JPH0661673B2 - Positioning command device for machine tools - Google Patents
Positioning command device for machine toolsInfo
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- JPH0661673B2 JPH0661673B2 JP9718388A JP9718388A JPH0661673B2 JP H0661673 B2 JPH0661673 B2 JP H0661673B2 JP 9718388 A JP9718388 A JP 9718388A JP 9718388 A JP9718388 A JP 9718388A JP H0661673 B2 JPH0661673 B2 JP H0661673B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は工作機用位置決め指令装置に関するものであ
り、特に、ＮＣ工作機等の送り軸と主軸との各動作位置
を指令信号に応じて制御する工作機用位置決め指令装置
に関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a positioning command device for machine tools, and more particularly, to respective operating positions of a feed shaft and a spindle of an NC machine tool or the like according to command signals. The present invention relates to a machine tool positioning command device to be controlled.
［従来の技術］ 第３図は従来のネジ切り加工機の要部を示す正面の説明
図、第４図は従来の工作機用位置決め指令装置による送
り軸と主軸との同期制御のシステムを示すブロック図、
第５図は従来の工作機用位置決め指令装置を示すブロッ
ク図、第６図はこの発明及び従来のスムージング回路の
入力及び出力の両信号を示すパターン図である。[Prior Art] FIG. 3 is a front explanatory view showing a main part of a conventional thread cutting machine, and FIG. 4 shows a system for synchronous control of a feed shaft and a spindle by a conventional machine tool positioning command device. Block Diagram,
FIG. 5 is a block diagram showing a conventional machine tool positioning command device, and FIG. 6 is a pattern diagram showing both input and output signals of a smoothing circuit according to the present invention.
第３図において、（１）はネジ切り加工用工作機の加工
具、（２）は被加工物、（３）は加工具（１）により加
工された被加工物（２）のネジ切り部である。なお、こ
の第３図は、被加工物（２）に雌ネジ用のネジ切り部
（３）を切削する場合を示している。In FIG. 3, (1) is a processing tool of a machine tool for thread cutting, (2) is a workpiece, (3) is a threaded portion of the workpiece (2) processed by the processing tool (1). Is. It should be noted that FIG. 3 shows a case where the threaded portion (3) for female screw is cut on the workpiece (2).
第４図において、（４）は工作機の送り軸に対して位置
指令［ＺＰ］を、工作機の主軸に対して位置指令［Ｓ
Ｐ］を与える位置決め指令装置、（５）は位置決め指令
装置（４）からの送り軸用の位置指令［ＺＰ］により、
送り軸モータ（６）を制御する送り軸アンプ、（６）は
送り軸の位置を直接移動させるための駆動源である送り
軸モータ、（７）は送り軸の位置を検出し、送り軸アン
プ（５）にフィードバックする送り軸位置検出装置、
（８）は位置決め指令位置（４）からの主軸用の位置指
令［ＳＰ］により主軸モータ（９）を制御する主軸アン
プ、（９）は主軸の位置を直接移動させるための駆動源
である主軸モータ、（１０）は主軸の位置を検出し、主
軸アンプ（８）にフィードバックする主軸位置検出装置
である。なお、この第４図は、マシニングセンターによ
って雌ネジを切削する場合を示している。In FIG. 4, (4) shows a position command [ZP] for the machine tool feed axis and a position command [SP] for the machine tool spindle.
P], a positioning command device (5), and a position command [ZP] for the feed axis from the positioning command device (4)
A feed axis amplifier for controlling the feed axis motor (6), (6) a feed axis motor which is a drive source for directly moving the position of the feed axis, and (7) a feed axis amplifier for detecting the position of the feed axis. A feed axis position detector that feeds back to (5),
(8) is a spindle amplifier that controls the spindle motor (9) by a spindle position command [SP] from the positioning command position (4), and (9) is a spindle that is a drive source for directly moving the spindle position. The motor (10) is a spindle position detecting device that detects the spindle position and feeds it back to the spindle amplifier (8). In addition, this FIG. 4 has shown the case where a female screw is cut by a machining center.
