数值控制装置的制作方法

专利名称：数值控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及可切换执行位置控制和压力控制的数值控制装置以及数值控 制方法。
技术背景普遍公知的是对控制对象(用电动机驱动的可动部)从位置控制向压力控 制切换或者从压力控制向位置控制切换来进行控制的数值控制装置。例如，在特开平3 -58821号公报(以下称为专利文献1)中，公开了在 控制注塑成型机的数值控制装置中，可选择将射出保压工序时的控制设为控制 螺杆(可动部)的位置以及速度的位置控制、或者设为反馈控制螺杆的压力的 压力控制。根据此技术，在射出保压工序时可进行压力控制，而在紧接着该射 出保压工序的计量工序中切换为位置控制可对螺杆的位置以及速度进行控制。另外，在特开2006- 122944号公^艮(以下称为专利文献2)中公开了在 用下模和固定到冲压轴的上模夹住钣金(工件)并进行加压来加工该钣金的冲 压机床中，在用上模和下模夹住钣金的压力控制中采用模具緩冲机构装置，并 用数值控制装置来控制该模具緩冲机构装置。该数值控制装置，对驱动模具緩 冲机构部件的伺服电动机进行位置控制，将载置钣金的下模和模具緩冲机构部 件保持在固定位置上，使冲压轴下降。并且当检测到上模与钣金相接的位置时， 通过该检测信号将驱动模具緩冲机构部件的伺服电动机的控制从位置控制切 换为压力控制，控制为规定压力进行冲压加工。此外，在特开2006-7296号公报(以下称为专利文献3)中公开了在用 饲服电动机来驱动可动侧金属模的电动伺服冲压机中，采用数值控制装置等， 对由位置反馈控制求出的速度指令或者由位置、速度反馈控制得到的转矩指令 与由压力反馈控制求出的速度指令或者转矩指令进行比较，选择切换小的一方 进行控制。在上述专利文献1以及专利文献2所记载的技术中，预先决定从位置控制 向压力控制的切换定时。在专利文献l所记载的技术中，在射出保压工序结束 并向下一工序转移时，从压力控制(或者位置、速度控制)切换为位置、速度控制，并预先决定其切换定时。另外在专利文献2中记载的技术中，通过从检 测冲压轴位置的检测器来的信号来进行从位置控制向压力控制的切换。另夕卜，如专利文献3记载的技术，采用选择由位置控制求出的速度指令与 由压力控制求出的速度指令中小的一方的方式，可以自动进行从位置控制向压 力控制的切换，^f旦是却不能立即执行切换后的控制。图1A-图1C表示在将销等部件A压入设置到工件W的孔中后对部件A 施以一定时间以上希望的压力的装置例。将部件A定位在向设置到工件W的 孔压入的位置后(参照图1A),驱动飼服电动机M经由滚珠螺杆/螺母机构等 进给;f几构B将部件A压入到工件W的孔内。之后，在部件A上施加一定时间 以上希望的压力(参照图IB),将部件A嵌入到工件的孔内进行安装(图1C)。 在该饲服电动机M的驱动中需要位置控制和压力控制，为此一直以来使用如 图2结构的数值控制装置。li值控制装置，如图2所示大致区分为数值控制部10和伺服控制部20。 在数值控制部10中程序分析处理部12顺次读出NC程序11的各程序块指令 并进行分析，转换为执行数据，将其结果存储到程序块处理部13中。位置指 令/压力指令处理部14从程序块处理部13中读出每一程序块的执行数据后， (1 )执行位置指令中移动量的分配处理以及其加减速处理，将每一分配周期 的移动量作为位置指令输出到伺服控制部20中，且(2)对压力指令(指令的 压力)进行分配处理，输出到伺服控制部20中。另外，在程序块结束判断部14a中，判断当前执行中的l程序块的指令内 的位置指令移动量是否全部传送给来伺服控制部。如果全部传送则向程序块处 理部13通知该程序块的处理已经结束。即，向程序块处理部13通知在当前执 行中的程序块内的指令执行已经结束。程序块处理部13当接收该程序块结束 通知时将下一程序块指令的执行数据转交给位置指令/压力指令处理部14。另一方面，伺服控制部20由构成位置闭环控制部的误差计数器21、位置 增益Kp部22、比较器23、速度控制部24、电流控制部25以及压力增益(force gain)部26 (构成压力控制部)构成。用误差计数器21计算由数值控制部10
