WO1998001796A1

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Publication number: WO1998001796A1
Application number: PCT/JP1997/002389
Authority: WO
Inventors: Tomomi Nakazato
Original assignee: Fanuc Ltd
Priority date: 1996-07-10
Filing date: 1997-07-10
Publication date: 1998-01-15
Also published as: US5977736A; EP0851328A1; JP3459516B2; DE69727461D1; EP0851328B1; JPH1027013A; EP0851328A4; DE69727461T2

Description

^

明細書

数値制御装置を用いた重畳制御方法

技術分野

本発明は、コンピュータ制御数値制御装置（ C N C装置）により複数の制御系統が制御される工作機械における重畳制御方法に関する。

背景技術

多系統制御システムを有する数値制御装置で制御される工作機械において、 1 つの制御系統の任意の軸の移動を他の制御系統の軸の移動に重畳させて他の制御系統の軸を駆動制御する重畳制御方法は従来から公知である。

図 2 は、 2 つの制御系統を有する旋盤において従来から行なわれている重畳制御の原理を示すプロック図である。 X軸及ぴ Z 軸の送り軸からなる制御系統が 2 組設けられ、それぞれの制御系統は独立して制御される。それぞれの制御系統に対する加工プログラムに基づいて、移動指令に対して補問処理を行ない X軸及び Z 軸に対して分配された移動量を加減速処理を行なった後、各軸サ一ボモータに出力し、それぞれ独立してそれぞれの制御系統の X軸及び Z 軸が駆動制御される。

一方の制御系統を基準系統とし、他方の制御系統を重畳系統とし、一方の軸の移動を他方の移動に重畳して制御する場合がある。例えば、図 3 に示すように、チヤック 1 によって主軸に取り付けられたワーク Wに対して、ワーク Wを Z 軸方向（図 3 中の左右方向）に移動させ、かつ工具 T l を X軸方向（図 3 中の上下方向）に移動させながらワーク Wに対して加工を行なうと共に、 X ， Z 方向に移動する工具 T 2 によってもワーク Wを加工する場合がある。

この場合、ワーク Wの Z 軸方向の移動に工具 T 2 の Z 軸方向の移動を追従させなければならない。このような場合、工具 T 1 の制御系統を基準系統とし工具 T 2 の制御系統を重畳系統とし基準系統の Z 軸への移動指令を重畳系統の Z 軸の移動指令に加算し重畳して該重畳系統の Z 軸を駆動制御する。工具 T 2 の Z 軸の移動は、基準系統の Z 軸移動であるワーク Wの Z 軸方向移動が重畳されている力ゝら、工具 T 2 はワーク W と共に移動しかつ重畳系統で指令された Z 軸の移動分だけワークに対して相対的に移動することになるので、ワーク Wに対して工具 T 2 によって重畳系統で指令された加工をなすことができるものである。このような重畳の方法として、図 2 に示すように、基準系統の Z 軸の移動指令量（ Z 軸への分配量）の加减速処理を行なった後の移動指令量を重畳系統の Z 軸の加減速処理後の移動指令量に加算して、該重畳系統の Z 軸のサーボモータを駆動制御する。この場合、基準系統及び重畳系統は共に停止状態にして重畳の開始を行ない、また重畳を解除する場合にも両制御系統を停止状態にしていた。

それは、基準系統が移動中に重畳状態にすると、重畳された軸には重畳量が加減速がなされずに、そのまま基準軸の移動指令量が加算され急加速が生じ、ショックや振動が発生したり、位置偏差増大によるアラームが発生したりするためである。図 3 の例で説明すると、ワーク Wが移動中にこの移動を重畳系統の工具 T 2 の Z 軸に加算すると工具 T 2 に対しては加減速処理がなされず、ヮ — ク Wの速度が重畳され、急加速が生じ、ショックや振動が発生するものである。そのために、重畳動作を伴わない加工をそれぞれ 2 つの制御系統で行ないその後、重畳動作を伴う加工を行なって、続いて再度非重畳動作をそれぞれ行なわせる場合には、まず、基準系統および重畳系統の加工プログラムをそれぞれ非重畳状態で実行し両制御系統の動作が終了するまで待ち合わせし、両制御系統の非重畳動作が終了した後、両制御系統の加工プログラムをそれぞれ重畳状態で実行し、重畳動作のそれぞれの加工プログラムが終了するまで待った後、次に非重畳動作でそれぞれの系統の加工プログラムを実行するようにしてレヽる。

