JPH02250748A - Control device for precise feeding of work machine - Google Patents
Control device for precise feeding of work machineInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、旋盤等の加工機械の精密送り制御装置に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a precision feed control device for a processing machine such as a lathe.
〈従来の技術〉
加工機械の工具ヘッドまたは被加工物を搭載するテーブ
ルの駆動には、大別して電気サーボ方式と油圧送り方式
がある。電気サーボ方式は、コンピュータで数値制御さ
れるサーボモータによって、ボールネジ軸を回転してテ
ーブルを往復動させるもので、精密な送りが可能で多品
種少量生産に適する反面、ボールネジ軸やサーボモータ
が高価なうえ、耐用年数が短かく、またモータ回転角デ
ータの処理を偏差カウンタ方式で行なうため、高速演算
用の高価なコンピュータが必要になるという欠点がある
。これに対して、油圧送り方式は、コントローラで制御
される電磁比例式制御弁を介して、油圧シリンダに作動
油を給排してテーブルを往復動させるもので、チャック
やクランプ用の油圧源を有効利用でき、安価でしかも大
きな駆動力が得られるという利点があるが、逆に数値制
御が難しく、送り精度が悪いという欠点がある。<Prior Art> There are two main methods for driving a tool head of a processing machine or a table on which a workpiece is mounted: an electric servo method and a hydraulic feed method. The electric servo method uses a servo motor that is numerically controlled by a computer to rotate the ball screw shaft and reciprocate the table. Although it allows for precise feeding and is suitable for high-mix, low-volume production, the ball screw shaft and servo motor are expensive. Moreover, the service life is short, and since the motor rotation angle data is processed using a deviation counter method, an expensive computer for high-speed calculation is required. On the other hand, the hydraulic feed system uses an electromagnetic proportional control valve controlled by a controller to supply and discharge hydraulic oil to and from a hydraulic cylinder to reciprocate the table. It has the advantage that it can be used effectively, is inexpensive, and can provide a large driving force, but it has the disadvantage that numerical control is difficult and feed accuracy is poor.
かかる油圧送り方式の欠点を解消すべく、出願人は、か
つて加工機械のテーブル送り速度調整回路を提案した（
特公昭５３−１１７０６号公報）。In order to eliminate the drawbacks of such hydraulic feeding methods, the applicant once proposed a table feed speed adjustment circuit for processing machines (
(Special Publication No. 53-11706).
このテーブル送り速度調整回路は、油圧モータで回転駆
動されるドリルを搭載したテーブルを、油圧シリンダに
よって往復動させる加工機械において、ばね力が調整で
きるばねで夫々付勢される大径、小径のランドを有する
圧力制御用のスプール弁とこの下流側の流量制御用の絞
り弁からなる制御弁を上記油圧シリンダの給、排油ライ
ンに介設し、スプール弁の両側に上記油圧モータの出、
入口側の圧油を夫々導いて、両圧油の圧力差でスプール
を動作させるものである。そして、被加工物の材質や穿
孔径の変化等で油圧モータの負荷が増加し、上記圧力差
が増加すると、スプールの摺動により油圧シリンダへの
給油圧力を減少させて、油圧シリンダの送りを遅くして
常に最適な送り速度を確保するとともに、ばね力の調整
で最大切削トルク増減させ、絞り弁の調整で最大送り速
度を増減させるようになっている。This table feed speed adjustment circuit is used in processing machines in which a table equipped with a drill that is rotatably driven by a hydraulic motor is reciprocated by a hydraulic cylinder. A control valve consisting of a spool valve for pressure control and a throttle valve for flow rate control on the downstream side thereof is interposed in the oil supply and drain lines of the hydraulic cylinder, and an output of the hydraulic motor is provided on both sides of the spool valve.
The pressure oil on the inlet side is guided respectively, and the spool is operated by the pressure difference between the two pressure oils. When the load on the hydraulic motor increases due to changes in the material of the workpiece or the hole diameter, etc., and the above pressure difference increases, the oil supply pressure to the hydraulic cylinder is reduced by sliding of the spool, and the feed of the hydraulic cylinder is reduced. In addition to slowing down to always ensure an optimal feed rate, the maximum cutting torque can be increased or decreased by adjusting the spring force, and the maximum feed rate can be increased or decreased by adjusting the throttle valve.