第５図において、（１１）は工作機の送り軸及び主軸に
各動作指令を与える位置指令入力装置、（１２）は位置
指令入力装置（１１）からの信号により送り軸の移動量
を演算する送り軸移動量演算装置、（１３）は送り軸移
動量演算装置（１２）からの信号により送り軸の位置を
直接制御する位置指令［ＺＰ］を発生する送り軸スムー
ジング回路、（１４）は位置指令入力装置（１１）から
の信号により主軸の移動量を演算する主軸移動量演算装
置、（１５）は主軸移動量演算装置（１４）からの信号
により主軸の位置を直接制御する位置指令［ＳＰ］を発
生する主軸スムージング回路である。なお、この第５図
は、第４図の位置決め指令装置（４）の内部を示してい
る。In FIG. 5, (11) is a position command input device that gives each operation command to the feed axis and spindle of the machine tool, and (12) calculates the movement amount of the feed axis based on a signal from the position command input device (11). A feed axis movement amount computing device, (13) a feed axis smoothing circuit which generates a position command [ZP] for directly controlling the position of the feed axis by a signal from the feed axis movement amount computing device (12), and (14) a position A spindle movement amount calculation device that calculates the movement amount of the spindle according to a signal from the command input device (11), and a position command [15] that directly controls the position of the spindle according to the signal from the spindle movement amount calculation device (14). ] Is a spindle smoothing circuit for generating. Note that FIG. 5 shows the inside of the positioning command device (4) of FIG.
従来の工作機用位置決め指令装置は上記のように構成さ
れており、各種のＮＣ工作機等の送り軸及び主軸の位置
決めに利用されている。この装置による工作機の送り軸
及び主軸の位置決め指令動作について以下に説明する。The conventional machine tool positioning command device is configured as described above and is used for positioning the feed shaft and the spindle of various NC machine tools and the like. The positioning command operation of the machine tool feed shaft and spindle will be described below.
例えば、工作機の送り軸と主軸とを同期させて被加工物
（２）にネジ切り部（３）を加工する場合について述べ
る（第３図参照）。この場合には、送り軸の送りが１ピ
ッチ分（第３図の距離Ｐ）移動したときに、主軸が１回
転するような補間演算を行なえば、高精度のネジ切り加
工ができることになる。For example, a case where the threaded portion (3) is machined on the workpiece (2) by synchronizing the feed shaft and the spindle of the machine tool will be described (see FIG. 3). In this case, when the feed of the feed shaft moves by one pitch (distance P in FIG. 3), the interpolation calculation is performed so that the main shaft makes one rotation, so that highly accurate thread cutting can be performed.
即ち、この螺設加工に際し、まず、位置指令入力装置
（１１）がネジのピッチ、ネジの深さ、及び主軸の回転
等の各種情報を読み込む。そして、送り軸と主軸との補
間演算を行なって、送り軸移動量演算装置（１２）及び
主軸移動量演算装置（１４）に指令を発生する。この指
令を受け、送り軸移動量演算装置（１２）は送り軸の移
動量を演算する。その後、この演算信号は送り軸スムー
ジング回路（１３）を経て、送り軸の位置指令［ＺＰ］
として送り軸アンプ（５）に送信される。このときの、
送り軸スムージング回路（１３）の入力信号と出力信号
との関係は、第６図に示す出力特性のように、送り軸ス
ムージング回路（１３）では位置指令の立上り及び立下
りを滑かにしている。これは、送り軸モータ（６）の作
動を円滑に行なうためであり、送り軸モータ（６）の出
力トルクと負荷から定まる加減速時定数よりも指令信号
の時定数を小さくしないためである。なお、送り軸アン
プ（５）は送り軸スムージング回路（１３）の出力と送
り軸位置検出装置（７）のフィードバック信号とを一致
させるような位置決定ループを形成している。そして、
送り軸モータ（６）を作動させ、送り軸の位置を正しく
制御している。That is, at the time of this screwing process, first, the position command input device (11) reads various information such as the screw pitch, the screw depth, and the rotation of the spindle. Then, interpolation calculation is performed between the feed axis and the spindle, and a command is generated to the feed axis movement amount calculation device (12) and the spindle movement amount calculation device (14). In response to this command, the feed axis movement amount calculation device (12) calculates the movement amount of the feed axis. After that, this calculation signal is sent to the feed axis position command [ZP] via the feed axis smoothing circuit (13).
Is sent to the feed axis amplifier (5). At this time,
As for the relationship between the input signal and the output signal of the feed axis smoothing circuit (13), the feed axis smoothing circuit (13) has a smooth rise and fall of the position command as shown in the output characteristic of FIG. . This is because the operation of the feed shaft motor (6) is performed smoothly, and the time constant of the command signal is not made smaller than the acceleration / deceleration time constant determined by the output torque and load of the feed shaft motor (6). The feed axis amplifier (5) forms a position determination loop that matches the output of the feed axis smoothing circuit (13) with the feedback signal of the feed axis position detection device (7). And
The feed shaft motor (6) is operated to correctly control the position of the feed shaft.
