JPS6315603B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6315603B2 JPS6315603B2 JP21578081A JP21578081A JPS6315603B2 JP S6315603 B2 JPS6315603 B2 JP S6315603B2 JP 21578081 A JP21578081 A JP 21578081A JP 21578081 A JP21578081 A JP 21578081A JP S6315603 B2 JPS6315603 B2 JP S6315603B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- time constant
- smoothing
- drive motor
- shaft
- hob
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims description 25
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000036346 tooth eruption Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical 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
- G05B19/182—Numerical 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 the machine tool function, e.g. thread cutting, cam making, tool direction control
- G05B19/186—Generation of screw- or gearlike surfaces
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は数値制御装置（以下NC装置と略称す
る）のスムージング時定数の制御方式に関し、歯
切精度が向上するよう改良したものである。
る）のスムージング時定数の制御方式に関し、歯
切精度が向上するよう改良したものである。
第１図はNC工作機械の代表的な一例である
NCホブ盤を示す。同図に示すように、ホブカツ
タ１のホブ軸２にはホブ軸駆動用歯車列３とフラ
イホイール４とが連結され、ホブ軸駆動用歯車列
３にはホブ駆動モータ５が連結されている。この
ホブ駆動モータ５の駆動軸にはパルス発生用歯車
列６が連結され、この歯車列６はパルスエンコー
ダ７につながつている。パルスエンコーダ７は
NC装置８に接続され、NC装置８内ではホブ駆
動モータ５の回転すなわちホブカツタ１の回転に
応じて制御信号が作られる。NC装置８により制
御され接続されるテーブル駆動モータ９にはテー
ブル軸駆動用歯車列１０を介してマスタウオーム
１１が連結されている。このマスタウオーム１１
はマスタウオームホイール１２と連結されてテー
ブル上のワーク１３を回転させるものである。
NCホブ盤を示す。同図に示すように、ホブカツ
タ１のホブ軸２にはホブ軸駆動用歯車列３とフラ
イホイール４とが連結され、ホブ軸駆動用歯車列
３にはホブ駆動モータ５が連結されている。この
ホブ駆動モータ５の駆動軸にはパルス発生用歯車
列６が連結され、この歯車列６はパルスエンコー
ダ７につながつている。パルスエンコーダ７は
NC装置８に接続され、NC装置８内ではホブ駆
動モータ５の回転すなわちホブカツタ１の回転に
応じて制御信号が作られる。NC装置８により制
御され接続されるテーブル駆動モータ９にはテー
ブル軸駆動用歯車列１０を介してマスタウオーム
１１が連結されている。このマスタウオーム１１
はマスタウオームホイール１２と連結されてテー
ブル上のワーク１３を回転させるものである。
このような構造ではホブ軸２を回すホブ駆動モ
ータ５の回転をパルスエンコーダ７で検出し、こ
のパルスエンコーダ７の出力をNC装置８へ取込
み、NC装置８から所定歯数、ねじれ角の歯車加
工のためテーブル駆動モータ９に指令を与えて制
御するものである。このときのNC装置８の詳細
を第２図に基づき説明すると、パルスエンコーダ
７からの出力パルスはNC装置８内に取込まれて
パルス分配回路８ａに入力される。一方、パルス
分配回路８ａには歯数指令値回路８ｂからの設定
信号を記憶しているレジスタ８ｃの情報が送り込
まれる。こうしてパルス分配回路８ａではホブ軸
の回転数とワークの切削歯数とが入力されて対応
するパルスがスムージング回路８ｄに入力され
る。このスムージング回路８ｄではそのスムージ
ング時定数をもつて平滑化する。スムージング回
路８ｄの出力はデイジタル位相変調回路８ｅ、位
置制御回路８ｆ、増幅回路８ｇを介してテーブル
駆動モータ９に入力される。テーブル駆動モータ
９では回転数検出のためのタコジエネレータ９
Ｘ、および位置検出のためのレゾルバ９Ｙが存在
し、このそれぞれの出力は増幅回路８ｇおよび位
置制御回路８ｆに個別に帰還され加味される。
ータ５の回転をパルスエンコーダ７で検出し、こ
のパルスエンコーダ７の出力をNC装置８へ取込
み、NC装置８から所定歯数、ねじれ角の歯車加
工のためテーブル駆動モータ９に指令を与えて制
御するものである。このときのNC装置８の詳細
を第２図に基づき説明すると、パルスエンコーダ
７からの出力パルスはNC装置８内に取込まれて
パルス分配回路８ａに入力される。一方、パルス
分配回路８ａには歯数指令値回路８ｂからの設定
信号を記憶しているレジスタ８ｃの情報が送り込
まれる。こうしてパルス分配回路８ａではホブ軸
の回転数とワークの切削歯数とが入力されて対応
するパルスがスムージング回路８ｄに入力され
る。このスムージング回路８ｄではそのスムージ
