KR101528295B1 - 공작기계용 제어장치 - Google Patents

공작기계용 제어장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101528295B1
KR101528295B1 KR1020147000656A KR20147000656A KR101528295B1 KR 101528295 B1 KR101528295 B1 KR 101528295B1 KR 1020147000656 A KR1020147000656 A KR 1020147000656A KR 20147000656 A KR20147000656 A KR 20147000656A KR 101528295 B1 KR101528295 B1 KR 101528295B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
machine tool
control means
analysis
analysis control
mode
Prior art date
Application number
KR1020147000656A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140045975A (ko
Inventor
쿄타 코타케
Original Assignee
시티즌홀딩스 코리미티드
시티즌 마쉬나리 가부시키가이샤
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 시티즌홀딩스 코리미티드, 시티즌 마쉬나리 가부시키가이샤 filed Critical 시티즌홀딩스 코리미티드
Publication of KR20140045975A publication Critical patent/KR20140045975A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101528295B1 publication Critical patent/KR101528295B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • G05B19/404Numerical 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 control arrangements for compensation, e.g. for backlash, overshoot, tool offset, tool wear, temperature, machine construction errors, load, inertia
    • 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
    • B23Q15/18Compensation of tool-deflection due to temperature or force
    • 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
    • G05B19/4155Numerical 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 programme execution, i.e. part programme or machine function execution, e.g. selection of a programme
    • 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
    • G05B2219/36Nc in input of data, input key till input tape
    • G05B2219/36056Modify program, machining order in real time, during operation, dynamically
    • 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
    • G05B2219/49Nc machine tool, till multiple
    • G05B2219/49219Compensation temperature, thermal displacement

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Abstract

공작기계에서 발생하는 열변위량을 산출 처리하는 처리 부담을 경감함과 동시에 처리 속도의 저하를 회피하고, 나아가 작업의 가공 정밀도 향상을 실현하는 공작기계용 제어장치를 제공함에 있다.
축차해석 제어부(110), 사전해석 제어부(120), 보정값 산출부(130), 변화량 산출부(140) 및 모드 전환부(150)를 구비하고, 공작기계(M)의 구성 부분에서 발생하는 열변위량에 근거하여 보정된 가공 프로그램을 실행하여 공작기계(M)를 동작시켜, 작업(W)에 대한 고정밀도인 가공을 실현하는 공작기계용 제어장치(100)이다.

Description

공작기계용 제어장치{CONTROL DEVICE FOR MACHINE TOOL}
본 발명은, NC자동선반장치 등의 공작기계를 제어하는 공작기계용 제어장치에 관한 것이다.
종래부터 가공 프로그램을 실행할 때에 순차 산출되는 보정량으로서, 예를 들면 공작기계의 열변위량에 대한 보정량이 알려져 있고, 상기 열변위량을 포화 열변위량에 도달할 때까지 연산하고, 열변위량이 포화 열변위량에 도달할 때까지는 축차 열변위량을 보정량으로서 사용하고, 열변위량이 포화 열변위량에 도달한 후에는 포화 열변위량을 보정량으로서 사용하는 공작기계의 제어장치가 있다(예를 들면 특허문헌 1 참조).
또한, 작업의 가공 프로그램을 1행씩 읽어 실행하는 축차해석 제어수단과, 상기 가공 프로그램을 미리 일괄적으로 해독하고 미리 정해진 형식으로 변환하여 실행하는 사전해석 제어수단을 구비하고, 상기 축차해석 제어수단 또는 사전해석 제어수단에 의해서 공작기계의 동작을 제어하는 수치 제어장치가 있다(예를 들면 특허문헌 2 참조).
특허문헌 1 : 일본특허공개 평10-143217호 공보(특허청구범위, 도 1 내지 도 3 참조). 특허문헌 2 : 일본특허공개 2002-341912호 공보(특허청구범위, 도 1 내지 도 3 참조).
그러나, 상술한 공작기계의 제어장치로는, 포화 열변위량을 미리 계측하거나 산출할 필요가 있어, 열변위의 보정을 용이하게 실행할 수 없다는 문제점이 있다.
