JPH0325511A

JPH0325511A - 数値制御装置の教示データ作成方式及び加工速度制御方式

Info

Publication number: JPH0325511A
Application number: JP16035689A
Authority: JP
Inventors: Kunio Tanaka; 久仁夫田中; Hiroyuki Nakano; 博之中野
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1989-06-22
Filing date: 1989-06-22
Publication date: 1991-02-04
Anticipated expiration: 2012-06-18
Also published as: JP2622415B2

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］本発明は工作機械によるワークの加工状態を監視する方
式の基準となる教示データを作成する数値制御装置の教
示データ作成方式及び加工速度制御方式に係り、特に主
軸モータ又は送り軸モータ等の電流変化の基準となる基
準電流値を作成する数値制御装置の教示データ作成方式
及びその基準電流値を基に加工速度を制御する数値制御
装置の加工速度制御方式に関する。

〔従来の技術〕

工作機械等でワークを加工中に主軸モータ又は送り軸モ
ータ等の駆動電流値が所定の電流値を越えると、数値制
御装置はアラームを表示していた。

そして、プログラマブルコントローラ（ｐ（１：）ｌ；
！そのアラームの発生によって、工作機械を非常停止又
はフィードホールドしていた。

従来、アラーム発生の基準となる電流値を求めるには、
実際にワークを加工し、その時の主軸モータ又は送り軸
モータの駆動電流の値を読み取り、その平均の値を基準
電流値とし、その基準電流値に所定の係数を乗じて求め
ていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、実際の加工中に検出される電流値は非常に変化
の割合が大きいため、所定期間内の電流値を読み取り、
単純にその平均値を求めただけでは、電流変化に伴う誤
差を多く含んでいるため加工時の基準電流値としてはあ
まり正確な値とはいえなかった。

従って、このようにして求めた基準電流値は、アラーム
発生の電流値等のようにある程度の誤差を許容できるも
のを算出するために使用されるだけであって、数値制御
装置の制御用データとして使用されることはなかった。

それはこの基準電流値が電流変化に伴う誤差を多く含ん
でおり、正確な値ではなかったことに起因している。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、主
軸モータ又は送り軸モータの電流変化の基準となる基準
電流値を正確に求めることのできる数値制御装置の教示
データ作成方式を提供することを目的とする。

また、本発明は主軸モータ又は送り軸モータの基準電流
値を制御データとして加工速度を制御する数値制御装置
の加工速度制御方式を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では上記課題を解決するために、加工中の所定期
間における主軸モータ又は送り軸モータ等の負荷電流の
値を検出し、前記所定期間中の前記電流の平均値を基準
電流値とする数値制ＩＩＩ装置の教示データ作成方式に
おいて、前記所定期間中の前記電流の値を読み取り、読
み取った前記電流値から第１の平均値を算出し、前記第
１の平均値を基準に所定の範囲内にある前記所定期間中
の前記電流の値を読み取り、読み取った前記電流値から
第２の平均値を算出し、前記第２の平均値を前記基準電
流値とすることを特徴とする数値制御装置の教示データ
作成方式が、提供される。

また、本発明では上記課題を解決するために、前記第２
の平均値に基づいて加工速度を制御することを特徴とす
る数値制御装置の加工速度制御方式が、提供される。

〔作用〕

従来と同様にして求めた第１の平均値には誤差の大きい
電流一値が含まれいるので、正確な平均値ではない。そ
こで、第１の平均値を基準に所定の範囲内にある電流値
のみを有効な値として再度平均値を算出する。これによ
って、誤差の大きい電流値の除外された、正確な平均電
流値を求めることができる。

また、このようにして求めた平均電流値は正確な値なの
で、これに基づいて加工速度を制御することが可能とな
る。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の数値制御装置の教示データ作成方式の
概念を説明するための主軸モータの駆動電流の変化の様
子を示す図である。

第１図に示すように、加工中における主軸モータの駆動
電流は時間と共に変化する。従来は所定期間中、即ち数
値制御装置で指定された指定区間内における電流の変化
を一定周期（３ｍｓｅｃ）で読み取り、単純にその平均
値を算出していた。

このようにして求めた平均値を第１の平均値とし、図中
の点線１で示す。しかし、この波形からも明白なように
、電流波形の一部分ＡＩ、Ａ２及びＡ３の電流値は本来
ならアラーム又は警告発生となるべき電流値であるにも
かかわらず、第１の平均値算出に用いられている。従っ
て、第１の平均値は誤差を含んだ値であり、本来の加工
中の電流の平均値としては正確な値ではない。

