JPH0628839B2 - 工作機械の回転速度制御装置 - Google Patents
工作機械の回転速度制御装置Info
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- JPH0628839B2 JPH0628839B2 JP59168672A JP16867284A JPH0628839B2 JP H0628839 B2 JPH0628839 B2 JP H0628839B2 JP 59168672 A JP59168672 A JP 59168672A JP 16867284 A JP16867284 A JP 16867284A JP H0628839 B2 JPH0628839 B2 JP H0628839B2
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- rotation speed
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- G—PHYSICS
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Program-control systems
- G05B19/02—Program-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form
- G05B19/416—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by control of velocity, acceleration or deceleration
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
- G05B2219/41177—Repetitive control, adaptive, previous error during actual positioning
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、工作機械の回転速度制御装置に関する。特
に、ＶＴＲのシリンダに形成されたリード部等を加工す
るため主軸の回転速度の制御の精度を向上させたものに
関する。
に、ＶＴＲのシリンダに形成されたリード部等を加工す
るため主軸の回転速度の制御の精度を向上させたものに
関する。
従来、工作機械の駆動軸たとえば主軸の回転速度の制御
は、駆動軸の回転速度を速度ジュネレータで検出し、検
出された電圧を、速度指令値をＤＡ変換した速度指令電
圧に負帰還して、その誤差の増幅電圧に基づいてサーボ
モータを速度制御するものであった。ところが上記速度
制御系は、速応性に優れているが、ＤＡ変換器のオフセ
ット、サーボモータ駆動装置内に設けられたＤＣアンプ
のオフセット、又はドリフト、速度ジェネレータの非直
線性等のため、速度制御に誤差が生じるという欠点が存
在した。
は、駆動軸の回転速度を速度ジュネレータで検出し、検
出された電圧を、速度指令値をＤＡ変換した速度指令電
圧に負帰還して、その誤差の増幅電圧に基づいてサーボ
モータを速度制御するものであった。ところが上記速度
制御系は、速応性に優れているが、ＤＡ変換器のオフセ
ット、サーボモータ駆動装置内に設けられたＤＣアンプ
のオフセット、又はドリフト、速度ジェネレータの非直
線性等のため、速度制御に誤差が生じるという欠点が存
在した。
ＶＴＲのシリンダのリードは、軸に対して傾斜してお
り、この傾斜は、映像信号の処理上高精度に加工される
必要がある。したがって、このリードを数値制御工作機
械で切削加工する場合、工具の送り運動と、主軸の回転
運動とは、完全に同期をとる必要がある。そのため、主
軸の回転速度は、所定の指令速度に精度良く制御される
必要がある。しかし従来の工作機械では、上記欠点のた
め、ＶＴＲのシリンダのリードの様に円筒面に斜め段差
加工を精度良く行なうのに問題があった。
り、この傾斜は、映像信号の処理上高精度に加工される
必要がある。したがって、このリードを数値制御工作機
械で切削加工する場合、工具の送り運動と、主軸の回転
運動とは、完全に同期をとる必要がある。そのため、主
軸の回転速度は、所定の指令速度に精度良く制御される
必要がある。しかし従来の工作機械では、上記欠点のた
め、ＶＴＲのシリンダのリードの様に円筒面に斜め段差
加工を精度良く行なうのに問題があった。
本発明は、上記欠点を改良するためになされたものであ