指令的位置指令与从设置到饲服电动机等中的位置/速度检测器来的位置反馈的差(位置偏差)，将其乘以位置增益Kp，求位置控制的速度指令Ca。另外，求由数值控制部IO输出的压力指令与来自压力传感器的压力反馈 的差(压力偏差)，将其乘以压力增益来求压力控制的速度指令Cb。在比较器 23中对位置控制的速度指令Ca和压力控制的速度指令Cb进行比较，将其中 小的一方作为去往速度控制部24的速度指令。在速度控制部24中由该速度指 令和速度反馈值(未图示)进行速度反馈控制，求用于驱动控制伺服电动机的 转矩指令(电流指令)。如在上述专利文献3中所述，上述数值控制装置的结构一直以来是公知的 结构。在采用图1所述的数值控制装置对将图1所示的销等部件A压入到工件 W的装置进行控制时，生成如图3所示的NC程序后使数值控制装置来执行。 在图3所示的程序例中"O0001"是程序号，"N1 N6"顺序号，"G100"是 压力指令，"Q口口"是压力指令，"G卯，，是绝对指令，"G01是直线插补指令","X口口"是指令位置，"F口口，，是移动速度。"G04"是停止(dwell)指令， 使停止时的状态保持用代码P表示的时间(250)。 "G91"是增量指令，"M30" 是程序结束指令。用顺序号N1的程序块指定希望的压力值(QIO)。用顺序号N2的程序块 以速度(F500)进行位置控制来使部件A移动到向工件W的插入目标位置 (X30)。当部件A与工件W接触使压力上升时，数值控制装置的伺服控制部 20切换为压力控制，并进行保持希望压力的控制。数值控制装置的数值控制部10不论是否切换为压力控制，都将顺序号N2 程序的移动指令执行到最后。之后，用顺序号N3的程序块还施加用G04指令 在P中指定的时间(250毫秒)的固定压力。在顺序号N4的程序块中，以变量#5101读出积存在伺服控制部20的误差 计数器21中的伺服位置偏差量，并指令使该读出的伺服位置偏差量的符号反 转的值，因此，用最高速度(240000)也将积存的伺服位置偏差量设为0。由 此指令位置与实际位置一致。然后，执行顺序号N5的程序后通过位置控制返回到待机位置(XIOO.)。执行了此程序时的位置与时间、实际压力与时间的关系如图4所示。如图4所示，尽管用顺序号N3指令为以希望压力(Q10)施加250毫秒 的压力，但是还多余进行了时间T4的压力控制。这是由于下述的原因而产生 的即使在顺序号N2程序块中的位置控制的移动中切换成了压力控制，也要 等到在该顺序号N2程序块的移动指令完成后才转移至下一顺序号N3的程序 块处理。该剩余的时间T4表示从位置控制切换为压力控制后到指令完成位置 控制的剩余移动量的时间。并且该时间T4不是固定的。这样，即使用某程序块从位置控制自动切换为压力控制，也不是立即执行 下一程序块中的控制，所以存在不能实现作为目标的控制的问题。图5是从位置控制向压力控制切换进行控制的冲压机床中的模具緩冲机 构的概要图。如图5所示，金属模的下模2固定在冲压机床的基座上。与该下模2相向， 上模l固定配置在冲压轴(无图示)上。通过采用了电动机及油压、气压的沖 压轴驱动源(无图示)来驱动冲压轴，并以固定的动作;漠式来驱动上模1来上 下运动。在下模2侧设有分别用饲服电动机Md在图中上下方向驱动的多个模具緩 冲机构部件6。在图5中表示了设置2组模具緩冲机构部件6以及对应的模具 緩冲机构用飼服电动机Md的例子，不过也可以设置为3组以上，另外还可以 联结多个模具緩冲机构部件6作为一体，通过1个模具緩冲机构用祠服电动机 来对其进行驱动。