KR20010024894A - 수치제어장치의 핸들이송 제어방법 및 수치제어장치 - Google Patents

Abstract

수동핸들의 회전량에 따라 펄스신호를 발생하는 수동펄스발생기의 펄스신호에 따라 제어축을 제어하고 핸들이송을 할수있는 수치제어장치에서 제어축의 이동량, 목표위치, 이동범위의 적어도 하나를 설정기억하고 핸들이송시의 상기 제어축의 이동량 또는 위치가 설정기억된 이동량, 목표위치 또는 이동범위의 한계위치에 달하면 그 이상의 상기 수동펄스발생기의 펄스신호를 무효로하고, 핸들이송시의 상기 제어축의 이동량 또는 위치가 설정기억된 이동량, 목표위치 또는 이동범위를 초과하지 않도록 한다. 또 수동펄스발생기가 출력하는 펄스신호의 1보간주기당의 펄스수를 보간주기마다에 n(n는 2이상의 정수치)등분하고, 등분한 펄스수를 펄스신호 입력시의 보간주기 및 이로부터 연속하는(n-1)회의 보간주기에 분배해서 출력하고 핸들이송에 가감속 특성을 부여한다.

Description

수치제어장치의 핸들이송 제어방법 및 수치제어장치{METHOD FOR CONTROLLING FEEDING MOTION OF NUMERICAL CONTROLLED MACHINE AND NUMERICALLY CONTROLLED MACHINE}

일반적으로 수치제어장치는 절삭공구등의 이동을 하는 제어축을 수동조작으로 이동시키기 위한 수동펄스 발생기를 조작반에 갖고있다. 수동펄스발생기는 수동핸들의 회전량에 따라 펄스신호를 발생하고 수치제어장치는 수동펄스발생기가 출력하는 출력펄스 신호에 따라 제어축을 제어해서 핸들이송을 할수가 있다.

핸들이송에서는 수동펄스발생기의 1펄스출력마다에 소정량(예를 들면 0.001㎜)의 이송이동이 실시된다.

수치제어 장치에는, 핸들이송에 관해 배율선택 스위치(수동핸들 이송량 설정스위치)가 설치되어 있고 배율선택 스위치에 의해, 1펄스당의 이동량의 배율을 10배, 20배‥‥‥100배와 같이 변경할수가 있다.

공작기계의 오퍼레이터는 배율선택 스위치의 배율을 설정하고 수동펄스발생기의 수동핸들을 돌려서 절삭공구등의 이송량을 미조정하고, 목표좌표위치에 대해 위치결정등의 작업을 할수가 있다.

이 종류의 수동펄스 발생기를 구비한 수치제어장치는 일본국 특허청 공개특허공보(일본국 특개평 9-16263호, 특개평 8-339228호, 특개평 6-226586호)에 개시되어있다. 그러나, 종래의 수치제어장치에서는 수동펄스발생기의 수동핸들을 돌려서 절삭공구등을 일정한 위치에 정확하게 이동시키고자 했을때 조작반에 설치되어 있는 현재위치 카운터의 값이나 절삭공구의 실제의 위치등을 눈으로 확인하면서 수동펄스발생기의 핸들조작을 신중하게 할 필요가 있어 오퍼레이터로서는 번잡한 점이많다.

또, 절삭공구등을 빨리 이동시키려고 배율선택 스위치의 설정배율을 올리고, 수동펄스발생기의 수동핸들을 빨리 돌리면, 설정배율이 높은것과 단위시간당(보간주기=ITP)의 펄스수(이를 펄스속도라고 할때가 있다)가 많은것과 겯드려 극히 빠른 배증펄스속도가 되고 대단히 큰 서보모터 속도가 되어, 이송속도의 한계치인 조속이송속도를 초과하는 경우가 있다. 따라서 조속이송 속도를 초과해버리는 빠른 이송속도지령을 축제어 회로에 출력시키지 않기위해 배증펄스속도(펄스속도×설정배율)을 조속이송속도에 대응하는 조속이송 펄스속도(펄스수/보간주기)로 클램프하게 된다.

조속이송 펄스속도는 조속이송 속도를 보간주기당의 펄스속도로 변환해서 산출한 값이고 배증펄스속도가 조속이송속도를 초과해서 설정된 경우는 이송속도는 조속이송 펄스속도로 클램프되는 것이나, 제거된 속도분에 상당하는 펄스수 만큼, 실제로 수동펄스발생기의 수동핸들을 회전시킨량과 제어축의 실제의 이동량이 다르고 절삭공구등의 정확한 위치를 파악하기 힘들다는 문제가 있다.

또, 수동펄스발생기의 수동핸들을 급속하게 빠르게 돌린 경우나, 빠르게 돌리고 있던 상태에 급격히 핸들회전을 정지시킨 경우에는 제어축에는 제어축에 큰 가감속도가 가해져, 기계에 다대한 충격을 주게된다. 이 때문에 오퍼레이터는 기계에 쇼크를 주지않도록 수동펄스발생기의 핸들조작에는 충분한 주의가 필요하는등 번거로움이 많았다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해소하기위해 된것으로 수동펄스 발생기를 사용해서의 위치결정 즉, 핸들이송에 의한 위치결정을 번거로운 조작없이 간편, 간결을 하고 또, 핸들이송에서의 이송속도제어에 관한 가감속처리를 정확하게 하고, 수동펄스발생기의 수동핸들을 급격하게 빨리돌려도 또는 빠르게 돌리고 있던 상태에서 급격히 핸들회전을 정지시켜도 기계에 큰 쇼크를 주지않도록 개선된 수치제어장치의 핸들이송 제어방법 및 그 핸들이송 제어방법을 실시시에 사용하는 수치제어장치를 제공하는 것을 목적으로 하고있다.

[발명의 개시]

본 발명은, 수동핸들의 회전량에 따라 펄스신호를 발생하는 수동펄스 발생기의 펄스신호에 따라 제어축을 제어하고 핸들이송을 할수있는 수치제어장치의 핸들이송 제어방법에서 상기 제어축의 이동량 목표위치, 이동범위의 적어도 하나를 설정기억하고 핸들이송시의 상기 제어축의 이동량 또는 위치를 감시하고 핸들이송시의 상기 제어축의 이동량 또는 위치가 설정기억된 이동량, 목표위치 또는 이동범위의 한계위치에 달하면, 그 이상의 상기 수동펄스 발생기의 펄스신호를 무효로하고 핸들이송시의 상기 제어축의 이동량 또는 위치가 설정기억된 이동량, 목표위치 또는 이동범위를 초과하지 않도록 하는 수치제어장치의 핸들이송 제어방법을 제공할수가 있다.