한편, 사전해석 제어수단은 일반적으로 축차해석 제어수단과 비교하여 고속으로 공작기계의 동작을 제어할 수 있지만, 상기 열변위의 보정을 실행할 필요가 있는 경우, 예를 들면 작업의 가공 1사이클 마다 열변위의 보정값(열변위 보정량)에 근거하여 가공 프로그램을 해독하여 변환하고, 실행 데이터를 작성하게 되기 때문에, 처리 속도의 저하를 불러올 경우가 있어, 사전해석 제어수단의 실행 시에 열변위의 보정을 실행하는 것은 용이하지 않다는 문제점이 있다.
이에, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제, 즉, 본 발명의 목적은, 공작기계에서 발생하는 열변위량을 보정하고, 처리속도의 저하를 회피하여, 작업의 가공 정밀도 향상을 실현하는 공작기계용 제어장치를 제공하는 것이다.
우선, 본 청구항 1의 발명에 관련된 공작기계용 제어장치는, 작업의 가공 프로그램을 1행씩 읽어 실행하는 축차해석 제어수단, 상기 가공 프로그램을 미리 일괄적으로 해독하고 미리 정해진 형식으로 변환하여 실행하는 사전해석 제어수단, 상기 가공 프로그램을 실행할 때의 보정량을 순차 산출하는 보정량 산출수단을 구비하고, 상기 보정량 산출수단에 의해 산출된 보정량에 근거하여, 상기 가공 프로그램을 실행하고, 공작기계의 동작을 제어하는 공작기계용 제어장치에 있어서, 상기 보정량의 변화량을 순차 산출하는 변화량 산출수단, 상기 사전해석 제어수단과 축차해석 제어수단을 상호 전환하는 모드 전환수단을 구비하고, 상기 모드 전환수단이 상기 변화량이 미리 정해진 소정의 범위 내일 경우에 상기 사전해석 제어수단을 작동시키고, 상기 변화량이 상기 범위 밖일 경우에 상기 축차해석 제어수단을 작동시키도록 구성되어, 상기 사전해석 제어수단은 상기 변화량이 소정 범위 내의 보정량에 근거하여 상기 변환을 행하고, 사전해석 제어수단이 진행되는 동안 재변환을 행하지 않도록 구성됨으로써 상술한 과제를 해결하는 것이다.
또한, 본 청구항 2에 관련된 발명은, 청구항 1에 관련된 공작기계용 제어장치에 있어서, 상기 보정량 산출수단은 공작기계의 열변위에 따른 열변위 보정량을 산출함으로써 상술한 과제를 더욱 해결하는 것이다.
또한, 본 청구항 3에 관련된 발명은, 청구항 1 또는 청구항 2에 관련된 공작기계용 제어장치에 있어서, 상기 모드 전환수단은 사전해석 제어수단과 축차해석 제어수단을 1가공 사이클 개시시에 전환하도록 구성됨으로써, 상술한 과제를 더욱 해결하는 것이다.
또한, 본 청구항 4에 관련된 발명은, 청구항 1 내지 청구항 3의 어느 한 항에 관련된 공작기계용 제어장치에 있어서, 상기 모드 전환수단은 상기 축차해석 제어수단에서 사전해석 제어수단으로 전환한 후, 미리 정해진 소정 시간 내에, 상기 사전해석 제어수단에서 축차해석 제어수단으로 전환된 경우에, 축차해석 제어수단을 미리 정해진 소정의 축차해석 실행시간 계속하여 작동하게 하는 축차해석 계속작동수단을 구비함으로써, 상술한 과제를 더욱 해결하는 것이다.
본 발명의 청구항 1에 관련된 공작기계용 제어장치는 미리 보정량의 포화값을 계측하거나 연산하지 않고, 보정량의 변화량에 따라 사전해석 제어수단과 축차해석 제어수단을 전환하여 작동시킴으로써, 작업의 가공 정밀도를 향상시킬 수 있으며, 사전해석 제어수단이 진행되는 동안 가공 프로그램의 재변환을 행하지 않음으로써, 사전해석 제어수단에 의한 작업의 가공 시간 단축을 도모할 수 있다.
또한, 본 청구항 2에 관련된 공작기계용 제어장치는 청구항 1에 관련된 공작기계용 제어장치가 이루는 효과에 부가하여, 상기 보정량 산출수단이 공작기계의 열변위에 따른 열변위 보정량을 산출하기 때문에, 미리 포화 열변위량의 계측이나 연산을 실행하지 않고, 용이하게 열변위량을 보정하여 공작기계의 동작을 제어하여 고정밀도로 작업을 가공할 수 있다.