しかし、重畳する際及び重畳を解除する際に両制御系統が 1 つの加工プログラムを終了するまで、待ち合わせを行なうことは、その分加工時間が長くなり加エサイクルが長くなるという欠点がある。

これを解決するためには、基準系統の加減速前の移動指令量を重畳系統の加減速前の移動指令量に加算し、その後加減速処理を行なうという方法もあるが、このためには基準軸の加減速時定数の値と重畳軸の加減速時定数の値が、同じかある範囲内で近くなければ重畳軸の経路誤差となってしまう。

発明の開示

本発明の目的は、基準系統及び重畳系統が停止するまで待ち合わせをする必要がなく、重畳軸の経路誤差が発生せず、重畳開始及ぴ解除ができるようにした重畳制御方法を提供することにある。

本発明の重畳制御方法は、第 1 の制御系統の第 1 の軸に対して数値制御装置から分配された移動指令量を加減速処理して、第 1 の軸に対する加減速処理された移動指令量を求めるステップと、第 2 の制御系統の第 2 の軸に対して数値制御装置から分配された移動指令量を加減速処理して、第 2 の軸に対する加减速処理された移動指令量を求めるステップと、重畳指令が入力されたとき、第 1 の軸及び第 2 の軸に対する加減速処理とは別に、第 1 の軸に対して数値制御装置から分配された移動指令量を加減速処理して、第 2 の軸に対する加減速処理された移動指令量に加算重畳するステップと、加算重畳された移動指令量に基づいて前記第 2 の軸を移動させるステップとを備える。

重畳指令が入力されたとき、第 2 の制御系統に対する加工プログラムで与えられた指令に基づいて、前記第 1 の制御系統の座標系における所望の位置に、前記第 2 の軸の位置決めを行なって、上記の重畳処理が行なわれる図面の簡単な説明図 1 は本発明の重畳制御方法の原理を示すプロック図、

図 2 は従来の重畳制御方法の原理を示すブロック図図 3 は本発明の方法を旋盤工作機械に適用したときの概念図

図 4 は本発明の方法を実施するための数値制御装置の要部ブロック図、

図 5 は、本発明の一実施例における基準系統の処理のフローチヤ一卜、

図 6 は、同実施例における重畳系統の処理のフローチヤートである。

発明を実施するための最良の形態先ず、図 1 を参照して、本発明の重畳制御方法の原理を説明する。図 2 に示した従来の方法と異なる点は、従来は、基準系統の Z 軸に分配された移動指令量を加減速処理した後の Z 軸モータに出力する指令量を、重畳系統の Z 軸に重畳していたが、本発明は基準系統及び重畳系統の加減速処理部とは別に重畳処理用の加減速処理部を設け、基準系統の Z 軸に分配された移動指令量を重畳処理用の加減速処理部で加減速して重畳軸の Z 軸のモータへの移動指令量に加算し重畳するようにした点において異なる。

基準系統の Z 軸が移動中、例えば加速が終了し、所定速度で移動しているときにおいても重畳指令が入力されると基準系統の Z 軸への分配移動量を重畳用加減速処理部で加減速処理して重畳系統の Z 軸の移動指令量に加算するようにしたから、重畳系統の Z 軸は、重畳開始時に基準系統の z 軸の速度が直ちに加算されず徐々に加速され、重畳用加減速処理部での加速処理が終了した段階で初めて基準系統の Z 軸の速度が加算されることになる。また重畳解除の場合にも、加減速処理部に残った移動指令量が徐々に出力され重畳量は順次小さくなり重畳される速度は「 0 」となる。その結果、重畳開始時及び解除時において、重畳系統の Z 軸の移動は急加速や急減速は生ぜず、スムーズに重畳及び重畳解除ができるものである。また、重畳用加減速処理部の加減速時定数は重畳系統とは独立して、基準系統の Z 軸の加減速時定数に合わせることができるので、重畳軸に経路誤差が発生することもない。

