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    • 专利摘要:

    公开号:WO1990001829A1
    申请号:PCT/JP1989/000779
    申请日:1989-07-28
    公开日:1990-02-22
    发明作者:Katsuo Kohari；Shinichi Kono；Masaaki Fukukura
    申请人:Fanuc Ltd；
    IPC主号:H02P5-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 工作機械の同期運転 御方法
    [0003] 技 術 分 野
    [0004] 本発明 は、 2 つ の主軸を有す る工作機械の主軸の同期 運転制御装置 に 係 り 、 特 に精度良 く 2 つの主軸の回転数 を一致 さ せ る よ う に し た工作機械の同期運転制御方法 に 関す る 。
    [0005] 背 景 技 術
    [0006] 従来か ら マ ル チ ス ピ ン ド ルへ ッ ド ュ ニ ヅ ト の工作機械 は、 ワ ー ク の加工 に 際 し て よ り 短い ビ ー ス タ イ ム を実現 す る も の と し て 、 広 く 使用 さ れて い る 。 こ れ は、 例 え ば N C 旋盤 に 見 ら れ る よ う に 、 刃物合毎 に 2 本 ま た は そ れ 以上の主軸 を設 け、 そ れ ぞれ を独立の主軸モータ で制御 し 、 ワ ー ク の 取付 け 、 取外 し 時間 の短縮 を 図 る も の で あ っ た り 、 あ る レヽ は 、 異 な る 性能 の主軸 モ ー タ に よ り ワ ー ク 加工の融通性 を高め る も の で あ る 。
    [0007] こ う し た 複数 の主軸 で の ワ ー ク の 摑 み換 え に 際 し て は、 そ れ ぞれの主軸モ ー タ に 同 じ速度指令を与 え て、 速 度が一致 し た時点で回転 し た状態 に あ る ワ ー ク を俘止す る こ と な く 、 次の加工 に 移 る よ う に し て い る 。
    [0008] こ の よ う な従来の 2 主軸を同軸上 に対向 し て配置 し、 刃物合 は ど ち ら の主軸 に'あ る ワ ーク に対 し て も加工がで き る工作機械で は、 つ か み換え る と き の両主軸速度が確 実 に一致 し て い る 必要があ る 。 そ う し な い と 、 ワ ーク が チ ヤ ヅ ク に よ う て傷つ け ら れ た り 、 あ る い は変形す る お そ れが あ るか ら で あ る 。 し か し、 主軸モー タ が異な れ ば、 完全に回転速度が一致さ .せる こ と は困難であ り 、 ま た、 負荷によ っ て、 同じ速度指令であ っ て も回転速度が 変動する と い う 問題があっ た。
    [0009] そ こ で、 発明者ら は 2 つの主軸を有す る工作機械の第
    [0010] 1 主軸 と第 2主軸の速度偏差信号を第 2主軸の速度指令 に加算し、 第 2 主軸の速度指令を修正す る よ う に し た発 明 を な し 、 こ れ は既 に 出願さ れて い る （ 日 本国特許出 願 ； 特願昭 6 3 - 5 5 7 6 5 号） 。
    [0011] こ の場合に は、 主軸に同 じ速度指令を与え、 一方の主 軸を ト ルク制限す る こ と に よ り 、 同期運転してい る。 し か し、 こ う した方式のも ので は、 速度指令が ア ナ ロ グ信 号であれば主軸間に オ フ セ ッ 卜 が生 じ た り 、 ま た、 速度 フ ィ ー ドバ ッ ク信号の誤差等に よ り 、 一旦同期 したあ と で も そ の回転数がず れ る お そ れが あ る 。 こ の た め、 第 1 、 第 2 の主軸で同 じ ワーク を同時に摑んだ状態で切削 加工を行ない、 こ の加工に よ り ワーク を 2 つの部分に切 り 離す際に は、 更に同期の精度を高めかつそ の同期状態 を持続す る必要が生じ る。 つ ま り 、 同期ずれが生じ た埸 合に、 ワーク に無理な力が加わ っ て、 精度良い加工がで き な く な る と い う 問題があ つ た。
    [0012] 発 明 の 開 示
    [0013] 本発明は、 こ う し た問題点を解決すべ く な さ れたも の で、 N C装置か らデ ィ ジタ ル信号 と して速度指令を与え て、 主軸間の回転-数のずれを解消で き る新規な同期運転 制御方法を提供す る こ と を 目的 と し.てい る。 ま た、 2 つ の主軸を有す る工作機械の主軸を同期運転制御す る ため に、 2 つの主軸の位置が同 じ に なる よ う に制御する主軸 の同期運転制御装置を提供する こ と を 目的 と している。