〈発明か解決しようとする課題〉
ところが、上記従来のドリルテーブルの送り速度調整回
路は、送り速度をドリルを駆動する油圧モータの切削ト
ルクに応じた最適な速度に自動的に制御するだけのもの
で、制御量であるテーブルの位置即ち油圧シリンダの変
位量を検出して検出信を制御弁にフィードバックするル
ープがないオープンループ制御方式になっている。その
ため、作動油の温度変化等で送り速度がバラツキ、送り
自体の精度を高めることができないという欠点がある。<Problem to be solved by the invention> However, the feed rate adjustment circuit of the conventional drill table described above only automatically controls the feed rate to the optimum speed according to the cutting torque of the hydraulic motor that drives the drill. This is an open loop control system in which there is no loop for detecting the position of the table, that is, the displacement amount of the hydraulic cylinder, which is a control variable, and feeding back the detection signal to the control valve. Therefore, there are disadvantages in that the feed speed varies due to changes in the temperature of the hydraulic oil, and the accuracy of the feed itself cannot be improved.
また、ドリルテーブルの位置決めは、ドリルテーブルを
ベツド上に固定したストッパに押し付けて行なうメカス
トッパ方式であるため、衝撃吸収機構が必要なうえ、多
品種少量生産に向かないという欠点がある。Furthermore, the drill table is positioned using a mechanical stopper method in which the drill table is pressed against a stopper fixed on the bed, which requires a shock absorption mechanism and is not suitable for high-mix, low-volume production.
そこで、本発明の目的は、テーブルを往復動さ仕る流体
アクチュエータの変位量をディジタルで検出して、偏差
カウンタ方式によらぬコンピュータにフィードバックし
、フィードバック信号と目標値に基づいて新規な手法で
制御値を算出し、この制御値を上記流体アクチュエータ
の圧力ラインに介設した電磁比例式制御弁に出力するこ
とによって、油圧送り方式の利点を生かしつつ、高精度
な送りを安価に実現できる加工機械の精密送り制御装置
を提供することである。Therefore, an object of the present invention is to digitally detect the amount of displacement of a fluid actuator that reciprocates a table, feed it back to a computer that does not rely on a deviation counter method, and develop a new method based on the feedback signal and target value. By calculating the control value and outputting this control value to the electromagnetic proportional control valve installed in the pressure line of the fluid actuator, this process takes advantage of the hydraulic feed method and achieves high-precision feed at a low cost. The purpose of the present invention is to provide a precision feed control device for machinery.
〈課題を解決するための手段〉
上記目的を達成するため、本発明の加工機械の精密送り
制御装置は、第１図に例示するように、工具ヘッドまた
は被加工物を搭載するテーブル４゜６を流体アクチュエ
ータ３，５で往復動させるものにおいて、上記流体アク
チュエータ３，５の圧力ライン１４．１５に介設した電
磁比例式制御弁１６ １７と、上記流体アクチュエータ
３，５の変位量を検出するエンコーダ９．１０と、上記
流体アクチュエータ３．５の複数に分けられた動作領域
ごとの目標値、目標速度、制御係数を記憶するメモリ２
１と、上記エンコーダ９．１０からの出力信号と上記メ
モリ２１に記憶された動作領域ごとの目標値、目標速度
、制御係数に基づいて所定の数式によって流体アクチュ
エータ３，５の変位量の制御値を算出する演算手段２７
と、この演算手段２７からの制御値をＤ／Ａ変換して、
制御信号を上記電磁比例式制御弁１６．１７に出力する
Ｄ／Ａ変換器２４を備えたことを特徴とする。<Means for Solving the Problems> In order to achieve the above object, the precision feed control device for a processing machine of the present invention provides a precision feed control device for a processing machine according to the present invention, as illustrated in FIG. is reciprocated by fluid actuators 3 and 5, the electromagnetic proportional control valves 16 and 17 installed in the pressure lines 14 and 15 of the fluid actuators 3 and 5 detect the amount of displacement of the fluid actuators 3 and 5. An encoder 9.10 and a memory 2 that stores target values, target speeds, and control coefficients for each of the plurality of operating regions of the fluid actuator 3.5.
1, and a control value for the displacement amount of the fluid actuators 3 and 5 according to a predetermined formula based on the output signal from the encoder 9.10 and the target value, target speed, and control coefficient for each operating region stored in the memory 21. Arithmetic means 27 for calculating
Then, the control value from this calculation means 27 is D/A converted,
The present invention is characterized in that it includes a D/A converter 24 that outputs a control signal to the electromagnetic proportional control valves 16 and 17.
