に一致さ
せ、或いは許容変動率内で回転させる必要があ
る。そして、該許容変動率を越えた場合にはすみ
やかにこれを検出して不具合部分を除去しなけれ
ばならない。しかしながら、従来主軸の回転数を
チエツクする有効な方法がなかつた。
従つて、本発明は主軸の回転数をチエツクし、
該回転数が許容変動率を越えたとき、或いは指令
速度変更後所定時間経過しても実回転速度が所定
速度に到達しないとき、これを異常とみなしてア
ラーム信号を出力する新規な主軸回転数チエツク
装置を提供することを目的とする。
以下、本発明を図面に従つて詳細に説明する。
第1図、第2図は本発明の主軸回転数チエツク
装置を説明する説明図である。
図中、AVCは実速度曲線、Nc1は最初の指令
回転速度、Nc2は時刻t1において指令された指令
回転速度、TRV1は予め与えられた第1の速度変
動率rに基づいて定まる最大許容速度変動領域、
TRV2は実回転速度が指令速度に到達したとみな
す指令速度領域であり、この指令速度領域は指令
回転数に到達したと判断する第2の速度変動率q
に基づいて定まる。pは予め与えられた最大許容
時間であり、指令速度変更後この許容時間内に実
回転速度が前記指令速度領域TRV2に到達しない
とTRV1により主軸回転数のチエツクを開始す
る。さて、第1図において、時刻t1で指令回転速
度がNc1からNc2に変更されたとすると実回転速
度はサーボ系の遅れに応じた所定時間後に指令回
転速度Nc2に到達し、以後該指令回転速度Nc2
回転を継続する。ところが時刻t2においてサーボ
系に障害が生じ、或いは他の原因で実回転速度が
低下し、時刻t3において最大許容速度変動領域
TRV1を越えると、本発明においてはこれを検出
して直ちにアラーム信号を出力する。
又、第2図において、時刻t1に指令回転速度が
Nc1からNc2に変更されたとする。サーボ系が正
常であれば所定時刻後に実回転速度は指令回転速
度Nc2に到達するが、サーボ系その他に異常があ
ると実回転速度は時間p経過後においても指令速
度領域TRV2に到達しない。かゝる場合、該時間
p経過後に直ちに本発明ではTRV1による主軸回
転数チエツクを開始し、t3においてアラーム信号
を出力する。
第3図は本発明の実施例を示すブロツク図であ
る。図中、101は最大許容速度変動領域を規定
する第1の速度変動率rを記憶するレジスタ、1
02は指令回転数に到達したと判断する速度変動
率qを記憶するレジスタ、103は最大許容時間
pを記憶するレジスタである。尚、これらp、
q、rはNC指令テープ等NC指令プログラム内
に、チエツクモードを示すG機能命令G26と共に G26 P□□…□ Q△△…△ R〇〇…〇 * というフオーマツトで挿入され、読み出されて各
レジスタ101〜103に設定される。但し、こ
のチエツクモードを示すG機能命令G26はモーダ
ルであり、チエツクオフモードを示す G25* が指令されない限り、常に主軸回転数チエツクを
行なう。又、p、q、rはNCの電源が落ちても
保持されるように種々のパラメータと一緒にバブ
ルメモリ等に記憶しておくこともできる。そし
て、このようにp、q、rをパラメータとして予
めバブルに記憶しておけばチエツクモードのNC
指令としては単に G26* と指令するだけでよい。
104はチエツクモード記憶用のフリツプフロ
ツプ(FFという)であり、G26によりセツトさ
れ、G25によりリセツトされる。105は指令回
転数Ncを記憶するレジスタ、106は変動率演
算ユニツトである。この変動率演算ユニツト10
6は指令回転数Ncと実回転速度Naを入力され、 η=(Nc−Na)×100/Nc(%) (1) の演算を行ない、速度変動率ηを演算する。尚、
実回転速度Naは主軸に、該主軸が所定量回転す
る毎にパルスを発生するボジシヨンコーダなどの
パルスコーダを装着しておき、該パルスを所定時
間カウントし、そのカウント値を読取ることによ
り求められる。尚、主軸回転制御においてはかゝ
る実回転速度はNCにフイードバツクされてい
る。107は新たな回転速度が指令された後(新
速度指令信号NVC=“1”)の経過時間を計時す
るタイマ、108は速度変動率ηと予め設定され
た速度変動率qの大小を比較し、η<qのとき、
換言すれば実回転速度Naが指令速度領域TRV2
(第1図)に入つたとき指令速度到達信号CVR
(=“1”)を出力する比較器、109は指令速度
到達信号CVR(=“1”)によりセツトされ、新た
な回転速度が指令されたとき“1”になる新速度
