JPH03142602A - 数値制御装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、数値制御装置に関し、特に複数の主軸のうち
少なくとも１つの主軸が移動可能である主軸間での加工
物受渡しを数値制御する数値制御装置に関する。

（従来の技術） 第４図は、機体上に対向する２つの主軸を有する対向２
主軸機で、加工物を一方の主軸から他方の主軸に受渡す
場合の動作を示す図である。以下、従来の数値制御装置
においてそのような動作を行なわせる際の手順を説明す
る。

第５図は、従来技術（特願昭６３−２６４３９５）にお
ける数値制御装置のブロック図である。従来においては
、プログラム解釈部１３が加工物の受渡し制御プログラ
ムが才各納されてし）るプログラムメモリ１２からプロ
グラムを読出して解釈し、先ずトルクリミット値指令コ
ードを検出すると、それに続くトルクリミット値を［ド
ルクリくット値→電流］変換部２４へ送る。［トルクリ
ミット値−電流］変換部２４は、ドルクリくット値をサ
ーボシステムのトルク、つまり電流値に変換して電流（
トルク）リミッタ１８ｅ送る。電流（トルク）リミッタ
１８は、電流（トルク）指令演算部１７からのサーボシ
ステムの電流指令値をパワー増幅部１９に送る際に上記
電流値に相当するトルクに制限する。したがって、プロ
グラムで指令した値にサーボシステムの推力を制限する
ことが可能となる。

次に、プログラム解釈部１３はトルクスキップ指令を検
出すると、軸移動を停止すべき押付トルク設定値をトル
ク値比較部２５へ送ると共に、プログラムの各要素デー
タと合せてスキップ送り指令を仮想目標位置生成部１４
へ送る。仮想目標位置生成部１４は目標位置を位置指令
演算部１５へ送り、位置指令演算部１５はそれに基づい
て関数を発生させる。速度指令演算部１６は、位置指令
演算部１５からの関数と位置検出器２１からの検出位置
とに基づいて速度指令を出力する。電流（トルク）指令
演算部１７は、速度指令演算部１６からの速度指令と位
置検出器２１からの検出位置による［位置→速度］変換
部２２からの速度指令とに基づいてサーボシステムの出
力トルクを出力する。したがって、サーボモータ２０は
加工物５を把持している右上軸２を左上軸１の方向、つ
まりＺΦ力方向移動させようと回転する。そして、加工
物５の端面が左主軸１側のチャック３に到達した後もサ
ーボモータ２０は回転しようとするが、サーボモータ回
転軸はボールネジ及びサドルにより右主軸２に機械的に
結合されているので、実際には回転せずサーボモータ２
゜は拘束状態となる。このときサーボモータ２０は、サ
ーボシステムが出しうる最大のトルクを発生しようとす
るが、前述のように電流（トルク）りくツタ１８ｅより
出力トルクが制限されているため、最終的にプログラム
指令したトルクリミット値Ｃトルク上昇が押さえられる
。また、右主軸２が左主軸１への接近中に、［電流−ト
ルク］変換部２３はサーボモータ２０の負荷電流を検出
し、その値を主軸間での加工物受渡しモータ実トルクと
してトルク値比較部２５へ送る。トルク値比較部２５は
、この受渡しモータ実トルクと前述の押付はトルク設定
値とを比較して（１）式の条件が満たされたときに、仮
想目標位置生成部１４ヘサーボシステム軸移動停止指令
を送る。

１受渡しモータ実トルク値１ ≧押付はトルク設定値　・・・・・・（１）仮想目標位
置生成部１４は、そのサーボシステム軸移動停止指令を
受けると、位置検出器２１からの現在位置をそのまま目
標位置として位置指令演算部１５へ送る。このとき速度
指令演算部１６への入力は零となり、サーボモータ２０
の出力トルクが低減するので、加工物５への押付は推力
の増大を防ぐことができる。また、トルク値比較部２５
は、サーボシステム軸移動停止指令を仮想目標位置生成
部１４へ送ると共にプログラムスキップ指令をプログラ
ム解釈部１３へ送り、プログラムを次ブロックへスキッ
プさせる。

