JP2001062678A - 数値制御装置 - Google Patents
数値制御装置Info
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- JP2001062678A JP2001062678A JP23509899A JP23509899A JP2001062678A JP 2001062678 A JP2001062678 A JP 2001062678A JP 23509899 A JP23509899 A JP 23509899A JP 23509899 A JP23509899 A JP 23509899A JP 2001062678 A JP2001062678 A JP 2001062678A
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- Japan
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- spindle
- command
- stop
- speed
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の数値制御装置は、速度ループ運転中に
主軸停止指令を発しても主軸の停止位置が定まらないた
めに、主軸停止指令とは別に主軸の停止位置を定めるた
めの主軸オリエント指令を実行しなければならず、オリ
エント動作及びその動作を実行するための時間が余分に
生じた。 【解決手段】 特定の指令または外部信号により、プロ
グラムに基づく速度指令が位置指令に変換され、この変
換された位置指令に基づき主軸が運転される位置ループ
運転が行われ、前記位置ループ運転の実行途中で、前記
主軸に対する停止位置及び停止角度を示す停止指令を設
定し、前記停止指令を実行すると、前記停止位置及び停
止角度に前記主軸を設定する。
主軸停止指令を発しても主軸の停止位置が定まらないた
めに、主軸停止指令とは別に主軸の停止位置を定めるた
めの主軸オリエント指令を実行しなければならず、オリ
エント動作及びその動作を実行するための時間が余分に
生じた。 【解決手段】 特定の指令または外部信号により、プロ
グラムに基づく速度指令が位置指令に変換され、この変
換された位置指令に基づき主軸が運転される位置ループ
運転が行われ、前記位置ループ運転の実行途中で、前記
主軸に対する停止位置及び停止角度を示す停止指令を設
定し、前記停止指令を実行すると、前記停止位置及び停
止角度に前記主軸を設定する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主軸機構を有する
工作機械を制御する数値制御装置に利用され、プログラ
ムで指令された速度指令を位置指令に変換し、この位置
指令により主軸機構の起動や停止を制御し、主軸機構を
停止させた時にはその主軸機構の角度をコントロールで
きるようにしたものである。
工作機械を制御する数値制御装置に利用され、プログラ
ムで指令された速度指令を位置指令に変換し、この位置
指令により主軸機構の起動や停止を制御し、主軸機構を
停止させた時にはその主軸機構の角度をコントロールで
きるようにしたものである。
【0002】
【従来の技術】従来の数値制御装置(以下NCと略す)
に於ける主軸制御は、通常速度ループ運転で主軸を制御
しているので主軸を停止した時の主軸の位置はバラバラ
であった。このため自動工具交換(以下ATCと略す)
を行う場合はATC動作を行う前にオリエント指令を実
行させ、主軸をATC実行可能な角度に設定し、その主
軸の角度を保つ必要があった。
に於ける主軸制御は、通常速度ループ運転で主軸を制御
しているので主軸を停止した時の主軸の位置はバラバラ
であった。このため自動工具交換(以下ATCと略す)
を行う場合はATC動作を行う前にオリエント指令を実
行させ、主軸をATC実行可能な角度に設定し、その主
軸の角度を保つ必要があった。
【0003】そのために通常、速度が制御されていた主
軸に対する停止指令の後に主軸を自動工具交換可能に設
定するオリエント指令をプログラムの別ブロックでプロ
グラムして実行させていたので、ATCの実行までには
主軸停止指令にともなう「主軸停止時間」とオリエント
指令にともなう「主軸オリエント時間」の合計時間が、
ATCの準備時間として必要であった。
軸に対する停止指令の後に主軸を自動工具交換可能に設
定するオリエント指令をプログラムの別ブロックでプロ
グラムして実行させていたので、ATCの実行までには
主軸停止指令にともなう「主軸停止時間」とオリエント
指令にともなう「主軸オリエント時間」の合計時間が、
ATCの準備時間として必要であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の数値制御装置
は、速度ループ運転中に主軸停止指令を発しても主軸の
停止位置が定まらないために、主軸停止指令とは別に主
軸の停止位置を定めるための主軸オリエント指令を実行
しなければならず、オリエント動作及びその動作を実行
するための時間が余分に生じる。
は、速度ループ運転中に主軸停止指令を発しても主軸の
停止位置が定まらないために、主軸停止指令とは別に主
軸の停止位置を定めるための主軸オリエント指令を実行
しなければならず、オリエント動作及びその動作を実行
するための時間が余分に生じる。
【0005】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたものであり、位置ループ運転での主軸停止指
令によって主軸の停止位置を特定の位置に保つように、
主軸を特定の停止位置に設定するオリエント動作及びそ
の動作を実行するための無駄な時間を排除し、より効率
的に主軸を停止させる数値制御装置を提供するものであ
る。
になされたものであり、位置ループ運転での主軸停止指
令によって主軸の停止位置を特定の位置に保つように、
主軸を特定の停止位置に設定するオリエント動作及びそ
の動作を実行するための無駄な時間を排除し、より効率
的に主軸を停止させる数値制御装置を提供するものであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、通常の主軸の
速度指令を位置指令に変換する手段を設け、主軸に対す
る指令を常に位置指令となるように構成すると共に、位
