JPH04293107A

JPH04293107A - 数値制御装置の送り速度クランプ方式

Info

Publication number: JPH04293107A
Application number: JP8192991A
Authority: JP
Inventors: Takao Sasaki; 隆夫佐々木; Kunihiko Murakami; 邦彦村上; Masahiko Hosokawa; 匡彦細川
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1991-03-20
Filing date: 1991-03-20
Publication date: 1992-10-16

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、指令された加工条件に
従って工作機械の送り速度を制御する数値制御装置の送
り速度クランプ方式に関し、特に実位置偏差量と理論位
置偏差量との比較結果に応じて、速度補正量を求め、送
り速度に対する速度補正量を指令する数値制御装置の送
り速度クランプ方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、指令された加工条件に従って工作
機械の送り速度を制御する数値制御装置では、送りモー
タの出力を越える送り速度が工作機械に指令された場合
、工作機械は指令送り速度では加工を行うことができな
い。したがって、このような送り速度が指令されれば、
加工効率が低下する。そこで、事前に送りモータの出力
を越える指令送り速度に対して、自動的に指令値をクラ
ンプする速度クランプ方式を採用した。この速度クラン
プ方式では、送りモータの出力限度以下の送り速度を設
定し、工作機械への送り速度指令が設定されたクランプ
速度を越えないように調整できた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の技
術では、設定された送り速度以下でも加工条件に適合し
ない場合、送りモータへの負荷が増大する。例えば、数
値制御装置によって送りモータの出力を越えないような
送り速度が工作機械に指令された場合であっても、ワー
クの位置がずれる等の原因で切り込み量等の加工条件が
変動すれば、送りモータに過大な負荷がかかり、加工を
行うことができなくなる。このような場合、数値制御装
置は安全のために加工を停止する。このため、従来の速
度クランプ方式では、適正でない加工条件が設定される
ことにより、工作機械の稼働率が低下するという問題点
があった。

【０００４】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、送りモータに過大な負荷がかかったときだけ
、送り速度を小さくして位置偏差量を理論位置偏差量以
内に抑えるように制御する数値制御装置の送り速度クラ
ンプ方式を提供することを目的とする。

【０００５】

【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、指令された加工条件に従って工作機械の
送り速度を制御する数値制御装置の送り速度クランプ方
式において、加工条件の変動に基づいて理論位置偏差量
を演算する演算手段と、理論位置偏差量を工作機械の実
位置偏差量と比較する比較手段と、比較手段における比
較結果に応じて送り速度に対する速度補正量を指令する
補正速度指令手段と、を有することを特徴とする数値制
御装置の送り速度クランプ方式が、提供される。

【０００６】

【作用】数値制御装置により設定された送り速度が、送
りモータの出力を越えないような送り速度であっても、
切り込み量等の加工条件の変動によっては加工を行うこ
とができない場合、送りモータに負荷がかかり、送りモ
ータの位置偏差量が増大する。増大した位置偏差量と理
論位置偏差量との比較結果に応じて、メモリ回路４では
、速度補正量を求め、送り速度に対する速度補正量を指
令する。

【０００７】

【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。図１は本発明の一実施例である送り速度クラン
プ方式の構成を示すブロック図である。数値制御装置は
、メインＣＰＵ１および軸制御用ＣＰＵ２から構成され
ている。メインＣＰＵ１は速度補正回路３、メモリ回路
４、およびパルス分配回路８から構成されている。軸制
御用ＣＰＵ２は、位置偏差量加算器９および位置偏差量
を保持するレジスタ１０から構成されている。また、メ
モリ回路４には、速度補正指令５、位置指令６、速度指
令７等のデータが保持される。さらに、送りモータ１１
、工作機械１２、および位置検出器１３は、軸制御用Ｃ
ＰＵ２に接続される。

【０００８】速度補正回路３は、速度指令７、位置偏差
量レジスタ１０、および工作機械の位置制御ループのゲ
インに基づいて速度補正量を演算する回路である。メモ
リ回路４では、速度補正指令５としては、速度補正回路
３により指令された速度補正量が保持される。位置指令
６としては、工作機械における工具の移動位置の値が保
持される。速度指令７としては、工作機械における工具
の送り速度の値が保持される。パルス分配回路８は、工
作機械の工具の送り速度を決定づけるパルスの数を発生
させる回路である。位置偏差量レジスタ１０は、位置偏
差量加算器９によって演算された位置偏差量を保持する
レジスタである。