同様に、主軸移動量演算装置（１４）も、位置指令入力
装置（１１）の出力指令を受けて、主軸の移動量を演算
する。その後、この演算信号は主軸スムージング回路
（１５）を経て主軸の位置指令［ＳＰ］として主軸アン
プ（８）に送信される。このときの、主軸スムージング
回路（１５）の入力信号と出力信号との関係も、上記送
り軸での説明と同一関係であり、第６図に示す出力特性
のようになっている。そして、送り軸スムージング回路
（１３）と主軸スムージング回路（１５）の各スムージ
ング方式及び時定数も全く同一である。これは、送り軸
と主軸との完全同期を行なうためである。なお、前者と
同様に、主軸アンプ（８）は主軸スムージング回路（１
５）の出力と主軸位置検出装置（１０）のフィードバッ
ク信号とを一致させるような位置決定ループを形成して
いる。そして、主軸モータ（９）を作動させて、主軸の
位置を正しく制御している。Similarly, the spindle movement amount calculation device (14) also receives the output command of the position command input device (11) and calculates the movement amount of the spindle. Thereafter, this operation signal is transmitted to the spindle amplifier (8) as a spindle position command [SP] via the spindle smoothing circuit (15). At this time, the relationship between the input signal and the output signal of the spindle smoothing circuit (15) is the same as that described for the feed shaft, and has the output characteristic shown in FIG. The smoothing methods and time constants of the feed axis smoothing circuit (13) and the spindle smoothing circuit (15) are also completely the same. This is for perfect synchronization between the feed axis and the spindle. As in the former case, the spindle amplifier (8) has a spindle smoothing circuit (1
A position determination loop is formed so as to match the output of 5) with the feedback signal of the spindle position detecting device (10). Then, the spindle motor (9) is operated to correctly control the position of the spindle.
［発明が解決しようとする課題］ 上記のような従来の工作機用位置決め指令装置では、送
り軸と主軸との同期制御を行なうために、同一の時定数
を持ち、かつ、同一の指数関数的に変化する制御パター
ン出力のスムージング方式からなる送り軸スムージング
回路（１３）及び主軸スムージング回路（１５）を使用
していた。[Problems to be Solved by the Invention] In the conventional machine tool positioning command device as described above, the same time constant and the same exponential function are used to perform synchronous control of the feed axis and the spindle. The feed axis smoothing circuit (13) and the spindle smoothing circuit (15), which are composed of a smoothing method of changing the control pattern output, are used.
したがって、主軸のように負荷イナーシャの大きい系に
おいては、指令の時定数を大きくとる必要があり、指数
加減速では指令値を完全に出力するまでに時間がかか
り、同期制御を行なうと切削時間が長くかかることにな
る。Therefore, in a system with a large load inertia such as a spindle, it is necessary to set a large command time constant, and in exponential acceleration / deceleration it takes time to completely output the command value. It will take a long time.
そこで、この発明は、工作機の送り軸及び主軸の同期制
御において、高速加工が可能な工作機用位置決め指令装
置の提供を課題とする。Therefore, it is an object of the present invention to provide a machine tool positioning command device capable of high-speed machining in synchronous control of a feed axis and a spindle of a machine tool.
［課題を解決するための手段］ この発明にかかる工作機用位置決め指令装置は、工作機
の送り軸及び主軸に各動作指令を与える位置指令入力装
置（１１）からの信号により、送り軸の移動量を送り軸
移動量演算装置（１２）で演算し、送り軸の位置を直接
制御する指数加減速パターン出力を発生する送り軸スム
ージング回路（１３）と、前記送り軸移動量演算装置
（１２）から送り軸と主軸とが同期制御である場合に信
号を受け、送り軸の位置を直接制御する直線加減速パタ
ーン出力を発生する同期制御用送り軸スムージング回路
（１７）とを具備し、前記位置指令入力装置（１１）か
らの信号により送り軸及び主軸が同期制御か否かを判別
し、前記送り軸移動量演算装置（１２）からの信号を、
送り軸及び主軸の制御状態に応じて送り軸スムージング
回路（１３）または同期制御用送り軸スムージング回路
（１７）を選択するものである。[Means for Solving the Problem] A machine tool positioning command device according to the present invention moves a feed shaft by a signal from a position command input device (11) that gives each operation command to a machine tool feed shaft and a spindle. A feed axis smoothing circuit (13) for calculating an amount by a feed axis movement amount calculation device (12) and generating an exponential acceleration / deceleration pattern output for directly controlling the position of the feed axis, and the feed axis movement amount calculation device (12). And a feed axis smoothing circuit (17) for synchronous control which receives a signal when the feed axis and the spindle are in synchronous control and generates a linear acceleration / deceleration pattern output for directly controlling the position of the feed axis. Whether or not the feed axis and the spindle are in synchronous control is determined by a signal from the command input device (11), and the signal from the feed axis movement amount calculation device (12) is
The feed axis smoothing circuit (13) or the synchronous control feed axis smoothing circuit (17) is selected in accordance with the control states of the feed axis and the spindle.