置指令を目的に応じてコントロールする手段とを設け
て、主軸の刻々の角度及び速度をコントロールできるよ
うにし、停止位置もコントロールできるようにした。
速度指令を位置指令に変換する手段を設け、主軸に対す
る指令を常に位置指令となるように構成すると共に、位
置指令を目的に応じてコントロールする手段とを設け
て、主軸の刻々の角度及び速度をコントロールできるよ
うにし、停止位置もコントロールできるようにした。
【0007】
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1は本発明によ
るNCを搭載した機械の全体構成図であり、NC100
に取り付けられたCRTなどの表示装置200と操作ス
イッチやランプが付いた操作盤300とでNCの制御装
置部分が構成され、NCから出される各種指令は駆動部
400に伝達され、機械駆動用のサーボモータ及び主軸
モータ500が駆動され、それと同時に位置検出用のエ
ンコーダ600と機械700が駆動されるようにしてい
る。
るNCを搭載した機械の全体構成図であり、NC100
に取り付けられたCRTなどの表示装置200と操作ス
イッチやランプが付いた操作盤300とでNCの制御装
置部分が構成され、NCから出される各種指令は駆動部
400に伝達され、機械駆動用のサーボモータ及び主軸
モータ500が駆動され、それと同時に位置検出用のエ
ンコーダ600と機械700が駆動されるようにしてい
る。
【0008】図2は実施形態1に示したNC装置の概要
を示すブロック図で、操作盤300からの信号に応答し
て各種指令を作成・編集する入力処理部110、入力処
理部により生成された各種指令を格納するデータ部13
0、データ部の各種指令を演算処理してプログラムの1
ブロック分の実行指令を生成する中央処理部140、中
央処理部からの1ブロック分の実行指令を受け取り、単
位時間当たりの各軸の移動量を演算する補間処理部15
0、補間処理部で作成された各軸の移動量は駆動部40
0に送られてサーボモータ及び主軸モータ500を駆動
させる。また表示部120は入力処理部110からの指
示によりプログラムを作成・表示したり各種指令を見や
すいように加工してCRTなどの表示器200に出力す
る。
を示すブロック図で、操作盤300からの信号に応答し
て各種指令を作成・編集する入力処理部110、入力処
理部により生成された各種指令を格納するデータ部13
0、データ部の各種指令を演算処理してプログラムの1
ブロック分の実行指令を生成する中央処理部140、中
央処理部からの1ブロック分の実行指令を受け取り、単
位時間当たりの各軸の移動量を演算する補間処理部15
0、補間処理部で作成された各軸の移動量は駆動部40
0に送られてサーボモータ及び主軸モータ500を駆動
させる。また表示部120は入力処理部110からの指
示によりプログラムを作成・表示したり各種指令を見や
すいように加工してCRTなどの表示器200に出力す
る。
【0009】図3は、従来の一般的な主軸制御方法を示
すブロック図であり、中央処理部140で解析され得ら
れた1ブロック分の実行指令に含まれる主軸制御に関す
る情報が、主軸運転モード141、主軸速度指令14
2、主軸制御信号143の形で補間処理部150に出力
される。主軸運転モード141は主軸の動作モードを与
える信号であり、主軸オリエントモード・主軸割り出し
モード・主軸位置ループ運転モード・主軸速度ループモ
ードなどがあり、この主軸運転モードにより主軸アンプ
401(駆動部400)は所定の動作を行う。
すブロック図であり、中央処理部140で解析され得ら
れた1ブロック分の実行指令に含まれる主軸制御に関す
る情報が、主軸運転モード141、主軸速度指令14
2、主軸制御信号143の形で補間処理部150に出力
される。主軸運転モード141は主軸の動作モードを与
える信号であり、主軸オリエントモード・主軸割り出し
モード・主軸位置ループ運転モード・主軸速度ループモ
ードなどがあり、この主軸運転モードにより主軸アンプ
401(駆動部400)は所定の動作を行う。
【0010】また主軸速度指令142は、毎分当たりの
回転数で与えられる場合と、主軸の周速度で与えらる場
合がある。補間処理部150は、周速度で与えられた場
合、毎分当たりの回転数に変換する為に周速一定処理1
51を行い、どちらの指令に対しても毎分当たりの回転
数を主軸速度指令として主軸アンプ401に出力する。
これにより主軸アンプ401は所定の動作を行う。
回転数で与えられる場合と、主軸の周速度で与えらる場
合がある。補間処理部150は、周速度で与えられた場
合、毎分当たりの回転数に変換する為に周速一定処理1
51を行い、どちらの指令に対しても毎分当たりの回転
数を主軸速度指令として主軸アンプ401に出力する。
これにより主軸アンプ401は所定の動作を行う。
【0011】また主軸制御信号143は具体的に主軸を
正/逆転起動したり停止させたりする重要な制御用の信
号である。このように、従来の方式では、主軸がどの角
度にいるのかを知る方法が無かったし、またどの位置で
止めるかを制御する方法も無く、毎分当たりの回転数を
主軸速度指令として出力しているに過ぎなかった。
正/逆転起動したり停止させたりする重要な制御用の信
号である。このように、従来の方式では、主軸がどの角
度にいるのかを知る方法が無かったし、またどの位置で
止めるかを制御する方法も無く、毎分当たりの回転数を
主軸速度指令として出力しているに過ぎなかった。
【0012】図4は本発明の特徴を示す主軸の位置ルー
プ制御方法を示すブロック図であり、中央処理部140
で解析された1ブロック分の実行指令に含まれる主軸制
御に関する情報が、主軸運転モード141、主軸速度指
令142、主軸制御信号143の形で補間処理部150
に出力される。主軸運転モード141は主軸の動作モー
ドを与える信号であり、主軸オリエントモード・主軸割
り出しモード・主軸位置ループ運転モード・主軸速度ル
ープモードなどがあり、この主軸運転モード141によ
り主軸アンプ401は所定の動作を行う。
プ制御方法を示すブロック図であり、中央処理部140
で解析された1ブロック分の実行指令に含まれる主軸制
御に関する情報が、主軸運転モード141、主軸速度指
令142、主軸制御信号143の形で補間処理部150
に出力される。主軸運転モード141は主軸の動作モー
ドを与える信号であり、主軸オリエントモード・主軸割
