JPS6374551A - Control method for machining speed of machine tool - Google Patents

Control method for machining speed of machine tool

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JPS6374551A
JPS6374551A JP22033186A JP22033186A JPS6374551A JP S6374551 A JPS6374551 A JP S6374551A JP 22033186 A JP22033186 A JP 22033186A JP 22033186 A JP22033186 A JP 22033186A JP S6374551 A JPS6374551 A JP S6374551A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
speed
block
machining
amount
position deviation
Prior art date
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Pending
Application number
JP22033186A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuzo Matsunaga
松永 有三
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication of JPS6374551A publication Critical patent/JPS6374551A/en
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Abstract

PURPOSE:To set a position deviation automatically decreasing to an assigned amount or less, by automatically calculating a speed and a period, in which the theoretical position deviation, generated in a connecting part with the block halfway or the next block, is decreased to a preset position deviation amount or less, and performing machining prior to the assigned machining speed. CONSTITUTION:From a microcomputer 1, a speed condition arithmetic part 2 accepts the information of this time block and the next time block, while a pulse distributor 3 accepts a moving amount of this time block and its speed. And the speed condition arithmetic part 2, to which a permissible position deviation amount is previously given, calculates a speed limit and its distance in a certain section after a block start to be transmitted to the pulse distributor 3, performing a speed control. Accordingly, if only the permissible position deviation amount is previously set in the speed condition arithmetic part 2, a speed reduction process is performed so as to suppress an error decreasing to a fixed amount or loss automatically prior to the assigned machining speed, and a machining shape can be ensured.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、2軸以上の軸で構成される工作機械の加工
速度制御方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a machining speed control method for a machine tool configured with two or more axes.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

工作機械のサーボ系は、移動指令を与えるとき機械への
衝撃を避けるために速度に加減速パターンを持たせるの
が通例であり、いわゆる指数函数型とか直線型(台形型
)とかの増減カーブを用いる。加エズログラムで記述し
た一連のブロックを次々に機械動作に変換するとき、ブ
ロック間のつながりを滑らかにするために、次のブロッ
クのパルス分配の開始時点は、前のブロックのパルス分
配完了時点にするのが普通である。特殊な機能として前
のブロックが完全に目標点に行きついてから次ブロック
へ進めるイブザクトストップ機能があるが、特に指数函
数型の場合にはパルス分配完了時点からインポジション
となる迄の時間が長くなるのでサイクルタイムを犠牲に
しても精度を上げたいという場合にしか用いない。前の
ブロックが完全に終了しない間に次のブロックをスター
トさせると、両者のブロックの方向変化が激しいといわ
ゆる削り残しや、削り過ぎの現象が顕著になる。
The servo system of a machine tool usually has an acceleration/deceleration pattern in speed to avoid shock to the machine when giving a movement command, and the servo system has a so-called exponential function type or linear type (trapezoidal type) increase/decrease curve. use When converting a series of blocks described by an additive ezrogram into mechanical operations one after another, in order to smooth the connections between blocks, the start point of pulse distribution for the next block should be the point at which the pulse distribution of the previous block is completed. is normal. A special function is an exact stop function that advances the next block after the previous block has completely reached the target point, but especially in the case of an exponential function type, the time from the completion of pulse distribution to the in-position is long. Therefore, it is only used when you want to increase accuracy even at the expense of cycle time. If the next block is started while the previous block is not completely finished, the phenomena of so-called uncut parts and over-cut will become noticeable if the directions of both blocks change drastically.

またサーボ系においては種々の遅れ要素があるため、フ
ィードバック制御を行っても解消しえない追従遅れがあ
り、これが指令軌跡に対する位置偏差を招く。
Furthermore, since there are various delay elements in the servo system, there is a follow-up delay that cannot be eliminated even if feedback control is performed, and this causes a positional deviation with respect to the command trajectory.