따라서, 핸들이송시의 제어축의 이동량 또는 위치가 설정기억된 이동량, 목표위치 또는 이동범위의 한계위치에 달하면, 그 이상의 수동펄스발생기의 펄스신호는 무효가 되고 그 이상에 핸들이송이 실시되어도 제어축은 이동하지 않고, 제어축의 이동량 또는 위치가 설정기억된 이동량, 목표위치 또는 이동범위를 초과하는 일이 없다.

또, 본 발명은, 핸들이송시의 상기 제어축의 이동량 또는 위치가 설정기억된 이동량 목표위치 또는 이동범위의 한계위치에 달한 상태하에서 핸들이송이 실시된 경우에는 표시장치상에 클램프중인것을 표시를 하는 수치제어장치의 핸들이송 제어방법을 제공할수가 있다.

따라서 핸들이송시의 제어축의 이동량 또는 위치가 설정기억된 이동량, 목표위치 또는 이동범위의 한계위치에 도달한 상태하에서 핸들이송이 실시되면, 표시장치상에 클램프중인 것을 표시하고, 오퍼레이터에 통지할수가 있다.

또 본 발명은 수동펄스발생기가 출력하는 펄스신호의 단위시간당의 펄스수인 펄스속도가 미리 규정된 조속이송펄스를 초과하면, 축제어의 실효펄스속도를 조속이송펄스에 클램프하고 속도클램프함으로써 생기는 이동부족분의 총량을 기억하고, 기억한 이동부족분의 총량분만큼 이동가능하게 한 수치제어장치의 핸들이송 제어방법을 제공할수가 있다.

따라서, 속도클램프가 생기고 이로인해, 이동부족이 발생하면 그외 총량을 기억하고 기억한 이동부족분의 총량분만큼 후에 이동가능하게 된다.

또, 본 발명은 수동핸들의 회전량에 따라 펄스신호를 발생하는 수동펄스발생기의 펄스신호에 따라 제어축을 제어하고 핸들이송을 할수가 있는 수치제어장치에서, 상기 제어축의 이동량, 목표위치, 이동범위가 적어도 하나를 설정기억하는 기억수단과 핸들이송시의 상기 제어축의 이동량 또는 위치를 감시하고 핸들이송시의 상기 제어축의 이동량 또는 위치가 설정기억된 이동량, 목표위치 또는 이동범위의 한계위치에 달하면, 그 이상의 상기 수동펄스발생기의 펄스신호를 무효로하고 핸들이송시의 상기 제어축의 이동량 또는 위치가 상기 기억수단에 설정기억된 이동량, 목표위치 또는 이동범위를 초과하지 않도록 하는 이동량 계산수단을 갖고 있는 수치제어장치를 제공할수가 있다.

따라서, 핸들이송시의 제어축의 이동량 또는 위치가 기억수단에 설정기억된 이동량, 목표위치 또는 이동범위의 한계위치에 달하면, 이동량 계산수단이 그 이상의 수동펄스 발생기의 펄스신호를 무효로 하고, 그 이상 핸들이송이 실시되어도 제어축이 이동하지 않고 제어축의 이동량 또는 위치가 설정기억된 이동량, 목표위치 또는 이동범위를 초과하는 일은 없다.

또, 본 발명은, 핸들이송시의 상기 제어축의 이동량 또는 위치가 상기 기억수단에 설정기억된 이동량, 목표위치 또는 이동범위의 한계위치에 도달한 상태하에서 핸들이송이된 경우에는 표시장치상에 클램프중인 것을 표시하고 수치제어장치를 제공할수가 있다.

따라서 핸들이송시의 제어축의 이동량 또는 위치가 설정기억된 이동량, 목표위치 또는 이동범위의 한계위치에 달한 상태하에서 핸들이송이 시행되면, 표시장치상에 클램프중인 것을 표시하는 표시가 되고 오퍼레이터에 알릴수가 있다.

또, 본 발명은, 상기 이동량 계산수단이 상기 수동펄스발생기가 출력하는 펄스신호의 단위시간당의 펄스수인 펄스속도가 미리 규정된 조속이송펄스를 초과하면 축제어의 실효펄스속도를 조속이송 펄스에 클램프하고 속도클램프 한것으로 생기는 이동부족분의 총량을 기억수단에 기록, 상기 기억수단에 기억되어 있는 이동부족분의 총량분 만큼 이동가능하게한 수치제어장치를 제공할수가 있다.

따라서, 속도클램프가 생기고 이로인해 이동부족이 발생하면 그의 총량을 기억수단에 기억하고 기억수단에 기억한 이동부족분의 총량분만 후에 이동가능하게 된다.

또, 본 발명은, 수동핸들의 회전량에 따라 펄스신호를 발생하는 수동펄스발생기의 펄스신호에 따라 제어축을 제어하고 핸들이송을 할수있는 수치제어장치의 핸들이송 제어방법에서, 상기 수동펄스발생기가 출력하는 펄스신호의 한보간주기당의 펄스수를 보간주기마다에 n(n는 2이상의 정수치)등분하고, 등분한 펄스수를 펄스신호 입력시의 보간주기 및 여기서 연속되는 (n-1)회의 보간주기에 분배해서 출력하고 핸들이송에 가감속특성을 부여하는 수치제어장치의 핸들이송 제어방법을 제공할수가 있다.

따라서, 수동펄스발생기가 출력하는 펄스신호의 1보간주기당의 펄스수를 보간주기마다에 n등분하고 등분한 펄스수를 펄스신호 입력시의 보간주기 및 이로부터 연속하는(n-1)회의 보간주기에 분배해서 출력함으로써 핸들이송에 가감속특성을 부여할수가 있다.

또, 본 발명은, 1보간 주기당의 펄스수의 n등분에의해 생기는 단수 m(m는 n미만의 정수치)를 n회중의 m회의 보간주기로 분배해서 출력하는 수치제어장치의 핸들이송 제어방법을 제공할수가 있다.

