JP7418665B1 - numerical control device - Google Patents

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JP7418665B1
JP7418665B1 JP2023534997A JP2023534997A JP7418665B1 JP 7418665 B1 JP7418665 B1 JP 7418665B1 JP 2023534997 A JP2023534997 A JP 2023534997A JP 2023534997 A JP2023534997 A JP 2023534997A JP 7418665 B1 JP7418665 B1 JP 7418665B1
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誠二 魚住
慎哉 西野
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Abstract

加工プログラム（３）に基づいてモータ（２１）を制御する数値制御装置（１）において、加工プログラムの先読み解析結果に基づいて、加工プログラムに記述された指令を予め定められた第１加速度によって加減速処理した加減速処理後の指令である第１加減速後指令を出力する第１加減速処理部（１２）と、第１加減速後指令からモータに対する制御周期毎の指令であるモータ指令を算出する補間部（１３）と、モータのモータ負荷を示す状態量を監視し、状態量がしきい値を超えると、モータ負荷超過信号を出力する状態量監視部（１４）と、モータ負荷超過信号が出力されるまでは、モータ指令をモータに出力する出力指令として出力し、モータ負荷超過信号が出力された場合、モータ指令に対して第２加速度によって加減速処理した第２加減速後指令を出力指令として出力する第２加減速処理部（１５）と、を備えることを特徴とする。In the numerical control device (1) that controls the motor (21) based on the machining program (3), the command written in the machining program is accelerated by a predetermined first acceleration based on the pre-read analysis result of the machining program. A first acceleration/deceleration processing unit (12) that outputs a first post-acceleration/deceleration command that is a command after acceleration/deceleration processing, and a motor command that is a command for each control cycle for the motor from the first post-acceleration/deceleration command. An interpolation unit (13) that calculates the motor load, a state quantity monitoring unit (14) that monitors a state quantity indicating the motor load of the motor, and outputs a motor load excess signal when the state quantity exceeds a threshold; Until the signal is output, the motor command is output as an output command to the motor, and when the motor overload signal is output, a second post-acceleration/deceleration command is generated by accelerating/decelerating the motor command using the second acceleration. The second acceleration/deceleration processing section (15) outputs the following as an output command.

Description

本開示は、モータを制御する数値制御装置に関する。 The present disclosure relates to a numerical control device that controls a motor.

モータの加速度を制御する数値制御装置では、モータにより移動させる物体の重量によってイナーシャが変化し、加減速に必要なトルクが変化する。このため、通常、最大積載重量の物体を移動させるときのトルクがモータスペックを超えないような加減速設定が行われる。しかしながら、通常、最大積載重量以外の重さの物体を移動させる場合には、モータスペックを十分に活用することができなかった。 In a numerical control device that controls the acceleration of a motor, inertia changes depending on the weight of an object moved by the motor, and the torque required for acceleration and deceleration changes. For this reason, acceleration and deceleration settings are normally made so that the torque when moving an object with the maximum load weight does not exceed the motor specifications. However, normally, when moving an object having a weight other than the maximum load weight, it has not been possible to fully utilize the motor specifications.

このため、特許文献１には、モータ負荷を監視して、モータ負荷がしきい値を超えた場合には加速度を変更する数値制御装置が開示されている。この数値制御装置は、モータへの指令加速度を与える指令部と、モータの負荷を測定する負荷測定手段と、測定された負荷と閾値パラメータとの比較結果に基づいて、モータへの指令加速度を変更する加速度調整手段と、変更後の指令加速度に基づいてモータを制御する制御本体部とを備える。 For this reason, Patent Document 1 discloses a numerical control device that monitors the motor load and changes the acceleration when the motor load exceeds a threshold value. This numerical control device has a command section that gives a command acceleration to the motor, a load measuring means that measures the load on the motor, and changes the command acceleration to the motor based on the comparison result between the measured load and a threshold parameter. and a control main unit that controls the motor based on the changed command acceleration.

特開２００２－３２３９１５号公報Japanese Patent Application Publication No. 2002-323915

しかしながら、通常、数値制御装置の分野では、加工プログラムの中で現在実行中の処理よりも後に実行される処理を解析する先読み解析が行われる。この場合、上述の加速度調整手段による変更後の指令加速度は、先読み位置に対する指令となり、制御本体部が指令加速度に基づいて制御周期毎の指令加速度をモータに出力するため、モータの過負荷状態を検知してから、実際にモータの加速度が変更されるまでにタイムラグが生じるという問題があった。 However, in the field of numerical control devices, a look-ahead analysis is usually performed to analyze a process to be executed after the process currently being executed in a machining program. In this case, the command acceleration after being changed by the acceleration adjustment means described above becomes a command for the pre-read position, and the control main unit outputs the command acceleration for each control cycle to the motor based on the command acceleration, so that the overload state of the motor can be avoided. There was a problem in that there was a time lag between detection and when the motor acceleration was actually changed.

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、モータの過負荷を検知した場合、速やかに加速度を変更することが可能な数値制御装置を得ることを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above, and an object of the present disclosure is to provide a numerical control device that can quickly change acceleration when overload of a motor is detected.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示の加工プログラムに基づいてモータを制御する数値制御装置は、加工プログラムの先読み解析結果に基づいて、加工プログラムに記述された指令を予め定められた第１加速度によって加減速処理した加減速処理後の指令である第１加減速後指令を出力する第１加減速処理部と、第１加減速後指令からモータに対する制御周期毎の指令であるモータ指令を算出する補間部と、モータのモータ負荷を示す状態量を監視し、状態量がしきい値を超えると、モータ負荷超過信号を出力する状態量監視部と、モータ負荷超過信号が出力されるまでは、モータ指令をモータに出力する出力指令として出力し、モータ負荷超過信号が出力された場合、モータ指令に対して第１加速度より小さい第２加速度によって加減速処理した第２加減速後指令を出力指令として出力する第２加減速処理部と、を備え、第２加減速処理部は、制御周期毎に、加工プログラムにより規定された目標位置と、出力指令に対応する速度の積分値である指令位置との差である指令ドループを計算するとともに、出力指令に対応する速度から、減速中の各制御周期において対象の制御周期の速度と同一の速度を出力した加速中の制御周期で出力指令を計算するために使用した加速度である使用加速度に予め定められた減速係数を乗算した加速度で減速して停止するまでに必要な距離である減速所要距離を計算し、指令ドループが減速所要距離よりも大きくなるように加減速処理を実施することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the purpose, a numerical control device that controls a motor based on a machining program according to the present disclosure executes commands written in the machining program in advance based on a look-ahead analysis result of the machining program. a first acceleration/deceleration processing unit that outputs a first post-acceleration/deceleration command that is a command after acceleration/deceleration processing performed by a predetermined first acceleration; and a command for each control cycle for the motor from the first post-acceleration/deceleration command. an interpolation unit that calculates a motor command that is a motor command, a state quantity monitoring unit that monitors a state quantity indicating the motor load of the motor, and outputs a motor load excess signal when the state quantity exceeds a threshold; Until the motor command is output, the motor command is output as an output command to be output to the motor, and when the motor overload signal is output, the motor command is accelerated and decelerated by a second acceleration smaller than the first acceleration . a second acceleration/deceleration processing section that outputs post-acceleration/deceleration commands as output commands , and the second acceleration/deceleration processing section outputs a target position defined by a machining program and a speed corresponding to the output commands in each control cycle. In addition to calculating the command droop, which is the difference between the command position and the integral value of The required deceleration distance, which is the distance required to decelerate and stop, is calculated by multiplying the used acceleration, which is the acceleration used to calculate the output command in the control cycle, by a predetermined deceleration coefficient, and the command droop is calculated. It is characterized in that the acceleration/deceleration process is performed so that the distance becomes larger than the required deceleration distance .

