JPH0421388A

JPH0421388A - 主軸同期回転制御方式

Info

Publication number: JPH0421388A
Application number: JP2124253A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Kono; 新一河野; Hironobu Takahashi; 高橋　宏暢
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1990-05-16
Filing date: 1990-05-16
Publication date: 1992-01-24

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、２つの主軸を有する工作機械（旋盤等）にお
ける同期制御方式に関する。

従来の技術２つの主軸を有する工作機械はすでに公知である。これ
らの工作機械において、２つの主軸を同期速度で回転さ
せる制御は従来から行われている。

特に、旋盤等において、能率良くワークを加工するため
に、ワークを把持している一方の主軸から他方の主軸に
ワークを渡し、他方の主軸でワークを把持させるような
場合、２つの主軸を同期させて同一速度で回転させる制
御方法が採用されている。また、２つの主軸で同時にワ
ークを把持し旋盤切削を行う場合もあり、このような場
合も、２つの主軸を同期速度で回転させている。

発明が解決しようとする課題２つの主軸を有する工作機械において、上述した作用を
行わせる場合、２つの主軸に取付けられたチャックが同
時にワークを把持する期間がある。

２つの主軸を同期速度の同一速度で回転させているから
、問題がないと考えられるが、現実には、各主軸を駆動
するモータと主軸を結合するギヤやベルト等の伝動手段
の減速比の違いによる同期速度指令から、各主軸が該同
期速度になるように各主軸モータへ指令する速度指令の
計算誤差や、速度制御の計算誤差等によって、２つの主
軸の速度間に誤差が生じ、必ずしも２つの主軸の回転速
度は常に同一とはならず、わずかな速度差が生じる場合
がある。このような場合、ワークは２つの主軸のチャッ
クによって把持されていることから、ワークに捩じれが
生じることとなる。

そこで本発明の目的は、２つの主軸のチャックがワーク
を同時に把持している状態で回転速度の同期状態がわず
かにずれてもワークに捩じれを発生させないようにした
主軸同期回転制御方式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、２つの主軸に同一速度を与えて同期回転速度
で回転させた後、ワークを把持しない一方の主軸のチャ
ックにワーク把持指令を与えると共に、どちらか一方の
主軸をトルク制限して速度制御を行うことによってワー
クに捩じれを発生させないようにした。

また、２つの主軸の位相も同期させる場合は、速度制御
によって２つの主軸を同期回転速度で回転させた後、同
期回転速度に対応する位置偏差量を各主軸の位置制御の
エラーカウンタにセットして、同期回転速度に対応する
移動指令と各主軸のポジションコーダからの位置信号に
より位置制御及び速度制御を行い、その後、各主軸のポ
ジションコーダから出力される位置信号と１回転信号よ
り各主軸の１回転信号位置からの回転量を求めて、該回
転量を夫々上記エラーカウンタから減算することによっ
て２つの主軸の位相及び回転速度を同一とした後、ワー
クを把持しない一方の主軸のチャックにワーク把持指令
を与えると共に、どちらか一方の主軸をトルク制限して
速度制御を行うことによって、わずかな位置ずれ（位相
のずれ）が生じてもワークに捩じれを生じさせないよう
にした。

作　　用２つの主軸のチャックがワークを共に把持し、２つの主
軸が同期速度で回転している状態で、同期回転速度指令
から各主軸モータの速度指令に変換する上での計算誤差
、速度制御における計算誤差等によって、同期状態がわ
ずかにずれ、２つの主軸の回転速度がわずかにずれても
、一方の主軸モータはトルク制限して駆動されているか
ら、大きなトルクを出力することができず、結局トルク
制限されていない主軸の回転速度でワークおよび他方の
主軸は回転し、ワークには大きな捩じれトルクを発生さ
せることはない。

また、位相同期を行う場合においても、同期回転速度指
令を与えて、２つの主軸を同期回転速度で回転させ、２
つの主軸が同期回転速度になった後、同期回転数相当の
位置偏差量（エラーパルス量）を同期回転速度指令から
求めて、この位置偏差量を各主軸の位置制御のエラーカ
ウンタにセットし、同期回転速度に対応する移動指令と
各主軸のポジションコーダからの位置信号とにより位置
制御を行う。その後、同期回転速度に対応する移動指令
が入力され、ポジションコーダからの位置信号によって
フィードバック制御されるから、２つの主軸は位置制御
が行われながら同一速度で回転することとなる。そして
、各主軸のポジションコーダからの１回転信号と位置信
号によって各主軸の１回転信号位置からの回転量即ち回
転角を夫々求め、この回転量を位置制御のエラーカウン
タから減じれば位置偏差量が変り、各軸は減速及び加速
され、各主軸の位相は同一となり、同一回転速度で回転
することとなる。そして、その後、ワ−りを把持しない
一方の主軸のチャックにワーク把持指令を与えると共に
、どちらか一方の主軸をトルク制限して速度制御を行う
ことによってワークに捩じれを発生させないようにする
ことができる。