例えば、第1図においてA点からB点へ■の速度で移動
し、続いてB点から0点へV、の速度で動くように指令
すると、実際に機械が辿る経路は、一点鎖線のようにな
り、斜線を施した部分が位置偏差になる。B点とP点を
結ぶ線分が最大ズレ量になり、この量は角度θ、速度v
1、■2等の影響を受けることが知られている。また第
2図のように、円弧補間の場合には、始点りあるいは終
点Eの近傍以外は定常的に位置偏差εを持ち、この量は
半径や速度の影響を受ける。
For example, in Figure 1, if you instruct the machine to move from point A to point B at a speed of ■, and then from point B to point 0 at a speed of V, the actual path the machine follows will be as shown by the dashed line. The shaded area is the position deviation. The line segment connecting points B and P becomes the maximum amount of deviation, and this amount is determined by the angle θ and the speed v
1, ■2, etc. are known to be affected. Further, as shown in FIG. 2, in the case of circular interpolation, there is a constant positional deviation ε except near the starting point or the ending point E, and this amount is influenced by the radius and speed.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

すなわち、従来法では、ブロックの継ぎ目での溜りパル
ス分の位置ズレあるいはサーボ系の遅れ要素による位置
偏差が必らずあり、指令軌跡どおりに正確に機械を動か
すために、オペレータの判断による適当な速度低減、加
工プログラムへの低速度設定、イブザクトストップ指令
などの方法がとられるが、いずれもサイクルタイムが長
くなる、あるいはエラーが定量的に保証されないといっ
た問題点があった。
In other words, in the conventional method, there is always a positional deviation due to accumulated pulses at the block joints or a positional deviation due to delay elements of the servo system, and in order to move the machine accurately according to the command trajectory, the operator has to make appropriate adjustments based on the operator's judgment. Methods such as reducing the speed, setting a low speed in the machining program, and issuing an exact stop command have been used, but all of them have problems such as lengthening cycle time or not being able to quantitatively guarantee errors.

この発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、位置偏
差が自動的に指定量以下にできる工作機械の加工速度制
御方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a machining speed control method for a machine tool that can automatically reduce the positional deviation to a specified amount or less.

〔問題を解決するための子役〕[Child actor to solve problems]

許容できる位置偏差量をあらかじめ設定しておき、ブロ
ック情報を実行する前に、ブロック中途あるいは次ブロ
ックとのつながり部で発生する理論上の位置偏差が、上
記の設定位置偏差量以下にできる速度およびその速度を
継続する期間を自動的に算出し、加工プログラムで指定
される加工速度に優先して、軌跡精度を保証する計算上
の速度を用いて加工する。
Set the allowable positional deviation amount in advance, and before executing the block information, check the speed and speed at which the theoretical positional deviation that occurs in the middle of the block or at the connection with the next block can be reduced to below the set positional deviation amount. The period during which this speed is continued is automatically calculated, and machining is performed using a calculated speed that guarantees trajectory accuracy, giving priority to the machining speed specified in the machining program.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の一実施例を第3図および第4図で説明
する。第3図において、1はN c装置の中核となるマ
イクロコンピュータ、2は速度条件演算部、3はパルス
分配器、4は偏差カウンタ、5はディジタル−アナログ
(D/A)変換器、6はサーボアンプ、7は駆動用モー
タ、8は速度検出器、9は位置検出器、20は理論上の
位置偏差を算出するための元情報となるブロック情報、
21は位置/速度情報、22は指令パルス、23は偏差
信号、24は速度指令信号、25はモータ、駆動信号、
26は速度フィードバック信号、27は位置フィードバ
ック信号(パルス)である。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 3 and 4. In FIG. 3, 1 is a microcomputer that is the core of the Nc device, 2 is a speed condition calculation section, 3 is a pulse distributor, 4 is a deviation counter, 5 is a digital-to-analog (D/A) converter, and 6 is a Servo amplifier, 7 is a drive motor, 8 is a speed detector, 9 is a position detector, 20 is block information that is the source information for calculating the theoretical position deviation,
21 is position/speed information, 22 is a command pulse, 23 is a deviation signal, 24 is a speed command signal, 25 is a motor, drive signal,
26 is a speed feedback signal, and 27 is a position feedback signal (pulse).

第3図ではサーボ系の一軸分シ例示しているが、実際に
は10マイクロコンピュータ部以外は機械の軸数外だけ
ある。
Although FIG. 3 shows an example of one axis of the servo system, in reality there are only 10 microcomputer sections other than the number of axes of the machine.