次に、ドルクリよット値キャンセルコードをプログラム
解釈部１３が検出すると、トルクリミット値がキャンセ
ルされ、電流（トルク〉リミッタ１８はサーボシステム
の出力トルクリミッタを解除し、全ての処理を終了する
。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上述した従来の数値制御装置においては、前
記主軸間での受渡し時の押付はトルク設定値は、固定的
に設定するので、主軸の送り軸摺動抵抗が温度、摺動面
の摩耗などによって変化した場合、安定した押付力を持
って加工物を受渡せなかったり着座が不完全な状態で受
渡し完了となったりしてしまうという問題点があった。

本発明は上述のような事情から成されたものであり、本
発明の目的は、複数の主軸間で加工物の受渡しを行なう
際に、摺動面の熱や摩耗による摺動トルクの変化に影響
されない安定した加工物受渡し時の最適押付力を得るこ
とができる数値制御装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、複数の主軸のうち少なくとも１つの主軸が移
動可能である主軸間での加工物受渡しを数値制御する数
値制御装置に関するものであり、本発明の上記目的は、
送り機構により前記主軸を送る際に、その駆動モータの
トルクの検出を行なう検出手段と、前記検出手段による
検出結果と予め設定された押付はトルク値とを比較する
ことにより、前記加工物が受渡し先の前記加工物把持手
段に押付けられたことを判別する比較判別手段とを具備
することによって達成される。また、前記主軸を送る際
の送り軸モータ所要トルクとして摺動トルク値を予め設
定しておき、前記検出手段は前記駆動モータに実際に発
生するモータ実トルク値を検出し、前記比較判別手段は
前記モータ実トルク値から前記摺動トルク値を差引いた
値と前記押付はトルク設定値を比較することによって達
成される。更に、前記摺動トルク値は、前記主軸の送り
中に前記駆動モータの実トルク値をサンプリングして逐
次平均値化することによって達成される。

（作用） 本発明にあっては、加工物が主軸に押付けられる際に発
生する送り軸のモータ実トルク値が所定値以上にならな
いように制限し、送り軸の摺動トルクに対する補正をし
であるため、前記主軸間の加工物の受渡しを精度良く行
なうことができる。

（実施例） 以下、図面に基づいて本発明の実施例について詳細に説
明する。

第４図（＾）〜（Ｄ）は、左右２つの主軸が対向する２
主軸旋盤における加工物受渡し動作例を示す平面図であ
り、左主軸ｌ及び右主軸２はそれぞれＺＡ、ＺＢにて示
される如くＺ軸方向に移動することができる構造になっ
ている。左主軸１及び右主軸２にはそれぞれチャック３
．４が取付けられており、この例では右主軸２側のチャ
ック４にて加工物５を把持している。そこで、左主軸１
側を固定しておいて右主軸送り用サーボシステムにより
ＺＢΦ方向に右主軸２を移動させ、左主軸１側のチャッ
ク３に加工物５を押付ける制御を行なう。

ここで、右主軸送り用サーボシステムは、加工物５が左
主軸１例のチャック３に到達した後も右上軸２をＺＢΦ
方向にさらに移動させようとするため、加工物５が左主
軸ｌ側のチャック３に押付けられ右主軸送り用サーボシ
ステムの発生トルクが急激に上昇する。そこで、その発
生トルクを検出し、予め設定されている摺動トルク値を
差し引いた実際の受渡し実トルク値が押付はトルク設定
値に到達したとき右主軸２のＺＢΦ方向の送りを止めて
そのプログラムブロックの実行を終了する。

又、受渡し動作中に一定周期毎に送り軸に発生したトル
クを検出して逐次平均値化しておき、現在の送り軸サー
ボモータの実トルク値からサンプリングにより平均値化
された実摺動トルク値を差引いた値が押付はトルク設定
値に到達したときに、右主軸２のＺＢΦ方向の送りを止
めてそのブロックの実行を終了する。ここで、モータ実
トルク値が押付はトルク設定値に到達してプログラムブ
ロックの実行を終了することを、以後トルクスキップと
称する。