実施例第１図は、本発明の一実施例の機能ブロック図である。

第１図中、１００は第１の主軸、２００は第２の主軸、
３００はワークであり、第１図の状態では第１の主軸１
００のワーク把持部のチャック１０３に把持されている
。１０２．２０２は第１゜第２の主軸の主軸モータであ
り、ギヤやベルト等の伝動手段１０４．２０４を介して
主軸１００゜２００を駆動する。１１０．２１０は各主
軸の主軸制御回路であり、マイクロプロセッサ等で出力
されている。１１１．２１１は各主軸制御回路１１０．
２１０の速度制御部で、入力される速度指令と各主軸モ
ータ１０２，２０２に取付けられたパルスエンコーダ等
の速度検出器１０５，２０５からのフィードバック信号
によって従来と同様に主軸モータ１０２．２０２を速度
制御するものである。１１６．２１６は同期回転速度指
令から主軸モータ１０２．２０２への速度指令１，２へ
変換する手段である。また、４００はＮＣ位置、ＳＷｌ
、ＳＷ２はスイッチを意味する。

各主軸１００．２００が独立して駆動されているときに
は、ＮＣ位置４００より夫々独立の速度指令が各主軸制
御回路１１０．２１０に出力され、スイッチスイッチＳ
ＷＩ、ＳＷ２がａ側に閉じ、各速度指令は各速度制御部
１１１，２１１に入力され、主軸モータ１０２．２０２
を速度制御し、伝動手段１０４．２０４を介して主軸１
００．　２００を回転させる。

今、主軸１００．２００が異なった回転速度で回転して
いるとする。この状態でＮＣ位置４００から同期制御指
令が出力されると、スイッチＳＷ１、ＳＷ２がｂ側に切
替わる。また、ＮＣ位置４００から同期回転速度指令と
して同一速度指令が主軸制御回路１１０．２１０に与え
られると、同期回転速度指令から速度指令１，２へ変換
する手段１１６，２１６によって次の第１式の演算を行
って、速度指令１，２を夫々スイッチＳＷＩ、　　ＳＷ
２を介して速度制御部１１１．２１１に出力する。

速度指令１．２＝（同期回転速度指令）Ｘ６０ｓｐｃ　ｘギヤ比、処理周
期×１回転パルス数・・・・・・（１）上記第（１）式において、処理周期は同期回転速度指令
が出力される周期（パルス分配周期）であり、１回転パ
ルス数は各速度検出器１０５，２０５が１回転に出力す
るパルス数を意味し、ギヤ比は伝動手段１０４，２０４
の夫々のギヤ比を意味する。

上記第１式で算出された速度指令１．２のデータ値は各
速度制御部１１１．２１１に入力され、主軸モータ１０
２．２０２を速度指令１．２に応じた速度で回転させる
。そして、伝動手段１０４゜２０４を介して主軸１００
．２００を回転させるから、第１式に各伝動手段１０４
．２０４のギヤ比の逆数が乗じられて、主軸１００，２
００は同一の同期回転速度で回転することとなる。

こうして２つの主軸を同期速度で回転させた後、一方の
主軸を２軸方向（主軸の軸方向）に移動させた後、チャ
ック２０３に閉指令を与えてワークをチャック２０３て
も把持させると共に、ＮＣ位置４００からトルク制限指
令Ｘ（％）を主軸制御回路２１０の速度制御部２１１に
出力し、主軸モータ２０２の出力トルクを最大トルクＸ
Ｘ（％）に制限するように、速度制御部２１１の処理で
求められたトルク指令を制限し主軸モータ２０２を駆動
する。その結果、２つの主軸の回転速度にずれが生じて
も、主軸モータ２０２は制限されたトルクしか出力でき
ないので、ワーク３００に大きな捩じれトルクを生じせ
しめない。

以上が、本実施例の動作説明であるが、この動作を制御
するＮＣ位置４００のＰＭＣ（プログラマブルマシーン
コントローラ）のプロセッサと主軸制御回路１１０．２
１０のプロセッサの動作処理を第２図及び第３図、第４
図に示されたフローチャートと共に説明する。