［作用］ この発明の工作機用位置決め指令装置においては、工作
機の送り軸及び主軸に各動作指令を与える位置指令入力
装置（１１）からの信号により、送り軸移動量演算装置
（１２）で送り軸の移動量を演算し、位置指令入力装置
（１１）からの信号により判別回路（１６）で送り軸及
び主軸が同期制御か否かを判別し、前記送り軸移動量演
算装置（１２）からの信号を、送り軸及び主軸の制御状
態に応じて指数加減速パターン出力となる独立制御用の
送り軸スムージング回路（１３）または直線加減速パタ
ーン出力となる同期制御用の送り軸スムージング回路
（１７）を選択して入力させ、送り軸の位置を直接制御
する位置指令［ＺＰ］を発生するとともに、前記主軸移
動量演算装置（１４）からの信号を受け、主軸スムージ
ング回路（１５）が主軸の位置を直接制御する位置指令
［ＳＰ］を発生するものであるから、送り軸だけの制御
の場合は、通常の指数加減速を、そして、送り軸と主軸
の時定数が大きい同期制御の場合には、直線加減速を選
別し、送り軸及び主軸の制御状態に応じた専用の位置決
め指令を行なうことができる。[Operation] In the machine tool positioning command device of the present invention, the feed axis movement amount calculation device (12) is operated by the signal from the position command input device (11) which gives each operation command to the feed shaft and the spindle of the machine tool. The movement amount of the feed axis is calculated, and the discriminating circuit (16) discriminates whether or not the feed axis and the main shaft are synchronously controlled by the signal from the position command input device (11), and the feed axis movement amount arithmetic device (12). The feed axis smoothing circuit (13) for independent control, which outputs exponential acceleration / deceleration pattern output according to the control state of the feed axis and the main axis, or the feed axis smoothing circuit for synchronous control (13), which outputs a linear acceleration / deceleration pattern. 17) is selected and input to generate a position command [ZP] for directly controlling the position of the feed axis, and also receives a signal from the spindle movement amount calculation device (14) to receive a spindle smoothing circuit ( Since 15) generates the position command [SP] that directly controls the position of the spindle, in the case of controlling only the feed axis, the normal exponential acceleration / deceleration is performed, and the time constant of the feed axis and the spindle is large. In the case of synchronous control, it is possible to select linear acceleration / deceleration and issue a dedicated positioning command according to the control states of the feed axis and the spindle.
［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例である工作機用位置決め指
令装置を示すブロック図、第２図（ａ）は第１図で示し
た実施例の工作機用位置決め指令装置中のスムージング
回路の出力信号である指数加減速パターンであり、第２
図（ｂ）は直線加減速パターンである。なお、従来例の
説明に使用した第３図、第４図及び第６図はこの発明の
実施例においても共通である。また、図中、従来例と同
一符号及び記号は従来例の構成部分と同一または相当す
る構成部分を示すものであり、ここでは重複した説明を
省略する。[Embodiment] FIG. 1 is a block diagram showing a machine tool positioning command device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 (a) is a machine tool positioning command device of the embodiment shown in FIG. 2 is an exponential acceleration / deceleration pattern which is an output signal of the smoothing circuit of
FIG. 6B shows a linear acceleration / deceleration pattern. Note that FIGS. 3, 4, and 6 used for explaining the conventional example are common to the embodiments of the present invention. Further, in the figure, the same reference numerals and symbols as those of the conventional example indicate the same or corresponding components as those of the conventional example, and the duplicated description will be omitted here.