本開示によれば、モータの過負荷を検知した場合、速やかに加速度を変更することが可能になるという効果を奏する。 According to the present disclosure, it is possible to quickly change the acceleration when an overload of the motor is detected.

実施の形態１にかかる数値制御システムの構成を示す図A diagram showing the configuration of a numerical control system according to Embodiment 1 先読み解析の説明図Explanatory diagram of look-ahead analysis 実施の形態１にかかる数値制御装置の制御内容の一例の説明図An explanatory diagram of an example of control contents of the numerical control device according to the first embodiment 実施の形態１にかかる数値制御装置の動作を説明するためのフローチャートFlowchart for explaining the operation of the numerical control device according to the first embodiment 実施の形態２にかかる数値制御システムの構成を示す図A diagram showing the configuration of a numerical control system according to Embodiment 2 実施の形態１，２にかかる数値制御装置の機能を実現するための専用のハードウェアを示す図A diagram showing dedicated hardware for realizing the functions of the numerical control device according to Embodiments 1 and 2. 実施の形態１，２にかかる数値制御装置の機能を実現するための制御回路の構成を示す図A diagram showing the configuration of a control circuit for realizing the functions of the numerical control device according to Embodiments 1 and 2.

以下に、本開示の実施の形態にかかる数値制御装置を図面に基づいて詳細に説明する。 Below, a numerical control device according to an embodiment of the present disclosure will be described in detail based on the drawings.

実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる数値制御システム１００の構成を示す図である。数値制御システム１００は、数値制御装置１と、モータ２１を有する工作機械２とを有する。工作機械２は、数値制御装置１の制御対象のモータ２１を備える装置の一例である。工作機械２は、モータ２１を備える装置であればその種類は特に制限されない。例えば、工作機械２は、工具を用いて加工対象物を切削する切削加工機、溶融させた材料を順次積み重ねることによって造形物を製造する付加製造装置、レーザビームを加工対象物に照射することによって加工対象物を加工するレーザ加工機などである。Embodiment 1.
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a numerical control system 100 according to the first embodiment. The numerical control system 100 includes a numerical control device 1 and a machine tool 2 having a motor 21. The machine tool 2 is an example of a device including a motor 21 to be controlled by the numerical control device 1. The type of machine tool 2 is not particularly limited as long as it is a device equipped with a motor 21. For example, the machine tool 2 is a cutting machine that cuts a workpiece using a tool, an additive manufacturing device that manufactures a shaped object by sequentially stacking melted materials, and a machine tool that uses a laser beam to irradiate the workpiece. These include laser processing machines that process objects.

数値制御装置１は、加工プログラム３に基づいて、工作機械２に備わるモータ２１を制御する。数値制御装置１は、加工プログラム解析部１１と、第１加減速処理部１２と、補間部１３と、モータ状態量監視部１４と、第２加減速処理部１５と、を有する。 The numerical control device 1 controls a motor 21 provided in the machine tool 2 based on a machining program 3. The numerical control device 1 includes a machining program analysis section 11 , a first acceleration/deceleration processing section 12 , an interpolation section 13 , a motor state quantity monitoring section 14 , and a second acceleration/deceleration processing section 15 .

加工プログラム解析部１１は、工作機械２を制御するための加工プログラム３を先読み解析する。先読み解析とは、加工プログラム３のうち工作機械２が実行中の部分よりも後に実行される部分を解析することである。 The machining program analysis unit 11 prereads and analyzes the machining program 3 for controlling the machine tool 2 . The prefetch analysis is to analyze a portion of the machining program 3 that will be executed after the portion that is currently being executed by the machine tool 2 .

図２は、先読み解析の説明図である。図２において、矢印は、加工プログラムの軌跡を示している。また、実線の矢印は、モータ２１に対して指令済みの軌跡を示しており、一点鎖線の矢印は、加工プログラム解析部１１が解析済みであるものの未だモータ２１に対して指令は行っていない軌跡を示しており、破線の矢印は、加工プログラム解析部１１が未だ解析を行っていない未処理の軌跡を示している。指令位置Ｐ１は、現時点において、モータ２１が実行中の位置であり、先読み位置Ｐ２は、先読み解析の対象の位置である。 FIG. 2 is an explanatory diagram of prefetch analysis. In FIG. 2, arrows indicate the locus of the machining program. Further, solid line arrows indicate trajectories that have been commanded to the motor 21, and dashed-dotted line arrows indicate trajectories that have been analyzed by the machining program analysis unit 11 but have not yet been commanded to the motor 21. The dashed arrow indicates an unprocessed trajectory that has not been analyzed by the machining program analysis unit 11 yet. The command position P1 is the position where the motor 21 is currently being executed, and the pre-read position P2 is the target position of the pre-read analysis.

図１の説明に戻る。加工プログラム解析部１１は、加工プログラム３の先読み解析結果である解析データを第１加減速処理部１２に出力する。第１加減速処理部１２は、解析データに基づいて、加工プログラム３に記述された経路上を移動する際の速度を、第１加速度で加減速処理し、加減速処理後の指令である第１加減速後指令を補間部１３に出力する。ここで、第１加速度は予めパラメータで設定された加速度で、モータ２１のトルク特性と、工作機械２のイナーシャによって決まる値である。 Returning to the explanation of FIG. The machining program analysis section 11 outputs analysis data, which is a preread analysis result of the machining program 3, to the first acceleration/deceleration processing section 12. The first acceleration/deceleration processing unit 12 accelerates/decelerates the speed when moving on the path described in the machining program 3 based on the analysis data using a first acceleration, and the first A command after one acceleration/deceleration is output to the interpolation section 13. Here, the first acceleration is an acceleration set in advance using parameters, and is a value determined by the torque characteristics of the motor 21 and the inertia of the machine tool 2.

補間部１３は、第１加減速後指令からモータ２１に対する制御周期毎の指令であるモータ指令を算出し、算出したモータ指令を第２加減速処理部１５に出力する。 The interpolation unit 13 calculates a motor command, which is a command for each control cycle for the motor 21, from the first post-acceleration/deceleration command, and outputs the calculated motor command to the second acceleration/deceleration processing unit 15.

モータ状態量監視部１４は、モータ２１の負荷状態を示す状態量を監視し、状態量がしきい値を超えると、モータ負荷超過信号を第２加減速処理部１５に出力する。 The motor state quantity monitoring unit 14 monitors a state quantity indicating the load state of the motor 21 and outputs a motor load excess signal to the second acceleration/deceleration processing unit 15 when the state quantity exceeds a threshold value.