    [0014] 本発明 に よ れば、 デ ィ ジ タ ル値の速度指令に よ り 速度 制御さ れる第 1 、 第 2 の 軸を備え た工作機械の同期運 転制御方法 に お い て 、 前記第 ' 1 、 第 2 の主軸に よ り 切削 加工さ れ る ワ ーク を同時に摑んだ際に同期運転モー ド指 令を供給す る ス テ ッ プ と 、 前記同期運転モー ド指令に よ り 設定さ れた モー ド で各主軸の制御回路への速度指令を 主軸の位置指令信号 と し て入力す る ス テ ッ プ と 、 こ の位 置指令信号 に基づいて前記各主軸の制御回路に よ り 位置 制御を行ない両主軸を同期回転制御す る ス テ ツ ブ と か ら 構成さ れる こ と を特徴 と す る工作機械の同期運転制御方 法が提供で き る 。
    [0015] ま た速度制御部 と 位置制御部 と を含む制御回路に よ り それぞれ制御さ れ る 2 つの主軸モータ を有 し、 こ れ ら主 軸モ ー タ に よ り そ れぞれ第 1 、 第 2 の主軸を独立に駆動 す る工作機械に お い て 、 こ れ ら ：？ つの主軸を同期運転制 御す る ための主軸の同期運転制御装置に おいて、 各主軸 の位置指令信号 と 速度指令信号と を選択 し てそれぞれ前 記各制御回路 に供給す る信号入力手段 と 、 前記各制御回 路の位置釗御部を速度制御部か ら分離す る分離手段と 、 こ の分離手段を制御 し、 かつ速度指令を位置指令に切換 る同期運転モー ド 設定手段 と を具備す る こ と を特徴 と す る主軸の同期運転制御装置が提供でき る。
    [0016] 本発明の主軸の同期運転制御装置は、 2 つの主軸に対 する速度指令を共通のデ ィ ジタ ル値に よ り 与えてお き、 同期運転制御モー ド が設定される と 、 各制御回路では こ のデ ィ ジタ ル値を位置指令.と して処理する よ う に してい る。 こ れに よ り 、 同期運転制御時に は、 2 つの主軸の位 gが同 じ に な る よ う に制御さ れ、 同期ず れを解消で き る。
    [0017] 図面の簡単な説明
    [0018] 第 1 図は、 本発明方法を適用で き る工作機械の一例を 示す機構説明図、 第 2 図は、 本発明の主軸の同期運転制 御装置の一例を示す制御プロ ッ ク図であ る。
    [0019] 発明を実施す る ための最良の形態
    [0020] 以下、 図面を用いて本発明の一実施例に ついて詳細に 説明する。
    [0021] 第 1 図は、 本発明方法を適用で き る工作機械の一例を 示す機構説明図であ る。 こ こ では、 同期運転制御される 2 つ の主軸モータ 1 0 . 1 ί がギヤ機構 1 2 ， 1 3 を介 して第 1 主軸 1 4 、 第 2 主軸 1 5 を回転させる、 例えば 旋盤の よ う な工作機械が想定されてい る。
    [0022] こ の第 1 主軸 1 4 に取付られた チ ャ ッ ク 1 6 と 、 第 2 主軸 1 5 側のチ ヤ 、ジ ク 1 7 と は、 同一の ワ ーク 1 8 を摑 み、 そ の状態で切削加工が行なわ れ る 。 そ し て一定の 間、 両主軸 1 4 , 1 5 を同期運転して、 ワーク 1 8 を 2 つの部分に完全に切り 離 し た あ と で は、 通常の速度制御 に よ り 、 そ れぞれの主軸モ ータ 制御回路 1 9 , 2 0 に供 給さ れる速度指令に よ り 独立 制御さ れる。
    [0023] こ の た め、 上記主軸モータ 1 0 , 1 1 に は速度検出器 2 1 , 2 2 が設け ら れ、 そ れ ら速度検出'器 2 1 , 2 2 か ら主軸モータ制御回路 1 9 , 2 0 に速度信号がフ ィ ー ド バ ッ ク さ れ、 更 に第 1 主軸 1 4 、 第 2 主軸 1 5 の制御回 路 1 9 , 2 0 に は、 そ れぞれの位置検出器 2 3 , 2 4 か ら の位置 フ ィ ー ド バ ッ ク 信号が供給さ れ、 同期運転モー ド 指令 に よ り 位置制御に切換え る よ う に してい る。
    [0024] こ う し た主軸同期運転モ ー ド が設定 さ れ る こ と に よ り 、 制御回路 1 9 , 2 0 へデ ィ ジタ ル値で与え ら れて い る指令速度が位置指令 と し て 理さ れ、 各位置検出器 2
    [0025] 3 , 2 4 か ら の位置フ ィ ー ド バ ッ ク 信号に よ り 主軸 1
    [0026] 4 , 1 5 の位置制御を行 な う こ と がで き る 。 そ の結果、 同期運転の精度 は高め ら れか つ そ の同期状態が持続さ れ、 ワ ーク 1 8 に対す る 負荷も軽減さ.れる。