〈作用〉
操作者は、複数に分けられた流体アクチュエータ３．５
の各動作領域ごとの目標値、目標速度。<Operation> The operator operates the fluid actuator 3.5 divided into multiple parts.
target values and target speeds for each operating area.
制御係数をメモリ２１に記憶させる。制御装置の演算手
段２７は、シリンダ３．５の変位量を検出するエンコー
ダ９．１０からフィードバック信号として出力される出
力信号と上記メモリ２■こ記憶された動作領域毎の目標
値、目標速度、制御係数とに基づいて所定の数式により
流体アクチュエータ３．５の制御値を算出する。算出さ
れた制御値は、Ｄ／Ａ変換器２４でアナログの制御信号
に変換されて電磁比例式制御弁１６．１７に出力され、
これによって流体アクチュエータ３，５の変位量は、上
記目標値、目標速度、制御係数になるように制御される
。こうして、流体アクチュエータ３．５が複数であって
もこれらは互いに独立に制御される。また、演算手段２
７を介して圧力ライン＋ ４．１５の油圧を変化させる
ことにより、最大送り速度あるいは最大送り力を調整す
ることができる。さらに、制御系における位置決め精度
やハンチングの問題等も、アナログの補償回路による場
合のような難しい制御理論を要さず、目標値等を適宜設
定し直して実際的に解決でき、シリンダの最適動作を得
ることができる。The control coefficients are stored in the memory 21. The calculation means 27 of the control device uses the output signal outputted as a feedback signal from the encoder 9.10 that detects the amount of displacement of the cylinder 3.5, and the target value, target speed, and target value for each operating region stored in the memory 2. A control value for the fluid actuator 3.5 is calculated using a predetermined formula based on the control coefficient. The calculated control value is converted into an analog control signal by the D/A converter 24 and output to the electromagnetic proportional control valve 16, 17.
As a result, the displacement amounts of the fluid actuators 3 and 5 are controlled to meet the target values, target speeds, and control coefficients. In this way, even if there is a plurality of fluid actuators 3.5, they are controlled independently of each other. In addition, calculation means 2
By varying the oil pressure in the pressure line +4.15 via 7, the maximum feed rate or the maximum feed force can be adjusted. Furthermore, problems such as positioning accuracy and hunting in the control system can be solved practically by resetting target values, etc. as appropriate, without requiring difficult control theory as is the case with analog compensation circuits, resulting in optimal cylinder operation. can be obtained.
〈実施例〉 以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明する。<Example> Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to illustrated embodiments.
第１図は加工機械としての旋盤の往復台の精密浦圧送り
制御装置の一例を示しており、この旋盤は、ワークＷを
把持してベツドｌの一端に設けられた図示しない主軸に
よって回転せしめられるチャック２と、上記ベツドｌの
案内溝１ａに摺動自在に嵌合され、油圧シリンダ３によ
り主軸線方向に駆動される往復台４と、この往復台４の
案内溝４ａに摺動自在に嵌合され、ワークＷを切削する
バイト７を取り付けて、油圧シリンダ５により主軸線に
直交する方向に駆動される刃物台６からなる。FIG. 1 shows an example of a precision pressure feed control device for a carriage of a lathe as a processing machine. This lathe grips a work W and rotates it by a main shaft (not shown) provided at one end of a bed L. a chuck 2, which is slidably fitted into the guide groove 1a of the bed 1, and a carriage 4 which is driven in the main axis direction by the hydraulic cylinder 3; It consists of a tool rest 6 that is fitted and fitted with a cutting tool 7 for cutting the workpiece W, and is driven by a hydraulic cylinder 5 in a direction perpendicular to the main axis.
上記旋盤の精密送り制御装置は、上記各油圧シリンダ３
．５に作動油を給排する油圧回路８と、油圧シリンダ３
．５の変位量を検出するエンコーダ９．ｌＯと、このエ
ンコーダ９．ＩＯからのフィードバック信号と予め与え
られた目標値等との偏差を求め、この偏差に応じた制御
信号を上記油圧回路８の各制御弁に出力する電気回路ｌ
ｌで構成される。The precision feed control device of the lathe is configured to control each of the hydraulic cylinders 3 and 3.
．． a hydraulic circuit 8 that supplies and discharges hydraulic oil to and from the hydraulic cylinder 3;
．． Encoder 9 for detecting the amount of displacement of 5. lO and this encoder9. An electric circuit l that calculates the deviation between the feedback signal from the IO and a predetermined target value, etc., and outputs a control signal corresponding to this deviation to each control valve of the hydraulic circuit 8.