또한, 본 청구항 3에 관련된 공작기계용 제어장치는 청구항 1 또는 청구항 2에 관련된 공작기계용 제어장치가 이루는 효과에 부가하여, 상기 모드 전환수단이 사전해석 제어수단과 축차해석 제어수단을 1가공 사이클의 개시시에 전환하도록 구성되어 있기 때문에, 고속 및 고정밀도로 공작기계를 제어하여 작업을 고정밀도로 가공할 수 있다.
또한, 본 청구항 4에 관련된 공작기계용 제어장치는 청구항 1 내지 청구항 3의 어느 한 항에 관련된 공작기계용 제어장치가 이루는 효과에 부가하여, 상기 축차해석 제어수단과 사전해석 제어수단의 전환이 빈번하게 발생하고, 사전해석 제어수단에 의한 가공 프로그램의 변환이 빈번하게 발생하는 것을 방지하여, 가공 시간을 더욱 단축할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 관련된 공작기계용 제어장치의 구성을 도시한 블록도.
도 2는 공작기계의 가공 프로그램 및 해석모드를 시간축을 따라서 도시한 테이블.
도 3은 본 발명의 실시예에 관련된 공작기계용 제어장치의 제어 흐름을 도시한 플로우 차트.
도 4는 본 발명의 실시예에 관련된 공작기계용 제어장치의 제어 흐름을 도시한 플로우 차트.
도 5는 열변위량, 작업 척도 및 보정값의 시간 변화 그래프와 해석모드의 타이밍 차트.
이하, 본 발명의 일실시예에 관한 공작기계용 제어장치(100)를 설명한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 관한 공작기계용 제어장치(100)는 축차해석 제어부(110), 사전해석 제어부(120), 보정량 산출부(130), 변화량 산출부(140), 모드 전환부(150)를 구비하고, 공작기계(M)를 제어한다. 공작기계(M)는 예를 들면, 복수의 작업을 연속하여 가공하는 공작기계, 예를 들면 봉재를 가공하는 자동선반 등을 상정할 수 있고, 주축(M1), 주축 Z축 모터(M2), Z축 볼 나사(M3), 가공공구(M4), 공구대(M5), X축 볼 나사(M6) 및 공구대 X축 모터(M7)를 구비한다.
공작기계용 제어장치(100)는 미리 기억된 가공 프로그램에 근거하여, 주축 Z축 모터(M2)를 회전 제어하고, 주축(M1)을 Z축 볼 나사(M3)를 따라 Z축 방향으로 이동시킴과 동시에, 공구대 X축 모터(M7)를 회전 제어하고, 공구대(M5)를 X축 볼 나사(M6)를 따라 X축 방향으로 이동시킴으로써, 공작기계(M)는 작업(W)을 가공할 수 있다.
일반적으로 상기 공작기계(M)에 의한 작업(W)의 가공시에는 각 모터의 회전이나 볼 나사의 마찰 등에 의해 열이 발생하고, 이 열에 기인하는 볼 나사의 늘어남 등에 의해 가공 오차(열변위)가 발생한다. 이에 대해서, 본 공작기계용 제어장치(100)는 상기 보정량 산출부(130)에 의해서, 상기 변위(열변위)를 보정하는 열변위 보정량을 보정값으로서 산출하고, 상기 변화량 산출부(140)에 의해서 보정값(보정량)의 변화량을 산출하도록 구성되어 있다.
본 실시형태에 있어서 보정량 산출부(130)는 도 2에 도시된 바와 같이, 작업(W)의 가공 사이클과는 관계없이 일정 주기로 보정값을 순차 산출하고, 이 보정값이 레지스터(미도시) 등의 메모리에 저장된다. 상기 보정값은 공작기계 측의 온도나 열변위량 등에 근거하여 산출된다. 또한, 상기 보정값의 산출 방법 등은 공지이므로 상세한 설명은 생략한다.
상기 변화량 산출부(140)는 도 3에 도시된 바와 같이, 보정량 산출부(130)에서 보정값이 산출되었는지 여부를 판정하고(스텝 S101), 보정값이 산출된 경우에는 보정값을 취득하고(스텝 S102), 취득한 보정값에 근거하여 변화량을 산출한다(스텝 S103). 변화량은 시간적으로 연속하여 산출된 보정량끼리의 등급이나 이동 평균 등에 의해 산출할 수 있다.
