JPH0751995A

JPH0751995A - 加工負荷監視方式

Info

Publication number: JPH0751995A
Application number: JP5195686A
Authority: JP
Inventors: Kunio Tanaka; 久仁夫田中
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1993-08-06
Filing date: 1993-08-06
Publication date: 1995-02-28

Abstract

(57)【要約】【目的】試切削の加工負荷のサンプリングデータと実
切削時の加工負荷の実測データを時間的に正確に比較し
て、加工状態を監視できる加工負荷監視方式を提供す
る。【構成】ＮＣ指令実行手段１は、ＮＣ指令を実行する
と共に、１つのブロックのＮＣ指令の実行が終了する
と、実行状態テーブル２のブロック番号及び実行モード
を書き換える。負荷監視手段４は、試切削時の加工負荷
のサンプリングデータ・テーブル３のサンプリングデー
タと実切削時の加工負荷の実測負荷を一定時間毎に比較
する。そして、実行状態テーブル２のブロック番号が書
き換えられると、サンプリングデータの読み出しを新し
いブロック番号のサンプリングデータに切り換える。そ
して、各時間毎にのサンプリングデータと実切削時の実
測データを比較して、その差異が一定以上になったらア
ラームを出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は数値制御工作機械での加
工負荷を監視する加工負荷監視方式に関し、特に加工負
荷のサンプリングデータを比較して加工状態の監視を行
う加工負荷監視方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】数値制御工作機械では加工負荷トルクを
監視し、この加工負荷が一定以上になったときに、アラ
ームを出して、加工を中断したり、切削送り速度を下げ
て負荷を軽減させたりする。そして、工具の損傷を防
ぎ、また、ワークの加工不良を防止している。勿論、こ
こで加工負荷は単なる切削中の負荷のみでなく、早送り
のときのサーボモータの負荷等も含むものとする。

【０００３】そして、具体的な加工負荷の監視方法とし
て、一旦試切削を行い、加工負荷のデータを一定時間毎
にサンプリングデータとして採取し、次に実切削時にサ
ンプリングデータと実測データとを一定時間毎に比較し
て、加工負荷を監視する加工負荷監視方法がある。

【０００４】一方、このような加工負荷をオブザーバを
使用して、外乱負荷トルクとして求める方法がある。こ
のような例として、特開平３−１９６３１３号公報に開
示されたものがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のサンプ
リングデータを使用する加工負荷監視方法では、試切削
時のタイミングと実切削時のタイミングを完全に一致さ
せることが困難であり、両者のデータが時間的にずれて
しまい、正確な比較ができない場合が生じる。

【０００６】例えば、数値制御装置から出力される補助
機能信号の完了信号の時間差があると、その時間差がそ
のまま、２つのデータの時間的な差として現れる。さら
に、このような時間的な差は累積され、時間と共にその
差は益々大きくなる。

【０００７】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、試切削時と実切削時のデータが時間的に正確
に比較できる加工負荷監視方式を提供することを目的と
する。

【０００８】

【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、数値制御工作機械の加工負荷を監視する
加工負荷監視方式において、実行中のブロック番号を有
する実行状態テーブルと、ＮＣ指令を実行し、ＮＣ指令
の実行に伴って前記実行状態テーブルの前記ブロック番
号を書き換えるＮＣ指令実行手段と、試切削時の加工負
荷のサンプリングデータを、ＮＣ指令のブロック毎に格
納するサンプリングデータ・テーブルと、前記サンプリ
ングデータと実切削時の加工負荷の実測データを一定時
間毎に比較し、前記ブロック番号が変わった時に、前記
サンプリングデータを新しいブロック番号のサンプリン
グデータに切り換え、前記実切削時の加工負荷と前記サ
ンプリングデータの差が一定以上になったときにアラー
ムを出力する負荷監視手段と、を有することを特徴とす
る加工負荷監視方式が、提供される。

【０００９】

【作用】ＮＣ指令実行手段は、ＮＣ指令を実行すると共
に、１つのブロックのＮＣ指令の実行が終了すると、実
行状態テーブルのブロック番号及び実行モードを書き換
える。

