JPH06119024A - 数値制御装置のオーバトラベル検出方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リミットスイッチを用いないで数値制御工作
機械のオーバトラベルを検出することができるようにす
る。 【構成】 数値制御装置２０の演算手段３は、サーボモ
ータ６に対する送り速度指令から理論位置偏差量を演算
する。オーバトラベル判別手段５は、その理論位置偏差
量と、位置偏差量レジスタ８からフィードバックされて
きた実位置偏差量とを比較した結果に基づいてテーブル
９がオーバトラベルであるか否かを判別する。例えば、
実位置偏差量が理論位置偏差量に比べて予期した以上に
大きいとき、それはテーブル９が送り速度指令に相当す
る分だけ移動していない場合である。オーバトラベル判
別手段５は、その状態をオーバトラベルであるとして、
サーボモータ６に対する送り速度指令を停止する。この
ため、リミットスイッチを用いないでテーブル９のオー
バトラベルを検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は工作機械のオーバトラベ
ルを検出する数値制御装置のオーバトラベル検出方式に
関し、特に実位置偏差量と理論位置偏差量とを比較して
オーバトラベルを検出する数値制御装置のオーバトラベ
ル検出方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】数値制御工作機械は、数値制御装置側か
らの移動指令に応じて動作するが、その動作可能範囲を
越えて動作しようとする場合もある。その場合、機械の
ベッドとテーブル、あるいはコラムとテーブルの間に設
けられたリミットスイッチがそのオーバトラベルを検出
して数値制御装置側に通知し、数値制御装置側は、その
検出信号によって、工作機械のオーバトラベルを判別し
工作機械を減速停止させていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなオ
ーバトラベル検出方式では、リミットスイッチを工作機
械に設ける必要があるため、その分設計の工数を要し、
生産コストも高くつく。また、工作機械毎にリミットス
イッチの調整を行う必要もある。さらに、工作機械側に
リミットスイッチを設けるスペースを確保できない場合
もある。

【０００４】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、リミットスイッチを用いないで工作機械のオ
ーバトラベルを検出することができる数値制御装置のオ
ーバトラベル検出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、工作機械のオーバトラベルを検出する数
値制御装置のオーバトラベル検出方式において、前記工
作機械に対する移動指令から理論位置偏差量を演算する
演算手段と、前記工作機械の実位置偏差量と前記理論位
置偏差量とを比較した結果に基づいて前記工作機械がオ
ーバトラベルであるか否かを判別し、オーバトラベルで
あると判別したときに前記工作機械に対する移動指令を
停止するオーバトラベル判別手段と、を有することを特
徴とする数値制御装置のオーバトラベル検出方式が、提
供される。

【０００６】

【作用】演算手段は、工作機械に対する移動指令から理
論位置偏差量を演算する。オーバトラベル判別手段は、
その工作機械の実位置偏差量と理論位置偏差量とを比較
した結果に基づいて工作機械がオーバトラベルであるか
否かを判別する。例えば、実位置偏差量が理論位置偏差
量に比べて予期した以上に大きいとき、それは工作機械
が移動指令に相当する分だけ移動してない場合である。
オーバトラベル判別手段は、その状態をオーバトラベル
であるとして、工作機械に対する移動指令を停止する。

【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は本発明の数値制御装置のオーバトラベル
検出方式の全体構成を示す図である。図において、数値
制御装置２０の位置指令手段１は、その位置指令をパル
ス分配手段４に送る。また、送り速度指令手段２は、そ
の送り指令をパルス分配手段４に送る。ここで、位置指
令は、例えば工作機械における工具の移動位置の指令値
であり、送り速度指令は、例えば工作機械における工具
の送り速度の指令値である。

【０００８】パルス分配手段４は、この位置指令及び送
り指令を受けて補間演算を行い、分配パルスを出力す
る。この分配パルスは、正の値として位置偏差量加算器
７に入力され、それによって現在の位置偏差量レジスタ
８の値が決定される。

【０００９】サーボモータ６には、この現在の位置偏差
量レジスタ８の値が入力され、サーボモータ６はその値
に応じて動作する。この動作は、現在の位置偏差量レジ
スタ８の値が零となるまで継続する。