り出しモード・主軸位置ループ運転モード・主軸速度ル
ープモードなどがあり、この主軸運転モード141によ
り主軸アンプ401は所定の動作を行う。
【0013】また主軸速度指令142は、毎分当たりの
回転数で与えられる場合と、主軸の周速度で与えらる場
合がある。補間処理部150は、周速度で与えられた場
合、毎分当たりの回転数に変換する為の周速一定処理1
51を行い、どちらの指令に対しても毎分当たりの回転
数を指令として位置変換処理部152に出力する。
回転数で与えられる場合と、主軸の周速度で与えらる場
合がある。補間処理部150は、周速度で与えられた場
合、毎分当たりの回転数に変換する為の周速一定処理1
51を行い、どちらの指令に対しても毎分当たりの回転
数を指令として位置変換処理部152に出力する。
【0014】また主軸制御信号143は具体的に主軸を
正/逆転起動したり停止させたりする重要な制御用の信
号である。この主軸制御信号は、主軸の位置をコントロ
ールするために位置変換処理部152に出力される。
正/逆転起動したり停止させたりする重要な制御用の信
号である。この主軸制御信号は、主軸の位置をコントロ
ールするために位置変換処理部152に出力される。
【0015】位置変換処理部152は前述毎分当たりの
回転数(単位:rpm)を示す主軸速度指令142と主
軸制御信号143とにより単位時間当たりの主軸位置
(角度)の変化量(ΔPi)、つまり単位補間処理周期
当たりの主軸の回転度数を以下の変換式により算出す
る。 ΔPi=(S/60)*Δt*360 (度) S :回転数(rpm) Δt:補間処理周期(sec)
回転数(単位:rpm)を示す主軸速度指令142と主
軸制御信号143とにより単位時間当たりの主軸位置
(角度)の変化量(ΔPi)、つまり単位補間処理周期
当たりの主軸の回転度数を以下の変換式により算出す
る。 ΔPi=(S/60)*Δt*360 (度) S :回転数(rpm) Δt:補間処理周期(sec)
【0016】また、位置変換処理部152は主軸制御信
号143の種類(状態)により、上述の変換式より算出
した変化量(ΔPi)を以下のように補正する。 1)主軸制御信号143が正転起動の場合は ΔPi=
ΔPi 2)主軸制御信号143が逆転起動の場合は ΔPi=
−ΔPi 3)主軸制御信号143が主軸停止の場合は ΔPi=
0 補正された単位時間(補間処理周期Δt)当たりの主軸
位置(角度)の変化量(ΔPi)はスムージング回路1
54に送出される。
号143の種類(状態)により、上述の変換式より算出
した変化量(ΔPi)を以下のように補正する。 1)主軸制御信号143が正転起動の場合は ΔPi=
ΔPi 2)主軸制御信号143が逆転起動の場合は ΔPi=
−ΔPi 3)主軸制御信号143が主軸停止の場合は ΔPi=
0 補正された単位時間(補間処理周期Δt)当たりの主軸
位置(角度)の変化量(ΔPi)はスムージング回路1
54に送出される。
【0017】スムージング回路154に入力された補正
後の単位時間当たりの主軸位置(角度)の変化量ΔPi
は、図5に示すスムージング回路154の特性により段
階的に滑らかな変化量(ΔPo)に加工され、位置レジ
スタ156に加算される。なお、スムージング回路15
4は周知の技術であり、ここではその詳細について特に
は触れない。
後の単位時間当たりの主軸位置(角度)の変化量ΔPi
は、図5に示すスムージング回路154の特性により段
階的に滑らかな変化量(ΔPo)に加工され、位置レジ
スタ156に加算される。なお、スムージング回路15
4は周知の技術であり、ここではその詳細について特に
は触れない。
【0018】位置レジスタ156の内容は補間処理周期
Δt(sec)毎に更新され、位置指令として主軸アン
プ401に出力される。
Δt(sec)毎に更新され、位置指令として主軸アン
プ401に出力される。
【0019】この結果、主軸モータは位置指令に基づい
て、プログラムで与えられた毎分当たりの回転数で回転
する。また、位置レジスタ156の値(内容)を参照す
ることにより、主軸の現在位置(角度)を知ることが出
来る。なお、位置変換処理部152、スムージング回路
154、及び位置レジスタ156を含めて変換処理部と
称してもよい。
て、プログラムで与えられた毎分当たりの回転数で回転
する。また、位置レジスタ156の値(内容)を参照す
ることにより、主軸の現在位置(角度)を知ることが出
来る。なお、位置変換処理部152、スムージング回路
154、及び位置レジスタ156を含めて変換処理部と
称してもよい。
【0020】本実施形態の数値制御装置によれば、主軸
に対する速度指令を位置指令に変換し、主軸を位置ルー
プで運転できるため、負荷変動などにより主軸の速度が
変動すること無く、安定した回転を得ることができる。
また、位置指令による制御のため、他の主軸またはサー
ボ軸との同期をとることも可能となる。
に対する速度指令を位置指令に変換し、主軸を位置ルー
プで運転できるため、負荷変動などにより主軸の速度が
変動すること無く、安定した回転を得ることができる。
また、位置指令による制御のため、他の主軸またはサー
ボ軸との同期をとることも可能となる。
【0021】実施の形態2.次に、実際に主軸位置ルー
プ運転モードで主軸を制御する例を説明する。図6は図
4で示した周速一定処理151を実現する周速一定処理
部の処理フロー図であり、中央処理部140で処理され
るメインプログラムから呼ばれるサブルーチン(SUB
1)である。
プ運転モードで主軸を制御する例を説明する。図6は図
4で示した周速一定処理151を実現する周速一定処理
部の処理フロー図であり、中央処理部140で処理され
るメインプログラムから呼ばれるサブルーチン(SUB
1)である。
【0022】ステップ(以下、Sとする)1は、中央処
理部140で処理された1ブロック分の実行指令に含ま
れる主軸速度指令を読み込み、S(=Step)2で前
述主軸速度指令の属性、即ち回転数で与えられた指令
か、周速度で与えられた指令かを判断し、周速度で与え
られている場合はS3の処理で、毎分当たりの周速度を
円周の長さで割ることで、毎分当たりの回転数を算出す
る。なお、図6中のDは円周の直径の長さである。結果
として本処理により主軸速度指令はすべて毎分当たりの
回転数に変換される。
理部140で処理された1ブロック分の実行指令に含ま
れる主軸速度指令を読み込み、S(=Step)2で前
