KR20010108037A - 수치제어장치 - Google Patents

Abstract

수치제어장치(1)에서는, 동기제어관리부(11)가 동기제어를 하는 대상으로 되는 복수의 축의 주종관계를 관리하고 있다. 또 위치제어방식(축의 동기제어시)의 경우, 기준축을 제어하는 축제어부에서는, 동기위치계산처리부(74)가, 축제어지령치변환부(72)에서 산출되는 기준축의 이동량을, 기준축의 기준위치에 가산함으로써, 기준축에 대한 지령위치를 계산한다. 한편, 동기축을 제어하는 축제어부에서는, 동기위치계산처리부(74)가, 기준위치입출력부(73)에서 받은 이동량과, 기준축에 대한 동기축의 기어비, 지령회전비 및 지령단위시간비에서, 동기축의 단위시간당의 이동량을 산출하고, 그의 이동량을 동기축의 기준위치에 가산함으로써, 동기축에 대한 지령위치를 계산한다. 그리고, 기준축을 제어하는 1개의 축제어부 및 동기축을 제어하는 복수의 축제어부가, 계산한 지령위치를 출력하고, 개개에 대응하는 상기 모터를 제어함으로써, 1개의 기준축에 대하여 복수의 축의 동기제어를 하며, 또한, 그 동기축을 기준으로 하여 별도의 축의 동기제어를 한다.

Description

수치제어장치{NUMERICAL CONTROL DEVICE}

공작기계에는, 종래부터 구동하는 2개 이상의 주축모터 또는 서보모터의 동기제어를 실현 가능하게 하는 것이있다. 예로서, 수치제어장치가, 종이테이프 등에서 지령된 가공프로그램을 실행함으로써, 즉, 가공프로그램에 기입된 수치제어처리를 실행함으로써, 공작기계의 주축모터 또는 서보모터를 구동하여, 공작물에 지령대로의 가공을 실시하는 것이다.

도 12는, 공작기계의 주축모터 또는 서보모터를 구동하는 종래의 수치제어장치의 개요를 나타내는 요부블록도이다.

도 12에 있어서, 종래의 공작기계는, 선반의 기준축을 구동하는 모터와 동기축을 구동하는 모터와를 동기제어하는 수치제어장치(101)와, 수치제어처리의 프로그램이 기인된 가공프로그램(102)과, 주축앰프(120), 주축모터(121), 기어(122),기준주축(123), 및 엔코더(124)를 가진 기준축과, 주축앰프(140), 주축모터(141), 기어(142), 동기주축(143), 및 엔코더(144)를 가진 동기축과를 구비한 구성으로하고, 수치제어장치(101)에 의해 2개의 주축의 회전속도를 동기시키는 제어를 하며, 또한 척(chuck)(125 및 145)을 닫음으로써, 기준주축(123)과 동기주축(143)과의 사이에서 공작물(200)이 지탱된다.

상기 기준축 및 동기축에서는, 주축앰프(120 및 140)가, 수치제어장치(101)와 주축모터(121)간, 및 수치제어장치(101)와 주축모터(141)의 사이에 각각 설치되어있고, 각 주축앰프가 대응하는 주축모터(121 및 141)를 구동한다. 그리고, 기어 (122 및 142)를 경유하여 각각 설치되어있는 기준주축(123)과 동기주축(143)이, 대응하는 엔코더(124 및 144)로 부터 피드백위치에 따라 제어되어 있다. 또, 상기 수치제어장치(101)는, 도시된 것 같이, 기준축 및 동기축에 관한 정보를 해석하는 해석처리부(103)와, 해석처리부(103)에서 해석된 보간위치지령 및 회전속도지령을 후속의 회로에 출력하는 보간처리부(104)와, 소정의 신호를 출력하는 PLC회로(105)와, 상기 소정의 신호를 처리하는 기계적신호처리부(106)와, 가공프로그램(102)을 저장하는 메모리(107)와, 각종 파라미터의 설정을 하는 파라미터설정부(108)와, 메모리(107)내의 정보를 화면에 표시하는 화면표시부(109)와, 기준축 및 동기축에 관한 정보나, 보간위치지령이나 회전속도지령 등을 구동하는 주축에 따라서 후속의 회로에 출력하는 축제어부(110a, 110b, 110c, ···)와, 수신하는 정보에 따라 기준축을 제어하는 기금축제어부(111)와, 수신하는 정보에 따라 동기축을 제어하는 동기축제어부(112)와 기준축 및 동기축에 대하여 각종 정보를 출력하는 데이터입출력회로(113)를 구비하는 구성으로 한다.

이하, 상기와 같이 구성되는 종래의 수치제어장치의 동작에 대하여 설명한다. 여기서는, 특히 기준주축(123)을 구동하는 주축모터(121)와, 동기주축(143)을 구동하는 주축모터(141)에서의, 주축동기제어에 대하여 설명을 한다.

도 12에서, 예로서, 테이프리더 등에서 판독입력된 가공프로그램(102)은 판독출력되며, 그리고 메모리(107)에 저장된다.

상기 주축동기제어는 주축동기지령코드에 따라 실행되는 제어이므로, 가공프로그램(102)에 기술된 주축동기지령코드가 메모리(107)에서 1블록마다에 해석처리부 (103)에 판독출력된다.

다음에, 판독출력된 주축동기지령코드는, 해석처리부(103)에서 해석되며, 해석처리부(103)는 그 해석결과인, 동기제어를 하는 기준축과 동기축에 관한 정보를 보간처리부(104)에 통지한다.

상기 정보를 수신한 보간처리부(104)에서는, 축제어부(110a, 110b, 110c,···)중에서, 예로서 기준축에 할당된 축제어부(110b)(도 12참조)에 대해, 기준축에 관한 정보를 통지하고, 또, 동기축에 할당된 축제어부(110c)(도 12참조)에 대해서, 동기축에 관한 정보를 통지한다. 또한, 여기서는 주축동기제어에 대하여 설명하고 있으나, 예로서 주축동기제어를 하지 않을 때에는, 기준축 및 동기축 어느 것에도 할당되어있지 않은 축제어부(110a)(도 12참조)에 대해서, 회전속도에 관한 정보를 통지하게 된다.

따라서, 이 경우에는 데이터입출력회로(113)에 대해서 회전속도지령의 정보가 직접 통지되고, 예로서 그 회전속도지령을 받은 주축앰프(120)에서는 이것에 따라 주축모터(121)의 속도를 제어하고 주축(123)을 회전시킨다.

또한, 축제어부(110a, 110b, 110c,···)에 대하여는, 설명의 편의상, 도시된 바와 같이 할당되어 있으나, 각 축제어부는, 예로서, 기준축에 할당되는 경우, 동기축에 할당되는 경우, 및 어느 것에도 할당되지 않는 경우, 어느 경우에도 동작 가능하다.

다음, 축제어부(110b)는 도시된 바와 같이, 기준축제어부(111)에 대해서, 기준축에 관한 정보, 및 회전속도지령의 정보 등을 통지하고, 축제어부(110c)는, 동기축제어부(112)에 대하여, 동기축에 관한 정보를 통지한다. 그리고, 기준축제어부 (111)에서는, 받은 회전속도지령에서 기준축의 지령위치를 산출하고, 데이터입출력회로(113) 및 동기축제어부(112)에 대해서, 그 지령위치를 통지한다.

동기축제어부(112)에서는, 기준축제어부(111)에서 통지된 기준축의 지령위치, 및 앞서 통지된 동기축에 관한 정보에 따라서, 동기축의 지령위치를 산출하고, 데이터입출력회로(113)에 대하여 그 지령위치를 통지한다.

마지막으로, 데이터입출력회로(113)는 받은 각 지령위치를 주축앰프(120 및 140)에 통지하고, 그 후, 기준축의 지령위치를 받은 주축앰프(120)에서는 받은 지령위치에 따라서 주축모터(121)의 속도를 제어함으로써 기준주축(123)을 회전시키고, 또한, 동기축의 지령위치를 받은 주축앰프(140)에서도 마찬가지로, 받은 지령위치에 따라서 주축모터(141)의 속도를 제어함으로써 동기주축(113)을 회전시킨다.

이와 같이 종래의 수치제어장치에서는, 기준축제어부(111)에서 산출된 기준축의 지령위치에 따라서, 동기축제어부(112)가 동기축의 지령위치를 산출함으로써, 하나의 기준주축(123)과 하나의 동기주축(143)과의 사이에서 주축동기제어를 한다.

그러나, 종래의 수치제어장치는 공작기계내의 2개의 주축에 관한 동기제어에 대하여는 실현가능하나 그 제어는 1조의 기준축과 동기축과의 사이에 한정되어 있다. 즉, 이것은 3개 이상의 주축을 동시에 동기제어 할 수없음을 의미하고 있다.

그 요인으로써는, 예로서 상기와 같이, 각 축에 대해서 지령위치를 통지함으로써 동기시킨 경우에도 최종적으로는 지정된 위치에 수렴되나, 동기제어를 하는 각 축은 각각 위치제어게인, 속도, 부하 등이 서로 다르므로 위치편차량이 발생하고 있으며, 도중의 과정에서는 동기정도가 낮게된다는 것을 말할 수 있다.

그 때문에, 종래의 수치제어장치에서는, 예를 들어, 복수의 축을 동기제어하는 경우에는, 하나의 기준축이 2개 이상의 동기축의 변동을 감시하고, 또한 상기 위치편차량을 감하도록 보정을 하면서 동기제어를 하게 되며, 그 제어가 대단히 복잡하게 되므로 3개 이상의 주축을 동시에 동기제어하는것이 불가능하였다.

따라서, 종래 사용하고 있던 공작기계로 복수의 축에 대한 주축동기제어를 하기 위하여는 복수의 수치제어장치를 설치할 필요가 있으며, 이 때문에 공작기계의 비용이 높게된다고 하는 문제가 있었다. 또 그 결과로서, 수치제어장치를 설치하는 제어판이 대형화되어 버린다는 문제도 있었다.