そこで、本発明では、従来と同様にして第１の平均値を
算出後、この第１の平均値を基準としてその上下方向に
所定量の誤差範囲を設定する。この誤差範囲内の電流値
のみを有効な電流値とし、これ以外の電流値を無効とす
る。そして、誤差範囲内の有効電流値のみを読み取り、
その平均値を算出する。このようにして求めた平均値を
第２の平均値とし、図中の一点鎖線２で示す。

第１図からも明らかなように第１の平均値は無効部分Ａ
１、Ａ２及びＡ３による誤差を含んでいるので、正確な
平均電流値とは言えなかったが、第２の平均値はこの無
効部分Ａ１、Ａ２及びＡ３の電流値を含んでいないので
、加工時の平均電流値としては正確な値であるといえる
。

送り軸モータの駆動電流についても同様にして第２の平
均値を求めることができる。

次に、上述のようにして求めた主軸モータ及び送り軸モ
ータの加工中の駆動電流の平均値、即ち前記第２の平均
値を基に加工速度を制御する場合について説明する。

第２の平均値を基にオーバラード制御時の電流値を算出
する。即ち、第２の平均値に約±１０％を乗じた値をオ
ーバラード上限電流値及び下限電流値とする。そして、
実際の加工中における主軸モータ又は送り軸モータの駆
動電流値を検出し、その検出結果に基づいてオーバラー
ド制御を実行する。駆動電流値がオーバラード上限電流
値より大きくなった場合はオーバラード値を下げ、オー
バラード下限電流値より小さくなった場合はオーバラー
ド値を上げる。このようなオーバラード制御のプログラ
ムをＰＭＣ　（プログラマブル・マシン・コントローラ
〉にセットする。

さらに、第２の平均値をもとに警告電流値及びアラーム
電流値を設定し、駆動電流値がこれらの値を越えたら警
告信号及びアラーム信号を点滅させるようにする。この
際に、ＰＭＣ　（プログラマブル・マシン・コントロー
ラ）のプログラムにて、フィードホールド及び非常停止
等を行うように設定してもよい。

第２図は本発明の一実施例である第２の平均値を基に加
工速度を制御する方式のフローチャート図である。図中
Ｓに続く数値はステップ番号を示す。

〔Ｓ１〕主軸モータ又は送り軸モータの駆動電流値Ｉを
読み込む。

〔Ｓ２〕駆動電流■がオーバラードの上限電流値ＩＯｖ
ｌＩＤＩ１１ＧＮよりも大きいかどうかを判定する。大
きい場合はＳ３へ、小さい場合はＳ４へ進む。

〔Ｓ３〕オーバラード値を下げる。

〔Ｓ４〕駆動電流Ｉが才−バライドの下限電流値１　０
Ｖ＠ＤＬＯｗよりも小さいかどうかを判定する。小さい
場合はＳ５へ、大きい場合はＳ６へ進む。

〔Ｓ５〕オーバラード値を上げる。

〔Ｓ６〕駆動電流Ｉが警告電流値Ｉ　ＩＩＡＩＩＮＩＮ
Ｇよりも大きいかどうかを判定する。大きい場合はＳ７
へ、小さい場合はＳ８へ進む。

〔Ｓ７〕警告信号をオンにする。

〔Ｓ８〕駆動電流Ｉがアラーム電流値Ｉ　ＡＬＡＲＭよ
りも大きいかどうかを判定する。大きい場合はＳ９へ、
小さい場合はエンドへ進む。

〔Ｓ９］アラーム信号をオンにする。

第３図は本発明を実施するための数値制御装置（ＣＮＣ
）のハードウエアのブロック図である。

図において、１０は数値制御装置（ＣＮＣ）である。

プロセッサ１１は数値制御装置（ＣＮＣ）１０全体の制
御の中心となるプロセッサであり、バス２１を介して、
ＲＯＭ１２に格納されたシステムプログラムを読み出し
、このシステムプログラムに従って、数値制御装置（Ｃ
ＮＣ）全体の制御を実行する。

ＲＡＭｌ３には一時的な計算データ、表示データ等が格
納される。平均値を算出する時の電流値データも一時的
にここに格納される。ＲＡＭ１３にはＤＲＡＭ使用され
る。

ＣＭＯＳ１４には工具補正量、ピッチ誤差補正量、加工
プログラム及びパラメータ等が格納される。本実施例で
はここにオーバラードの上限値及び下限値を決めるデー
タがパラメータとして格納される。ＣＭＯＳ１４は、図
示されていないバッテリでバックアップされ、数値制御
装置（ＣＮＣ）１０の電源がオフされても不揮発性メモ
リとなっているので、それらのデータはそのまま保持さ
れる。