述主軸速度指令の属性、即ち回転数で与えられた指令
か、周速度で与えられた指令かを判断し、周速度で与え
られている場合はS3の処理で、毎分当たりの周速度を
円周の長さで割ることで、毎分当たりの回転数を算出す
る。なお、図6中のDは円周の直径の長さである。結果
として本処理により主軸速度指令はすべて毎分当たりの
回転数に変換される。
【0023】図7は主軸の回転数から与えられた主軸速
度指令から単位時間当たりの主軸位置の変化量を算出す
る処理のフロー図で、メインプログラムから呼び出され
るサブルーチン(SUB2)である。
度指令から単位時間当たりの主軸位置の変化量を算出す
る処理のフロー図で、メインプログラムから呼び出され
るサブルーチン(SUB2)である。
【0024】S4で、前述した周速一定処理(図6)を
呼び出し、主軸の毎分当たりの回転数を取得し、S5で
単位時間当たりの位置変化量(単位時間当たりの移動
量)ΔPiを算出する。
呼び出し、主軸の毎分当たりの回転数を取得し、S5で
単位時間当たりの位置変化量(単位時間当たりの移動
量)ΔPiを算出する。
【0025】S6は中央処理部140で処理された主軸
制御信号(通常M3:主軸正転起動、M4:主軸逆転起
動、M5:主軸停止)の内、主軸停止の信号があるか判
断し、主軸停止の信号が有効の場合はS7に進んで定位
置で停止する命令(主軸定位置停止指令)が含まれてい
るかをチェックする。ここで前述定位置停止命令が有効
の場合は更にS8に進み後述する停止位置到達フラグが
オンしたかチェックし、停止位置到達フラグがオンして
いる場合は前述した単位時間当たりの移動量ΔPiをク
リアしてS9移動を止める。
制御信号(通常M3:主軸正転起動、M4:主軸逆転起
動、M5:主軸停止)の内、主軸停止の信号があるか判
断し、主軸停止の信号が有効の場合はS7に進んで定位
置で停止する命令(主軸定位置停止指令)が含まれてい
るかをチェックする。ここで前述定位置停止命令が有効
の場合は更にS8に進み後述する停止位置到達フラグが
オンしたかチェックし、停止位置到達フラグがオンして
いる場合は前述した単位時間当たりの移動量ΔPiをク
リアしてS9移動を止める。
【0026】またS7で定位置停止命令が無効の場合は
任意の位置で停止させても良いので、S9に進んで移動
量(ΔPi)をクリアして移動を止める。またS6で主
軸停止の信号が無いと判断した場合は正転または逆転の
起動状態であるので、S10で停止位置到達フラグを初
期化しておき、S11で逆転起動の信号が有効か判断
し、有効の場合は逆転方向に進めるために単位時間当た
りの移動量(ΔPi)の符号を逆にする。また正転起動
の場合はそのままの符号で出力する。
任意の位置で停止させても良いので、S9に進んで移動
量(ΔPi)をクリアして移動を止める。またS6で主
軸停止の信号が無いと判断した場合は正転または逆転の
起動状態であるので、S10で停止位置到達フラグを初
期化しておき、S11で逆転起動の信号が有効か判断
し、有効の場合は逆転方向に進めるために単位時間当た
りの移動量(ΔPi)の符号を逆にする。また正転起動
の場合はそのままの符号で出力する。
【0027】図8は、主軸が目的の位置に到達したかチ
ェックし、到達した場合は目的の位置で停止するように
位置指令を補正する処理のフロー図であり、メインプロ
グラムから呼び出されるサブルーチン(SUB3)であ
る。
ェックし、到達した場合は目的の位置で停止するように
位置指令を補正する処理のフロー図であり、メインプロ
グラムから呼び出されるサブルーチン(SUB3)であ
る。
【0028】S13は今回の位置指令を算出するステッ
プで、前述した位置レジスタ156の値と、スムージン
グ回路154にたまっている実行されていない変化量
(ΔPo)の合計値と、今回出力する予定の移動量(Δ
Pi)の総和を求めて、今回指令値(Pn)を算出す
る。
プで、前述した位置レジスタ156の値と、スムージン
グ回路154にたまっている実行されていない変化量
(ΔPo)の合計値と、今回出力する予定の移動量(Δ
Pi)の総和を求めて、今回指令値(Pn)を算出す
る。
【0029】S14で本処理の処理結果(Rsts)を
初期化しておく。S15は移動量(ΔPi)の符号をチ
ェックするステップで、移動量(ΔPi)がマイナスの
時は逆転起動時の到達判別ステップであるS16へ、ま
た移動量(ΔPi)がプラスの時は正転起動時の到達判
別ステップであるS17へ、それぞれジャンプする。
初期化しておく。S15は移動量(ΔPi)の符号をチ
ェックするステップで、移動量(ΔPi)がマイナスの
時は逆転起動時の到達判別ステップであるS16へ、ま
た移動量(ΔPi)がプラスの時は正転起動時の到達判
別ステップであるS17へ、それぞれジャンプする。
【0030】S16は前述した逆転起動時の到達判別ス
テップであり、Pnは前述S13で算出した今回指令
値、Cは本サブルーチンが呼び出される時にメインプロ
グラムから受け取る到達位置(主軸定位置)、Psは後
述するS27で作られる前回指令値である。逆転起動の
場合は指令値が0、359、358357・・と変化し
て行くので到達位置に着いたかどうかの判断は「前回指
令値(Ps)が到達位置(C)より大きく、かつ今回指
令値(Pn)が到達位置(C)より小さいまたはイコー
ル(即ち到達位置を乗り越えた)で行う。
テップであり、Pnは前述S13で算出した今回指令
値、Cは本サブルーチンが呼び出される時にメインプロ
グラムから受け取る到達位置(主軸定位置)、Psは後
述するS27で作られる前回指令値である。逆転起動の
場合は指令値が0、359、358357・・と変化し
て行くので到達位置に着いたかどうかの判断は「前回指
令値(Ps)が到達位置(C)より大きく、かつ今回指
令値(Pn)が到達位置(C)より小さいまたはイコー
ル(即ち到達位置を乗り越えた)で行う。
【0031】同様にS17の正転起動の場合は指令値が
0、1、2,・・と変化して行くので到達位置に着いた
かどうかの判断は「前回指令値(Ps)が到達位置
(C)より小さく、かつ今回指令値(Pn)が到達位置
(C)より大きいまたはイコール(即ち到達位置を乗り
越えた)で行う。
0、1、2,・・と変化して行くので到達位置に着いた
かどうかの判断は「前回指令値(Ps)が到達位置
(C)より小さく、かつ今回指令値(Pn)が到達位置
(C)より大きいまたはイコール(即ち到達位置を乗り
越えた)で行う。