또, 종래의 수치제어장치의 동기제어에서는, 주축간에서 1개의 공작물을 잡고, 척(chuck)을 닫는 경우에, 예로서 외란 등에 의해 축이 변동하는 경우가 있다.

이와 같이 위치편차량의 모인 상태에서, 기준축과 동기축이 공작물을 통하여기계적으로 결합하면, 각각이 위치편차량을 되돌리는 방향으로 작용함으로써 부정한 토크가 발생되고 공작물에 대하여 흠 또는 비틀림을 발생시키는 경우가 있었다.

따라서, 본 발명은 공작기계내의 2개의 주축에 대하여 동기제어를 실현하는 동시에, 3개 이상의 주축에 대해서도 동시에 동기제어를 실시 가능케하며, 또한 종래의 장치보다도 동기정밀도를 향상시킬 수 있는 수치제어장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명은, 공작기계내에서 구동하는 2개 이상의 주축모터 또는 서보모터의 동기제어를 하는 수치제어장치에 관한 것이며, 특히, 보다 정밀도 높은 동기제어를 실현 가능하게 하는 수치제어장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 관한 수치제어장치의 실시의 형태 1의 구성도이다.

도 2는 수치제어장치내의 축제어부의 구성도이다.

도 3은 동기제어를 하는 조의 관리를 하기 위한 동기제어관리매트릭스이다.

도 4는 동기제어를 관리하기 위한 플로차트이다.

도 5는 주축동기제어지령의 해석에 의한 동기제어축의 조합도이다.

도 6은 축제어부의 플로차트이다.

도 7은 본 발명에 의한 수치제어장치의 실시의 형태 2의 구성도이다.

도 8은 동기제어를 하기 위한 다단가감속패턴의 구체적 예이다.

도 9는 다단가감속시정수배율의 계산방법을 나타내는 도이다.

도 10은 동기제어를 하기 위한 다단가감속파라미터의 설정예이다.

도 11은 다단가감속패턴의 선택 및 계산방법이다.

도 12는 종래의 수치제어장치의 구성도이다.

실시의 형태

본 발명을 보다 상세히 기술하기 위하여 첨부의 도면에 따라 이것은 설명한다. 또한 본 실시의 형태에 의해 본 발명이 한정되는 것이 아니다.

도 1은 공작기계의 주축모터 또는 서보모터를 구동가능한 본 발명에 관한 수치제어장치의 실시의 형태 1의 요부블록도이다.

도 1에서, 본 발명의 공작기계는 기준축을 구동하는 모터와 동기축을 구동하는 모터와를 동기제어하는 수치제어장치(1)와, 수치제어처리의 프로그램이 기입된 가공프로그램(2)과, 주축앰프(20), 주축모터(21), 기어(22), 기준주축(23),및 엔코더(24)를 가진 기준축과, 주축앰프(40), 주축모터(41), 기어(42), 동기주축(43), 및 엔코더(44)를 가진 제 1의 동기축과, 주축앰프(60), 주축모터(61), 기어(62), 동기주축(63), 및 엔코더(64)를 가진 제 2의 동기축을 구비한 구성으로 되고, 수치제어장치(1)에 의해 3개의 주축의 회전속도를 동기시키는 제어를 하며, 척 (chuck) (25 및 45)을 폐쇄함으로써, 기준주축(23)과 동기주축(43)간에서 공작물(26)을 잡고, 또한 회전공구(65)를 회전시키고 있다.

상기 기준축, 제 1의 동기축 및 제 2의 동기축에서는, 주축앰프(20, 40, 60)가 각각 수치제어장치(1)와 주축모터(21)간, 수치제어장치(1)와 주축모터(41)간 및 수치제어장치(1)와 주축모터(61)간에 설치되어 있으며, 각 주축앰프가 대응하는 주축모터(21, 41, 61)를 구동하고 있다. 그리고, 기어(22, 42, 62)를 경유하며 각각 설치되어있는 기준주축(23)과 동기주축(43)과 동기주축(63)이 대응하는 엔코더 (24, 44, 64)에서의 피드백위치에 따라서 제어되고 있다.

또, 상기 수치제어장치(1)는 도면에 나타난 바와 같이 기준축 및 동기축에 관한 정보를 해석하는 해석처리부(3)와, 해석처리부(3)에서 해석된 보간위치지령 및 회전속도지령을 후속의 회로에 출력하는 보간처리부(4)와, 소정의 신호를 출력하는 PLC회로(5)와, 상기 소정의 신호를 처리하는 기계제어신호처리부(6)와, 가공프로그램(2)을 저장하고, 내부에 후술하는 동기보정계수유지부(51)를 구비한 메모리(7)와, 사용자의 조작에 의해 각종 파라미터의 설정을 하는 파라미터설정부(8)와, 메모리(7)내의 정보를 화면에 표시하는 화면표시부(9)와, 동기제어를 하는 주축의 조합을 관리하는 동기제어관리부(11)와, 기준축 및 동기축에 관한 정보 및 지령위치 및 속도지령 등을 출력함으로써, 각각 대응하는 주축을 제어하는 축제어부(10a, 10b, 10c,···)와, 기준축 및 동기축에 대해서 각종 정보를 출력하는 데이터입출력회로(13)를 구비한 구성으로 된다. 또, 본 실시의 형태에서는, 설명의 편의상, 특히 3개의 동기제어에 대하여 설명을 하나, 동기제어 가능한 주축의 수는 여기에 한하지 않고 동기 제어관리부(11)의 관리에 의해 임의의 복수의 주축은 동기제어 가능하다.

또, 도 2는 도 1에 기술된 축제어부(10a, 10b, 10c,···)를 더욱 상세하게 한 요부블록도이다.

도 2에서, 각 축제어부는, 축제어방식전환부(71)와, 축제어지령치변환부(72)와, 기준위치입력부(73)와, 동기위치계산처리부(74)와, 기준위치출력부(75)와, 동기위치보정부(76)와 이상위치편차량계산처리부(77)와, 동기보정량고정부(78)와, 동기보정량오차일시캔슬처리부(79)를 구비한 구성으로 한다.

또, 각 축제어부는 동기제어관리부(11)의 관리에 의해, 기준축 및 동기축의 어느 제어에 대하여도 동작가능하다.

축제어방식전환부(71)는 대응하는 모터를 가공프로그램에 기술된 지령속도에 따라 구동시키는 속도제어방식(속도제어모드 : 통상시의 제어)이거나 또는 이 속도지령치에서 환산한 단위시간당의 이동량에 따라 구동시키는 위치제어방식(위치제어모드 : 동기제어)이거나, 어느 한 쩍의 방식으로 전환한다.

축제어지령치변환부(72)는 기준축에 대한 지령속도에서 단위시간당의 이동량을 산출한다. 기준위치입력부(73)는 다른 축제어부에서 산출된 기준축의 단위시간당의 이동량을 받는다. 동기위치계산처리부(74)는 축제어지령치변환부(72)에서 산출되는 이동량, 또는 기준위치입력부(73)에서 받은 이동량에 따라 대응하는 축에 대한 지령위치를 계산한다. 기준위치출력부(75)는 축제어지령치변환부(72)에서 산출되는 기준축의 단위시간당의 이동량을 다른 축제어부에 출력한다. 동기위치보정부(76)는 기준축의 위치편차량과 동기축의 위치편차량에서 위치보정량을 산출하고, 이 위치보정량을 상기 동기축의 지령위치에 대해서 가산함으로써, 축의 변동을 보정한다. 이상위치편차량계산처리부(77)는 가공프로그램에 기술된 속도지령치와 상기 모터의 위치제어 게인에서 이론상의 위치편차량을 산출한다.

동기보정량고정부(78)는 동기제어를 하는 기준축 및 동기축에서의 정상회전시의 위치편차량의 평균치를 계산하고, 또한 그의 차를 계산하며 그 계산결과를 고정의 위치보정량으로 한다. 동기보정량오차일시캔슬처리부(79)는 동기제어를 하는 동기축에서의 정상회전시의 위치편차량의 평균치와 실제의 위치편차량과의 차를 상기 위치보정량에서 일시적으로 감하고, 외란 등에 의한 변동으로 발생한 위치편차량의 변동성분을 캔슬한다.

다음, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 관한 수치제어장치(1)의 동작에 대해서 설명한다.

먼저, 가공프로그램에 기술된 주축동기지령에 의해, 예로서 주축(23)을 기준주축으로 하여, 주축(43)을 동기주축으로 하여 제어하고, 또한 주축(23)을 기준주축으로 하여 주축(63)을 동기주축으로 하여 제어하므로써 3개의 주축의 동기제어를 하는 경우에 대하여 설명한다. 또한, 도 1에서, 축제어부(10a)는 주축앰프(20)를 통하여 주축(23)의 제어를 하고, 축제어부(10b)는 주축앰프(40)를 통하여 주축의 제어를 하며, 축제어부(10c)는 주축앰프(60)를 통하여 주축(63)의 제어를 하는 것으로 한다.

예로서, 테이프리더 등에서 판독출력된 가공프로그램(2)은 메모리(7)에 저장되고, 가공프로그램(2)이 실행될 때에는, 해석처리부(3)가 메모리(7)에서 1블록식 가공프로그램(2)을 판독출력하고 기술된 주축동기지령의 해석처리를 한다. 그 주축동기지령은 해석처리부(3)에서 기준축 및 동기축에 관한 정보 및 동기축의 회전방향, 회전비 등에 관한 정보로서 해석되고 보간처리부(4)에 통지된다. 그리고, 보간처리부(4)에서는 동기제어관리부(11)에 대해서 이들의 정보를 통지한다.

동기제어관리부(11)에서는 지령된 동기제어축의 조합의 관리를 하며, 축제어부(10a, 10b, 10c,···)중에서 기준축의 제어를 하는 축제어부(10a)에 대해서 기준축에 관한 정보를 통지하고, 또 동기축의 제어를 하는 축제어부(10b, 10c)에 대해서, 동기축에 관한 정보와 기준축(23)에 대한 동기축(43, 63)의 회전방향, 회전비 등의 정보와를 각각 동지한다.