インタフェースｌ５は外部機器用のインタフェースであ
り、紙テーブリーダ、紙テープパンチャー、紙テーブリ
ーダ・パンチャー等の外部機器が接続される。紙テープ
リーグからは加工プログラムが読み込まれ、また、数値
制御装置（ＣＮＣ）１０内で編集された加工プログラム
を紙テープパンチャーに出力することができる。

ＰＭＣ　（プロクラマブル・マシン・コントローラ）１
６はＣＮＣ　Ｉ　Ｏに内蔵され、ラダー形式で作成され
たシーケンスプログラムで機械側を制御する。すなわち
、加工プログラムで指令された、Ｍ機能、Ｓ機能及びＴ
機能に従って、これらをシーケンスプログラムで機械側
で必要な信号に変換し、Ｉ／Ｏユニット１７から機械側
に出力する。

この出力信号は機械側のマグネット等を駆動し、油圧バ
ルブ、空圧バルブ及び電気アクチコエイタ等を作動させ
る。また、機械側のリミットスイッチ及び機械操作盤の
スイッチ等の信号を受けて、必要な処理をして、プロセ
ッサ１１に渡す。本実施例ではこのＰＭＣｌ　６によっ
て加工速度、即ちオーバラード等の制御及び警告信号、
アラーム信号等の表示又はフィードホールド、非常停止
等を実行する。

グラフック制御回路１８は各軸の現在位置、アラーム、
パラメータ、画像データ等のディジタルデータを画像信
号に変換して出力する。この画像信号はＣＲＴ／ＭＤＩ
ユニット２５の表示装置２６に送られ、表示装置２６に
表示される。インタフェース１９はＣＲＴ／ＭＤＩユニ
ット２５内のキーボード２７からのデータを受けて、プ
ロセッサ１１に渡す。

インタフェース２０は手動パルス発生器３２に接続され
、手動パルス発生器３２からのパルスを受ける。手動パ
ルス発生器３２は機械操作盤に実装され、手動で機械稼
働部を精密に移動させるのに使用される。

軸制御回路４１、４２、４３及び４４はプロセッサ１１
からの各軸の移動指令を受けて、各軸の指令をサーボア
ンプ５１、５２、５３及び５４に出力する。サーボアン
プ５１，５２、５３及び５４はこの移動指令を受けて、
各軸のサーボモータ６１、６２、６３及び６４を駆動す
る。このとき、各サーボアンプ５１、５２、５３及び５
４からはサーボモータ６１、６２、６３及び６４の駆動
電流が軸制御回路４１、４２、４３及び４４にフィード
バックされる。フィードバックされた駆動電流値はプロ
セッサ１１に読み込まれ、平均値算出に使用される。

サーボモータ６１、６２、６３及び６４には位置検出用
のバルスコーダが内蔵されており、このノ＜−ルスコー
ダから位置信号がパルス列としてフィードバックされる
。場合によっては、位置検出器として、リニアスケール
が使用される。また、このパルス列をＦ／Ｖ　（周波数
／速度〉変換することにより、速度信号を生或すること
ができる。さらに、速度検出用にタコジェネレー夕が使
用される場合もある。図ではこれらの位置信号のフィー
ドバックライン及び速度フィードバックは省略してある
。

スピンドル制御回路７１及び７２はスピンドル回転指令
及びスピンドルのオリエンテーション等の指令を受けて
、スピンドルアンプ８１及び８２にスピンドル速度信号
を出力する。スピンドルアンプ８１及び８２はこのスピ
ンドル速度信号を受けて、スピンドルモータ９１及び９
２を指令された回転速度で回転させる。このとき、スピ
ンドルアンブ８１及び８２からはスピンドルモータ９１
及び９２の駆動電流がスピンドル制御回路７１及び７２
にフィードバックされる。フィードバックされた駆動電
流値はプロセッサ１ｌに読み込まれ、平均値算出に使用
される。また、オリエンテーション指令によって、所定
の位置にスピンドルを位置決めする。

スピンドルモータ９ｌ及び９２には歯車あるいはベルト
でポジションコーダ１０１及び１０２が結合されている
。従って、ポジションコーダ１０１及び１０２はスピン
ドルモータ９１及び９２に同期して回転し、帰還パルス
を出力し、その帰還パルスはインタフェース１１０を経
由して、プロセッサ１１によって、読み取られる。この
帰還パルスは他の軸をスピンドルモータ９１及び９２に
同期して移動させてネジ切り等の加工を行うために使用
される。