    [0027] 第 2 図は、 本発明の主軸の同期運転制御装置の一例を 示す制御ブ ロ ッ ク 図であ り 、 上記主軸モータ 1 0 , 1 1 に つ い て 、 同様の制御が行なわれる。 '
    [0028] 例 え ば主軸 モ ー タ 1 1 側 に つ い て説明す る と 、 主軸 モータ 1 1 は、 ギ ヤ機嵇 1 3 を介 し て第 2 主軸 1 5 を回 転せ しめ る ための も ので、 第 2 主軸 1 5 に設けた位置検 出器 2 4 の位置フ ィ ー ド バ ッ ク 信号は、 減算器 2 5 に入 力さ れ る 。 主軸モ ータ 1 1 の速度検出器 2 2 か ら は、 速 度 フ ィ ー ド バ ッ ク 信号が減算器 2 6 に入力さ れ、 更に主 軸モータ 1 1 の動力線か ら検出 される電流フ ィ ー ド バ 、ク ク信号は、 減算器 2 7 に入力さ れている。
    [0029] 上記減算器 2 5 に ほ、 N C か ら の速度指令がデ ィ ジタ ル値でスィ ッ チ s w i を介 して主軸モータ 1 1 への位置 指令 と して供給される。 減算器 2 5 の出力は位置偏差と して位置制御回路 2 8 に供給され、 こ の位置制御回路 2 8 の出力ほ、 スィ ッ チ s w 2. を介して速度指令と して上 記減算器 2 6 に供給さ れる。 こ の減算器 2 6 に は、 同期 運転モー ド指令がない時に、 先のデ ィ ジタ ル値がス イ ツ チ s w i を介 して速度指令と し て供給さ れる。 こ の と き ほ、 上記スィ ッ チ S W 2 は開に設定される こ と に よ り 、 制御回路の位置制御部が速度制御部か ら分離される。
    [0030] つ ま り 、 同期運転モー ド指令時に各制御回路 1 9 , 2 0 に同一のデ ィ ジタ ル値を供給する こ と に よ り 、 減算器 2 6 で形成さ れる速度偏差は、 同期運転時に は位置制御 回路 2 8 の出力を基準 と し て 、 2 つの主軸 1 4 , 1 5 が 同期運転制御さ れる。 ま たそ れぞれ独立 して速度制御す る場合に は、 上記デ ィ ジタ ル値を速度指令 と す る よ う に ス イ ッ チ S W i , S W 2 を切換えれば良い。 そ して こ の 速度偏差は速度制御回路 2 9 に入力され、 それが比例積 分処理され、 ト ルク指令 と し て上記減算器 2 7 に供給さ れる。 こ の減算器 2 7 か らの電流フ イ ー ド ノ ッ ク信号 と の間の偏差信号に基づ き、 電流制御回路 3 0 、 電力増幅 回路 3 1 に よ り 主軸モータ 1 1 が運転されてい る。
    [0031] こ の よ う に上記 2 つのス ィ ッ チ S W i , S W 2 は、 同 期運転モー ド指令がオ ン の場合に 、 それぞれ接点 1 側に 切換え ら れ、 通常の独立運転時 は上記モー ド指令がォ フ と され、 その場合に各ス ィ ッ チは接点 2 側に倒されて い る。 つ ま り 、 同期運転モー ド指令があ る と 、 ス ィ ッ チ S W 2 が閉 じ、 スィ ッ ^ s w i を介 し て両主軸 1 4 , 1 5 の制御回路 1 9 , 2 0 への速度指令が主軸の位置指令 信号 と して入力さ れ、 こ れ に よ り 位置制御が行なわれる よ う に なる。
    [0032] こ の よ う に 、 第 1 、 第 2 の主軸側の チ ャ ッ ク 1 6 , 1 7 で切削加工さ れる ワ ーク を同時に摑ん だ際に同期運転 モー ド 指令を供給すれば、 位置検出器 2 3 , 2 4 か ら の フ ィ 一 ド バ ッ ク信号に よ り 主軸の位置に基づいて速度制 御さ れ る か ら 、 2 つの主軸モータ 1 0 , 1 1 の特性の差 異ゃ、 主軸 と の間の ギヤ比が異 な る 場合 で あ っ て も 、 ワ ーク に無理な力を加え る こ.と な く ； 主軸の回転は確実 に同期が と ら れ る こ と に な る 。
    [0033] 以上、 本発明の一実施例を説明 し たが、 本発明は こ れ に限定さ れる も ので な く 、 本発明の要旨の範囲内で種々 の変形が可能であ っ て、 こ れ ら を本発明の範囲か ら排除 す る も の で は ない。
    [0034] 産業上の利用可能性
    [0035] 本発明の主軸の同期運転制御装置は、 主軸の位置検出 を行な う こ と に よ り 、 主軸間の回転数のずれが確実に解 消で き 、 しか も同期運輊モー ド指令を与えて、 速度指令 を位置指令に切換る だ けで良 く 、 特に 2 つの主軸が異な る ギヤ比で運転さ れる場合に も 、 容易 に 同期を取る こ と がで き る 。 .