第２加減速処理部１５は、補間部１３が出力するモータ指令と、モータ状態量監視部１４が出力するモータ負荷超過信号とに基づいて、モータ２１に出力する指令である出力指令を生成し、制御周期毎に出力指令をモータ２１に出力する。具体的には、第２加減速処理部１５は、モータ負荷超過信号が出力されていない状態では、補間部１３の出力するモータ指令をそのまま出力指令としてモータ２１に出力する。また、第２加減速処理部１５は、モータ負荷超過信号が出力された後は、補間部１３の出力するモータ指令に対して第２加速度によって加減速処理した第２加減速後指令をモータ２１に出力する。ここで、第２加速度は、第１加速度よりも速度変化が緩やかとなるような加速度である。例えば、第２加減速処理部１５は、第２加速度として、予めパラメータ等で設定した値を使用してもよいし、第２加速度の値を一定の倍率で徐々に下げていき、モータ負荷超過信号が出力されなくなると、その後は、はじめてモータ負荷超過信号が出力されなくなったときの加速度の値を第２加速度として使用してもよい。 The second acceleration/deceleration processing unit 15 generates an output command, which is a command to be output to the motor 21, based on the motor command output from the interpolation unit 13 and the motor overload signal output from the motor state quantity monitoring unit 14. , outputs an output command to the motor 21 every control cycle. Specifically, when the motor overload signal is not output, the second acceleration/deceleration processing section 15 directly outputs the motor command output from the interpolation section 13 to the motor 21 as an output command. Further, after the motor overload signal is output, the second acceleration/deceleration processing unit 15 applies a second post-acceleration/deceleration command to the motor 21 by performing acceleration/deceleration processing using the second acceleration on the motor command output from the interpolation unit 13. Output to. Here, the second acceleration is an acceleration such that the speed change is slower than the first acceleration. For example, the second acceleration/deceleration processing unit 15 may use a value preset as the second acceleration using parameters, etc., or may gradually lower the value of the second acceleration at a constant multiplier to prevent the motor from overloading. Once the signal is no longer output, the value of the acceleration when the motor overload signal is no longer output for the first time may be used as the second acceleration.

また、第２加減速処理部１５は、制御周期毎に、モータ２１に出力する指令である出力指令に対応する速度を積分することにより算出される積分値を指令位置として算出する。ここで、「出力指令に対応する速度」とは、出力指令によって指令した速度であって、当該出力指令に基づいてモータ２１を動作させたときのモータ２１の駆動対象の制御周期毎の移動速度である。以下、「出力指令に対応する速度」を「出力速度」と称する場合がある。また、第２加減速処理部１５は、制御周期毎に、加工プログラム３により規定された目標位置と、算出した指令位置との差である指令ドループを算出する。ここで、加工プログラム３により規定された目標位置とは、加工プログラム解析部１１により先読み解析した位置である。さらに、第２加減速処理部１５は、制御周期毎に、最新の出力速度から減速して停止するまでに必要な距離である減速所要距離を計算する。第２加減速処理部１５は、指令ドループが、減速所要距離よりも大きくなるように第２加速度を決定し、決定した第２加速度で第２加減速処理を実施する。 Further, the second acceleration/deceleration processing unit 15 calculates, as a command position, an integral value calculated by integrating the speed corresponding to the output command, which is a command to be output to the motor 21, for each control cycle. Here, the "speed corresponding to the output command" is the speed commanded by the output command, and the moving speed of the object driven by the motor 21 in each control cycle when the motor 21 is operated based on the output command. It is. Hereinafter, the "speed corresponding to the output command" may be referred to as the "output speed". Further, the second acceleration/deceleration processing unit 15 calculates a command droop, which is the difference between the target position specified by the machining program 3 and the calculated command position, for each control cycle. Here, the target position defined by the machining program 3 is a position pre-read and analyzed by the machining program analysis section 11. Furthermore, the second acceleration/deceleration processing unit 15 calculates a required deceleration distance, which is the distance required to decelerate and stop from the latest output speed, for each control cycle. The second acceleration/deceleration processing unit 15 determines the second acceleration so that the command droop is larger than the required deceleration distance, and performs the second acceleration/deceleration processing using the determined second acceleration.

さらに、第２加減速処理部１５は、加速中にモータ負荷超過信号が出力された場合、加速中の加速度に基づいて、減速中の加速度を設定することができる。減速波形を加速波形に基づいて生成することで、減速中にモータ２１が過負荷状態となることを防止することが可能になる。以下、具体例を用いて説明する。 Furthermore, when the motor overload signal is output during acceleration, the second acceleration/deceleration processing section 15 can set the acceleration during deceleration based on the acceleration during acceleration. By generating the deceleration waveform based on the acceleration waveform, it is possible to prevent the motor 21 from being overloaded during deceleration. This will be explained below using a specific example.

図３は、実施の形態１にかかる数値制御装置１の制御内容の一例の説明図である。図３において、破線は第１加速度Ａ０により加減速処理を行ったモータ指令を示しており、実線はモータ負荷超過信号が出力されて第２加減速処理部１５による加速度の調整が行われた場合の出力速度を示している。第１加減速処理部１２が第１加速度Ａ０で加速している最中にモータ負荷超過信号＃１が出力されたものとする。この場合、数値制御装置１の第２加減速処理部１５は、第１加速度Ａ０よりも小さい第２加速度Ａ１で加速処理した第２加減速後指令を出力する。さらに、第２加速度Ａ１で加速処理した第２加減速後指令を出力している状態において、モータ負荷超過信号＃２が出力された場合、第２加減速処理部１５は、第２加速度Ａ１よりも小さい第２加速度Ａ２で加速処理した第２加減速後指令を出力する。ここで、第２加減速後指令に対応する速度が目標速度Ｖｔに達すると、数値制御装置１は加速処理を停止して目標速度Ｖｔでの移動を行い、加工プログラム３により規定された目標位置で停止することができるように減速処理を開始する。 FIG. 3 is an explanatory diagram of an example of control contents of the numerical control device 1 according to the first embodiment. In FIG. 3, the broken line shows the motor command for which acceleration/deceleration processing is performed using the first acceleration A0, and the solid line shows the case when the motor overload signal is output and the acceleration is adjusted by the second acceleration/deceleration processing section 15. shows the output speed. Assume that the motor overload signal #1 is output while the first acceleration/deceleration processing section 12 is accelerating at the first acceleration A0. In this case, the second acceleration/deceleration processing unit 15 of the numerical control device 1 outputs a second post-acceleration/deceleration command that has been accelerated at a second acceleration A1 that is smaller than the first acceleration A0. Furthermore, if the motor overload signal #2 is output while the second post-acceleration/deceleration command is being output after acceleration processing is performed using the second acceleration A1, the second acceleration/deceleration processing unit 15 A second post-acceleration/deceleration command is output which is subjected to acceleration processing using a second acceleration A2 which is also smaller. Here, when the speed corresponding to the second post-acceleration/deceleration command reaches the target speed Vt, the numerical control device 1 stops the acceleration process, moves at the target speed Vt, and moves to the target position specified by the machining program 3. Start deceleration processing so that it can be stopped at .