第４図は第３図のＰＭＣ　（プログラマブル・マシン・
コントローラ）の詳細を示す図である。プロセッサ１６
１はＰＭＣ１６を制御するプロセッサであり、バス１６
６によって、インタフェース（ＩＮＴ）１６２と接続さ
れ、インタフェース１６２はＣＮＣＩＯのバス２１に結
合されている。

また、バス１６５にはＲＯＭ１６３が結合されている。

ＲＯＭ１６３にはＰＭＣ１　６を制御するための管理プ
ログラムとシーケンス・プログラムが格納されている。

シーケンス・プログラムはラダー言語で作成されている
。さらに、バス１６６にはＲＡＭｌ６４が結合されてお
り、ＲＡＭ１６４には人出力信号が格納され、シーケン
ス・プログラムの実行に従って、その内容は書き換えら
れていく。

Ｉ／Ｏ制御回路１６５はバス１６６に接続され、ＲＡＭ
１６４に格納された出力信号を■／○ユニット１７にシ
リアル信号に変換して送る。また、Ｉ／Ｏユニットｌ７
からのシリアルな入力信号をパラレル信号に変換してバ
ス１６６に送る。その信号はプロセッサ１６１によって
、ＲＡＭ１６４に格納される。

プロセッサ１６１はＣＮＣ　１　０からインタフェース
１６２を経由して、Ｍ機能指令、Ｔ機能指令等の指令信
号を受け、一旦ＲＡＭ１６４に格納し、その指令をＲＯ
ＭＩ　６　３に格納されたシーケンス・プログラムに従
って処理し、Ｉ／Ｏ制御回路ｌ６５を経由して、工／○
ユニット１７に出力する。

逆に、Ｉ／Ｏユニット１７からの入力信号を受けて、シ
ーケンス・プログラムで処理し、インタフェース１６２
を経由して、必要な信号をＣＮＣ　１０に送る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、主軸モータ又は送
り軸モータの電流変化の基準となる基準電流値を正確に
求めることのできる。また、その基準電流値を制御デー
タとして利用して加工速度等を制御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の数値制御装置の教示データ作成方式の
概念を説明するための主軸モータの駆動電流の変化の様
子を示す図、第２図は本発明の一実施例である第２の平均値を基に加
工速度を制御する方式の７ローチャート図、第３図は本発明を実施するための数値制御装置（ＣＮＣ
）のハードウエアのブロック図、第４図は第３図のＰＭ
Ｃ　（プログラマブル・マシン・コントローラ〉の詳細
を示す図である。第１の平均値第２の平均値プロセッサＲＯＭＲＡＭＣＭＯＳインタフェースＰＭＣ　（プログラマブル・マシン・コントローラ）Ｉ／Ｏユニットグラフィック制御回路インタフェースインタフェースノくス軸制御回路サーボアンプサーボモータスピンドル制御回路スピンドルアンプスピンドルモータインタフェースポジションコーダプロセッサ（ＰＭＣ）インタフェースＲＯＭＲＡＭＩ／Ｏ制御回路４　１〜４４５１〜５４６　ｌ〜６４７１，７２８１、８２９１，９２１１０ｌ０１、１０２１　６１１　６２１　６３１　６４１６５

Claims

【特許請求の範囲】

（１）加工中の所定期間における主軸モータ又は送り軸
モータ等の負荷電流の値を検出し、前記所定期間中の前
記電流の平均値を基準電流値とする数値制御装置の教示
データ作成方式において、前記所定期間中の前記電流の
値を読み取り、読み取った前記電流値から第１の平均値
を算出し、前記第１の平均値を基準に所定の範囲内にあ
る前記所定期間中の前記電流の値を読み取り、読み取っ
た前記電流値から第２の平均値を算出し、前記第２の平
均値を前記基準電流値とすることを特徴とする数値制御
装置の教示データ作成方式。
（２）特許請求の範囲第１項記載の第２の平均値に基づ
いて加工速度を制御することを特徴とする数値制御装置
の加工速度制御方式。
（３）特許請求の範囲第１項記載の第２の平均値に基づ
いてオーバラードを制御することを特徴とする特許請求
の範囲第２項記載の数値制御装置の加工速度制御方式。
（４）特許請求の範囲第１項記載の第２の平均値に基づ
いてフィードホールド及び非常停止を実行することを特
徴とする特許請求の範囲第２項記載の数値制御装置の加
工速度制御方式。