【００１０】負荷監視手段は、試切削時の加工負荷のサ
ンプリングデータと実切削時の加工負荷のサンプリング
データを一定時間毎に比較する。そして、実行状態テー
ブルのブロック番号が書き換えられると、サンプリング
データの読み出しを新しいブロック番号のサンプリング
データに切り換える。

【００１１】そして、各時間毎にサンプリングデータと
実切削時の実測データを比較して、その差異が一定以上
になったらアラームを出力する。

【００１２】

【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２は本発明の加工負荷監視方式を実施するた
めの数値制御装置（ＣＮＣ）のハードウェアのブロック
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（ＣＮＣ）１０全体の制御を実行する。ＲＡＭ１３
には一時的な計算データ、表示データ等が格納される。
ＲＡＭ１３にはＳＲＡＭ等が使用される。ＣＭＯＳ１４
には加工プログラム及び各種パラメータ等が格納され
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。

【００１３】インタフェース１５は外部機器用のインタ
フェースであり、紙テープリーダ、紙テープパンチャ
ー、紙テープリーダ・パンチャー等の外部機器３１が接
続される。紙テープリーダ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。

【００１４】ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コント
ローラ）１６はＣＮＣ１０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ュエ
ータ等を作動させる。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。

【００１５】グラフィック制御回路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に送られて
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。

【００１６】インタフェース２０は手動パルス発生器３
２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、ここでは図示されてい
ない機械操作盤に実装され、手動で機械稼働部を精密に
位置決めするのに使用される。

【００１７】軸制御回路４１〜４３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５１〜５３に出力する。サーボアンプ５１〜５３はこ
の移動指令を受けて、各軸のサーボモータ６１〜６３を
駆動する。Ｚ軸の送りを制御するサーボモータ６３はボ
ールねじ６４を回転させて、スピンドルモータ７３に接
続された主軸ヘッド７４のＺ軸方向での位置及び送り速
度を制御する。また、サーボモータ６３には、位置検出
用のパルスコーダ６３１が内蔵されており、このパルス
コーダ６３１から位置信号がパルス列として軸制御回路
４３にフィードバックされる。ここでは図示されていな
いが、Ｘ軸の送りを制御するサーボモータ６１、Ｙ軸の
送りを制御するサーボモータ６２にも、上記サーボモー
タ６３と同様に位置検出用のパルスコーダが内蔵され、
そのパ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
生成することができる。

【００１８】軸制御回路４３は、ここでは図示されてい
ないプロセッサを備えてソフトウェア処理を行う。スピ
ンドル制御回路７１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７２にスピンドル速度信号を出力する。スピンド
ルアンプ７２はこのスピンドル速度信号を受けて、スピ
ンドルモータ７３を指令された回転速度で回転させる。
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。

【００１９】スピンドルモータ７３には歯車あるいはベ
ルトを介してポジションコーダ８２が結合されている。
したがって、ポジションコーダ８２はスピンドルモータ
７３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８１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７３に同期させて移動させ、穴開け等の加
工を行うために使用される。

【００２０】一方、この帰還パルスはプロセッサ１１に
よって、速度信号に変換され、スピンドル制御回路７１
にスピンドルモータ７３の速度として送られる。スピン
ドル制御回路７１には後述する外乱負荷トルクを推定す
るためのオブザーバ４１０が内蔵されており、スピンド
ルモータ７３の加速度成分の除いた外乱負荷トルクを推
定する。そして、外乱負荷トルクから加工負荷を求め
る。

【００２１】スピンドルモータ７３の主軸ヘッド７４に
は、ドリル７５が取り付けられている。ドリル７５の回
転制御はスピンドルモータ７３によって行われる。また
ドリル７５のＺ軸方向での位置及び送り速度の制御は、
上記主軸ヘッド７４を介してサーボモータ６３によって
行われる。

【００２２】ドリル７５は、サーボモータ６３によって
Ｚ軸方向に送られてワーク９１に対して穴開け加工を行
う。このワーク９１は、テーブル９２に固定されてお
り、そのテーブル９２は、ここではその機構を図示して
いないが、上述したＸ軸サーボモータ６１及びＹ軸サー
ボモータ６２によってそれぞれＸ方向、Ｙ方向に移動制
御される。