図 4 は、本発明の方法を実施する一実施例の数値制御装置 1 0 0 のブロック図である。数値制御装置 1 0 0 は図 3 に示すような X軸と Z 軸の 2 軸で構成される制御系統を 2 組有する旋盤工作機械を制御する。

数値制御装置 1 0 0 のプロセッサ 1 1 は、 R O M 1 2 に格納されたシステムプログラムをバス 2 1 を介して読み出し、このシステムプログラムに従って、数値制御装置 1 0 0 を全体的に制御する。 R A M I 3 には一時的な計算データや表示データおよび C R T / M D I ュニット 7 0 を介してオペレータが入力した各種データ等が格納される。 C M O S メモリ 1 4 は図示しないバッテリでバックアップされ、数値制御装置 1 0 0 の電源がオフにされても記憶状態が保持される不揮発性メモリとして構成され、インターフェイス 1 5 を介して読込まれた加エブログラムや C R T Z M D I ュニット 7 0 を介して入力された加工プログラム等が記億されるようになっている。また、 R O M 1 2 には、加工プログラムの作成および編集のために必要とされる編集モードの処理や自動運転のための処理を実施するための各種のシステムプログラムが予め書き込まれている。

インタ一フユイス 1 5 は、数値制御装置 1 0 0 に接続可能な外部機器のためのインターフェイスであり、フロツビ一力セットアダプタ等の外部機器 7 2 が接続される外部機器 7 2 からは加工プログラム等が読み込まれ、また、数値制御装置 1 0 0 内で編集された加工プログラムを外部機器 7 2 を介してフロッピーカセット等に記憶させることができる。

P C ( プログラマブルコントローラ） 1 6 は、数値制御装置 1 0 0 に内蔵されたシーケンスプログラムで工作機械の補助装置、例えば、工具交換用のロボットハンド等といったァクチユエータを制御する。即ち、加工プログラムで指令された M機能、 S 機能及び T機能に従ってこれらシーケンスプログラムで補助装置側で必要な信号に変換し、 I / Oユニット 1 7 から補助装置側に出力する。この出力信号により各種ァクチユエータ等の補助装置が作動する。また、工作機械の本体に配備された操作盤の各種スィツチ等の信号を受け、必要な処理をして、プロセッサ 1 1 に渡す。

C R T / M D I ュ - ット 7 0 はディスプレイやキーボ — ド等を備えた手動データ入力装置であり、インターフェイス 1 8 は C R T Z M D I ュニット 7 0 のキーボードからの指令、データを受けてプロセッサ 1 1 に渡す。ィンターフェイス 1 9 は手動パルス発生器 7 1 に接続され手動ノヽ。ルス発生器 7 1 力ゝらのパルスを受ける。手動パルス発生器 7 1 は操作盤に実装され、手動操作に基く分配パルスによる各軸制御で工具を精密に位置決めするために使用される。