또한, 축제어부(10a)의 기준위치출력부(75)와, 축제어부(10b, 10c)의 기준위치입력부(73)를 접속하고 후술하는 기준축의 동기제어기준이동량이 동기축에 통지되도록 한다.

여기서 동기제어관리부(11)에서의 동기제어의 조합의 관리방법을 도 3에 나타낸 동기제어관리매트릭스에 따라 설명한다.

복수의 축의 조합에 대하여 동기제어를 하는 경우, 동기제어관리부(11)에서는 모든 조합을 관리하며, 그 주종관계에 따라서 동기제어를 실행시킬 필요가 있다.

도 3의 예에 있어서는, 주축(S1)을 기준축으로 하여 주축(S2)을 동기제어하고, 또한 주축(S1)을 기준축으로 하여 주축(S3)을 동기제어하는 것을 나타내고 있다.

동기축 이외의 축에서 순서대로 제어를 하도록 관리함으로써 복수의 주축에 대해서 동기제어의 관리를 하고있다.

또 상기 동기제어매트릭스를 사용함으로써, 부정한 동기제어패턴의 체크를 하고 있다. 예로서, 1개의 동기축에 대해서 복수의 기준축을 조합하는 것은 원리적으로 불가능하므로, 주축(S1)을 기준으로 하여 주축(S2)을 동기제어중에, 주축(S4)을 기준축으로 하여 주축(S2)을 동기제어하려는 경우, 동기제어관리부(11)에서는 주축(S2)이 이미 주축(S1)을 기준축으로 하여 동기제어중이므로 주축(S4)을기준축으로하여 동기제어는 될 수 없다.

따라서, 그의 지령은 부정한 조합의 동기제어지령인 것으로 판정될 수 있다.

동기제어관리부(11)는 이 매트릭스를 매모리상에 전개하여 동일한 관리를 실현하고 있다.

이와 같은 동기제어관리부(11)의 관리에 의해 상기 각 정보를 받은 축제어부(10a, 10b, 10c)에서는 다음의 동작이 이루어진다.

축제어방식전환부(71)는 가공프로그램에 기술된 지령속도와 축의 위치제어게인에서 위치편차량의 이론치를 계산하고, 또한 그의 지령속도에서 피드백위치의 샘플링지연시간에 상당하는 이동량을 계산하며, 이들의 계산결과를 주축앰프로 부터의 피드백위치에서 감함으로써, 지령위치를 계산한다. 그리고, 이 위치편차량의 변동이 수축된 상태에서 유효한 지령을 속도지령치에서 위치지령치로 전환하기 위해, 속도도달 및 파라미터 등에서 결정된 시간대기의 체크를 하고, 그 후 주축에 대한 제어방식을 통상의 속도제어방식에서 동기제어의 위치제어방식으로 전환한다.

위치제어방식으로 전환된 기준축의 축제어부(10a)에서, 축제어지령치변환부 (72)는 기준주축(23)에 대한 속도지령을 단위시간당의 이동량으로 변환하고, 그 이동량을 동기제어기준이동량으로 하여 동기위치계산처리부(74)에 통지한다. 또한, 동기위치계산처리부(74)에서는 기준위치출력부(75)를 통하여 동기축을 제어하는 축제어부(10b, 10c)에 대해서, 그 동기제어기준이동량을 출력한다.

이 상태에서, 동기위치계산처리부(74)는 그 동기제어기준이동량을 동기제어기준위치에 가산하고, 그 가산결과를 새로운 동기제어기준위치로 하여 동기위치보정부 (76)에 통지한다. 그리고, 동기위치보정부(76)에서는 기준축을 제어하기 위해 받은 동기제어기준위치를 지령치로하여 데이터입출력회로(13)를 경유하여 주축앰프 (20)에 대해서 지령위치를 통지한다.

한편, 위치제어방식으로 전환된 동기축의 축제어부(10b, 10c)에서는 다음의 동작이 실행된다.

먼저, 기준축(23)과 동기하는 동기축(43)에 있어서, 축제어부(106)의 기준위치입력부(73)에서는 동기제어관리부(11)에 의해 관련된 기준축(23)을 제어하는 축제어부(10a)의 기준위치출력부(75)에서 출력된 동기제어기준이동량을 받으며 동기위치계산처리부(74)에 통지한다.

동기위치계산처리부(74)는 받은 동기제어기준이동량에 기준축(23)에 대한 동기축(43)의 기어비, 지령회전비 및 지령단위비를 곱한 치를 동기축(43)에 대한 동기제어기준이동량으로 한다. 또한, 축제어부(10b)에서는 동기축(43)을 기준축으로 하여 동기제어를 하는 별도의 축이 존재하지않으므로 다른 축제어부에 대해서 동기제어기준이동량은 출력되지 않는다.

그 후, 동기위치계산처리부(74)에서는 상기 동기제어기준이동량을 동기제어기준위치에 가산하고, 그 가산결과를 새로운 동기제어기준위치로서 동기위치보정부 (76)에 통지한다. 그리고, 동기위치보정부(76)에서는 기준축(23)의 위치편차량과 동기축(43)의 위치편차량에서 후술하는 방법으로 위치보정량을 계산하고 이 동기제어기준위치에 대해서 가산한 것을 지령위치로하여, 데이터입출력회로(13)를 경유하여 주축앰프(40)에 대해서 그 지령위치를 통지한다. 또한, 기준축(23)과 동기하는동기축(63)에서 동기축(63)을 제어하는 축제어부(10c)의 동작은 상기와 동일하다.

여기서, 상술한 위치보정량의 계산방법에 대하여 상세하게 설명한다.

동기축을 제어하는 축제어부(10b, 10c)의 동기위치보정부(70)에서는 가공프로그램(2)에 기술된 주축동기지령에 의해 위치보정량의 계산방식을 다음의 2개에서 선택하여 축의 변동에 의한 오프셋성분에 대해서 동기보정을 한다.

위치보정량의 제 1의 계산방법에서는, 기준축의 위치편차량에 동기축에 대한 기준축의 지령단위시간비 및 지령회전비를 곱하여 그 계산결과와 동기축의 위치편차량과의 차분을 계산하고, 기준축의 위치에 대한 동기축의 지연량을 얻는다.

그리고, 그 차분에 메모리(7)내의 파라미터에 의해 결정되는 특정이 시정수에 따라서 1차 지연의 필터를 통과한 치를 위치보정량으로 한다. 이 방법은 기준축과 동기축에 대한 부하의 차가 너무 크지 않을 때에 사용된다.

위치보정량의 제 2의 계산방법은, 기준축을 제어하는 축제어부의 이상위치편차량계산처리부(77)가 가공프로그램에 기술된 지령속도 및 축의 위치제어게인에서 기준축의 위치편차량의 이론치를 산출하고, 데이터입출력회로(13)를 통하여 얻어지는 기준축의 위치편차량과의 차를 계산한다. 여기에, 기준축에 대한 동기축의 지령단위비 및 지령회전비를 곱하여, 그 계산결과를 동기축에서의 위치보정량으로 한다.

이 방법은 기준축과 동기축의 부하의 차가 크고, 기준축의 추종지연과 동기축의 추종지연과의 차가 상시 큰 경우에 사용된다.

또, 동기축의 축제어부(10b, 10c)의 동기위치보정부(76)에서는, 예로서 PLC회로(5)에서의 소정의 신호에 의해, 위치보정량을 일시적으로 고정시키거나, 또는 위치보정량의 오차의 캔슬을 할 수가 있다.

상기 위치보정량을 일시적으로 고정시키는 방법으로서는, 먼저 동기제어를 하는 기준축 및 동기축에서의 정상회전시의 위치편차량의 평균치를 미리 검출하여 놓는다. 그리고, 척(chuck)을 서로 닫어서, 동기제어를 하고 있는 축간이 공작물 등을 통하여, 토크가 서로 전달되는 경우에, 예로서 PLC회로(5)는, 상기 소정의 신호로서 척의 폐쇄신호를 출력한다. 이 척의 폐쇄신호는 기계제어신호처리부 (76)를 경유하여 이 동기축의 축제어부의 동기보정량고정부 (78)에 통지되며, 이 때 동기보정량고정부(78)에서는 기준축의 위치편차량의 평균치와 동기축의 위치편차량의 평균치와의 차를 위치보정량으로하여써 동기위치보정부(76)에 통지한다. 이와 같이 이 방법에 의해 구하여진 이 위치보정량은 기준축의 위치편차량의 평균치와 동기축의 위치편차량의 평균치와의 차이므로 고정적인 치로된다.

또한, 상기와 같이 기준축 및 동기축에서의 정상회전시의 위치편차량의 평균치를 얻기 위하여는, 미리 공작기계의 초기 조정시에 정상회전시의 위치편차량의 평균치를 검출하여 두고, 지령속도로 나눈치를, 예로서 동기보정계수유지부(51)에서 유지하여 둔다. 이때, 유지된 치는 지령속도에 의존 않는 위치편차량을 얻기 위한 계수이므로, 통상운전시의 지령속도가 초기 조종시와 지령속도가 다른 경우에도 이 계수에 그 때의 지령속도를 곱함으로써 정상회전시의 위치편차량을 용이하게 산출할 수 있다.

그리고, PLC회로(5)에서 출력되는 소정의 신호의 입력과 동시에 이와 같이산출된 기준축 및 동기축에서의 위치편차량의 평균치를 취하고, 기준축과 동기축과의 위치편차량의 평균치의 차를 위치보정량으로하고 동기위치보정부(76)에 통지한다. 이 방법은 상시 동기축으로 동작하며, 또 기준축과 공작물을 통하여 토크를 서로 전달하는 가이드부시(guide bush)주축 등의 보정을 하는 경우에 사용된다.