通过模具緩冲机构用的数值控制装置5来驱动控制该模具緩 冲机构用飼服电动机Md。要进行冲压加工的钣金(工件)3被载置在模具緩冲机构部件6上，并配 置在下模2之上。另夕卜，检测给予该钣金3的压力的压力传感器4设置在下模 2上，用该压力传感器4检测出的压力，被反馈到数值控制装置5。此外，还 设有检测上模1的位置即冲压轴的位置的限位开关等传感器7，该传感器7的 输出也被输入到模具緩冲机构用的数值控制装置5。在该模具緩沖机构用的数值控制装置5中采用了图2所示的数值控制装 置，从位置控制切换到压力控制或者相反来控制伺服电动机Md。在将进行冲压加工的钣金3载置在模具緩冲机构部件6上并配置在下模2
上的状态下，数值控制装置5，输出位置指令以使模具緩冲机构部件6保持在 规定位置上，且输出规定的压力指令。可是，由于模具緩冲机构部件6被保持 在所指令的规定位置上，所以位置偏差为"0"或者非常小，由位置控制产生 的速度指令Ca (参照图2)为"0"或者为小的值。另一方面，在钣金3上没 有施加来自上模l的压力，用压力检测器4检测出的压力为"0"或者非常小 的值。因此，指令压力和纟企测压力的差(压力偏差)大，其结果是，压力控制 的速度指令Cb (参照图2)成为大的值。由此，比较器23采用来自位置控制 的速度指令Ca (Ca<Cb)，进行位置控制。其结果是，伺服电动机Md以及模 具缓冲机构部件6被保持在指令位置，钣金3也被保持在规定位置。因此，当驱动冲压轴使上模1下降、上模1与钣金3冲突时，模具緩冲机 构部件6下降，伺服电动机Md也移动。其结果是，位置偏差增大，由位置控 制产生的速度指令Ca增大。另一方面，由于上模1与钣金3冲突，所以压力 传感器4的压力增大，检测压力增大，其结果是压力偏差减小，压力控制的速 度指令Cb减小。其结果是，由于压力控制的速度指令Cb比位置控制的速度 指令Ca小(Ca>Cb),所以比较器23选择采用压力控制的速度指令Cb，进行 压力控制。即，由数值控制部10指令的向伺服电动机Md以及模具緩冲机构 部件6的位置指令的内容，为冲压开始时上模1与下模2没有相接的状态的位 置(将该位置称为冲压开始位置)。但是，实际上由于上模1按压钣金3而下 降，所以伺服电动机Md的位置也从指令位置偏离。其结果是，只要上模l继 续下降位置偏差就增大(即，由位置控制产生的速度指令Ca渐渐增大)，因 此采用压力控制的速度指令Cb ( Ca>Cb ),进行压力控制。而后，当上模l上升(其间伺服电动机Md顶起模具緩冲机构部件6，使 与指令压力一致)并到达沖压开始位置时，位置偏差为"0",由此切换为比较 器23采用位置控制的速度指令Ca ( Ca<Cb )。以后进行位置控制。如上所述地进行动作，但存在如下缺点，在上模l下降与钣金3发生了沖 突时，该钣金3受到的来自上模1的外力过大，瞬时发生过大压力。为了防止该过压力的发生，如果在钣金3以及才莫具緩冲机构部件6受到来 自上模1的外力之前进行使模具緩冲机构部件6向下方躲避那样移动的位置控 制，则上模l与模具缓冲机构部件6的相对速度下降，由此可以减小冲突时的
沖击(过大压力)。因此用传感器检测上模1与钣金3相接之前的状态，根据 这个检测数值控制装置5的数值控制部10 (图2),开始伺服电动机Md的位 置控制，使模具緩冲机构部件6下降。图6是表示来自此时的压力传感器4的压力反馈值的时间上的变化图。模 具緩冲机构部件6下降躲避，与上模l的相对速度变小，所以在压力传感器4 ^r测的压力为了到达目标压力要花费时间。其结果是产生如下问题，为从位置 控制切换为压力控制要花费时间T2 (参照图6)。为了解决此问题考虑了如下方法，通过最初将作为目标的压力值设低来提 前从位置控制向压力控制切换的点，在切换成压力控制之后，进行使压力指令 值緩緩上升的压力控制。