工具もしくはワークを移動させる 2 組の X 軸及び Z 軸の軸制御回路 3 0〜 3 3 はプロセッサ 1 1 力ゝらの各軸の移動指令量を受けて、各軸の指令をサーボアンプ 4 0〜 4 3 に出力する。サーボアンプ 4 0〜 4 3 はこの指令を受けて、各軸のサーボモータ 5 0 — 5 3 を駆動する。各軸のサ一ボモータ 5 0 ~ 5 3 には位置及び速度検出器が内蔵されており、位置及び速度検出器から位置及び速度のフィードバック信号が軸制御回路 3 0〜 3 3 にフィ一ドノくックされ、位置及び速度のフィードバック制御がなされる。図 4 ではこれらの位置信号のフィードバック及び速度のフィードバックは省略されている。軸制御回路 3 0 、サーボアンプ 4 0 及びサーボモータ 5 0 により第 1 制御系統の X軸の駆動制御系が構成され、軸制御回路 3 1 、サーボアンプ 4 1 及びサーボモータ 5 1 により第 1 制御系統の z 軸の駆動制御系が構成される。同様に、軸制御回路 3 2 、サ一ボアンプ 4 2 及ぴサーボモータ 5 2 により第 2 の制御系統の X軸の駆動制御系が構成され軸制御回路 3 3 、サ一ボアンブ 4 3 及びサーボモータ 5 3 により第 2 制御系統の Z 軸の駆動制御系が構成されるスピンドル制御回路 6 0 は主軸回転指令を受け、スピンドルアンプ 6 1 にスピンドル速度信号を出力する。スピンドルアンプ 6 1 はこのスピンドル速度信号を受けて主軸モータ 6 2 を指令された回転速度で回転させる。主軸モータ 6 2 には歯車あるレヽはベルト等でポジションコ —ダ 6 3 が結合され、ポジションコーダ 6 3 が主軸の回転に同期して帰還パルスを出力し、その帰還パルスはスピンドル制御回路 6 0 に帰還され、速度制御がなされる図 3 を参照して、数値制御装置 1 0 0 で制御される第 1 、第 2 の 2 つの刃物台 A l 、 A 2 を有する旋盤工作機械を用いて本発明を実施する場合について説明する。主軸 2 に取り付けられたチャック 1 に被加工物であるヮーク Wが取り付けられている。第 1 、第 2 の刃物台 A 1 ， A 2 に取り付けられた工具 T l , T 2 によってワーク W を加工するものであり、主軸 2 は主軸モータ ⁶ 2 によつて駆動され、ワーク Wを回転させる。また、主軸 2 は第 1 の制御系統の Z 軸サーボモータ 5 1 によって駆動され主軸 2 の回転中心軸に沿った Z 軸方向に移動しワーク W を Z 軸方向に移動させる。第 1 の刃物台 A 1 は第 1 の制御系統の X軸サーボモータ 5 0 によって駆動され Z 軸方 _1Q

向と垂直の方向である X軸方向に移動する。本実施例ではこの第 1 の制御系統によって基準系統の制御系を構成する。また、第 2 の刃物台 A 2 は、 X軸方向、 Z 軸方向に第 2 の制御系統のサーボモータ 5 2 , 5 3 によって駆動され、第 2 の制御系統によって重畳系統の制御系を構成する。基準系統及び重畳系統はそれぞれ独立してヮーク Wを加工することができると共に、重畳系統に基準系統の移動を重畳させ、工具 T 1 及び T 2 によってワーク Wを同時に加工することができるものである。

重畳動作を開始する際には、重畳系統の工具 T 2 が重畳を開始する基準軸上の位置を決め、該位置に移動しなければならない。この位置決めの方法について以下説明する。

基準系統の機械座標系の原点 O wをチヤック 1 の先端面の軸中心点とする。また、基準系統のワーク座標系の原点 O wを工具 T 1 の先端から垂直に Z 軸に下ろした位置とする。そして、ワーク Wの端面の位置であるワーク座標系における Z 軸座標値を W m とする。また、重畳系統の機械座標系（原点 O i ) おける工具 T 2 の現在先端位置の Z 軸位置を M s とする。そして、重畳を開始する基準系統におけるワーク座標系上の位置を、基準系統のワーク Wのワーク座標系における現在位置 W mから Z 軸上で Cだけ隔たった位置とする。さらに、重畳系統の機械座標系の原点 O i と基準系統のワーク座標系の原点 O w間の距離を D とする。そうすると、重畳するための第 ^ ^

2 の刃物台 A 2 の移動量 U は、次の第式（ 1 ) で求められる。

U = D - M s - ( W m + C ) ·■· ( 1 ) なお、図 3 に示すように、基準系統のワーク座標系と重畳系統の機械座標系が対向している場合には、上記式 ( 1 ) で移動量 U が計算されるが、両座標系が同一方向に向いている場合には、該移動量は次の式（ 2 ) となる U = D - M s + ( W m + C ) ··■ ( 2 ) 図 3 において、重畳させる位置をワーク座標系の Z 軸プラス方向でワーク Wの端面より C離れた位置にとったが、これは、説明を簡単にするためで、重畳させるためにワーク Wの端面よりワーク座標系の原点側に重畳させる場合には式（ 1 ) 及び式（ 2 ) において C の値は負の値となる。