【００２３】次に、上述した外乱負荷トルクを推定する
オブザーバ４１０について説明する。図３は外乱負荷ト
ルクを推定するためのオブザーバのブロック図である。
ここで、外乱負荷トルクは、切削負荷トルク、機構部の
摩擦トルク等の外乱負荷トルクを含むものであり、スピ
ンドルモータの全トルクから加減速のための加減速トル
クを除いたものである。したがって、機構部の摩擦トル
クを無視すれば、外乱負荷トルクを切削負荷トルクとみ
なすことができる。

【００２４】図において、電流指令値Ｕ１ｓは、上述し
たプロセッサ１１からの回転指令を受けてスピンドルモ
ータ７３に出力されるトルク指令値であり、要素４０１
に入力されてスピンドルモータ７３を駆動する。スピン
ドルモータ７３の出力トルクには演算要素４０２におい
て、外乱負荷トルクＸ２が加算される。演算要素４０２
の出力は要素４０３によって、速度信号Ｘ１ｚとなる。
ここで、Ｊはスピンドルモータ７３のイナーシャであ
る。

【００２５】一方、電流指令値Ｕ１ｓはオブザーバ４１
０に入力される。オブザーバ４１０は電流指令値Ｕ１ｓ
とスピンドルモータ７３の速度Ｘ１ｓから、外乱負荷ト
ルクを推定する。なお、ここではスピンドルモータ７３
の速度制御については省略し、外乱負荷トルクを推定す
るための演算のみを説明する。電流指令値Ｕ１ｓは要素
４１１で（Ｋｔ／Ｊ）をかけ、演算要素４１２へ出力さ
れる。演算要素４１２では、後述する演算要素４１４か
らの帰還信号を加え、さらに、演算要素４１３で演算要
素４１５からの帰還信号を加算する。演算要素４１２及
び４１３の出力単位は加速度である。演算要素４１３の
出力は積分要素４１６に入力され、スピンドルモータ７
３の推定速度ＸＸ１として出力される。

【００２６】推定速度ＸＸ１と実速度Ｘ１ｓとの差を演
算要素４１７で求め、それぞれ、演算要素４１４及び４
１５に帰還する。ここで、演算要素４１４は比例定数Ｋ
１を有する。比例定数Ｋ１の単位はｓｅｃ^-1である。ま
た、積分要素４１５にも積分定数Ｋ２を有する。積分定
数Ｋ２の単位はｓｅｃ^-2である。

【００２７】ここで、積分要素４１５の出力（ＸＸ２／
Ｊ）は図より、以下の式で求められる。（ＸＸ２／Ｊ）＝（Ｘ１ｓ−ＸＸ１）・（Ｋ２／Ｓ）＝（Ｘ２／Ｊ）・〔Ｋ２／（Ｓ²＋Ｋ１・Ｓ＋Ｋ２）〕したがって、極が安定するように定数Ｋ１，Ｋ２を選択
すると上記の式は、以下の式となる。

【００２８】（ＸＸ２／Ｊ）≒（Ｘ２／Ｊ）ＸＸ２≒Ｘ２すなわち、外乱負荷トルクＸ２をＸＸ２で推定できる。
ただし、積分要素４１５の出力は推定外乱負荷トルクＸ
Ｘ２をＪで除した推定加速度（ＸＸ２／Ｊ）であり、比
例要素４２０によって、電流値に変換される。ただし、
トルク表示をするために、この電流値を推定外乱負荷ト
ルクをＹｓで表示する。ここで、Ｊは先の要素４０３の
Ｊと同じスピンドルモータ７３のイナーシャであり、Ｋ
ｔは要素４０１のトルク定数と同じである。Ａは係数で
あり、１以下の数値であり、推定加速度（ＸＸ２／Ｊ）
を補正するための係数である。このように、オブザーバ
４１０を用いてスピンドルモータ７３の外乱負荷トルク
Ｙｓ（Ｘ２）が推定できる。この推定外乱負荷トルクＹ
ｓは勿論、推定値であるが、以後のこれらの推定外乱負
荷トルクＹｓを外乱負荷トルクとして説明する。すなわ
ち、機構部の摩擦トルクを無視すれば、この外乱負荷ト
ルクＹｓを切削負荷トルクとみなすことができる。