【0032】正転起動の場合も逆転起動の場合も、到達
位置に着いたと判断された場合はS18に進み、今回の
移動量(ΔPi)と今回指令値(Pn)を補正して、位
置指令が到達位置とイコールになるようにする。S19
で、今回出力する移動量(ΔPi)で到達位置に来るこ
とを示すために処理結果(Rsts)を0にして終了す
る。
位置に着いたと判断された場合はS18に進み、今回の
移動量(ΔPi)と今回指令値(Pn)を補正して、位
置指令が到達位置とイコールになるようにする。S19
で、今回出力する移動量(ΔPi)で到達位置に来るこ
とを示すために処理結果(Rsts)を0にして終了す
る。
【0033】図9は、位置変換処理部152全体のフロ
ー図であり、メインプログラムとして示している。この
位置変換処理部152の中で位置指令をコントロールす
ることで主軸の停止位置を均一に保っている。
ー図であり、メインプログラムとして示している。この
位置変換処理部152の中で位置指令をコントロールす
ることで主軸の停止位置を均一に保っている。
【0034】まずS20で前述したSUB2を呼び出し
て今回の移動量(ΔPi)を取得し、S21は中央処理
部140で解析された1ブロック分の実行指令の中に主
軸定位置停止指令が含まれているかチェックするステッ
プ、S22は移動量(ΔPi)により主軸定位置(停止
位置)に到達したかチェックするステップ、S24は停
止位置に到達した場合に位置指令を停止位置に合わせる
ように補正するステップである。
て今回の移動量(ΔPi)を取得し、S21は中央処理
部140で解析された1ブロック分の実行指令の中に主
軸定位置停止指令が含まれているかチェックするステッ
プ、S22は移動量(ΔPi)により主軸定位置(停止
位置)に到達したかチェックするステップ、S24は停
止位置に到達した場合に位置指令を停止位置に合わせる
ように補正するステップである。
【0035】S25は位置指令が停止位置に合ったこと
をチェックするステップ、S26は位置指令が停止位置
に合ったことを確認する「停止位置到達フラグ(F
G)」をセットするステップである。S27は停止位置
である到達位置を検出するための前回指令値(Ps)を
作成するステップで、全部の処理が終了した時点で今回
指令値(Pn)を代入して次回処理の時の前回指令値
(Ps)とする。
をチェックするステップ、S26は位置指令が停止位置
に合ったことを確認する「停止位置到達フラグ(F
G)」をセットするステップである。S27は停止位置
である到達位置を検出するための前回指令値(Ps)を
作成するステップで、全部の処理が終了した時点で今回
指令値(Pn)を代入して次回処理の時の前回指令値
(Ps)とする。
【0036】次に動作について説明する。中央処理部1
40ではプログラム上に主軸定位置停止指令が含まれて
いるかを判断し、例えば主軸を任意の位置で停止させる
通常の主軸停止指令は「M5;」のコードで判断する
が、「M5.;」と小数点を指定した場合は主軸定位置
停止指令と判断するようにする。その場合でもM指令と
してはM5が出力される。
40ではプログラム上に主軸定位置停止指令が含まれて
いるかを判断し、例えば主軸を任意の位置で停止させる
通常の主軸停止指令は「M5;」のコードで判断する
が、「M5.;」と小数点を指定した場合は主軸定位置
停止指令と判断するようにする。その場合でもM指令と
してはM5が出力される。
【0037】前述「M5.;」が実行されると中央処理
部140は主軸定位置停止指令と判断し主軸定位置停止
指令を有効にするのでS22が実行され、S22で停止
位置に到達するまでS23〜S25の処理が繰り返し実
行される。S23では必要に応じて主軸角度が指定さ
れ、ここでは仮にC=0度とする。
部140は主軸定位置停止指令と判断し主軸定位置停止
指令を有効にするのでS22が実行され、S22で停止
位置に到達するまでS23〜S25の処理が繰り返し実
行される。S23では必要に応じて主軸角度が指定さ
れ、ここでは仮にC=0度とする。
【0038】やがて位置指令=Cとなった時点でRst
s=0となるのでS26に進んで停止位置到達FGがオ
ンし、図7のS8で停止位置到達FGを待つステップの
条件が成立しS9が実行され、停止位置に到達した次の
回からの実行指令は止められ、主軸は停止位置に到達後
停止する。
s=0となるのでS26に進んで停止位置到達FGがオ
ンし、図7のS8で停止位置到達FGを待つステップの
条件が成立しS9が実行され、停止位置に到達した次の
回からの実行指令は止められ、主軸は停止位置に到達後
停止する。
【0039】本実施形態の数値制御装置によれば、主軸
を停止させた時の主軸位置(角度)を正確に把握するこ
とができる。
を停止させた時の主軸位置(角度)を正確に把握するこ
とができる。
【0040】また、例えば主軸を0度の位置で停止させ
る場合、数値制御装置ではまずプログラムで与えられた
主軸の速度指令を主軸位置指令に変換し、変換された主
軸位置指令を主軸駆動部へ刻々と位置指令として与え続
ける。そして、主軸停止指令が検出されると、数値制御
装置は、主軸駆動部へ刻々と出力される位置指令を、0
度にまたがるタイミングまで遅らし、位置指令が0度を
またがるタイミングに強制的に0度の位置での主軸停止
を指令し、それ以後は新たな位置指令が出力されないよ
うにすることで主軸の停止位置を均一に(0度の位置)
保つ。
る場合、数値制御装置ではまずプログラムで与えられた
主軸の速度指令を主軸位置指令に変換し、変換された主
軸位置指令を主軸駆動部へ刻々と位置指令として与え続
ける。そして、主軸停止指令が検出されると、数値制御
装置は、主軸駆動部へ刻々と出力される位置指令を、0
度にまたがるタイミングまで遅らし、位置指令が0度を
またがるタイミングに強制的に0度の位置での主軸停止
を指令し、それ以後は新たな位置指令が出力されないよ
うにすることで主軸の停止位置を均一に(0度の位置)
保つ。
【0041】また、前述の例によれば、主軸停止指令で
主軸を停止させた時、主軸が常に0度の位置で停止する
ので、ATC位置が0度の場合はそのままATCを実行
することができ、オリエント指令の実行に伴う無駄な時
間を費やすこと無く、工具交換に要する時間を短縮する
ことができる。また、これはATC以外にも利用可能で
あり、主軸停止時の主軸角度を一定値あるいは任意の特
定値にする場合に有効である。