【０００９】次に、上記数値制御装置における速度クラ
ンプ方式の一例について説明する。まず、位置指令６と
速度指令７がパルス分配回路８に入力される。パルス分
配回路８によって分配されたパルスは正の値として位置
偏差量加算器９に入力され、現在の位置偏差量レジスタ
１０の値が決定される。位置偏差量レジスタ１０から現
在の位置偏差量が送りモータ１１に入力されることによ
って、送りモータ１１は位置偏差量レジスタ１０が零と
なるように工作機械１２を動作させる。すなわち、送り
モータ１１によって動作する工作機械１２から、現在の
座標位置が位置検出器１３によって検出される。この検
出された座標位置は、位置偏差量加算器９に負の値とし
て入力され、位置偏差量レジスタ１０の値が更新される
。これらの動作が、位置偏差量レジスタ１０が零となる
まで繰り返されるのである。

【００１０】ここで、位置偏差量レジスタ１０に保持さ
れる位置偏差量を実位置偏差量と称する。実位置偏差量
は多少の変動を伴うため、許容できる範囲を設定してお
く。この実位置偏差量の許容できる範囲は、許容量と称
し、工作機械により加工される素材の材質に応じて決定
する。また、数値制御装置で指令される速度指令７に基
づいて、理論的に求められる位置偏差量を理論位置偏差
量と称する。

【００１１】位置偏差量は位置偏差量レジスタ１０から
速度補正回路３に実位置偏差量として入力される。この
とき、速度指令７によって指令される送り速度をＦ〔ｍ
ｍ／ｍｉｎ〕、工作機械の位置制御ループのゲインをＧ
〔１／ｓｅｃ　〕とすれば、理論位置偏差量〔ｍｍ〕は
、次の式によって決定される。理論位置偏差量＝Ｆ／（　Ｇ×６０）速度補正回路３では、もし実位置偏差量が理論位置偏差
量よりも大であれば、次の式によって速度補正量〔ｍｍ
／ｍｉｎ〕が決定される。　　　　　　　　速度補正量＝（実位置偏差量−理論位
置偏差量）×Ｇ×６０この速度補正量は、速度補正指令
５としてパルス分配回路８に入力される。パルス分配回
路８は、速度指令７から速度補正指令５を減算した値を
パルス分配する。

【００１２】次に、図２のフローチャートに基づき、速
度クランプ方式の手順について説明する。この図は、実
位置偏差量が、理論位置偏差量および許容量の和より大
の時に、速度補正量を求めるメインＣＰＵにおける送り
速度クランプ方式の演算の手順を示している。図２にお
いて、Ｓに続く数値はステップ番号を示す。〔Ｓ１〕初期値設定であり、位置制御ループのゲインＧ
と、速度指令７によって指令される送り速度Ｆを読み込
む。〔Ｓ２〕理論位置偏差量を次の式によって算出する。理論位置偏差量＝Ｆ／（　Ｇ×６０）〔Ｓ３〕実位置偏差量を位置偏差量レジスタ１０から読
み込む。〔Ｓ４〕実位置偏差量が、理論位置偏差量と許容量の和
より大であるか否かを判断し、大であればＳ５に進み、
そうでなければ終了する。〔Ｓ５〕実位置偏差量および理論位置偏差量、位置制御
ループのゲインＧから、速度補正量を次の式によって算
出する。　　　　　　　　速度補正量＝（実位置偏差量−理論位
置偏差量）×Ｇ×６０〔Ｓ６〕Ｓ５で得られた速度補正
量を速度補正指令５としてパルス分配回路８に出力する
。

【００１３】次に、図３に示す数値制御装置のハードウ
ェア構成について説明する。図３において、数値制御装
置２０は基本スロット３０と、拡張スロット４０から構
成されている。基本スロット３０は、以下に述べる３１
〜３６のブロックから構成されている。３１は数値制御
装置の基本機能を制御するプロセッサである。図中３２
はＲＯＭであり、システムプログラム等が格納される。３３はＲＡＭであり、実位置偏差量、理論位置偏差量、
および許容量の数値等の諸データが格納される。ＣＰＵ
３１は、システムプログラムを実行し、このＲＡＭ３３
に格納された数値等をもとに送り速度の制御を行う。３
５は表示装置であり、ＣＲＴあるいは液晶表示装置等が
使用される。３４はこの表示装置３５に表示するための
ビデオデータを格納するＲＡＭである。３６は操作キー
であり、システムプログラムの実行等は操作キー３６に
よって指令を受ける。