    权利要求:
    Claims請 求 の 範 囲
    ( 1 ) デ ィ ジ タ ル値の速度指令に よ り 速度釗御さ れ る 第 1 、 第 2 の主軸を備え た工作機械の同期運転制御方法 は、 以下のステ ッ プを有する ：
    前記第 1 、 第 2 の主軸に よ り 切削加工される ワーク を 同時に摑んだ際に同期運転モ ー ド指令を供給する ステ ツ ブ ；
    前記同期運転モー ド指令に よ り 設定さ れた モー ド で各 主軸の制御回路への速度指令を主軸の位置指令信号 と し て入力す る ス テ ツ ブ ；
    こ の位置指令信号に基づい て前記各主軸の制御回路に よ り 位置制御を行ない両主軸を同期回転制御す る ス テ ツ ブ。
    ( 2 ) 速度制御部 と 位置制御部 と を含む制御回路 に よ り それぞれ制御され る 2 つの主軸モータ を有 し、 こ れ ら 主軸モ ー タ に よ り それぞれ第 1 、 第 2 の主軸を独立に駆 動す る 工作機械 に お い て 、 こ れ ら 2 つ の主軸を同期運 転制御す る た めの主軸の同期運.転制御装置は、 次 を舍 む ：
    各主軸の位置指令信号 と 速度指令信号 と を選択 してそ れぞれ前記各制御回路に供給する信号入力手段 ；
    前記各制御回路の位置制御部を速度制御部か ら分離す る分離手段 ；
    こ の分離手段を制御 し、 かつ速度指令を位置指令に切 換る同期運転モ ー ド設定手段。 .
    ( 3 ) 前記速度指令をデ ィ ジタ ル値と して入力する こ と を特徴 と する請求の範 II第 （ 1 ) 項記載の主軸の同期 運転制御装置。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    EP0137857A4|1987-07-23|Numerical control method.
    US4827814A|1989-05-09|Lathes
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    DE112011105698T5|2014-07-17|Numerische-Steuerung-Vorrichtung
    EP0098309B1|1991-05-29|Numerical control machining system
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    US5083066A|1992-01-21|
    DE68925421D1|1996-02-22|
    KR900701467A|1990-12-03|
    DE68925421T2|1996-05-30|
    EP0401375B1|1996-01-10|
    JPH0241694A|1990-02-09|
    JP2824648B2|1998-11-11|
    EP0401375A4|1993-12-15|
    EP0401375A1|1990-12-12|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1990-02-19| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1989908860 Country of ref document: EP |
    1990-02-22| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): KR US |
    1990-02-22| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): CH DE FR GB |
    1990-12-12| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1989908860 Country of ref document: EP |
    1996-01-10| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1989908860 Country of ref document: EP |
    2004-11-22| WWW| Wipo information: withdrawn in national office|Ref document number: 1989908860 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP63193146A|JP2824648B2|1988-08-02|1988-08-02|工作機械の主軸同期運転制御装置及びその方法|
    JP63/193146||1988-08-02||DE68925421T| DE68925421T2|1988-08-02|1989-07-28|Regelungsverfahren des synchronisierten betriebs einer werkzeugmaschine|
    EP89908860A| EP0401375B1|1988-08-02|1989-07-28|Method of controlling synchronized operation of a machine tool|
    KR90700684A| KR940008497B1|1988-08-02|1989-07-28|공작기계의 동기운전 제어방법 및 그 장치|
    KR1019900700684A| KR900701467A|1988-08-02|1989-07-28|공작기계의 동기운전 제어방법 및 그 장치|
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