한편, 상기 위치보정량의 오차의 캔슬을 하는 방법으로서는, 그 동작에 의해 발생하는 변동에 의해 축의 위치편차량이 변화한 상태에서 공작물을 잡는 경우를 상정한다. 이때, 동기보정량오차캔슬처리부(79)에서는, 미리 계산하여 놓은 기준치 및 동기축에서의 정상회전시의 위치편차량의 평균치와 실제의 위치편차량과의 차를 취한다. 그리고, PLC회로(5)에서 출력되는 소정의 신호로서 오차캔슬신호의 입력과 동시에, 동기축에 걸리는 위치보정량에서 일시적으로 상기 치를 감하여 외란 등에 의한 변동에서 발생한 위치편차량의 변동분을 캔슬하고, 최적의 위치편차량으로 축의 동기제어를 한다.

계속하여, 본 발명에 관한 수치제어장치(1)의 동작에 있어서, 가공프로그램 (2)에 기술된 주축동기지령에 의해, 예로서 주축(23)을 기준주축으로 하여, 주축 (43)을 동기주축으로하여 제어하며, 또한, 주축(43)을 기준주축으로 하여, 주축 (63)을 동기주축으로하여 제어함으로써, 3개의 주축의 동기제어를 하는 경우에 대해여 설명한다. 또한, 앞의 설명과 동일한 동작에 대하여는 설명을 생략한다. 앞의 설명과 동일한 동작 후, 동기제어관리부(11)는 지령된 동기제어축의 조합의 관리를 하며 축제어부(10a, 10b, 10c,···)중 기준축의 제어를 하는 축제어부(10a)에 대하여 기준축에 관한 정보를 통지하고, 또 동기축의 제어를 하는 축제어부(10b, 10c)에 대하여 동기축에 관한 정보와, 기준축(23)에 대한 동기축(43, 63)의 회전방향, 회전비 등의 정보를 각각 통지한다. 또한, 축제어부(10a)의 기준위치출력부(75)와, 축제어부(10b, 10c)의 기준위치입력부(73)를 접속하고, 기준축의 동기제어기준이동량이 동기축을 제어하는 축제어부(10b)에 통지될 수 있도록 한다.

다음, 축제어부(10b)에 대해서 기준축에 관한 정보를 통지하고, 그의 동기축으로 되는 축제어부(10c)에 대해서, 동기축에 관한 정보와 기준축(43)에 대한 동기축(63)의 회전방향 및 지령회전비 등의 정보를 각각 통지한다. 또한, 축제어부 (10b)의 기준위치출력부(75)와 축제어부(10c)의 기준위치입력부(73)를 접속하고, 기준축의 동기제어기준이동량이 동기축을 제어하는 축제어부(10c)에 통지될 수 있도록 한다.

이 상태에서, 기준축 및 동기축으로 되는 축제어부(10a, 10b, 10c)에 있어서, 축제어방식전환부(71)는 축의 제어방식을 속도제어방식에서 위치제어방식으로 전환한다.

위치제어방식으로 전환된 기준축의 축제어부(10a)에 있어서, 축제어지령치변환부(72)는 기준주축(23)에 대한 속도지령을 단위시간당의 이동량으로 변환하고, 그 이동량을 동기제어기준이동량으로 하여 동기위치계산처리부(74)에 통지한다.

또한, 동기위치계산처리부(74)에서는 기준위치출력부(75)를 통하여 동기축을 제어하는 축제어부(10b)에 대해서 그의 동기제어기준이동량을 출력한다.

이 상태에서 동기위치계산처리부(74)는 그의 동기제어기준이동량을 동기제어기준위치에 가산하고, 그의 가산결과를 새로운 동기제어기준위치로 하여 동기위치보정부 (76)에 통지한다. 그리고, 동기위치보정부(76)에서는 기준축을 제어하기 위하여 받은 동기제어기준위치를 지령치로하여, 데어터입출력회로(13)를 경유하여 주축앰프 (20)에 대해서 지령위치를 통지한다.

다음, 위치제어방식으로 전환된 기준축의 축제어부(10b)에 있어서, 축제어지령치변환부(72)는 기준주축(43)에 대한 속도지령을 단위시간당의 이동량으로 변환하고 그의 이동량을 동기제어 기준이동량으로 하여 동기위치계산처리부(74)에 통지한다. 또한, 동기위치계산처리부(74)에서는 기준위치출력부(75)를 통하여 동기축을 제어하는 축제어부(10c)에 대해서 그의 동기제어기준이동량을 출력한다.

이 상태에서, 동기위치계산처리부(74)는 그의 동기제어기준이동량을 동기제어기준위치에 가산하고 그 가산결과를 새로운 동기제어기준위치로 하여, 동기위치보정부(76)에 통지한다. 그리고, 동기위치보정부(76)에서는 기준축을 제어하기 위하여 받은 동기제어기준위치를 지령치로하여 데이터입출력회로(13)를 경유하여 주축앰프(40)에 대해서 지령위치를 통지한다.

한편, 위치제어방식으로 전환된 동기축의 축제어부(10c)에서는 다음의 동작이 이루어진다.

먼저, 기준축(43)과 동기하는 동기축(63)에 있어서, 축제어부(10c)의 기준위치입력부(73)에서는 동기제어관리부(11)에 의해 관련된 기준축(43)을 제어하는 축제어부(10b)의 기준위치출력부(75)에서 출력된 동기제어기준이동량을 받고, 동기위치계산처리부(74)에 통지한다.

동기위치계산처리부(74)는 받은 동기제어기준이동량에, 기준축(43)에 대한동기축(63)의 기어비, 지령회전비 및 지령단위비를 곱한 치를 동기축(63)에 대한 동기제어기준이동량으로 한다.

또한, 축제어(10c)에서는 동기축(63)을 기준축으로하여 동기제어를 하는 별도의 축이 존재않으므로, 다른 축제어부에 대해서 동기제어기준이동량의 출력은 이루어지지 않는다.

그 후, 동기위치계산처리부(74)에서는 상기 동기제어기준이동량을 동기제어기준위치에 가산하고, 그 가산결과를 새로운 동기제어기준위치로하여 동기위치보정부 (76)에 통지한다. 그리고, 동기위치보정부(76)에서는 기준축(43)의 위치편차량과 동기축(63)의 위치편차량에서 위치보정량은 계산하고, 그 후, 이 동기제어기준위치에 대해서 가산한 것을 지령위치로하여, 데이터입출력회로(13)를 경유하여 주축앰프 (60)에 대해서 그의 지령위치를 통지한다.

도 4는 본 발명에 관한 수치제어장치에 있어서 동기제어를 관리하기 위한 프로차트이다.

다음, 도 4에 따라 동기제어를 하는 축의 관리방법과 각 축제어부에서의 처리시퀀스의 관리방법에 대하여 설명한다.

먼저, 해석처리부(3)에서 가공프로그램(2)이 해석되고(도 4, S1), 보간처리부(4)를 통하여 동기제어관리부(11)에 통지되는 정보가 도 5에 나타낸 것 같은 주축동기제어지령을 해석한 것이면(S1, Yes), 도 3에 나타낸 동기제어관리매트릭스를 나타내는 메모리상의 데이터를 참조하여, 지령된 동기제어축의 조합이 맞는 것인가 아닌가를 판정한다(S2). 또한, 주축동기제어지령은 해석한 것이 아니면(S1, Yes)통상의 속도제어를 한다.

스텝 S2의 판단에서 맞지 않은 경우에는, 새로운 동기축으로서 지령된 축이 이미 어느 동기제어의 조합으로 동기축으로서 취급되어있는 경우이다. 예로서, 맞지 않은 경우(S2, NO), 동기제어관리부(11)에서는 동기제어관리부(11)에서 알람을 발생시키는 제어를 한다(S2). 맞는 경우는(S2, Yes) 동기제어관리매트릭스의 데이터의 새로운 동기제어의 정보를 설정한다(S3).

그 후, 동기제어관리부(11)에서는 기준축으로되는 축을 제어하는 축제어부 (10a, 10b,···등)에, 기준축에 관한 정보와 동기제어모드요구를 통지한다(S5).

또한, 동기제어관리부(11)에서는 동기축으로 되는 축제어부(10a, 10b,···)에, 동기축에 관한 정보, 동기제어모드요구 및 회전비 등의 정보를 통지한다 (S5).

끝으로, 동기제어관리부(11)는 동기제어관리매트릭스의 데이터를 기본으로 축제어부의 처리를 하는 순서의 관리를 한다(S6). 이 관리의 순서에 대하여는 동기축으로서 사용되어 있지 않은 축에서 순서대로, 구체적으로는 기준축에서 사용되어있는 축의 경우는, 다음에 그의 동기축으로써 사용되고있는 축을, 또한 그의 동기축이 기준축으로써 사용되고있는 경우는, 그의 동기축으로 사용되고있는 축을, ···의 순서로 제어를 하도록 한다. 이에 따라, 모든 축에서의 동기제어의 조합을 검색하고 기준축에서 동기축의 순으로 제어를 할 수가 있다.

도 6은 본 발명에 의한 수치제어장치에서의 축제어부의 플로차트이다.

이하, 도 6에 따라 동기제어관리부(11)에서 관리된 순으로 처리되는 각 축제어부의 동작에 대하여 설명한다.

먼저, 동기축으로써 사용되지 않는 축의 경우에 대하여 설명하면, 그 축은 통상의 속도제어의 주축으로서 사용되는 축, 또는 동기제어의 기준축으로서만 사용되는 축이다. 그래서, 축제어부에서는 대응하는 주축이 동기제어의 기준축 또는 동기축으로서 사용되고 있는가를 체크한다(S11).

통상의 속도제어주축으로서 사용되는 축의 경우(S11, NO), 축제어부는 지령속도를 데이터입출력회로(13)를 경유하여 대응하는 주축앰프에 출력한다(S24). 한편, 기준축의 경우(S11, Yes), 축제어부에서는 그의 주축모터의 제어방식이 속도제어방식에서 위치제어방식으로 전환되었는지 여부를 체크한다(S12).