다음에, 상기 변화량이 소정의 범위 내인지 여부를 판정하고(스텝 S104), 변화량이 소정의 임계값(범위) 내로 수용되는 경우 사전해석 플래그를 세팅한다(스텝 S105). 스텝 S104에 있어서, 변화량이 소정의 범위 내에 수용되지 않는(임계값 외) 경우에는 사전해석 플래그가 세팅되었는지 여부를 판정하고(스텝 S106), 사전해석 플래그가 세팅되지 않은 경우에는 플로우를 리턴하고, 사전해석 플래그가 세팅된 경우에는 사전해석 플래그를 리셋하여 플로우를 리턴한다.
상술한 바와 같은 보정값에 따라서, 보정값의 변화량이 순차 산출되고, 변화량에 따라서 사전해석 플래그의 세팅과 리셋이 행해진다. 그리고, 상기 보정값이 작업(W)의 가공 사이클과는 관계없이 출력되기 때문에, 사전해석 플래그도 작업(W)의 가공 사이클과는 관계없이 세팅 또는 리셋된다.
상기 공작기계용 제어장치(100)는 상기 축차해석 제어부(축차해석 제어수단)(110)에 의해서 가공 프로그램을 1행씩 읽어 실행하고, 상기 각 모터를 제어하는 축차해석 모드와 사전해석 제어부(사전해석 제어수단)(120)에 의해서 가공 프로그램을 미리 일괄적으로 해독하고 미리 정해진 형식으로 변환하고, 변환된 프로그램에 의해 상기 각 모터를 제어하는 사전해석 모드를 구비한다. 상기 축차해석 모드와 사전해석 모드는 상기 모드 전환부(150)에 의해서 전환되어 택일적으로 설정되고, 상기 공작기계용 제어장치(100)는 축차해석 모드와 사전해석 모드 중의 어느 하나에 의해 작업(W)의 가공을 제어한다.
모드 전환부(150)는 도 4에 도시한 바와 같이, 스텝 S210에서 세팅되고, 스텝 S207에서 오프되는 축차해석 계속플래그가 세팅되어 있는지 여부를 판정하고(스텝 S201), 축차해석 계속플래그가 세팅되지 않은 경우에는 상기 사전해석 플래그가 세팅되어 있는지 여부를 판정한다(스텝 S202).
사전해석 플래그가 세팅된 경우에는 축차해석 모드가 설정되어 있는지 여부를 판정하고(스텝 S203), 축차해석 모드가 설정된 경우에는 사전해석 제어부(120)로 사전해석을 실행시켜 사전해석의 연산을 행하고(스텝 S204), 사전해석 모드로 설정한다(스텝 S205). 축차해석 모드가 설정되지 않은 경우에는 직접 스텝 S205를 실행하고, 사전해석의 재연산을 하지 않고 사전해석 모드 설정을 계속한다.
한편, 스텝 S202에 있어서, 사전해석 플래그가 세팅되지 않은 경우에는 사전해석 모드가 설정되어 있는지 여부를 판정하고(스텝 S208), 사전해석 모드가 설정된 경우에는 사전해석 모드가 일정 시간 계속해서 설정되어 있는지 여부를 판정한다(스텝 S209).
사전해석 모드가 일정 시간 계속해서 설정되어 있는 경우에는, 축차해석 모드를 설정하고(스텝 S211), 사전해석 모드가 일정 시간 계속해서 설정되지 않은 경우에는 상기 축차해석 계속플래그를 세팅하고(스텝 S210), 스텝 S211에서 축차해석 모드를 설정한다. 스텝 S208에 있어서, 사전해석 모드가 설정되지 않은 경우에도 스텝 S211에서 축차해석 모드를 설정하고 축차해석 모드를 계속한다.
스텝 S201에 있어서, 축차해석 계속플래그가 세팅된 경우에는 축차해석 모드가 일정 시간 계속해서 설정되어 있는지 여부를 판정한다(스텝 S206). 축차해석 모드가 일정 시간 계속해서 설정되어 있다고 판정된 경우에는 축차해석 모드를 계속하는 상기 축차해석 계속플래그를 리셋하고(스텝 S207), 스텝 S202를 실행한다. 스텝 S206에서 축차해석 모드가 일정 시간 계속해서 실행되지 않는다고 판정된 경우에는 스텝 S211을 실행한다. 모드 전환부(150)는 공작기계(M)에 의한 작업(W)의 가공 동작이 종료하기까지 작업(W)의 가공 1사이클의 종료마다 스텝 S201 내지 S211을 반복하여 실행한다.