Consists of l.
上記油圧回路８は、可変容量形の油圧ポンプ１２と、こ
の油圧ポンプ１２の吐出ラインＩ３と上記油圧シリンダ
３に至る圧力ライン１４および上記油圧シリンダ５に至
る圧力ライン１５との間に夫々介設した３ボート直動形
の電磁比例式制御弁１６．１７と、上記油圧ポンプ１２
の斜板シリンダ１２ａをタンクＴと吐出ラインＩ３とに
切換接続する３ボートの絞り切換弁１８と、絞り１９を
介して吐出ライン１３に連通ずる絞り切換弁１８のばね
室Ｙの圧力を、所定のリリーフ圧以下に保って油圧ポン
プ１２の吐出量を増減調整する電磁比例式のリリーフ弁
２０からなる。The hydraulic circuit 8 is interposed between a variable displacement hydraulic pump 12, a discharge line I3 of the hydraulic pump 12, a pressure line 14 leading to the hydraulic cylinder 3, and a pressure line 15 leading to the hydraulic cylinder 5, respectively. 3 boat direct-acting electromagnetic proportional control valves 16 and 17, and the hydraulic pump 12.
The pressure in the spring chamber Y of the three-boat throttle switching valve 18 that switches and connects the swash plate cylinder 12a to the tank T and the discharge line I3, and the throttle switching valve 18 that communicates with the discharge line 13 via the throttle 19 is set to a predetermined level. The relief valve 20 is an electromagnetic proportional type relief valve 20 that increases or decreases the discharge amount of the hydraulic pump 12 while maintaining the relief pressure at or below .
一方、上記電気回路１１は、上記油圧シリンダ３．５の
動作領域を夫々複数に分けてその領域ごとの目標値、目
標速度、制御係数および制御プログラム等を記憶するメ
モリ２１と、このメモリ２Ｉに上記目標値等および油圧
ポンプ１２の吐出量即ちリリーフ弁２０のリリーフ圧な
どのデータを人力するためのキーボード２２と、エンコ
ーダ９゜ｌＯからのフィードバック信号を夫々計数する
カウンタ回路２３と、このカウンタ回路２３から信号を
受ける一方、Ｄ／Ａ変換器２４を介して電磁比例式制御
弁１６．１７およびリリーフ弁２０のソレノイドに制御
信号を出力するＩ１０インターフェース２５を備える。On the other hand, the electric circuit 11 includes a memory 21 that divides the operating range of the hydraulic cylinder 3.5 into a plurality of regions and stores target values, target speeds, control coefficients, control programs, etc. for each region, and this memory 2I. A keyboard 22 for manually inputting data such as the target value and the discharge amount of the hydraulic pump 12, that is, the relief pressure of the relief valve 20, a counter circuit 23 for counting the feedback signal from the encoder 9°lO, and this counter circuit. The I10 interface 25 receives signals from the I10 interface 23 and outputs control signals to the solenoid of the electromagnetic proportional control valve 16, 17 and the relief valve 20 via the D/A converter 24.
さらに、上記電気回路１１は、上記各ブロック２１．２
２．２５とパスライン２６でつながりこれらを制御する
とともに演算手段を兼ねるＣＰＵ２７を備えており、こ
のＣＰＵ２７は、カウンタ回路２３の出力信号と上記メ
モリ２１に記憶された動作領域毎の目標値、目標速度、
制御係数に基づいて所定の数式によって各油圧フリツク
３．５の変位量の制御値を算出する（特願昭６２−２８
７６０７参照）。Further, the electric circuit 11 includes each of the blocks 21.2 and 21.2.
2.25 through a pass line 26, and is equipped with a CPU 27 which controls these and also serves as calculation means. speed,
The control value of the displacement amount of each hydraulic flick 3.5 is calculated by a predetermined formula based on the control coefficient (Japanese Patent Application No. 62-28
7607).
なお、上記油圧回路８は、便宜上油圧シリンダ３．５の
一方のボートＰａに圧油を給排する往動系のみを図示し
、他方のボートｐｂに圧油を給排する復動系を省略して
いるが、この復動系も油圧源および逆動作する制御弁を
有し、上記電気回路ｌｌで制御されることはいうまでも
ない。For convenience, in the hydraulic circuit 8, only the forward-acting system that supplies and discharges pressure oil to one boat Pa of the hydraulic cylinder 3.5 is shown, and the backward-acting system that supplies and discharges pressure oil to the other boat PB is omitted. However, it goes without saying that this reciprocating system also has a hydraulic power source and a control valve that operates in reverse, and is controlled by the electric circuit 11 described above.