위치제어방식으로 전환되어있지 않은 경우는(S12, NO), 이 주축모터의 제어방식을 위치제어방식으로 전환한다(S13). 한편, 이미 위치제어방식으로 전환된 경우는(S12, Yes), 이 주축에 대한 속도지령에서 단위시간당의 이동량을 산출하고, 위치제어용의 지령위치를 계산한다(S14).

다음 축제어부에서는 대응하는 축이 동기제어의 동기축으로써 사용되고 있는지 여부를 체크한다(S15). 이 경우, 동기축으로써 사용되고있지 않으므로, 다음에, 동기제어의 기준축인지 여부를 체크한다(S18). 여기서는, 기준축으로서 설명하고 있기 때문에 축의 단위시간당의 이동량인 기준위치이동량을 동기시키는 축의 축제어부에 대해서 출력한다(S19).

다음에 다시, 동기제어의 동기축으로서 사용되고 있는지 여부를 체크하며 (S20), 여기서는 기준축을 사용하고 있으므로(S20, NO), 축의 지령위치를 데이터입출력처리부(13)에 출력하고(S23), 기준축을 제어하는 이 주축앰프는 지령된 지령위치에 따라서 이 주축의 위치제어를 한다.

다음, 동기제어의 동기축에 대하여 설명한다. 먼저, 대응하는 주축이 동기제어의 기준축 또는 동기축으로서 사용되고 있는지 여부를 체크한다(S11). 여기서는, 동기축으로서 사용되고 있으므로(S11, Yes), 축제어부는 동기제어에 의해 이 주축모터의 제어방식이 속도제어방식에서 위치제어방식으로 전환되어있는지 여부를 체크한다(S12).

위치제어방식으로 전환되어있지 않은 경우에서는(S12, NO), 이 주축모터의 제어방식을 위치제어방식으로 전환한다(S13). 한편, 이미 위치제어방식으로 전환된 경우는(S12, Yes), 이 주축에 대한 속도지령에 의해 단위시간당의 위치이동량을 산출하고, 위치제어용의 지령위치를 계산한다(S14).

다음, 축제어부에서는 동기제어의 동기축으로서 사용되고 있는지 여부를 체크한다(S15). 이 경우, 동기축으로 사용되고 있으므로(S15, Yes), 축제어부에서는 그 기준축이 위치제어방식으로 전환되어 동기제어모드로 되어있는지 여부를 체크한다(S16). 기준축이 동기제어모드로 전환되어있지 않은(S16, No), 동기축의 지령을 스텝 S14에서 계산되는 것으로 하므로 스텝 S18로 진행한다. 한편, 기준축이 동기제어모드로 전환된 경우는(S16, Yes), 기준축의 스텝 19에서 축력되어있는 기준위치이동량에 동기한 축의 단위시간당의 이동량을 산출한다(S17). 예로서, 기준축의 단위시간당의 위치이동량을 La, 회전비를 기준축회전 : 동기축회전 = Ra : Rb로 하고, 기준축의 지령축의 지령단위시간을 Ia, 동기축의 지령단위시간을 Ib로 하면,동기축의 단위시간당의 위치이동량 Lb는 다음의 식으로 산출되게 된다.

La = La ×(Rb/Ra) ×(Ib/Ia)

다음, 축제어부에서는 상기 동기축이 다시 동기제어의 기준축인지 여부를 체크한다(S18). 동기제어가 1조의 경우(S18, No), 이 동기축은 기준축으로 사용되고있지 않으므로 스텝 S20으로 진행한다.

동기제어가 2조 이상의 경우(S18, Yes), 이 동기축이 다시 다른 조의 기준축으로 될 수 있다. 따라서, 기준축인 경우는 축의 단위 시간당의 이동량인 기준위치이동량을 동기시키는 축의 축제어부에 대해서 출력한다(S19). 다음에 다시, 동기제어의 동기축으로서 사용되고 있는지 여부를 체크하고(S20), 동기축으로서 사용되고 있으므로(S20, Yes), 축제어부에서는 위치보정량을 산출하며(S21), 다시 이 위치보정량을 지령위치에 가산하여 보정한 지령위치를 산출한다(S22).

끝으로, 축제어부에서는 축의 지령위치를 데이터입출력처리부(13)에 출력하고, 동기축을 제어하는 이 주축앰프는 지령된 지령위치에 따라서 이 주축의 위치제어를 한다(S23).

본 발명에 의한 수치제어장치는, 그 후 상기 플로차트의 반복에 의해 임의의 축간의 정상적인 조합에서의 복수조의 동기제어를 한다.

이상, 본 발명에 의한 수치제어장치에 의하면 공작기계내의 2개의 주축에 대하여 동기제어를 실행하는 동시에, 3개 이상의 주축에 대하여도 동시에 동기제어를 실현 가능케하며, 또한, 종래의 장치보다도 동기정밀도를 향상시킬 수가 있다.

또, 본 발명의 구성에서는 복수의 축에 대한 주축동기제어를 할 때, 종래와같이 복수의 수치제어장치를 설치할 필요가 없으므로, 공작기계의 코스트가 삭감될 수 있다. 또, 이에 따라서 공작기계를 소형화 할 수 있다.

또, 본 발명의 수치제어장치에서는, 동기축을 제어하는 축제어부의 동기위치보정부(76)가 동기제어시에 발생하는 오프셋성분을 보정하도록 하였으므로, 절삭부하 등에서 발생하는 지연에 의한 동기오프셋성분을 용이하게 보정할 수 있으며, 또 위치제어게인이나 부하가 다르기 때문에, 항상 위치편차량에 차가 발생하고있는 축간의 동기제어일지라도, 보정에 의한 부정한 토크를 발생시키지 않고, 정밀도 좋은 동기제어를 할 수가 있다. 이에 따라, 공작물의 흠 또는 비틀림의 발생을 방지할 수가 있고, 보다 정밀도가 좋은 가공을 할 수가 있다.

도 7은 본 발명에 의한 수치제어장치의 실시의 형태 2의 요부블록도이다.

본 실시의 형태는 도 1에 나타난 실시의 형태 1의 요부블록도에 추가하여, 통상이 속도제어의 가감속패턴에 따라 생성된 후술하는 다단의 가감속속도, 다단기준가감속시정수 및 다단가감속시정수배율을 파라리터설정화면을 조작함으로써 기억하는 다단가감속파라미터기억부(81)와, 기준주축 및 동기주축의 최고 회전수와 다단기준가감속시정수로 부터, 각각의 단위시간당의 가감속속도인 기준경사량을 계산하는 기준경사량계산부(83)와, 설정된 다단가감속파라미터에서 적정한 다단가감속패턴을 계산하는 다단가감속패턴산출부(84)와, 상기 가감속속도의 패턴을 결정하고, 그의 패턴을 상기 동기제어관리부에 통지하는 다단가감속결정부(82)가 추가되어 있는 것이 특징이다. 또한, 앞에서 설명한 실시의 형태 1과 동일한 구성에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

다음, 실시의 형태 2의 동작에 대하여 설명한다.

먼저, 가감속속도, 다단기준가감속시정수 및 다단가감속시정수배율로된 다단가감속파라미터의 설정에 있어서, 도 7의 요부블록도, 도 8의 동기제어를 실행하기 위한 다단가감속패턴의 구체예, 도 9의 다단가감속시정수배율의 계산방법을 나타낸 도, 도 10의 동기제어를 실행하기 위한 다단가감속파라미터의 설정예를 사용하여 설명한다.

도 8(a)에 나타난 것 같이 통상 주축모터는 속도제어방식의 가감속패턴, 즉 도 8(a)의 ①로 나타낸 곡선으로 가감속한다. 단, 속도제어방식에 의한 가감속패턴은 주축모터의 최대토크출력시의 패턴이다. 그 때문에 2개 이상의 주축모터간에서의 주축동기에서 동기정밀도를 유지하면서 가감속을 하기 위하여는 상기 속도제어방식의 가감속패턴보다도 여유를 가진(경사를 단조롭게 함) 복수의 가감속패턴, 즉, 다단가감속패턴을 설정하고 가감속을 할 필요가 있다.

여기서, 가감속패턴을 다단으로 하는 이유에 대해서 설명한다.

예로서, 고속회전시 도 8(a)의 7200rpm~8000rpm에서는 가감속의 경사가 매우 단조롭게 되어있다. 또, 도 8(a)의 주축동기의 가감속패턴②는 상기와 동일한 이유에 의해, 속도제어의 가감속패턴보다도 여유를 가진 가감속패턴을 설정할 필요가 있으므로, 1단으로 설정하면 가감속시간이 매우 길게 된다. 따라서, 다단의 가감속패턴을 설정함으로써, 주축모터의 저속회전에서 최고 회전수까지 단시간으로 효율 좋게 가감속운전이 되도록(즉, 속도제어의 가감속패턴에 가까운 가감속이 가능하도록)한다.

다음, 주축동기의 다단가감속패턴의 파라미터에 대해서 설명한다.

먼저, 도 8(a)에 있어서는 최고 회전수 8000rpm까지의 속도제어의 가감속패턴을 7개로 분할하고 있다. 그 분할은 속도제어방식의 가감속패턴을 직선에 근사하게할 수 있는 개소는 크게 분할하고, 크게 커브되어 있는 곳은 미세하게 분할하는 방법을 시행된다. 예로서, 8도(a)에서는 전자가 경사 2, 경사 4, 경사 7에 상당하며, 후자는 경사 3, 경사 5, 경사 6에 상당하고 있다.

다음에, 경사가 가장 큰 곳의 시정수를 구하여, 이것을 최고 회전수에 도달할 때까지의 시간, 즉 다단기준가감산시정수로서 정의한다. 도 8(a)의 예에서는 경사 2가 다단기준가감속시정수로 되고 다음의 계산에서 대략 500ms로 계산할 수가 있다.

