JPWO2009139046A1 - 数値制御方法及びその装置 - Google Patents
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Abstract
Description
また、主軸同期制御指令において、位相合わせ指令がなされると、主軸間の位相差が所定の角度になるように同期主軸側で位相合わせが行われるので、第1主軸314と第2主軸324が対向して設置されたNC工作機械においては、各主軸が回転しながら、第1主軸314から第2主軸324へワークの受渡しをすることができる。
また、1つのワークを対向する2つの主軸で両側から把持し同期制御を行う場合、両主軸の位置制御ゲインが同一でないと、速度に応じて、各主軸の理論位置偏差量に差異が生じ、各主軸でお互いに位置制御の補償動作によるトルクが発生し、ワークをねじってしまう問題があるため、主軸同期制御中の基準主軸及び同期主軸に対しては、他の位置制御(例えば、基準主軸のみを、主軸制御モードの位置制御ゲインとは異なる位置制御ゲインで制御するC軸制御用位置制御モードに切り換える位置制御)に切り換えることができない。よって、速度指令により同期制御を行う主軸同期制御と、位置指令により同期制御を行うNC軸同期制御を切り換えるため、一旦同期制御をキャンセルする必要があって2つの主軸間の同期が維持できず、ひいてはワーク両端をチャックで把持したまま、旋削加工と、回転工具による加工(穴あけやミル等のC軸加工)を、連続して行うことができなかった。
また、異形材ワークを2主軸間でつかみかえるため、異形材の形状に合ったチャック位置となるように、位相差算出により、主軸同期制御の位相合わせを行う角度を即時に決めることで、加工サイクル毎の主軸同期制御の位相あわせのための段取り時間を短縮するものが提案されている(例えば、特許文献3参照)。
111 解析処理部
112 補間制御部
113 NC軸同期制御部
121 ラダー回路部
122 機械制御信号処理部
123 C軸選択信号
124 主軸同期中C軸用位置制御モード選択信号
125 チャック閉判定手段
151 主軸同期制御部
152 主軸同期中位置制御モード切換手段
153 主軸位相差算出手段
160 C軸位相差メモリ
161 C軸原点座標補正手段
211、221 軸制御部
212、222 主軸C軸制御切換部
213、223 主軸制御部
214、224 NC軸制御部
215、225 主軸位置制御モード切換部
311、321 主軸位置制御部
312、322 主軸モータ
313、223 主軸位置検出器
以下、この発明の実施の形態1を、図1〜図3を用いて説明する。
図1はこの発明の実施の形態1に係るNC装置101の一構成例を示すブロック図であり、111は解析処理部、112は補間処理部、113はNC軸同期制御部、121はラダー回路部、122は機械制御信号処理部、123はC軸選択信号、124は主軸同期中C軸用位置制御モード選択信号、211は第1主軸314の軸制御部、212は第1主軸314の主軸C軸制御切換部、213は第1主軸314の主軸制御部、214は第1主軸314のNC軸制御部、215は第1主軸314の主軸位置制御モード切換部、221は第2主軸324の軸制御部、222は第2主軸324の主軸C軸制御切換部、223は第2主軸324の主軸制御部、224は第2主軸324のNC軸制御部、225は第2主軸324の主軸位置制御モード切換部、151は主軸同期制御部、152は主軸同期中位置制御モード切換手段、311は第1主軸314の主軸位置制御部、312は第1主軸314の主軸モータ、313は第1主軸314の位置検出器、314は第1主軸、321は第2主軸324の主軸位置制御部、322は第2主軸324の主軸モータ、323は第2主軸324の位置検出器、324は第2主軸を示す。なお、このNC装置101のハードウエア構成は、一般のNC装置のハードウエア構成と同様であり、またNC装置101の前記構成要素の殆どは、ソフトウエアにより構成されている。