【００１４】４０は拡張スロットであり、各スロット位
置にＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コントローラ）
４１、軸制御回路４２〜４４、外部出力制御回路４５、
および通信制御回路等の他のプリント板４６等が挿入さ
れている。ＰＭＣ４１は、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。このＰＭＣ４１
には入出力回路（Ｉ／Ｏ）５１が接続され、更には入出
力回路５１に強電盤あるいは操作盤を含む機械制御回路
６１が接続されている。軸制御回路４２、４３、４４は
、それぞれサーボアンプ５２、５３、５４に接続され、
サーボモータ６２、６４、６６を駆動する。位置検出器
６３、６５、６７は、それぞれサーボアンプ５２、５３
、５４に接続され、サーボモータ６２、６４、６６が駆
動することによってそれぞれ動作する。なお、本図では
スピンドルアンプ、スピンドルモータ等は省略してある
。数値制御装置２０には、上記外部出力制御回路４５を
介して、外部出力装置としてのプリンタ５５が接続され
る。

【００１５】上記の説明では、送り速度Ｆの単位を〔ｍ
ｍ／ｍｉｎ〕、工作機械の位置制御ループのゲインＧの
単位を〔１／ｓｅｃ　〕として、理論位置偏差量および
速度補正量を演算したが、これらの単位は、他の単位で
も同様に演算を行うことができる。また、実位置偏差量
と、理論位置偏差量と許容量の和の比較を行う場合にお
いて、理論位置偏差量は必ずしも許容量を加算する必要
はなく、許容量は必要に応じて加算し、比較を行うこと
ができる。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、数
値制御装置により設定された送り速度を一定のクランプ
速度で制限せず、切り込み量等の加工条件の変動によっ
て生ずる負荷変動に応じて速度補正量を指令できる。し
たがって、加工を中断することなく指令された加工条件
に従って工作機械の送り速度を制御できる。このため、
工作機械の稼働率を上げることができる。またこれによ
って、送りモータに過大な負荷がかかるような送り速度
が数値制御装置により設定されても、中断することなく
加工が行われるため、切削面が一様になめらかになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である数値制御装置の送り速
度クランプ方式の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明において、数値制御装置の送り速度クラ
ンプ方式を説明するフローチャートである。

【図３】本発明を実施するための数値制御装置のハード
ウェア・ブロック図である。

【符号の説明】

１　　メインＣＰＵ２　　軸制御用ＣＰＵ３　　速度補正回路４　　メモリ回路１２　　工作機械

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　指令された加工条件に従って工作機械
の送り速度を制御する数値制御装置（ＣＮＣ）の送り速
度クランプ方式において、前記加工条件に基づいて理論
位置偏差量を演算する演算手段と、前記理論位置偏差量
を工作機械の実位置偏差量と比較する比較手段と、前記
比較手段における比較結果に応じて前記送り速度に対す
る速度補正量を指令する速度補正指令手段と、を有する
ことを特徴とする数値制御装置の送り速度クランプ方式
。
【請求項２】　　前記演算手段では、送り速度Ｆおよび
前記工作機械の位置制御ループのゲインＧから、理論位
置偏差量を次の式、理論位置偏差量＝Ｆ／Ｇに基づいて演算することを特徴とする請求項１記載の数
値制御装置の送り速度クランプ方式。
【請求項３】　　前記速度補正指令手段では、実位置偏
差量が理論位置偏差量を越えた場合に、前記工作機械の
位置制御ループのゲインＧから、速度補正量を次の式、
速度補正量＝（実位置偏差量−理論位置偏差量）×Ｇに
基づいて演算することを特徴とする請求項１記載の数値
制御装置の送り速度クランプ方式。
【請求項４】　　前記比較手段では、前記理論位置偏差
量に所定の許容量を加算した値と比較することを特徴と
する請求項１記載の数値制御装置の送り速度クランプ方
式。
【請求項５】　　前記許容量は、前記工作機械により加
工される素材の材質に応じて決定されることを特徴とす
る請求項４記載の数値制御装置の送り速度クランプ方式
。