JPH10124123A - ロール研削盤の数値制御装置 - Google Patents
ロール研削盤の数値制御装置Info
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- JPH10124123A JPH10124123A JP27828596A JP27828596A JPH10124123A JP H10124123 A JPH10124123 A JP H10124123A JP 27828596 A JP27828596 A JP 27828596A JP 27828596 A JP27828596 A JP 27828596A JP H10124123 A JPH10124123 A JP H10124123A
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- Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
Abstract
つ、移動前に補正を実行することにより、バックラッシ
ュ補正を適切に実行する。 【解決手段】 検出回路32i、32jは、軸移動速度
を検出する。補正値計算関数が定義され、メインCPU
11aは、軸移動方向に変化があるとき、軸移動速度に
より該当軸の移動速度を補正値計算関数のパラメータと
して入力し、移動速度に応じたバックラッシュ補正値を
算出する。求められたバックラッシュ補正値により、バ
ックラッシュ補正の出力処理が実行される。出力処理が
終了後、次の移動指令等が開始される。
Description
値制御装置係り、特に、速度対応型の移動前バックラッ
シュ補正機能を有するロール研削盤の数値制御装置に関
するものである。
工作物を支持する主軸台と、被工作物を加工する工具を
取り付けた工具台とが、軸送り機構により相対的に移動
されることにより加工動作が実行される。このような工
作機械には、各駆動モータの送り速度及び回転速度や工
具の位置等を検出する検出器が設けられ、数値制御装置
により各駆動モータの制御が行われる。
このような軸送り機構により軸送り量及び軸送り速度を
指令する際、軸送り機構の機械的な損失・磨耗等による
誤差があり、この誤差は、一般に、バックラッシュ、定
常偏差、ロストモーション等と呼ばれる。このような誤
差を補正する機能がバックラッシュ補正機能である。
は、送り軸により工具等が軸送りされている際に、送り
軸の進行方向が逆転するときに作用する。すなわち、ボ
ールネジのがたつきや各要素の弾性変形等により、軸送
りが停滞する量をバックラッシュ量とし、数値制御装置
は、これを予め測定して装置内に設定することにより、
軸送りの進行方向が逆転する毎にバックラッシュ量だけ
余分に移動させるようにするものである。
ッシュ補正は、最初に設定された補正値のみで、補正を
行うようにしていた。また、バックラッシュ補正をかけ
るタイミングは、該当軸が反転移動を開始したときに同
時に実行していた。
最初に設定された補正値のみによりバックラッシュ補正
を実行していたので、ウオームラック等の移動速度など
により補正量が変化する機械に対しては、適切に対応す
ることができなかった。
ックラッシュ補正を開始していたので、ステップ式にバ
ックラッシュ補正を実行するような場合は、軸移動の最
初の部分で、補間形状がくずれてしまうことがあった。
的にバックラッシュ補正量を算出し、かつ、移動前に補
正を実行することにより、従来技術では対応できかっ
た、移動速度等の条件変化によりバックラッシュ量が変
化し、かつ、バックラッシュ量が比較的大きい機械に対
しても、バックラッシュ補正を適切に実行することを目
的とする。
の移動ブロックの継ぎ目で、補正出力を実行し、補正出
力終了後にプログラム指令の分配を開始することによ
り、当該移動ブロックでの補間形状のくずれを発生しな
いようにすることを目的とする。
の解決手段によると、軸移動速度を求める検出手段と、
軸移動方向が反転する際に、前記検出手段により検出さ
れた軸移動速度に基づき補正値計算関数により補正値を
算出して更新する補正手段と、軸移動方向が反転する際
に、前記補正手段により更新された前記補正値に従い駆
動制御し、前記駆動制御が実行されるまで次の軸移動指
令の開始を遅らせる制御手段とを備えたロール研削盤の
数値制御装置を提供する。
によると、一連の複数の加工指令を記憶した第1の記憶
部と、軸移動速度を検出する検出部と、前記第1の記憶
部に記憶された前記加工指令を順次読み込み、軸移動方
向が反転する際に、前記検出部により検出された前記軸
移動速度に基づき補正値計算関数により補正値を計算し
更新する第1の制御部と、軸移動方向が反転する際に、
前記第1の制御部により計算された前記補正値に従い補
正駆動制御を実行し、前記補正駆動制御が実行された後
に前記加工指令により駆動制御する第2の制御部とを備