상기 모드 전환부(150)의 작동에 의해서, 공작기계용 제어장치(100)는 작업(W)의 가공 1사이클 종료시에, 상기 변화량 산출부(140)에 의해서 사전해석 플래그가 세팅되어 있는 경우에 사전해석 모드가 설정되고, 사전해석 플래그가 세팅되지 않은 경우에 축차해석 모드가 설정된다.
단, 사전해석 모드가 미리 정해진 일정 시간이 경과하기 전에 축차해석 모드로 전환되면, 전환된 축차해석 모드는 사전해석 플래그의 세팅과는 관계없이, 미리 정해진 소정의 축차해석 실행시간 계속하여 설정된다. 스텝 S201, S206, S207에 의해서, 축차해석 모드를 상기 축차해석 실행시간 계속하여 작동시키는 축차해석 계속작동수단이 기능한다.
공작기계용 제어장치(100)에 축차해석 모드가 설정되어 있는 경우, 상기 축차해석 제어부(110)가 작업(W)의 가공 1사이클 개시시의 보정값(예를 들면 도 2의 보정값 A)에 근거하여 보정하면서, 가공 프로그램을 1행씩 실행함으로써 열변위가 보정되고, 공작기계(M)는 작업(W)을 고정밀도로 가공할 수 있다.
공작기계용 제어장치(100)에 사전해석 모드가 설정되어 있는 경우, 상기 사전해석 제어부(120)에 의해 변환되는 프로그램에 의해, 공작기계(M)는 공작기계용 제어장치(100)에 축차해석 모드가 설정되어 있는 경우와 비교하여, 작업(W)을 고속으로 가공할 수 있다. 사전해석 제어부(120)에 의한 가공 프로그램의 변환 연산을 보정값의 변화량이 상기 수치 내의 최신 보정값(예를 들면 도 2의 보정값 F)에 근거하여 실행함으로써, 사전해석 모드에서 열변위가 보정되고, 작업(W)의 가공도 고정밀도로 유지된다. 또한, 사전해석 제어부(120)에 의한 가공 프로그램의 변환 연산시에 이용하는 보정값은 상기 변화량이 상기 임계값 내의 보정값이라면, 상기 최신 보정값 외에, 상기 변화량이 상기 임계값 내의 최초 보정값(예를 들면 도 2의 보정값 C)이나, 변화량이 임계값 내의 각 보정값의 평균값 등을 사용하는 것도 고려할 수 있다.
단, 사전해석 모드가 계속해서 설정되는 경우, 공작기계용 제어장치(100)는 일단 사전해석 제어부(120)에 의해 변환된 프로그램을 계속적으로 사용하여 제어하기 때문에, 도 5(a)에 도시된 바와 같이, 사전해석 제어부(120)에 의한 가공 프로그램의 변환 연산에 적용한 보정값에 대해서, 열변위량의 변화가 증대하고, 순차 산출되는 보정값의 변화량이 상기 임계값에서 벗어나면, 작업(W)의 가공 정밀도가 저하되고, 가공 오차가 증대한다.
이에 대해서, 보정량 산출부(130)에 의한 보정값의 산출, 변화량 산출부(140)에 의한 변화량의 산출, 사전해석 플래그의 세팅 및 리셋이 사전해석 모드로 설정된 후에도 계속적으로 실행되어, 공작기계용 제어장치(100)는 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 일단 보정값의 변화량이 임계값 내에 있고, 사전해석 모드가 설정된 후에도, 보정값의 변화량이 임계값 내에서 벗어나면 축차해석 모드로 다시 설정되어, 현시점에서의 보정값에 근거하는 축차해석 모드에 의해서 열변위량을 추종시켜, 작업(W)의 가공 정밀도를 향상시킬 수 있다.
이로써 공작기계(M)에 의한 작업의 가공을 고정밀도로 유지할 수 있고, 따라서 미리 포화 열변위량을 계측하거나 연산하지 않고, 공작기계용 제어장치(100)에 사전해석 모드를 설정하여, 사전해석에 의해서 작업(W)의 가공 처리 속도를 향상시킬 수 있음과 동시에, 사전해석 모드로 설정한 후, 필요에 따라서 축차해석 모드로 재설정함으로써 작업(W)의 가공 정밀도를 유지할 수 있다. 이 때문에 상기 임계값는 작업의 설계 치수에 대해서, 가공 오차가 허용되는 범위의 값으로 설정된다.