【００２９】次に試切削時のサンプリングデータと実切
削時の実測データとの比較について述べる。図４はサン
プリングデータと実測データとの比較を説明する図であ
る。図において、横軸は時間軸であり、縦軸はスピンド
ルモータ７３の切削負荷トルクである。すなわち、図に
示すように、一定時刻（ｔ１，ｔ２，ｔ３・・・・ｔｐ
・・）毎に、加工負荷のサンプリングデータと実測デー
タを比較していく。そして、例えば時刻ｔｐにおいて、
実測データとサンプリングデータとの差が、サンプリン
グデータに対して、一定以上になったときにアラームと
する。そして、数値制御装置は加工を停止したり、切削
速度を下げることにより負荷を軽減させたりする。ま
た、必要に応じて工具交換等を行う場合もある。

【００３０】次に本発明の加工負荷監視方式の概念につ
いて説明する。図１は本発明の加工負荷監視方式の概念
を説明する図である。ＮＣ指令実行手段１はＮＣ指令を
通常通り実行する。さらに、実行状態テーブル２を設け
る。実行状態テーブル２には、ブロック番号欄２ａ、実
行モード欄２ｂを設ける。ブロック番号欄２ａには実行
中のＮＣ指令のブロック番号ｎが、命令実行手段１によ
って書き込まれる。ブロック番号はＮＣ指令のブロック
に対して、連続的に付される。また、実行モード欄２ｂ
には実行中のブロックのモードｍが命令実行手段１によ
って書き込まれる。ここで、実行モードは以下の３つを
設ける。

【００３１】０：切削モード実際に工作機械が切削
中であることを示すモード（ＮＣ指令Ｇ０１，Ｇ０
２，Ｇ０３等）１：早送りモード早送りを示すモード（ＮＣ指令Ｇ
００等）２：非移動モード軸の移動を伴わないモード（ＮＣ指
令Ｍ指令、Ｔ指令、Ｓ指令）また、試切削を行い、各ブロックのサンプリングデータ
を格納するサンプリングデータ・テーブル３を設ける。
サンプリングデータは各ブロックｎ１，ｎ２・・・毎に
格納する。ブロック番号欄にはそのブロックのモードｍ
１，ｍ２・・・・も格納される。そして、各時間毎のデ
ータＤ１１，Ｄ１２，Ｄ１３・・・・Ｄｐ，Ｄ２１，Ｄ
２２，Ｄ２３・・・が格納される。勿論、ここで各デー
タはスピンドルモータの切削負荷トルクである。

【００３２】そして、負荷監視手段４は各時間毎にサン
プリングデータ（Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ１３・・）と実測
データを比較して、サンプリングデータと実測データの
差がサンプリングデータに対して一定以上になったとき
にアラームを出力する。

【００３３】そして、両データの比較と共に、常に実行
状態テーブル２のブロック番号を監視し、もし、実切削
の方が試切削の場合より早く進行し、実行状態テーブル
２のブロック番号が新しくなったときは、読み出すサン
プリングデータは次のブロック番号のサンプリングデー
タにジャンプする。これによって、サンプリングデータ
と実測データの時間的な差異が生じても、それは累積す
ることなく、ブロックが変化したときに一致する状態に
なる。

【００３４】逆に、実切削の方が試切削の場合より遅く
進行したときは、サンプリングデータは次のブロック番
号に移らずに、使用中のサンプリングデータをそのまま
使用する。

【００３５】次に負荷監視手段４の処理の詳細について
説明する。図５は負荷監視手段の処理のフローチャート
である。なお、Ｓに続く数字はステップ番号を示す。〔Ｓ１〕負荷監視手段４は実行状態テーブル２のブロッ
ク番号ｎが変化したかどうかを監視し、変化があればＳ
２へ進み、変化がなければＳ３へ進む。〔Ｓ２〕次のブロック番号（ｎ＋１）のサンプリングデ
ータへジャンプし、サンプリングデータの読み出しを開
始する。〔Ｓ３〕サンプリングデータＤｓと実測データＤａを比
較し、実測データＤａがサンプリングデータＤｓに係数
ｋを乗じた値ｋ・Ｄｓより大ならＳ４へ、そうでなけば
処理を終了する。ここで、ｋは１．１〜１．５程度の値
である。〔Ｓ４〕実測データＤａがサンプリングデータＤｓとの
差が一定以上であるので、アラームとし、加工を停止
し、アラームの表示、送り速度の低減処理、工具交換等
を行う。

