JPH0344706A - 複合加工機の位置決め制御装置 - Google Patents

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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は複合加工機の位置決め制御装置に関する。

（従来の技術） 近年、パンチ及びレーザの複合加工機をはじめとして各
種の複合加工機が発表されてきた。

これら複合加工機では、一般に、ワーククランプ装置で
把持され位置決めされるワークに対し、所定の位置に所
定の加工を施すよう、各加工部の作動を適宜切換えるよ
うになっている。

従来のワーククランプ装置によるワークの位置決め制御
では、前記ワーククランプ装置を駆動するサーボモータ
に、ＮＣ装置など指令部からの信号を位置ループ及び速
度ループを備えたフィードバック系を介して与えられる
ようになっている。

前記位置ループには所定のポジションゲインが設定され
ており、これにより、指令部が定める位置及び速度に対
し、ワークを適宜位置決めしつつ所定の加工が行われる
。

詳細には、例えばパンチ及びレーザの複合加工機におい
て、パンチ加工では穴明けすべき位置がラム直下に来る
よう高速動作で位置決めし、レーザ加工では切・断すべ
き形状がレーザ加工ヘッドの直下に来るようワークが所
定速度で移動される。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来よりの複合加工機の位置決め制御装
置にあっては、フィードバック系の位置ループに設定さ
れるポジションゲインが各加工に対して一定であったた
め、各加工に対して最適の位置決め制御ができないとい
う問題点があった。

すなわち、パンチ及びレーザの複合加工機の例では、パ
ンチに対する位置決め精度を向上することを目的として
ポジションゲインを設定すれば、レーザ加工のヘッド追
従性が劣化する。また、レーザ加工のヘッド追従性を向
上することを目的として比較的大きなポジションゲイン
を設定すると、チ加工の位置決め精度が劣化する。

したがって、従来の複合加工機では、両川工部が所要と
するポジションゲインの平均的な値が設定されており、
両加工に対して最適な位置決め制御を行うことができな
かった。

そこで、本発明は、複数の加工に対し共に最適な位置決
め制御を行うことができる複合加工機の位置決め制御装
置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記課題を解決する本発明の複合加工機の位置決め制御
装置は、相対的に移動されるワークに対し複数種の加工
を順次切換えつつ施す複合加工機の位置決め制御装置に
おいて、前記ワークの位置決め指令を出力する指令部と
、この指令部から出力された信号を位置ループ及び速度
ループを介してサーボモータに与えるフィードバック系
と、前記ループのポジションゲインを前記加工部の切換
えに応じて切換えるゲイン切換手段を備えたことを特徴
とする。

また、前記複合加工機がパンチ及びレーザの複合加工機
である場合、前記ポジションゲインは、パンチに対しレ
ーザの方を大きくすることを特徴とする。

（作用） 本発明の複合加工機の位置決め制御装置では、位置ルー
プのポジションゲインを各加工に対して最適な位置決め
制御ができるよう加工に応じて切換える。

したがって、例えばパンチ及びレーザの複合加工機にお
いてパンチのポジションゲイン（Ｋ、）よりレーザのポ
ジションゲイン（ＫＬ　）を大に設定する場合には、パ
ンチに対するワーク位置決め精度を最適として加工穴位
置を高精度とすることができ、またレーザ加工の追従性
を良好として製品形状を高精度とすることがきる。

（実施例） 以下、本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る位置決め制御装置のブ
ロック図、第２図はこの位置決め制御装置を備えたパン
チ及びレーザの複合加工機の正面図、第３図はパンチ加
工の制御線図、第４図はレーザ加工の制御線図である。

まず、第２図において、本例の複合加工機１は、タレッ
トパンチプレス機にレーザ加工機を複合させた形となっ
ている。

すなわち、タレットパンチプレス機は、図示の如きブリ
ッジ構造のフレーム２内にクランク軸３により昇降動作
されるラム（ストライカ）４を備え、回転駆動されるこ
とによりこのラム４の直下に所定のパンチ５及びダイ６
を位置させる上タレット７及び下タレット８を備え、ク
ランプ装置９により平面座標上で移動されるワークＷの
任意の位置に前記パンチ５及びダイ６で所定のプレス加
工を行うように構成されている。

又、レーザ加工機は、前記フレーム２の側面側に形成さ
れた基台１０上にレーザ発振器１１を備えて成り、該発
振器１１より発振されたレーザビームＬＢを前記ラム４
に対し一定の水平距離を於いてワークＷ面上に配置した
レーザ加工ヘッド１２にベントミラー３を介して案内す
ることによりワークＷの任意の位置にレーザ加工を行う
ように構成されている。

一方、上記複合加工機１のクランプ装置９の各軸（Ｘ、
Ｙ）を駆動し、ワーク位置決め制御を行う位置決め制御
装置は、第１図に示すように、指令部１４と、フィード
バック系１５で構成されている。

指令部１４は、ＮＣ装置の演算部１６及び補間部１７で
構成され、予め設定された速度パターンに応じ各位置決
め位置に対して所定速度でワークＷを移動させるように
、補間部１７を介してフィードバック系１５にパルス信
号ｒを出力するものである。

