JP2014115888A - Numerical control device - Google Patents
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Abstract
【課題】ワークや工具の損傷を防止しつつワークを加工させることができる数値制御装置を得ること。
【解決手段】被加工物を切削加工する際に用いる工具への速度指令に基づいて、工具を移動させる軸の単位時間あたりの軸移動量を移動量情報として算出する補間処理部16と、移動量情報に基づいて工具を軸移動させる移動指令を生成し、サーボ軸アンプ5と主軸アンプ6に移動指令を送信する通信処理部17と、を備え、通信処理部17は、切削加工中に、軸を軸移動させる際の加減速パラメータとして、ユーザからユーザ加減速パラメータが指定されると、ユーザ加減速パラメータを用いて移動指令を生成し、ユーザからユーザ加減速パラメータが指定されなければ、切削加工を行う工作機械に応じて予め設定されている標準加減速パラメータを用いて移動指令を生成する。
【選択図】図5A numerical control device capable of machining a workpiece while preventing damage to the workpiece or tool.
An interpolation processing unit for calculating, as movement amount information, an axis movement amount per unit time of an axis for moving a tool based on a speed command to the tool used when cutting a workpiece. The communication processing unit 17 generates a movement command for moving the tool based on the quantity information, and transmits the movement command to the servo axis amplifier 5 and the main shaft amplifier 6, and the communication processing unit 17 If the user acceleration / deceleration parameter is specified by the user as the acceleration / deceleration parameter when moving the axis, a movement command is generated using the user acceleration / deceleration parameter. If the user acceleration / deceleration parameter is not specified by the user, cutting is performed. A movement command is generated using standard acceleration / deceleration parameters set in advance according to the machine tool performing the machining.
[Selection] Figure 5
Description
本発明は、主軸速度または送り速度を変化させながら工作機械を制御する数値制御装置に関する。 The present invention relates to a numerical controller that controls a machine tool while changing a spindle speed or a feed speed.
切削加工を行う工作機械は、数値制御(NC:Numerical Control)装置などによって制御されている。従来、工作機械の機械メーカが、各工作機械の機械特性に合わせて、工作機械の主軸やサーボ軸の加減速パラメータを設定していたので、ユーザが加減速パラメータを変更することはできなかった。機械メーカが設定する加減速パラメータは、指令に対して素早い追従ができるようなパラメータなどである。 A machine tool that performs cutting is controlled by a numerical control (NC) device or the like. Traditionally, machine tool manufacturers have set acceleration / deceleration parameters for machine tool spindles and servo axes according to the machine characteristics of each machine tool, so the user could not change the acceleration / deceleration parameters. . The acceleration / deceleration parameters set by the machine maker are parameters that can quickly follow the command.
加減速パラメータを構成する要素としては、加減速パターン、加減速時定数、位置ループゲイン、速度ループゲインなどがある。加減速パターンは、軸停止から指令速度まで加速する際の速度指令などの様子であり、ステップ加減速、傾き一定加減速、ソフト加減速、一次遅れ加減速、指数関数加減速などがある。 Elements constituting the acceleration / deceleration parameters include an acceleration / deceleration pattern, an acceleration / deceleration time constant, a position loop gain, and a speed loop gain. The acceleration / deceleration pattern is a state of a speed command when accelerating from the axis stop to the command speed, and includes step acceleration / deceleration, constant acceleration / deceleration, soft acceleration / deceleration, primary delay acceleration / deceleration, exponential function acceleration / deceleration, and the like.
例えば、加減速パラメータを変更する機能として加減速選択機能がある。この加減速選択機能は、回転させるワークや取り付け具の重量および形状によって大きく変化するイナーシャに応じた加減速パラメータの選択を行い、振動や加減速時の振込みなどを抑制する機能である。 For example, there is an acceleration / deceleration selection function as a function for changing acceleration / deceleration parameters. This acceleration / deceleration selection function is a function for selecting acceleration / deceleration parameters according to the inertia that varies greatly depending on the weight and shape of the work to be rotated and the fixture, and suppressing vibrations and transfer during acceleration / deceleration.
ワークに対する加工形状によっては、ワークに対して工具の当たる面積が変化するタイミングがある。その際、工具刃物への負荷軽減および加工面品位の向上を狙う目的で切削送り速度、主軸速度の切削条件を変更することがある。ところが、通常の切削送りや主軸の回転速度は、機械メーカで予め調整された加減速パターンや加減速時定数で、加速および減速するので、ユーザが加減速パラメータを任意に設定することはできない。このため、前述した加減速選択機能を用いても、標準パラメータとは別に、あらかじめ機械メーカによって設定されたイナーシャ毎のパラメータが選択できるにすぎず、イナーシャの等しいワークに対して、加減速パラメータを任意に変更することはできなかった。 Depending on the machining shape of the workpiece, there is a timing at which the area of the tool hitting the workpiece changes. At that time, the cutting conditions of the cutting feed speed and the spindle speed may be changed for the purpose of reducing the load on the tool blade and improving the quality of the machined surface. However, the normal cutting feed and spindle rotation speed are accelerated and decelerated with an acceleration / deceleration pattern and acceleration / deceleration time constant adjusted in advance by the machine manufacturer, so the user cannot arbitrarily set the acceleration / deceleration parameters. For this reason, even if the acceleration / deceleration selection function described above is used, parameters for each inertia set in advance by the machine manufacturer can be selected separately from the standard parameters, and acceleration / deceleration parameters can be set for workpieces with the same inertia. It could not be changed arbitrarily.
また、荒加工パスから仕上げ加工パスに切り替わる際に送り速度や主軸速度の条件を変更するような切削を行う場合、主軸速度がステップ的に上がるとワークに傷ができる。この傷を防ぐため、いったんワークから工具を逃がす動作指令を挿入したのち、主軸速度を変更することがある。 Further, when cutting is performed to change the feed speed and spindle speed conditions when switching from the roughing path to the finishing path, the workpiece can be damaged when the spindle speed increases stepwise. In order to prevent this scratch, the spindle speed may be changed after inserting an operation command to release the tool from the workpiece.
また、切削加工中にワークから刃物を離さないままで主軸速度指令を変更した場合、主軸速度指令はパラメータで決められた時定数で加減速するが、急な回転速度の変化によりワークに傷が発生する。同様に、ワークから刃物を離さないままで切削送り速度を変更した場合もワークに傷が発生する。 In addition, if the spindle speed command is changed without cutting the tool from the workpiece during cutting, the spindle speed command is accelerated or decelerated with the time constant determined by the parameter. Occur. Similarly, when the cutting feed rate is changed without removing the blade from the workpiece, the workpiece is damaged.
このような問題に対して、加工の開始時点および終了時点で、加工負荷の変動を吸収させるために、送り速度や主軸速度を断続的に変化させる方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この方法では、加工プログラムの指令ブロック開始時または指令ブロック終了時に所定の期間だけ送り速度を断続的に変更している。 To solve such problems, a method of intermittently changing the feed speed and the spindle speed has been proposed in order to absorb the fluctuation of the machining load at the start time and the end time of the machining (for example, Patent Document 1). reference). In this method, the feed rate is intermittently changed for a predetermined period at the start or end of the command block of the machining program.