上記構成の旋盤の精密送り制御装置の動作について、第
２図のフローチャートを参照しつつ次に述べる。The operation of the precision feed control device for a lathe having the above configuration will be described below with reference to the flowchart shown in FIG.
まず、操作者は、ステップＳ１で複数に分けられた油圧
シリンダ３．５の各動作領域ごとの目標値、目標速度、
制御係数としての比例、積分、微分の各ゲインＰ、Ｉ、
Ｄおよびリリーフ弁２０のリリ−フ圧等のデータをキー
ボード２２から入力し、メモリ２１に記憶させる。また
、ＣＰＵ２７は、メモリ２菫のワークエリアをクリアし
、演算のための初期化を行なう。次に、ＣＰＵ２７は、
ステップＳ２で起動後の時間領域ごとの目標値等のテー
ブルとしてメモリ２１に記憶された上記データを読み出
す。そして、上記テーブルを更新すべく操作者によって
キーボード２２から新たに目標値等の入力があれば、次
のステップＳ３でテーブルの書き換えを行なった後、ス
テップＳ４で制御を実行する。First, in step S1, the operator selects the target value, target speed, and
Proportional, integral, and differential gains P, I, as control coefficients
Data such as D and the relief pressure of the relief valve 20 are input from the keyboard 22 and stored in the memory 21. Further, the CPU 27 clears the work area of memory 2 and performs initialization for calculation. Next, the CPU 27
In step S2, the above data stored in the memory 21 as a table of target values and the like for each time domain after startup is read out. If the operator inputs a new target value or the like from the keyboard 22 in order to update the table, the table is rewritten in the next step S3, and then control is executed in step S4.
ＣＰＵ２７による上記制御は、出願人が最近提案した制
御装置（特願昭６２−２８７６０７号）に詳述されてお
り、ここではその概略のみを述べる。The above control by the CPU 27 is detailed in a control device recently proposed by the applicant (Japanese Patent Application No. 62-287607), and only an outline thereof will be described here.
ＣＰＵ２７は、各エンコーダ９．ｌＯから現時刻ｔ０に
おける油圧シリンダ３．５の変位量を読み込み、これを
変位量ｒＱ、）としてメモリ２１に記憶し、既に記憶さ
れている時刻１．における１回前の変位！１ｔ（ｔ、）
、時刻ｔ、ニおける２回前の変位ｍｒＱ、）と目標値Ｃ
および各ゲイン値Ｐ、Ｉ、Ｄを読み出す。The CPU 27 controls each encoder 9. The amount of displacement of the hydraulic cylinder 3.5 at the current time t0 is read from lO, and this is stored in the memory 21 as the amount of displacement rQ,), and it is added to the already stored time 1.5. The previous displacement in! 1t(t,)
, time t, two previous displacement mrQ, ) and target value C
and read out each gain value P, I, D.
次に、これらの値から下式により制御値Ｆ （ｔ）を算
出する。Next, a control value F (t) is calculated from these values using the following formula.
Ｆ （ｔ）＝ Ｐ ・（ｒ（ｔＯ）−ｆ（ｔ、）−［Ｃ
（ｔｏ）−ＣＱ、）］）＋ １ ’［ｆ（ｔ、）−Ｃ（
ｔｏ）］＋Ｄ’（［ｒ（ｔｏ） −２ｆ（ｔυ＋ ｒ（
ｔｔ）］ −［ｃ （ｔｏ）−２ＣＱｔ）十ｃ （ｔｔ
）］）算出された制御値Ｆ （ｔ）は、制御信号として
Ｄ／Ａ変換器２４を経て各電磁比例式制御弁１６゜Ｉ７
のソレノイドに入力され、油圧シリンダ３゜５は各制御
弁１６．１７の切換動作により目標曲線に沿って摺動せ
しめられ、バイト７を取り付けた往復台４と刃物台６は
切削目標曲線どおりに動いて、ワークＷを高精度に切削
する。F(t)=P ・(r(tO)−f(t,)−[C
(to)-CQ,)])+1'[f(t,)-C(
to)]+D'([r(to) -2f(tυ+ r(
tt)] - [c (to)-2CQt) 10c (tt
)]) The calculated control value F (t) is sent as a control signal to each electromagnetic proportional control valve 16°I7 via the D/A converter 24.