そこで、本発明においては、重畳開始指令、重畳解除指令、重畳位置を指定する指令フォーマットとして次の指令を用意する。

重畳開始指令

G 1 2 6 P a P b

重畳解除指令

G 1 2 7 P b

重畳位置の指令

G 1 2 8 P c

なお、 P は軸の名称（ X , Υ , Z ) であり、 a ， b は制御系統の番号を表し、重畳開始指令「 G 1 2 6 P a ^

P b J は P a に P b が重畳することを意味する。重畳解除指令「 G 1 2 7 P b 」は、コード G 1 2 7 と共に重畳を解除する重畳軸を指定するものである。また、ヮーク座標系における重畳位置の指令「 G 1 2 8 P c 」は基準系統のワーク座標系の P で指定された軸の現在位置から c 離れた位置に早送りで位置決めすることを意味する。

図 3 及び図 4 で示す本実施例において、第 1 の制御系統である基準系統を Γ 1 」、第 2 の制御系統の重畳系統を「 2 」とすると、重畳開始指令、重畳解除指令、重畳位置の指令は次のようになる。

G 1 2 6 Z 2 Z 1

G 1 2 7 Z 1

G 1 2 8 Z c

重畳開始指令、重畳解除指令及び重畳位置の指令は、重畳系統に対する加工プログラム中に指令され、重畳開始指令「 G 1 2 6 P a P b 」に続けて重畳位置の指令「 G 1 2 8 P c 」をプログラムしておく必要がある図 5 は、数値制御装置 1 0 0 のプロセッサ 1 1 が実行する基準系統に対する処理を示すフローチャートであり図 6 は重畳系統に対する処理を示すフローチヤ一トである。

まず、基準系統の処理を説明する。基準系統に対する加工プログラム力ら 1 ブロックを読み（ステップ S 1 ) 該ブロックの指令がプログラムエンドでなければ（ステ 1 ップ S 2 ) 、該ブロックで指令された移動指令に基づき X 1 軸及び Z 1 軸への移動指令量の分配処理を行ない X 1 軸への分配移動量 X 1 、及び Z 1 軸への分配移動量 z 1 を求め、分配移動量 X 1 及び z 1 に基づいて加減速処理を行ない加減速処理された移動指令量 X 1 ' 及び z 1 ' を求める（ステップ S 3 、 S 4 ) 。この加減速処理は従来の方法と同一であり、例えば、直線形加減速処理の場合、加減速の時定数で決まる設定された数のレジスタを用意し、分配移動量が求められる毎（分配周期毎）にレジスタに記憶する値を次のレジスタにシフトし、最初のレジスタに求められた分配指令量を格納し、各レジスタに記憶する値を加算し、その和をレジスタの数で除して出力するものである。

次に、重畳指令によって Γ 1 」にセッ卜される（この点は後述する）フラグ F 1 、 F 2 力「 0 」か判断し（ステツプ S 5 、 S 6 ) 、重畳中でなければ、これらフラグ F 1 及び F 2 は「 0 J であり、このときは、ステップ S 1 2 に進み、ステップ S 4 で求めた加減速処理された各軸（ X I , Z 1 ) への移動指令量 x l ' 及び z l ' をそれぞれの軸制御回路 3 0 及ぴ 3 1 に出力し、サーボアンプ 4 0 及び 4 1 を介してサーボモータ 5 0 及び 5 1 を駆動し、刃物台 A 1 及びワーク Wを移動させてワーク Wに対して工具 T 1 により加工を行なう。

そして、移動指令量の分配が当該ブロックで指令されている終点位置まで達したか判断し（ステップ S 1 3 ) , _Λ P97/02389

14 達していなければ、ステップ S 3 に戻り上述した処理を繰り返す。なお、ステップ S 3 〜 S 1 3 の処理は、分配周期毎になされるものであるが、このフローチャートでは簡潔的に表現している。

そして、ステップ S 1 3 で、終点に達したと判断されると、ステップ S 1 に戻り次のブロックを読み、前述した処理を繰り返し実行し、ヮ一ク Wを工具 T 1 によって加工し、プログラムエンドが読み込まれると（ステップ