따라서, 1보간주기당의 펄스수의 n등분에 의해 단수 m가 생겨도, 핸들이송에 가감속 특성을 부여할수가 있다.

또, 본 발명은, 펄스수의 분할수 n의 값을 오퍼레이터가 임의로 가변설정 가능한 수치제어장치의 핸들이송 제어방법을 제공할수가 있다.

따라서, 펄스수의 분할수 n의 값을 오퍼레이터가 공작기계에 따라 임의로 가변설정할수있다.

또, 본 발명은, 펄스수의 분할수 n의 값은 클램프펄스속도를 허용최대 가감속치로 나눈 값에서 구한 정수치인 수치제어장치의 핸들이송 제어방법을 제공할수가 있다.

따라서, 펄스수의 분할수 n의 값을 클램프 펄스속도를 허용최대 가감속치로 나눈값에서 구한 정수치에 디폴트치로서 설정할수가 있다.

본 발명은 수동펄스발생기(MGP)를 갖는 수치제어장치의 핸들이송 제어방법 및 수치제어장치에 관해 더욱 상세하게는 수동핸들의 회전량에 따라 펄스신호를 발생하는 수동펄스발생기의 출력펄스신호에 따라 제어축을 제어해서 핸들이송을 할수가 있는 수치제어장치의 핸들이송 제어방법 및 수치제어장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 수치제어장치의 하나의 실시의 형태를 표시하는 블록선도.

도 2는 본 발명에 의한 핸들이송 제어방법을 실시하는 수치제어장치의 요부(핸들이송계)의 한 실시의 형태를 표시하는 블록선도.

도 3은 본 발명에 의한 수치제어장치의 이동량 설정화면을 표시하는 표시화면도.

도 4는 본 발명에 의한 수치제어장치의 이동량 설정시의 이동량 계산처리순서를 표시하는 플로차트.

도 5는 본 발명에 의한 수치제어장치의 목표위치 설정화면을 표시하는 도면.

도 6은 본 발명에 의한 수치제어장치의 이동범위 설정화면을 표시하는 도면.

도 7은 본 발명에 의한 핸들이송 제어방법을 실시하는 수치제어장치의 요부(핸들이송계)의 다른 실시의 형태를 표시하는 블록선도.

도 8은 본 발명에 의한 수치제어장치의 이동범위 설정시의 이동량 계산처리 순서를 표시하는 플로차트.

도 9는 본 발명에 의한 수치제어장치의 이동부족량 표시화면을 표시하는 도면.

도 10은 본 발명에 의한 수치제어장치의 가감속제어의 분할수 설정화면을 표시하는 도면.

도 11은 본 발명에 의한 수치제어장치의 가감속제어의 이니시어라이즈 처리를 표시하는 플로차트.

도 12는 본 발명에 의한 수치제어장치의 가감속제어처리를 표시하는 플로차트.

도 13은 가감속제어처리에 의해 실시되는 입력펄스속도와 출력펄스속도와의 변환계산예를 표시하는 수치그래프.

도 14는 가감속제어처리에 의해 시행되는 입력펄스속도와 출력펄스속도의 관계를 표시하는 막대그래프.

도 15는 가감속 제어처리에 의해 실시되는 입력펄스속도와 출력펄스속도와의 변환계산의 다른예를 표시하는 수치그래프.

도 16은 가감속제어처리에 의해 시행되는 입력펄스속도와 출력펄스속도와의 관계를 표시하는 막대그래프.

도 17은 가감속제어처리에 의해 시행되는 입력펄스속도와 출력펄스속도와의 변환계산의 다른예를 표시하는 수치그래프.

도 18은 가감속제어처리에 의해 실시되는 입력펄스속도와 출력펄스속도와의 관계를 표시하는 막대그래프.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위해 첨부한 도면에 따라 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 수치제어장치(NC장치)를 표시하고 있다.

수치제어장치(100)는 컴퓨터식의 것이고 버스(10) 프로세서(CPU)(11), ROM(12), RAM(13), CMOS메모리(14), 외부기기 접속용 인터페이스(15), 수치제어 공작기계용 인터페이스(17), (18), (19) 축제어회로(20), 스핀들 제어회로(21), PMC(프로그래머블 머신 콘트롤러)(22) 및 I/O유니트(23)를 갖고있다.

ROM(12)에는 가공프로그램의 작성 및 편집을 위해 필요한 편집모드의 처리나 자동차 운전을 위한 처리를 실시하기 위한 각종 시스템 프로그램이 미리 기록되어 있고, 프로세서(11)는, ROM(12)에 저장된 시스템 프로그램을 버스(10)를 통해서 판독하고 이 시스템 프로그램에 따라 수치제어장치(100)를 전체적으로 제어한다.

RAM(13)은 일시적인 계산데이터나 표시데이터등을 저장하는 메모리이다. CMOS메모리(14)는 도시하지 않은 배터리로 백업되어 수치제어장치(100)의 전원이 오프되어도 기억상태가 유지되는 불휘발성 메로리로 구성되어 있다. CMOS메모리 (14)는 외부기기 접속용의 인터페이스(15)를 통해서 판독된 가공프로그램, 공구오프세트량, 파라미터나 맨머신 I/F유니트(30)를 통해서 입력되는 가공프로그램, 공구오프세트량, 파라미터등을 기억한다.

인터페이스(15)는, 수치제어장치(100)에 접속가능한 외부기기를 위한 인터페이스이고, 프로피카세트 디뎁터등의 외부기기(FCA)(16)가 접속된다. 외부기기(16)로부터는 가공프로그램, 공구오프세트량, 파라미터등이 판독되고 또, 수치제어장치 (100)내에서 편집된 가공프로그램, 공구오프세트량, 파라미터등을 외부기기(16)를 통해서 프로피카세트등에 기억시킬수가 있다.

PMC(22)는 수치제어장치(100)에 내장된 시퀸스콘트롤러이고, 수치제어 공작기계(110)의 보조장치, 예를 들면 클런트주축, 공구자동 교환장치(ATC)등의 액추에이터를 제어한다.