第１図において、（１６）は位置指令入力装置（１１）
からの信号により送り軸及び主軸が同期制御か否かを判
別する判別回路、（１７）は送り軸と主軸とが同期制御
であるときに、送り軸移動量演算装置（１２）から信号
を受け、送り軸の位置を直接制御する位置指令［ＺＰ］
を発生する同期制御用送り軸スムージング回路、（１
８）は判別回路（１６）によって送り軸の制御状態に応
じて送り軸移動量演算装置（１２）からの信号を独立制
御用の送り軸スムージング回路（１３）に入力させるた
めの切換スイッチで、（１９）は判別回路（１６）によ
り主軸の制御状態に応じて送り軸移動量演算装置（１
２）からの信号を同期制御用送り軸スムージング回路
（１７）を選択して入力させるための切換スイッチであ
る。In FIG. 1, (16) is a position command input device (11)
A discriminating circuit for discriminating whether or not the feed axis and the spindle are synchronously controlled by a signal from (17) receives a signal from the feed axis movement amount computing device (12) when the feed axis and the spindle are synchronously controlled. , Position command [ZP] that directly controls the position of the feed axis
Feed axis smoothing circuit for synchronous control,
8) is a changeover switch for inputting a signal from the feed axis movement amount calculation device (12) to the feed axis smoothing circuit (13) for independent control according to the control state of the feed axis by the discrimination circuit (16), (19) is a discriminating circuit (16) that determines the feed axis movement amount calculation device (1
It is a changeover switch for selecting and inputting the signal from 2) to the feed shaft smoothing circuit (17) for synchronous control.
第２図の縦軸は単独時間当りの位置指令値を示し、横軸
は時間を示す出力パターンを示すもので、第２図（ａ）
は送り軸スムージング回路（１３）から出力される指数
加減速パターンであり、また、第２図（ｂ）は同期制御
用送り軸スムージング回路（１７）から出力される直線
加減速パターンである。前記指数加減速パターンは立ち
上り及び立ち下りが指数関数的に増減する特性を有し、
直線加減速パターンは立ち上り及び立ち下りが時間に比
例して増減する特性を有するものである。The vertical axis of FIG. 2 shows the position command value per single time, and the horizontal axis shows the output pattern showing time.
2 is an exponential acceleration / deceleration pattern output from the feed axis smoothing circuit (13), and FIG. 2 (b) is a linear acceleration / deceleration pattern output from the synchronization control feed axis smoothing circuit (17). The exponential acceleration / deceleration pattern has a characteristic that rising and falling exponentially increase and decrease,
The linear acceleration / deceleration pattern has a characteristic that the rising and falling edges increase and decrease in proportion to time.
この実施例の工作機用位置決め指令装置は上記のように
構成されており、送り軸と主軸とが独立制御の場合に
は、指数加減速パターン出力の送り軸スムージング回路
（１３）を使用し、一方、送り軸と主軸とが同期制御の
場合には、直線加減速パターンの同期制御用送り軸スム
ージング回路（１７）を使用することで、制御状態に応
じて位置決め指令を得ることができる。The machine tool positioning command device of this embodiment is configured as described above. When the feed axis and the spindle are independently controlled, the feed axis smoothing circuit (13) for outputting the exponential acceleration / deceleration pattern is used. On the other hand, when the feed axis and the main axis are synchronously controlled, by using the synchronous control feed axis smoothing circuit (17) of the linear acceleration / deceleration pattern, a positioning command can be obtained according to the control state.
この実施例の工作機用位置決め指令装置による工作機の
送り軸及び／または主軸の位置決め指令動作について、
以下に説明する。Regarding the positioning command operation of the feed axis and / or the spindle of the machine tool by the machine tool positioning command device of this embodiment,
This will be described below.
まず、位置指令入力装置（１１）のデータが送り軸と主
軸とが同期制御でない独立制御である場合について説明
する。First, the case where the data of the position command input device (11) is independent control in which the feed axis and the spindle are not synchronous control will be described.
この場合、判別回路（１６）により切換スイッチ（１
８）はオンとなり、切換スイッチ（１９）がオフとな
る。したがって、送り軸移動量演算装置（１２）から出
力される位置指令は、送り軸スムージング回路（１３）
に入力される。この送り軸スムージング回路（１３）
は、指数加減速パターン出力を送り軸の位置指令［Ｚ
Ｐ］として、送り軸アンプ（５）側に送信する。In this case, the determination circuit (16) causes the changeover switch (1
8) is turned on and the changeover switch (19) is turned off. Therefore, the position command output from the feed axis movement amount calculation device (12) is the feed axis smoothing circuit (13).
Entered in. This feed axis smoothing circuit (13)
Outputs the exponential acceleration / deceleration pattern output to the position command [Z
P] to the feed axis amplifier (5) side.
即ち、送り軸と主軸とが同期制御でない独立制御である
場合には、送り軸の負担イナーシャは一般的に小さく、
かつ、送り軸モータ（６）が一定トルクの安定した出力
となることから、時定数を小さくした送り軸スムージン
グ回路（１３）の指数加減速パターン出力を用いるので
ある。That is, when the feed axis and the main axis are independent control that is not synchronous control, the load inertia of the feed axis is generally small,
Moreover, since the feed shaft motor (6) produces a stable output with a constant torque, the exponential acceleration / deceleration pattern output of the feed shaft smoothing circuit (13) with a small time constant is used.