【００１０】すなわち、サーボモータ６が動作すると、
その回転量が位置検出器６ａによって検出され、検出さ
れた回転量は位置偏差量加算器７に負の値としてフィー
ドバックされ、位置偏差量レジスタ８の値が更新され
る。これらの動作が、位置偏差量レジスタ８が零となる
まで繰り返されるのである。

【００１１】ここで、位置偏差量レジスタ８に保持され
る位置偏差量を実位置偏差量と称する。この実位置偏差
量は、詳細は後述するように、オーバトラベル判別のた
めにオーバトラベル判別手段５に供される。

【００１２】サーボモータ６はボールネジ１０を回転さ
せて可動部１１の位置決めを行う。可動部１１はテーブ
ル９を所定の軸方向に移動させる。テーブル９が動作可
能領域の限界位置まで来ると、工作機械側のベッド１３
と一体に設けられたダンパ１２に接触する。さらに、そ
の軸方向に移動すると、サーボモータ６は、ダンパ１２
及びベッド１３から逆方向の負荷を受ける。その結果、
位置検出器６ａから位置偏差量加算器７にフィードバッ
クされるサーボモータ６の回転量が小さくなり、相対的
に位置偏差量レジスタ８の実位置偏差量が増大する。こ
の実位置偏差量は、上述したように、オーバトラベル判
別手段５に送られる。

【００１３】一方、数値制御装置２０に設けられた演算
手段３は、送り速度指令手段２の送り速度指令を受け
て、理論的に求められる位置偏差量を演算する。この理
論的に求められる位置偏差量は、次式（１）によって決
定され、ここでは理論位置偏差量またはサーボ位置偏差
量と称する。

【００１４】理論位置偏差量Ｅ＝Ｆ／Ｇ・１／Ｕ ここで、Ｆ：送り速度（μｍ／ｓｅｃ） Ｇ：位置制御ループのゲイン（１／ｓｅｃ） Ｕ：検出単位（１パルスでの移動量）（μｍ）、通常１
μｍ この理論位置偏差量は、オーバトラベル判別手段５に送
られる。オーバトラベル判別手段５は、上記の実位置偏
差量と理論位置偏差量とを比較した結果に基づいてテー
ブル９がオーバトラベルであるか否かを判別する。すな
わち、実位置偏差量と理論位置偏差量との差分を演算
し、その差分が設定値よりも大きいときに、オーバトラ
ベルであると判別する。これは、上述したように、テー
ブル９のオーバトラベル時に実位置偏差量が増大し、そ
の結果、上記差分も増大するためである。オーバトラベ
ルであると判別したときは、オーバトラベル判別手段５
は、送り速度停止信号をパルス分配手段４に出力する。
その信号を受けてサーボモータ６は停止する。

【００１５】また、オーバトラベル判別手段５におい
て、オーバトラベルであると判別されると、その判別結
果は表示装置３５にアラームとして表示される。オペレ
ータは、その表示を見てオーバトラベルに対する適切な
処置を行うことができる。

【００１６】このように、実位置偏差量が理論位置偏差
量に比べて予期した以上に大きいとき、それはテーブル
９が送り速度指令に相当する分だけ移動していない場合
であるため、オーバトラベル判別手段５は、その状態を
オーバトラベルであるとして、サーボモータ６に対する
送り速度指令を停止する。このため、リミットスイッチ
を用いないでテーブル９のオーバトラベルを検出するこ
とができる。したがって、従来リミットスイッチを設け
るために必要であった設計工数や、リミットスイッチの
調整等が不要となる。また、その分生産コストも低減す
ることができる。さらに、工作機械側にリミットスイッ
チを設けるスペースを確保できない場合でも、オーバト
ラベルを検出することができる。

【００１７】次に、数値制御装置のハードウェア構成に
ついて説明する。図２は数値制御装置のハードウェア構
成を示す図である。図において、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。

【００１８】基本スロット３０のプロセッサ３１は、数
値制御装置２０の基本機能を制御する。ＲＯＭ３２は、
システムプログラム等が格納されている。ＲＡＭ３３は
実位置偏差量、理論位置偏差量、およびオーバトラベル
判別のための設定値等の諸データが格納されている。Ｃ
ＰＵ３１は、システムプログラムを実行し、このＲＡＭ
３３に格納された数値等をもとにオーバトラベルの検出
を行う。