主軸を停止させた時、主軸が常に0度の位置で停止する
ので、ATC位置が0度の場合はそのままATCを実行
することができ、オリエント指令の実行に伴う無駄な時
間を費やすこと無く、工具交換に要する時間を短縮する
ことができる。また、これはATC以外にも利用可能で
あり、主軸停止時の主軸角度を一定値あるいは任意の特
定値にする場合に有効である。
【0042】このように、従来は、主軸を特定位置に設
定するため、速度ループ運転の主軸停止指令に基づく
「主軸停止時間」とオリエント指令に基づく「主軸オリ
エント時間」との2ステップの動作時間が必要であった
にもかかわらず、本実施形態の数値制御装置では、位置
ループ運転の主軸停止指令に基づく「主軸停止時間」の
1ステップの動作時間を要するだけで主軸を特定位置に
設定することができ、非常に効率的である。
定するため、速度ループ運転の主軸停止指令に基づく
「主軸停止時間」とオリエント指令に基づく「主軸オリ
エント時間」との2ステップの動作時間が必要であった
にもかかわらず、本実施形態の数値制御装置では、位置
ループ運転の主軸停止指令に基づく「主軸停止時間」の
1ステップの動作時間を要するだけで主軸を特定位置に
設定することができ、非常に効率的である。
【0043】本実施形態の数値制御装置によれば、通常
の主軸停止を行う場合でも、主軸の停止位置が保証され
るため、改めて主軸オリエント機能を使用して主軸の停
止位置を決定する必要が無く、無駄な主軸オリエント動
作を排除できるので、主軸オリエント動作に要する時間
が短縮でき、機械の生産性を向上させることが出来る。
の主軸停止を行う場合でも、主軸の停止位置が保証され
るため、改めて主軸オリエント機能を使用して主軸の停
止位置を決定する必要が無く、無駄な主軸オリエント動
作を排除できるので、主軸オリエント動作に要する時間
が短縮でき、機械の生産性を向上させることが出来る。
【0044】実施の形態3.実施形態2と同様の手順で
あるが、主軸を任意の位置に停止させるために停止角度
をプログラムで与えるように構成する。例えば通常の主
軸停止指令は「M5;」のコードで判断するが、「M
5.80;」と小数点を指定した場合は主軸定位置停止
指令と判断し、小数点以下は停止角度と判断するように
する(この場合停止角度は80度となる)。その場合で
もM指令としては小数点以下が無視されてM5が出力さ
れる。
あるが、主軸を任意の位置に停止させるために停止角度
をプログラムで与えるように構成する。例えば通常の主
軸停止指令は「M5;」のコードで判断するが、「M
5.80;」と小数点を指定した場合は主軸定位置停止
指令と判断し、小数点以下は停止角度と判断するように
する(この場合停止角度は80度となる)。その場合で
もM指令としては小数点以下が無視されてM5が出力さ
れる。
【0045】前述「M5.80;」が実行されると中央
処理部140は主軸定位置停止指令と判断し主軸定位置
停止指令を有効にするのでS22が実行され、S22で
停止位置に到達するまでS23〜S25の処理が繰り返
し実行される。S23では特に主軸角度が80度と指定
されているのでC=80度がセットされる。
処理部140は主軸定位置停止指令と判断し主軸定位置
停止指令を有効にするのでS22が実行され、S22で
停止位置に到達するまでS23〜S25の処理が繰り返
し実行される。S23では特に主軸角度が80度と指定
されているのでC=80度がセットされる。
【0046】やがて位置指令=Cとなった時点でRst
s=0となるのでS26に進んで停止位置到達FGがオ
ンし、図7のS8で停止位置到達FGを待つステップの
条件が成立しS9が実行され、停止位置に到達した次の
回からの実行指令は止められ、主軸は停止位置に到達後
停止する。
s=0となるのでS26に進んで停止位置到達FGがオ
ンし、図7のS8で停止位置到達FGを待つステップの
条件が成立しS9が実行され、停止位置に到達した次の
回からの実行指令は止められ、主軸は停止位置に到達後
停止する。
【0047】本実施形態の数値制御装置は、実施形態2
の数値制御装置の改良であり、主軸の停止時の主軸角度
を任意にプログラム指定できるので、色々な用途に利用
できるようになり、従来2ステップで行っていた動作
(主軸を停止する・主軸を目的の角度に合わせる)を1
ステップにすることができるため、大幅な時間短縮が図
れる。
の数値制御装置の改良であり、主軸の停止時の主軸角度
を任意にプログラム指定できるので、色々な用途に利用
できるようになり、従来2ステップで行っていた動作
(主軸を停止する・主軸を目的の角度に合わせる)を1
ステップにすることができるため、大幅な時間短縮が図
れる。
【0048】実施の形態4.図4において、従来の速度
指令での運転もできるように周速一定処理151の出力
は主軸の速度指令入力(主軸アンプ401)に出力さ
れ、また中央処理部140から与えられた主軸制御信号
143も起動用の制御信号として主軸アンプ401に出
力される。即ち、主軸アンプ401に対しては常に速度
指令と位置指令とが常時同時に与えられているので、特
定の指令または外部からの信号により、主軸運転モード
141を変更するだけでいつでも位置指令による位置ル
ープ運転と速度指令による速度ループ運転とを切り換え
ることができる。
指令での運転もできるように周速一定処理151の出力
は主軸の速度指令入力(主軸アンプ401)に出力さ
れ、また中央処理部140から与えられた主軸制御信号
143も起動用の制御信号として主軸アンプ401に出
力される。即ち、主軸アンプ401に対しては常に速度
指令と位置指令とが常時同時に与えられているので、特
定の指令または外部からの信号により、主軸運転モード
141を変更するだけでいつでも位置指令による位置ル
ープ運転と速度指令による速度ループ運転とを切り換え
ることができる。
【0049】本実施形態の数値制御装置は、主軸の速度
ループ運転と位置ループ運転とを必要に応じていつでも
切り換えられるようにしたので、プログラマーやオペレ
ータに切り替えの為の事前準備やタイミングなどを意識
させる必要が無く、プログラマーやオペレータの負荷を
軽減することができる。
ループ運転と位置ループ運転とを必要に応じていつでも
切り換えられるようにしたので、プログラマーやオペレ
ータに切り替えの為の事前準備やタイミングなどを意識
させる必要が無く、プログラマーやオペレータの負荷を
軽減することができる。