次に、位置指令入力装置（１１）のデータが送り軸と主
軸とが同期制御である場合について説明する。Next, a case where the data of the position command input device (11) is synchronous control of the feed axis and the spindle will be described.
この場合、判別回路（１６）により切換スイッチ（１
８）がオフとなり、切換スイッチ（１９）がオンとな
る。したがって、送り軸移動量演算装置（１２）から出
力される位置指令は、同期制御用送り軸スムージング回
路（１７）に入力される。この同期制御用送り軸スムー
ジング回路（１７）は、直線加減速パターン出力信号を
送り軸の位置指令［ＺＰ］として送信する。In this case, the determination circuit (16) causes the changeover switch (1
8) is turned off and the changeover switch (19) is turned on. Therefore, the position command output from the feed axis movement amount calculation device (12) is input to the feed axis smoothing circuit for synchronization control (17). The synchronous control feed axis smoothing circuit (17) transmits a linear acceleration / deceleration pattern output signal as a feed axis position command [ZP].
なお、このとき、主軸側の主軸スムージング回路（１
５）にも、同期制御用送り軸スムージング回路（１７）
と同一の時定数を持った直線加減速パターン出力が使用
される。At this time, the spindle smoothing circuit (1
Also in 5), the feed axis smoothing circuit for synchronization control (17)
The linear acceleration / deceleration pattern output with the same time constant as is used.
即ち、送り軸と主軸との同期制御を行なうために、送り
軸との補間演算を行なった位置指令が主軸移動量演算装
置（１４）から主軸スムージング回路（１５）に入力さ
れるからである。また、このときの指令時定数は、主軸
の負荷イナーシャが大きく、かつ、高速回転が要求さ
れ、主軸の加減速時間が長くなるために、主軸の加減速
時間に合せた時定数となる。即ち、この時定数は送り軸
だけの時定数に比べて大きくなる。That is, in order to perform the synchronous control of the feed axis and the spindle, the position command obtained by performing the interpolation calculation with the feed axis is input from the spindle movement amount computing device (14) to the spindle smoothing circuit (15). In addition, the command time constant at this time is a time constant that matches the acceleration / deceleration time of the spindle because the load inertia of the spindle is large, high-speed rotation is required, and the acceleration / deceleration time of the spindle becomes long. That is, this time constant becomes larger than the time constant of only the feed axis.
したがって、送り軸と主軸との同期制御の場合には、指
定加減速によると、指定値を全て出力するまでの時間が
非常に長くなるために、指令値が制御完了に至るまでの
時間が短い直線加減速を使用するのである。即ち、第２
図の（ａ）に示す指数加減速パターンでは時定数がｔ１
であり、また、第２図の（ｂ）に示す直線加減速パター
ンでは時定数がｔ２でるが、ｔ１＜ｔ２の関係では制御
完了時点を結論できない。指数加減速パターンの制御完
了時点は、指数関数的に制御値に近づくものであるか
ら、相当の遅れが生ずる。Therefore, in the case of synchronous control of the feed axis and the spindle, according to the specified acceleration / deceleration, the time until all the specified values are output becomes very long, and the time until the command value completes the control is short. It uses linear acceleration / deceleration. That is, the second
In the exponential acceleration / deceleration pattern shown in (a) of the figure, the time constant is t1.
Further, in the linear acceleration / deceleration pattern shown in FIG. 2B, the time constant is t2, but it is not possible to conclude the control completion time point from the relationship of t1 <t2. Since the control completion point of the exponential acceleration / deceleration pattern approaches the control value exponentially, a considerable delay occurs.
このように、この実施例の工作機用位置決め指令装置に
おいては、独立制御の送り軸の場合は、通常の指数加減
速を選択し、そして、送り軸と主軸の時定数が大きい同
期制御の場合には、直線加減速を選択する。As described above, in the machine tool positioning command device of this embodiment, in the case of the independently controlled feed axis, the normal exponential acceleration / deceleration is selected, and in the case of the synchronous control in which the time constant of the feed axis and the spindle is large. For, select linear acceleration / deceleration.
したがって、送り軸を負荷イナーシャの大きい主軸と同
期制御する場合にも、時定数を大きくとることができ、
しかも、指数加減速に比べ指令値を完全に出力するまで
の時間を短縮することができる。このため、従来の工作
機用位置決め指令装置に比べ、同期制御による加工の場
合にも、加工時間が短縮され、高速加工が可能になる。Therefore, a large time constant can be set even when the feed axis is controlled synchronously with the spindle with a large load inertia.