8000(rpm)/(4000(rpm) - 500(rpm))

*220(ms) = 503(ms)

다음에, 다단가감속시정수배율을 다단기준가감속시정수와의 비율로서 정의하고, 다단가감속패턴 각각의 다단가감속시정수배율을 다음과 같이 계산한다.

먼저, 경사 1의 다단가감속시정수배율의 구하는 방법을 도 9에 따라 설명한다. 예로서, 도 9에서 경사(단위시간당의 다단가감속속도)를 구하면,

500(rpm)/220(ms) = 2.27(rpm/ms)

로 되며, 또한 8000rpm까지 가속하는 시간을 계산하면,

8000(rpm)/2.27(rpm/ms) = 3520(ms)

로 된다. 그리고 최후에 다단기준가감속시정수와의 비율(다단가감속시정수배율)을 계산하면,

3520(ms)/500(ms) = 7(배)

로 되며, 경사 1의 다단가감속시정수배율 1을 "7"로서 구할 수 있다.

이하 마찬가지로 하여, 경사 3, 경사 4, 경사 5, 경사 6, 경사 7의 다단가감속시정수배율 3, 다단가감속시정수배율 4, 다단가감속시정수배율 5, 다단가감속시정수배율 6, 다단가감속시정수배율 7을 계산하면, 도 10(a)에 나타난 것 같은 파라미터로 된다. 또, 도 8(b), (c), (d)에 대해서도, 동일하게 각각의 다단가감속시정수배율을 계산하면 각각 도 10(b), (c), (d)에 나타난 파라미터로 된다. 여기서는, 경사가 가장 큰 가감속패턴을 다단기준가감속시정수로서 정의하고 있으므로, 그 이외의 가감속패턴은 경사가 완만하게 되어있다(즉, 다단가감속시정수배율이 1보다 크게 되어있다).

또한, 도 10에 나타낸 파라미터는, 도면 생략된 파라미터설정화면을 조작함으로써, 도 7의 다단가감속파라미터기억부(81)에 파라미터설정부(8)를 통하여 기억된다.

도 11은 다단가감속패턴의 선택 및 계산방법을 나타내는 플로차트이다.

이하, 3개 이상의 주축에 대한 동기제어의 다단가감속패턴 선택방법을 도 7, 도 8, 도 10 및 도 11을 사용하여 설명한다.

도 8(a)의 가감속패턴은 기준주축(23)과 동기주축(43)의 주축동기시의 가감속패턴을 나타내고 있다. 여기서는, 기준주축(23)과 동기주축(43)의 주축동기에 또한 동기주축b(63)이 동기하는 경우를 상정한다. 또, 동기주축b(63)의 가감속패턴은 도면과 같이 3종류를 상정한다. 첫 번째는 동기주축b(63)의 최고 회전수가, 기준주축(23) 및 동기주축(143)의 최고 회전수와 같은 경우(도 8(b)), 두 번째는 동기주축b(63)의 최고 회전수가 기준주축(23) 및 동기주축(43)과 다르며, 동기주축b(63)의 다단기준가감속시정수(최고 회전수에 도달할 때까지의 시간)가, 기준주축(23) 및 동기준축(43)보다 작은 경우(도 8(c)), 세 번째는 동기주축b(63)의 최고 회전수가, 기준주축(23) 및 동기주축(43)보다 큰 경우이다.

먼저 기준주축(23), 동기주축(43) 및 동기주축b(63)의 3개의 주축이, 주축동기를 개시할 때 다단가감속결정부(82)는, 예로서 기준주축(23) 및 동기주축(43)의 최고 회전수와 동기주축b(63)의 최고 회전수를 비교한다(S31). 이 때, 기준주축 (23) 및 동기주축(43)의 최고 회전수와 동기주축b(63)의 최고 회전수가 일치한 경우(S31, Yes), 다단가감속결정부(82)는 기준주축(23) 및 동기주축(43)과, 동기주축b(63)의 다단기준가감속시정수를 비교하여, 다단기준가감속시정수의 큰 쪽의 다단가감속패턴을 선택하고 동기제어관리부(11)에 선택한 다단가감속패턴을 통지한다(S32). 이것은 도 8의 예로 설명하면, (a)의 기준주축 ·동기주축과, (b)의 동기주축b(1)이 상당하며, 도 8(a)의 기준주축 ·동기주축의 다단기준가감속시정수는 500ms이며, 도 8(b)의 다단기준가감속시정수는 600ms이다. 따라서, 다단가감속결정부(82)에서는 양자의 다단기준가감속시정수를 비교하여 다단기준가감속시정수가 큰 도 8(b)의 동기주축b(1)의 다단가감속패턴을 선택하고, 동기제어관리부(11)에 선택한 다단가감속패턴을 통지한다(S32).

한편, 기준주축(23) 및 동기주축(43)의 최고 회전수와, 동기주축b(63)의 최고 회전수가 일치하지않는 경우는, 다단가감속결정부(82)는 기준주축(23) 및 동기주축(43)의 최고 회전수와, 동기주축b(63)의 최고 회전수를 비교하여 최고 회전수가 작은 주축의 가감속패턴을 선택한다(S33). 이 때, 다단가감속결정부(82)에서는 기준경사량계산부(83)에 대해서 기준경사량의 계산을 의뢰한다. 또한, 기준경사량이란 단위시간당의 다단기준가감속속도를 나타내고 있다.

기준경사량계산부(83)에서는 다단가감속결정부(82)로 부터 의뢰를 받아들여, 지정된 주축의 최고 회전수와, 다단기준가감속시정수에서 다음과 같이 기준경사량을 계산한다(S34).

기준경사량 = 최고 회전수/다단기준가감속시정수

그리고, 기준경사량계산부(83)는 그의 계산결과를 다단가감속결정부(82)에 통지한다.

다단가감속결정부(802)에서는, 기준경사량계산부(83)로 부터 계산결과에서, 최고 회전수가 작은 주축의 기준경사량이 최고 회전수가 큰 주축의 기준경사량 이하인지 여부를 체크한다(S35).

이 때, 최고 회전수의 작은 주축의 기준경사량이 최고 회전수가 큰 주축의 기준경사량 이하인 경우는(S35, Yes), 다단가감속결정부(82)는 스텝 S33에서 선택한 가감속패턴을 그대로 동기제어관리부(11)에 통지한다. 도 8의 예로 설명하면, (a)의 기준주축 ·동기주축과, (c)의 동기주축b(2)가 상당한다.

먼저, 도 8(a)와 (c)의 최고 회전수를 비교하면, (a)는 8000rpm, (c)는 4000rpm으로 되며, (c)의 쪽의 최고 회전수가 낮기 때문에, (c)의 동기주축b(2)의가감속패턴을 선택한다.

다음, 기준경사량을 계산하면, 도 8(a)에서는,

8000(rpm)/500(ms) = 16(rpm/ms)

로 되며, 도 8(c)에서는

4000(rpm)/400(ms) = 10(rpm/ms)

로 된다. 이 때, 양자를 비교하면, 다음과 같이 최고 회전수의 작은 동기주축b(2)의 기준경사량이, 최고 회전수의 큰 기준주축 및 동기주축의 기준경사량보다 작으므로,

10(rpm/ms) < 16(rpm/ms)

다단가감속결정부(82)는 최고 회전수의 작은 동기주축b(2)의 가감속패턴을 선택한다.

한편, 최고 회전수의 작은 주축의 기준경사량이, 최고 회전수의 큰 주축의 기준경사량보다 큰 경우는(S35, No), 다단가감속결정부(82)는 다단가감속패턴산출부(84)에 대해서 다단가감속패턴산출을 의뢰한다. 다단가감속패턴산출부(84)에서는 다단가감속결정부(82)에서의 의뢰를 받고, 기준경사량산출부(83)가 계산한 기준주축 및 동기주축의 기준경사량과, 동기주축b(2)의 기준경사량에서 다단기준가감속시정수를 계산한다(S36).

그리고, 다단가감속패턴산출부(84)에서 계산된 다단기준가감속시정수와, 도 10에 나타난 다단가감속파라미터를 사용하여 다단가감속패턴을 계산하고(S37), 다단가감속경정부(82)에 통지한다.

다단가감속결정부(82)에서는 다단가감속패턴산출부(84)가 계산한 다단가감속패턴을 동기제어관리부(31)에 통지한다. 이것은 도 8의 예에서 설명하면은, (a)의 기준주축 ·동기주축과 (d)의 동기주축b(2)가 상당한다.

기준경사량을 계산하면은 (a)에서는,

8000(rpm)/500(ms) = 16(rpm/ms)

로 되며, (d)에서는,

6000(rpm)/300(ms) = 20(rpm/ms)

로 된다. 양자를 비교하면 16(rpm/ms)<20(rpm/ms)가 되고 최고 회전수의 작은 동기주축b(3)의 쪽이, 기준경사량이 크게되므로, 다단가감속패턴산출부(84)는, 기준경사량계산부(803)가 계산한 기준주축 및 동기주축의 기준경사량과, 동기주축b (2)의 기준경사량에서 다단기준가감속시정수를 계산한다. 그 결과는 다음과 같다.

300(ms) ×20(rpm/ms)/16(rpm/ms) = 375(ms)

이 계산결과를 기준으로 하여, 다단가감속패턴산출부(84)에서는, 도 10(d)에 나타난 다단가감속파라미터를 사용하여 다단가감속패턴을 산출한다. 산출결과는 다음에 표시된 것과 같다.

주축회전수(rpm) 가감속패턴(경사 : rpm/ms)

0~450 6000/(375 × 6.8) = 2.35

450~3000 6000/(375 × 1.0) = 16

3000~3500 6000/(375 × 4.6) = 3.48

3500~4500 6000/(375 × 5.0) = 3.2

4500~4900 6000/(375 × 7.1) = 2.25

4900~5400 6000/(375 × 7.5) = 2.13

5400~6000 6000/(375 ×15.0) = 1.07

다단가감속패턴산출부(84)는 상기 산출결과를 다단가감속결점부(82)에 통지한다. 다단가감속결정부(82)에서는 다단가감속패턴산출부(84)에서 계산된 다단가감속패턴을 동기제어관리부(11)에 통지한다.

이상, 본 발명에 의한 수치제어장치에 의하면, 항상 적정한 가감속패턴을 동기제어관리부(11)에 통지할 수가 있다.

본 발명에 관한 수치제어장치에 있어서는, 공작기계로 구동하는 복수의 주축모터 또는 서보모터의 동기제어를 가공프로그램에 따라서 실행하는 것이며, 구체적으로는 상기 가공프로그램을 저장하는 메모리부(후술하는 실시의 형태의 메모리(7)에 상당)와, 동기제어를 하는 대상으로 되는 복수의 축의 주종관계를 관리하는 동기제어관리부(동기제어관리부(11)에 상당)와, 상기 동기제어관리부에서 관리된 축의 주종관계에 따라, 동기제어의 기준으로 되는 기준축에 관한 정보, 또는 그 기준축에 동기하여 동작하기 위한 동기축에 관한 정보가 각각 설정되며, 내부에서 계산되는 지령위치에 따라 대응하는 상기 모터를 제어하는 복수의 축제어부(축제어부 10a, 10b, 10c,···에 상당)를 구비하고, 상기 기준축에 관한 정보가 설정된 1개의 축제어부, 및 동기축에 관한 정보가 설정된 복수의 축제어부가, 개개의 대응하는 상기 모터를 제어함으로써, 1개의 기준축에 대해서 복수의 축을 동기제어 가능케하고, 또한 동기축을 기준으로 하여 별도의 축을 동기제어 가능하게 하는 것이다.

본 발명에 의한 수치제어회로에서는, 테이프리더 등에서 판독출력된 가공프로그램이 메모리부에 저장되고, 내부에서 그 프로그램에 기술되어있는 주축동기지령에 따라, 예로서 기준축 및 동기축의 정보 또는 동기축의 회전방향, 회전비 등의 정보가 해석되고, 그 결과가 동기제어관리부에 통지된다.

그리고, 동기제어관리부에서는, 동기제어를 하는 모든 축의 조합을 관리하고, 그 정보를 상기 복수의 축제어부에 통지함으로써, 기준축을 제어하기 위한 1개의 축제어부, 및 동기축을 제어하기 위한 1개 또는 복수의 축제어부를 설정한다.

이와 같이, 본 발명에 관한 수치제어장치는, 동기제어관리부의 관리에 의해 용이하게 3개 이상의 주축모터 또는 서보모터의 동기제어를 가능하게 한다. 즉, 1개의 기준축에 대하여 복수의 축(동기축)의 동기제어를 가능하게 하는 동시에, 또한 이 동기축을 기준으로 하여 별도의 축을 동기제어 가능케한다.

또, 복수조의 동기제어의 조합을 관리할 수 있도록 하였으므로, 부정한 동기제어의 조합의 판단이 용이하게 되며, 예로서 부정한 동기제어의 조합이 있는 경우, 알람 등에 의해 부정인 것을 사용자에 통지할 수 있다. 또한, 부정한 조합이 있는 경우, 예로서 기준축과 동기축을 교환하여 동기제어를 하면, 사용자가 기준축과 동기축과를 고려함 없이 임의의 조합으로 동기제어를 할 수가 있다.

다음의 발명에 관한 수치제어장치에 있어서, 상기 복수의 축제어부는, 각각 대응하는 모터를 상기 가공프로그램에 기술된 속도지령치에 따라 구동시키는 속도제어방식(속도제어모드)이나, 또는 이 속도지령치에서 환산한 단위시간당의 이동량에 따라 구동시키는 위치제어방식(위치제어모드)이나, 어느 한 쪽의 방식으로 전환하기 위한 축제어방식절환부(후술하는 실시의 형태의 축제어방식전환부(71)에 상당)와, 기준축에 대한 속도지령치에서 단위시간당의 이동량을 산출하는 축제어지령치변환부(축제어지령치변환부(72)에 상당)와, 상기 축제어지령치변환부에서 산출되는 기준축의 단위시간당의 이동량을 다른 축제어부에 출력하든가, 또는 다른 축제어부에서 산출된 기준축의 단위시간당의 이동량을 받기 위한 기준위치입출력부(기준위치입력부(73), 기준위치출력부(75)에 상당)와, 상기 축제어지령치변환부에서 산출되는 이동량, 또는, 상기 기준위치입력부에서 받는 이동량에 따라 대응하는 축에 대한 지령위치를 계산하는 동기위치계산처리부(동기위치계산처리부(74)에 상당)를 구비한 것이다.

본 발명에 의한 수치제어장치는 축의 동기제어(위치제어방식)에 있어서, 기준축을 제어하는 경우에는, 상기 동기위치계산처리부가 축제어지령치변환부에서 산출되는 기준축의 이동량을 기준축의 기준위치에 가산함으로써 기준축에 대한 지령위치를 계산하며, 한편, 동기축을 제어하는 경우에는, 상기 동기위치계산처리부가 상기 기준위치입출력부에서 받는 이동량과, 기준축에 대한 동기축의 기어비, 지령회전비, 및 지령단위시간비에서 동기축의 단위시간당의 이동량을 산출하고, 그 이동량을 동기축의 기준위치에 가산함으로써, 동기축에 대한 지령위치를 계산한다.

이에 따라, 기준축 및 동기축에서 정확한 지령위치를 계산 가능하게 되고, 축의 동기제어의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

다음의 발명에 관한 수치제어장치에 있어서, 동기축을 제어하는 축제어부의상기 축제어방식전환부는, 상기 가공프로그램에 기술된 속도지령치와 상기 모터의 위치제어게인에서 산출된 위치편차량의 이론치와, 피드백위치의 샘플링지연시간에 상당하는 지연량과를 축에서의 피드백위치에서 감하여, 이론상의 지령위치를 계산하고, 그 후, 위치편차량의 변동이 수축된 상태에서, 통상이 속도제어방식에서 위치제어방식으로 전환하는 것이다.

본 발명에 의한 수치제어장치는 동기제어를 하는 주축의 속도제어방식에서 위치제어방식으로의 전환을 상기 소정순서로 이론상의 지령위치를 계산하고(동기축을 제어하는 축제어내의 축제어방식전환부에 의한 계산), 그 후, 위치편차량의 변동이 수축된 상태에서 하도록 하였으므로, 기준축이 동작에 영향을 주지않고, 동기제어모드(위치제어방식)로 전환할 수가 있다.

이에 따라, 기준축측에서 가공중에 그 가공에 영향을 주지않고 축의 동기제어를 할 수 있으므로 가공사이클을 단축할 수가 있다.

다음의 발명에 관한 수치제어장치에 있어서, 상기 복수의 축제어부는 각각 기준축의 위치편차량과 동기축의 위치편차량에서 위치보정량을 산출하고, 이 위치보정량을 상기 동기축의 지령위치에 대해서 가산함으로써, 축의 변동을 보정하는 동기위치보정부(후술하는 실시의 형태의 동기위치보정부(76)에 상당)를 구비한 것이다.

본 발명에 의한 수치제어장치에 있어서, 축의 동기제어를 하는 경우, 기준축을 제어하는 축제어부에서는 그 기준치에 대한 지령위치를 계산하며, 한편, 동기축을 제어하는 복수의 축제어부에서는 기준축을 제어하는 축제어부에서 받는 단위시간당이 이동량에 따라, 동기축에 대한 지령위치를 계산한다. 그리고, 동기위치보정부에서는 얻어진 위치보정량을 동기축의 지령위치에 대해서만 가산함으로써 축의 변동을 보정한다. 이에 따라, 기준축측에서 가공중에 그 가공에 영향을 주지않고 축의 동기제어를 할 수 있기 때문에 보다 가공사이클을 단축할 수가 있으며, 또한, 동기축의 지령위치를 보정함으로써 동기정밀도의 향상을 실현시킬 수 있다.

다음의 발명에 관한 수치제어장치에 있어서, 동기축을 제어하는 축제어부내의 상기 동기위치보정부는 기준축의 위치편차량에 대해서 기준축과 동기축의 지령회전비 및 지령단위시간비를 곱하고, 또한, 그 계산결과와 기준축의 위치편차량과의 차를 취하며, 그 후 파라미터에 의해 결정되는 특정의 시정수에 따라서 상기 차에 1차 지연필터를 통한 치를 위치보정량으로 하는 것이다.

본 발명에 의한 수치제어장치는, 동기제어시 발생하는 오프셋의 보정을 상기 계산결과와 기준축의 위치편차량과의 차에 1차 지연필터를 곱함으로써 이루어지므로, 이에 따라 보정에 의한 급격한 지령위치의 변동이 발생하지 않고 불필요한 알람의 발생을 피할 수가 있다.

다음의 발명에 관한 수치제어장치에 있어서, 상기 복수의 축제어부는, 각각 상기 가공프로그램에 기술된 속도지령치와 상기 모터의 위치제어게인에서 이론상의 위치편차량을 산출하는 이상위치편차량계산처리부(후술하는 실시의 형태의 이상위치편차량계산처리부(77)에 상당)을 구비하며, 동기축을 제어하는 축제어부에 있어서, 상기 동기위치보정부는 상기 이상위치편차량계산처리부에서 산출된 기준축의 이론상의 위치편차량과, 기준축에서 얻어진 실제의 위치편차량과의 차를 취하며,그 후, 상기 차와 기준축에 대한 동기축의 지령회전비, 및 지령단위시간비에서 산출한 치를 위치보정량으로 하는 것이다.