S 2 ) 、動作を終了する。

一方、重畳系統の処理は（図 6 参照）、重畳系統（第 2 の制御系）に対する加工プログラムカゝら 1 ブロックを読みだし（ステップ T 1 ) 、プログラムエンドか判断し ( ステップ S 2 ) 、プログラムエンドでなければ、重畳指令のコード G 1 2 6 、重畳解除指令のコード G 1 2 7 重畳位置への移動指令のコード G 1 2 8 が指令されているか否か判断し（ステップ T 3 〜 T 5 ) 、これらの指令ではないときには、当該ブロックで指令された移動量により X 2 軸及び Ζ 2 軸への移動指令量の分配処理を行ない各軸への分配移動量 X 2 及び ζ 2 を求め（ステップ Τ 9 ) 、該分配移動量 X 2 及び ζ 2 に基づいて前述したと同様の加減速処理を行ない各軸へ移動指令量 X 2 ' 及び ζ 2 ' を求める（ステップ Τ 1 0 ) 。

加減速処理によって求められた Ζ 軸の移動指令量 ζ 2 ' に後述するステップ S 1 1 でレジスタ R に格納された重畳量 z l 〃を加算し、重畳された移動指令量 ζ 2 ' と ,

丄 b する（ステップ T l 1 ) 。 Z 2 軸の軸制御回路 3 3 に対しては、この重畳された移動指令量 z 2 ' を出力し、 X 2 軸の軸制御回路 3 2 に対しては、ステップ T 1 0 で求められた移動指令量 x 2 ' を出力し（ステップ S 1 2 ) それぞれサーボアンプ 4 2 及び 4 3 を介してサ一ボモータ 5 3 及び 5 2 を駆動し第 2 刃物台 A 2 を X 軸及び Z 軸方向に移動させ、ワーク Wに対して加工を施す。なお、重畳中ではないときには、レジスタ R の値は「 0 」であるから、 Z 軸への移動指令量 z 2 ' に重畳される量はなく、結局ステップ T 1 0 で求められた移動指令量 _Z 2 ' が出力されることになる。

当該ブロックで指令された終点まで達するまで（ステップ T 9 〜 T 1 3 ) までの処理が繰り返され、ステップ Τ 1 3 で終点に達したと判断されるとステップ Τ 1 に戻り次のブロックを読み出し、前述した処理を繰り返し実行する。

読み出したプロックの指令が重畳開始指令のコード「 G 1 2 6 Z 2 Z l 」であると（ステップ S 3 ) 、基準系統の軸 Z 1 の移動量を Z 2 軸に重畳するものとしてフラグ F 1 及ぴフラグ F 2 を夫々「 1 」にセットし（ステップ S 6 ) 、ステップ T 1 に戻り次のブロックを読み出すが、重畳開始指令の次には、重畳開始位置の指令の「 G 1 2 8 Z c 」が指令されている力ら、この指令が読み込まれると、ステップ T 5 からステップ T 8 に移行し、移動指令の分配量を積算する現在位置レジスタに lo 記憶されている値から基準系統のワーク座標系における Z 1 軸の値 W m 、重畳系統の機械座標系の Z 2 軸の現在値 M s 、及び指令値 c より前述した式（ 1 ) によって移動量 U を求め（ステップ T 8 ) 、ステップ T 9 に移行しこの移動量 Uの分配処理を早送り速度で実行する。この場合、 Z 2 軸に対する移動指令のみであるから、 Z 2 軸に対する移動指令量の分配が行なわれ、前述した加減速処理がなされ移動指令量 _Z 2 ' を求めこの移動指令量 _Z 2 ' にレジスタ R に記憶された重畳量 _Z 1 " を加算して重畳された軸制御回路 3 3 への移動指令量 _z 2 ' を求めて該軸制御回路 3 3 に出力し、終点に達していなければステップ T 9 〜 T 1 3 の処理を繰り返し実行する。

指令された移動量 Uだけ移動して終点に達するとステップ Τ 1 に戻り次のブロックを読みだしステップ Τ 2 以下の前述した処理を実行する。重畳系統の Ζ 2 軸が指令された移動量 Uだけ移動して終点に達し、かつ、レジスタ R に記憶する重畳量 ζ 1 〃が一定になった段階（重畳用加減速処理のステップ S 8 の処理による加速が終了し一定になった段階）では、 Ζ 2 軸の位置は指令された位置に位置決めされたことになる。即ち、重畳する軸 Ζ 1 と重畳される軸 Ζ 2 について考察すると、基準系統の Ζ 1 軸の実際の位置は、分配された移動指令量の積算値よりも加减速処理の加速処理分遅れており、分配された移動指令量の積算値に対して位置ずれがある。一方、 Ζ 1 軸に分配された移動指令量を加減速処理して Ζ 2 軸に重畳する場合においても、加減速処理に入力する分配移動指令量の積算値よりも重畳系統の Z 2 軸に加算される重畳量は、この加減速処理分だけ遅れてずれがある。両加減速処理の時定数を同一としておけば、この遅れ分は等しい。その結果、移動指令の分配量を積算する現在位置レジスタが記憶している値に基づいて移動量 Uが計算され求められるから、結局、重畳される Z 2 軸は基準系統のワーク座標系上の指令された位置に位置決めされることになる。