このとき、第２加減速処理部１５は、加速時と同様の減速波形を生成することで、減速時にモータ２１が過負荷状態になることを防止する。具体的には、図３の例において、加速時にモータ負荷超過信号＃１が出力されたときの出力速度をＶ１、モータ負荷超過信号＃２が出力されたときの出力速度をＶ２とした場合、減速時には、目標速度Ｖｔから速度Ｖ２まで減速する間の加速度をαＡ２、速度Ｖ２から速度Ｖ１まで減速する間の加速度をαＡ１、速度Ｖ１から停止するまで減速する間の加速度をαＡ０とする。なお、αは減速係数であって、予め定められた値を有する。例えば、加速度の正の値が加速を意味し、負の値が減速を意味する場合、減速係数αの値は、－１以上０未満の値とすることが望ましい。減速係数αの絶対値を１以下とすることによって、同じ出力速度で比較した場合、加速時の加速と同一であるか、または緩やかな加速とすることができる。 At this time, the second acceleration/deceleration processing section 15 prevents the motor 21 from being overloaded during deceleration by generating a deceleration waveform similar to that during acceleration. Specifically, in the example of FIG. 3, if the output speed when the motor overload signal #1 is output during acceleration is V1, and the output speed when the motor overload signal #2 is output is V2, During deceleration, the acceleration while decelerating from the target speed Vt to the speed V2 is αA2, the acceleration while decelerating from the speed V2 to the speed V1 is αA1, and the acceleration while decelerating from the speed V1 to the stop is αA0. Note that α is a deceleration coefficient and has a predetermined value. For example, when a positive value of acceleration means acceleration and a negative value means deceleration, it is desirable that the value of the deceleration coefficient α is −1 or more and less than 0. By setting the absolute value of the deceleration coefficient α to 1 or less, when compared at the same output speed, the acceleration can be the same as the acceleration, or the acceleration can be gentle.

このような制御を行うために、第２加減速処理部１５は、モータ負荷超過信号が出力される毎に、第２加速度を記録する。また、第２加減速処理部１５は、モータ負荷超過信号が出力されると、加速時と同様の波形を描きながら減速した場合の減速所要距離を計算して記録し、制御周期毎に減速所要距離を更新する。加速時と同様の波形を描きつつ、目標位置で停止するためには、加速時と同様の波形を描きながら減速した場合の減速所要距離が、目標位置と指令位置との差である指令ドループと等しくなるタイミングから減速を開始する必要がある。このため、第２加減速処理部１５は、加速中にモータ負荷超過信号が出力されると、制御周期毎に、加速中と同様の波形を描きながら減速した場合の減速所要距離を算出し、上述の指令ドループと比較する。 In order to perform such control, the second acceleration/deceleration processing section 15 records the second acceleration every time the motor overload signal is output. Further, when the motor overload signal is output, the second acceleration/deceleration processing unit 15 calculates and records the required deceleration distance when decelerating while drawing a waveform similar to that during acceleration, and calculates and records the required deceleration distance for each control cycle. Update distance. In order to stop at the target position while drawing the same waveform as during acceleration, the required deceleration distance when decelerating while drawing the same waveform as during acceleration is the command droop, which is the difference between the target position and the command position. It is necessary to start decelerating from the timing when they become equal. Therefore, when the motor overload signal is output during acceleration, the second acceleration/deceleration processing unit 15 calculates the required deceleration distance in the case of decelerating while drawing the same waveform as during acceleration, for each control cycle, Compare with the command droop described above.

具体的には、第２加減速処理部１５は、モータ負荷超過信号＃１が出力されると、モータ負荷超過信号＃１が出力されたときに算出した第２加速度Ａ１を記録する。そして、速度Ｖ１から加速度αＡ０で減速した場合に停止するまでの距離を減速所要距離として算出する。この減速所要距離は、図３においては速度Ｖ１から停止するまでの期間Ｈ１に進む距離であり、期間Ｈ１における速度の積分値に相当する。また、第２加減速処理部１５は、モータ負荷超過信号＃１が出力された後、制御周期毎に、この減速所要距離を更新する。例えば、モータ負荷超過信号＃１が出力された制御周期の次の制御周期では、当該制御周期の出力速度から速度Ｖ１まで加速度αＡ１で減速する場合に、この期間Ｈ２に進む距離を算出し、前の制御周期の減速所要距離に算出した距離を加えることによって、減速所要距離を更新する。第２加減速処理部１５は、加速している間、制御周期毎に同様の処理を繰返して減速所要距離を更新し続け、更新後の減速所要距離と、対象の制御周期の指令ドループとを比較する。なお、第２加減速処理部１５は、図３に示すようにモータ負荷超過信号が複数回出力される場合、モータ負荷超過信号が出力される毎に、モータ負荷超過信号が出力された制御周期の第２加速度と、減速所要距離とを加速時に加速度が変更された時点を示す境界情報として記録する。指令ドループは経時的に減少し、加速時には経時的に速度が速くなるため減速所要距離は経時的に増大する。ここで、第２加減速処理部１５は、減速所要距離と指令ドループとが等しくなるタイミングで、減速を開始する。例えば、第２加減速処理部１５は、減速所要距離と指令ドループとの差が予め定められた値以下となった場合に、減速所要距離と指令ドループとが等しくなったと判断することができる。或いは、第２加減速処理部１５は、対象の制御周期の指令ドループが減速所要距離よりも小さくなった場合に、減速所要距離と指令ドループとが等しくなったと判断して、減速を開始してもよい。 Specifically, when the motor overload signal #1 is output, the second acceleration/deceleration processing unit 15 records the second acceleration A1 calculated when the motor overload signal #1 was output. Then, the distance required for deceleration to stop when decelerating from speed V1 to acceleration αA0 is calculated as the required deceleration distance. In FIG. 3, this required deceleration distance is the distance traveled from the speed V1 to the period H1 until stopping, and corresponds to the integral value of the speed in the period H1. Further, the second acceleration/deceleration processing unit 15 updates the required deceleration distance for each control cycle after the motor overload signal #1 is output. For example, in the next control cycle after the control cycle in which motor overload signal #1 was output, when decelerating from the output speed of the control cycle to speed V1 at acceleration αA1, calculate the distance traveled to H2 during this period, and The required deceleration distance is updated by adding the calculated distance to the required deceleration distance for the control cycle. While accelerating, the second acceleration/deceleration processing unit 15 continues to update the required deceleration distance by repeating the same process every control cycle, and updates the updated required deceleration distance with the command droop of the target control cycle. compare. Note that, when the motor overload signal is output multiple times as shown in FIG. The second acceleration and the required deceleration distance are recorded as boundary information indicating the point in time when the acceleration is changed during acceleration. The command droop decreases over time, and during acceleration, the speed increases over time, so the distance required for deceleration increases over time. Here, the second acceleration/deceleration processing unit 15 starts deceleration at a timing when the required deceleration distance and the command droop become equal. For example, the second acceleration/deceleration processing unit 15 can determine that the required deceleration distance and the command droop have become equal when the difference between the required deceleration distance and the command droop becomes equal to or less than a predetermined value. Alternatively, when the command droop of the target control cycle becomes smaller than the required deceleration distance, the second acceleration/deceleration processing unit 15 determines that the required deceleration distance and the command droop are equal, and starts deceleration. Good too.