指令信号NVCによりリセツトされるフリツプフ
ロツプ(FFという)、110は実回転速度Naが
指令速度領域TRV2に到達後速度変動率ηと最大
許容速度変動率rの大小を比較し、η>rのと
き、換言すれば実回転速度Naが最大許容速度変
動領域TRV1を越えたとき“1”を出力する比較
器、111は新速度指令信号NVCが“1”にな
つて後の経過時間Tpと最大許容時間P(第2図)
の大小を比較し、Tp>Pのとき“1”となるタ
イムオーバ信号TPSを出力する比較器、112,
113はアンドゲート、114はオアゲートであ
る。
次に第3図の動作を第1図、第2図を参照しつ
つ説明する。
時刻t1(第1図、第2図)において指令回転速
度がNc1からNc2に変化したとする。速度指令の
変更により新回転速度Nc2が旧回転速度Nc1に替
つてレジスタ105にセツトされると共に、新速
度指令信号NVCが“1”となりフリツプ・フロ
ツプ109がリセツトされ、同時にタイマ107
は時刻の計時を開始する。一方、変動率演算ユニ
ツト106は常に(1)式の演算を実行しており、そ
の演算結果ηを比較器108に出力する。そし
て、比較器108はこの速度変動率ηと予め与え
られている速度変動率qの大小を比較する。モー
タが正常に回転し、時刻t1′においてηqとな
れば比較器108は指令速度到達信号CVR(=
“1”)を出力し、FF109をセツトする。FF1
09がセツトされゝば以後比較器110は変動率
演算ユニツト106の出力である速度変動率ηと
レジスタ101に予め設定されている最大許容速
度変動率rの大小を比較する。即ち、比較器11
0は実回転速度Naがサーボ系その他の原因で最
大許容速度変動領域TRV1(第1図)を越えたか
どうかの判別をする。そして、たまたま時刻t2
おいてサーボ系に異常が生じ、、実回転速度Naが
低下し、時刻t3においてηrとなれば比較器1
10は“1”を出力し、アンドゲート113を介
してアラーム信号ALを出力する。尚、FF104
はG26によりセツトされているものとする。
以上は、実回転速度Naが指令速度領域TRV2
に到達後サーボ系などに異常が生じた場合である
が、指令速度領域TRV2に到達する前にサーボ系
に異常が生じ実回転速度Naが所定時間経過して
も該指令速度TRV2に到達しない場合がある。
かゝる場合には、フリツプフロツプ109がセツ
トされる前に比較器111からタイムオーバ信号
TPSが出力されアンドゲート112、オアゲー
ト114を介して比較器110に信号が入力され
る。この結果、速度変動率ηと最大許容速度変動
率rの大小が比較器110により比較される。こ
のときη>rであるため、直ちにアラーム信号
ALがアンドゲート113より出力される。
尚、アラーム信号は機械側へ直ちに出力され、
又NCはアラーム停止する。
以上、本発明によれば主軸回転数の速度変動が
最大許容速度変動率により定まる最大許容速度範
囲を越えたとき、或いは指令速度変更後所定時間
経過しても主軸回転数が指令速度近傍に到達しな
いとき、それぞれサーボ系あるいはその他の異常
としてアラーム信号を出力するようにし、かつ上
記最大許容速度変動率の他に、指令速度に到達し
たと判断する変動率をも設定するようにしている
ので、実回転数が指令回転数に向つて単調増加或
は単調減少で変化せずに多少の変動を伴なつて指
令回転速度に到達する場合にも、その間に誤つて
アラームとならず、しかも回転数が異常のまゝ加
工が継続されることはなくすみやかに主軸サーボ
系、主軸機構の異常をチエツクすることができ
る。そして、たとえば、バー材加工のガイドブツ
シユの焼付による不具合等をすみやかにチエツク
できる。
更に、本発明においてはチエツクを開始するタ
イミング、チエツクを中断するタイミングをNC
が自動的に作つているためプログラムにより直接
回転数を指令されたときばかりでなく、NCが内
部で自動的に回転数を変化させて旋削加工を行な
うときにも、たとえば周速一定制御モード中にお
いても主軸回転数のチエツクを行なうことができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は主軸回転数チエツク装置を
説明する説明図、第3図はブロツク図である。 101〜103……レジスタ、105……指令
速度レジスタ、106……変動率演算ユニツト、
107……タイマ、108,110,111……
比較器、104,109……フリツプ・フロツ