しかしながら、上記従来の技術では、加工プログラムのブロック実行途中から速度変化率の制御を行うことができない。このため、急な主軸速度や送り速度の変化が発生した場合に、ワークや工具を損傷させてしまう場合があるという問題があった。 However, in the above-described conventional technique, it is not possible to control the speed change rate during the execution of the machining program block. For this reason, there is a problem that the workpiece or the tool may be damaged when a sudden change in the spindle speed or feed rate occurs.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ワークや工具の損傷を防止しつつワークを加工させることができる数値制御装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a numerical control device capable of processing a workpiece while preventing damage to the workpiece or tool.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、被加工物を切削加工する際に用いる工具への速度指令に基づいて、前記工具を移動させる軸の単位時間あたりの軸移動量を移動量情報として算出する補間処理部と、前記移動量情報に基づいて前記工具を軸移動させる移動指令を生成し、前記工具を駆動する駆動部に前記移動指令を送信する通信処理部と、を備え、前記通信処理部は、前記切削加工中に、前記軸を軸移動させる際の加減速パラメータとして、ユーザからユーザ加減速パラメータが指定されると、前記ユーザ加減速パラメータを用いて前記移動指令を生成し、ユーザから前記ユーザ加減速パラメータが指定されなければ、前記切削加工を行う工作機械に応じて予め設定されている標準加減速パラメータを用いて前記移動指令を生成することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides an axis movement per unit time of an axis for moving the tool based on a speed command to the tool used when cutting the workpiece. An interpolation processing unit that calculates an amount as movement amount information, a communication processing unit that generates a movement command for axially moving the tool based on the movement amount information, and transmits the movement command to a drive unit that drives the tool; When the user acceleration / deceleration parameter is designated by the user as the acceleration / deceleration parameter when the shaft is moved during the cutting process, the communication processing unit uses the user acceleration / deceleration parameter. When a movement command is generated and the user acceleration / deceleration parameter is not designated by the user, the transfer command is generated using a standard acceleration / deceleration parameter preset according to the machine tool performing the cutting process. And generating a command.
本発明によれば、ワークや工具の損傷を防止しつつ工作機械にワークを加工させることができるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to cause a machine tool to process a workpiece while preventing damage to the workpiece or tool.
以下に、本発明の実施の形態に係る数値制御装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, a numerical controller according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態
図1は、実施の形態に係る数値制御装置の構成を示すブロック図である。数値制御(NC:Numerical Control)装置10Xは、加工プログラム(NCプログラム)を用いて工作機械20Xを制御するコンピュータなどの装置である。工作機械20Xは、サーボ軸(送り軸)と主軸を用いて刃物などの工具(図示せず)を動作させ、これによりワーク(被加工物)への切削加工などを行う機械である。
Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a numerical control apparatus according to an embodiment. A numerical control (NC)
本実施の形態の数値制御装置10Xは、工作機械20Xの機械メーカなどが出荷時に設定した加減速パラメータ(標準加減速パラメータ)とは別に、ユーザが設定可能な加減速パラメータ(ユーザ加減速パラメータ)が登録されたユーザ加減速パラメータテーブル(後述のサーボ軸パラメータ101A、主軸パラメータ101B)を具備している。数値制御装置10Xは、ユーザからの指示に従って、切削加工中の任意の位置で主軸およびサーボ軸の加減速パラメータ(速度の変化率)を変更する。換言すると、数値制御装置10Xは、切削送り中の任意のタイミングでユーザが指定した加減速パラメータに従って、主軸速度(主軸の回転速度)およびサーボ軸の速度(切削送り速度)を加速または減速させる。
The
数値制御装置10Xは、工作機械20Xに接続されており、工作システム100Xは、数値制御装置10Xと工作機械20Xとを備えて構成されている。工作機械20Xは、指示入力部21、ラダープログラム記憶部22、パラメータ入力部23、表示部24を備えている。
The
また、数値制御装置10Xは、機械I/O入出力処理部11X、サーボ軸パラメータ記憶部15A、主軸パラメータ記憶部15B、補間処理部16、通信処理部17、加減速バッファ18A、加減速バッファ18B、I/O信号記憶部(機械I/O出力信号記憶部)19を備えている。
The
工作機械20Xの指示入力部21へは、切り込み量の変化や主軸の負荷状態を見ながら、ユーザによってユーザ加減速設定信号(ユーザ加減速選択信号)と加減速番号(ユーザ加減速選択番号)が入力される。ユーザ加減速設定信号は、ユーザが指定した加減速パラメータを用いて切削加工を行うか否かを示す信号(オン/オフ)である。加減速番号は、ユーザによって指定された加減速パラメータの種類を示す番号(識別情報)であり、サーボ軸パラメータ101A、主軸パラメータ101Bの何れか1つを指定する情報である。指示入力部21は、入力されたユーザ加減速設定信号や加減速番号を、数値制御装置10Xの選択部13Xに送る。
A user acceleration / deceleration setting signal (user acceleration / deceleration selection signal) and an acceleration / deceleration number (user acceleration / deceleration selection number) are displayed on the
ラダープログラム記憶部22は、工作機械20Xで用いるラダープログラムを記憶するメモリなどである。工作機械20Xは、ラダープログラムから種々の指令(主軸回転指令や送り速度指令など)を読み出しながら動作する。工作機械20Xが動作中に用いている主軸回転指令などは選択部13Xによって読み出される。
The ladder
パラメータ入力部23へは、予めユーザによってサーボ軸パラメータ101Aと主軸パラメータ101Bが入力される。サーボ軸パラメータ101Aは、サーボ軸の加減速パラメータを格納するデータテーブルであり、主軸パラメータ101Bは、主軸の加減速パラメータを格納するデータテーブルである。
Servo axis parameters 101A and spindle parameters 101B are input to the
サーボ軸や主軸の加減速パラメータを構成する要素としては、加減速パターン、加減速時定数、位置ループゲイン、速度ループゲインなどがある。したがって、サーボ軸パラメータ101Aと主軸パラメータ101Bは、それぞれ加減速パターン、加減速時定数、位置ループゲイン、速度ループゲインを含んで構成されている。 The elements constituting the acceleration / deceleration parameters of the servo axis and the spindle include an acceleration / deceleration pattern, an acceleration / deceleration time constant, a position loop gain, and a speed loop gain. Therefore, the servo axis parameter 101A and the spindle parameter 101B each include an acceleration / deceleration pattern, an acceleration / deceleration time constant, a position loop gain, and a speed loop gain.
加減速パターンは、軸停止から指令速度まで加速する際の速度指令などの様子であり、ステップ加減速、傾き一定加減速、ソフト加減速、一次遅れ加減速、指数関数加減速などがある。 The acceleration / deceleration pattern is a state of a speed command when accelerating from the axis stop to the command speed, and includes step acceleration / deceleration, constant acceleration / deceleration, soft acceleration / deceleration, primary delay acceleration / deceleration, exponential function acceleration / deceleration, and the like.
加減速時定数は、モータを加速/減速する際に、制御回路がモータに与える速度指令に対する応答性(目標速度に到達するまでの時間に関する定数)である。また、位置ループゲインは、目標位置までの伝達関数(追従性)であり、速度ループゲインは、目標速度までの伝達関数である。サーボ軸パラメータ101Aと主軸パラメータ101Bは、それぞれサーボ軸の軸ごと、主軸の軸ごとに設定される。 The acceleration / deceleration time constant is responsiveness to a speed command given to the motor by the control circuit when the motor is accelerated / decelerated (a constant related to the time until the target speed is reached). The position loop gain is a transfer function (following performance) up to the target position, and the speed loop gain is a transfer function up to the target speed. The servo axis parameter 101A and the spindle parameter 101B are set for each servo axis and each spindle axis.