사전해석 모드에 의해서 작업(W)을 가공할 경우, 축차해석 모드에 의해서 작업(W)을 가공할 경우와 비교하여 작업(W)의 1가공 사이클 당 소정의 비율로 처리 속도가 향상하기 때문에, 축차해석 모드에서의 1가공 사이클의 사이클 타임을 t, 향상하는 비율을 α%라고 하면, 사전해석 모드에서 작업(W)을 가공함으로써 1가공 사이클 당 α·t/100 처리 시간을 단축할 수 있다. 예를 들면 작업(W)의 1가공 사이클 당 5%로 처리 속도가 향상할 경우에는, 1가공 사이클 당 0.05t 처리 시간을 단축할 수 있다.
한편, 사전해석 모드에서 작업(W)을 가공할 경우, 가공 전에 사전해석 제어부(120)에 의한 상기 사전해석의 연산을 실행할 필요가 있다. 이 때문에 연산시간을 T로 하면, 축차해석 모드로부터 사전해석 모드로 일단 전환한 후, 「T/단축시간」(사이클), 사전해석 모드에서 가공함으로써, 연산시간(T)을 상쇄할 수 있고, 「T/단축시간」 사이클 이상의 회수, 즉 「t·T/단축시간」이상의 시간, 사전해석 모드에서 가공함으로써, 가공시간 전체를 단축할 수 있다. 예를 들면 단축 시간이 상기와 같이 0.05t일 경우, 「t·T/0.05t=T/0.05 시간」이상의 시간, 사전해석 모드에서 가공함으로써, 가공시간 전체를 단축할 수 있다.
단, 축차해석 모드에서 사전해석 모드로 전환한 후, 「t·T/단축시간」이내에, 다시 사전해석 모드에서 축차해석 모드로 전환하면, 사전해석 모드로 전환할 때의 연산시간(T)을 상쇄할 수 없고, 이후 축차해석 모드를 유지하면, 전체 가공 시간은 오히려 길어진다.
「t·T/단축시간」이내에, 사전해석 모드로부터 축차해석 모드로 전환되는 상태는 열변위가 안정되지 않기 때문에 발생한다고 여겨지기 때문에, 상기 모드 전환부(150)는 상기 스텝 S209에서의 일정 시간을 「t·T/단축시간(예를 들면 T/0.05시간)」로 하고, 상기 축차해석 계속작동수단에 의해서, 「t·T/단축시간」이내에, 사전해석 모드로부터 축차해석 모드로 전환된 경우에는 사전해석 플래그의 온, 오프와는 관계없이, 상기 축차해석 실행시간만큼 계속해서 축차해석 모드를 실행하도록 구성된다.
이로써 축차해석 모드와 사전해석 모드의 전환이 빈번하게 발생하는 것을 방지하고, 가공 시간의 증가를 규제한다. 축차해석 실행시간은 열변위가 안정된다고 생각되는 시간이면 되고, 예를 들면, t·T/단축시간의 2배 정도로 설정할 수 있다.
100 ; 공작기계용 제어장치
110 ; 축차해석 제어부
120 ; 사전해석 제어부
130 ; 보정량 산출부
140 ; 변화량 산출부
150 ; 모드 전환부
M ; 공작기계
M1 ; 주축
M2 ; 주축 Z축 모터
M3 ; Z축 볼 나사
M4 ; 가공공구
M5 ; 공구대
M6 ; X축 볼 나사
M7 ; 공구대 X축 모터
W ; 작업

Claims (4)

  1. 작업의 가공 프로그램을 1행씩 읽어 실행하는 축차해석 제어수단, 상기 가공 프로그램을 미리 일괄적으로 해독하고 미리 정해진 형식으로 변환하여 실행하는 사전해석 제어수단, 상기 가공 프로그램을 실행할 때의 보정량을 순차 산출하는 보정량 산출수단을 구비하고, 상기 보정량 산출수단에 의해서 산출된 보정량에 근거하여, 상기 가공 프로그램을 실행하고, 공작기계의 동작을 제어하는 공작기계용 제어장치에 있어서,
    상기 보정량의 변화량을 순차 산출하는 변화량 산출수단, 상기 사전해석 제어수단과 축차해석 제어수단을 상호 전환하는 모드 전환수단을 구비하고, 상기 모드 전환수단은 상기 변화량이 미리 정해진 소정의 범위 내일 경우에 상기 사전해석 제어수단을 작동시키고, 상기 변화량이 상기 범위 밖일 경우에 상기 축차해석 제어수단을 작동하도록 구성되고, 상기 사전해석 제어수단은, 상기 변화량이 소정 범위 내가 되는 보정량에 근거하여 상기 변환을 실행하고, 사전해석 제어수단이 진행되는 동안, 재변환을 실행하지 않도록 구성되는 것을 특징으로 하는 공작기계용 제어장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 보정량 산출수단은, 공작기계의 열변위에 따른 열변위 보정량을 산출하는 공작기계용 제어장치.