【００３６】なお、必要に応じて、実測データＤａがサ
ンプリングデータＤｓより一定値以上小さい場合もアラ
ームとすることもできる。それにより、工具の破損等に
より、正常な加工が行われていない場合等を検出するこ
ともできる。勿論これらの処理は、図２に示すＣＰＵ１
１によって実行される。

【００３７】上記の説明では、スピンドルモータの切削
負荷の実測データをサンプリングデータと比較して、加
工負荷を監視することで説明したが、送り軸（Ｘ軸、Ｙ
軸、Ｚ軸）等についても切削負荷のサンプリングデータ
と実測データを比較するようにして、加工負荷を監視す
ることもできる。このためには、軸制御回路に外乱負荷
トルクを推定するためのオブザーバを追加する必要があ
る。

【００３８】また、切削モード中はスピンドルモータの
加工負荷の実測データとサンプリングデータを比較し、
早送りモード中は送り軸の負荷をサンプリングデータと
実測データを比較するようにして、工具とワークの衝突
を検出できるように構成することもできる。

【００３９】なお、上記の加工負荷監視はＣＮＣのＣＰ
Ｕ１１、すなわちＣＮＣのソフトウェアとして処理する
ことで説明したが、ＰＭＣ１６のシーケンス・プログラ
ムで処理するように構成することもできる。また、この
ような処理を行う特別な装置をＣＮＣ１０に接続して行
うこともできる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、ＮＣ指
令のブロック番号が変化したときに、次のブロックのサ
ンプリングデータにジャンプして、加工負荷のサンプリ
ングデータと実測データが時間的に一致するように構成
したので、加工状態を正確に監視できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の加工負荷監視方式の概念を説明する図
である。

【図２】本発明の加工負荷監視方式を実施するための数
値制御装置（ＣＮＣ）のハードウェアのブロック図であ
る。

【図３】外乱負荷トルクを推定するためのオブザーバの
ブロック図である。

【図４】サンプリングデータと実測データとの比較を説
明する図である。

【図５】負荷監視手段の処理のフローチャートである。

【符号の説明】

１ＮＣ指令実行手段２実行状態テーブル３サンプリングデータ・テーブル４負荷監視手段１０ＣＮＣ１１ＣＰＵ１４ＣＭＯＳ７３スピンドルモータ７４主軸ヘッド７５ドリル９１ワーク４１０オブザーバ６３１パルスコーダ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年８月１０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項２