PMC(22)는 가공프로그램에서 지령된 M기능, S기능 및 T기능에 따라 이들을 보조장치측에서 필요한 신호로 변환하고 I/O유니트(23)로부터 수치제어 공작기계 (110)의 보조장기측으로 출력한다. 이 출력신호에 의해 각종 액추에이터등의 보조장치가 작동한다. 또 PMC(22)는 수치제어 공작기계(110)에 배치된 조작반의 각종 스위치등의 신호를 I/O유니트(23)를 통해서 수취하고, 필요한 처리를 해서 프로세서(11)로 인도한다.

수치제어 공작기계(110)의 각축의 현재위치, 얼람, 파라미터, 화상데이터등의 화상데이터가 맨ㆍ머신 I/F유니트(30)로 이송되고, 디스플레이(31)에 표시된다.

맨ㆍ머신 I/F유니트(30)는 수치제어 공작기계(110)의 조작반(50)에 설치되어 있고 CRT 액정디스플레이 등의 디스플레이(표시장치)(31), 키보드(32), 소프트웨어키(33)등을 구비한 수동데이터 입력장치이고 인터페이스(17)는 맨ㆍ머신 I/F유니트 (30)의 키보드(32), 소프트웨어키(33)로부터의 데이터를 받아서 프로세서 (11)에 인도한다.

키보드(32)는 데이터입력에 사용되는 조작키나, 황숀키등을 구비하고 있다. 소프트웨어키(33)는 오퍼레이터에 의한 화면선택에 맞추어 키의 의미가 변하고, 그 내용이 화면상에 표시된다.

인터페이스(18)는, 수치제어 공작기계(110)의 수동펄스발생기(34)에 접속되고 수동펄스발생기(34)로부터의 펄스신호를 받는다. 수동펄스발생기(34)는 수치제어 공작기계(110)의 조작반(50)에 실행되고 수치제어 공작기계(110)의 각축을 정밀하게 위치결정하기 위해 사용되는 것으로, 수동핸들(35)의 회전량에 따라 펄스신호를 발생하고 이 펄스신호에 따라 각축의 이동을 실시한다.

수치제어 공작기계(110)의 조작반(50)에는 배율선택 스위치(수동핸들 이송량 설정스위치)(36)가 설치되어 있다.

배율선택스위치(36)은 수동펄스발생기에 의한 핸들이송의 배율을 선택설정하는 것이고, 인터페이스(19)에 접속되어 있다. 인터페이스(19)는 배율선택스위치 (36)로부터의 배율설정신호를 프로세서(11)에 인도한다.

수치제어 공작기계(110)가 갖고있는 각 제어축의 서보모터(37)는 위치, 속도검출기(도시않음)를 내장하고 있고, 서보모터 내장의 위치, 속도검출기로부터의 위치, 속도피드백 신호는 서보앰프(38)를 통해서 축제어회로(20)에 피드백된다.

축제어회로(20)는 프로세서(11)로부터의 각 제어축의 이동지령과 피드백신호에 따라 위치, 속도의 제어를 하고 수치제어 공작기계(110)의 각축의 서보앰프(38)에 구동신호를 출력한다.

서보앰프(38)은, 이 지령을 받아서 수치제어 공작기계(110)의 각축의 서보모터(37)를 구동한다.

수치제어 공작기계(110)가 갖고있는 스핀들모터(41)에는 포지숀코더(도시않음)가 결합되어 있고 이포지숀코더가 주축(도시않음)의 회전에 동기해서 귀환펄스를 출력한다. 이 귀환펄스는 스핀들 제어회로에 귀환되고 스핀들 제어회로(21)는 프로세서(11)로부터 이송된 주축 회전속도지령과 귀환펄스에 의해 속도의 제어를 하고, 스핀들앰프(40)에 스핀들 속도신호를 출력한다. 스핀들앰프(40)는 이 스핀들 속도신호를 받어서 스핀들모터(41)를 지령된 회전속도로 회전시켜, 주축에 장착된 공구 또는 워크(도시않음)를 회전구동한다.

도 2는 본 발명에 의한 핸들이송 제어방법을 실시하는 수치제어장치의 요부(핸들이송계)를 표시하고 있다.

핸들이송계는 수동펄스발생기(34), 배율선택 스위치(36), 이동량 계산수단(60), 이동량 설정테이블(61), 잔거리카운터(62), 이동부조량 저장테이블 (63), 가감속 제어수단(64), 분할수 설정테이블(65), 축제어회로(26), 서보앰프 (38), 서보모터(39)로 구성된다.

이동량 계산수단(60), 가감속 제어수단(64)은 프로세서(11)가 시스템 프로그램을 실행함으로써 구형된다.

이동량 설정테이블(61), 이동부조량 저장테이블(63), 잔거리카운터(62)는 각각 RAM(13)에 할당되어 분할수 설정테이블(65)은 CMOS(14)에 할당된다.

이동량 계산수단(60)은 배율선택 스위치(36)에 의해 설정되는 배율과 수동펄스발생기(34)가 단위시간당에 발생하는 펄스수, 즉 보간주기(ITP)마다의 펄스수로부터 배증펄스 속도를 계산한다. 배율선택 스위치(36)을 100배에 설정하고 수동펄스발생기(34)의 수동핸들(35)을 회전시켜서 단위시간당(보간주기=ITP)에 100펄스 발생시켰다고 하면, 배증펄스속도는 이동량 계산수단(60)에서 10000(100×100)펄스속도, 즉 10000펄스/ITP로 계산된다.

다음, 이동량 계산수단(60)은 조속이송 펄스속도를 계산한다.

조속이송 펄스속도는 조속이송속도를 보간주기당의 펄스속도로 변환해서 산출한 값이므로 예를 들면 기계마다의 규정치인 조속이송속도를 10000㎜/min, 보간주기(ITP)를 8msec, 보간단위를 0.001㎜로하면 조속이송 펄스속도는(10000×8×10^-3)/(60×0.001)=1333펄스/ITP로 계산되고 이를 크랭크 펄스속도로 한다.

이동량 계산수단(60)은, 보간주기마다에 클램프 펄스속도와 배증펄스속도를 비교해서 배증펄스속도가 클램프 펄스속도와 같거나 그 이하이면 배증펄스속도를 가감속 제어수단(64)에 출력하고 이에대해 배증펄스속도가 클램프펄스속도를 초과하고 있으면, 클램프펄스속도를 가감속 제어수단(64)에 출력한다.