  3. 제 1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 모드 전환수단은, 사전해석 제어수단과 축차해석 제어수단을 1가공 사이클 개시시에 전환하도록 구성된 것을 특징으로 하는 공작기계용 제어장치.
  4. 제 1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 모드 전환수단은 상기 축차해석 제어수단에서 사전해석 제어수단으로 전환된 후, 미리 정해진 소정 시간 내에, 상기 사전해석 제어수단에서 축차해석 제어수단으로 전환된 경우에, 축차해석 제어수단을 미리 정해진 소정의 축차해석 실행시간 계속하여 작동시키는 축차해석 계속작동수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 공작기계용 제어장치.
KR1020147000656A 2011-07-27 2012-07-12 공작기계용 제어장치 KR101528295B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011164370A JP5749596B2 (ja) 2011-07-27 2011-07-27 工作機械用制御装置
JPJP-P-2011-164370 2011-07-27
PCT/JP2012/067777 WO2013015124A1 (ja) 2011-07-27 2012-07-12 工作機械用制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140045975A KR20140045975A (ko) 2014-04-17
KR101528295B1 true KR101528295B1 (ko) 2015-06-15

Family

ID=47600976

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020147000656A KR101528295B1 (ko) 2011-07-27 2012-07-12 공작기계용 제어장치

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9360856B2 (ko)
EP (1) EP2737973A4 (ko)
JP (1) JP5749596B2 (ko)
KR (1) KR101528295B1 (ko)
CN (1) CN103930240B (ko)
TW (1) TWI574135B (ko)
WO (1) WO2013015124A1 (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014038002A1 (ja) * 2012-09-04 2014-03-13 三菱電機株式会社 数値制御装置
JP6107210B2 (ja) * 2013-02-20 2017-04-05 日本精工株式会社 ねじ部の加工方法及び加工装置
JP5800884B2 (ja) * 2013-11-19 2015-10-28 ファナック株式会社 面取り加工を行う工作機械および面取り加工方法
CN104122839B (zh) * 2014-07-11 2017-01-25 北京工业大学 一种求解由地基变形引起的机床加工误差的方法
TWI554856B (zh) 2015-10-30 2016-10-21 財團法人工業技術研究院 加工程式轉換裝置及方法
JP6561003B2 (ja) * 2016-03-18 2019-08-14 オークマ株式会社 工作機械の熱変位補正方法、工作機械
JP6743238B1 (ja) * 2019-04-23 2020-08-19 Dmg森精機株式会社 工作機械における変動量推定装置、及び補正量算出装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10143217A (ja) * 1996-11-11 1998-05-29 Brother Ind Ltd 工作機械の制御装置
JP2002341912A (ja) * 2001-05-16 2002-11-29 Citizen Watch Co Ltd 数値制御装置、数値制御プログラムの実行方法及びそのプログラム

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4203994A1 (de) 1992-02-12 1993-08-19 Hermle Berthold Maschf Ag Werkzeugmaschine mit einer automatischen waermedehnungs-kompensationseinrichtung
JPH0775937A (ja) * 1993-09-07 1995-03-20 Sodick Co Ltd 工作機械及びその制御方法
JP2000330617A (ja) 1999-05-17 2000-11-30 Toshiba Mach Co Ltd 数値制御装置および数値制御装置の送り制御処理方法
JP4443891B2 (ja) * 2003-10-23 2010-03-31 住友重機械工業株式会社 ステージ装置
JP4299761B2 (ja) * 2004-10-22 2009-07-22 ヤマザキマザック株式会社 工作機械の熱変位補正方法及び熱変位補正装置
DE102005008500B3 (de) 2005-02-24 2006-08-10 Siemens Ag Verfahren zur Steuerung einer Werkzeugmaschine, Produktionsmaschine und/oder eines Roboters