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項３

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項６

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】一方、この帰還パルスはプロセッサ１１に
よって、速度信号に変換され、スピンドル制御回路７１
にスピンドルモータ７３の速度として送られる。スピン
ドル制御回路７１には後述する外乱負荷トルクを推定す
るためのオブザーバ４１０が内蔵されており、スピンド
ルモータ７３の加速度成分を除いた外乱負荷トルクを推
定する。そして、外乱負荷トルクから加工負荷を求め
る。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】図において、電流指令値Ｕ１ｓは、上述し
たプロセッサ１１からの回転指令を受けてスピンドルモ
ータ７３に出力されるトルク指令値であり、要素４０１
に入力されてスピンドルモータ７３を駆動する。スピン
ドルモータ７３の出力トルクには演算要素４０２におい
て、外乱負荷トルクＸ２が加算される。演算要素４０２
の出力は要素４０３によって、速度信号Ｘ１ｓとなる。
ここで、Ｋｔ，Ｊはスピンドルモータ７３のそれぞれト
ルク定数、イナーシャである。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２５】一方、電流指令値Ｕ１ｓはオブザーバ４１
０に入力される。オブザーバ４１０は電流指令値Ｕ１ｓ
とスピンドルモータ７３の速度Ｘ１ｓから、外乱負荷ト
ルクを推定する。なお、ここではスピンドルモータ７３
の速度制御については省略し、外乱負荷トルクを推定す
るための演算のみを説明する。電流指令値Ｕ１ｓは要素
４１１で（Ｋｔ／Ｊ）をかけ、演算要素４１２へ出力さ
れる。演算要素４１２では、後述する比例要素４１４か
らの帰還信号を加え、さらに、演算要素４１３で積分要
素４１５からの帰還信号を加算する。演算要素４１２及
び４１３の出力単位は加速度である。演算要素４１３の
出力は積分要素４１６に入力され、スピンドルモータ７
３の推定速度ＸＸ１として出力される。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２６】推定速度ＸＸ１と実速度Ｘ１ｓとの差を演
算要素４１７で求め、それぞれ、比例要素４１４及び積
分要素４１５に帰還する。ここで、比例要素４１４は比
例定数Ｋ１を有する。比例定数Ｋ１の単位はｓｅｃ^-1で
ある。また、積分要素４１５にも積分定数Ｋ２を有す
る。積分定数Ｋ２の単位はｓｅｃ^-2である。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３０】次に本発明の加工負荷監視方式の概念につ
いて説明する。図１は本発明の加工負荷監視方式の概念
を説明する図である。ＮＣ指令実行手段１はＮＣ指令を
通常通り実行する。さらに、実行状態テーブル２を設け
る。実行状態テーブル２には、ブロック番号欄２ａ、実
行モード欄２ｂを設ける。ブロック番号欄２ａには実行
中のＮＣ指令のブロック番号ｎが、ＮＣ指令実行手段１
によって書き込まれる。ブロック番号はＮＣ指令のブロ
ックに対して、連続的に付される。また、実行モード欄
２ｂには実行中のブロックのモードｍがＮＣ指令実行手
段１によって書き込まれる。ここで、実行モードは以下
の３つを設ける。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３５】次に負荷監視手段４の処理の詳細について
説明する。図５は負荷監視手段の処理のフローチャート
である。なお、Ｓに続く数字はステップ番号を示す。〔Ｓ１〕負荷監視手段４は実行状態テーブル２のブロッ
ク番号ｎが変化したかどうかを監視し、変化があればＳ
２へ進み、変化がなければＳ３へ進む。〔Ｓ２〕次のブロック番号（ｎ＋１）のサンプリングデ
ータへジャンプし、サンプリングデータの読み出しを開
始する。〔Ｓ３〕サンプリングデータＤｓと実測データＤａを比
較し、実測データＤａがサンプリングデータＤｓに係数
ｋを乗じた値ｋ・Ｄｓより大ならＳ４へ、そうでなけば
処理を終了する。ここで、ｋは１．１〜１．５程度の値
である。〔Ｓ４〕実測データＤａとサンプリングデータＤｓとの
差が一定以上であるので、アラームとし、加工を停止
し、アラームの表示、送り速度の低減処理、工具交換等
を行う。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】数値制御工作機械の加工負荷を監視する
加工負荷監視方式において、実行中のブロック番号を有する実行状態テーブルと、ＮＣ指令を実行し、ＮＣ指令の実行に伴って前記実行状
態テーブルの前記ブロック番号を書き換えるＮＣ指令実
行手段と、試切削時の加工負荷のサンプリングデータを、ＮＣ指令
のブロック毎に格納するサンプリングデータ・テーブル
と、前記サンプリングデータと実切削時の加工負荷の実測デ
ータを一定時間毎に比較し、前記ブロック番号が変わっ
た時に、前記サンプリングデータを新しいブロック番号
のサンプリングデータに切り換え、前記実切削時の加工
負荷と前記サンプリングデータの差が一定以上になった
ときにアラームを出力する負荷監視手段と、を有することを特徴とする加工負荷監視方式。
【請求項２】前記負荷トルクはスピンドルモータの負
荷トルクであることを特徴とする請求項１記載の加工負
荷監視方式。
【請求項３】前記負荷トルクは送り軸の負荷トルクで
あることを特徴とする請求項１記載の加工負荷監視方
式。
【請求項４】前記実行状態テーブルには実行モードを
含むことを特徴とする請求項１記載の加工負荷監視方
式。
【請求項５】前記実行モードは、切削モード、早送り
モード、非移動モードを有することを特徴とする請求項
４記載の加工負荷監視方式。
【請求項６】前記負荷トルクを推定するオブザーバを
有することを特徴とする請求項１記載の加工負荷監視方
式。