가감속 제어수단(64)은 이동량 계산수단(60)으로부터의 펄스속도(배증펄스속도 또는 클램프 펄스속도에 적당한 가감속 특성을 부여해서 축이동지령을 생성하고 이를 축제어회로(26)에 출력한다.

이동량 설정테이블(61)은 키입력에 의한 이동량을 기억한다.

이 이동량의 설정은 도 3에 표시되어 있는 바와 같은 디스플레이(31)의 이동량 설정화면에서 설정수단인 키보드(32)로부터 이동량 설정테이블(61)의 내용을 표시하는 영역에 핸들이송으로 이동시키고자하는 상대이동량(현재의 위치에서 어느정도 이동한 위치까지 이동가능하게 하는가)을 입력함으로써 실시된다. 이동량 설정영역에 이동량을 설정하면, 이 값이 이동량 설정테이블(61)에 설정된다.

이동량 설정화면에서 화면표시되어 있는 소프트웨어키(33)의 「이동량설정」키를 누르면 이동량 설정테이블(61)이 설정된 이동량과 같은 값이 잔거리카운터 (62)에 초기설정되고 잔거리카운터(62)의 값이 표시화면의 잔거리카운터 영역에 표시된다.

잔거리카운터(62)는 보간주기마다에 축제어회로(20)에 출력하는 축이동지령에 의한 이동량분을 현재치로부터 감산해서 잔거리를 카운트한다.

이동량 계산수단(60)은 잔거리카운터(62)의 값이 "0"이 되면, 수동펄스발생기(34)로부터 펄스신호를 무효, 즉 강제적으로 "0"으로한다.

이로인해 잔거리카운터(62)의 값이 "0"이되면 다시말해 이동량 설정테이블 (61)에 설정된 이동량만큼 제어축이 이동하면 이 이상으로 수동펄스발생기(34)가 조작되어도 축이동은 안되고 축이동의 클램프가 되고 설정된 이동량을 초과해서 제어축이 이동하는 것이 금지된다.

이렇게 해서 축이동이 클램프된 경우에는 클램프중인것을 오퍼레이터에게 통지하도록 도 3에 표시된 바와 같이 디스플레이(31)에 클램프중인 것을 표시하는 메시지가 표시된다.

또 재차이동량 설정테이블(61)에 설정되어 있는 이동량만큼 이동시켰을 때는 소프트웨어키(33)에 의한 「이동량설정」키를 누르면 된다. 또 다른 이동량을 설정하고저 할때는 이동량 설정영역에 새로운 이동량을 설정하고 소프트웨어키(33)에 의한 「이동량설정」키를 누르면 된다.

다음에, 도 4를 참조해서 이동량계산수단(60)의 처리순서를 설명한다. 도 4에 표시되어 있는 이동량계산수단(60)의 처리루틴은 보간주기마다 반복실행된다.

우선, 수동펄스발생기(34)가 출력하는 펄스수를 판독하고, 펄스속도 (펄스수/ITP)를 취득한다(스텝 S1). 또 수동펄스발생기(34)의 수동핸들(35)을 +방향(시계도는 방향)으로 돌리면 +의 값이 출력되고 -방향(반시계방향)으로 돌리면 -의 값이 출력된다.

다음, 배율선택스위치(36)의 설정배율 ×펄스속도로부터 배증펄스속도를 산출한다(스텝 S2). 예를 들면, 수동펄스발생기(34)가 출력하는 펄스수로서 100펄스를 판독하였다고 하고, 배율선택스위치(36)의 설정배율을 100으로 했을때에는 배증펄스속도는 10000펄스/ITP가된다.

다음, 배증펄스속도의 절대치가 미리 계산되어 있는 조속이송 펄스속도(클램프 펄스속도)의 절대치보다 큰지의 여부의 판별을 한다(스텝 S3).

｜배증펄스속도｜＞｜조속이송펄스속도｜가 아닌 경우에는(스텝 S3부정), 실효펄스속도를 표시하는 변수 P로 배증펄스속도를 설정한다(스텝 S4). 이에 대해 ｜배증펄스속도｜＞｜조속펄스속도｜인 경우에는(스텝 S3긍정), 실효펄스속도를 표시하는 변수P에 조속펄스속도를 설정한다(스텝 S5). 이 경우에는 본래 배증펄스속도를 출력해야할것을 미리 계산된 클램프펄스 속도로 클램프해버렸으므로 실제로 수동펄스발생기(34)의 수동핸들(35)를 돌리는 것으로 지정된 이동량이 부족하게 된다.

이 때문에 ｜배증펄스속도｜-｜클램프펄스속도｜의 감산을 하고 이 감산에의해 얻어지는 펄스속도(펄스수)를 이동부족량 저장테이블(63)에 가산해서 기억한다(스텝 S6).

다음, 변수 AT에 잔거리카운터(62)의 값으로부터 변수 P가 표시하는 펄스수를 감산한 값을 설정한다(스텝 S7).

변수 P가 표시하는 펄스수는 축제어회로(20)에 출력하는 축이동지령에 의한 보간주기마다의 이동량에 상당한다.

다음에 설정이동량이 +의 값인지를 체크한다(스텝 S8).

+의 값이 아닌 경우에는(스텝 S8부정), 설정이동량이 -의 값인지를 체크한다(스텝 S9). 설정이동량이 -의 값은 아닌 경우에는(스텝 S9부정), 변수 P를 "0"으로 하고(스텝 S10), 스텝 S16에 점프한다.

설정이동량이 +의 값인 경우에는(스텝 S8긍정), 변수 AP의 값이 +의 값인지의 여부를 판별한다(스텝 S11).

변수 AP의 값이 +의 값이면(스텝 S11긍정), 잔거리카운터(62)에 변수 AP의 값을 설정하고(스텝 S13), 변수 P의 값에 대해 가감속제어처리를 하고(스텝 S17), 가감속 제어처리후의 변수 P에 의한 축이동지형을 축제어회로(26)에 출력한다(스텝 S18).

또, 설정이동량의 -의 값일때는(스텝 S9긍정), 변수 AP의 값이 -의 값인지 아닌지를 판별한다(스텝 S12).