第３図はＮＣ位置のＰＭＣのプロセッサが所が周期毎実
行する本発明に関係する処理のフローチャートである。

まず、ＰＭＣのプロセッサは同期指令モードカ否か判断
しくステップ５１００）、オペレータか同期指令モード
に設定していると、同期指令信号ＳＳが「１」か否か判
断しくステップｓ　ｉ　０１）「１」でなければ、同期
回転速度指令をＮＣ位置４００のＮＣ用プロセッサに出
力し、ＮＣ用プロセッサは２つの主軸制御回路１１０，
２１０に同期回転速度指令に対応するパルスを分配する
。また、２ＭＣ用プロセッサは同期指令信号ＳＳを「１
」にセットし、２つの主軸制御回路１１０゜２１０に出
力する（ステップ５１０２，５ＩＯ３）。次に、２つの
主軸１００，２００が同期速度に到達したとき「１」に
セットされるフラグＦｎがｒｌＪか否か判断しくステッ
プ５１０４）、始めは「１」にセットされていないので
、次に２つの主軸制御回路１１０．２１０がら同期速度
到達信号が来たか否か判断しくステップ５１０５）、来
ていなければ当該周期の処理を終了する。そして次の周
期からは同期指令信号ｓｓが「１」にセットされている
ので、ステップ３１００，３１０１．５１０４，５１０
５（７）処理を繰り返し、２つの主軸制御回路１１０．
２１０から同期速度到達信号がくると、ステップ５１０
５がらステップ５１０６に移行し、フラグＦｎを「１」
にセットし、主軸２００のチャック２０３にチャック閉
信号を出力しくステップ８１０６．８１０７）　、チャ
ック開完了信号がチャック２０３から送出されているか
否か判断しくステップ８１０８）、送出されていなけれ
ば当該周期の処理は終了する。そして、次の周期からは
ステップ５１００．５ＩＯＬ、５１０４の処理を行いフ
ラグＦｎがｒｌＪにセットされているからステップ５１
０４がらステップ５１１１に移行しチャック閉完了のと
きにｒｌＪにセットされるフラグＦｃが「１」か否が判
断し、まだ「１」になっていないのでステップ５１０８
に移行してチャック閉完了が否が判断する。そして、チ
ャック閉完了になると、フラグＦ’ｃを「１」にセット
しトルク制限信号Ｘ（％）を主軸制御回路２１０に出力
すル（ステップ５１０９．５ｌｌＯ）。そして、以後の
周期からはステップ５ｉ００．５ＩＯＩ、５１０４．５
ｌｌｌの処理を繰り返し行うことになり、その間、ＮＣ
用プロセッサは同期速度の速度指令で２つの主軸制御回
路１１０．２１０に駆動することになる。

また、オペレータが通常のモードに設定するとＰＭＣの
プロセッサは、ステップ５１００からステップ５１１２
に移行し同期指令信号ｓｓが「１ヨか否か判断し、「１
」ならばチャック開信号をチョック２０３にａカしチャ
ック開完了信号があるか否か判断し、開信号がなければ
今まで出方していた同期回転速度指令を出力し、当該周
期の処理を終了する（ステップ５１１３〜５１１５）そ
して、チャック開完了信号が入力されると、フラグＦｃ
、Ｆｎおよび同期指令信号をｒＯＪにセットしトルク制
限信号の出力を停止し、各主軸制御回路１１０．２１０
に各主軸の速度指令を出方するようＮＣ用プロセッサに
出力する（ステップ５１１６〜８１１８）。そして次の
周期がらはステップ５１００．５１１２の処理のみを行
うこととなる。

一方、主軸制御回路１１０のプロセッサは第３図にフロ
ーチャートで示す処理を所定側期毎実施する。

まず同期指令信号Ｓｓが「１」が否が判断しくステップ
Ｓ　２００）、「１」でなければ、ＮＣ位置４００から
送られてくる各主軸に対する速度指令で従来と同様に速
度ループ処理を実施する（ステップ５２０５）。

同期指令信号ＳＳが「１」で同期指令モードになってい
るときは、ＮＣ位置４００がら出力される同期回転速度
指令から第１式の演算を行ってモータへの速度指令に変
換して、該変換された速度指令に基づき速度ループ処理
を行って主軸モータ１０２を駆動する（ステップ８２０
１．３２０２）。そして同期回転数に到達したが否が判
断して、到達していなければそのまま当該周期の処理を
終了し、到達すると同期速度完了信号をＮＣ位置４００
に出力する（ステップ５２０３，８２０４）。

そして、以後ステップ８２００〜５２０４の処理を繰り
返すこととなる。

一方、主軸制御回路２１０のプロセッサは第４図にフロ
ーチャートで示す処理を所定同期毎実施する。

同期指令信号ＳＳが「１」でなければ（ステップ５３０
０）、主軸制御回路１１０と同様に該主軸２００に対し
て指令された速度指令で従来と同様に速度ループ処理を
実行し主軸モータ２０２を駆動する（ステップＳ　３０
７）。

同期指令信号ＳＳが「１」であると、ＮＣ位置４００か
ら出力される同期回転速度指令を第１式の処理を行って
主軸モータ２０２に対する速度指令に変換する（ステッ
プ５３０１）。そして、ＮＣ位置４００からトルク制限
信号が出力されているか否か判断しくステップ５３０２
）、トルク制限信号が入力されてなければ、ステップ８
３０１で変換された速度指令に基づき速度ループ処理を
行い主軸モータ２０２を駆動する（ステップ５３０３）
。次に同期回転数に達したか否か判断して（ステップ５
３０４）、達してなければ当該処理周期の処理を終了し
、達していれば、同期完了信号をＮＣ位置４００に出力
する（ステップ５３０５）。

かくして、２つの主軸制御回路１１０，２１０から同期
速度完了信号が出されると、前述したようにＮＣ位置４
００はチャック２０３にチャック閉指令を出力し、チャ
ックを閉じワークを把持させた後、トルク制限指令Ｘ（
％）を主軸制御回路２１０に出力されるから主軸制御回
路２１０のプロセッサはステップ３３００，５３０１．
５３０２の処理を行い、ステップ５３０２からステップ
５３０６に移行し、ステップ５３０１で変換された速度
指令で速度ループ処理を行い、かっ、この速度ループ処
理で求められるトルク指令に対して、入力されているト
ルク制限値（最大トルク×制限信号Ｘ）に制限して主軸
モータ２０２を駆動する。

その結果２つの主軸１００，２００の回転速度にずれが
生じ同期状態がずれても、ワークには大きな捩じれトル
クは加わらない。

上記実施例は、２つの主軸を同期速度で駆動するときの
ワークの捩じれ防止方法であるが、２つの主軸を同期速
度で回転させると共に、回転位相をも同期させて、すな
わち位置の制御をも行って２つの主軸でワークを把持す
るものも開発されている（特願平１−１９２７５１号参
照）。

第５図は、位相制御をも行う場合に本発明を適用した一
実施例の機能ブロック図である。

第５図中、第１の実施例で説明した第１図に示す出力と
同一のものは同一符号を付している。

第１の実施例と相違する点のみ説明すると、主軸１００
．２００にポジションコーダ１０１．　２０１が取付け
られ、主軸モータ１０２．２０２に速度検出器が取付け
られていない点、および、主軸制御回路１１０．２１０
内に位置制御を行うための手段が設けられている点であ
る。

第５図中、１１２．２１２は位置制御部であり、ＥＲＩ
、ＥＲ２は夫々の位置偏差を記憶するエラーカウンタで
ある。ＰＰＣｌ、ＰＰＣ２は夫々ポジションコーダ１０
１，２０１からの出力パルスを計数する位置カウンタで
あり、ＰＳＣＩ、ＰＳＣ２はポジションコーダ１０１，
２０１から１回転信号が出力されたとき、夫々位置カウ
ンタＰＰＣ１，ＰＰＣ２の値を記憶するラッチ回路、１
１３．２１３は位置カウンタＰＰＣｌ、ＰＰＣ２から夫
々ラッチ回路ＰＳＣＩ、ＰＳＣ２の値を減じて１回転信
号位置からの回転量を算出する手段、１１４．２１４は
同期回転速度指令から同期回転数相当のエラーパルス（
位置偏差量）へ変換する手段、１１５，２１５は同期回
転速度指令を移動指令に変換する手段、１１６，２１６
は第１の実施例と同様に同期回転速度指令から主軸モー
タ１０２．２０２への速度指令１，２へ変換する手段で
ある。また、ａ　＝　ｈはスイッチを意味する。

各主軸１００．２００が独立して駆動されているときに
は、ＮＣ位置４００より夫々独立の速度指令が各主軸制
御回路１１０，２１０に出力され、スイッチｂ、　　ｈ
が閉じ、各速度指令は各速度制御部１１１．２１１に入
力され、主軸モータ１０２゜２０２を速度制御し、伝動
手段１０４．２０４を介して主軸１００，２００を回転
させる。なお、この状態ではスイッチａ、ｃ−ｇはオフ
状態であり、位置制御部１１２，２１２のエラーカウン
タＥＲ１，ＥＲ２はリセット状態にある。

主軸１００．２００が異なった回転速度で回転している
状態でＮＣ位置４００から同期制御指令が出力されると
、スイッチｈがオフとなり、スイッチｇが閉じる。また
、ＮＣ位置４００から同期回転速度指令が主軸制御回路
１１０，２１０に与えられると、第１の実施例と同様に
同期回転速度指令から速度指令１，２へ変換する手段１
１６゜２１６によって上記第１式の演算を行って速度指
令１．２を夫々スイッチｇ、ｂを介して速度制御部１１
１，２１１に出力する。これによって第１の実施例と同
様に、２つの主軸１００，２００は同一の同期回転速度
で回転することとなる。

一方、手段１１４，２１４で同期回転速度指令から第２
式の演算を行って、同期回転数相当のエラーパルス量（
位置偏差量）を算出しておく。

同期回転数相当のエラーパルス量＝同期回転速度指令／（処理周期×ポジションゲイン）・・・・・・（２）なお、第２式において、ポジションゲインは各主軸制御
回路１１０．２１０の位置制御部１１２゜２１２のゲイ
ンである。

すなわち、各位置制御部１１２，２１２から夫々速度制
御部１１１．２１１へ同期回転速度指令が出力されるよ
うな位置偏差量（エラーパルス量）を算出しておき、主
軸モータ１０２．２０２の回転速度が夫々速度指令１．
２に達し、主軸１０ｏ。

２００が同期回転数のパラメータ設定範囲内に達すると
、スイッチＣを瞬間閉じて、上記第２式によって算出し
た同期回転数相当のエラーパルス量を各位置制御部１１
２，２１２のエラーカウンタＥＲＩ、ＥＲ２に夫々設定
する。

同期回転数相当のエラーパルス量がエラーカウンタＥＲ
Ｉ、ＥＲ２に設定された直後に、スイッチｂ、　　ｇを
開き、スイッチａ、　　ｅ、　　ｆを閉じ、位置制御を
開始する。すなわち、処理周期毎ＮＣ位置から出力され
る同期回転速度指令を手段１１５゜２１５で移動指令に
変換し、スイッチｆを介して各位置制御部１１２，２１
２のエラーカウンタＥＲ１，ＥＲ２に加算し、また、処
理周期毎、位置カウンタＰＰＣｌ、ＰＰＣ２で検出され
る処理周期の主軸１００，２００の移動量（当該処理周
期のＰＰＣｌ、ＰＰＣ２の値から１回前の処理周期のＰ
ＰＣ１，ＰＰＣ２の値を夫々減じた値）をエラーカウン
タＥＲＩ、ＥＲ２から減じて位置制御ループ処理を開始
し、位置制御の出力をスイッチａを介して速度制御部Ｉ
ＬＩ、２１１に入力する。

その結果、主軸１００．２００は位置制御が行われなが
ら同期回転速度で回転することとなる。

次に、位相同期制御指令が与えられると、スイッチｄを
閉じ、１回転信号を受信したときの位置カウンタＰＰＣ
ｌ、ＰＰＣ２の値をラッチしているラッチ回路ＰＳＣＩ
、ＰＳＣ２の値を位置カウンタＰＰＣ１，ＰＰＣ２から
減じて１回転信号位置からの各主軸１００．２００の回
転量（回転角）を算出している手段１１３，２１３の値
を、各エラーカウンタＥＲ１，ＥＲ２から減じる。その
結果、エラーカウンタＥＲＩ、ＥＲ２の値は減じられた
分減少し、主軸１００，２００の回転速度は減少し、両
主軸１００，２００の１回転信号位置が同じ位置に来る
ように減速され、その後、同期回転速度指令に応じた移
動指令がエラーカウンタＥＲＩ、ＥＲ２に加算されるか
ら、同期回転速度に復帰し、主軸１００，２００は同位
相で同期回転速度で回転することとなる。

この際、位相同期制御指令が出されたあと、１回転信号
位置からの各主軸１００．２００の回転量を算出してい
る手段１１３，２１３の値を、ＮＣ位置４００が処理局
期毎読取り、読取った値の差が設定所定範囲内か否か判
断し、設定所定範囲内であれば、位相が同期していると
して位相同期完了信号を出力するようにする。即ち、両
主軸の１回転信号位置からの回転量が同一であれば位相
が完全に同一であることを意味するので、両生軸の１回
転量号位置からの回転量が設定所定範囲内に入れば位相
が同期しているとすることができる。

位相も同期して２つの主軸１００，２００が同期速度で
回転させた後、チャック２０３にチャック閉指令を出力
しチャック２０３を閉じワーク３００をチャック２０３
でも把持させると共にＮＣ位置４００は速度制御部２１
１にトルク制限信号を送出して、主軸モータを第１の実
施例と同様に出力トルクを制限して駆動する。

以上が、本実施例の動作説明であるが、この動作を制御
するＮＣ位置４００のＰＭＣのプロセッサと主軸制御回
路２１０のプロセッサの動作処理を第６図及び第７図（
ａ）（ｂ）に示されたフローチャートと共に説明する。

第６図はＮＣ位置のＰＭＣのプロセッサが所定同期毎実
行する本実施例に関係する処理のフローチャートである
。

まず、同期指令モードか否か判断しくステップ５４００
）、同期指令モードでなければ第１の実施例のステップ
８１１２〜５１１８と同様な処理を行って、各主軸モー
タをそれぞれの指令速度で駆動する。この点の説明は省
略する。

同期指令モードであると、チャック閉完了フラグＦｃ、
位相同期完了フラグＦｎ、位相同期指令フラグＦｆが「
１」か否か判断しくステップ８４０１〜５４０３）、始
めはすべてのフラグはｒＯＪであるから、ステップ５４
０４に移行し同期指令信号ＳＳが１１」か否か判断し、
「１」でないならば、同期回転速度指令を出力すると共
に、同期指令信号ＳＳを「１」にする（ステップ５４０
５゜Ｓ　４０６）。そして位相同期指令があるか否か判
断しくステップ５４０７）、なければ当該周期の処理を
終了する。そして、次の周期からはステップ８４００〜
５４０４、同期指令信号ＳＳが「１」であるからステッ
プ５４０７の処理を繰り返し行う。同期速度指令が出力
されることによりＮＣ用プロセッサは同期回転速度指令
を各主軸制御回路１１０．２１０に出力して後述するよ
うに主軸１００．２００を同じ同期速度で回転させる。

オペレータは適当な時間が経過し、２つの主軸の回転速
度が同一になったと判断されたとき、位相同期指令を入
力する。該位相同期指令が入力されると、ＰＭＣ用プロ
セッサはフラグＦｆを「１」にセットし、各主軸制御回
路１１０，２１０に位相同期指令を出力しくステップ３
４０８，５４０９）、各主軸制御回路１１０．２１０か
ら送られてくる１回転量号位置からの回転量ε１（＝Ｐ
ＰＣ１−ＰＳＣＩ）、ｅ２　（＝ＰＰＣ２−ＰＳＣ２）
を読み（ステップ５４１０）、両回転量ε１．ε２の差
の絶対値が設定所定値εＳ以下が否が判断しくステップ
５４１１）、設定所定値εＳ以下でなければ当該周期の
処理を終了する。そして、次の周期からはフラグＦｆが
「１」にセットされてイルコとから、ステップ５４００
，５４０１，５４０２．５４０３，５４１０．５４１１
の処理を繰り返し実行することとなる。

一方、各主軸制御回路１１０，２１０のプロセッサは位
相同期指令を受けて位相同期制御処理を実行することと
なるが、この点の処理は後述する。

そして、各主軸制御回路１１０，２１０で位相同期制御
処理が完了され、各主軸１１０，２１０の１回転量号位
置からの回転量ε１．εの差の絶対値が設定所定値εＳ
以下となると（ステップ４１１）、フラグＦｎを「１」
にセットしチャック閉指令をチャック２０３に出力しく
ステップ５４１２．８４１３）、チャック２０３からチ
ャック閉完了信号が来たか否か判断しくステップ５４１
４）、来てなければ当該周期の処理を終了する。そして
、次の周期からは、フラグＦｎか「１」にセットされて
いるのでステップ５４００．５４０１゜５４０２，５４
１４の処理を繰り返し、チャック閉完了信号が来るとフ
ラグＦｃを「１」にセットしトルク制限指令を主軸制御
回路２１０に出力する（ステップ５４１５，５４１６）
。次の周期がらはステップ５４００，５４０１の処理の
みを行うことになる。なお、同期指令モードで同期指令
信号ＳＳが「１」にセットされている限りＮＣ用プロセ
ッサは同期回転速度の同じ速度指令を２つの主軸制御回
路に出力している。

第７図（ａ）、　　（ｂ）は主軸制御回路２１０のプロ
セッサが所定側期毎実行する処理のフローチャートであ
り、まず、位置カウンタＰＰＣ２の値からラッチ回路Ｐ
ＳＣ２の値を減じて主軸２００の位置をＮＣ位置４００
へ送出しくステ・ツブ５５００）、同期回転到達フラグ
Ｆ１か「１」か否か判断しくステップ５５０１）（、な
お、各フラグＦ１は始めは初期設定で［０ヨにセットさ
れている）「０」であれば、同期指令信号ＳＳが「１」
か否か判断しくステップ８５０３）、ｒｌＪでなければ
、ＮＣ位置４００より出力される速度指令に基いて速度
ループ処理を行って主軸モータ２０２を駆動し、主軸２
００を回転駆動制御する（ステップＳ　５１６）。以下
、同期指令信号ＳＳが「１」になるまで各処理周期毎プ
ロセッサはステップ５５００〜５５０２，５５１６の処
理を繰返し処理している。

ＮＣ位置４００から出力される同期指令信号ＳＳが「１
」になると（ステップ５５０２）　、ＮＣ位置４００か
ら出力される同期回転速度指令からプロセッサは第１式
の演算を行って主軸モータ２０２への速度指令２を求め
、求めた速度指令２に基いて速度ループ処理を行い、主
軸モータ２０２を駆動する（ステップＳ　５０３）。

そして、主軸モータ２０２の回転速度が速度指令２の速
度のパラメータで設定された幅内に入ったか否か判断し
、両生軸２００が同期回転数で回転しているか否か判断
しくステップ５５０４）、同期回転数に達してなければ
、当該周期の処理を終える。

主軸２００が同期回転数に達すると同期回転到達フラグ
Ｆ１を「１」にセットしくステップ５５０５）、第（２
）式の演算を行って同期回転数相当のエラーパルス量（
位置偏差量）をエラーカウンタに夫々セットする（ステ
ップ８５０６）。そして、同期回転速度に対応する移動
指令を求めエラーカウンタＥＲ２に加算し、主軸のポジ
ションコーダ２０１から出力される処理周期間のフィー
ドバックパルス量（今周期の位置カウンタＰＰＣ２の値
から前周期の位置カウンタＰＰＣ２の値を減した値）を
エラーカウンタＥＲ２から減算し、位置ループ処理を開
始する（ステップＳ　５０７）。

そして、ＮＣ位置４００からトルク制限信号Ｘ（％）が
出力されているか否か判断しくステップ５５０８）、ト
ルク制限信号が出力されていないならば、ステップ５５
０７の位置ループ処理で求められた速度指令に基づいて
速度ループ処理を行って主軸モータ２０２を制御する（
ステップ５５０９）。そして、位相同期指令フラグＦ２
が「１」か否か判断しく始めはｒＯＪ）（ステップ５５
１０）、「１」でなければ位相同期指令が入力されたか
否か判断しくステップ５５１１）、入力されてなければ
当該周期の処理を終了する。

次の周期からはフラグＦ１が「１」にセットされている
ことから、ステップ５５０１からステップ５５１５へ移
行し、現時点における位置カウンタＰＰＣ２の値をレジ
スタＲＰ２に格納し、ラッチ回路ＰＳＣ２の値をレジス
タＲ８２に格納し、ステップ５５０７へ移行し、前述し
たステップ５５０７〜５５１１までの処理を位相同期指
令が入力されるまで処理周期毎行う。

位相同期指令が入力されると（ステップ５５１１）、レ
ジスタＲＰ２．Ｒ３２に記憶されている主軸２００）の
現在位置ＰＰ２の値から１回転信号受信したときの値（
ＰＳ２の値）を減して主軸２００の位相（１回転信号位
置からの回転角）を求めてエラーカウンタＥＲ２から減
する（ステップＳ　５１２）。その結果、位相分だけエ
ラーカウンタの値が減じられれば位置偏差は減少する。

上述した処理を主軸制御回路１１０も同時に行うので、
主軸１００．２００はその位相分に応じて減速し同位相
となる（１回転信号位置が同一位置となる）。

以後の処理周期ではステップ５５００，５５０１．５５
１５，５５０７，５５０８，５５０９゜５５１０と進み
、各処理を行って、フラグＦ２が「１」にセットされて
いることから、ステップ５５１０からそのまま処理周期
の処理を終了する。