また、第1主軸314及び第2主軸324が同期して停止した時、主軸同期中C軸用位置制御モード選択信号124により主軸同期制御中の基準主軸である第1主軸314においてC軸制御用位置制御モードへの切り換えの選択を指定されている場合、この選択を受けた主軸同期中位置制御モード切換手段152の情報に基づき、主軸位置制御モード切換部215は、第1主軸314の主軸位置制御部311の位置制御モードを、C軸制御専用の位置ループゲインで位置制御を行うC軸制御用位置制御モードに切り換えるとともに、主軸位置制御モード切換部225は、主軸同期制御の関連軸(本実施例の場合、同期主軸である第2主軸324)の位置制御モードを、C軸制御専用の位置ループゲインで位置制御を行うC軸制御用位置制御モードに切り換える。
このとき、主軸同期制御に関連している主軸の位置制御モードは、主軸同期中C軸用位置制御モード選択信号124により指定されたモードに合わせて一致しているので、主軸同期制御により第1主軸314と第2主軸324でワークを把持した状態で、主軸同期制御により同期位置制御が実行中に、基準主軸を、C軸制御と同様に、加工プログラムで指令された位置指令及び送り速度指令に関連付けて、1つもしくは複数のNC軸の指令位置が補間移動するように制御できる。
第1主軸314をC軸制御用位置制御モードに切り換える場合、第1主軸314に対応するC軸選択信号123を出力することにより、第1主軸314の主軸C軸制御切換部212は、軸の制御を、速度指令により制御を行う主軸制御部213から、補間制御部112より出力される補間位置パルスにより位置制御を行うNC軸制御部214に切り換えを行う。これに伴い、主軸位置制御モード切換部215は、主軸位置制御部311の位置制御モードを、速度制御を行う主軸制御モードから、C軸制御専用の位置ループゲインで位置制御を行うC軸制御用位置制御モードに切り換える。切り換え後、加工プログラムで指令された位置指令及び送り速度指令に関連付けて、1つもしくは複数のNC軸の指令位置が補間移動するように、各NC軸に対する補間位置パルスが生成され、第1主軸314に対応するNC軸に出力された補間位置パルスは、NC軸制御部214により加減速処理等が行われ、主軸位置制御部311に対応する位置指令を出力し位置制御を行う。
また、第1主軸314に対する同期主軸となる第2主軸324の軸制御部221は、主軸同期制御中の基準主軸である第1主軸314において、主軸同期中C軸用位置制御モード選択信号124によりC軸制御用位置制御モードへの切り換えの選択を指定されているので、主軸位置制御モード切換部225により、主軸位置制御部321の位置制御モードを、C軸制御専用の位置ループゲインで位置制御を行うC軸制御用位置制御モードに切り換える。
次にこの発明の実施の形態2を図4〜図7を用いて説明する。
図4はこの発明の実施の形態2に係るNC装置101の一構成例を示すもので、実施の形態1で説明したNC装置101に、チャック閉判定手段125と、主軸位相差算出手段153と、C軸位相差メモリ160と、C軸原点座標補正手段161とが追加されている。
なお、チャック閉判定手段125は、ラダー回路部121から出力されるチャック開閉信号をチェックすることにより、チャックが閉じていることを判定する。
主軸をC軸制御に切り換えるC軸選択信号123が出力されたとき、主軸C軸制御切換部212、222は、ステップS101で、当該主軸が主軸同期制御中の同期主軸かどうか判定を行う。主軸同期制御中の同期主軸である場合は主軸同期制御を優先するため、ステップS109でアラーム処理を行う。次いで、ステップS102で、当該主軸が主軸同期制御中の基準主軸かどうか判定を行う。主軸同期制御中の基準主軸でもない場合は、主軸同期制御中の主軸でないと判断できるので、ステップS103で、C軸原点復帰を行う。ステップS104で、主軸位置制御モード切換部215,225が、主軸の位置制御モードをC軸制御専用の位置ループゲインで位置制御を行うC軸制御用位置制御モードに切り換える。これに伴い、ステップS105で、主軸制御モードからC軸制御用位置制御モードに切り替わる。
Claims (9)
- 主軸を輪郭制御軸として位置制御するC軸制御用位置制御モードと、基準主軸と同期主軸の2つの主軸を同期制御する主軸同期制御用位置制御モードとを有し、各位置制御モードではそれぞれ異なる位置制御ゲインで主軸を制御する数値制御方法において、
