JPS6315118B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜背景＞ 従来、往復走行加工機は材料に沿つて前進して
加工（最も多い例は切断であるが）を終えると後
退してホーム位置に復帰するのが普通である。ホ
ーム迄復帰することなく後進中に再び前進に転じ
て次の加工を行なうには加工機の行程が長くな
り、機械が大型化し高価になるだけでなく、その
ための制御も複雑至難であつた。又、それだけの
必要性も少なかつた。しかし近時、加工が単純で
なく、一つの生産ラインで加工の金型を選択する
ことによつて走間で切断したり穴明けや切り欠き
をしたりすることが考え出され、機械が大型化し
ても良いから加工から次の加工までの間隔長が任
意にとれるような制御の必要性が生じてきた。

従来の単純な往復走行加工機についても最近は
数値制御が使用されている例が多いが、本発明は
在来の数値制御に新しい手段を導入することによ
つて上記任意の設定長に対応した加工間隔をとり
ながら前進サーボ制御を行ない、且つその合い間
を縫つてできる限り加工機を復帰させるべく後退
制御を行なわせようとするものである。

＜発明の概要＞ この発明の目的は走行している材料に沿つて往
復移動し、設定長の間隔で材料に対し走行加工を
行う加工機に対して、加工のあと次の加工までに
ホームに後退復帰させることのできる長い設定長
だけでなく、ホームにまで復帰させる余裕の無い
短い設定長についても与えられた設定長の間隔で
材料の加工をさせる往復走行制御装置を提供する
ことにある。

この発明によれば材料の走行速度信号と残長信
号との差を加工機の走行速度信号と比較し、その
大小を符号を含めて比較する手段を設けて加工機
の前進サーボ制御と後退制御とを切替える。

＜実施例＞ 次にこの発明の実施例を図面を参照して説明し
よう。

第１図には往復走行加工機用数値制御装置の例
を示す。但し、毎回ホームに後退復帰させる従来
の制御装置の例である。第１図において、例えば
鉄板などの材料１１は矢印１２で示すように、第
１図において左から右へ走行している。その材料
１１に沿つて走行して材料１１に対して加工を行
う加工機１３が設けられる。加工機１３に材料１
１と平行したラツク１４が取付けられ、ラツク１
４と噛合したピニオン１５が直流モータ１６によ
り回転され、加工機１３が材料１１に沿つて走行
し、直流モータ１６の回転方向により、加工機１
３は材料１１の走行方向又はこれと逆方向に走行
する。

材料１１に測長ロール１７が転接され、測長ロ
ール１７により測長エンコーダ１８が駆動され、
材料１１が単位長移動するごとに所定数のパルス
が測長エンコーダ１８から発生する。このパルス
は測長カウンタ１９で計数され、材料１１の移動
長に対応した値L₁が得られる。また測長エンコ
ーダ１８からのパルスは周波数電圧変換器２１へ
供給され、これより材料１１の走行速度信号S₁が
得られる。一方、直流モータ１６により加工機用
エンコーダ２２が駆動され、加工機用エンコーダ
２２から加工機１３が単位長移動するごとに前記
所定数のパルスを発生する。このパルスは加工機
用カウンタ２３で計数され、これより加工機１３
の移動長に対応した値L₂が得られる。加工機用
エンコーダ２２のパルスは可逆カウンタ２４でも
計数され、このカウンタ２４から加工機１３の位
置に対応した値L₃が得られ、この値L₃はDA変換
器２５で負のアナログ信号に変換され、このアナ
ログ信号は加工機１３がホームに戻る際の速度基
準信号V₃とされる。加工機用エンコーダ２２の
パルスは周波数電圧変換器２６へ供給され、これ
より加工機１３の走行速度信号S₂が得られる。

設定器２７に加工設定長が設定され、この加工
設定長L₀と、カウンタ１９，２３の各計数値L₁、
L₂とがデジタル加算器２８に入力され、加工ま
での残長を示す残長信号L₀−L₁＋L₂がデジタル
加算器２８から得られる。この残長信号はDA変
換器２９によりアナログの残長信号Vcに変換さ
れる。この残長信号Vcと周波数電圧変換器２１
の出力S₁との差S₁−Vcがアナログ加算器３１で
とられ、この差出力Vf＝S₁−Vcは加工機１３が
材料１１の移動方向に移動（前進）する場合の速
度基準信号となる。アナログ加算器３１の出力
Vfと、DA変換器２５の出力V₃とがスイツチ３２
で切替えられて、そのいづれかが速度基準信号と
してアナログ加算器３３へ供給される。一方、周
波数電圧変換器２６の出力を符号反転回路３６で
極性反転されたものが速度フイードバツク信号と
してアナログ加算器３３に供給される。このアナ
ログ加算器３３の出力は速度偏差信号として駆動
回路３７による直流モータ１６の電力制御に用い
られる。