パラメータ入力部23は、サーボ軸パラメータ101Aをサーボ軸パラメータ記憶部15Aに送り、主軸パラメータ101Bを主軸パラメータ記憶部15Bに送る。また、パラメータ入力部23は、サーボ軸パラメータ101Aと主軸パラメータ101Bを表示部24に送る。
The
表示部24は、パラメータ入力部23へ入力されるサーボ軸パラメータ101Aと主軸パラメータ101Bを表示する。表示部24およびパラメータ入力部23は、表示部24に表示されるサーボ軸パラメータ101Aと主軸パラメータ101Bを、ユーザが参照しながら変更することが可能なよう構成されている。例えば、表示部24およびパラメータ入力部23は、ユーザがI/F画面からサーボ軸パラメータ101Aと主軸パラメータ101Bを変更することが可能なよう構成されている。
The
機械I/O入出力処理部11Xは、選択部(ユーザPLC処理部)13X、出力部14を有している。選択部13Xは、ラダープログラムの中から主軸やサーボ軸の動作に関する情報(動作情報)を選択して出力部14に送る。また、選択部13Xは、ユーザ加減速設定信号と加減速番号を出力部14に送る。動作情報は、例えば、主軸やサーボ軸の移動速度(主軸速度や送り速度)などである。
The machine I / O input /
出力部14は、動作情報と、ユーザ加減速設定信号と、加減速番号とをI/O信号記憶部19に送る。I/O信号記憶部19は、動作情報、ユーザ加減速設定信号および加減速番号を記憶するメモリなどである。
The
サーボ軸パラメータ記憶部15Aは、パラメータ入力部23から送られてくるサーボ軸パラメータ101Aを記憶するメモリなどである。主軸パラメータ記憶部15Bは、パラメータ入力部23から送られてくる主軸パラメータ101Bを記憶するメモリなどである。
The servo axis
補間処理部16は、サーボ軸補間部16Aと主軸補間部16Bを有している。補間処理部16は、機械I/O出力信号に基づいて、補間周期毎の送り移動量を求める補間処理を行なう。
The
具体的には、サーボ軸補間部16Aは、I/O信号記憶部19内の機械I/O出力信号の中から動作情報(送り速度指令など)を読み出すとともに、動作情報に基づいて、サーボ軸の単位時間あたりの送り移動量(後述の単位時間あたりサーボ軸移動量33A)をサーボ軸ごとに算出する。サーボ軸補間部16Aが算出した単位時間あたりサーボ軸移動量(補間後のサーボ軸移動量)33Aは、所定のタイミングで通信処理部17に読み出される。
Specifically, the servo
また、サーボ軸補間部16Aは、I/O信号記憶部19内の機械I/O出力信号の中からユーザ加減速設定信号と加減速番号を読み出す。そして、サーボ軸補間部16Aは、ユーザ加減速設定信号と加減速番号に基づいて、設定するサーボ軸パラメータをサーボ軸パラメータ記憶部15A内のサーボ軸パラメータ101Aのうちの1つへ切り替える。
Further, the servo
主軸補間部16Bは、I/O信号記憶部19内の機械I/O出力信号の中から動作情報(主軸回転指令など)を読み出すとともに、動作情報に基づいて、主軸の単位時間あたりの移動量(後述の単位時間あたり主軸移動量33B)を主軸ごとに算出する。主軸補間部16Bが算出した単位時間あたり主軸移動量(補間後の主軸移動量)33Bは、所定のタイミングで通信処理部17に読み出される。
The
また、主軸補間部16Bは、I/O信号記憶部19内の機械I/O出力信号の中からユーザ加減速設定信号と加減速番号を読み出す。そして、主軸補間部16Bは、ユーザ加減速設定信号と加減速番号に基づいて、設定する主軸パラメータを主軸パラメータ記憶部15B内の主軸パラメータ101Bのうちの1つへ切り替える。
The
通信処理部17は、サーボ軸通信部17Aと主軸通信部17Bを有している。サーボ軸通信部17Aは、サーボ軸補間部16Aから単位時間あたりサーボ軸移動量33Aをサーボ軸ごとに読み出す。主軸通信部17Bは、主軸補間部16Bから主軸ごとの単位時間あたり主軸移動量33Bを読み出す。
The
サーボ軸通信部17Aは、単位時間あたりサーボ軸移動量33Aを、サーボ軸補間部16Aで選択されたサーボ軸パラメータ101Aに応じた移動指令(切削送り指令)に変換し、加減速バッファ18Aを介してサーボ軸アンプ5に送る。これにより、駆動部(サーボ軸アンプ5とモータなど)を介してサーボ軸の移動が行われる。
The servo
また、主軸通信部17Bは、単位時間あたり主軸移動量33Bを、主軸補間部16Bで選択された主軸パラメータ101Bに応じた移動指令(主軸回転指令)に変換し、加減速バッファ18Bを介して主軸アンプ6に送る。これにより、駆動部(主軸アンプ6とモータなど)を介して主軸の移動が行われる。
The
数値制御装置10Xにおいて、機械I/O入出力処理部11Xは、第1の周期毎に起動し、補間処理部16は第2の周期毎に起動し、通信処理部17は第3の周期毎に起動する。この場合において、例えば、第1の周期≧第2の周期≧第3の周期とする。例えば、第1の周期=20msecであり、第2の周期=10msecであり、第3の周期=5msecである。
In the
つぎに、数値制御装置10Xおよび工作機械20Xの動作手順について説明する。例えば、数値制御装置10Xで用いる加工プログラムを以下の指令(1)〜(5)のように設定しておく。
G90G0X20.Y−10.・・・(1)
S1500M3・・・(2)
N1 G1Y20.F100・・・(3)
N2 G1X15.・・・(4)
N3 G1Y−10.F120 S1200・・・(5)
Next, operation procedures of the
G90G0X20. Y-10. ... (1)
S1500M3 (2)
N1 G1Y20. F100 (3)
N2 G1X15. ... (4)
N3 G1Y-10. F120 S1200 (5)
指令(1)は、X20.Y−10.の位置まで早送りさせる指令であり、指令(2)は、毎分1500回転だけ主軸を正回転させる指令である。そして、指令(3)は、Y20.まで送り速度100(mm/分)で切削送りさせる指令であり、指令(4)は、X15.まで切削送りさせる指令であり、指令(5)は、Y−10.まで送り速度120(mm/分)かつ主軸速度1200で切削させる指令である。主軸の標準速度は1500であり、この加工プログラムでは、指令(4)から(5)への移行の際に、速度変更が行われる。 Command (1) is X20. Y-10. The command (2) is a command to forwardly rotate the main spindle by 1500 revolutions per minute. And the command (3) is Y20. Is a command for cutting and feeding at a feed rate of 100 (mm / min), and command (4) is X15. The command (5) is Y-10. Is a command to cut at a feed speed of 120 (mm / min) and a spindle speed of 1200. The standard speed of the spindle is 1500, and in this machining program, the speed is changed at the time of transition from the command (4) to (5).
ここで、切削加工中の任意の場所で主軸およびサーボ軸の加減速パラメータの変更が必要なケースについて説明する。図2は、ワークへの切削加工を説明するための図である。ワーク1を加工する際には、刃物などの工具3の主軸を軸回転させるとともに工具3のサーボ軸をXY平面内の所定方向に移動させながらワーク1の切削加工が行われる。
Here, a case where the acceleration / deceleration parameters of the main shaft and the servo shaft need to be changed at an arbitrary place during the cutting process will be described. FIG. 2 is a diagram for explaining the cutting process on the workpiece. When machining the
図3−1は、工具の移動方向を反転させる場合の切削加工を説明するための図である。また、図3−2は、荒加工パスの後、ワークから工具を逃がしてから仕上げ加工パスを開始する場合の切削加工を説明するための図である。また、図3−3は、荒加工パスから連続して仕上げ加工パスを行う場合の切削加工を説明するための図である。 FIG. 3A is a diagram for explaining the cutting process when the moving direction of the tool is reversed. FIG. 3-2 is a diagram for explaining the cutting process when the finishing process pass is started after the tool is released from the workpiece after the roughing pass. FIG. 3C is a diagram for explaining the cutting process when the finishing process pass is continuously performed from the roughing process pass.
図3−1に示すように、+Y方向に工具3を移動させた後、工具3の移動方向を−Y方向に移動させる場合、ワーク1の形状によってはワーク1に対して工具3の当たる面積が変化する。例えば、+Y方向に工具3を移動させている間は、工具3とワーク1とが接触面65Aで接触するのに対し、−Y方向に工具3を移動させている間は、工具3とワーク1とが接触面65Bで接触する。この面積変化が原因で、工具3の移動方向を変更する際に、ワーク1(主軸速度変更位置)に傷が発生する場合がある。このため、工具3への負荷軽減や加工面品位の向上を目的として送り速度、主軸速度の切削条件を変更する場合がある。
As shown in FIG. 3A, when the
また、荒加工パスから仕上げ加工パスに切り替わる際、送り速度、主軸速度の条件を変更すると、主軸速度がステップ的に上がるとワーク1に傷が発生する。この傷を防ぐため、図3−2に示すように、いったんワーク1から工具3を逃がす動作指令を挿入したのち、主軸速度を変更することがある。
Further, when the condition of the feed speed and the spindle speed is changed when switching from the roughing path to the finishing path, the
ところが、この方法では、ワーク1から工具3を離すための加工パスが必要となり、タクトタイムが長くなる。そこで、図3−3に示すように、切削加工中にワーク1から工具3を離さないままで主軸速度指令を変更する方法が用いられる場合がある。この場合、主軸速度指令はパラメータで決められた加減速時定数で加減速するが、急な主軸速度(回転速度)の変化によりワーク1の主軸速度変更位置に傷が発生する場合がある。
However, in this method, a machining pass for separating the
本実施の形態では、タクトタイムを抑えつつワーク1に発生する傷を防止するため、ユーザからの指示に従って、切削加工中に主軸およびサーボ軸の加減速パラメータを、ユーザ所望の値に変更する。
In the present embodiment, in order to prevent scratches occurring on the
例えば、上述した加工プログラムの指令(5)では、工具3の切削量が一時的に変化することを考慮して、主軸速度および送り速度が変更されている。本実施の形態では、主軸速度や送り速度が変更される場合に、ユーザからの指示に従って、ユーザ所望の適切な加減速パラメータを設定する。加減速パラメータを変更するケースとしては、例えば、以下の2つがある。
(ケース1)指令(4)から指令(5)でサーボ軸の送り速度が切り替わり、サーボ軸の加減速パラメータを標準パターンからユーザ加減速パラメータに切り替える。
(ケース2)指令(4)から指令(5)で主軸速度が切り替わり、主軸の加減速パラメータを標準パターンからユーザ加減速パターンに切り替える。
For example, in the above-described machining program command (5), the spindle speed and the feed speed are changed in consideration of a temporary change in the cutting amount of the
(Case 1) The feed rate of the servo axis is switched from command (4) to command (5), and the servo axis acceleration / deceleration parameter is switched from the standard pattern to the user acceleration / deceleration parameter.
(Case 2) The spindle speed is switched from command (4) to command (5), and the spindle acceleration / deceleration parameter is switched from the standard pattern to the user acceleration / deceleration pattern.
まず、主軸速度の加減速パラメータの変更方法について説明する。図4は、主軸速度の加減速パラメータ変更方法を説明するための図である。図4の横軸は時間であり、縦軸は主軸速度指令である。また、図4の上段は従来の主軸速度の変化パターンであり、中段は本実施形態の主軸速度の変化パターン(例1)であり、下段は本実施形態の主軸速度の変化パターン(例2)である。 First, a method for changing the spindle speed acceleration / deceleration parameter will be described. FIG. 4 is a diagram for explaining a method for changing the acceleration / deceleration parameter of the spindle speed. The horizontal axis in FIG. 4 is time, and the vertical axis is the spindle speed command. Further, the upper part of FIG. 4 shows a change pattern of a conventional spindle speed, the middle part shows a change pattern of the spindle speed of the present embodiment (Example 1), and the lower part shows a change pattern of the spindle speed of the present embodiment (Example 2). It is.
従来は、指令(4)から指令(5)で主軸速度が切り替わると、工作機械20Xの機械メーカによって設定された加減速パラメータに従って、主軸速度を変化させていた(変化パターン71)。
Conventionally, when the spindle speed is switched from the command (4) to the command (5), the spindle speed is changed according to the acceleration / deceleration parameters set by the machine manufacturer of the
一方、本実施の形態では、切削加工中の任意のタイミングT1でユーザからの主軸速度変更指示を受け付ける。そして、数値制御装置10Xは、ユーザからの主軸速度変更指示に対応するユーザ加減速パラメータを用いて主軸を移動させる。
On the other hand, in the present embodiment, a spindle speed change instruction from the user is received at an arbitrary timing T1 during cutting. Then, the
例えば、中段に示す(例1)の場合、指令(4)の切削送り中にユーザから、タイミングT1でユーザ加減速設定信号および加減速番号が入力されると、数値制御装置10Xは、指令(4)から指令(5)で主軸速度を切り替える際に、ユーザからの主軸速度変更指示に従ったユーザ加減速パラメータで主軸速度を変化させる(変化パターン72)。
For example, in the case of (Example 1) shown in the middle stage, when the user acceleration / deceleration setting signal and the acceleration / deceleration number are input at timing T1 from the user during the cutting feed of the command (4), the
また、下段に示す(例2)の場合、指令(4)の切削送り中にユーザから、タイミングT1でユーザ加減速設定信号および加減速番号が入力されると、数値制御装置10Xは、ユーザ加減速設定信号および加減速番号が入力されたタイミングで、ユーザからの主軸速度変更指示に従ったユーザ加減速パラメータで主軸速度を変化させる(変化パターン73)。なお、予めユーザ加減速パラメータに主軸速度を変化させるタイミングを設定しておき、設定しておいたタイミングに従って、ユーザからの主軸速度変更指示に従ったユーザ加減速パラメータで主軸速度を変化させてもよい。
In the case of (Example 2) shown in the lower part, when the user acceleration / deceleration setting signal and the acceleration / deceleration number are input at timing T1 from the user during the cutting feed of the command (4), the
ここでは主軸速度の加減速パラメータの変更方法について説明したが、サーボ軸速度の加減速パラメータの変更方法についても主軸速度の加減速パラメータの変更方法と同様である。すなわち、数値制御装置10Xは、ユーザ加減速設定信号および加減速番号が入力されたタイミングで、サーボ軸速度を変化させてもよいし、ユーザ加減速パラメータに設定しておいたタイミングに従ってサーボ軸速度を変化させてもよい。
Although the method for changing the acceleration / deceleration parameter for the spindle speed has been described here, the method for changing the acceleration / deceleration parameter for the servo axis speed is the same as the method for changing the acceleration / deceleration parameter for the spindle speed. That is, the
図5は、加減速パラメータ変更処理の処理手順を説明するための図である。切削送り中にユーザから、ユーザ加減速設定信号および加減速番号が、指示入力部21に入力されると、ユーザ加減速設定信号および加減速番号が機械信号31を用いて選択部13Xに送られる。この機械信号31には、主軸回転指令や送り速度指令などの切削加工に用いられているラダープログラム内の指令が含まれている。
FIG. 5 is a diagram for explaining a processing procedure of acceleration / deceleration parameter changing processing. When a user acceleration / deceleration setting signal and acceleration / deceleration number are input from the user to the
選択部13Xは、機械I/O処理P42を行う。具体的には、選択部13Xは、ラダープログラムの中から主軸やサーボ軸の動作に関する動作情報を選択して出力部14に送る。また、選択部13Xは、ユーザ加減速設定信号と加減速番号を出力部14に送る。
The
出力部14は、機械I/O出力処理P43を行う。具体的には、出力部14は、動作情報をI/O信号記憶部19に送る。選択部13Xからユーザ加減速設定信号が出力されていない場合(ユーザ加減速設定信号がOFFの場合)または加減速番号が選択されていない場合、ユーザ加減速設定信号と加減速番号はI/O信号記憶部19に格納されない。
The
この場合、補間処理部16は、主軸およびサーボ軸の加減速パラメータとして、標準加減速パラメータ(標準主軸加減速パラメータ、標準サーボ軸加減速パラメータ)を選択する。標準加減速パラメータは、数値制御装置10X内に設定されており、図示しない記憶部内に格納されている。
In this case, the
一方、選択部13Xがユーザ加減速設定信号および加減速番号を選択している場合、出力部14は、機械I/O出力処理P43として、ユーザ加減速設定信号と加減速番号をI/O信号記憶部19に格納する。
On the other hand, when the
加工プログラムを用いてワーク1を加工する間、補間処理部16は、所定の周期(例えば、10msec周期)毎に起動されてI/O信号記憶部19を参照している。そして、主軸補間部16Bは、動作情報を読み出すとともに、主軸の回転速度(主軸回転指令)に応じた単位時間あたり主軸移動量33Bを算出している。また、サーボ軸補間部16Aは、動作情報を読み出すとともに、サーボ軸の送り速度(移動速度)に応じた単位時間あたりサーボ軸移動量33Aを算出している。
While the
ここで、主軸の加減速パラメータ変更処理(主軸パラメータ101Bの変更処理)について説明する。ユーザ加減速設定信号が立ち上がり(信号オン)、かつ加減速番号が0から他の番号に変更された場合、主軸補間部16Bは、標準主軸加減速パラメータを主軸パラメータ(テーブル群)101Bのうちの1つへ切り替える。
Here, the spindle acceleration / deceleration parameter changing process (the changing process of the spindle parameter 101B) will be described. When the user acceleration / deceleration setting signal rises (signal on) and the acceleration / deceleration number is changed from 0 to another number, the
このとき、主軸補間部16Bは、変更された加減速番号を選択中加減速番号34Bとして記憶しておく。主軸補間部16Bは、以後の処理において、I/O信号記憶部19内の加減速番号が、選択中加減速番号34Bと異なる番号となれば、主軸の加減速パラメータが変更されたと判断する。
At this time, the
主軸通信部17Bは、主軸通信処理P47を行う。具体的には、主軸通信部17Bは、機械信号31で指定された加減速パラメータを参照して、主軸補間部16Bが算出した移動量を移動指令に変換し、加減速バッファ18Bを介して主軸アンプ6に送信する。
The
主軸が加減速中でない場合に、主軸の加減速パラメータの変更指示があると、主軸補間部16Bで算出された単位時間あたり主軸移動量33Bは、変更後の主軸パラメータ101Bを用いて移動指令に変換され、その後、加減速バッファ18Bに格納される。そして、通信処理部17の主軸通信部17Bは、主軸の加減速が完了した後に、加減速バッファ18Bに格納されている移動指令を主軸アンプ6に送る。例えば、指令(4)に対応する処理が実行されている間にユーザ加減速設定信号がオンになり、主軸の加減速パラメータが変更されると、指令(5)を開始する際または指令(5)を開始する前に、S指令を用いて主軸速度が変更される。
If there is an instruction to change the acceleration / deceleration parameter of the spindle when the spindle is not accelerating / decelerating, the
サーボ軸(送り速度)の加減速パラメータ変更処理(サーボ軸パラメータ101Aの変更処理)は、前述の主軸の加減速パラメータの変更処理と同様の手順で行われる。すなわち、ユーザ加減速設定信号が立ち上がり(信号オン)、かつ加減速番号が0から他の番号に変更された場合、サーボ軸補間部16Aは、標準サーボ軸加減速パラメータをサーボ軸パラメータ(テーブル群)101Aのうちの1つへ切り替える。
The servo axis (feed speed) acceleration / deceleration parameter changing process (servo axis parameter 101A changing process) is performed in the same procedure as the above-described spindle acceleration / deceleration parameter changing process. That is, when the user acceleration / deceleration setting signal rises (signal on) and the acceleration / deceleration number is changed from 0 to another number, the servo
このとき、サーボ軸補間部16Aは、変更された加減速番号を選択中加減速番号34Aとして記憶しておく。サーボ軸補間部16Aは、以後の処理において、I/O信号記憶部19内の加減速番号が、選択中加減速番号34Aと異なる番号となれば、サーボ軸の加減速パラメータが変更されたと判断する。
At this time, the servo
サーボ軸通信部17Aは、サーボ軸通信処理P46を行う。具体的には、サーボ軸通信部17Aは、機械信号31で指定された加減速パラメータを参照して、サーボ軸補間部16Aが算出した移動量を移動指令に変換し、加減速バッファ18Aを介してサーボ軸アンプ5に送信する。
The servo
サーボ軸が加減速中でない場合に、サーボ軸の加減速パラメータの変更指示があると、サーボ軸補間部16Aで算出された単位時間あたりサーボ軸移動量33Aは、変更後のサーボ軸パラメータ101Aを用いて移動指令に変換され、その後、加減速バッファ18Aに格納される。そして、通信処理部17のサーボ軸通信部17Aは、サーボ軸の加減速が完了した後に、加減速バッファ18Aに格納されている移動指令をサーボ軸アンプ5に送る。例えば、指令(4)に対応する処理が実行されている間にユーザ加減速設定信号がオンになり、サーボ軸の加減速パラメータが変更されると、指令(5)を開始する際または指令(5)を開始する前に、F指令を用いてサーボ軸速度(送り速度)が変更される。
If the servo axis acceleration / deceleration parameter is instructed when the servo axis is not accelerating / decelerating, the servo
つぎに、図6〜図9を参照して、数値制御装置10Xによる主軸補間処理P45、主軸通信処理P47、サーボ軸補間処理P44、サーボ軸通信処理P46の処理手順について説明する。
Next, with reference to FIGS. 6 to 9, processing procedures of the spindle interpolation process P45, the spindle communication process P47, the servo axis interpolation process P44, and the servo axis communication process P46 by the
(主軸補間処理P45)
図6は、主軸補間処理の処理手順を示すフローチャートである。主軸への移動指令があると、主軸補間部16Bは、単位時間あたり主軸移動量33Bを算出し(ステップS11)、記憶しておく。具体的には、主軸補間部16Bは、単位時間あたり主軸移動量33Bを記憶する記憶領域に算出結果をセットする。
(Spindle interpolation processing P45)
FIG. 6 is a flowchart showing the processing procedure of the spindle interpolation processing. When there is a movement command to the main axis, the main
そして、主軸補間部16Bは、ユーザ加減速設定信号の立ち上がり(信号オン)があったか否かを判定する(ステップS12)。主軸補間部16Bは、ユーザ加減速設定信号の立ち上がりを検出すると(ステップS12、Yes)、I/O信号記憶部19内に保存されている主軸の加減速番号を読み出す。
Then, the
そして、主軸補間部16Bは、I/O信号記憶部19内から読み出した主軸の加減速番号と、選択中加減速番号34Bとを比較する。これにより、読み出した加減速番号≠選択中加減速番号であるか否かが判定される(ステップS13)。
Then, the
読み出した加減速番号=選択中加減速番号である場合(ステップS13、No)、主軸補間部16Bは、加減速番号に変化がないと判定し、ユーザ加減速パラメータの切替え処理に入らない。そして、数値制御装置10Xは、加工プログラム終了判定処理を行う(ステップS17)。
When the read acceleration / deceleration number = selected acceleration / deceleration number (step S13, No), the
一方、読み出した加減速番号≠選択中加減速番号である場合(ステップS13、Yes)、主軸補間部16Bは、主軸の加減速パラメータを読み出したユーザ加減速パラメータに切り替える(ステップS16)。
On the other hand, if the read acceleration / deceleration number ≠ selected acceleration / deceleration number (step S13, Yes), the
また、主軸補間部16Bは、ユーザ加減速設定信号の立ち上がりを検出しなければ(ステップS12、No)、ユーザ加減速設定信号の立ち下がり(信号OFF)があったか否かを判定する(ステップS14)。主軸補間部16Bは、ユーザ加減速設定信号の立ち下がりを検出すると(ステップS14、Yes)、主軸の選択中加減速番号34Bを標準の値に戻す(ステップS15)。そして、主軸補間部16Bは、主軸の加減速パラメータをユーザ加減速パラメータから標準加減速パラメータに切り替える(ステップS16)。
If the
主軸の加減速パラメータを新たなユーザ加減速パラメータに切り替える場合、主軸補間部16Bは、加減速パラメータを切り替えたことを主軸通信部17Bに通知するため、ユーザ加減速パラメータ切替要求フラグをセットする。そして、数値制御装置10Xは、加工プログラム終了判定処理を行う(ステップS17)。
When switching the acceleration / deceleration parameter of the spindle to a new user acceleration / deceleration parameter, the
また、ステップS14の処理において、主軸補間部16Bは、ユーザ加減速設定信号の立ち下がりを検出しなければ(ステップS14、No)、数値制御装置10Xは、加工プログラム終了判定処理を行う(ステップS17)。
In the process of step S14, if the
加工プログラムが終了していない場合(ステップS17、No)、ステップS11〜S16の処理が繰り返される。加工プログラムが終了している場合(ステップS17、Yes)、主軸補間処理P45は終了する。 When the machining program has not ended (No at Step S17), the processes at Steps S11 to S16 are repeated. When the machining program has been completed (step S17, Yes), the spindle interpolation process P45 ends.
(主軸通信処理P47)
図7は、主軸通信処理の処理手順を示すフローチャートである。主軸通信処理P47が開始された後、主軸の加減速パラメータを変更する指示がなければ、主軸通信部17Bは、主軸補間部16Bで作成された単位時間あたり主軸移動量33Bを、標準加減速パラメータを用いて、主軸への移動指令に変換する。この移動指令は、加減速バッファ18Bへ格納され、NC−アンプ間(数値制御装置10Xと主軸アンプ6との間)での主軸データ入出力処理(主軸アンプ6への移動指令)に用いられる。
(Spindle communication processing P47)
FIG. 7 is a flowchart showing a processing procedure of spindle communication processing. If there is no instruction to change the acceleration / deceleration parameter of the spindle after the spindle communication processing P47 is started, the
主軸の加減速パラメータを変更する指示があると、主軸通信部17Bは、主軸が加減速中であるか否かの判定を行う(ステップS21)。主軸が加減速中でなければ(ステップS21、No)、主軸通信部17Bは、加減速バッファ18Bへのデータ格納処理を行う。このとき加減速バッファ18Bへ格納されるデータは、主軸補間処理P45によって作成された単位時間あたり主軸移動量33Bを、選択された主軸パラメータ101Bに従って加減速するような移動指令に変換したものである(ステップS22)。
When there is an instruction to change the acceleration / deceleration parameter of the spindle, the
加減速バッファ18Bに単位時間あたり主軸移動量33Bを格納する際には、主軸通信部17Bは、選択中加減速番号34Bを参照し、加減速番号が変更されていれば、変更された加減速番号に対応した主軸パラメータを主軸パラメータ101Bの中から選択する。このとき、主軸補間部16Bは、変更された加減速番号を選択中加減速番号34Bに登録しておく。この後、主軸補間部16Bは、NC−アンプ間で主軸データ入出力処理を行う(ステップS23)。
When storing the
一方、主軸が加減速中であれば(ステップS21、Yes)、主軸通信部17Bは、加減速バッファ18Bを更新せず、更新前の加減速バッファ18Bを用いてNC−アンプ間で主軸データ入出力処理を行う(ステップS23)。
On the other hand, if the spindle is accelerating / decelerating (step S21, Yes), the
数値制御装置10Xは、ユーザからの指示に対応した単位時間あたり主軸移動量33Bを加減速バッファ18Bにセットした後、NC−アンプ間で主軸データ入出力処理を行う(ステップS23)。具体的には、NC−アンプ間で主軸データ入出力処理として、主軸通信部17Bは、加減速バッファ18Bに格納されている移動指令を用いて主軸アンプ6に移動指令を送る。
The
このように、主軸通信部17Bは、主軸の加減速パラメータを変更する指示があるまでは、標準加減速パラメータを用いて主軸への移動指令を出力し、主軸の加減速パラメータを変更する指示があると、ユーザ加減速パラメータを用いて主軸への移動指令を出力する。
Thus, until there is an instruction to change the acceleration / deceleration parameter of the spindle, the
NC−アンプ間で主軸データ入出力処理を行う際に、主軸通信部17Bは、加減速バッファ18Bに設定されている単位時間あたり主軸移動量33Bを、主軸累積回転数データに加算し、加算後の主軸累積回転数を移動指令(単位時間あたり主軸移動量)としてサーボ軸アンプ5に送る。主軸累積回転数データは、主軸の累積回転数を示す情報である。
When performing spindle data input / output processing between the NC and the amplifier, the
加工プログラムが終了していない場合(ステップS24、No)、ステップS21〜S23の処理が繰り返される。加工プログラムが終了している場合(ステップS24、Yes)、主軸通信処理P47は終了する。 When the machining program has not ended (No at Step S24), the processes at Steps S21 to S23 are repeated. When the machining program has ended (step S24, Yes), the spindle communication process P47 ends.
(サーボ軸補間処理P44)
図8は、サーボ軸補間処理の処理手順を示すフローチャートである。サーボ軸への移動指令があると、サーボ軸補間部16Aは、単位時間あたりサーボ軸移動量33Aを算出し(ステップS31)、記憶しておく。具体的には、サーボ軸補間部16Aは、単位時間あたりサーボ軸移動量33Aを記憶する記憶領域に算出結果をセットする。
(Servo axis interpolation processing P44)
FIG. 8 is a flowchart showing a processing procedure of servo axis interpolation processing. When there is a movement command to the servo axis, the servo
そして、サーボ軸補間部16Aは、ユーザ加減速設定信号の立ち上がり(信号オン)があったか否かを判定する(ステップS32)。サーボ軸補間部16Aは、ユーザ加減速設定信号の立ち上がりを検出すると(ステップS32、Yes)、I/O信号記憶部19内に保存されているサーボ軸の加減速番号を読み出す。
Then, the servo
そして、サーボ軸補間部16Aは、I/O信号記憶部19内から読み出したサーボ軸の加減速番号と、選択中加減速番号34Aとを比較する。これにより、読み出した加減速番号≠選択中加減速番号であるか否かが判定される(ステップS33)。
Then, the servo
読み出した加減速番号=選択中加減速番号である場合(ステップS33、No)、サーボ軸補間部16Aは、加減速番号に変化がないと判定し、ユーザ加減速パラメータの切替え処理に入らない。そして、数値制御装置10Xは、加工プログラム終了判定処理を行う(ステップS37)。
If the read acceleration / deceleration number = selected acceleration / deceleration number (step S33, No), the servo
一方、読み出した加減速番号≠選択中加減速番号である場合(ステップS33、Yes)、サーボ軸補間部16Aは、サーボ軸の加減速パラメータを読み出したユーザ加減速パラメータに切り替える(ステップS34)。
On the other hand, if the read acceleration / deceleration number ≠ selected acceleration / deceleration number (step S33, Yes), the servo
また、サーボ軸補間部16Aは、ユーザ加減速設定信号の立ち上がりを検出しなければ(ステップS32、No)、ユーザ加減速設定信号の立ち下がり(信号OFF)があったか否かを判定する(ステップS35)。サーボ軸補間部16Aは、ユーザ加減速設定信号の立ち下がりを検出すると(ステップS35、Yes)、サーボ軸の選択中加減速番号34Aを標準の値に戻す(ステップS36)。そして、サーボ軸補間部16Aは、サーボ軸の加減速パラメータをユーザ加減速パターンから標準パラメータに切り替える(ステップS34)。
Further, if the servo
サーボ軸の加減速パラメータを新たなユーザ加減速パラメータに切り替える場合、サーボ軸補間部16Aは、加減速パラメータを切り替えたことをサーボ軸通信部17Aに通知するため、ユーザ加減速パラメータ切替要求フラグをセットする。そして、数値制御装置10Xは、加工プログラム終了判定処理を行う(ステップS37)。
When switching the acceleration / deceleration parameter of the servo axis to a new user acceleration / deceleration parameter, the servo
また、ステップS34の処理において、サーボ軸補間部16Aは、ユーザ加減速設定信号の立ち下がりを検出しなければ(ステップS35、No)、数値制御装置10Xは、加工プログラム終了判定処理を行う(ステップS37)。
In the process of step S34, if the servo
加工プログラムが終了していない場合(ステップS37、No)、ステップS31〜S36の処理が繰り返される。加工プログラムが終了している場合(ステップS37、Yes)、サーボ軸補間処理P44は終了する。 If the machining program has not ended (No at Step S37), the processes at Steps S31 to S36 are repeated. If the machining program has been completed (step S37, Yes), the servo axis interpolation process P44 ends.
(サーボ軸通信処理P46)
図9は、サーボ軸通信処理の処理手順を示すフローチャートである。サーボ軸通信処理P46が開始されると、サーボ軸通信部17Aは、サーボ軸補間部16Aで作成された単位時間あたりサーボ軸移動量33Aを、選択中のサーボ軸パラメータ101Aを用いて、サーボ軸への移動指令に変換する。この移動指令は、加減速バッファ18Aへ格納される(ステップS41)。
(Servo axis communication process P46)
FIG. 9 is a flowchart showing a processing procedure of servo axis communication processing. When the servo axis communication process P46 is started, the servo
加減速バッファ18Aに単位時間あたりサーボ軸移動量33Aを格納する際には、サーボ軸通信部17Aは、選択中加減速番号34Aを参照し、加減速番号が変更されていれば、変更された加減速番号に対応したサーボ軸パラメータをサーボ軸パラメータ101Aの中から選択する。このとき、サーボ軸補間部16Aは、変更された加減速番号を選択中加減速番号34Aに登録しておく。
When storing the servo
また、サーボ軸通信処理P46が開始されると、サーボ軸通信部17Aは、ユーザ加減速パラメータ切替要求フラグがオンであるか否かを判定する(ステップS42)。ユーザ加減速パラメータ切替要求フラグがオンである場合(ステップS42、Yes)、加減速バッファ18A内に格納されている移動指令を再計算(更新)する必要があるか否かを判定するために、サーボ軸通信部17Aは、サーボ軸の軸移動の加速が完了したか否かを判定する(ステップS43)。
When the servo axis communication process P46 is started, the servo
サーボ軸の軸移動の加速が完了していれば(ステップS43、Yes)、サーボ軸通信部17Aは、軸移動の加速時に計算された移動指令を再計算して加減速バッファ18A内を更新する。
If the acceleration of the axis movement of the servo axis is completed (step S43, Yes), the servo
ただし、軸移動中の任意のタイミングでユーザ加減速パラメータ切替要求フラグがオンになった場合に、移動指令を再計算(加減速バッファ18Aの更新)してしまうと、加速用に作成した単位時間あたりサーボ軸移動量33Aの総和と一致していない減速時移動量をサーボ軸に渡してしまうことになり、サーボ軸の位置ずれ原因となる。
However, if the user's acceleration / deceleration parameter switching request flag is turned on at any timing during axis movement, if the movement command is recalculated (acceleration /
そのため、サーボ軸通信部17Aは、加減速パラメータ切替後の減速時に必要な移動量を計算し(ステップS44)、ユーザ加減速パラメータ切替要求フラグがオンになったタイミングにおける軸移動の残距離と、減速に必要な移動量とを比較する。具体的には、軸移動の残距離≧減速に必要な移動量であるか否かが判定される(ステップS46)。
Therefore, the servo
軸移動の残距離は、ユーザ加減速パラメータ切替要求フラグがオンになった時点の軸移動の残距離であり、サーボ軸の現在位置とサーボ軸の目標移動位置とを用いて算出される。一方、減速に必要な移動量は、ユーザ加減速パラメータ切替要求フラグがオンになった後の軸移動量であり、フラグオンによって選択された新たなサーボ軸パラメータ101Aを用いて算出される。フラグオンによって選択された新たなサーボ軸パラメータ101Aを用いてサーボ軸を減速させた場合に、サーボ軸にとって必要な移動距離が、減速に必要な移動量である。 The remaining axial movement distance is the remaining axial movement distance when the user acceleration / deceleration parameter switching request flag is turned on, and is calculated using the current position of the servo axis and the target movement position of the servo axis. On the other hand, the movement amount necessary for deceleration is the axis movement amount after the user acceleration / deceleration parameter switching request flag is turned on, and is calculated using the new servo axis parameter 101A selected by the flag being turned on. When the servo axis is decelerated using the new servo axis parameter 101A selected by flag-on, the movement distance necessary for the servo axis is the movement amount necessary for deceleration.
軸移動の残距離が減速に必要な移動量以上である場合(ステップS46、Yes)、サーボ軸通信部17Aは、選択されたサーボ軸パラメータ101Aに従って、加減速バッファ18A内に格納されている移動指令を再計算する(ステップS47)。
If the remaining distance of the axis movement is equal to or greater than the movement amount necessary for deceleration (step S46, Yes), the servo
このときの移動指令は、サーボ軸補間処理P44によって作成された単位時間あたりサーボ軸移動量33Aを、選択されたサーボ軸パラメータ101Aに従って加減速するような移動指令に変換したものである。サーボ軸通信部17Aは、再計算した移動指令を加減速バッファ18Aへ格納(上書き)する。なお、サーボ軸の加減速パラメータを変更する指示があるまでは、サーボ軸通信部17Aは、標準加減速パラメータを用いて、単位時間あたりサーボ軸移動量をサーボ軸への移動指令に変換する。
The movement command at this time is obtained by converting the servo
一方、ステップS46において、軸移動の残距離が減速に必要な移動量よりも小さい場合(ステップS46、No)、加減速パラメータ切替後に更新された加減速バッファ18A内の移動指令を用いてサーボ軸を減速停止すると位置ずれする。この場合、サーボ軸通信部17Aは、加減速バッファ18Aの更新処理を行わず、軸移動開始時に加減速バッファ18A内に格納されている移動指令を用いてサーボ軸を減速させる。
On the other hand, if the remaining distance of the axis movement is smaller than the movement amount necessary for deceleration in step S46 (step S46, No), the servo axis is moved using the movement command in the acceleration /
また、加減速パラメータを切り替えられるタイミングは、例えば軸移動の開始時である。このため、ステップS43の処理において、サーボ軸の軸移動の加速が完了していない場合(ステップS43、No)、サーボ軸通信部17Aは、サーボ軸の軸移動が開始されるタイミングであるか否かを判定する(ステップS45)。
Further, the timing at which the acceleration / deceleration parameters can be switched is, for example, when the axis movement is started. For this reason, in the process of step S43, when the acceleration of the axis movement of the servo axis is not completed (No in step S43), the servo
サーボ軸の軸移動開始タイミングである場合(ステップS45、Yes)、サーボ軸通信部17Aは、加減速バッファ18A内に格納されている移動指令を再計算する(ステップS47)。
If it is the axis movement start timing of the servo axis (step S45, Yes), the servo
一方、サーボ軸の軸移動開始タイミングでない場合(ステップS45、No)、サーボ軸通信部17Aは、加減速バッファ18Aの更新処理を行わず、軸移動開始時に加減速バッファ18A内に格納されておいた移動指令を用いてサーボ軸を減速させる。
On the other hand, if it is not the axis movement start timing of the servo axis (step S45, No), the servo
また、ステップS42の処理において、ユーザ加減速パラメータ切替要求フラグがオフである場合(ステップS42、No)、サーボ軸通信部17Aは、加減速バッファ18Aの更新処理を行わず、軸移動開始時に加減速バッファ18A内に格納させておいた移動指令を用いてサーボ軸を減速させる。
If the user acceleration / deceleration parameter switching request flag is OFF in the process of step S42 (No in step S42), the servo
数値制御装置10Xは、ユーザからの指示に対応したサーボ軸パラメータ101Aに基づいて、加減速バッファ18Aに移動指令をセットした後、NC−アンプ間(数値制御装置10Xとサーボ軸アンプ5との間)でサーボ軸データ入出力処理を行う(ステップS48)。
The
NC−アンプ間でサーボ軸データ入出力処理を行う際に、サーボ軸通信部17Aは、加減速バッファ18Aに設定されている移動指令を、サーボ軸累積回転数データに加算し、加算後のサーボ軸累積回転数を移動指令(単位時間あたりサーボ軸移動量)としてサーボ軸アンプ5に送る。サーボ軸累積回転数データは、サーボ軸の累積回転数を示す情報である。
When performing servo axis data input / output processing between the NC and amplifier, the servo
加工プログラムが終了していない場合(ステップS49、No)、ステップS41〜S48の処理が繰り返される。加工プログラムが終了している場合(ステップS49、Yes)、サーボ軸通信処理P46は終了する。 If the machining program has not ended (No at Step S49), the processes at Steps S41 to S48 are repeated. If the machining program has ended (step S49, Yes), the servo axis communication process P46 ends.