前記基準主軸と同期主軸が主軸同期制御され、基準主軸に与えられた指令速度で回転中に、前記基準主軸に対し輪郭制御軸として扱うC軸制御切換指令がなされたとき、両主軸が主軸同期制御中に選択されている位置制御モードを保持したまま、前記基準主軸を輪郭制御軸に切り換えることを特徴とする数値制御方法。 - 前記基準主軸と同期主軸が主軸同期制御され、基準主軸に与えられた指令速度で回転中に、前記基準主軸に対し輪郭制御軸として扱うC軸制御切換指令がなされたとき、両主軸を主軸同期制御中に選択されている位置制御モードを保持したまま減速停止させ、両主軸が停止後、両主軸の位置制御モードを、主軸同期用位置制御モードからC軸制御用位置制御モードに同時に切り換えることを特徴とする請求項1に記載の数値制御方法。
- 主軸同期制御中に、基準主軸と同期主軸との間の位相差を予め算出しておき、同期主軸に対しC軸制御への切換指令がなされた場合、同期主軸のC軸原点位置シフト量を、前記基準主軸の位置検出器基準点からのC軸原点シフト量、前記算出した位相差及び前記同期主軸の位置検出器基準点からのC軸原点シフト量から算出し、この算出した同期主軸のC軸原点位置シフト量に基づいて同期主軸のC軸原点位置を補正することを特徴とする請求項1または2に記載の数値制御方法。
- 前記基準主軸と同期主軸の位相差は、基準主軸と同期主軸の指令位相差と、基準主軸の位置制御偏差量と同期主軸の位置制御偏差量との差分より算出することを特徴とする請求項3に記載の数値制御方法。
- 主軸を輪郭制御軸として位置制御するC軸制御用位置制御モードと、基準主軸と同期主軸の2つの主軸を同期制御する主軸同期制御用位置制御モードとを有し、各位置制御モードではそれぞれ異なる位置制御ゲインで主軸を制御する数値制御装置において、
速度制御する主軸制御部と、
輪郭制御軸として位置制御するNC軸制御部と、
速度制御時には前記主軸制御部に切り換え、輪郭制御時には前記NC軸制御部に切り替える主軸C軸制御切換部と、
前記基準主軸と同期主軸が主軸同期制御され、同期主軸が基準主軸に与えられた指令速度で回転中に、前記基準主軸に対し輪郭制御軸として扱うC軸制御切換指令がなされたとき、両主軸が主軸同期制御中に選択されている位置制御モードを保持したまま、前記基準主軸を輪郭制御軸に切り換える切換手段と、
を備えてなる数値制御装置。 - 前記切換手段は、前記基準主軸と同期主軸が主軸同期制御され、基準主軸に与えられた指令速度で回転中に、基準主軸に対し輪郭制御軸として扱うC軸制御切換指令がなされたとき、両主軸を主軸同期制御中に選択されている位置制御モードを保持したまま減速停止させ、両主軸が停止後、両主軸の位置制御モードを、主軸同期用位置制御モードからC軸制御用位置制御モードに同時に切り換える手段であることを特徴とする請求項5に記載の数値制御装置。
- 前記切換手段は、
主軸同期用位置制御モードとC軸制御用位置制御モードとの切り換えを行う主軸位置制御モード切換部と、
前記基準主軸と同期主軸が主軸同期制御され、同期主軸が基準主軸に与えられた指令速度で回転中に、基準主軸に対し輪郭制御軸として扱うC軸制御切換指令がなされたとき、前記主軸位置制御モード切換部に対し、両主軸を主軸同期制御中に選択されている位置制御モードを保持させ、且つ両主軸が停止後、両主軸の位置制御モードを、主軸同期用位置制御モードからC軸制御用位置制御モードに同時に切り換えさせる主軸同期中位置制御モード切換手段と、
を有することを特徴とする請求項6に記載の数値制御装置。 - 1つのワークを同時に把持した基準主軸と同期主軸の位相差を算出する主軸位相差算出手段と、
この主軸位相差算出手段にて算出した位相差を記憶する主軸位相差メモリと、
前記同期主軸に対しC軸制御への切換指令がなされた場合、前記同期主軸のC軸原点位置シフト量を、基準主軸の位置検出器基準点からのC軸原点シフト量、前記記憶した位相差及び前記同期主軸の位置検出器基準点からのC軸原点シフト量から算出し、この算出した同期主軸のC軸原点位置シフト量に基づいて前記同期主軸のC軸原点位置を補正するC軸原点位置補正手段と、
を、更に備えてなる請求項5〜7の何れかに記載の数値制御装置。 - 前記主軸位相差算出手段は、基準主軸と同期主軸の位相差を、基準主軸と同期主軸の指令位相差と、基準主軸の位置制御偏差量と同期主軸の位置制御偏差量との差分より算出することを特徴とする請求項8に記載の数値制御装置。
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