その結果、各主軸２００は同期回転速度で回転すること
となる。また、同様に主軸１００も同期速度で回転し、
２つの主軸の位相も同一となり、第６図のフローチャー
トのステップ５４１１て１回転信号位置からの各主軸の
回転量ε１．ε２の差が設定所定値εＳ以下になると、
チャック閉指令が出されチャック２０３が閉じ、チャッ
ク閉完了指令が出され、ＮＣ位置４００よりトルク制限
信号Ｘが出力されると、主軸制御回路２１０のプロセッ
サはステップ５５０８からステップ５５１４に移行して
ステップ５５０７で求められた速度指令で速度ループ処
理を行うと共に、トルク指令を制限しで、出力できるト
ルク指令を（最大トルク指令）×Ｘ（％）とする。その
結果主軸モータ２０２の出力トルクは（最大トルクＸＸ
）以下に制限されるので、ワークには主軸２００から大
きなトルクがかからず、ワークに大きな捩じりトルクが
生じることはない。

なお、主軸制御回路１１０の処理については説明を省略
したが、第７図（ａ）、　　（ｂ）の処理で位置カウン
タＰＰＣ２をＰＰＣｌに、ラッチ回路ＰＳＣ２をＰＳＣ
Ｉに変え、ステップ５５０８、ステップ５５１４をなく
し、ステップ５５０７からステップ５５０９に移行して
処理を行えばよい。

上記実施例では、オペレータか同期制御指令と、位相同
期指令を入力するようにしたが、単に同期制御指令を入
力するのみで、位相も同期した同期制御を行うようにす
ることもできる。この場合、第１の実施例と同様に主軸
制御回路１１０，２１０のプロセッサが同期回転数で回
転しているか否か判断し同期回転数で回転していると判
断されたとき、夫々同期回転完了信号をＮＣ位置４００
に送出し、ＮＣ位置４００のＰＭＣのプロセッサは両主
軸制御回路１１０，２１０から同期回転完了信号が入力
されたとき位相同期指令を両主軸制御回路１１０．２１
０に自動的に出力するようにすればよい。

発明の効果本発明は、２つの主軸を有する工作機械で、ワークを一
方の主軸から他方の主軸に掴み変えるとき、また、両方
の主軸でワークを把持して、旋盤切削等を行うとき等、
２つの主軸でワークを把持しているときに、２つの主軸
間に同期速度のずれが生したとき、一方の主軸モータを
トルク制限して駆動する用にしているから、ワークには
大きな捩じれトルクが発生せず、ワークを無駄にするこ
とはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の機能ブロック図、第２
図は同実施例におけるＮＣ位置の処理フローチャート、
第３図は同実施例における第１の主軸制御回路のプロセ
ッサが行う処理フローチャート、第４図は同実施例にお
ける第２の主軸制御回路のプロセッサが行う処理フロー
チャート、第５図は第２の実施例の機能ブロック図、第
６図は第２の実施例におけるＮＣ位置の処理フローチャ
ート、第７図（ａ）、　　（ｂ）は第２の実施例におけ
る第２の主軸制御回路における処理フローチャートであ
る。１００．２００・・・主軸、１０１．２０１・・・ポジションコーダ、１０２．２０
２・・・主軸モータ、１０３．２０３・・・チャック、１０４．２０４・・・伝動手段、１１０．２１０・・・主軸制御回路、１１１．２１１・・・速度制御部、１１２．２１２・・・位置制御部、ＰＰＣｌ、ＰＰＣ２・・・位置カウンタ、ＰＳＣｌ、Ｐ
ＳＣ２・・・ラッチ回路、ＥＲＩ、ＥＲ２・・・エラー
カウンタ、４００・・・ＮＣ位置。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）２つの主軸を有する工作機械において、２つの主
軸に同一速度を与えて同期回転速度で回転させた後、ワ
ークを把持しない一方の主軸のチャックにワーク把持指
令を与えると共に、どちらか一方の主軸をトルク制限し
て速度制御を行うことを特徴とする主軸同期回転制御方
式。
（２）２つの主軸を有する工作機械において、速度制御
によって２つの主軸を同期回転速度で回転させた後、同
期回転速度に対応する位置偏差量を各主軸の位置制御の
エラーカウンタにセットして、同期回転速度に対応する
移動指令と各主軸のポジションコーダからの位置信号に
より位置制御及び速度制御を行い、その後、各主軸のポ
ジションコーダから出力される位置信号と１回転信号よ
り各主軸の１回転信号位置からの回転量を求めて、該回
転量を夫々上記エラーカウンタから減算することによっ
て２つの主軸の位相及び回転速度を同一とした後、ワー
クを把持しない一方の主軸のチャックにワーク把持指令
を与えると共に、どちらか一方の主軸をトルク制限して
速度制御を行うことを特徴とする主軸同期回転制御方式
。