JPH02279251A

JPH02279251A - 手動ハンドル介入による同時１軸制御の同時２軸補間制御法

Info

Publication number: JPH02279251A
Application number: JP9924289A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Tanaka; 田中　明宏; Hisashi Ukai; 鵜飼　久
Original assignee: Enshu Ltd
Current assignee: Enshu Ltd
Priority date: 1989-04-19
Filing date: 1989-04-19
Publication date: 1990-11-15

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は１台の同時１軸制御装置が２軸以上の駆動軸モ
ーターに対して切換器を介して各制御軸を同時１軸駆動
する工作機械において、移１Ｉｌｌ量の多い側の１軸を
手動ハンドルの介入軸とし、この手動ハンドル操作によ
る１軸移動に対応して１軸制御装置のコントロールユニ
ットが他の軸移動演算を行ないつつ移動制御する二次元
補間制御法に関する。

「従来技術と問題点」２軸以上の制御軸を持ち、同時１軸制御の制御装置をも
つ工作機械では、同時１軸制御であるから基本的に直線
切削のみである。このためワークの加工面に斜めまたは
内張部分が有るときには。

特殊治具を製作するか、直線・円弧補間機能をもつＮＣ
制御装置をもつ工作機械に移載して対処していた。

更に、上記煩雑さを解消する手段として、斜めまたは円
弧部分の切削を行なうとき、Ｑ、１ｍｍ位の線分（Ｘ、
Ｙ平面においてはＸ、Ｙ軸の線分）に分割し、１軸毎に
順次切り替えて行なう方法がある。この方法は、第６図
に示すよう、プログラムが煩雑となり且つまた。軸切り
替え時間の制約から切削速度が犠牲となり、効率の良い
切削が期待出来ない。

［解決すべき課題と手段Ｊ本発明は、同時１軸制御の制御装置をもつ工作機械にお
いける問題点に鑑み、ワークの斜め及び円弧加工に対す
る円滑な同時２軸補間制御を実施可能とすべく、新規な
同時２軸補間制御法を提供することを目的とする。

即ち、１台の同時１軸制御装置が２軸以上の駆動軸モー
ターに対して切換器を介して各制御軸を同時１軸駆動す
る工作機械において、所要同時２軸中の移動量の多い側
の１軸を手動ハンドルの介入軸として手動ハンドルに直
結し、残り１軸はサーボアンプとサーボモータに直結し
、手動ハンドル操作による１軸移動に対応して１軸制御
装置のコントロールユニットが他の軸移動演算を行ない
つつ移動制御する同時２軸補間制御法としたものである
。

更にもう一つは、所要同時２軸中の移動量の少ない側を
自動的にサーボアンプとサーボモータに直結し、残り１
軸は手動ハンドル介入軸として手動ハンドルに直結し１
手動ハンドル操作による１軸移動に対応して１軸制御装
置のコントロールユニットが他の軸移動演算を行ないつ
つ移動制御する手動ハンドル介入による同時１軸制御の
同時２軸補間制御法としたものである。

これにより、１軸介入すべき手動ハンドルの最適介入軸
側が自動設定され、より円滑な斜め切削・円弧切削そし
て、円周切削のための同時２軸補間を可能とした。

「実施例」第１図は本発明の同時２軸補間制御法を実施する制御系
を示すブロック線図、第２図は斜め切削例を示す線図、
第３図は画面表示例を示す画面図、第４図は円弧切削例
を示す線図、第５図は画面表示例を示す画面図、第６図
は従来例を示す切削制御説明図である。

第１図において、１．　ＯＯは位置表示及び操作手順を
指示する表示パネルとデータ入力用スイッチ類を持つ操
作箱。２００は補間演算機能や偏差カウンタを備えたコ
ントロールユニットで、所要同時２軸中の移動量の多い
側の１軸を手動ハンドルの介入軸として演算処理し、移
動量の少ない側の１＠をサーボアンプと直結すると共に
表示パネルに手動操作すべき軸及び操作方向を表示させ
る機能を持つ。３００はサーボアンプで、コントロール
ユニットからの指令及び各パルスエンコーダＰＥＸ、１
）ＥＹ、ＰＥＺからのフィードバック信号を受けこれを
切り替える切換器３００ａを介して得られるモータロー
タの回転位置と速度信号とによりモータ駆動力を出力す
る。４００は１台のサーボアンプ３００から各軸のサー
ボモータＭＸ。

ＭＹ、ＭＺに指令動力を切替え伝達する切替回路で、プ
ログラムコントローラ５００からの制御指令で各リレー
接点を開閉する。６００ａ、（ＥＯＯｂ、６００ｒ、は
サーボモータＭＸ、ＭＹ、ＭＺにより駆動される各軸の
可動体となるテーブル、サドル、ヘッドで、その移動量
はスケール（検出器）７００ａ、７００ｂ、７００ｃに
より監視される。

上記各テーブル、サドル、ヘッドは、手動ハンドル８０
０・・により手動操作され、その動き位置がスケールか
らコントロールユニット２００に送られる。９００ａ、
９００ｂ、９００ｃは各軸の制動＆軸りランプ用のブレ
ーキ部材で、プログラムコントローラ５００からの制動
指令で付勢される。尚、上記プログラムコントローラ５
００は。

各部材を統括制御する。

先ず、第２図に示す斜め切削例を説明する。

図示のように、加工物Ｗに斜め加工面があると。

同時１軸制御の自動運転に先立ち、斜め加工面の始点座
標Ｐ１（ＸＩＦ　３’りと終点座ｆｉＰ２（Ｘｚ＋ｙｚ
）の直線補間区間を例えばＧコート（ＧＩＯＩ）でプロ
グラムしておく。このときの工具中心座標は、　ＰＩＡ
、Ｐ２Ａとなる。

次に、同時１軸制御の自動運転により、Ｙ軸と平行する
加工物Ｗの直線加工面（イ）を加工する。

そして、工具が工具中心座標ＰＩＡへ接近する前に。

コントローラはＧ１０１を先読みし且つ工具径補正を含
めてＰＩＡ点を自動的に計算すると共に、第２図（イ）
のごとく第一象限における工具中心座標ＰＩＡ、ＰＺＡ
間を結ぶ直線が４５度線よりも小さいことを自動的に計
算して移動量の多いＸ軸側にハンドル介入すべきことを
読み取る。即ち、０度から４５度迄の区間を意味する。

その後、工作機械を自動停止すると共に操作箱の表示パ
ネルに第３図の画面を表示する。画面中、１０１　、１
０２．１０３はＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の現在位置表示を示し
、１０４は手動介入すべき軸を示し、１０５はハンドル
回転方向を示している。１０６は手動介入する軸の到達
目標座標位置を表示（次ブロックを先読みして工具径補
正を含め、自動的に幾何学的位置を計算処理した結果を
表示する）６上記表示は、Ｙ軸サーボモータＭＹがサー
ボアンプ３００と自動連結し、Ｘ軸の手動ハンドルでテ
ーブル６００ａをＸ軸の左方向へ移動すべきことを意味
する。

このような状態となった時、オペレーターは表示パネル
のＸ軸表示・・・ｘｓｏ、　ｏｏｏを見ながらＸ軸の手
動ハンドルでテーブル６００ａをＸ軸の左方向へゆっく
り移動させる。これでＸ軸の位置フィードバックパルス
がコントロールユニツ）−２００に送られる。コントロ
ールユニット２００はこのフィードバックパルスを受け
、所定の斜め加工面（ロ）の形状を得るためのＹ軸の移
動量を演算し、その結果を時々刻々サーボアンプに指令
する。従って。

Ｙ軸は自動的にサーボモータで制御されることになり、
Ｘ軸の手動ハンドルの動きに伴ってＹ＄Ｉｌｌが動くの
で、所定の合成形状「斜め加工面（ロ）」が形成さ九る
。オペレーターは、このようにして位置表示Ｊｇ、標が
到達目標座標位置Ｐ２＾に一致するまで切削状態をａＳ
しながらハンドルを回転し続け。

一致したところでハンドルを引き抜き、サイクルスター
ト釦を押して、次の加工面（ハ）の自動加工に移行して
行く。

ところで、第２図（ロ）のごとく第一象限における工具
中心＄１１８　Ｐ　ＩＡ、　Ｐ　ＺＡ間を結ぶ直線が４
５度線よりも大きいときは、これを自動的に計算して移
動量の多いＹ軸側にハンドル介入すべきことを読み取る
。即ち、４５度から９０度迄の区間を意味する。この後
、工作機械を自動停止すると共に操作箱の表示パネルに
ハンドル操作軸と目標座標のみ異なり、他は第３図と同
様の画面を表示する。

続いて１円弧切削の実施例を第４図で説明する。

図示のように、加工物Ｗに円弧加工面があると。

同時１軸制御の自動運転に先立ち、円弧加工面の始点座
標Ｐ　］　（Ｘ　１．　ｌ　Ｙ　ｔ　）と終点座標Ｐ　
２　（Ｘ　２　ｔｙ２）の円弧補間区間及び円弧の曲率
半径ｒ□を例えばＧコード（Ｇ１０２）でプログラムし
ておく。このときの工具中心座標は、　ＰＥＡ、Ｐ２Ａ
となる。

そして、工具が工具中心座標Ｐ　ＩＡ／＼接近する前に
。

コントローラはＧ　１０２を先読みし且つ工具径補正を
含めてＰＩＡ点を自動的に計算すると共に、第４図（イ
）のごとく円弧の中心０と第二象限における工具中心座
標ＰＩＡ間を結ぶ直線が１３５度線よりも大きいことを
自動的に計算して移動量の多いＹ軸側にハンドル介入す
べきことを読み取る。即ち、　　ｌｂｓ度から２１５１
５度迄間を意味する。

そして、工具が工具中心座標ＰＮへ接近すると２第４図
（イ）のごとく円弧の中心Ｏと第二象限における工具中
心座＃ｊｌＰ１〜間を結ぶ直線が１３５度線よりも小さ
くなることを自動的に計算して移動量の多くなるＸ軸側
にハンドル介入すべき指令を発する。即ち、９０度から
１３５３５度迄間を意味する。

この後、コントロールユニット２００が、工作機械を自
動停止すると共に操作箱の表示パネルに第５図の画面を
表示する。上記状態で、Ｙ軸サーボモータＭＹがサーボ
アンプ３００と自動連結し、Ｘ軸の手動ハンドルでテー
ブル６００ａをＸ軸の左方向ヘ移動操作することになる
にのような状態となった時、オペレーターは表示パネルの
Ｘ軸表示・・・Ｘ１５０．０００を見ながらＸ軸の手動
ハンドルでテーブル６００ａをＸ＠の左方向へゆっくり
移動させる。これでＸ軸の位置フィードバックパルスが
コントロールユニット２００に送られる。コントロール
ユニット２００はこのフィードバックパルスを受け、所
定の円弧面（ロ）の形状を得るためのＹ軸の移動量を演
算し、その結果を時々刻々サーボアンプに指令する。従
って、Ｙ軸は自動的にサーボモータで制御されることに
なり、Ｘ軸の手動ハンドルの動きに伴ってＹ軸が動くの
で、所定の合成形状ｒ円弧面（ロ）」が形成される。オ
ペレーターは、このようにして位置表示座標が到達目標
座標位置Ｐ２Ａに一致するまで切削状態を＃１察しなが
らハンドルを回転し続け、一致したところでハンドルを
引き抜き、サイクルスタート釦を押して２次の加工面の
自動加工に移行して行く。上記実施例は、第二象限を対
象限として説明したが、第４図（ロ）のごとく円の全周
を切削するときは、Ｘ、Ｙ軸の手動ハンドルの介入タイ
ミングは下記のごとくとなる６表−１「効果」本発明によるときは、所要同時２軸中の移Ｍ量の多い側
の１軸を手動ハンドルの介入軸として手動ハンドルに直
結し、残りｌ軸はサーボアンプとサーボモータに直結し
、手動ハンドル操作による１＠移動に対応して１軸制御
装置のコントロールユニットが他の軸移動演算を行ない
つつ移動制御するから、同時１軸制御の制御装置をもつ
工作機械において問題となっているワークの斜めまたは
円弧部分の加工面に対する同時２軸補間制御が簡易な手
段によって出来る。また、ワークの斜めまたは円弧部分
の加工が、手動ハンドル操作を主体にして実行できるか
ら、オペレータのもつ独特の勘所を発揮できる。更に、
工具移動方向の象限即ち、移動角度が変化しても、その
移動量の少ない側を自動的にサーボモータ軸として切替
え変更されるため、操作ミスを解消できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の同時２軸補間制御法を実施する制御系
を示すブロック線図、第２図は斜め切削例を示す線図、
第３図は画面表示例を示す画面図、第４図は円弧切削例
を示す線図、第５図は画面表示例を示す画面図、第６図
は従来例を示す切削制御説明図である。１００・・・操作箱、２００・・・コントロールユニッ
ト、３００・・・サーボアンプ、ＰＥＸ。ＰＥＹ、ＰＥＺ・・−バ／Ｌ／　ス！　ン：ｌ−ダ、３
００ａ・・・切換器、ＭＸ、ＭＹ、ＭＺ・・・サーボモ
ーター、５００・・・プログラムコントローラ。６００ａ、６００ｂ、６００Ｇ・・・各軸の可動体、７
００ａ、７００ｂ、７００ｃ　＋　＠　’スケール（検
出器）、８００・・・手動ハンドル、９００ａ、９００
ｂ、９００ｃ・・・ブし−キ部材、（ハ）・・・斜め及
び円弧切削面、Ｗ・・・ワーク、　Ｐｌ　（Ｘ１＋　Ｙ
□）・・・円弧加工面の始Ｗ座標、ｐ２（Ｘ２？　ｙｚ
）　　・・・内張加工面の終点座標、ｒ・・・円弧の曲
率半径。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）１台の同時１軸制御装置が２軸以上の駆動軸モー
タに対して切換器を介して各制御軸を同時１軸駆動する
工作機械において、所要同時２軸中の移動量の多い側の
１軸を手動ハンドルの介入軸として手動ハンドルに直結
し、残り１軸はサーボアンプとサーボモータに直結し、
手動ハンドル操作による１軸移動に対応して１軸制御装
置のコントロールユニットが他の軸移動演算を行ないつ
つ移動制御することを特徴とする手動ハンドル介入によ
る同時１軸制御の同時２軸補間制御法。
（２）１台の同時１軸制御装置が２軸以上の駆動軸モー
タに対して切換器を介して各制御軸を同時１軸駆動する
工作機械において、所要同時２軸中の移動量の少ない側
を自動的にサーボアンプとサーボモータに直結し、残り
１軸は手動ハンドル介入軸として手動ハンドルに直結し
、手動ハンドル操作による１軸移動に対応して１軸制御
装置のコントロールユニットが他の軸移動演算を行ない
つつ移動制御することを特徴とする手動ハンドル介入に
よる同時１軸制御の同時２軸補間制御法。