重畳系統の処理において重畳開始指令によりフラグ F 1 及び F 2 力 S 「 1 J にセットされると（ステップ T 3 、 T 6 ) 、基準系統の処理では、ステップ S 5 に於いてフラグ F 1 力 S Γ 1 」にセットされていることが検出され、ステップ S 3 で求められた分配指令量 z 1 に基づいて重畳用の加减速処理（この加減速処理もステップ S 4 の加減速処理と同一で同一の時定数で行なわれる）を実行し重畳量 z 1 〃を求める（ステップ S 8 ) 。そして、重畳量 z 1 " 力 S Γ 0 」か科断し（ステップ S 9 ) 、「 0 」でなければ、重畳量 z 1 〃がレジスタ R に格納される（ステツプ S 1 1 ) 。レジスタ R に格納された重畳量 z 1 ガは、重畳系統の処理のステップ T 1 1 で、重畳系統の Z 2 軸に対する加減速処理された移動指令量 z 2 ' に加算されて該軸のサーボ回路 3 3 に出力されることになる。また、ステップ S 4 で求めた加減速された X 1 軸及び Z 1 軸への移動指令量 X 1 ' 及び z 1 ' をそれぞれの軸制 CT/JP97/02389

18 御回路 3 0 及び 3 1 に出力し（ステップ S 1 2 ) 、サ一ボアンプ 4 0 及び 4 1 を介してサーボモータ 5 0 及び 5 1 を駆動し、刃物台 A 1 及びワーク Wを移動させてヮーク Wに対して工具 T 1 により加工がなされる。

以下、フラグ F 1 が「 1 」である状態では、当該プロックの終点に達するまで、ステップ S 3 〜 S 5 、 S S 8 S 9 、 S 1 1 〜 S 1 3 の処理が実行され、当該ブロックの終点に達するとステツプ S 1 に戻り、プログラムェンドでなければ、再び当該プロックの終点に達するまで、ステップ S 3 〜 S 5 、 S 8 、 S 9 、 S 1 1 〜 S 1 3 の処理が実行される。

重畳系統では、ステツプ T 1 1 で重畳量 ζ 1 " が Z 2 軸の移動指令量に加算され、該軸のサーボモータ 5 3 は駆動されるから、ェ具 Τ 2 はヮーク W と共に移動し、かつ、重畳系統のプログラムによつて指令された移動をすることになる力ゝら、工具 Τ 2 はヮーク Wに対して相対的に重畳系統のプログラムによって指令された移動を行なうことになる。これによって、ヮーク Wはェ具 T 1 及び T 2 によって同時に加工がなされることになる。

重畳系統の処理のステップ Τ 4 に於レ、て、重畳解除指令「 G 1 2 7 P b J = Γ G 1 2 7 Ζ 1 J であることが判断されるとフラグ F 1 力 ί Γ 0 J にセットされる（ステツプ T 7 ) 。その結果、基準系統の処理ではステップ S 5 力らステップ S 6 に移行し、フラグ F 2 が「 0 j か判断し、この場合フラグ F 2 は「 1 J にセットされている力ゝら、ステップ S 7 に移行して分配移動量 z 1 を「 0 」として、加減速処理を行なって重畳量 z 1 〃を求める（ステップ S 8 ) 。加減速処理に入力される分配指令量 z 1 力 Γ 0 」であること力ゝら、重畳量 z 1 " は減少することになり、設定時定数（加減速処理におけるレジスタの数分の分配周期の数）が経過した段階ではこの重畳量 z 1 〃は「 0 」となる。その結果、重畳系統のステップ T 1 1 で加算される重畳量は順次減少し、最終的には「 0 J となる。重畳量 z 1 " 力 S Γ 0 J となったことをステップ S 9 で検出すると、フラグ F 2 を Γ 0 J にセットしステップ S 1 1 に移行する。以後は、フラグ F 1 及び F 2 が共に Γ 0 」にセットされている力、ら、重畳のための加減速処理は実行されず、ステップ S 5 、 S 6 からステップ S 1 2 へと移行し、分配移動量を加減速処理して求めた X 1 軸及ぴ Z 1 軸への移動指令量 X 1 ' 及び z 1 ' を夫々軸制御回路 3 0 及び 3 1 に出力する。