上記構成によるこの発明の一実施方法について説明する
。マイクロコンピュータ1から、速度条件演算部2は、
今回ブロックおよび次ブロツク情報を受取り、またパル
ス分配器3は今回ブロックの移動量と速度を受取る。パ
ルス分配器3はあらかじめ定めである加減速パターン(
指数函数型、直線型など)と時定数に則って疎密の指令
パルス列信号22を発生し偏差カウンタ4に与える。偏
差カウンタ4は、この指令パルス列と位置フィードバッ
クパルス列をアップあるいはダウンカウントし、位置偏
差量(ドループ量)23をD/A変換器5に渡す。アナ
ログ量に変換された偏差量すなわち速度指令信号24は
サーボアンプ6に伝わり、増幅されてモータ駆動信号2
5によってモータ7が動作する。モータの回転速度は速
度検出器8によって速度フィードバック信号として検出
され、サーボアンプ6にフィードバックされて指定の速
度になるよう制御される。同じく位置検出器9からの位
置フィードバック信号27は、偏差カウンタ4にフィー
ドバックされて位置制御ループを構成する。
A method of implementing the present invention with the above configuration will be explained. From the microcomputer 1, the speed condition calculation section 2
The current block and next block information are received, and the pulse distributor 3 also receives the movement amount and speed of the current block. The pulse distributor 3 uses a predetermined acceleration/deceleration pattern (
A dense command pulse train signal 22 is generated according to a time constant (exponential function type, linear type, etc.) and is applied to the deviation counter 4. The deviation counter 4 counts up or down the command pulse train and the position feedback pulse train, and passes the position deviation amount (droop amount) 23 to the D/A converter 5. The deviation amount converted into an analog amount, that is, the speed command signal 24, is transmitted to the servo amplifier 6, where it is amplified and becomes the motor drive signal 2.
5 causes the motor 7 to operate. The rotational speed of the motor is detected by the speed detector 8 as a speed feedback signal, which is fed back to the servo amplifier 6 and controlled to a specified speed. Similarly, a position feedback signal 27 from the position detector 9 is fed back to the deviation counter 4 to form a position control loop.

ここで、速度条件演算部2は次のように動作する。一般
に第1図に示す位置偏差量(線分BP)ε1や、第2図
に示す定常エラーε2は、次のように求めることができ
る。
Here, the speed condition calculating section 2 operates as follows. Generally, the positional deviation amount (line segment BP) ε1 shown in FIG. 1 and the steady error ε2 shown in FIG. 2 can be determined as follows.

1、 = / (θ、 ”r 、 Vt 、 T+ 、
 Tt )−・−−・−・(1)ε!=/(R,V、T
、、T、 )  ・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・ (2)ここで、Rは円半径、T8は加減速時
定数、T2はモータを含む機械系の時定数である。これ
らのそれぞれのパラメータの値は、機械毎あるいはブロ
ック指令毎に変わるものであるが、ε、やε2があらか
じめ許容位置偏差量として与えられていれば、その条件
を充たす(1)式での■3、あるいは(2)式でのVを
求めることが可能になる。(1)必要はなく、ブロック
スタート後のある区間のみ速度制限し、その後本来の指
定速度V、に合わせればよ(、上記の速度制限距離も演
算できる。
1, = / (θ, ”r, Vt, T+,
Tt )−・−−・−・(1)ε! =/(R,V,T
,,T, ) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・
(2) Here, R is the radius of the circle, T8 is the acceleration/deceleration time constant, and T2 is the time constant of the mechanical system including the motor. The values of each of these parameters change for each machine or for each block command, but if ε and ε2 are given in advance as allowable position deviation amounts, then 3 or V in equation (2) can be found. (1) It is not necessary; the speed can be limited only in a certain section after the block start, and then the speed can be adjusted to the original designated speed V (the speed limit distance mentioned above can also be calculated).