Moreover, it is possible to shorten the time until the command value is completely output, as compared with the exponential acceleration / deceleration. Therefore, as compared with the conventional machine tool positioning command device, even in the case of machining by synchronous control, the machining time is shortened and high-speed machining becomes possible.
ところで、上記実施例では、工作機用位置決め指令装置
を工作機の送り軸と主軸とを同期させて被加工物（２）
にネジ切り部（３）を螺設加工する場合について述べた
が、他のＮＣ工作機等の送り軸及び主軸の位置決めにも
利用できる。By the way, in the above-mentioned embodiment, the machine tool positioning command device synchronizes the feed axis and the spindle of the machine tool with the workpiece (2).
Although the case where the threaded portion (3) is threaded is described above, it can also be used for positioning the feed shaft and the spindle of other NC machine tools and the like.
［発明の効果］ 以上説明したとおり、この発明の工作機用位置決め指令
装置は、工作機の送り軸及び主軸に各動作指令を与える
位置指令入力装置からの信号により、送り軸移動量演算
装置及び主軸移動量演算装置で送り軸及び主軸の各移動
量を演算し、また、前記位置指令入力装置からの信号に
より判別回路で送り軸及び主軸が同期制御か否かを判別
し、前記送り軸移動量演算装置からの信号を、送り軸の
制御状態に応じて指数加減速パターン出力を発生する送
り軸スムージング回路を選択するか、または直線加減速
パターン出力を発生する同期制御用送り軸スムージング
回路を選択して、送り軸の位置を直接制御する位置指令
を得るとともに、前記主軸移動量演算装置からの信号を
受け、主軸スムージング回路が主軸の位置を直接制御す
る位置指令を発生することにより、独立制御の送り軸の
場合は、通常の指数加減速を、そして、送り軸と主軸の
時定数が大きい同期制御の場合には、直線加減速を選択
し、送り軸及び主軸の制御状態に応じた専用の位置決め
指令を行なうことができる。したがって、送り軸を負荷
イナーシャの大きい主軸と同期制御する場合にも、時定
数を大きくとることができ、しかも、指数加減速に比べ
指令値を完全に出力するまでの時間を短縮することがで
きる。故に、同期制御による加工時間が短縮でき、高速
加工が可能になる。[Effects of the Invention] As described above, the machine tool positioning command device of the present invention uses the feed axis movement amount calculation device and the feed axis movement amount calculation device based on the signal from the position command input device that gives each operation command to the feed shaft and the spindle of the machine tool. The movement amount of the feed axis and the spindle are calculated by the spindle movement amount calculation device, and the feed axis movement is determined by the discrimination circuit based on the signal from the position command input device, which determines whether the feed axis and the spindle are in synchronous control. Select a feed axis smoothing circuit that generates an exponential acceleration / deceleration pattern output for the signal from the quantity calculation device according to the control state of the feed axis, or use a feed axis smoothing circuit for synchronous control that generates a linear acceleration / deceleration pattern output. A spindle command is selected to obtain a position command for directly controlling the position of the feed axis, and a spindle smoothing circuit directly controls the position of the spindle upon receiving a signal from the spindle movement amount computing device. By generating a position command, the normal exponential acceleration / deceleration is selected for an independently controlled feed axis, and the linear acceleration / deceleration is selected for a synchronous control with a large time constant between the feed axis and the spindle. A dedicated positioning command can be issued according to the control state of the axis and the spindle. Therefore, even when the feed axis is synchronously controlled with the spindle having a large load inertia, the time constant can be set large and the time until the command value is completely output can be shortened as compared with the exponential acceleration / deceleration. . Therefore, the machining time by the synchronous control can be shortened, and high-speed machining becomes possible.