The hydraulic cylinder 3°5 is made to slide along the target curve by the switching operation of each control valve 16, 17, and the reciprocating table 4 and the tool rest 6 with the cutting tool 7 attached follow the cutting target curve. It moves and cuts the workpiece W with high precision.
また、ＣＰＵ２７は、油圧シリンダの各動作領域ごとの
リリーフ圧をメモリ２１に記憶されたテーブルから読み
出し、これに対応刷る制御信号をリリーフ弁２０のソレ
ノイドに出力する。従って、上記リリーフ圧の高、低に
より油圧ポンプ１２の吐出量を自由に増、減でき、油圧
シリンダ３，５の押圧力を任意に調整することかできる
。さらに、往復台４と刃物台６の停止１位置決めも、メ
モリ２１のテーブル中の目標値、目標速度、制御係数。Further, the CPU 27 reads out the relief pressure for each operating region of the hydraulic cylinder from a table stored in the memory 21 and outputs a corresponding control signal to the solenoid of the relief valve 20. Therefore, the discharge amount of the hydraulic pump 12 can be freely increased or decreased depending on whether the relief pressure is high or low, and the pressing force of the hydraulic cylinders 3 and 5 can be adjusted as desired. Furthermore, the stop 1 positioning of the carriage 4 and the tool rest 6 is also performed using the target values, target speeds, and control coefficients in the table of the memory 21.
リリーフ圧等のデータを変更することにより、様々なパ
ターンを任意に選択でき、従来のメカストッパ方式では
不可能な衝撃のない高精度な停止１位置決めおよび停止
位置の自由な変更がストッパなしで実現でき、ワークの
多品種少量加工が著しく容易化される。また、加工前に
ワークＷにバイト７を第１図中のＡの如く押し当てて原
点取りしたり、バイト７の交換や摩耗補正時に第１図中
のＢの如く基準原点Ｓにバイト７を押し当てる場合、メ
モリ２１に記憶されるリリーフ弁２０のリリーフ圧を低
くしておけば、バイト７のソフトタッチが容易に実現で
きる。こうしてバイト７によるワークＷの切削加工が終
了すると、操作者は、ワークＷの加工の出来具合を見て
、制御結果の適否を判断し、適否の別をキーボード２２
を介してＣＰＵ２７に入力する。すると、ＣＰＵ２７は
、ステップＳ５で適の場合は制御を終了し、否の場合は
ステップＳ３に戻って、新たに書き込まれる訃標値等に
基づいて上記制御処理を繰り返すのである。By changing data such as relief pressure, various patterns can be selected arbitrarily, and high-precision stop 1 positioning without impact and free change of stop position can be achieved without a stopper, which is impossible with conventional mechanical stopper methods. , processing of a wide variety of workpieces in small quantities is significantly facilitated. Also, before machining, press the tool 7 against the workpiece W as shown in A in Figure 1 to determine the origin, or when replacing the tool 7 or compensate for wear, move the tool 7 to the reference origin S as shown in B in Figure 1. When pressing, if the relief pressure of the relief valve 20 stored in the memory 21 is kept low, a soft touch of the cutting tool 7 can be easily realized. When the machining of the workpiece W by the cutting tool 7 is completed, the operator checks the progress of machining the workpiece W, determines whether the control results are appropriate, and selects whether the control results are appropriate or not using the keyboard 2.
is input to the CPU 27 via the . Then, the CPU 27 ends the control if it is YES in step S5, and returns to step S3 if it is not, and repeats the above control processing based on the newly written pseudonym value, etc.