ング時定数をもつて平滑化する。スムージング回
路８ｄの出力はデイジタル位相変調回路８ｅ、位
置制御回路８ｆ、増幅回路８ｇを介してテーブル
駆動モータ９に入力される。テーブル駆動モータ
９では回転数検出のためのタコジエネレータ９
Ｘ、および位置検出のためのレゾルバ９Ｙが存在
し、このそれぞれの出力は増幅回路８ｇおよび位
置制御回路８ｆに個別に帰還され加味される。
かかるNC装置８を有するNCホブ盤等のNC工
作機械における歯切りではホブカツタ１とテーブ
ルとの間に次式(1)で示すテーブルの遅れ量Δが存
在する。
作機械における歯切りではホブカツタ１とテーブ
ルとの間に次式(1)で示すテーブルの遅れ量Δが存
在する。
Δ＝Ｆ／60（１／Kp＋Ts） ……(1)
但し；
Δ＝ホブカツタ１からみたテーブルの遅れ量
（mm） Ｆ＝テーブル駆動軸速度 Kp＝位置ループゲイン（rad／sec） Ts＝スムージング時定数（sec） (1)式におけるテーブルの遅れ量Δの値が小さけ
れば小さい程、歯切精度は向上する。つまり位置
ループゲインKpは大きく、スムージング時定数
Tsは小さい程度いことが判明した。一方、テー
ブル駆動モータ９をON，OFF（スタート，スト
ツプ）させる場合には位置ループゲインKpは小
さく、スムージング時定数Tsは大きい程安定し
てスタート、ストツプできる。即ち、歯車精度を
向上せしめる要件とテーブル駆動モータ９のスタ
ート、ストツプを安定させる要件とは二律背反す
るものであることが判明した。そこで両者を調和
させるべく大きい位置ループゲインKp及び小さ
いスムージング時定数Tsの条件下での同期運転
方法も既に提案されている。即ち、例えばホブ盤
のテーブル駆動軸である一方の回転軸を例えばホ
ブ軸であるを他方の回転軸の立上りおよび定常状
態の回転に同期回転させ当該定常状態で加工を行
なう数値制御工作機械であつて、定常状態での加
工に最適な数値制御条件では立上り時の同期運転
にサーボエラーが生ずる前記数値制御条件で運転
するに際し、前記一方の回転軸が同期できるよう
前記他方の回転軸の立上りを遅らせるよう制御す
るものである。更に詳言すると、第３図に示すよ
うに、ホブ軸２とテーブル駆動軸とを同時に起動
するが、ホブ軸２についてはその速度を破線で示
す従来の立上り、立下りより連続的すなわち、ア
ナログ的に遅らせるよう制御する。こうすること
によつて、テーブル駆動軸の制御系が設計条件い
つぱいであつても容易に同期させることができる
のである。第３図に示す場合の立上り時間は従
来、３〜5secであるがこの時間を５〜7sec程度に
伸ばすことで同期させることができる。このよう
にして、ホブ軸とテーブル駆動軸とを同期させる
ことができるので、スムージング時定数Tsと位
置ループゲインKpを歯切り精度上の良好な値に
設定することができるのである。
（mm） Ｆ＝テーブル駆動軸速度 Kp＝位置ループゲイン（rad／sec） Ts＝スムージング時定数（sec） (1)式におけるテーブルの遅れ量Δの値が小さけ
れば小さい程、歯切精度は向上する。つまり位置
ループゲインKpは大きく、スムージング時定数
Tsは小さい程度いことが判明した。一方、テー
ブル駆動モータ９をON，OFF（スタート，スト
ツプ）させる場合には位置ループゲインKpは小
さく、スムージング時定数Tsは大きい程安定し
てスタート、ストツプできる。即ち、歯車精度を
向上せしめる要件とテーブル駆動モータ９のスタ
ート、ストツプを安定させる要件とは二律背反す
るものであることが判明した。そこで両者を調和
させるべく大きい位置ループゲインKp及び小さ
いスムージング時定数Tsの条件下での同期運転
方法も既に提案されている。即ち、例えばホブ盤
のテーブル駆動軸である一方の回転軸を例えばホ
ブ軸であるを他方の回転軸の立上りおよび定常状
態の回転に同期回転させ当該定常状態で加工を行
なう数値制御工作機械であつて、定常状態での加
工に最適な数値制御条件では立上り時の同期運転
にサーボエラーが生ずる前記数値制御条件で運転
するに際し、前記一方の回転軸が同期できるよう
前記他方の回転軸の立上りを遅らせるよう制御す
るものである。更に詳言すると、第３図に示すよ
うに、ホブ軸２とテーブル駆動軸とを同時に起動
するが、ホブ軸２についてはその速度を破線で示
す従来の立上り、立下りより連続的すなわち、ア
ナログ的に遅らせるよう制御する。こうすること
によつて、テーブル駆動軸の制御系が設計条件い
つぱいであつても容易に同期させることができる
のである。第３図に示す場合の立上り時間は従
来、３〜5secであるがこの時間を５〜7sec程度に
伸ばすことで同期させることができる。このよう
にして、ホブ軸とテーブル駆動軸とを同期させる
ことができるので、スムージング時定数Tsと位
置ループゲインKpを歯切り精度上の良好な値に
設定することができるのである。
本発明は更に高精度の歯切りを保証し得る数値
制御装置のスムージング時定数の制御方式を提供
することを目的とする。かかる目的を達成する本
発明の構成は、工作機械の一方の回転軸の回転数
を検出し、制御系の基本因子である時定数を決定
するスムージング回路を介し、他方の回転軸を一
方の回転軸の立上り及び定常状態の回転に同期さ
せるとともにこの定常状態で加工を行なうよう前
記回転数に応じて他方の回転軸を制御する数値制
御装置において、他方の回転軸の駆動モータのス
ムージング回路における時定数を、前記駆動モー
タのON，OFF等、非定常時には定常時よりも大
きくなるように制御することを特徴とする。
制御装置のスムージング時定数の制御方式を提供
することを目的とする。かかる目的を達成する本
発明の構成は、工作機械の一方の回転軸の回転数
を検出し、制御系の基本因子である時定数を決定
するスムージング回路を介し、他方の回転軸を一
方の回転軸の立上り及び定常状態の回転に同期さ
せるとともにこの定常状態で加工を行なうよう前