第１図はこの発明の一実施例である工作機用位置決め指
令装置を示すブロック図、第２図の（ａ）はこの発明の
実施例の工作機用位置決め指令装置中のスムージング回
路の指数加減速パターン出力であり（ｂ）は直線加減速
パターン、第３図はこの発明の実施例及び従来のネジ切
り加工機の要部を示す正面の説明図、第４図はこの発明
の実施例及び従来の工作機用位置決め指令装置による送
り軸と主軸との同期制御のシステムを示すブロック図、
第５図は従来の工作機用位置決め指令装置を示すブロッ
ク図、第６図はこの発明の実施例及び従来のスムージン
グ回路の入力及び出力の両信号を示すパターン図であ
る。 図において、 １１：位置指令入力装置、 １２：送り軸移動量演算装置、 １３：送り軸スムージング回路、 １４：主軸移動量演算装置、 １５：主軸スムージング回路、 １６：判別回路、 １７：同期制御用送り軸スムージング回路、 である。 なお、図中、同一符号及び同一記号は、同一または相当
部分を示す。FIG. 1 is a block diagram showing a machine tool positioning command device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 (a) is an index addition of a smoothing circuit in the machine tool positioning command device of the embodiment of the present invention. FIG. 3B is a deceleration pattern output, and FIG. 3B is a linear acceleration / deceleration pattern. FIG. 3 is a front explanatory view showing an essential part of an embodiment of the present invention and a conventional thread cutting machine. FIG. 4 is an embodiment of the present invention. A block diagram showing a system for synchronous control of a feed axis and a spindle by a conventional positioning command device for machine tools,
FIG. 5 is a block diagram showing a conventional machine tool positioning command device, and FIG. 6 is a pattern diagram showing both input and output signals of an embodiment of the present invention and a conventional smoothing circuit. In the figure, 11: Position command input device, 12: Feed axis movement amount calculation device, 13: Feed axis smoothing circuit, 14: Spindle movement amount calculation device, 15: Spindle smoothing circuit, 16: Discrimination circuit, 17: Synchronous control The feed axis smoothing circuit is. In the drawings, the same reference numerals and symbols indicate the same or corresponding parts.
Claims (1)
える位置指令入力装置と、 前記位置指令入力装置からの信号により、送り軸及び主
軸の各移動量を各々演算する送り軸移動量演算装置及び
主軸移動量演算装置と、 前記主軸移動量演算装置からの信号を受け、主軸の位置
を制御する直線加減速パターン出力の位置指令を発生す
る主軸スムージング回路と、 前記送り軸移動量演算装置から送り軸と主軸とが独立制
御であるときに信号を受け、送り軸の位置を制御する指
数加減速パターン出力の位置指令を発生する送り軸スム
ージング回路と、 前記送り軸移動量演算装置から送り軸と主軸とが同期制
御であるときに信号を受け、送り軸の位置を制御する直
線加減速パターン出力の位置指令を発生する同期制御用
送り軸スムージング回路と、 前記位置指令入力装置からの信号により送り軸及び主軸
が同期制御か否かを判別し、前記送り軸移動量演算装置
からの信号を、送り軸及び主軸の制御状態に応じて送り
軸スムージング回路または同期制御用送り軸スムージン
グ回路を選択して入力させる判別回路と、 を具備することを特徴とする工作機用位置決め指令装
置。1. A position command input device for giving each operation command to a feed shaft and a spindle of a machine tool, and a feed shaft movement amount for calculating each movement amount of the feed shaft and the spindle by a signal from the position command input device. An arithmetic unit and a spindle movement amount arithmetic unit, a spindle smoothing circuit which receives a signal from the spindle movement amount arithmetic unit and generates a position command of a linear acceleration / deceleration pattern output for controlling the position of the spindle, and the feed axis movement amount arithmetic unit A feed axis smoothing circuit that receives a signal from the device when the feed axis and the spindle are independently controlled and generates a position command for exponential acceleration / deceleration pattern output that controls the position of the feed axis, and the feed axis movement amount calculation device A synchronous control feed axis smoothing circuit that receives a signal when the feed axis and the spindle are in synchronous control and generates a position command for linear acceleration / deceleration pattern output that controls the position of the feed axis. A signal from the position command input device is used to determine whether or not the feed axis and the spindle are synchronously controlled, and a signal from the feed axis movement amount calculation device is supplied to the feed axis smoothing circuit according to the control state of the feed axis and the spindle. A machine tool positioning command device, comprising: a discrimination circuit for selecting and inputting a synchronous axis feed axis smoothing circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9718388A JPH0661673B2 (en) | 1988-04-20 | 1988-04-20 | Positioning command device for machine tools |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9718388A JPH0661673B2 (en) | 1988-04-20 | 1988-04-20 | Positioning command device for machine tools |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01271145A JPH01271145A (en) | 1989-10-30 |
| JPH0661673B2 true JPH0661673B2 (en) | 1994-08-17 |
Family
ID=14185466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9718388A Expired - Lifetime JPH0661673B2 (en) | 1988-04-20 | 1988-04-20 | Positioning command device for machine tools |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0661673B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03213245A (en) * | 1990-01-12 | 1991-09-18 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | Control device for machine tool |
| JPH11143519A (en) | 1997-11-07 | 1999-05-28 | Fanuc Ltd | Acceleration-deceleration control method for numerical control, and numerical controller |
-
1988
- 1988-04-20 JP JP9718388A patent/JPH0661673B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01271145A (en) | 1989-10-30 |
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