JP4760091B2 (ja) * 2005-03-30 2011-08-31 ブラザー工業株式会社 工作機械及び工作機械の変位補正方法
US7315765B1 (en) * 2005-07-29 2008-01-01 Advanced Micro Devices, Inc. Automated control thread determination based upon post-process consideration
CN100401218C (zh) * 2005-12-13 2008-07-09 天津大学 基于两级dsp的并联装备开放式运动控制卡及控制方法
CN1868666A (zh) * 2006-06-28 2006-11-29 四川长征机床集团有限公司 数控机床主传动系统的热变形补偿方法
US9069345B2 (en) * 2009-01-23 2015-06-30 Mks Instruments, Inc. Controlling a manufacturing process with a multivariate model
WO2010140390A1 (ja) * 2009-06-03 2010-12-09 三菱電機株式会社 数値制御装置および生産システム
TWI409601B (zh) * 2009-11-06 2013-09-21 Syntec Inc 數值控制裝置、系統及其轉角運動控制方法
CN101804581A (zh) * 2010-03-23 2010-08-18 四川普什宁江机床有限公司 一种机床热变形自动补偿的实现方法
US8845247B2 (en) * 2011-06-28 2014-09-30 Buffalo Machinery Company Limited Thermal compensation system for a milling machine
JP5462296B2 (ja) * 2012-02-13 2014-04-02 ファナック株式会社 工作機械の暖機運転制御装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10143217A (ja) * 1996-11-11 1998-05-29 Brother Ind Ltd 工作機械の制御装置
JP2002341912A (ja) * 2001-05-16 2002-11-29 Citizen Watch Co Ltd 数値制御装置、数値制御プログラムの実行方法及びそのプログラム

Also Published As

Publication number Publication date
EP2737973A4 (en) 2016-04-27
US20140156056A1 (en) 2014-06-05
JP5749596B2 (ja) 2015-07-15
WO2013015124A1 (ja) 2013-01-31
JP2013027946A (ja) 2013-02-07
TWI574135B (zh) 2017-03-11
KR20140045975A (ko) 2014-04-17
TW201314394A (zh) 2013-04-01
CN103930240B (zh) 2016-03-02
EP2737973A1 (en) 2014-06-04
US9360856B2 (en) 2016-06-07
CN103930240A (zh) 2014-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101528295B1 (ko) 공작기계용 제어장치
JP5502912B2 (ja) 工作機械の熱変位補正装置
JP6267041B2 (ja) 工作機械の熱変位補正装置
JP4917665B1 (ja) 工作機械の熱変位補正方法及び熱変位補正装置
JP6285297B2 (ja) 工作機械の制御装置
CN106346304B (zh) 机床的热位移修正装置
JP5837148B1 (ja) 工作機械の熱変位補正装置
JP2014054700A (ja) 工作機械の熱変位補正装置
JP2016140924A (ja) 工作機械の熱変位補正装置
JPH0985581A (ja) 工作機械の熱変位補正方法
JPH07186003A (ja) Nc工作機械の変位補正装置
JP2010211467A (ja) 可動部重量を推定する機能を有する工作機械を制御する数値制御装置
JP2006155351A (ja) 制御装置
JP2007219812A (ja) サーボモータの制御装置
CN110187670B (zh) 数值控制装置
JP2005313280A (ja) 数値制御装置
WO2004069459A1 (ja) ネジ切り制御方法及びその装置
KR20150041328A (ko) 공작기계의 열변위 보정 파라메터 자동 변환 장치 및 변환 방법
JP2006039807A (ja) 数値制御装置
TWI410766B (zh) 數值控制裝置
WO2016199591A1 (ja) 加工機の制御装置および加工機の制御方法
JP2005202844A (ja) 数値制御装置
JP2006116654A (ja) Nc工作機械の熱変形補正方法及び熱変形補正装置
JP2004181540A (ja) 工作機械の熱変形誤差の補正方法
JP3120604B2 (ja) Nc工作機械の変位補正装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee