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    • 专利摘要:

    公开号:WO1990002367A1
    申请号:PCT/JP1989/000873
    申请日:1989-08-28
    公开日:1990-03-08
    发明作者:Shinichi Kono；Hironobu Takahashi
    申请人:Fanuc Ltd；
    IPC主号:G05B19-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 数値制御装置
    [0003] 技 術 分 野
    [0004] 本発明 は、 主軸モ ー タ の主軸原点復帰動作 を改善 し た 数値制御装置 に 関 し、 特 に 1 ス テ ッ プ の原点復帰、指令を 実行す る だ け で主軸が原点復帰す.る よ う に構成さ れ た数 値制御装置 に 関す る 。
    [0005] 背 景 技 術
    [0006] 一般 に マ シニ ン グセ ン タ 或 は数値制御旋盤等の数値制 御 さ れ る 工作機械 で は 、 自 動工具交換等 の 場合 に 主軸
    [0007] ( ス ビ ン ド ル ） を予め定め ら れ た機械原点 に 停止 さ せ る た め の オ リ エ ン テー シ ョ ン機能 を必要 と し て レヽ る 。 こ の 種の オ リ エ ン テー シ ョ ン機能を実現す る た め の原点復帰 指令の方式 と し て は、 主軸モ ー タ と は別 に サー ボモ ー タ 等 を 別 途設 け る方式、 あ る レ、 は ス ピ ン ド ル ア ン プ に 主軸 原点復帰機能を持 た せ、 N C 装置か ら オ リ エ ン テ 一 シ ョ ン に 必要 な指令を与 え る 方式 な ど が採用 さ れ て レヽ る 。
    [0008] し か し 、 サ ー ボ モ ー タ を別途設 け る 方式 で は 、 機械的 な構成が複雑 に な る こ と を避 け ら れず、 主軸の原点復帰 の た め の モ ー タ を設置 し な け れ ばな ら ない と レヽ ぅ 経済上 の デ メ リ ト も あ る 。 ま た 、 ス ビ ン ド ル ア ン ブ 内 に 主軸 原 点復帰機能 を設 け る も の で は 、 N C 装置 か ら の 指令 や、 原点の設定指令等の信号系統が複雑 に な っ て 、 1 ス テ ツ ブの原点復帰指令で は主軸の位置決め制御が行 な え な い。 し た が っ て N C 装置 を運転す る た め に は、 数値制 御さ れるェ ί乍機械の種類に よ り 指令ブロ グ ラ ム ステ ツ ブ が変更されな く て は な ら ない と い う 問題があ つ た。
    [0009] 発 明 の 開 示
    [0010] 本発明ほ、 こ う し た問題点を解決すべ く な さ れた も の で、 ス ピ ン ド ル ア ン ブ側に一回転信号か ら機械原点ま で の距離を設定して おいて、 機械原-点か ら停止位置ま での 距離を指令する だけで簡易 に原点復帰を指令で き る数値 制御装置を提供す'る こ と を 目 的 と してい る 。
    [0011] 本発明 に よれば、 制御対象を位置信号に よ り 位置制御 す る こ と が可能な主軸モータ を原点復帰制御す る ための 機能を有する数値制御装置であ っ て、 前記主軸モータ駆 動ア ン プ に前記制御対象のダ リ ッ ド シ フ ト 量を設定する 設定手段 と、 位置制御モ ー ド指令に よ る位置制御運転中 に停止目標位置までの距離を指令する指令手段 と 、 前記 主軸モ ー タ に よ る位置制御状態を監視す る監視手段 と を 具備す る数値制御装置が提供で き る 。 - 従っ て太発明の数値制御装置は、 工作機械等の C N C 運転に先立っ て -、 その主軸モータ と 制御対象 と の関係で 決ま る グ リ ッ ド シ フ ト Sをス ピ ン ド ル ア ン ブ側に設定し て おいて、 定位置停止指令に先立っ て転送さ れる加工開 始点に対応し た位置データ と ダ リ ッ ド シ フ ト量 と を加算 する よ う に してい る ので、 ス ピ ン ド ル ア ン ブ側に原点復 帰指令が出力される と 自動的 に位置制御 に移行して、 目 標位置に対す る原点復帰動作が開始され、 かつ主軸を加 ェ開始点に位置決めす る こ と がで き る。 し たが っ て、 主 軸 を C 軸加工の加工開始点 に 位置決め制御す る と き に 、 1 ス テ ッ プ の原点復帰指令を実行す る だ け で済 む。
    [0012] 図面の簡単な説明
    [0013] 第 1 図 ほ、 本発明の一実施例を示す ブ ロ ッ ク 図、 第 2 図は、 主軸原点復帰の動作を説明す る た めの図、 第 3 図 は 、 原点復帰動作 の手順 を示す タ イ ミ ン グ図、 第 4 図 は、 同実施例の原点復帰動作の手順を示す流れ図、 第 5 図 は 、 C 軸 制 御 の 流 れ を 示 す フ ロ ー チ ャ ー ト 図 で あ る 。
    [0014] 発明 を実施す る た め の最良の形態
    [0015] 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 。
    [0016] 第 1 図 は、 数値制御装置 C N C に よ り 釗御 さ れ る 主軸 S P と ス ピ ン ド ル ア ン ブ S P A と を示 し て レヽ る 。 図 に お レ、 て 、 1 は 専 用 の マ イ ク ロ プ ロ セ ッ サ や メ モ リ か ら 構成 さ れ -る 主軸制御部 で あ り 、 上記 C N C か ら の指-令 に基づ い て S P A に速度指令等 を 出力 し て レ、 る 。 ス ピ ン ド ル ァ ン ブ S P A は 、 エ ラ 一 カ ウ ン タ 2 、 速度 ア ン プ 3 、 電流 ア ン プ 4 等か ら構成 さ れ、 主軸モー タ 5 を指令 さ れ た速 度で回転制御す る 。 こ の主軸モ ー タ 5 に は速度検出器 6 が設 け ら れ、 演算器 7 に速度 フ ィ ー ド バ ッ ク 信号 V f が 帰還さ れて レヽ る 。 ま た 、 湞算器 8 に は電流 フ ィ ー ド バ ッ ク 信号 I f が帰還さ れて い る 。
    [0017] 上記主軸モ ー タ 5 は ギヤ機構 9 を介 し て主軸 S P に そ の ト ルク が伝達 さ れ、 更 に ギ ヤ機構 1 0 を介 し て ワ ー ク 等の制御対象 1 1 を駆動 している 。 1 2 は制御対象 1 1 の制御位置を検出する ための位置検出器であ る。 こ の位 置検出器 1 2 は、 上記主軸制御部 1 に位置フ ィ ー ド パッ ク パルス P f と一回転パスル P i と を供給 してお り 、 ま た位置フ ィ ー ド ノ ッ ク パルス P f は C N C か らス ピ ン ド ル ア ン ブ S P A に与え られる位置-指令と の間で誤差演算 を行な う 演算器 1 3 に帰還されて い る 。
    [0018] 第 2 図ほ、 上記構成の主軸モータ 5 を使用 して主軸の 位置制御 を行な う と き の動作位置を説明す る も の で あ り 、 こ こ で は上記位置検出器 1 2 の検出パ ル ス に対応す る回転角位置と して、 制御対象 1 1 の動作位置が示さ れ て レ、 る 。 今、 C N C か ら の位置制御指令が C軸制御モ ー ド指令 と し て出力されてお り 、 主軸が任意の初期停止位 置 P a か ら時計周 り で一回転信号検出点 P b を通過す る 場合を想定し てい る。 P c は制御対象 1 1 に固有に設定 された機械原点であ り 、 上記 P b と P c .の間のグ リ ッ ド シ フ ト 量 P 2 ほ予め上記主軸制御部 1 内に設定される。 ま た、 P d は C軸加工を行な う ための加工開始点等の制 御 目標位置であ っ て、 機械原点 P c か ら こ の 目標位置 P d ま-での距離に対応す るパルス数 P 5 は、 C N C か ら上 記 エ ラ ー カ ウ ン タ 2 に 所定の タ イ ミ ン グ で設定 さ れ る 。
    [0019] 第 3 図ほ 、 C N C と ス ビ ン ド ル ア ン ブ S P A と の間で や り と り さ れる信号のタ イ ミ ングを示す図、 第 4 図は、 原点復帰動作の手順を示す流れ図であ る。 こ の タ イ ミ ン グ図 と 、 上記 C N C 、 S P A 内 で の信号 処理手順を示す流れ図を参照 し なが ら 、 第 1 図の実施例 の動作 に つ い て説明す る 。 ま ず C N C 内で位置制御モ 一 ド 指令 S C S Lがオ ン し、 そ れが C N C か ら主軸側 に 出力 さ れ る 。 こ れ に よ り 、 そ れ ま で の通常の主軸速度制御が行 な われ て い た S P A 側で は、 主軸モ ー タ 5 を減速 し て主 軸 S P を 任意の初期停止位置 P a に 停止 さ せ る 。 そ の 後、 エ ラ ー カ ウ ン タ 2 を リ セ ッ ト し 、 原点復帰指令 R N M S が オ ン す る ま で待機す る 。 こ の間 ほ C N C で は主軸制御 部 1 に 設定 さ れ る 移動指令 レ ジ ス タ の デー タ H を無視す る 。
    [0020] こ う し て位置制御可能 な状態 に な っ た ス ピ ン ド ル ア ン ブ S P A 側で は、 位置制御状態信号 S C S Tがオ ン し 、 そ れ を検出 し た C N C 側で原点復帰指令 R N M Sがオ ン す る 。 こ の原点復帰指令 R N M Sに よ り C N C は そ の指令速度が一回 転信号 P i を検出可能 な速度、 つ ま り 検出速度 ·に よ り 主 軸 を 回転 さ せ て、 一回転信号 P i を検出 す る と 、 エ ラ 一 カ ウ ン タ 2 に 指令位置 P ( = P 2 + P 3 ) を セ ッ 卜 し 、 か つ位置検出器 1 2 を含む位置ル一 ブ を閉 じ る 。 主軸側 で の位置ルー プの形成 に よ り 、 位置信号 P 0 S が C N C 側 に 転送 され、 S P A が位置制御 に移行 し た こ と が知 ら さ れ る 。 こ れ に よ り C N C で は原点復帰指令 R N M Sを 解 除 し 、 移動指令を有効 に す る 。 つ ま り C N C か ら 主軸側の 移動指令領域 に 出力 さ れ る デー タ は、 原点復帰指令 R N M S がオ ン の場合 に のみ機械原点 P c か ら 指令停止位置 P d ま での距離に対応す る パルス数 P 5 を示す こ と に な る。 その後、 C N C、 S P A 内で ほ C軸制御の信号処理に移 行する。
    [0021] 第 5 図ほ、 上記第 4 図の制御フ ローを C軸制御の流れ と して ま と めたも のである。
    [0022] 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 っ て、 こ れ ら を本発明の範囲か ら排除 す る も ので ほ ない。
    [0023] 産業上の利用可能性
    [0024] 本発明の数値制御装置ほ、 主軸モータ を制御 して C軸 制御を行な う と き 、 出力 された原点復帰指令 R N M Sに対 し てすみやか に対応で き 、 かつ信号のや り と り が簡単に な る か ら、 C N C側の負担を少な く して精度良い制御が可 能に なる。
    权利要求:
    Claims請 求 の 範 囲
    ( 1 ) 制御対象を位置信号に よ り 位置制御す る こ と が 可能な主軸モータ を原点復帰制御す る ため の機能を有す る数値制御装置は、 次を含む ：
    前記主軸モータ制御 ア ン プ に前記制御対象のダ リ ッ ド シ フ ト 量を設定す る設定手段 ； .
    位置制御モ ー ド指令 に よ る位置制御運転中 に停止 目 標 位置 ま での距離を指令す る指令手段 ；
    前記主軸モー タ に よ る位置制御状態を監視す る監視手 段。
    ( 2 ) 前記位置制御モ ー ド指令は、 C 軸加工を指令す る C 軸モー ド 指令で あ っ て、 前記主軸モータ を原点復帰 す る た めの指令 に先立っ て C軸モ ー ド指令を出力 し、 主 軸を c 軸加工の加工開始点 に位置決め制御す る よ う に し た こ と を特徴 と す る請求の範囲第 （ 1 ) 項記載の数値制 御装置。
    ( 3 ) 前記制御対象の位置制御は、 主軸モ ー タ 制御 ァ ン ブ内 に設 け た エ ラ ー カ ウ ン タ に よ り 行 な レ、、 か っ こ の エ ラ ー カ ウ ン タ の内容を監視す る こ と に よ り 位置決め制 御の終了 を検知す る よ う に し た こ と を特徴 と す る請求の 範囲第 （ 2 ) 項記載の数値制御装置。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    US4748387A|1988-05-31|DC brushless motor driving method and apparatus for accurately controlling starting position of rotor
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    US4518308A|1985-05-21|Manipulator apparatus
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    US20030090230A1|2003-05-15|Synchronization control method and synchronization control device
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE68920569T2|1995-05-04|
    US5081407A|1992-01-14|
    DE68920569D1|1995-02-23|
    JPH0261701A|1990-03-01|
    EP0383947B1|1995-01-11|
    EP0383947A4|1991-07-03|
    KR900702431A|1990-12-07|
    EP0383947A1|1990-08-29|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1990-03-08| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): KR US |
    1990-03-08| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): CH DE GB |
    1990-03-14| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1989909628 Country of ref document: EP |
    1990-08-29| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1989909628 Country of ref document: EP |
    1995-01-11| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1989909628 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP21429788A|JPH0261701A|1988-08-29|1988-08-29|Numerical controller|
    JP63/214297||1988-08-29||KR1019900700879A| KR900702431A|1988-08-29|1989-08-28|수치 제어장치|
    EP19890909628| EP0383947B1|1988-08-29|1989-08-28|Numerical controller|
    DE1989620569| DE68920569T2|1988-08-29|1989-08-28|Numerische steuerung.|
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