このように、本発明では、エンコーダ９．ＩＯを往復台
４と刃物台６に直接取付けるトータルフィードバック方
式を採用しているので、送りや位置決めの精度が著しく
向上し、従来例のように作動油の温度変化で精度が低下
することがない。また、ＣＰＵ２７の演算が偏差カウン
タ方式でないので、高速演算用の高価なコンピュータを
用いずとも１μｍ単位の位置制御が実現でき、メモリ２
１に記憶させる目標値等を適宜変更するだけで、縦横の
送りを互いに独立して任意に制御できる。また、本発明
の制御装置は、サーボモータとボールネジ軸による電気
サーボ方式でなく油圧送り方式を採用しているので、油
圧を高（することにより小型で高出力しかも高精度な送
りか容易に得られ、送り機構の耐用年数も長く、熱処理
品の硬い表面などを特殊なバイトにより、グラインダ研
摩等に比してはるかに能率的に研削できるという利点が
ある。さらに、制御系における位置決め精度とハンチン
グの問題等も、アナログの補償回路による場合のような
難しい制御理論を要さず、目標値等を油圧シリンダの動
きを見ながら適宜設定し直して実際的かつ簡単に解決で
き、油圧シリンダの最適動作を得ることができる。Thus, in the present invention, the encoder 9. Since it uses a total feedback system in which the IO is directly attached to the carriage 4 and the turret 6, the accuracy of feed and positioning is significantly improved, and there is no decrease in accuracy due to temperature changes in the hydraulic oil as in conventional models. . In addition, since the calculation of the CPU 27 is not based on a deviation counter, position control in units of 1 μm can be realized without using an expensive computer for high-speed calculation.
By simply changing the target values stored in 1 as appropriate, vertical and horizontal feed can be arbitrarily controlled independently of each other. In addition, the control device of the present invention uses a hydraulic feed system instead of an electric servo system using a servo motor and a ball screw shaft. This has the advantage that the feeding mechanism has a long service life, and that hard surfaces of heat-treated products can be ground much more efficiently using a special tool compared to grinding with a grinder.In addition, it improves positioning accuracy and hunting in the control system. Problems can be solved practically and easily by resetting the target value etc. as appropriate while observing the movement of the hydraulic cylinder, without requiring complicated control theory as is the case with analog compensation circuits. You can get the action.
上記実施例では、油圧シリンダ３．５に作動油を給排す
る電磁比例式制御弁に、３ボート直動形のもの１６．１
７を用いているので、ノズルフラッパ形のサーボ弁を用
い場合よりも油圧源が低圧で済むとともに、装置が安価
になり、しかもメインテナンスが容易になるという利点
がある。In the above embodiment, the electromagnetic proportional control valve for supplying and discharging hydraulic oil to the hydraulic cylinder 3.5 is a three-boat direct-acting type control valve 16.1.
7, the advantage is that the pressure of the hydraulic pressure source is lower than in the case of using a nozzle flapper type servo valve, the device is less expensive, and maintenance is easier.
なお、本発明の流体アクチュエータは、実施例の油圧シ
リンダに限らず例えば水圧モータでもよく、個数も１個
あるいは３個以上にしてもよい。Note that the fluid actuator of the present invention is not limited to the hydraulic cylinder of the embodiment, but may be a hydraulic motor, for example, and the number may be one or three or more.
さらに、上記実施例の電気回路１１に、入力データ、目
標値等を表示するＣＲＴ等のデイスプレィや外部記憶装
置としてのフロッピディスクを加えることもできる。ま
た、加工機械は、実施例の旋盤に限られない。なお、本
発明が図示の実施例に限られないのはいうまでもない。Furthermore, a display such as a CRT for displaying input data, target values, etc., or a floppy disk as an external storage device may be added to the electric circuit 11 of the above embodiment. Further, the processing machine is not limited to the lathe of the embodiment. It goes without saying that the present invention is not limited to the illustrated embodiment.
〈発明の効果〉
以上の説明で明らかなように、本発明の加工機械の精密
送り制御装置は、流体アクチュエータの動作領域を複数
に分けて、その領域ごとの目標値等をメモリに記憶させ
、テーブルを駆動する流体アクチュエータの変位中をエ
ンコーダで検出し、演算手段によって、上記エンコーダ
からの検出信号と上記メモリ内の目標値等の基づいて所
定の数式で制御値を算出し、これをＤ／Ａ変換器で制御
信号に変換して流体アクチュエータに出力するようにし
ているので、耐久性のよい小型かつ安価な装置でもって
、大きな力でテーブルを複数方向へ高精度で送り、位置
決めできるうえ、目標値等を適宜設定し直すことにより
、難しい制御理論を要さず容易に最適動作を得るととも
に、多品種少量加工にも容易に対応することができる。<Effects of the Invention> As is clear from the above explanation, the precision feed control device for a processing machine of the present invention divides the operating region of a fluid actuator into a plurality of regions, stores target values, etc. for each region in a memory, An encoder detects the displacement of the fluid actuator that drives the table, and a calculation means calculates a control value using a predetermined formula based on the detection signal from the encoder and the target value in the memory, and calculates the control value by using the D/ Since the A converter converts it into a control signal and outputs it to the fluid actuator, it is possible to use a small, durable, and inexpensive device to move and position the table in multiple directions with high precision using a large force. By appropriately resetting target values, etc., it is possible to easily obtain optimal operation without requiring complicated control theory, and it is also possible to easily cope with high-mix, low-volume processing.