第１図は、本発明の数値制御装置の一実施例における送
り軸サーボシステムのブロック図であり、Ａ部が本発明
に係る部分でありその他の部分は従来と同様の一般的な
サーボシステムである。

この動作例を第２図のフローチャート及び第３図のプロ
グラム例に基づいて以下に説明する。第３図のプログラ
ムについては、Ｇ１４にて加工物を把持する右主軸を指
定し、Ｇ２９にてｚ軸のトルクリミット値を設定し、Ｇ
２２にてトルクスキップ指令を行ない、０２８にて設定
したトルクリミット値をキャンセルするものである。次
に、第２図において、プログラム解釈部１３は、このよ
うな構成のプログラムをプログラムメモリ１２から読出
して解釈し、トルクリミット値指定コードＧ２９を検出
すると、それに続くトルクリミット値を［トルクリミッ
ト値−電流］変換部２４へ送る（ステップＳｔ）。［ト
ルクリミット値−電流］変換部２４はトルクリミット値
をサーボシステムのトルク、つまり電流値に変換して電
流（トルク）リミッタ１８に送る。電流（トルク）リミ
ッタ１８は、電流（トルク）指令演算部１７からのサー
ボシステムの電流指令値をパワー増幅部１９に送る際に
、上記電流値に相当するトルクに制限する。したがって
、プログラムで指令した値にサーボシステムの推力を制
限することが可能となる（ステップＳ２）。

次にプログラム解釈部１３は、トルクスキップ指令Ｇ２
２を検出すると（ステップＳ３）、軸移動を停止すべき
押付はトルク設定値をトルク値比較部２５へ送る（ステ
ップＳ４）。また、それと共にプログラムの各要素デー
タと合せてスキップ送り指令を仮想目標位置生成部１４
へ送る。仮想目標位置生成部１４は目標位置を位置指令
演算部１５へ送り、位置指令演算部１５はそれに基づい
て関数を発生させる（ステップＳ６）、速度指令演算部
１６は、位置指令演算部１５からの関数と位置検出器２
１からの検出位置とに基づいて速度指令を出力する。電
流（トルク）指令演算部１７は、速度指令演算部１６か
らの速度指令と位置検出器２１からの検出位置による［
位置→速度］変換部２２からの速度指令とに基づいてサ
ーボシステムの出力トルクを出力する。これによりサー
ボモータ２０は加工物を把持している右上軸２を左主軸
１の方向、つまりＺＢの方向に移動させようと回転する
。そして、加工物５の端面が左主軸１側のチャック３に
到達した後もサーボモータ２０は回転しようとするが、
サーボモータ回転軸をボールネジ及びサドルにより右主
軸２に機械的に結合されているので、実際には回転せず
サーボモータ２０は拘束状態となる。このときサーボモ
ータ２０は、サーボシステムが出しうる最大のトルクを
発生しようとするが、前述のように電流（トルク）リミ
ッタ１８により出力トルクが制限されているため、最終
的にプログラム指令したトルクリミット値にトルク上昇
が抑えられる。また、右主軸２が左主軸１への接近中に
［電流−トルク］変換部２３はサーボモータ２０の負荷
電流を検出してサーボモータ実トルク値を算出し、その
値をサンプリングととじ平均値化してトルク平均値メモ
リ２７に蓄えておく（ステップＳ９）。実トルク演算部
２６は、サーボモータ２０の実トルク値から過去のサン
プリングによるサーボモータ実トルクを平均値化した値
（実摺動トルク値）を差引き、得られた値をトルク値比
較部２５へ送る（ステップ５７）。トルク値比較部２５
は、このモータ実トルク値と実摺動トルク値との差、つ
まり押付は実トルク値と前述した押付はトルク設定値と
を比較しくステップｓａ）　、（２）式の条件が満たさ
れた場合に、仮想目標位置生成部１４ヘサーボシステム
軸移動停止指令を送る。