변수 AP의 값이 -값이면(스텝 S12긍정), 잔거리카운터(62)에 변수 AP의 값을 설정해서 잔거리카운터(62)를 갱신하고(스텝 S13), 변수 P의 값에 대해 가감속 제어처리를 해서(스텝 S17), 가감속 제어처리후의 변수 P에 의한 축이동지령을 축제어회로(26)에 출력한다(스텝 S18).

이에대해 설정이동량이 T의 값이고, 변수 AP의 값이 +의 값이 아닌경우(스텝 S11부정) 또는 설정이동량이 -의 값으로 변수 AP의 값이 -의 값이 아닌경우(스텝 S12부정)은 잔거리이동 때문에 변수 P에 잔거리카운터(62)의 값을 설정하고(스텝 S14), 이후에 잔거리카운터(62)에 "0"을 설정하고(스텝 S15), 클램프중인것을 표시하는 메시지를 화면표시한다(스텝 S16).

이로인해, 축이동량이 설정이동량에 도달하면, 이 이상 수동펄스발생기(34)가 조작되어도, 변수 P가 "0"에 설정되고 축이동은 되지않고 축이동의 클램프가 실시되고, 설정된 이동량을 초과해서 제어축이 이동하는 것이 금지된다.

상술한 실시의 형태에서는, 이동량 설정테이블(61)에 상대이동량(현재의 위치에서 어느정도 이동한 위치까지 이동가능하다고 보는가)를 설정시키고 있었으나, 도 5에 표시되어 있는 바와 같이 「이동량」대신 「목표치」를 절대위치(좌표치)설정시켜도 된다.

이 경우에는 목표치 설정영역에 목표위치를 설정하면 이 값이 이동량 설정테이블(61)에 설정된다. 소프트웨어키(33)의 「이동량설정」키를 누르면 이동량 설정테이블(61)의 값에서 제어축의 현재위치의 값을 감산한 값을 잔거리카운터(62)에 설정하고 이 잔거리카운터(62)의 값을 잔거리카운터 영역에 표시하면 된다.

또, 도 6에 표시된 바와 같이 어느 하나의 제어축에서 +방향과 -방향의 클램프치를 각각 설정해서 핸들이송에 대한 이동가능범위를 설정할수도 있다. 이 경우에는 설정범위내에서만 핸들이송에 의한 축이동이 실시하게 되고, 수동펄스발생기 (34)에 의한 핸들이송때에 특정의 범위내에서만 축이동을 실시하고저 하는 경우에 활용할수가 있다.

이 경우에는 도 7에 표시된 바와 같이 잔거리카운터(62)대신에 현재위치 카운터(66)가 사용된다. 또 도 7에서, 도 2에 대응하는 부분은 도 2에 부친부호와 같은 부호를 부쳐서 그 설명을 생략한다.

다음, 도 8을 참조해서 이동량계산수단(60)의 처리순서를 설명한다. 도 4에 표시되어 있는 이동량계산수단(61)의 처리루틴은 보간주기마다 반복실행된다.

우선, 수동펄스 발생기(34)가 출력하는 펄스수를 판독하고 펄스속도 (펄스수/ITP)을 취득한다(스텝 S21).

다음 배율선택 스위치(36)의 설정배율×펄스속도 로부터 배증펄스속도를 산출한다(스텝 S22).

다음 배증펄스속도의 절대치가 미리 계산되어 있는 조속이송 펄스속도(클램프 펄스속도)의 절대치보다 큰것인지 아닌지의 판별을 한다(스텝 S23).

｜배증펄스속도｜＞｜조속이송펄스속도｜가 아닌 경우에는(스텝 S23부정), 실효펄스속도를 표시하는 변수 P에 배증펄스속도를 설정한다(스텝 S24).

이에 대해 ｜배증펄스속도｜＞｜조속이송펄스속도｜인 경우에는(스텝 S23긍정), 실효펄스속도를 표시하는 변수P에 조속 이송하는 펄스속도를 설정하고(스텝 S25), ｜배증펄스속도｜-｜클램프펄스속도｜의 감산을 하고 이 감산에 의해 얻어지는 펄스속도(펄스수)를 이동부족량 저장테이블(63)에 가산해서 기억시킨다(스텝 S26).

다음 변수 AP에 현재위치 카운터(66)의 값에 변수 P가 표시하는 펄스수를 가산한 값을 설정한다(스텝 S27). 변수 P가 표시하는 펄스수는 축제어회로(20)에 출력하는 축이동지령에 의한 보간주기마다의 이동량에 상당한다.

다음에 변수 AP의 값이 -방향의 클램프치 이상인지 아닌지를 판별한다(스텝 S28). 변수 AP의 값이 -방향의 클램프치 이상이면(스텝 S28긍정), 다음에 변수 AP의 값이 +방향의 클램프치 이하인지의 여부를 판별한다(스텝 S29).

변수 AP의 값이 +방향의 클램프치 이하이면(스텝 S29긍정), 현재위치 카운터(66)에 변수 AP를 설정해서 현재 위치카운터(66)를 갱신한다(스텝 S30). 이후에 변수 P의 값에 대해 가감속 제어처리를 하고(스텝 S37), 가감속 제어처리후의 변수 P에 의한 축이동지령을 축제어회로(26)에 출력한다(스텝 S38).

이에 대해, 변수 AP의 값이 -방향의 클램프치 이상이 아닌경우(스텝 S28부정)에는 잔거리이동을 위해 변수 P에 -방향의 클램프치로부터 현재위치 카운터(66)의 값을 감산한 값을 설정한다(스텝 S31). 그리고 현재위치 카운터(66)의 값을 -방향의 클램프치에 설정하고(스텝 S32), 클램프중인 것을 표시하는 메시지를 화면표시한다(스텝 S36).

또, 변수 AP의 값이 +방향의 클램프치 이하가 아닌경우(스텝 S29부정)에는 잔거리이동을 위해, 변수 P에 +방향의 클램프치로부터 현재위치 카운터 (66)의 값을 감산한 값을 설정한다(스텝 S34). 그리고 현재위치 카운터(66)의 값을 +방향의 클램프치에 설정하고(스텝 S35), 클램프중인 것을 표시하는 메시지를 화면표시한다 (스텝 S36).