なお、ユーザ加減速設定信号と加減速番号を、予め加工プログラム内に設定しておいてもよい。図10は、実施の形態に係る数値制御装置の他の構成を示すブロック図である。なお、図10の各構成要素のうち図1に示す数値制御装置10Xと同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。
Note that the user acceleration / deceleration setting signal and the acceleration / deceleration number may be set in advance in the machining program. FIG. 10 is a block diagram showing another configuration of the numerical control apparatus according to the embodiment. In addition, the same number is attached | subjected about the component which achieves the same function as the
数値制御装置10Yは、工作機械20Yに接続されており、工作システム100Yは、数値制御装置10Yと工作機械20Yとを備えて構成されている。工作機械20Yは、ラダープログラム記憶部22、パラメータ入力部23、表示部24を備えている。
The
また、数値制御装置10Yは、機械I/O入出力処理部11Xの代わりに、加工プログラム記憶部30と機械I/O入出力処理部11Yを備えている。そして、機械I/O入出力処理部11Yは、解析部12、選択部13Y、出力部14を有している。
The
加工プログラム記憶部30は、ワークの加工に用いる加工プログラムを記憶するメモリなどである。ワークを加工する際には、加工プログラム記憶部30内の加工プログラムが解析部12によって読み出される。解析部12は、加工プログラム内を解析(機械I/O入力処理)してユーザ加減速設定信号と加減速番号を抽出し選択部13Yに送る。
The machining
なお、加工プログラム内に、ユーザ加減速設定信号と加減速番号を指示する情報を入れておき、加工プログラムによって工作機械20Yから数値制御装置10Yにユーザ加減速設定信号と加減速番号を通知させてもよい。
In the machining program, information for instructing the user acceleration / deceleration setting signal and the acceleration / deceleration number is entered, and the
なお、本実施の形態では、パラメータ入力部23と表示部24を工作機械10X,10Yに配置する場合について説明したが、パラメータ入力部23と表示部24を数値制御装置10Xや数値制御装置10Yに配置してもよい。
In this embodiment, the
このように、実施の形態によれば、任意のタイミングでユーザが指定した加減速パラメータに従って、主軸速度やサーボ軸の切削送り速度を加減速させるので、ワーク1の損傷を防止できる。また、主軸速度や切削送り速度の急な変化を抑制することができるので、工具3の寿命が延びる。また、主軸速度を変更するために、加工中にワーク1を工具3から離す加工パスが不要となるのでタクトタイムを短縮できる。したがって、ワーク1や工具3の損傷を防止しつつ短時間で工作機械20Xにワーク1を加工させることが可能となる。
As described above, according to the embodiment, the spindle speed and the cutting feed speed of the servo axis are accelerated / decelerated according to the acceleration / deceleration parameter designated by the user at an arbitrary timing, so that the
また、機械信号を用いてユーザ加減速設定信号と加減速番号を数値制御装置10Xに入力しているので、容易にサーボ軸パラメータ101A、主軸パラメータ101Bを選択することが可能となる。
Further, since the user acceleration / deceleration setting signal and the acceleration / deceleration number are input to the
また、加工プログラムを用いてユーザ加減速設定信号と加減速番号を設定しているので、容易にサーボ軸パラメータ101A、主軸パラメータ101Bを選択することが可能となる。 Further, since the user acceleration / deceleration setting signal and the acceleration / deceleration number are set using the machining program, the servo axis parameter 101A and the spindle parameter 101B can be easily selected.
以上のように、本発明に係る数値制御装置は、主軸速度または送り速度を変化させながら加工する工作機械の制御に適している。 As described above, the numerical control device according to the present invention is suitable for controlling a machine tool that performs machining while changing the spindle speed or the feed speed.
1 ワーク、3 工具、10X,10Y 数値制御装置、13X,13Y 選択部、15A サーボ軸パラメータ記憶部、15B 主軸パラメータ記憶部、16 補間処理部、16A サーボ軸補間部、16B 主軸補間部、17 通信処理部、17A サーボ軸通信部、17B 主軸通信部、20X,20Y 工作機械、21 指示入力部、23 パラメータ入力部、31 機械信号、33A 単位時間あたりサーボ軸移動量、33B 単位時間あたり主軸移動量、101A サーボ軸パラメータ、101B 主軸パラメータ。 1 work, 3 tools, 10X, 10Y numerical control device, 13X, 13Y selection unit, 15A servo axis parameter storage unit, 15B spindle parameter storage unit, 16 interpolation processing unit, 16A servo axis interpolation unit, 16B spindle interpolation unit, 17 communication Processing unit, 17A Servo axis communication unit, 17B Main shaft communication unit, 20X, 20Y Machine tool, 21 Instruction input unit, 23 Parameter input unit, 31 Machine signal, 33A Servo axis movement amount per unit time, 33B Main axis movement amount per unit time , 101A Servo axis parameters, 101B Spindle parameters.
Claims (6)
前記移動量情報に基づいて前記工具を軸移動させる移動指令を生成し、前記工具を駆動する駆動部に前記移動指令を送信する通信処理部と、
を備え、
前記通信処理部は、前記切削加工中に、前記軸を軸移動させる際の加減速パラメータとして、ユーザからユーザ加減速パラメータが指定されると、前記ユーザ加減速パラメータを用いて前記移動指令を生成し、ユーザから前記ユーザ加減速パラメータが指定されなければ、前記切削加工を行う工作機械に応じて予め設定されている標準加減速パラメータを用いて前記移動指令を生成することを特徴とする数値制御装置。 An interpolation processing unit that calculates an axis movement amount per unit time of an axis for moving the tool as movement amount information based on a speed command to the tool used when cutting the workpiece;
A communication processing unit that generates a movement command for axially moving the tool based on the movement amount information, and transmits the movement command to a drive unit that drives the tool;
With
The communication processing unit generates the movement command using the user acceleration / deceleration parameter when a user acceleration / deceleration parameter is designated by a user as an acceleration / deceleration parameter when the axis is moved during the cutting process. If the user acceleration / deceleration parameter is not designated by the user, the movement command is generated using a standard acceleration / deceleration parameter that is preset according to the machine tool that performs the cutting process. apparatus.
前記通信処理部は、前記ユーザ加減速パラメータが指定されると、前記ユーザ加減速パラメータを指定する情報に対応するデータテーブルを用いて、前記移動指令を生成することを特徴とする請求項1に記載の数値制御装置。 A storage unit that stores a data table in which the user acceleration / deceleration parameters are set for each axis;
The said communication processing part produces | generates the said movement command using the data table corresponding to the information which designates the said user acceleration / deceleration parameter, if the said user acceleration / deceleration parameter is designated. The numerical controller described.
前記移動量情報は、前記主軸の単位時間あたりの移動量であり、
前記軸移動指令は、前記主軸の回転指令であることを特徴とする請求項1または2に記載の数値制御装置。 The axis is a main axis;
The movement amount information is a movement amount per unit time of the spindle,
The numerical controller according to claim 1, wherein the shaft movement command is a rotation command of the main shaft.
前記移動量情報は、前記サーボ軸の単位時間あたりの切削送り移動量であり、
前記軸移動指令は、前記サーボ軸の切削送り指令であることを特徴とする請求項1または2に記載の数値制御装置。 The axis is a servo axis;
The movement amount information is a cutting feed movement amount per unit time of the servo axis,
The numerical control apparatus according to claim 1, wherein the shaft movement command is a cutting feed command for the servo shaft.
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