記回転数に応じて他方の回転軸を制御する数値制
御装置において、他方の回転軸の駆動モータのス
ムージング回路における時定数を、前記駆動モー
タのON，OFF等、非定常時には定常時よりも大
きくなるように制御することを特徴とする。
以下本発明の実施例を説明すると、第２図に示
すNC装置８において、スムージング時定数Tsを
テーブル駆動モータ９のON，OFF時、速度変化
大のときのみ、従来での最大値、例えば40msec
程度〜80msec程度の値まで大きくとり、歯切り
時である安定速度時にはテーブル駆動モータ９の
スムージング時定数Tsを極端に小さくするよう
に制御する。因にスムージング時定数Tsは零で
あることが望ましいが、同期状態のON，OFF時
の加速度変化の大きいとき、ハンチング現象を生
じるため、第２図に示すようなスムージンング回
路を設けてハンチング現象を生起しないようにし
ている。
すNC装置８において、スムージング時定数Tsを
テーブル駆動モータ９のON，OFF時、速度変化
大のときのみ、従来での最大値、例えば40msec
程度〜80msec程度の値まで大きくとり、歯切り
時である安定速度時にはテーブル駆動モータ９の
スムージング時定数Tsを極端に小さくするよう
に制御する。因にスムージング時定数Tsは零で
あることが望ましいが、同期状態のON，OFF時
の加速度変化の大きいとき、ハンチング現象を生
じるため、第２図に示すようなスムージンング回
路を設けてハンチング現象を生起しないようにし
ている。
なお、スムージング時定数Tsは従来でも早送
りと切削送りの２種類に対して別々に定められて
いるが、前記実施例の対象は切削送りの時定数を
制御することである。早送り時のスムージング）
時定数Tsは歯切りとは関係ないので充分大きい
値に設定されている。
りと切削送りの２種類に対して別々に定められて
いるが、前記実施例の対象は切削送りの時定数を
制御することである。早送り時のスムージング）
時定数Tsは歯切りとは関係ないので充分大きい
値に設定されている。
以上実施例とともに具体的に説明したように、
本発明によればテーブル駆動モータの充分安定な
運転を保証した上で歯切精度の向上も計り得る。
本発明によればテーブル駆動モータの充分安定な
運転を保証した上で歯切精度の向上も計り得る。
第１図はNCホブ盤の簡略構成図、第２図は
NC装置を中心に示す回路ブロツク図、第３図は
従来技術における高精度制御の一例を示すグラフ
である。 図面中、９はテーブル駆動モータ、Tsはスム
ージング時定数である。
NC装置を中心に示す回路ブロツク図、第３図は
従来技術における高精度制御の一例を示すグラフ
である。 図面中、９はテーブル駆動モータ、Tsはスム
ージング時定数である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 工作機械の一方の回転軸の回転数を検出し、
制御系の基本因子である時定数を決定するスムー
ジング回路を介し、他方の回転軸を一方の回転軸
の立上り及び定常状態の回転に同期させるととも
にこの定常状態で加工を行なうよう前記回転数に
応じて他方の回転軸を制御する数値制御装置にお
いて、 他方の回転軸の駆動モータのスムージング回路
における時定数を、前記駆動モータのON，OFF
等、非定常時には定常時よりも大きくなるように
制御することを特徴とする数値制御装置のスムー
ジング時定数の制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21578081A JPS58115504A (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 数値制御装置のスム−ジング時定数の制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21578081A JPS58115504A (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 数値制御装置のスム−ジング時定数の制御方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58115504A JPS58115504A (ja) | 1983-07-09 |
| JPS6315603B2 true JPS6315603B2 (ja) | 1988-04-05 |
Family
ID=16678100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21578081A Granted JPS58115504A (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 数値制御装置のスム−ジング時定数の制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58115504A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6361306A (ja) * | 1986-09-01 | 1988-03-17 | Mitsubishi Electric Corp | 数値制御装置 |
| JP3798607B2 (ja) | 2000-08-04 | 2006-07-19 | 株式会社山武 | 制御装置および制御方法 |
-
1981
- 1981-12-28 JP JP21578081A patent/JPS58115504A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58115504A (ja) | 1983-07-09 |
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