【0050】実施の形態5.従来の主軸制御では、特別
な加工(例えば同期タップ、ポリゴン加工等)以外はほ
とんど速度ループ運転で駆動されている。速度ループ運
転では刻々の位置が保証されないので切削負荷の変動で
主軸の速度も変動するのが一般的である。この実施形態
では主軸の起動及び停止動作は主軸アンプ401のフル
パワーを出して高速な加減速を実現し、一定速度になっ
た時点で自動的に位置ループ運転に切り換える方法を示
している。
な加工(例えば同期タップ、ポリゴン加工等)以外はほ
とんど速度ループ運転で駆動されている。速度ループ運
転では刻々の位置が保証されないので切削負荷の変動で
主軸の速度も変動するのが一般的である。この実施形態
では主軸の起動及び停止動作は主軸アンプ401のフル
パワーを出して高速な加減速を実現し、一定速度になっ
た時点で自動的に位置ループ運転に切り換える方法を示
している。
【0051】図10においてS30は主軸が停止状態で
あることを確認するステップ、S31は主軸の制御信号
(起動指令)が実行されたことを確認するステップ、S
32は主軸の運転モードを速度ループ運転モードにする
ステップ、S33は主軸が位置ループ運転モードで運転
中かを確認するステップ、S34は主軸が指定された速
度にて運転中か確認するステップ、S35は主軸の運転
モードを位置ループ運転モードにするステップ、S36
は主軸の制御信号(停止指令)が実行されたか確認する
ステップである。
あることを確認するステップ、S31は主軸の制御信号
(起動指令)が実行されたことを確認するステップ、S
32は主軸の運転モードを速度ループ運転モードにする
ステップ、S33は主軸が位置ループ運転モードで運転
中かを確認するステップ、S34は主軸が指定された速
度にて運転中か確認するステップ、S35は主軸の運転
モードを位置ループ運転モードにするステップ、S36
は主軸の制御信号(停止指令)が実行されたか確認する
ステップである。
【0052】次に動作について説明する。S30〜S3
1で主軸停止状態の時に主軸の起動指令(M3またはM
4指令)が実行されるとS32により主軸の運転モード
は速度ループ運転モードに設定され、主軸は速度ループ
運転で起動される。起動された主軸は指定された速度に
加速し、やがて指定速度に到達すると主軸アンプ401
より主軸速度到達信号が送出される。
1で主軸停止状態の時に主軸の起動指令(M3またはM
4指令)が実行されるとS32により主軸の運転モード
は速度ループ運転モードに設定され、主軸は速度ループ
運転で起動される。起動された主軸は指定された速度に
加速し、やがて指定速度に到達すると主軸アンプ401
より主軸速度到達信号が送出される。
【0053】S33〜S34では主軸速度到達信号が送
出されるとS35に進んで主軸の運転モードを位置ルー
プ運転モードに変更する。主軸は運転中に位置ループ運
転モードによる運転を始め、この状態の時、S36で主
軸の停止指令が実行されるのを監視し、主軸の停止指令
が実行された時、S39に進み、主軸の運転モードは再
び速度ループ運転モードに変更される。そして主軸は速
度ループ運転で減速を続けて停止する。
出されるとS35に進んで主軸の運転モードを位置ルー
プ運転モードに変更する。主軸は運転中に位置ループ運
転モードによる運転を始め、この状態の時、S36で主
軸の停止指令が実行されるのを監視し、主軸の停止指令
が実行された時、S39に進み、主軸の運転モードは再
び速度ループ運転モードに変更される。そして主軸は速
度ループ運転で減速を続けて停止する。
【0054】本実施形態の数値制御装置は、主軸の速度
ループ運転と位置ループ運転とを、それぞれの長所に基
づき使い分けることができるので、プログラマーやオペ
レータが意識しなくても最適で精度の高い主軸制御を実
行し、加工制御することができる。
ループ運転と位置ループ運転とを、それぞれの長所に基
づき使い分けることができるので、プログラマーやオペ
レータが意識しなくても最適で精度の高い主軸制御を実
行し、加工制御することができる。
【0055】
【発明の効果】以上のように、本発明の数値制御装置
は、特定の指令または外部信号により、プログラムに基
づく速度指令が位置指令に変換され、この変換された位
置指令に基づき主軸が運転される位置ループ運転が行わ
れ、位置ループ運転の実行途中で、主軸に対する停止位
置及び停止角度を示す停止指令を設定し、停止指令を実
行すると、停止位置及び停止角度に主軸を設定するもの
であり、停止指令とは別の、主軸を所定の停止位置に定
めるための主軸オリエント指令を実行する必要が無くな
り、時間の無駄が減少する。
は、特定の指令または外部信号により、プログラムに基
づく速度指令が位置指令に変換され、この変換された位
置指令に基づき主軸が運転される位置ループ運転が行わ
れ、位置ループ運転の実行途中で、主軸に対する停止位
置及び停止角度を示す停止指令を設定し、停止指令を実
行すると、停止位置及び停止角度に主軸を設定するもの
であり、停止指令とは別の、主軸を所定の停止位置に定
めるための主軸オリエント指令を実行する必要が無くな
り、時間の無駄が減少する。
【0056】以上のように、本発明の数値制御装置は、
主軸に対する停止指令が実行されると、停止指令に基づ
く停止位置及び停止角度を、主軸が通過したか否かで自
動的に判断し、停止位置及び停止角度に主軸を収束させ
停止させるものであり、停止指令とは別の、主軸を所定
の停止位置に定めるための主軸オリエント指令を実行す
る必要が無くなり、時間の無駄が減少する。
主軸に対する停止指令が実行されると、停止指令に基づ
く停止位置及び停止角度を、主軸が通過したか否かで自
動的に判断し、停止位置及び停止角度に主軸を収束させ
停止させるものであり、停止指令とは別の、主軸を所定
の停止位置に定めるための主軸オリエント指令を実行す
る必要が無くなり、時間の無駄が減少する。
【図1】 NC搭載機械の全体構成図である。
【図2】 NCの概要を示すブロック図である。
【図3】 従来の一般的な主軸制御方法を示すブロック
図である。
図である。
【図4】 主軸の位置ループ制御方法を示すブロック図
である。
である。
【図5】 スムージング回路の動作を示す図である。
【図6】 周速一定処理部の処理フロー図である。
【図7】 主軸の回転数から与えられた主軸速度指令か
ら単位時間当たりの主軸位置の変化量を算出する処理の
フロー図である。