プ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 数値制御装置から指令される主軸回転数指令
    に基いて主軸を回転せしめる数値制御工作機械に
    おける主軸回転数チエツク装置において、主軸の
    指令回転速度と実回転速度を用いて実速度変動率
    を演算する演算手段と、該実速度変動率が予め定
    められた第1の速度変動率と比較され許容速度範
    囲を越えたかどうかを判別する第1の比較手段
    と、前記実速度変動率が第1の速度変動率を越え
    たときアラーム信号を出力する信号生成手段と、
    前記実速度変動率が予め定められた第2の速度変
    動率以下になつたかどうかを比較判別する第2の
    比較手段とを有し、前記主軸の指令回転速度が変
    更されかつ実速度変動率が第2の速度変動率以下
    になつた後、前記信号生成手段において、実速度
    変動率が前記第1の速度変動率で定まる範囲を越
    えたときアラーム信号を出力することを特徴とす
    る主軸回転数チエツク装置。 2 前記主軸の指令回転速度が変更された後の経
    過時間が予め定められた最大許容時間と比較され
    る第3の比較手段を有し、前記主軸の指令回転速
    度が変更されかつ実速度変動率が第2の速度変動
    率により定まる速度範囲に到達しないと判断され
    た後、前記信号生成手段において、実速度変動率
    が前記第1の速度変動率で定まる範囲を越えたと
    きアラーム信号を出力することを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の主軸回転数チエツク装
    置。 3 前記第1、第2の速度変動率、および最大許
    容時間の三つの値を前記数値制御装置に入力され
    るNCプログラムにより設定することを特徴とす
    る特許請求の範囲第2項記載の主軸回転数チエツ
    ク装置。
JP56072832A 1981-05-14 1981-05-14 Main shaft rotation speed check system Granted JPS57189752A (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56072832A JPS57189752A (en) 1981-05-14 1981-05-14 Main shaft rotation speed check system
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PCT/JP1982/000169 WO1982004005A1 (en) 1981-05-14 1982-05-14 A spindle rotating speed checking method

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56072832A JPS57189752A (en) 1981-05-14 1981-05-14 Main shaft rotation speed check system

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Publication Number Publication Date
JPS57189752A JPS57189752A (en) 1982-11-22
JPS6315099B2 true JPS6315099B2 (ja) 1988-04-02

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ID=13500776

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Country Status (6)

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US (1) US4591990A (ja)
EP (1) EP0078327B1 (ja)
JP (1) JPS57189752A (ja)
KR (1) KR890000578B1 (ja)
DE (1) DE3280065D1 (ja)
WO (1) WO1982004005A1 (ja)

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