このように速度条件演算部2で求められた「制限速度、
Jおよび「速度制限距離」は、パルス分配器3へ伝えら
れ、第4図のfblのように速度制御を行なう。ちなみ
に第4図(alは従来法のブロックつながり部の速度指
令を示すが、これに対して(blは、ある制限距離の間
、位置偏差を所望の範囲内に保つ制限された速度で移動
することを示している。
In this way, the “limit speed,
J and the "speed limit distance" are transmitted to the pulse distributor 3, and speed control is performed as shown in fbl in FIG. By the way, in Figure 4 (al indicates the speed command of the block connecting part in the conventional method, whereas (bl) moves at a limited speed to keep the positional deviation within the desired range for a certain limited distance. It is shown that.

第2図のような場合には、1つのブロックの全区間に渡
って制限速度に力るように速度制御を行なう。従ってパ
ルス分配器3は、速度条件演算部2から上記に述べた制
限条件がある時のみその条件に沿ってパルス分配を行な
い、それ以外のときは、従来通り公知となっているパル
ス分配を実施する。
In the case shown in FIG. 2, speed control is performed to maintain the speed limit throughout the entire section of one block. Therefore, the pulse distributor 3 distributes pulses according to the above-mentioned limiting conditions from the speed condition calculating section 2, and otherwise performs pulse distribution as known in the art. do.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、許容位置偏差量のみをあらかじめ設定
しておけば、自動的に指定加工速度に優先して一定量の
エラー以下におさまるよう速度低減処理を行なうので、
イブザクトストップのようにサイクルタイムを犠牲にす
ることなく、あるいは加工プログラム情報でブロック全
区間に渡って不必要々低い速度を指定して同様の悪結果
を招くこともな(、加工形状を保証できることになる。
According to the present invention, if only the allowable positional deviation amount is set in advance, speed reduction processing is automatically performed to give priority to the specified machining speed and keep the error below a certain amount.
This method can be used without sacrificing cycle time like an exact stop, or without specifying an unnecessarily low speed over the entire block in the machining program information and causing the same bad results (guaranteeing the machining shape). It will be possible.

従って、この発明によれば指定軌跡を許容量の範囲内で
忠実に守った機械軌跡を得る工作機械の加工速度制御方
法を提供でき、優れた効果が奏せられるものである。
Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a machining speed control method for a machine tool that obtains a machine trajectory that faithfully follows a specified trajectory within an allowable range, and provides excellent effects.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、従来法のブロックのつながり部で生起する軌
跡エラーを示す説明図、第2図は円弧補間ブロック時の
軌跡エラーを示す説明図、第3図は本発明の実施例を示
すブロック図、第4図は速度低減方法を説明する線図で
ある。 図中、1・・・マイクロコンピュータ、2・・・速度条
件演算部、3・・・パルス分配器、4・・・偏差カウン
タ、5・・・D/A変換器、6・・・サーボアンプ、7
・・・頚動用モータ、8・・・速度検出器、9・・・位
置検出器。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a trajectory error that occurs at a connecting part of blocks in the conventional method, FIG. 2 is an explanatory diagram showing a trajectory error in a circular interpolation block, and FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram illustrating a speed reduction method. In the figure, 1... Microcomputer, 2... Speed condition calculation section, 3... Pulse distributor, 4... Deviation counter, 5... D/A converter, 6... Servo amplifier ,7
... Cervical motor, 8... Speed detector, 9... Position detector.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 指令された軌跡に対し許容できる位置偏差をあらかじめ
設定しておき、1つのブロックの中途の位置偏差あるい
はブロックのつなぎ目における位置偏差が許容幅を越え
ないように加工プログラムに指定された速度指令値に優
先して自動的に最適加工速度を決定し、該速度にて加工
を行なうようにしたことを特徴とする工作機械の加工速
度制御方法。
The permissible positional deviation for the commanded trajectory is set in advance, and the speed command value specified in the machining program is adjusted so that the positional deviation in the middle of one block or the positional deviation at the joint of blocks does not exceed the permissible range. A machining speed control method for a machine tool, characterized in that an optimum machining speed is automatically determined as a priority, and machining is performed at that speed.
JP22033186A 1986-09-18 1986-09-18 Control method for machining speed of machine tool Pending JPS6374551A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102629119A (en) * 2011-02-08 2012-08-08 发那科株式会社 Numerical controller for making positioning completion check

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