以上の通り、重畳される Z 2 軸には Z 1 軸の移動量が加減速処理されて重畳されるから、 Z 2 軸は重畳開始時及び重畳解除時に急激な速度変化はなく、徐々に加速及び减速されることになる力ゝら、急加速、急減速によるショック、振動等は生じない。

なお、上記実施例では、第 1 制御系統を基準系統、第 2 制御系統を重畳系統とし、基準系統の Z 1 軸を重畳する軸、重畳系統の Z 2 軸を重畳される軸として説明したが、重畳開始指令「 G 1 2 6 P a P b j は重畳する軸と重畳される軸とを指定するものであるから、該指令が読み込まれたとき（ステップ T 3 ) 、ステップ T 6 で重畳する軸及び重畳される軸を記憶しておき、ステップ S 5 で、重畳する軸があるか判断し、ある場合には記憶した重畳する軸に対する分配移動指令量を加减速処理（ステツプ S 8 ) し、ステップ S 1 1 で記憶する重畳される軸に対応するレジスタに重畳量を格納するようにする。そして、ステップ T 1 1 では、全ての軸に対して、加减速処理された移動指令量に対応するレジスタに記憶する重畳量を加算して出力するようにするようにすればよい ( 重畳される軸として指定されていない軸に対しては、対応するレジスタに記憶する値は「 0 」である）。

また、本実施例では、重畳制御は加工プログラムにより制御されるとしたが、重畳開始ノ解除指令が P C を介した入力信号であったり、軸制御指令が P C による軸制御等の独立した指令系統である場合もある。

本発明は、重畳開始時及び重畳解除時に待ち合わせのために重畳する軸及び重畳される軸の両制御系統を停止させることなく、重畳開始、重畳解除ができるため加工サイクルを短縮することができる。また、重畳開始時及ぴ重畳解除時において重畳される軸の速度が急激に変化することがないので、ショックや捩動は発生せず、安定した加工をすることができる。

Claims

ム丄請求の範囲

1 . 互いに独立して作動し得る制御系統を複数有するェ作機械を数値制御装置を用いて制御し、前記複数の制御系統のうちの第 1 の制御系統の第 1 の軸に対する移動指令量を前記複数の制御系統のうちの第 2 の制御系統の第 2 の軸に対する移動指令量に重畳させる重畳制御方法であって、

( a ) 前記第 1 の制御系統の前記第 1 の軸に対して前記数値制御装置から分配された移動指令量を加減速処理して、前記第 1 の軸に対する加减速処理された移動指令量を求めるステップと、

( b ) 前記第 2 の制御系統の前記第 2 の軸に対して前記数値制御装置から分配された移動指令量を加減速処理して、前記第 2 の軸に対する加減速処理された移動指令量を求めるステップと、

( c ) 重畳指令が入力されたとき、前記ステップ（ a ) 及び（ b ) に於ける前記第 1 の軸及ぴ第 2 の軸に対する加减速処理とは別に、前記第 1 の軸に対して前記数値制御装置から分配された移動指令量を加减速処理して、前記ステップ（ b ) で求められた前記第 2 の軸に対する加減速処理された移動指令量に加算重畳するステップと ( d ) 前記ステップ（ c ) で加算重畳された移動指令量に基づいて前記第 2 の軸を移動させるステップと、を備えた重畳制御方法。

2 . 前記ステップ（ c ) は、前記第 2 の制御系統に対する加工プログラムで与えられた指令に基づいて、前記第 1 の制御系統の座標系における所望の位置に、前記第 2 の軸の位置決めを行なうステップを更に備える、請求の範囲第 1 項に記載の重畳制御方法。