ら単位時間当たりの主軸位置の変化量を算出する処理の
フロー図である。
【図8】 位置指令の補正処理のフロー図である。
【図9】 位置変換処理部の全体処理のフロー図であ
る。
る。
【図10】 主軸運転モード自動切換処理のフロー図で
ある。
ある。
100 NC、110 入力処理部、120 表示処理
部、130 データ部、140 中央処理部、141
主軸運転モード信号、142 主軸速度指令、143
主軸制御信号、150 補間処理部、151 周速一定
処理、152 位置変換処理部、154 スムージング
回路、156 位置レジスタ、200 表示装置、30
0 操作盤、400 駆動部、401 主軸アンプ、5
00 サーボモータ及び主軸モータ、600 エンコー
ダ、700 機械。
部、130 データ部、140 中央処理部、141
主軸運転モード信号、142 主軸速度指令、143
主軸制御信号、150 補間処理部、151 周速一定
処理、152 位置変換処理部、154 スムージング
回路、156 位置レジスタ、200 表示装置、30
0 操作盤、400 駆動部、401 主軸アンプ、5
00 サーボモータ及び主軸モータ、600 エンコー
ダ、700 機械。
Claims (6)
- 【請求項1】 特定の指令または外部信号により、プロ
グラムに基づく速度指令が位置指令に変換され、この変
換された位置指令に基づき主軸が運転される位置ループ
運転が行われ、 前記位置ループ運転の実行途中で、前記主軸に対する停
止位置及び停止角度を示す停止指令を設定し、 前記停止指令を実行すると、前記停止位置及び停止角度
に前記主軸を設定することを特徴とする数値制御装置。 - 【請求項2】 速度指令に基づき主軸が運転される速度
ループ運転モードから位置指令に基づき前記主軸が運転
される位置ループ運転モードに、または前記位置ループ
運転モードから前記速度ループ運転モードに切り換えら
れることを特徴とする請求項1に記載の数値制御装置。 - 【請求項3】 速度指令に基づき主軸が運転される速度
ループ運転モードでの速度ループ運転が適切に運転され
ているかどうか、または位置指令に基づき前記主軸が運
転される位置ループ運転モードでの位置ループ運転が適
切に運転されているかどうかを判断し、 前記主軸の運転モードを制御することを特徴とする請求
項1に記載の数値制御装置。 - 【請求項4】 主軸と、前記主軸を起動させるプログラ
ムと、前記プログラムに設定された前記主軸に対する速
度指令を前記主軸に対する位置指令に変換する変換処理
部とを有し、 前記位置指令に基づき前記主軸を移動させることを特徴
とする数値制御装置。 - 【請求項5】 変換処理部は、単位時間当たりの回転数
を示す速度指令を、主軸の起動方向若しくは停止を示す
制御信号で補正して、単位時間当たりの移動量を示す位
置指令に変換することを特徴とする請求項4に記載の数
値制御装置。 - 【請求項6】 主軸に対する停止指令が実行されると、
前記停止指令に基づく停止位置及び停止角度を、前記主
軸が通過したか否かで判断し、前記停止位置及び停止角
度に前記主軸を収束させ停止させることを特徴とする数
値制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23509899A JP2001062678A (ja) | 1999-08-23 | 1999-08-23 | 数値制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23509899A JP2001062678A (ja) | 1999-08-23 | 1999-08-23 | 数値制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001062678A true JP2001062678A (ja) | 2001-03-13 |
Family
ID=16981038
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23509899A Pending JP2001062678A (ja) | 1999-08-23 | 1999-08-23 | 数値制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001062678A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7276869B2 (en) | 2004-06-11 | 2007-10-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Motor controller and motor controlling method |
JP2013196572A (ja) * | 2012-03-22 | 2013-09-30 | Brother Ind Ltd | 工作機械 |
-
1999
- 1999-08-23 JP JP23509899A patent/JP2001062678A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7276869B2 (en) | 2004-06-11 | 2007-10-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Motor controller and motor controlling method |
CN100461612C (zh) * | 2004-06-11 | 2009-02-11 | 三菱电机株式会社 | 电动机的控制装置及其控制方法 |
JP2013196572A (ja) * | 2012-03-22 | 2013-09-30 | Brother Ind Ltd | 工作機械 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20040625 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040824 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041021 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041130 |