본 발명에 의한 수치제어장치에 있어서, 동기축은 제어하는 축제어부의 동기위치보정부는, 기준축의 이론상의 위치편차량에 대한 실제의 지연량만큼을 위치보정량으로 하여 동기제어시에 발생하는 오프셋성분을 보정하도록 하였으므로 절삭부하 등에서 발생하는 지연에 의한 동기오프셋성분을 용이하게 보정할 수 있으며, 또 위치제어게인이나 부하가 다르기 때문에 항상 위치편차량에 차가 발생하고 있는 축간의 동기제어라도, 보정에 의한 부정한 토크를 발생시키지 않고, 정밀도 좋은 동기제어를 할 수 있다. 이에 따라, 공작물의 흠 또는 비틀림의 발생을 방지할 수가 있고, 보다 정밀도가 좋은 가공을 할 수 있다.

다음의 발명에 관한 수치제어장치에 있어서, 상기 복수의 축제어부는, 각각 동기제어를 하는 기준축 및 동기축에서의 정상회전시의 위치편차량의 평균치를 계산하고, 또한 그 차를 계산하는 동기보정량고정부(후술하는 실시의 형태의 동기보정량고정부(78)에 상당)을 구비하고, 동기축을 제어하는 축제어부에 있어서, 상기 동기위치보정부는 상기 동기보정량고정부에 계산된 상기 차를 위치보정량으로 하는 것이다.

본 발명에 의한 수치제어장치에 있어서, 동기축을 제어하는 축제어부의 동기위치보정부는, 동기제어를 하는 기준축 및 동기축에서의 위치편차량의 평균치의 차를 위치보정량으로하여, 동기제어시에 발생하는 오프셋성분을 보정하도록 하였으므로 이 위치보정량을 고정적인 치로 할 수가 있고, 이에 따라 위치보정량의 계산에의한 부담을 경감할 수가 있다.

다음의 발명에 관한 수치제어장치에 있어서는, 상기 공작기계의 초기 조정시에 동기제어를 하는 기준축 및 동기축에서의 정상회전시의 위치편차량의 평균치를 계산하고, 또한 그 평균치를 속도지령치로 나눈 치를 위치편차량을 얻기 위한 계수로서 유지하는 동기보정계수유지부(후술하는 실시의 형태의 동기보정계수유지부 (51)에 상당)를 상기 메모리부내에 구비하고, 동기축을 제어하는 축제어부에 있어서, 상기 동기위치보정부는 속도지령치에 대해서, 상기 동기보정계수유지부에서 유지된 계수를 곱함으로써, 동기제어를 하는 기준축 및 동기축에서의 정상회전시의 위치편차량의 평균치를 계산하고, 그의 차를 위치보정량으로 한 것이다.

본 발명에 의한 수치제어장치에 있어서, 동기축을 제어하는 축제어부의 동기위치보정부는 동기제어를 하는 기준축 및 동기축에서의 위치편차량의 평균치를 계산하고, 그 평균치를 속도지령치로 나눈치를 위치편차량을 얻기 위한 계수로 하여 동기보정계수유지부내에 유지한다.

이 유지된 치는 속도지령치에 의존하지 않는 위치편차량을 얻기 위한 계수이므로, 동기제어시에서 초기 조정시와 속도지령치가 다른 경우에도, 이 계수에 속도지령치를 곱함으로써, 정상회전시의 위치편차량을 용이하게 산출할 수가 있다.

다음의 발명에 관한 수치제어장치에 있어서는, 동기제어를 하는 동기축에서의 정상회전시의 위치편차량의 평균치와 실제의 위치편차량과의 차를 상기 위치보정량에서 일시적으로 감하여 외란 등에 의한 변동으로 발생한 위치편차량의 변동성분을 캔슬하는 동기보정량오차캔슬처리부(후술하는 실시의 형태의 동기보정량오차캔슬처리부(79)에 상당)를 구비한 것이다.

본 발명에 의한 수치제어장치는, 축의 위치편차량이 변화한 상태에서 공작물을 잡는 경우, 미리 계산하여 놓은 동기제어를 하는 동기축에서의 정상회전시의 위치편차량의 평균치와 실제의 위치편차량과의 차를 동기축에 걸리는 위치보정량에서 일시적으로 감한다. 이에 따라 외란 등에 의한 변동으로 발생한 위치편차량의 변동성분을 캔슬할 수 있어, 최적의 위치편차량으로 동기제어를 할 수 있다.

다음의 발명에 관한 수치제어장치에서는, 통상의 속도제어방식의 가감속패턴에 따라 생성된 다단의 가감속속도, 다단기준가감속시정수, 다단가감속시정수배율을 파라미터설정화면을 조작함으로써 기억하는 다단가감속파라미터기억부(후술하는 실시의 형태의 다단가감속파라미터기억부(81)에 상당)와, 기준주축 및 동기주축의 최고 회전수와 다단기준가감속시정수에서 각각의 단위시간당이 가감속속도인 기준경사량을 계산하는 기준경사량계산부(기준경사량계산부(83)에 상당)와, 설정된 다단가감속파라미터에서 적정한 다단가감속패턴을 계산하는 다단가감속패턴산출부(다단가감속패턴산출부(84)에 상당)와, 상기 동기제어관리부에 통지하는 다단가감속패턴을 결정하는 다단가감속결정부(다단가감속결정부(82)에 상당)를 구비한 것이다.

본 발명에 의한 수치제어장치는, 2개 이상의 주축모터간에 의한 주축동기에 있어서, 주축모터의 가감속을 위치제어방식의 다단가감속패턴에 의해 제어할 때 적절한 다단가감속패턴을 선택하기 위한 구성에 대하여 규정하고 있다. 예로서, 다단가감속패턴이 각 주축마다 다른 경우, 가감속의 기울기가 가장 큰 것을 기준하여 다단기준가감속시정수를 설정하고, 다른 가감속패턴을 다단기준가감속시정수의 정수배(1이상의 소수)로 정의하도록 하였으므로, 적정한 다단가감속패턴의 선택판정이 다단기준가감속시정수의 비교라는 간단한 처리로 가능하게 된다.

또 예로서 동일한 경우에, 다단가감속패턴이 다른 주축간의 다단기준가감속시정수의 비에서 적정한 다단가감속패턴을 산출하도록 하였으므로 가감속의 기울기가 큰 것을 선택할 필요가 생긴 경우에도 용이하게 적정한 다단가감속패턴으로 보정할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 의한 수치제어장치는, 2개 이상의 주축모터 또는 서보모터를 구동함으로써 동기제어를 하는 공작기계에 유용하며, 특히 보다 정밀도 높은 동기제어를 하는 경우에 접합하다.

Claims (3)

1. 공작기계로 구동하는 복수의 주축모터 또는 서보모터의 동기제어를 가공프로그램에 따라 실행하는 수치제어장치에 있어서, 상기 가공프로그램을 저장하는 메모리부와, 기계가 갖는 임의의 2개의 축의 모든 조합에 대하여, 동기제어중의 축의 조합을 관리하고, 동기제어를 하기 위해 지정되는 임의의 2개의 축(기준축과 동기축)의 조합이 유효한지 여부를 판정하는 동기제어관리부와, 상기 동기제어관리부에서 관리된 기준축과 동기축의 유효한 조합에 따라, 동기제어의 기준으로 되는 기준축에 관한 정보, 또는 이 기준축에 동기하여 동작하기 위한 동기축에 관한 정보가 설정되고, 내부에서 계산되는 지령위치에 따라, 대응하는 상기 모터를 제어하는 복수의 축제어부를 구비하며, 상기 기준축에 관한 정보가 설정된 1개의 축제어부 및 동기축에 관한 정보가 설정된 복수의 축제어부가, 개개에 대응하는 상기모터를 제어함으로써, 1개의 기준축에 대해서 복수의 축을 동기제어 가능케하며, 또한 상기 동기축을 기준으로 하여 별도의 축을 동기제어 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 수치제어장치.
2. 상기 복수의 축제어부와, 각각 대응하는 모터를 상기 가공프로그램에 기술된 속도지령치에 응하여 구동시키는 속도제어방식이나, 또는 이 속도지령치에서 환산한 단위시간당의 이동량에 응하여 구동시키는 위치제어방식이나, 어느 한 쪽의 방식으로 전환하기 위한 축제어방식전환부와, 기준축에 대한 속도지령치로 부터 단위시간당의 이동량을 산출하는 축제어지령치변환부와, 상기 축제어지령치변환부에서 산출되는 기준축의 단위시간당의 이동량을 다른 축제어부에 출력하든가, 또는 다른 축제어부에서 산출된 기준축의 단위시간당의 이동량을 받아들이기 위한 기준위치입출력부와, 상기 축제어지령치변환부에서 산출되는 이동량, 또는 상기 기준위치입력부에서 받아들이는 이동량에 따라, 대응하는 축에 대한 지령위치를 계산하는 동기위치계산처리부를 구비하며, 상기 위치제어방식에 있어서, 기준축을 제어하는 경우는, 상기 동기위치계산처리부가 상기 축제어지령치변환부에서 산출되는 기준축의 이동량을 기준축의 기준위치에 가산함으로써, 기준축에 대한 지령위치를 계산하며, 한편, 동기축을 제어하는 경우는, 상기 동기위치계산처리부가 상기 기준위치입출력부에서 받아들인 이동량과, 기준축에 대한 동기축의 기어비, 지령회전비 및 지령단위시간비에서 동기축의 단위시간당의 이동량을 산출하고, 이 이동량을 동기축의 기준위치에 가산함으로써, 동기축에 대한 지령위치를 계산하는 것을 특징으로 하는 청구의 범위 제 1항 기재의 수치제어장치.
3. 동기축을 제어하는 축제어부의 상기 축제어방식전환부는, 상기 가공프로그램에 기술된 속도지령치와 상기 모터의 위치제어게인에서 산출되는 위치편차량의 이론치와, 피드백위치의 샘플링지연시간에 상당하는 지연량을 축으로부터ㅍ 피드백위치에서 감하여 이론상의 지령위치를 계산하고, 그 후 위치편차량의 변동이 수축한상태에서, 통상의 속도제어방식에서 위치제어방식으로 전환하는 것을 특징으로 하는 청구의 범위 제 1항 기재의 수치제어장치.