減速を開始した後は、第２加減速処理部１５は、指令ドループが、各モータ負荷超過信号が出力されたときの減速所要距離となるタイミングで使用する加速度を変更する。具体的には、図３の例では、第２加減速処理部１５は、目標速度Ｖｔから加速度αＡ２で減速を開始した後、モータ負荷超過信号＃２が出力されたときの減速所要距離と、各制御周期の指令ドループとが等しくなると、使用加速度を加速度αＡ１に変更する。続いて、モータ負荷超過信号＃１が出力されたときの減速所要距離と指令ドループとが等しくなると、使用加速度を加速度αＡ０に変更する。このような処理を行うことで、数値制御装置１は、加速時と同様の波形を描きながら減速を行うことが可能になる。 After starting deceleration, the second acceleration/deceleration processing unit 15 changes the acceleration to be used at the timing when the command droop corresponds to the required deceleration distance when each motor overload signal is output. Specifically, in the example of FIG. 3, the second acceleration/deceleration processing unit 15 starts decelerating from the target speed Vt at an acceleration αA2 and then calculates the required deceleration distance when the motor overload signal #2 is output, and When the command droop of each control period becomes equal, the acceleration used is changed to acceleration αA1. Subsequently, when the required deceleration distance when motor overload signal #1 is outputted becomes equal to the command droop, the used acceleration is changed to acceleration αA0. By performing such processing, the numerical control device 1 can perform deceleration while drawing a waveform similar to that during acceleration.

図４は、実施の形態１にかかる数値制御装置１の動作を説明するためのフローチャートである。数値制御装置１の加工プログラム解析部１１は、加工プログラム３の先読み解析を行い（ステップＳ１１）、解析結果である解析データを第１加減速処理部１２に出力する。 FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the numerical control device 1 according to the first embodiment. The machining program analysis section 11 of the numerical control device 1 performs a preread analysis of the machining program 3 (step S11), and outputs analysis data that is the analysis result to the first acceleration/deceleration processing section 12.

第１加減速処理部１２は、第１加速度によって加減速処理を行い（ステップＳ１２）、加減速処理後の指令である第１加減速後指令を補間部１３に出力する。 The first acceleration/deceleration processing unit 12 performs acceleration/deceleration processing using the first acceleration (step S12), and outputs a first post-acceleration/deceleration command, which is a command after the acceleration/deceleration processing, to the interpolation unit 13.

補間部１３は、第１加減速後指令から制御周期毎のモータ指令を算出し（ステップＳ１３）、算出したモータ指令を第２加減速処理部１５に出力する。 The interpolation unit 13 calculates a motor command for each control cycle from the first post-acceleration/deceleration command (step S13), and outputs the calculated motor command to the second acceleration/deceleration processing unit 15.

第２加減速処理部１５は、モータ状態量監視部１４によってモータ負荷超過信号が出力されたか否かを判断する（ステップＳ１４）。なお、ここでは、対象の処理を実行中に１度でもモータ負荷超過信号が出力されている場合には、モータ負荷超過信号が出力されたと判断される。モータ負荷超過信号が出力された場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、第２加減速処理部１５は、第２加速度により加減速処理を行った指令である第２加減速後指令を出力指令としてモータ２１に出力する（ステップＳ１５）。モータ負荷超過信号が出力されていない場合（ステップＳ１４：Ｎｏ）、第２加減速処理部１５は、補間部１３が出力したモータ指令をそのまま出力指令としてモータ２１に出力する（ステップＳ１６）。 The second acceleration/deceleration processing unit 15 determines whether the motor state quantity monitoring unit 14 outputs a motor overload signal (step S14). Note that here, if the motor overload signal is output even once during execution of the target process, it is determined that the motor overload signal has been output. When the motor overload signal is output (step S14: Yes), the second acceleration/deceleration processing unit 15 outputs the second post-acceleration/deceleration command, which is a command obtained by performing acceleration/deceleration processing using the second acceleration, and outputs the second acceleration/deceleration command to the motor 21. (Step S15). If the motor overload signal is not output (step S14: No), the second acceleration/deceleration processing section 15 directly outputs the motor command output from the interpolation section 13 to the motor 21 as an output command (step S16).

第２加減速処理部１５は、目標位置まで移動完了したか否かを判断する（ステップＳ１７）。目標位置まで移動完了していない場合（ステップＳ１７：Ｎｏ）、数値制御装置１は、ステップＳ１３の処理に戻る。目標位置まで移動完了した場合（ステップＳ１７：Ｙｅｓ）、数値制御装置１は、加工処理が終了したか否かを判断する（ステップＳ１８）。加工処理が終了した場合（ステップＳ１８：Ｙｅｓ）、数値制御装置１は、処理を終了し、加工処理が終了していない場合（ステップＳ１８：Ｎｏ）、数値制御装置１は、ステップＳ１１の処理に戻る。目標位置まで移動完了したか否かは、制御周期毎に算出される指令ドループの値に基づいて判断することができる。また、加工処理が終了したか否かは、対象の加工プログラム３中の処理を実行し終えたか否かに基づいて判断することができる。 The second acceleration/deceleration processing unit 15 determines whether movement to the target position has been completed (step S17). If the movement to the target position has not been completed (step S17: No), the numerical control device 1 returns to the process of step S13. If the movement to the target position has been completed (step S17: Yes), the numerical control device 1 determines whether the machining process has been completed (step S18). If the machining process has ended (step S18: Yes), the numerical control device 1 ends the process; if the machining process has not ended (step S18: No), the numerical control device 1 returns to the process of step S11. return. Whether the movement to the target position has been completed can be determined based on the command droop value calculated for each control cycle. Furthermore, whether or not the machining process has ended can be determined based on whether or not the processing in the target machining program 3 has been completed.

以上説明したように、実施の形態１にかかる数値制御装置１は、加工プログラム３に基づいてモータ２１を制御し、加工プログラム３の先読み解析結果に基づいて、加工プログラム３に記述された指令を予め定められた第１加速度によって加減速処理した加減速処理後の指令である第１加減速後指令を出力する第１加減速処理部１２と、第１加減速後指令からモータ２１に対する制御周期毎の指令であるモータ指令を算出する補間部１３と、モータ２１のモータ負荷を示す状態量を監視し、状態量がしきい値を超えると、モータ負荷超過信号を出力するモータ状態量監視部１４と、モータ負荷超過信号が出力されるまでは、モータ指令をモータ２１に出力する出力指令として出力し、モータ負荷超過信号が出力された場合、モータ指令に対して第２加速度によって加減速処理した第２加減速後速度を出力指令として出力する第２加減速処理部１５と、を備える。第２加減速処理部１５は、モータ負荷超過信号が出力されると、モータ２１に出力する直前の、制御周期毎の指令であるモータ指令から第２加減速後指令を生成してモータ２１に出力する。制御周期毎の指令を生成する前に加減速時定数や加速度を変更した場合には、モータ２１の加速度が変更されるまでにタイムラグが生じるのに対して、第２加減速処理部１５は、モータ２１に出力する直前で加速度を変更することができるため、先読み処理を行っている場合であっても、モータ２１の過負荷を検知した場合、速やかに加速度を変更することが可能になる。 As described above, the numerical control device 1 according to the first embodiment controls the motor 21 based on the machining program 3, and issues commands written in the machining program 3 based on the preread analysis results of the machining program 3. A first acceleration/deceleration processing unit 12 that outputs a first post-acceleration/deceleration command that is a command after acceleration/deceleration processing performed by a predetermined first acceleration, and a control cycle for the motor 21 from the first post-acceleration/deceleration command. an interpolation unit 13 that calculates a motor command, which is a command for each command; and a motor state quantity monitoring unit that monitors a state quantity indicating the motor load of the motor 21 and outputs a motor load excess signal when the state quantity exceeds a threshold value. 14, until the motor overload signal is output, the motor command is output as an output command to the motor 21, and when the motor overload signal is output, the motor command is accelerated/decelerated by the second acceleration. and a second acceleration/deceleration processing unit 15 that outputs the second acceleration/deceleration speed as an output command. When the motor overload signal is output, the second acceleration/deceleration processing unit 15 generates a second post-acceleration/deceleration command from the motor command, which is a command for each control cycle, immediately before being output to the motor 21 . Output. If the acceleration/deceleration time constant or acceleration is changed before generating commands for each control cycle, a time lag will occur until the acceleration of the motor 21 is changed, whereas the second acceleration/deceleration processing unit 15 Since the acceleration can be changed immediately before being output to the motor 21, even when pre-reading processing is performed, if an overload of the motor 21 is detected, the acceleration can be changed quickly.