り、工作機械の駆動軸の回転速度を高精度に制御するこ
とを目的とする。
り、工作機械の駆動軸の回転速度を高精度に制御するこ
とを目的とする。
第１図は、本発明の概念を示すブロックダイヤグラムで
ある。
ある。
本発明は、指令速度をＤＡ変換するＤＡ変換器３１と、
駆動軸８０を回転駆動するためのサーボモータの回転速
度を検出する速度ジェネレータ３５と、前記ＤＡ変換器
３１によってＤＡ変換された指令速度と前記速度ジェネ
レータ３５によって検出された検出速度との誤差を増幅
する誤差増幅器３３と、この誤差増幅器３３のシリンダ
によって前記サーボモータを回転制御する駆動回路３２
と、前記駆動軸８０の回転数に応じた周波数のパルス信
号を出力するパルスジェネレータ５１と、このパルスジ
ェネレータ５１から出力されるパルス信号を所定時間計
数することによって前記駆動軸８０の回転速度を検出す
る速度検出装置７０と、この速度検出装置７０にて検出
された駆動軸８０の回転速度と前記指令速度との誤差を
工作物の加工前に戻る誤差検出手段１０ａと、前記工作
物の加工前に誤差検出手段１０ａによって求められた誤
差に応じて工作物の加工時に使用する指令速度を補正す
る速度補正手段１０ｂとを有する工作機械の回転速度制
御装置である。
駆動軸８０を回転駆動するためのサーボモータの回転速
度を検出する速度ジェネレータ３５と、前記ＤＡ変換器
３１によってＤＡ変換された指令速度と前記速度ジェネ
レータ３５によって検出された検出速度との誤差を増幅
する誤差増幅器３３と、この誤差増幅器３３のシリンダ
によって前記サーボモータを回転制御する駆動回路３２
と、前記駆動軸８０の回転数に応じた周波数のパルス信
号を出力するパルスジェネレータ５１と、このパルスジ
ェネレータ５１から出力されるパルス信号を所定時間計
数することによって前記駆動軸８０の回転速度を検出す
る速度検出装置７０と、この速度検出装置７０にて検出
された駆動軸８０の回転速度と前記指令速度との誤差を
工作物の加工前に戻る誤差検出手段１０ａと、前記工作
物の加工前に誤差検出手段１０ａによって求められた誤
差に応じて工作物の加工時に使用する指令速度を補正す
る速度補正手段１０ｂとを有する工作機械の回転速度制
御装置である。
本発明は、例えば加工物の加工前に駆動軸が所定の回転
速度になる様に制御され、所定の回転速度が得られた
後、加工を行なう場合の如く、回転速度の前制御に用い
られる。
速度になる様に制御され、所定の回転速度が得られた
後、加工を行なう場合の如く、回転速度の前制御に用い
られる。
本発明は、誤差増幅器３３，駆動回路３２及び速度ジェ
ネレータ３５からなる通常の速度制御系に、該制御系の
目標値としての指令速度を補正するため、工作物の加工
前に駆動軸の回転ガスを一定時間測定して回転速度を求
める積分型速度検出ループを設けている。この積分型速
度検出ループは、パルスジェネレータ５１，速度検出装
置７０，誤差検出器１０ａ及び速度補正手段１０ｂから
構成される。
ネレータ３５からなる通常の速度制御系に、該制御系の
目標値としての指令速度を補正するため、工作物の加工
前に駆動軸の回転ガスを一定時間測定して回転速度を求
める積分型速度検出ループを設けている。この積分型速
度検出ループは、パルスジェネレータ５１，速度検出装
置７０，誤差検出器１０ａ及び速度補正手段１０ｂから
構成される。
すなわち、パルスジェネレータ５１の出力を所定時間計
数することによって、駆動軸の回転速度の積分した値が
得られるが、この回転速度は、上記通常の速度制御系に
おけるＤＣオフセットもしくはドリフト又は速度ジェネ
レータ３５の非直線性等のために指令速度よりずれた回
転速度を表すことになる。つまり、上記速度制御系がＤ
Ｃオフセット等の影響を受けた現実の系に指令速度を与
えた場合の回転速度を表す。
数することによって、駆動軸の回転速度の積分した値が
得られるが、この回転速度は、上記通常の速度制御系に
おけるＤＣオフセットもしくはドリフト又は速度ジェネ
レータ３５の非直線性等のために指令速度よりずれた回
転速度を表すことになる。つまり、上記速度制御系がＤ
Ｃオフセット等の影響を受けた現実の系に指令速度を与
えた場合の回転速度を表す。
そこで、速度検出装置７０からの回転速度とＤＡ変換器
３１からの指令速度との誤差を工作物の加工前に検出
し、該誤差に応じて加工時に使用する指令速度を補正す
ることにより、ＤＣオフセット等を考慮した現実の速度
制御系に対して正しい指令速度を指定するものになり、
駆動軸を理想の回転速度で駆動することが可能となるわ
けである。
３１からの指令速度との誤差を工作物の加工前に検出
し、該誤差に応じて加工時に使用する指令速度を補正す
ることにより、ＤＣオフセット等を考慮した現実の速度
制御系に対して正しい指令速度を指定するものになり、
駆動軸を理想の回転速度で駆動することが可能となるわ
けである。
以下、本発明を具体的な実施例に基づいてさらに詳述す
る。
る。
主軸８１は、速度制御の対象となる駆動軸であり、工作
機械の主軸である。主軸８１は、チャック８２を有し、
加工物体８５を保持する。加工物体８５はＶＴＲのシリ
ンダであり傾斜したリード８５１を有する。８６は切削
工具である。駆動装置３０は、主軸８１を回転させるＤ
Ｃサーボモータ３４と、これを駆動する駆動回路３２
と、目標値と測定値との誤差を増幅する誤差増幅器３３
と、指令速度をＤＡ変換するＤＡ変換器３１と、ＤＣサ
ーボモータの回転速度を検出する速度ジェネレータ３５
とから成る。
機械の主軸である。主軸８１は、チャック８２を有し、
加工物体８５を保持する。加工物体８５はＶＴＲのシリ
ンダであり傾斜したリード８５１を有する。８６は切削
工具である。駆動装置３０は、主軸８１を回転させるＤ
Ｃサーボモータ３４と、これを駆動する駆動回路３２
と、目標値と測定値との誤差を増幅する誤差増幅器３３
と、指令速度をＤＡ変換するＤＡ変換器３１と、ＤＣサ
ーボモータの回転速度を検出する速度ジェネレータ３５
とから成る。
変位検出器５０には、回転変位に応じてパルスを出力す
るパルスジェネレータ５１が使用されている。
るパルスジェネレータ５１が使用されている。
速度検出装置７０は、パルスジェネレータ５１の出力パ
ルスを計数する加算カウンタ７２と、加算カウンタ７２
の加算時間を決定する減算カウンタ７４と、タイミング
信号を与えるタイミング制御回路７５と、ゲート回路７
１、７３とから成る。
ルスを計数する加算カウンタ７２と、加算カウンタ７２
の加算時間を決定する減算カウンタ７４と、タイミング
信号を与えるタイミング制御回路７５と、ゲート回路７
１、７３とから成る。
減算カウンタ７４は、制御装置１０により初期値が設定
され、制御装置１０からのスタート信号により駆動する
タイミング制御回路７５からのパルス信号をゲート回路
７３を介して入力し、一づつ減算して時間を計測する。
減算カウンタ７４は零になるとタイミング制御回路７５
と、ゲート回路７１に信号を出力し、ゲート回路７１を
オフとする。加算カウンタ７２は、タイミング制御回路
７５によりリセットされ、ゲート回路７１を介して、パ
ルスジェネレータ５１からの出力パルスを計数する。所
定の時間経過すると、タイミング制御回路７５は、割込
み信号を制御装置１０へ出力する。制御装置１０は、加
算カウンタ７２の値を読取り、主軸の回転速度を知るこ
とができる。
され、制御装置１０からのスタート信号により駆動する
タイミング制御回路７５からのパルス信号をゲート回路
７３を介して入力し、一づつ減算して時間を計測する。
減算カウンタ７４は零になるとタイミング制御回路７５
と、ゲート回路７１に信号を出力し、ゲート回路７１を
オフとする。加算カウンタ７２は、タイミング制御回路
７５によりリセットされ、ゲート回路７１を介して、パ
ルスジェネレータ５１からの出力パルスを計数する。所
定の時間経過すると、タイミング制御回路７５は、割込
み信号を制御装置１０へ出力する。制御装置１０は、加
算カウンタ７２の値を読取り、主軸の回転速度を知るこ
とができる。
制御装置１０は、ＣＰＵ１４とメモリ１５、指令速度設
定器１６、インタフェース１７、１８、１９とから成
る。制御装置１０は、数値制御装置９０からの命令信号
を受けて、その指令があった時は、所定のプログラムを
実行し、主軸を高精度に所定の回転速度に保持する。第
３図は、ＣＰＵの処理を示したフローチャートである。
数値制御装置９０は、速度指令信号を出力し、ＣＰＵ１
４は駆動装置３０を駆動して主軸を回転させる。数値制
御装置９０から命令コードＭ２４がＣＰＵ１４に送信さ
れると、ＣＰＵ１４は、本発明の目的とする主軸の回転
速度の補正制御を行なうプログラムを実行する。ＣＰＵ
１４はステップ１００において、主軸の回転数を検出す
るため、測定時間データを減算カウンタ７４に出力す
る。ステップ１０２でＣＰＵ１４は、タイミング制御回
路７５にスタート信号を出力して、速度検出装置７０を
駆動する。速度検出装置７０の動作は上述の通りであ
り、ステップ１０４で、タイミング制御回路７５からの
測定終了を意味する割込み信号が入力されるのを検出
し、ステップ１０６に移行する。ステップ１０６では、
加算カウンタ７２からその時の実際の回転速度Ｓｒを読
取り、指令速度Ｓｃとの追随誤差△を求める。又、追随
誤差△を用いて、指令速度Ｓｃを補正し、新たな補正指
令速度Ｓａを求める。次にステップ１０８で、補正指令
速度Ｓａを駆動装置３０のＤＡ変換器３１へ出力し、Ｄ
Ｃサーボモータ３４の速度を補正制御する。これによ
り、主軸の回転速度は、ＤＣオフセット等を考慮した現
実の速度制御系に対した指令速度を指定するものにな
る。次にステップ１１０で速度補正終了信号ＭＦＩＮを
数値制御装置９０へ送信して一連の速度補正処理が行な
われる。
定器１６、インタフェース１７、１８、１９とから成
る。制御装置１０は、数値制御装置９０からの命令信号
を受けて、その指令があった時は、所定のプログラムを
実行し、主軸を高精度に所定の回転速度に保持する。第
３図は、ＣＰＵの処理を示したフローチャートである。
数値制御装置９０は、速度指令信号を出力し、ＣＰＵ１
４は駆動装置３０を駆動して主軸を回転させる。数値制
御装置９０から命令コードＭ２４がＣＰＵ１４に送信さ
れると、ＣＰＵ１４は、本発明の目的とする主軸の回転
速度の補正制御を行なうプログラムを実行する。ＣＰＵ
１４はステップ１００において、主軸の回転数を検出す
るため、測定時間データを減算カウンタ７４に出力す
る。ステップ１０２でＣＰＵ１４は、タイミング制御回
路７５にスタート信号を出力して、速度検出装置７０を
駆動する。速度検出装置７０の動作は上述の通りであ
り、ステップ１０４で、タイミング制御回路７５からの
測定終了を意味する割込み信号が入力されるのを検出
し、ステップ１０６に移行する。ステップ１０６では、
加算カウンタ７２からその時の実際の回転速度Ｓｒを読
取り、指令速度Ｓｃとの追随誤差△を求める。又、追随
誤差△を用いて、指令速度Ｓｃを補正し、新たな補正指
令速度Ｓａを求める。次にステップ１０８で、補正指令
速度Ｓａを駆動装置３０のＤＡ変換器３１へ出力し、Ｄ
Ｃサーボモータ３４の速度を補正制御する。これによ
り、主軸の回転速度は、ＤＣオフセット等を考慮した現
実の速度制御系に対した指令速度を指定するものにな
る。次にステップ１１０で速度補正終了信号ＭＦＩＮを
数値制御装置９０へ送信して一連の速度補正処理が行な
われる。
この様にして加工前に主軸は、所望の指令速度Ｓｃに高
精度に保持される。この後、切削工具８６が移動され、
加工処理が行なわれる。この加工中の主軸の速度制御
は、補正指令速度Ｓａに基づき駆動装置３０によって一
定速度Ｓｃになる様に制御される。
精度に保持される。この後、切削工具８６が移動され、
加工処理が行なわれる。この加工中の主軸の速度制御
は、補正指令速度Ｓａに基づき駆動装置３０によって一
定速度Ｓｃになる様に制御される。
次に加工終了のときは、第４図に示す様に数値制御装置
９０から速度補正解除命令コードＭ２５が送信され、Ｃ
ＰＵ１４はステップ２００で、指令速度を当初の指令速
度Ｓｃとし、速度補正を解除する。その後ステップ２０
２でその処理の終了を示すＭＦＩＮ信号を数値制御装置
９０へ出力する。
９０から速度補正解除命令コードＭ２５が送信され、Ｃ
ＰＵ１４はステップ２００で、指令速度を当初の指令速
度Ｓｃとし、速度補正を解除する。その後ステップ２０
２でその処理の終了を示すＭＦＩＮ信号を数値制御装置
９０へ出力する。
上記実施例では、速度補正をステップ１０２〜１０８の
一回の処理によって実現しているが、この処理をステッ
プ１０６で追随誤差△が零となるまで複数回繰返すこと
により、さらに精度の高い速度補正を行なうことができ
る。
一回の処理によって実現しているが、この処理をステッ
プ１０６で追随誤差△が零となるまで複数回繰返すこと
により、さらに精度の高い速度補正を行なうことができ
る。
本発明装置は、通常の速応性の高い速度制御系に、一定
時間回転数を計数した回転速度に基づいて指令速度を補
正する積分型速度検出ループを設け、同ループによって
得られる指令速度との誤差を加工前に検出して、加工の
際に使用する指令速度を補正するようにしたので、指令
速度が、通常の速度制御系におけるＤＣオフセットもし
くはドリフトの影響を考慮した指令速度に補正され、駆
動軸の回転速度を正確に制御し、高精度の加工を行うこ
とができる。
時間回転数を計数した回転速度に基づいて指令速度を補
正する積分型速度検出ループを設け、同ループによって
得られる指令速度との誤差を加工前に検出して、加工の
際に使用する指令速度を補正するようにしたので、指令
速度が、通常の速度制御系におけるＤＣオフセットもし
くはドリフトの影響を考慮した指令速度に補正され、駆
動軸の回転速度を正確に制御し、高精度の加工を行うこ
とができる。
また、通常の速応性の高い速度制御系への指令速度を補
正しつつ入力したので、同速度制御系の収束動作も短時
間で行われ、加工を短時間で行うことができる。
正しつつ入力したので、同速度制御系の収束動作も短時
間で行われ、加工を短時間で行うことができる。
第１図は、本発明の概念を示したブロックダイヤグラ
ム、第２図は、本発明の具体的な実施例に係る回転速度
制御装置の構成を示したブロックダイヤグラム、第３
図、第４図は、同装置で使用した計算機の処理を示すフ
ローチャートである。 ８１……主軸 ８５……加工物体 ８６……切削工具 ３４……ＤＣサーボモータ ５１……パルスジェネレータ ３５……速度発電機
ム、第２図は、本発明の具体的な実施例に係る回転速度
制御装置の構成を示したブロックダイヤグラム、第３
図、第４図は、同装置で使用した計算機の処理を示すフ
ローチャートである。 ８１……主軸 ８５……加工物体 ８６……切削工具 ３４……ＤＣサーボモータ ５１……パルスジェネレータ ３５……速度発電機
Claims (1)
- 【請求項１】工作機械の駆動軸を指令された回転速度で
サーボモータによって回転制御する工作機械の回転速度
制御装置において、指令速度をＤＡ変換するＤＡ変換器
と、前記サーボモータの回転速度を検出する速度ジェネ
レータと、前記ＤＡ変換器によってＤＡ変換された指令
速度と前記速度ジェネレータによって検出された検出速
度との誤差を増幅する誤差増幅器と、この誤差増幅器の
出力によって前記サーボモータを回転制御する駆動回路
と、前記駆動軸の回転数に応じた周波数のパルス信号を
出力するパルスジェネレータと、このパルスジェネレー
タから出力されるパルス信号を所定時間計数することに
よって前記駆動軸の回転速度を検出する速度検出手段
と、この速度検出手段にて検出された駆動軸の回転速度
と前記指令速度との誤差を工作物の加工前に求める誤差
検出手段と、前記工作物の加工前に誤差検出手段によっ
て求められた誤差に応じて工作物の加工時に使用される
指令速度を補正する速度補正手段とを有する工作機械の
回転速度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59168672A JPH0628839B2 (ja) | 1984-08-10 | 1984-08-10 | 工作機械の回転速度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59168672A JPH0628839B2 (ja) | 1984-08-10 | 1984-08-10 | 工作機械の回転速度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6150755A JPS6150755A (ja) | 1986-03-13 |
| JPH0628839B2 true JPH0628839B2 (ja) | 1994-04-20 |
Family
ID=15872348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59168672A Expired - Lifetime JPH0628839B2 (ja) | 1984-08-10 | 1984-08-10 | 工作機械の回転速度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0628839B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4831394A (ja) * | 1971-08-27 | 1973-04-24 | ||
| JPS5078783A (ja) * | 1973-11-20 | 1975-06-26 | ||
| JPS5716506Y2 (ja) * | 1976-09-21 | 1982-04-06 |
-
1984
- 1984-08-10 JP JP59168672A patent/JPH0628839B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6150755A (ja) | 1986-03-13 |
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