フィードバック系１５は位置ループ１８及び速度ループ
１９を備えて構成され、前記クランプ装置の各軸（ｘ、
ｙ）を駆動するサーボモータＭに付属されたタコジェネ
レータＴＧ及びパスコエンコーダＰＣからの速度及び位
置の帰還信号を得つつ所定のフィードバック制御を行う
ものである。

詳細には、位置ループ１８は、前記指令部１４より出力
されたパルス信号「を入力し位置帰還値ｙと比較し偏差
ｅを出力する比較器２０と、パンチ及びレーザの加工に
応じゲイン切換えを行うゲイン切換部２１と、該切換部
２１を介して入力される偏差ｅにパンチ用、レーザ用の
ポジションゲインＫＰ、ＫＬをそれぞれ与えるゲイン設
定器２２．２３と、各ゲイン設定器２２または２３から
出力されたディジタル信号をアナログ変換するＤ／Ａ変
換器２４を備えて構成されている。

また、速度ループ１つは、前記Ｄ／Ａ変換器２４から人
力されたアナログ信号を前記タコジェネレータＴＧが検
出した速度信号Ｖと比較しその差△Ｖを出力する比較器
２５と、この差信号△Ｖに所定の速度ゲインを与えて前
記モータＭに出力する速度制御部２６を備えている。

したがって、本例の位置決め制御装置では、パンチまた
はレーザの加工に応じてゲイン切換部２１を介して所定
のゲイン設定器２２または２３が選択され、加工に応じ
たポジションゲインを設定できる。

第３図において、パンチ加工では、実線２７で示す台形
状の速度パターンによる指令信号が出力される。すると
、クランプ装置は、実際には破線２８で示すような遅れ
動作をすることになる。

このとき、送り速度をＦ１早送り加減速時定数をＴＲｓ
遅れ時間をＴ、とすると、 Ｔ、−１／ＫＰ で、遅れ時間Ｔは、時定数ＴＲ及び送り速度ＶＰに関係
なく、ゲインに、に反比例することが示される。

しかし、この遅れ時間ＴＰは位置決め精度とは異なるの
で、パンチプレスではこの遅れ速度を多少大としても何
ら支障がないものである。すなわち、この遅れ速度ＴＰ
は、ワーク位置決め後のラム４の降下時間内に吸収でき
ればよく、数ｍ秒内に十分吸収できるものである。

一方、第４図に示すレーザ加工の例では、ポジションゲ
インＫＬを前記パンチのゲインに、に対しより大きく値
を設定することにより、実線２９で示す指令値に対し、
破線３０で示す実際動作をより接近させることができる
ことが示されている。

すなわち、この場合の遅れ時間Ｔ、は、送り速度Ｖ　Ｌ
　％加減速時定数Ｔ、に関係なく、Ｔ　ｔ　＝　１　／
　Ｋ　Ｌ で与えられるが、ポジションゲインＫＬを大とすること
により、遅れ時間ＴＬを小とすることができ、加工ヘッ
ド１の追従性を良好とすることができる。

つまり、パンチ加工では、ワークＷを始点から終点（加
工点）に対して高速動作させ、終点で位置決めされたワ
ークＷに対して穴明は加工するので、終点の最終位置決
め精度が大きな問題となる。

これに対し、レーザ加工では、始点から終点にかけての
加減速域及びその中間域での時系列的な位置が問題とな
る。

これに対し本例ではパンチ加工では終点での位置決め猜
度を向上することを目的として最適のポジションゲイン
ＫＰを設定することができ、またレーザ加工では始点か
ら終点にかけての全域で位置決め精度が向上するように
ポジションゲインＫＬを設定する。よって、本例では、
ポジションゲインの切換えにより、各加工に対して最適
の位置決め制御を行うことができ、両加工の加工精度を
共に向上させることができる。

［発明の効果］ 以上の通り、本発明は特許請求の範囲に記載の通りの複
合加工機の位置決め制御装置であるので、フィードバッ
ク系の位置ループに加工に応じて最適のポジションゲイ
ンを設定でき、各加工精度を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る位置決め制御装置のブ
ロック図、第２図は上記位置決め制御装置を備えたパン
チ及びレーザの複合ＪＪＩＩ工機の正面図、第３図はパ
ンチ加工の制御線図、第４図はレーザ加工の制御線図で
ある。 １４・・・指令部　　　１５・・・フィードバック系１
８・・・位置ループ　１つ・・・速度ループ２１・・・
ゲインの切換部 ２２・・・パンチ用ゲイン設定器 ２３・・・レーザ用ゲイン設定器 ＫＰ・・・パンチ用ポジションゲイン Ｌ・・・レーザ用ポジシ ンゲイン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）相対的に移動されるワークに対し複数種の加工を
   順次切換えつつ施す複合加工機の位置決め制御装置にお
   いて、前記ワークの位置決め指令を出力する指令部と、
   この指令部から出力された信号を位置ループ及び速度ル
   ープを介してサーボモータに与えるフィードバック系と
   、前記ループのポジションゲインを前記加工部の切換え
   に応じて切換えるゲイン切換手段を備えたことを特徴と
   する複合加工機の位置決め制御装置。
2. （２）請求項１に記載の複合加工機の位置決め制御装置
   において、前記複合加工機はパンチ及びレーザの複合加
   工機であり、前記ポジションゲインは、パンチに対しレ
   ーザの方を大きくすることを特徴とする複合加工機の位
   置決め制御装置。