이로인해, 축이동량이 -방향의 클램프치 또는 +방향의 클램프치에 도달하면 이 이상으로 수동펄스발생기(34)가 조작되어도 변수 P가 "0"에 설정되고 축이동은 되지않고 축이동의 클램프가 실시되고 설정된 이동범위(영역)를 초월해서 제어축이 이동하는 것이 금지된다.

상술한 어느 실시의 형태에서도, 수동펄스발생기(34)의 수동핸들(35)을 너무 빨리 회전시켰기 때문에, ｜배증펄스속도｜＞｜조속이송펄스속도｜가 되고 실효펄스속도가 조속이송속도에 클램프된 경우에는 도 9에 표시되어 있는 바와 같이 클램프펄스속도로 속도클램프된 것을 화면표시할수가 있다.

이송속도가 클램프된것으로 발생하는 실제로 수동펄스발생기(34)의 수동핸들(35)을 돌리는 것으로 지정된 이동량과 실이동량의 총량은 이동부족량으로서 이동부족량 저장테이블(63)에 저장되어 있고, 이 이동부족량 저장테이블(63)의 내용을 도 9에 표시되어 있는 바와 같이 이동부족량으로 화면표시할수가 있다.

이 이동부족량이 필요없으면, 소프트웨어키(33)의 「이동부족량 클리어키」를 누르면 된다. 이 키를 누름으로써 이동부족량 저장테이블(63)에 누적된 이동량의 부족분의 기록이 소거된다. 이에대해, 이동부족량만을 다시 이동시키려고 할때는 소프트웨어(33)의 「이동량에 가산」키를 누르면 된다.

이 키를 누름으로서 이동부족량 저장테이블(63)에 저장되어 있는 이동부족량 만큼 수동펄스발생기(34)에 의한 핸들이송이 허용되게 된다.

다음에, 가감속 제어수단(64)에 대해 설명한다. 가감속 제어수단(64)은 수동펄스발생기(34)가 출력하는 펄스신호의 1보간 주기당의 펄스수를 보간기마다에 n(n는 2이상의 정수치)등분하고 등분한 펄스수를 펄스신호 입력시의 보간주기 및 이로부터 연속하는 (n-1)회의 보간주기에 분배해서 출력하고 핸들이송에 가감속특성을 부여하는 것이고, 1보간주기당의 펄스수의 n등분에 의해 단수 m(m는 n미만의 정수치)가 생긴경우에는 n회중의 보간주기에 분배해서 출력한다.

예를 들면 분할수 n로서 "5"가 지정되고, 입력된 1보간 주기당의 펄스수가 "98"이 있다고 하면, "98"을 5분할해서 축제어회로(26)에 출력한다. 이때 「98÷5=19 나머지 3」이 되므로, 「"19+1", "19+1", "19+1", "19", "19"」와 같이 분할하면 된다. 1회로 "98"의 펄스속도를 출력하는 대신에 「"20", "20", "20", "19", "19"」의 5회로 나눈펄스속도에 의한 축이동지령을 축제어회로(26)에 출력한다.

도 10은 디스플레이(31)의 분할수 설정화면을 표시하고 있다. 이 화면에서 분할수 설정테이블(65)의 내용을 표시하는 분할수 설정영역에 수동펄스발생기(34)의 1보간 주기당의 펄스를 몇분할해서 출력하는 가를 지정하는 분할수(2이상의 정수치)를 설정할수가 있다. 분할수 설정영역에 분할수를 설정하고 소프트웨어키(33)의 「분할수설정」키를 누르면, 분할수 설정영역의 값이 분할수 설정테이블(65)에 설정된다. 이와 같이 분할수 n의 값은 오퍼레이터가 임의로 설정가능하다. 또 이 분할수 n는 클램프펄스속도를 허용최대 가감속치로 나눈값에서 구한 정수치를 디폴트치로 할수가 있다.

다음, 도 11, 도 12를 참조해서 가감속 제어수단(64)에 의한 가감속제처리의 순서를 설명한다.

도 11은 CNC의 전원투입시에 실행되는 이니셔라이즈 처리루틴을 표시하고 있고 최대 분할수분의 링버퍼 Al~An의 값을 "0"으로 클리어하고(스텝 S41), 다음 링버퍼 Al~An의 출력포인터인 변수 K의 값을 "1"에 이니셔라이즈한다(스텝 S42). 변수 K는 1~n의 정수치를 취한다.

또, 여기서는 이동량 계산수단(60)으로부터 가감속제어수단(64)에 입력되는 펄스속도를 입력펄스속도 Pi, 가감속조정후의 펄스속도를 출력펄스속도 Po로 표현한다.

또, n는 분할수 설정테이블(37)에 지령되어 있는 분할수(정수치), m(정수치)는 입력펄스속도 Pi를 분할수 n로 나누었을때에 생기는 나머지이다. 변수 i는 링버퍼 Al~An의 입력포인트이고, 1~n의 정수치를 취한다.

도 12는 가감속제어 처리루틴을 표시하고 있다. 우선 입력펄스속도(1보간 주기의 입력펄스수)Pi를 미리 설정되어있는 분할수 n로 나누고, 그 값을 변수 d에 대입한다.

또, 그때에 생기는 나머지를 변수 m에 대입한다(스텝 S51).

여기서 d,m는 정수치를 취하고 항상 Pi=d×n+m의 관계를 만족하는 것으로 한다.

다음 변수 i에 변수 K의 값을 대입한다(스텝 S52).

다음 링버퍼 Ai에 변수 d의 값을 가산한다(스텝 S53). 다음 변수 m의 값이 "0"인지 아닌지 즉, 나머지가 있는지의 여부를 판별한다(스텝 S54).

변수 m=0이면 스텝 S57로 점프한다.

나머지가 있는 경우에는 링크버퍼 Ai에 "1"을 가산하고(스텝 S55), 변수 m의 값을 "1"만큼 감산한다(스텝 S56).

스텝 S54~스텝 S56의 처리는 나머지분 m를 n회중 처음의 m회분에 분할해서 출력시키기위한 처리이다.

나머지분 m의 분산처리가 완료되면 변수 i의 값을 "1"만 증가해서(스텝 S57), 변수 i의 값이 변수 K의 값과 같은지를 판별한다(스텝 S58).