【００１９】表示装置３５には、ＣＲＴあるいは液晶表
示装置等が使用され、上記のオーバトラベルアラームが
表示される。ＲＡＭ３４にはこの表示装置３５に表示す
るためのビデオデータが格納されている。また、操作キ
ー３６によって指令を受けてて、システムプログラムの
実行等が行われる。

【００２０】拡張スロット４０の各スロット位置にＰＭ
Ｃ（プログラマブル・マシン・コントローラ）４１、軸
制御回路４２〜４４、および通信制御回路等の他のプリ
ント板４５等が挿入されている。

【００２１】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ＰＭＣ４
１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。

【００２２】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。上述した位置偏差量加
算器７及び位置偏差量レジスタ８は、この軸制御回路４
２等に設けられる。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が駆動したときの回転量を検
出する。その検出信号は、サーボアンプ５２、５３、５
４を経由して軸制御回路４２、４３、４４にフィードバ
ックされる。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。

【００２３】上記の説明では、テーブルがダンパに接触
してサーボモータが負荷を受けるように構成したが、小
型の工作機械で、テーブルがベッドに直接当っても機械
が損傷しないときは、ダンパを設けることなく、オーバ
トラベルを検出することができる。その場合は、オーバ
トラベル検出の実行サイクルを短く設定する必要があ
る。

【００２４】また、テーブルが動作可能領域を越えて動
作する場合について説明したが、工作機械の他の部位、
例えば工具が動作可能領域を越えて動作する場合でも、
同様に本発明を適用することができる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、工作機
械の実位置偏差量と理論位置偏差量とを比較した結果に
基づいて工作機械がオーバトラベルであるか否かを判別
するように構成した。例えば、実位置偏差量が理論位置
偏差量に比べて予期した以上に大きいとき、それは工作
機械が移動指令に相当する分だけ移動していない場合で
あるため、オーバトラベル判別手段は、その状態をオー
バトラベルであるとして、工作機械に対する移動指令を
停止する。

【００２６】このため、リミットスイッチを用いないで
工作機械のオーバトラベルを検出することができる。し
たがって、リミットスイッチ及びリミットスイッチの調
整等が不要となる。また、その分生産コストも低減する
ことができる。さらに、工作機械側にリミットスイッチ
を設けるスペースを確保できない場合でも、オーバトラ
ベルを検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の数値制御装置のオーバトラベル検出方
式の全体構成を示す図である。

【図２】数値制御装置のハードウェア構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 位置指令手段 ２ 送り速度指令手段 ３ 演算手段 ４ パルス分配手段 ５ オーバトラベル判別手段 ６，６２，６４，６６ サーボモータ ６ａ，６３，６５，６７ 位置検出器 ７ 位置偏差量加算器 ８ 位置偏差量レジスタ ９ テーブル １２ ダンパ １３ ベッド ２０ 数値制御装置 ３１ プロセッサ ３２ ＲＯＭ ３３ ＲＡＭ ３５ 表示装置 ４２，４３，４４ 軸制御回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工作機械のオーバトラベルを検出する数
   値制御装置のオーバトラベル検出方式において、 前記工作機械に対する移動指令から理論位置偏差量を演
   算する演算手段と、 前記工作機械の実位置偏差量と前記理論位置偏差量とを
   比較した結果に基づいて前記工作機械がオーバトラベル
   であるか否かを判別し、オーバトラベルであると判別し
   たときに前記工作機械に対する移動指令を停止するオー
   バトラベル判別手段と、 を有することを特徴とする数値制御装置のオーバトラベ
   ル検出方式。
2. 【請求項２】 前記オーバトラベル判別手段は、前記工
   作機械の実位置偏差量と前記理論位置偏差量との差分を
   演算し、前記差分が設定値より大きいときに前記工作機
   械はオーバトラベルであると判別することを特徴とする
   請求項１記載の数値制御装置のオーバトラベル検出方
   式。
3. 【請求項３】 前記オーバトラベル判別手段から出力さ
   れたオーバトラベル信号を受けて前記オーバトラベルを
   表示する表示手段を設けたことを特徴とする請求項１記
   載の数値制御装置のオーバトラベル検出方式。