また、第２加減速処理部１５は、加工プログラム３により規定された目標位置と、出力速度の積分値である指令位置との差である指令ドループを計算するとともに、出力速度から減速して停止するまでに必要な距離である減速所要距離を計算し、指令ドループが減速所要距離よりも大きくなるように加減速処理を実施する。このようなドループ管理を行うことで、目標位置をオーバーシュートすることのない指令を生成することが可能になる。 Further, the second acceleration/deceleration processing unit 15 calculates a command droop, which is the difference between the target position specified by the machining program 3 and the command position, which is the integral value of the output speed, and also decelerates from the output speed and stops. A required deceleration distance is calculated, which is the distance required for the deceleration to occur, and acceleration/deceleration processing is performed so that the command droop becomes larger than the required deceleration distance. By performing such droop management, it becomes possible to generate commands that do not overshoot the target position.

また、第２加減速処理部１５は、加速中にモータ負荷超過信号が出力された場合、減速中には、対象の制御周期の速度と同一の速度を出力した加速中の制御周期において出力指令を計算するために使用した加速度である使用加速度に予め定められた減速係数を乗算した加速度で減速する。これにより、加速時と同様の減速波形を生成することが可能になる。加速時と同じ速度のときに、加速時と同一または加速時よりも緩やかな加速度で減速することで、モータ２１が過負荷になることを抑制することが可能になる。 In addition, when the motor load excess signal is output during acceleration, the second acceleration/deceleration processing unit 15 outputs an output command in the control period during acceleration that outputs the same speed as the speed in the target control period during deceleration. The vehicle is decelerated at an acceleration obtained by multiplying the used acceleration, which is the acceleration used to calculate , by a predetermined deceleration coefficient. This makes it possible to generate a deceleration waveform similar to that during acceleration. By decelerating at the same speed as when accelerating or at a slower acceleration than when accelerating, it is possible to prevent the motor 21 from becoming overloaded.

第２加減速処理部１５は、加速中に最初にモータ負荷超過信号が出力されたときは、出力速度から、第１加速度に予め定められた減速係数を乗算した加速度で減速して停止するまでに必要な距離を減速所要距離として計算し、制御周期毎に、対象の制御周期の１つ前の制御周期の出力速度から対象の制御周期の出力速度までの速度範囲を、対象の制御周期の第２加速度に減速係数を乗算した加速度で減速するのに必要な距離を、減速所要距離に加えることで、減速所要距離を更新する。また、第２加減速処理部１５は、減速中の指令ドループが減速所要距離と等しくなるタイミングで減速を開始する。これにより、加速時と同様の減速波形で減速する際に、停止するタイミングで目標位置に到達することが可能になる。 When the motor overload signal is first output during acceleration, the second acceleration/deceleration processing unit 15 decelerates from the output speed at an acceleration obtained by multiplying the first acceleration by a predetermined deceleration coefficient until it stops. The distance required for deceleration is calculated as the required deceleration distance, and for each control cycle, the speed range from the output speed of the control cycle immediately before the target control cycle to the output speed of the target control cycle is The required deceleration distance is updated by adding the distance required to decelerate with the acceleration obtained by multiplying the second acceleration by the deceleration coefficient to the required deceleration distance. Further, the second acceleration/deceleration processing unit 15 starts deceleration at a timing when the command droop during deceleration becomes equal to the required deceleration distance. This makes it possible to reach the target position at the timing of stopping when decelerating with the same deceleration waveform as during acceleration.

第２加減速処理部１５は、加速中にモータ負荷超過信号が出力された制御周期の減速所要距離および第２加速度を境界情報として記録し、対象の制御周期の指令ドループが境界情報に含まれる減速所要距離と等しくなるタイミングで使用する第２加速度を変更する。これにより、加速中と同様の波形となるように、使用加速度を切り替えることが可能になる。 The second acceleration/deceleration processing unit 15 records the required deceleration distance and second acceleration of the control cycle in which the motor overload signal was output during acceleration as boundary information, and the command droop of the target control cycle is included in the boundary information. The second acceleration to be used is changed at a timing that becomes equal to the required deceleration distance. This makes it possible to switch the acceleration used so that the waveform is similar to that during acceleration.

なお、減速係数は、－１以上０未満の値とする。これにより、加速中と同一であるか、加速中よりも緩やかに減速を行うことが可能になる。 Note that the deceleration coefficient has a value of -1 or more and less than 0. This makes it possible to decelerate to the same level as during acceleration or more slowly than during acceleration.

なお、上記の実施の形態では、減速中に使用する加速度を切り替えるタイミングを減速所要距離を用いて判断していたが、例えば、モータ負荷超過信号が出力されたときの出力指令を記録しておき、出力指令に基づいて、減速中に使用する加速度を切り替えるタイミングを判断してもよい。例えば、第２加減速処理部１５は、図３の例において、加速度αＡ２で減速を開始した後、出力速度がＶ２となると、使用加速度を加速度αＡ１に切り替え、出力速度がＶ１となると、使用加速度を加速度αＡ０に切り替えることができる。 Note that in the above embodiment, the timing to switch the acceleration used during deceleration is determined using the required deceleration distance, but for example, it is possible to record the output command when the motor overload signal is output. , the timing to switch the acceleration used during deceleration may be determined based on the output command. For example, in the example of FIG. 3, after starting deceleration at acceleration αA2, when the output speed becomes V2, the second acceleration/deceleration processing unit 15 switches the used acceleration to acceleration αA1, and when the output speed becomes V1, the used acceleration can be switched to acceleration αA0.

実施の形態２．
図５は、実施の形態２にかかる数値制御システム１００Ａの構成を示す図である。数値制御システム１００Ａは、数値制御装置１Ａと、工作機械２Ａとを有する。数値制御装置１Ａは、数値制御装置１の第２加減速処理部１５の代わりに、フィードバック情報に基づいて加減速処理を行う第２加減速処理部１５Ａを有する。また、工作機械２Ａは、モータ２１の機能に加えて、数値制御装置１Ａにフィードバック情報を出力するモータ２１Ａを有する。Embodiment 2.
FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a numerical control system 100A according to the second embodiment. The numerical control system 100A includes a numerical control device 1A and a machine tool 2A. The numerical control device 1A has a second acceleration/deceleration processing section 15A that performs acceleration/deceleration processing based on feedback information instead of the second acceleration/deceleration processing section 15 of the numerical control device 1. In addition to the functions of the motor 21, the machine tool 2A includes a motor 21A that outputs feedback information to the numerical control device 1A.