往復走行の繰返し制御を加工終了時から説明す
ると、このときは加工機１３は材料にサーボして
おりVc即ちアナログのL₀−L₁＋L₂はほゞゼロに
相当する値である。加工完了の外部信号が入つて
くると、カウンター１９，２３がクリヤーされる
と共に次回の設定長L₀が設定器２７から与えら
れる。従来はL₀が大きいのでVc即ちアナログの
L₀−L₁＋L₂が大きくなりVfは負となる。符号判
別器３４がVfの負を判別するとスイツチ３２を
切替えて、直流モータの速度基準信号はVfから
Ｄ／Ａ変換器２５の出力V₃に切替わる。加工機
１３の前進長L₃から作られている負のアナログ
信号V₃が速度基準となるので、駆動回路３７に
よる電流制限で加工機１３とモータ１６の慣性に
よりほゞ一定加速度で減速し、且つ後退方向に加
速する。またV₃は直流モータ１６の定格回転速
度に制限されているので加速終了後は定格速度で
後退し、その後L₃がゼロに近づくとV₃が減少し
それにつれて減速停止しそのまゝL₃をほゞゼロ
に保持しホームでの停止位置決め制御を続行す
る。

一方、その間にも材料１１が走行しL₁が増大
していくのでVcが減少し、VcがS₁より減少する
とVf＝S₁−Vcが負より正に転ずるので符号判別
器３４によりスイツチ３２が切替わり速度基準が
再びV₃からVfに戻る。その後も材料の走行に従
つてVcが減少、Vfが増大するので直流モータ１
６が加速しはじめ加工機１３は前進しはじめ遂に
は材料速度S₁に同調、即ちVcほゞゼロを保持す
る走間位置決め制御を続行しながら加工の終了を
待つ。この間のモータ速度S₂の波形を第３図Ａに
示している。図では速度基準がVfかV₃かの選択
区間も示してある。加工終了後は上記の反復とな
る。

以上が毎回ホームに復帰する従来の制御装置の
例である。ところで、いまL₀が従来のように充
分大きいものでないとき、Vfの符号判別器３４
により速度基準をV₃に切替えたあと例えば加工
機１３が急速度で後退中に早くもVfが負から正
になつてしまう。そのため再び符号判別器３４に
より速度基準がV₃からVfに切替わる。このとき
の速度基準Vfはゼロからはじまるが、モータは
既に逆回転中であるため機械の慣性とモータのト
ルク制限のために急にはVfに追従することがで
きず、前進サーボは乱調ないし脱調を起し同調に
入れない。

そこで本発明によれば、第２図に示すように符
号判別器３４の代りに、新たに比較器３５を設け
て、これによつて速度基準をV₃かVfのいづれか
に切替える。比較器３８の入力としてはVfと加
工機の走行速度S₂とを用い、代数的にVf≧S₂の
ときはVfの速度基準、代数的にVf＜S₂ではV₃を
速度基準とする。但しS₂は前進において正とした
場合である。例えば加工機１３が後退、S₂が負の
ときにVcが減少、即ちVfが増加していつてS₂と
同じ負の値まで増加したら、速度基準をV₃から
Vfに切替えるのである。こうすればその時点か
ら連続的にスムーズにモータ速度はVfに従つて
Vcの減少に追従、即ち材料の走行に追従して逆
転の減速及び正転の加速に入つていくことができ
る。

速度基準がV₃に切替つたあと、前進方向速度
が減速中に早くも正のS₂より大きくなつた場合も
Vf≧S₂であるからV₃よりVfに切替える。

V₃に切替つたあと、従来通りの長い設定長の
場合はホームまで戻つてしまうためS₂がゼロとな
り、比較器３８は符号判別器３４の役割も兼務す
る。

第３図Ｂには加工機が一定速度で後退中に前進
サーボに切替わる、いわば中尺加工を示してい
る。この例図は中尺加工・長尺加工が交互すると
きの速度波形である。第３図Ｃには加工機が前進
方向で減速中の切替わりと後退加速中の切替わり
が入つた場合を示している。この例図は長尺・短
尺・中尺・短尺が一周期となるときの速度波形で
ある。