第１図は本発明の一実施例である旋盤の往復台の精密送
り制御装置を示す回路図、第２図は上記実施例による制
御の流れを示すフローチャートである。
ｌ・・・ベツド、２・・・チャック、
３．５・・・油圧シリンダ、４・・・往復台、６・・・
刃物台、７・・・バイト、８・・・油圧回路、９、ｌＯ
・・・エンコーダ、１１・・・電気回路、１２・・・油
圧ポンプ、１４．１５・・・圧力ライン、１６．１７・
・・電磁比例式制御弁、２１・・・メモリ、２４・・・
Ｄ／Ａ変換器、２７・・・ＣＰＵ。
Ｗ・・・ワーク。
第２図FIG. 1 is a circuit diagram showing a precision feed control device for a carriage of a lathe according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a flowchart showing the flow of control according to the above embodiment. l...Bed, 2...Chuck, 3.5...Hydraulic cylinder, 4...Reciprocating carriage, 6...
Turret, 7...Bite, 8...Hydraulic circuit, 9, lO
...Encoder, 11...Electric circuit, 12...Hydraulic pump, 14.15...Pressure line, 16.17.
...Solenoid proportional control valve, 21...Memory, 24...
D/A converter, 27...CPU. W... Work. Figure 2
Claims (1)
４、６）を流体アクチュエータ（３、５）で往復動させ
る加工機械の精密送り制御装置において、上記流体アク
チュエータ（３、５）の圧力ライン（１４、１５）に介
設した電磁比例式制御弁（１６、１７）と、上記流体ア
クチュエータ（３、５）の変位量を検出するエンコーダ
（９、１０）と、上記流体アクチュエータ（３、５）の
複数に分けられた動作領域ごとの目標値、目標速度、制
御係数を記憶するメモリ（２１）と、上記エンコーダ（
９、１０）からの出力信号と上記メモリ（２１）に記憶
された動作領域ごとの目標値、目標速度、制御係数に基
づいて所定の数式によって流体アクチュエータ（３、５
）の変位量の制御値を算出する演算手段（２７）と、こ
の演算手段（２７）からの制御値をＤ／Ａ変換して、制
御信号を上記電磁比例式制御弁（１６、１７）に出力す
るＤ／Ａ変換器（２４）を備えたことを特徴とする加工
機械の精密送り制御装置。(1) Table on which the tool head or workpiece is mounted (
4, 6) in a precision feed control device for a processing machine that reciprocates with a fluid actuator (3, 5), an electromagnetic proportional control valve interposed in the pressure line (14, 15) of the fluid actuator (3, 5). (16, 17), encoders (9, 10) that detect the displacement amount of the fluid actuators (3, 5), and target values for each of the plurality of operating regions of the fluid actuators (3, 5); A memory (21) for storing target speeds and control coefficients, and the encoder (
The fluid actuators (3,5
), and the control value from this calculation means (27) is D/A converted, and the control signal is sent to the electromagnetic proportional control valve (16, 17). A precision feed control device for a processing machine, characterized in that it is equipped with a D/A converter (24) for outputting.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6685889A JPH02250748A (en) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | Control device for precise feeding of work machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6685889A JPH02250748A (en) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | Control device for precise feeding of work machine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02250748A true JPH02250748A (en) | 1990-10-08 |
Family
ID=13327972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6685889A Pending JPH02250748A (en) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | Control device for precise feeding of work machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02250748A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009276068A (en) * | 2008-05-12 | 2009-11-26 | Kayaba Ind Co Ltd | Stage positioning apparatus |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54108183A (en) * | 1978-02-13 | 1979-08-24 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Oil pressure servo device |
| JPS6415505A (en) * | 1987-07-08 | 1989-01-19 | Toho Kikai Kogyo Kk | Speed control method for servo hydraulic cylinder |
-
1989
- 1989-03-17 JP JP6685889A patent/JPH02250748A/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54108183A (en) * | 1978-02-13 | 1979-08-24 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Oil pressure servo device |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009276068A (en) * | 2008-05-12 | 2009-11-26 | Kayaba Ind Co Ltd | Stage positioning apparatus |
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