第２加減速処理部１５Ａは、モータ２１Ａのフィードバック情報を取得し、モータ負荷超過信号が出力された場合、取得したフィードバック情報に基づいて計算した加速度と、モータ指令に基づいて計算した指令加速度とのうち、絶対値が小さい方を第２加速度として加減速処理を実施する。フィードバック情報は、例えば、フィードバック電流、モータ慣性などを示す情報である。 The second acceleration/deceleration processing unit 15A acquires feedback information of the motor 21A, and when a motor overload signal is output, an acceleration calculated based on the acquired feedback information and a command acceleration calculated based on the motor command. The acceleration/deceleration process is performed using the one with the smaller absolute value as the second acceleration. The feedback information is, for example, information indicating feedback current, motor inertia, etc.

例えば、速度フィードバック値をｖres（ｔ－１）、加速度フィードバック値をａres（ｔ－１）、出力速度をｖcmd（ｔ－１）、制御周期の長さをＴsとした場合、フィードバック情報に基づく加速度Ａc（ｔ）は、以下の数式（１）で表される。For example, if the velocity feedback value is v res (t-1), the acceleration feedback value is a res (t-1), the output speed is v cmd (t-1), and the length of the control period is T s , then the feedback The acceleration A c (t) based on the information is expressed by the following formula (1).

Figure 0007418665000001
Figure 0007418665000001

なお、モータ負荷超過信号が出力されてから加速度を変更するまでの間にタイムラグがあると、速度フィードバック値と指令した速度である出力速度との差が大きくなり、上記の数式（１）の値が負となる可能性があるが、この場合には、０とする。また、加速度フィードバック値ａres（ｔ－１）は、イナーシャおよび電流飽和値から求めた加速度に置き換えることができる。Note that if there is a time lag between when the motor overload signal is output and when the acceleration is changed, the difference between the speed feedback value and the output speed, which is the commanded speed, will increase, and the value of formula (1) above will increase. may be negative, but in this case it is set to 0. Furthermore, the acceleration feedback value a res (t-1) can be replaced with the acceleration determined from the inertia and current saturation value.

以上説明したように、実施の形態２によれば、第２加減速処理部１５Ａは、モータ２１Ａのフィードバック情報を取得し、取得したフィードバック情報に基づいて計算した加速度と、モータ指令に基づいて計算した指令加速度とのうち、絶対値が小さい方を第２加速度として加減速処理を実施する。したがって、トルク制限間際の加速度で加減速することが可能になる。 As described above, according to the second embodiment, the second acceleration/deceleration processing unit 15A acquires feedback information of the motor 21A, calculates acceleration based on the acquired feedback information, and calculates the acceleration based on the motor command. The acceleration/deceleration process is performed using the smaller absolute value of the commanded accelerations as the second acceleration. Therefore, it becomes possible to accelerate and decelerate at an acceleration just before the torque limit.

続いて、実施の形態１，２にかかる数値制御装置１，１Ａのハードウェア構成について説明する。加工プログラム解析部１１、第１加減速処理部１２、補間部１３、モータ状態量監視部１４、および、第２加減速処理部１５，１５Ａは、処理回路により実現される。これらの処理回路は、専用のハードウェアにより実現されてもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いた制御回路であってもよい。 Next, the hardware configuration of the numerical control devices 1 and 1A according to the first and second embodiments will be explained. The machining program analysis section 11, the first acceleration/deceleration processing section 12, the interpolation section 13, the motor state quantity monitoring section 14, and the second acceleration/deceleration processing sections 15 and 15A are realized by processing circuits. These processing circuits may be realized by dedicated hardware or may be a control circuit using a CPU (Central Processing Unit).

上記の処理回路が、専用のハードウェアにより実現される場合、これらは、図６に示す処理回路９０により実現される。図６は、実施の形態１，２にかかる数値制御装置１，１Ａの機能を実現するための専用のハードウェアを示す図である。処理回路９０は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせたものである。 When the above processing circuits are realized by dedicated hardware, they are realized by a processing circuit 90 shown in FIG. FIG. 6 is a diagram showing dedicated hardware for realizing the functions of the numerical control devices 1 and 1A according to the first and second embodiments. The processing circuit 90 is a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field Programmable Gate Array), or a combination thereof.

上記の処理回路が、ＣＰＵを用いた制御回路で実現される場合、この制御回路は例えば図７に示す構成の制御回路９１である。図７は、実施の形態１，２にかかる数値制御装置１，１Ａの機能を実現するための制御回路９１の構成を示す図である。図７に示すように、制御回路９１は、プロセッサ９２と、メモリ９３とを備える。プロセッサ９２は、ＣＰＵであり、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）などとも呼ばれる。メモリ９３は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically ＥＰＲＯＭ）などの不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）などである。 When the above processing circuit is realized by a control circuit using a CPU, this control circuit is, for example, a control circuit 91 having the configuration shown in FIG. 7. FIG. 7 is a diagram showing the configuration of a control circuit 91 for realizing the functions of the numerical control devices 1 and 1A according to the first and second embodiments. As shown in FIG. 7, the control circuit 91 includes a processor 92 and a memory 93. The processor 92 is a CPU, and is also called a processing device, arithmetic device, microprocessor, microcomputer, DSP (Digital Signal Processor), or the like. The memory 93 is, for example, non-volatile or volatile semiconductor memory such as RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), flash memory, EPROM (Erasable Programmable ROM), EEPROM (registered trademark) (Electrically EPROM), These include magnetic disks, flexible disks, optical disks, compact disks, mini disks, and DVDs (Digital Versatile Disks).

上記の処理回路が制御回路９１により実現される場合、プロセッサ９２がメモリ９３に記憶された、各構成要素の処理に対応するプログラムを読み出して実行することにより実現される。また、メモリ９３は、プロセッサ９２が実行する各処理における一時メモリとしても使用される。 When the above-described processing circuit is implemented by the control circuit 91, it is implemented by the processor 92 reading and executing a program stored in the memory 93 that corresponds to the processing of each component. The memory 93 is also used as a temporary memory in each process executed by the processor 92.

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configurations shown in the embodiments above are merely examples, and can be combined with other known techniques, or can be combined with other embodiments, within the scope of the gist. It is also possible to omit or change part of the configuration.

例えば、上記の実施の形態では、第１加減速後指令、第２加減速後指令、モータ指令、および出力指令のそれぞれは、速度指令であることとしたが、位置指令であってもよい。 For example, in the above embodiment, each of the first post-acceleration/deceleration command, the second post-acceleration/deceleration command, the motor command, and the output command is a speed command, but may be a position command.