변수 i=변수 K는 가산이 종료된것을 의미하고 이 경우에는 스텝 S62로 점프하고 그렇지 않으면 스텝 S59로 진행한다. 다음, 변수 i의 값이 분할수의 값보다 큰지 아닌지를 판별한다(스텝 S59). 변수 i의 값이 분할수 n보다 작은 경우에는 스텝 S53으로 되돌아가고 i＞n이면, 변수 i의 값을 "1"로 되돌려(스텝 S60), 변수 i의 값이 변수 K의 값과 같은지의 여부를 판별한다(스텝 S61). 이경우도 변수 i=변수 K는 가산이 종료한 것을 의미하고, 변수 i=변수 K이면, 스텝 S62로 진행하고 그렇지 않으면 스텝 S53으로 되돌아 간다.

스텝 S62에서는 변수 Po에 링버퍼 AK의 값을 설정한다. 이것이 출력펄스속도가 된다. 다음에 링버퍼 AK의 값을 "0"으로 클리어하고(스텝 S63), 변수 K의 값을 1만큼 증가시킨다(스텝 S64).

다음에 변수 K의 값이 분할수 n의 값보다 큰지의 여부를 판별한다(스텝 S65). K＞n가 아닌 경우에는 즉시 종료하고 크면은 변수 K의 값을 "1"로 되돌려 종료한다.

도 13은 상술한 바와 같은 가감속 제어처리로 시행되는 입력펄스속도와 출력펄스의 변환계산예를 표시하고 있고, 도 14는 이것을 막대그래프로 표시한 것이다. 상술한 바와 같이 입력펄스속도는 입력펄스속도의 급격한 증감에 대해 원활하게 증가, 감소한다. 이로써, 핸들이송이 원만한 이송속도의 증감패턴으로 시행되고 기계에 쇼크를 주지않고 핸들조작이 가능해진다.

도 15, 도 16은 수동펄스발생기(34)의 수동핸들(35)에 의한 핸들이송의 이송속도가 인위적조작때문에 흐트러진 경우의 입력펄스속도와 출력펄스속도와의 가감속 제어처리에 의한 변환 계산예와, 이를 막대그래프화한 것을 표시하고 있다.

상술한 바와 같이 입력펄스속도가 흐트러져 있어도(불균일) 가감속 제어처리에 의해 출력펄스속도는 평활화되고 매끄러운 이송속도를 얻을수가 있다.

도 17, 도 18은 도 13, 도 14에 표시한 것과 똑같은 펄스속도의 입력패턴을 분할수 3으로 가감속제어처리한 경우의 변환계산예와 이를 막대그래프화 한것을 표시하고 있다. 분할수 n는 공작기계의 특성이나 가공에 따라 최적한 값을 설정해서 가감속제어를 하는것이 가능하다.

각종의 수치제어 공작기계의 핸들이송에 이용할수가 있다.

Claims (3)

1. 수동핸들의 회전량에 따라 펄스속도를 발생하는 수동펄스 발생기의 펄스신호에 따라 제어축을 제어하고, 핸들이송을 할수있는 수치제어장치의 핸들이송 제어방법에서, 상기 수동펄스 발생기의 조작에 의해 상기 제어축의 이동량, 목표위치 및 이동범위의 적어도 하나를 설정하는 동시에 이 설정된 상기 이동량, 목표위치 및 이동범위의 적어도 하나를 기억하고, 또 상기 펄스속도를 배증스위치로부터의 배출에 따라 배증펄스속도로 하는 동시에 이 배증펄스속도가 일정한 펄스속도를 초과했을때에는 상기 배증펄스속도를 소정의 펄스속도로 클램프해서 클램프 펄스속도로하고 핸들이송시의 상기 제어축의 이동량 또는 위치를 감시하고 핸들이송시의 상기 제어축의 이동량 또는 위치가 설정기억된 이동량, 목표위치 또는 이동범위의 한계위치에 달하면 그 이상의 상기 수동펄스발생기의 펄스신호를 무효로하고 핸들이송시의 상기 제어축의 이동량 또는 위치가 설정기억된 이동량, 목표위치 또는 이동범위를 초과하지 않도록 하는것을 특징으로 하는 수치제어장치의 핸들이송 제어방법.
2. 수동핸들의 회전량에 따라 펄스속도를 발생하는 수동펄스 발생기의 펄스신호에 따라 제어축을 제어하고 핸들이송을 할수있는 수치제어장치의 핸들이송 제어장치에서 상기 수동펄스발생기의 조작에 의해 상기 제어축의 이동량 목표위치 및 이동범위의 적어도 하나를 설정하는 설정수단과, 상기 설정수단에 의해 설정된 상기 이동량, 목표위치 및 이동범위의 적어도 하나를 기억하는 기억수단과, 상기 펄스속도를 배증스위치로부터의 배율에 따라 배증펄스속도로 하는 동시에, 이 배증펄스 속도가 소정의 펄스속도를 초과했을때에는 상기 배증펄스속도를 소정의 펄스속도로 클램프해서 클램프 펄스속도로하고 핸들이송시의 제어축의 이동량 또는 위치를 감시하고 핸들 이송시의 상기 제어축의 이동량 또는 위치가 설정기억된 이동량, 목표위치 또는 이동범위의 한계위치에 달하면 그 이상의 상기 수동펄스발생기의 펄스신호를 무효로 하고 핸들이송시의 상기 제어축의 이동량 또는 위치가 설정기억된 이동량, 목표위치 또는 이동범위를 초과하지 않도록 하는 이동량 계산수단을 갖는 것을 특징으로 하는 수치제어장치의 핸들이송 제어장치.
3. 수동핸들의 회전량에 따라 펄스신호를 발생하는 수동펄스 발생기의 펄스신호에 따라 제어축을 제어하고 핸들이송을 할수있는 수치제어장치의 핸들이송 제어방법에서 상기 수동펄스발생기가 출력하는 펄스신호의 1보간 주기당의 펄스수를 보간주기마다에 n(n는 2이상의 정수치)등분하고 등분한 펄스수를 펄스신호 입력시의 보간주기 및 이로부터 연속하는(n-1)회의 보간주기에 분배해서 출력하고 핸들이송에 가감속특성을 부여하는 것을 특징으로 하는 수치제어장치의 핸들이송 제어방법.