１押付は実トルク値ｌ≧押付はトルク設定値・・・・・
・（２） 仮想目標位置生成部！４は、そのサーボシステム軸移動
停止指令を受けると、位置検出器２１からの現在位置を
そのまま目標位置として位置指令演算部１５へ送る（ス
テップ５１０）。このとき速度指令演算部１６への入力
は零となり、サーボモータ２０の出力トルクが低減する
ので、加工物５への押し付は推力の増大を防ぐことがで
きる。また、トルク値比較部２５は、サーボシステム軸
移動停止指令を仮想目標位置生成部１４へ送ると共にプ
ログラムスキップ指令をプログラム解釈部１３へ送り、
プログラムを次ブロックへスキップさせる（ステップ５
ｌｌ）。

次に、ドルクリ主ット値キャンセルコードＧ２８をプロ
グラム解釈部１３が検出すると、トルクリミット値がキ
ャンセルされ、電流（トルク）リミッタ１８はサーボシ
ステムの出力トルクリミッタを解除しくステップ５１２
）、−全ての処理を終了する。

尚、上述した実施例においては、２主軸旋盤の右主軸Ｃ
取付けられたチャックにて把持した加工物を右主軸サー
ボシステムにより左主軸に取付けられたチャックに受渡
す制御について説明したが、左主軸に取り付けられたチ
ャックに把持された加工物を左主軸サーボシステムによ
り右主軸に取付けられたチャックに受渡す場合にも通用
できる。また、本発明はサブスピンドルと呼ばれる副主
軸付旋盤及び刃物台にピックオフチャックと呼ばれる装
置を装備した旋盤等にも適用できる。

尚、以上の説明では、主軸を送る際の送り軸モータの所
要トルクとして摺動トルクを用いているが、摺動抵抗以
外の送りに抗する抵抗及び摺動機構を持たない送り機構
の送りトルクに対しても同様な方法で補正できることは
明らかである。

（発明の効果） 以上のように本発明の数値制御装置によれば、ワークブ
ツシャ−等の補助装置を用いることなく加工物を正確に
受渡すことが可能となるので、加工精度の高い製品を迅
速に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の数値制御装置ブロック図、第２図は本
発明の動作手順を示すフローチャート、第３図は本発明
を説明するためのプログラム例、第４図（Ａ）〜（Ｄ）
は加工物の受渡しを説明するための図、第５図は従来に
おける数値制御装置のブロック図である。 １・・・左主軸、２・・・右主軸、３．４・・・チャッ
ク、５・・・加工物、１２・・・プログラムメモリ、１
３・・・プログラム解釈部、１４・・・仮想目標位置生
成部、１５・・・位置指令演算部、１６・・・速度指令
演算部、１７・・・電流（トルク）指令演算部、１８・
・・電流（トルク）リミッタ、１９・・・パワー増幅部
、２０・・・サーボモータ、２１・・・位置検出器、２
２・・・［位置→速度］変換部、２３・・・［電流→ト
ルク値］変換部、２４・・・［ドルクリよット値→電流
］変換部、２５・・・トルク値比較部、２６・・・実ト
ルク演算部、２７・・・トルク平均値メモリ、２Ｂ・・
・トルク平均値演算部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、加工物把持手段と、少なくとも１つに送り機構を備
   えた複数の主軸とを数値制御する数値制御装置において
   、前記主軸間で前記加工物把持手段に保持している加工
   物の受渡しを行なう場合、前記送り機構により前記主軸
   を送る際に、その駆動モータのトルクの検出を行なう検
   出手段と、前記検出手段による検出結果と予め設定され
   た押付けトルク値とを比較することにより、前記加工物
   が受渡し先の前記加工物把持手段に押付けられたことを
   判別する比較判別手段とを具備することを特徴とする数
   値制御装置。 ２、前記主軸を送る際の送り軸モータ所要トルクとして
   送りトルク値を予め設定しておき、前記検出手段は前記
   駆動モータに実際に発生するモータ実トルク値を検出し
   、前記比較判別手段は前記モータ実トルク値から前記送
   りトルク値を差引いた値と前記押付けトルク設定値を比
   較するようにした請求項１に記載の数値制御装置。 ３、前記送りトルク値は、前記主軸の送り中に前記駆動
   モータの実トルク値をサンプリングして逐次平均値化す
   ることにより得るようにした請求項２に記載の数値制御
   装置。