比較器３８の動作を含め、一部の制御を電子計
算機で行わせることができる。その場合は例えば
第４図に示すように電子計算機を動作させる。即
ち装置の電源スイツチがオンにされると、ステツ
プS₁で加工したか否かがチエツクされ、加工した
場合はステツプS₂でカウンタ１９，２３をクリア
してステツプS₃に移り、ステツプS₁で加工してな
い場合は直ちにステツプS₃に移る。ステツプS₃で
は加工機１３がホームに戻つたかをチエツクし、
ホームに戻つた場合はステツプS₄で可逆カウンタ
２４の内容L₃を基準値、例えばゼロに設定して
ステツプS₅に移る。ステツプS₃で加工機１３がホ
ームに戻つてない場合はステツプS₅に移る。ステ
ツプS₅ではカウンタ１９，２３，２４の各計数値
L₁、L₂、L₃及び材料速度信号S₁、加工機速度信
号S₂を取込む。この取込みはデジタル信号で行わ
れるため、材料速度信号S₁は例えば測長エンコー
ダ１８の発生パルスを単位時間計数してその周波
数を求めて得ることができる。同様に加工機用エ
ンコーダ２２の発生パルス周波数を測定して加工
機速度信号S₂を得る。次にステツプS₆で比較器３
８に相当する比較のための演算を行うが、デイメ
ンシヨンを揃えるため、材料速度の最大値を
Sm₁、加工材速度の最大値をSm₂直流モータ１６
をその逆転時の最高速度から正転時の最高速度ま
で加速する間に発生する加工機用エンコーダ２２
の発生パルス数をEcとすると、 Ｄ＝S₁／2Sm₁−L₀−（L₁−L₂）／Ec−S₂／2Sm₂ を演算する。この式の右辺第１項及び第２項はア
ナログ加算器３１の出力Vfに、第３項は加工機
の走行速度にそれぞれ対応している。ステツプS₇
でステツプS₆の演算結果Ｄが正か負かチエツクさ
れ、正の場合、つまり前述におけるVf≧S₂の場
合はステツプS₈に移つてS₁−｛L₀−（L₁−L₂）｝の
演算結果をアナログ信号に変換してアナログ加算
器３５へ供給し、ステツプS₁に戻る。ステツプS₇
でＤが正でなければステツプS₉に移り、カウンタ
２４の内容をアナログ信号に変換したものをアナ
ログ加算器３５へ供給し、ステツプS₁に変る。な
お電子計算機はその組まれたプログラムに従つて
各種加工ごとに次の加工のための設定長L₀を用
い、加工指令や加工の金型の選択指令なども電子
計算機から出力される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の往復走行制御装置の一例を示す
ブロツク図、第２図はこの発明の一例を示すブロ
ツク図、第３図はその動作の説明に供するための
加工機速度を示す図、第４図はこの発明の一部に
電子計算機を用いた場合の動作例を示す流れ図で
ある。 １１：材料、１３：加工機、１６：直流モー
タ、１８：測長エンコーダ、１９：測長カウン
タ、２１，２６：周波数電圧変換器、２２：加工
機用エンコーダ、２３：加工機用カウンタ、２
４：加工機位置検出用可逆カウンタ、２５，２
９：DA変換器、３４：符号判別器、３８：比較
器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 材料の移動長に応じた信号L₁を得る手段と、
   加工機の移動長に応じた信号L₂を得る手段と、 上記信号L₁、上記信号L₂と設定長信号L₀とか
   ら残長信号L₀−L₁＋L₂を得る手段と、 上記材料の移動速度に応じた信号S₁から上記残
   長信号L₀−L₁＋L₂に対応した信号Vcを差し引い
   て材料進行方向への前進サーボ速度基準信号Vf
   を得る手段と、 上記加工機がホーム位置から前進した移動長に
   応じた信号L₃を得る手段と、 上記信号L₃に対応した信号V₃を上記加工機の
   ホームへの後退速度基準信号V₃として得る手段
   と、 上記前進サーボ速度基準信号Vfと上記後退速
   度基準信号V₃とを切替えて速度基準入力とする
   切替え手段と、 上記加工機の移動速度に応じた信号S₂に負を乗
   じた信号を速度帰還信号とし、これと上記速度基
   準入力とにより上記加工機の移動を制御する手段
   と、 上記前進サーボ速度基準信号Vfと上記加工機
   移動速度信号S₂との大小を符号を含めて比較し、
   Vf≧S₂の場合は上記前進サーボ速度基準信号Vf
   を速度基準入力とし、Vf＜S₂の場合は上記後退
   速度基準信号V₃を速度基準入力とするように上
   記切替手段を制御する比較手段とを具備する往復
   走行制御装置。