１，１Ａ 数値制御装置、２，２Ａ 工作機械、３ 加工プログラム、１１ 加工プログラム解析部、１２ 第１加減速処理部、１３ 補間部、１４ モータ状態量監視部、１５，１５Ａ 第２加減速処理部、２１，２１Ａ モータ、９０ 処理回路、９１ 制御回路、９２ プロセッサ、９３ メモリ、１００，１００Ａ 数値制御システム、Ｐ１ 指令位置、Ｐ２ 先読み位置。 1, 1A numerical control device, 2, 2A machine tool, 3 machining program, 11 machining program analysis section, 12 first acceleration/deceleration processing section, 13 interpolation section, 14 motor state quantity monitoring section, 15, 15A second acceleration/deceleration processing part, 21, 21A motor, 90 processing circuit, 91 control circuit, 92 processor, 93 memory, 100, 100A numerical control system, P1 command position, P2 pre-read position.

Claims (6)

加工プログラムに基づいてモータを制御する数値制御装置において、
前記加工プログラムの先読み解析結果に基づいて、前記加工プログラムに記述された指令を予め定められた第１加速度によって加減速処理した加減速処理後の指令である第１加減速後指令を出力する第１加減速処理部と、
前記第１加減速後指令から前記モータに対する制御周期毎の指令であるモータ指令を算出する補間部と、
前記モータのモータ負荷を示す状態量を監視し、前記状態量がしきい値を超えると、モータ負荷超過信号を出力する状態量監視部と、
前記モータ負荷超過信号が出力されるまでは、前記モータ指令を前記モータに出力する出力指令として出力し、前記モータ負荷超過信号が出力された場合、前記モータ指令に対して前記第１加速度より小さい第２加速度によって加減速処理した第２加減速後指令を前記出力指令として出力する第２加減速処理部と、
を備え、
前記第２加減速処理部は、
制御周期毎に、前記加工プログラムにより規定された目標位置と、前記出力指令に対応する速度の積分値である指令位置との差である指令ドループを計算するとともに、
前記出力指令に対応する速度から、減速中の各制御周期において対象の制御周期の速度と同一の速度を出力した加速中の制御周期で前記出力指令を計算するために使用した加速度である使用加速度に予め定められた減速係数を乗算した加速度で減速して停止するまでに必要な距離である減速所要距離を計算し、
前記指令ドループが前記減速所要距離よりも大きくなるように加減速処理を実施することを特徴とする数値制御装置。 In a numerical control device that controls a motor based on a machining program,
A first post-acceleration/deceleration command, which is a command after acceleration/deceleration processing in which a command written in the machining program is accelerated/decelerated by a predetermined first acceleration, based on a look-ahead analysis result of the machining program; 1 acceleration/deceleration processing section;
an interpolation unit that calculates a motor command that is a command for each control cycle for the motor from the first post-acceleration/deceleration command;
a state quantity monitoring unit that monitors a state quantity indicating a motor load of the motor, and outputs a motor load excess signal when the state quantity exceeds a threshold;
Until the motor overload signal is output, the motor command is output as an output command to be output to the motor, and when the motor overload signal is output, the acceleration is smaller than the first acceleration with respect to the motor command. a second acceleration/deceleration processing unit that outputs a second post-acceleration/deceleration command that has been subjected to acceleration/deceleration processing using a second acceleration as the output command;
Equipped with
The second acceleration/deceleration processing section
In each control cycle, a command droop, which is the difference between a target position specified by the machining program and a command position, which is an integral value of the speed corresponding to the output command, is calculated;
Use acceleration, which is the acceleration used to calculate the output command from the speed corresponding to the output command in the control cycle during acceleration, in which the same speed as the speed in the target control cycle was output in each control cycle during deceleration. Calculate the required deceleration distance, which is the distance required to decelerate and stop with the acceleration multiplied by a predetermined deceleration coefficient,
A numerical control device that performs acceleration/deceleration processing so that the command droop becomes larger than the required deceleration distance . 前記第２加減速処理部は、
加速中に前記モータ負荷超過信号が出力された場合、減速中には、対象の制御周期の速度と同一の速度を出力した加速中の制御周期において前記出力指令を計算するために使用した加速度である使用加速度に予め定められた減速係数を乗算した加速度で減速することを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。 The second acceleration/deceleration processing section
If the motor overload signal is output during acceleration, during deceleration, the acceleration used to calculate the output command in the control cycle during acceleration that outputs the same speed as the target control cycle is used. The numerical control device according to claim 1, wherein the numerical control device decelerates at an acceleration obtained by multiplying a certain usage acceleration by a predetermined deceleration coefficient. 前記第２加減速処理部は、
加速中に最初に前記モータ負荷超過信号が出力されたときは、前記出力指令に対応する速度から、前記第１加速度に予め定められた減速係数を乗算した加速度で減速して停止するまでに必要な距離を前記減速所要距離として計算し、前記制御周期毎に、対象の前記制御周期の１つ前の前記制御周期の前記出力指令に対応する速度から対象の前記制御周期の前記出力指令に対応する速度までの速度範囲を、対象の前記制御周期の前記第２加速度に前記減速係数を乗算した加速度で減速するのに必要な距離を、前記減速所要距離に加えることで、前記減速所要距離を更新し、
減速中の前記指令ドループが前記減速所要距離と等しくなるタイミングで減速を開始することを特徴とする請求項２に記載の数値制御装置。 The second acceleration/deceleration processing section
When the motor overload signal is first output during acceleration, it is necessary to decelerate from the speed corresponding to the output command to an acceleration obtained by multiplying the first acceleration by a predetermined deceleration coefficient and then stop. is calculated as the required deceleration distance, and for each control period, the speed corresponding to the output command of the control period immediately before the target control period is changed to the speed corresponding to the output command of the control period immediately before the target control period. By adding to the required deceleration distance the distance required to decelerate the speed range up to the speed at which the target control cycle is applied by multiplying the second acceleration by the deceleration coefficient, the required deceleration distance is calculated. Updated,
3. The numerical control device according to claim 2 , wherein deceleration is started at a timing when the command droop during deceleration becomes equal to the required deceleration distance. 前記第２加減速処理部は、
加速中に前記モータ負荷超過信号が出力された前記制御周期の前記減速所要距離および前記第２加速度を境界情報として記録し、
対象の前記制御周期の前記指令ドループが前記境界情報に含まれる前記減速所要距離と等しくなるタイミングで使用する前記第２加速度を変更することを特徴とする請求項３に記載の数値制御装置。 The second acceleration/deceleration processing section
recording the required deceleration distance and the second acceleration in the control cycle in which the motor overload signal was output during acceleration as boundary information;
4. The numerical control device according to claim 3 , wherein the second acceleration to be used is changed at a timing when the command droop of the target control period becomes equal to the required deceleration distance included in the boundary information. 前記減速係数は、－１以上０未満の値であることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の数値制御装置。 The numerical control device according to any one of claims 2 to 4 , wherein the deceleration coefficient has a value of -1 or more and less than 0. 前記第２加減速処理部は、
前記モータのフィードバック情報を取得し、取得したフィードバック情報に基づいて計算した加速度と、前記モータ指令に基づいて計算した指令加速度とのうち、絶対値が小さい方を前記第２加速度として加減速処理を実施することを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。 The second acceleration/deceleration processing section
Feedback information of the motor is acquired, and acceleration/deceleration processing is performed using the smaller absolute value of the acceleration calculated based on the acquired feedback information and the command acceleration calculated based on the motor command as the second acceleration. The numerical control device according to claim 1 , characterized in that the numerical control device is implemented.
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