えたロール研削盤の数値制御装置を提供する。
研削盤を備えた数値制御工作装置の構成図を示す。図1
のロール研削盤を備えた数値制御工作装置は、数値制御
部10、入出力部20及び工作部30を含む。数値制御
部10は、工作部30の制御を司るものであり、演算処
理装置11、記憶装置12及びパルス分配回路13等を
含む。記憶装置12には、各種指令プログラム、データ
等が記憶される。演算処理装置11は、記憶装置12に
記憶されたプログラム及びデータ等に基づいて、パルス
分配回路13に、駆動指令を送出する。パルス分配回路
13は、工作部30の各ドライブユニットに駆動指令を
送出し、駆動制御を行う。
22等を含む。入力装置21は、指令プログラム及びデ
ータ等を入力するための装置である。表示装置22は、
プログラムリスト、工作機械の工作状況又は異常警報等
を表示するための装置である。
される。工作部30は、ドライブユニット31a〜31
c、検出回路32、モータ33a〜33d、主軸台側受
台34、心押側受台35、スライドテーブル36、ガイ
ド37、回転砥石38等を含む。
制御部10からの駆動指令を受信する。ドライブユニッ
ト31aにより、サーボモータであるモータ33aが駆
動され、同様に、ドライブユニット31bにより、サー
ボモータであるモータ33bが駆動されることにより、
スライドテーブル36をガイド37の方向(Z方向)及
びその垂直方向(X方向又はY方向)に移動する。ま
た、ドライブユニット31cにより、砥石回転モータで
あるモータ33dが駆動され、スライドテーブル36に
設けられた回転砥石38を回転させる。一方、砥石回転
モータ33dの回転数又は電流値等のデータは、検出回
路32により検出されて、数値制御部10に伝送され
る。
主軸回転モータであるモータ33cが駆動される。主軸
台側受台34と心押側受台6の間には、被工作物39が
設置されており、モータ33cにより回転される。
石38により加工されることになる。
示したが、これに限らず、ドリル、タップ、切り出しビ
ット等による加工に対しても、本発明を適用することが
できる。
補正機能処理の動作概要は、以下1)〜5)のようにな
る。すなわち、 1)該当軸の移動速度を検出する。 2)補正値計算関数を定義する。 3)該当軸の移動速度を補正値計算関数のパラメータと
して入力し、移動速度に応じたバックラッシュ補正値を
算出する。 4)求められたバックラッシュ補正値により以前のバッ
クラッシュ補正値を変更する。 5)バックラッシュ補正の出力処理終了後、次の移動指
令等が開始される。 以上のようにして、自動的に補正を行うものである。
うに示される。この関数の計算式は、経験により求めら
れたものである。ここでは、補正量a(パルス)として
表す。 a(パルス)=K1 * lnF + K2 ここで、K1 、K2 : 機械のイナーシャ、補間形状に
よって決定する係数 F : 該当軸の現在の移動速度 ln : 対数関数 なお、計算に使用する速度Fは、(プログラム指令値)
*(オーバーライド)である。
1ブロックずつ読み出して解析し、その指令に従って、
駆動モータを制御する。そして、指令パルス数に応じて
適宜の移動量が決定される。その際、1ブロックの移動
を完了してから、次のブロックの移動を開始するまでの
間を、「ブロックの継ぎ目」という。
動を完了してから、次のブロックの移動を開始するまで
の間に、ソフトウェア処理で、後述するようなフローチ
ャートにより適宜計算する。この際、計算に使用される
データ、及び計算結果のデータは、RAM,ROM等か
ら読み出し又は書き込みを行う。
盤の数値制御装置の構成図を示す。これは、図1におけ
る数値制御部に関連する構成を詳細に示したものであ
る。演算処理装置11は、メインCPU11a及びサー
ボCPU11bを含み、データリンカ11cを介して各
種データ等を送受する。メインCPU11aは、加工プ
ログラムの読み出し、プログラム解析、サーボ位置指令
の計算、バックラッシュ補正の計算等を実行する。サー
ボCPU11bは、バックラッシュ補正を含むサーボブ
ロック図に従った処理等を実行する。さらに、サーボC
PU11bは、パルス分配回路13に駆動指令を送出す
るとともに、各検出回路から検出データが入力される。
たROM12a及び12b、加工プログラム、各種補正
値等を記憶したRAM12c、バックラッシュ補正値及
びステップ量等を記憶したRAM12d等を含む。RO
M12a及びRAM12cは、メインCPU11aによ
り読み出し及び/又は書き込みが行われる。また、RO
M12b及びRAM12dは、サーボCPU11bによ
り読み出し及び/又は書き込みが行われる。
動指令は、サーボドライバ等から構成されるドライブユ
ニット31i及び31jに伝送され、モータ31i及び
31jを駆動する。エンコーダ等を含む検出回路32i
及び32jは、モータ31i及び31jの回転数、電流
値等の所定のデータを検出し、メインCPU11a及び
サーボCPU11bに伝送する。
理の概要を説明する。図3に、バックラッシュ補正機能
処理のフローチャートを示す。これは、速度対応型で移
動前にバックラッシュ補正を実行するものである。
憶されたシステムソフトウェアに従って、プログラムが
実行開始される。ここで、メインCPU11aは、メモ
リRAM12bから命令を1ブロック読み出すことによ
り、軸移動量、軸移動速度、軸移動方向等のブロック移
動の指令データをメインCPU11aにロードして記憶
するとともに、この前回のブロック移動が完了(S1
7)しているとする。そこで、メインCPU11aは、
メモリRAM12bから次の命令を1ブロック読み出す
ことにより、軸移動量、軸移動速度、軸移動方向等の各
種データをメインCPU11aにロードして記憶する
(S01)。そして、前回のブロック移動と今回ロード
したブロック移動との移動方向の変化を解析する(S0
3)。ここで、移動方向に変化がない場合は(S0
3)、通常のように、サーボCPU11bにより速度分
配処理を実行し(S13)、サーボ系への駆動指令を出
力する(S15)。該当するドライブユニット31は、
この駆動指令により適宜軸移動等を実行し、ブロック移
動が完了すると、ステップS01に戻り、次のブロック
移動処理を開始する。
に変化がある場合(S03)、今回移動方向がマイナス
方向か否か判断する(S05)。ここで、前回移動方向
がプラスで今回移動方向がマイナスであれば、メインC
PU11aは、前回移動速度からバックラッシュ補正値
を計算し、データリンカ11cに出力する(S07)。
さらに、サーボCPU11bは、計算されたバックラッ
シュ補正値をデータリンカ11cを介して受信して、R
AM12dに記憶する(S07)。一方、今回移動方向
がプラスの場合は、ステップS07によるバックラッシ
ュ補正値の計算及び記憶処理は、スキップされる。つぎ
に、サーボCPU11bは、RAM12dに記憶された
バックラッシュ補正値により、後述するような構成等で
補正指令を出力する。この補正指令に従い、パルス分配
回路13を介して、ドライブユニット31i及び31j
により各モータ33i及び33jが駆動される。このよ
うな出力処理により、バックラッシュ補正が実行される
(S11)。
した後に(S11)、メインCPU11aは、ステップ
S01でロードした軸移動量、移動速度等をもとに、サ
ンプリング毎の指令値をサーボCPU11bに送信す
る。一方、サーボCPU11bは、この指令値に基づい
て速度分配処理を実行し、パルス分配回路13に駆動指
令を出力する(S13)。パルス分配回路13では、こ
の指令をもとに、サーボ系への駆動指令を出力し、各モ
ータが駆動される(S15)。
ると(S17)、次の1ブロック移動データをロードす
るステップS01に戻り、プログラムが終了するまで処
理を繰り返す。ブロックの継ぎ目では、ブロック移動方
向に変化が有った場合、バックラッシュ補正が実行され
る。
トータルバックラッシュ補正値aの詳細な計算式は、例
えば、以下のようになる。 ここで t1 =11056−145793t+1484
669t2−4416635t3 t2 =−1942.7+41555t−421673t
2+1277081t3 t=テーパ量(直径値)/Z2(mm) b=セッティングパラメータ1 d=セッティングパラメータ2 F:これから移動するブロックの速度(mm/min) (指令速度*オーバーライド) (a>0のみ有効)
例を示す。入力された指令値は、減算器41により所定
のバックラッシュ補正がなされ、速度制御部42に伝送
される。速度制御部42は、モータ43を駆動し、ギア
44を介して、ボールネジ45が回転される。一方、モ
ータ43の回転数等はエンコーダ46を介して、ギアマ
ルチ47で検出される。減算器48では、バックラッシ
ュ補正値49と、ギアマルチ47の出力を減算すること
により、実際のモータ43の駆動状況をフィードバック
する。減算器41では、指令値から減算器48の出力を
減算することにより、所定のバックラッシュ補正を行
う。
けるZ軸に対して有効なものを説明したが、これに限ら
ず、適宜の軸に、また複数の軸に対しても応用すること
ができる。さらに、テーパ形状が選択されている場合の
自動、MDI又は手動トラバース運転での、「G00」
モード、「G01」モード等の移動に対して有効であ
る。
プラスからマイナスに変化した場合にバックラッシュ補
正値を計算したが、マイナスからプラスに変化した場合
にも適用することができる。
指令ブロックの継ぎ目で実行し、また、各軸の移動は、
バックラッシュ補正を出力した後に実行するようにし
た。このため、補間形状がくずれないようにした。
的にバックラッシュ補正量を算出し、かつ、移動前に補
正を実行することにより、従来は対応できかった、移動
速度等の条件変化によりバックラッシュ量が変化し、か
つ、バックラッシュ量が比較的大きい機械に対しても、
バックラッシュ補正を適切に実行することができる。
継ぎ目で、補正出力を実行し、補正出力終了後にプログ
ラム指令の分配を開始することにより、移動ブロックで
の補間形状のくずれを発生しないようにすることができ
る。
て、逆行早送りと戻し補正による手段を用いないため、
位置決め以外にも、カッタとワークが接触しているとき
等にも使用することができる。
御工作装置の構成図。
成図。
ト。
Claims (7)
- 【請求項1】軸移動速度を求める検出手段と、 軸移動方向が反転する際に、前記検出手段により検出さ
れた軸移動速度に基づき補正値計算関数により補正値を
算出して更新する補正手段と、 軸移動方向が反転する際に、前記補正手段により更新さ
れた前記補正値に従い駆動制御し、前記駆動制御が実行
されるまで次の軸移動指令の開始を遅らせる制御手段と
を備えたロール研削盤の数値制御装置。 - 【請求項2】一連の複数の加工指令を記憶した第1の記
憶部と、 軸移動速度を検出する検出部と、 前記第1の記憶部に記憶された前記加工指令を順次読み
込み、軸移動方向が反転する際に、前記検出部により検
出された前記軸移動速度に基づき補正値計算関数により
補正値を計算し更新する第1の制御部と、 軸移動方向が反転する際に、前記第1の制御部により計
算された前記補正値に従い補正駆動制御を実行し、前記
補正駆動制御が実行された後に前記加工指令により駆動
制御する第2の制御部とを備えたロール研削盤の数値制
御装置。 - 【請求項3】前記第1の制御部は、前回の加工指令によ
る移動指令と今回の加工指令による移動指令とで移動方
向に変化が有る場合、前回の移動指令が実行された際の
移動速度に基づき前記補正値計算関数に従い前記補正値
を計算して前記第2の制御部に出力することを特徴とす
る請求項2に記載のロール研削盤の数値制御装置。 - 【請求項4】前記第2の制御部は、前記補正値を前記検
出部により検出された前記軸移動速度により修正した値
に基づいて補正指令を求め、前記補正指令に応じて軸移
動制御を行うことをを特徴とする請求項2又は3に記載
のロール研削盤の数値制御装置。 - 【請求項5】前記補正値を記憶する第2の記憶部をさら
に備え、 前記第2の制御部は前記第2の記憶部に記憶された前記
補正値に基づいて補正指令を求め、前記補正値が変更さ
れたとき新たな前記補正値を前記第2の記憶部に記憶す
ることを特徴とする請求項2乃至4のいずれかに記載の
ロール研削盤の数値制御装置。 - 【請求項6】前記補正値関数により計算される前記補正
値は、バックラッシュに応じた補正値であることを特徴
とする請求項1乃至5のいずれかに記載のロール研削盤
の数値制御装置。 - 【請求項7】前記補正値計算関数は、以下の式であるこ
とを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載のロー
ル研削盤の数値制御装置。 補正値a=K1 * lnF + K2 ここで、K1 、K2 : 機械のイナーシャ、補間形状に
よって決定する係数 F : 該当軸の現在の移動速度 ln : 対数関数
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27828596A JP3649825B2 (ja) | 1996-10-21 | 1996-10-21 | ロール研削盤の数値制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27828596A JP3649825B2 (ja) | 1996-10-21 | 1996-10-21 | ロール研削盤の数値制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10124123A true JPH10124123A (ja) | 1998-05-15 |
JP3649825B2 JP3649825B2 (ja) | 2005-05-18 |
Family
ID=17595224
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27828596A Expired - Fee Related JP3649825B2 (ja) | 1996-10-21 | 1996-10-21 | ロール研削盤の数値制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3649825B2 (ja) |
-
1996
- 1996-10-21 JP JP27828596A patent/JP3649825B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JP3649825B2 (ja) | 2005-05-18 |
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