图7是用于执行这样的压力控制的向驱动模具缓冲机构部件6的伺服电动 机Md进行指令的NC程序的一例。在图7中，"G1"是花费用P指令的时间 使Q指令的压力上升的指令，"M200"是辅助功能的指令。图8是表示执行图7的NC程序驱动伺服电动机Md控制模具緩冲机构6 时的上模1 (冲压轴)与模具緩冲机构部件6的位置关系图。在图8中将横轴 设为时间，将纵轴设为位置。另外，实线表示上模l的位置，单点划线表示模 具緩冲机构部件的指令位置，虚线表示模具缓冲机构部件的实际位置(位置反 馈值)。模具緩冲机构部件6作为冲压开始位置保持"300"的位置(进行位置控 制)。上模1下降，在时刻a用传感器7检测上模1,并将来自传感器7的检 测信号输入到数值控制装置5。于是，数值控制装置5的数值控制部10开始 执行图7的NC程序。首先，执行顺序号N1的"G100Q10"，将Q-10的压力指令从数值控制 部10向伺服控制部20输出。接着，执行顺序号N2的"G01 G91 X- 150. F500"， 数值控制部10按每一分配周期求分配移动量，使以速度F = 500向负方向(下 降)移动150,输出到伺服控制部20。于是，伺服控制部20的比较器23对位 置控制的速度指令Ca与压力控制的速度指令Cb进行比较。最初因为上模1 没有与钣金3相接，所以来自压力传感器4的反馈值小，其结果是，压力偏差 变大，速度指令Cb变大。另外在最初阶段，模具緩冲机构部件6保持在冲压
开始位置，位置偏差小，其结果是位置控制的速度指令Ca变小。因此(因为 Ca<Cb )最初通过进行位置控制，以速度F = 500驱动伺服电动机Md，模具緩 冲机构部件6在时刻a开始下降。因此，当上模l追上钣金3以及模具緩冲机构部件6、并在时刻b发生上 模1与钣金3的冲突时，如上所述位置偏差变大并且压力偏差变小，所以压力 控制的速度指令Cb比位置控制的速度指令Ca小(Ca>Cb),因此切换为压力 控制。此时的压力指令是由顺序号N1的程序块指令的Q= 10,进行压力控制， 使与该压力Q= IO—致。在图9中虚线表示指令压力，实线表示由压力传感器4反馈的压力反馈值。 如图9所示，进行压力控制，使与指令压力Q= IO—致。并且当用顺序号N2 的程序块指令的移动量"-150"的分配处理结束时，数值控制部IO的位置指 令/压力指令处理部14，执行下一顺序号N3的程序块指令。在分配处理用该 顺序号N2的程序块指令的移动量"-150"期间，以指令压力Q10低的压力 来执行压力控制。当结束移动量"-150"的分配处理时，执行下一顺序号N3的程序块指 令。数值控制部10的位置指令/压力指令处理部14,花费指令的时间P15进行 从指令压力Q10缓緩上升到指令压力Q100的压力的分配处理，将其压力指令 输出到伺服控制部20。在伺服控制部20中接受该压力指令进行压力反馈控制， 如图9所示，花费时间P-15将指令压力从Q-10切换为Q-100。其间，向 模具緩冲机构部件6 (驱动伺服电动机Md)的位置指令被保持在先前指令的 位置(300- 150= 150)上。当结束执行顺序号N3的程序块指令时，数值控制部10的位置指令/压力 指令处理部14开始执行顺序号N4的程序块指令，在到上模1最下点(位置 X5)之前，执行以速度240000 (最高速度)移动的分配处理。当结束执行该 顺序号N4的程序块指令时，执行顺序号N5的程序块指令中的辅助功能M200, 在此状态下成为在FIN信号返回来之前等待的状态。其后，上模(冲压轴)1到达最下点，模具緩冲机构部件6也到达最下点， 在上模l开始上升的时刻c (参照图8)附近，位置偏差为"0"或者极小值。 因此从压力控制切换为位置控制，模具緩冲机构部件6 (驱动伺服电动机Md)被保持在指令的位置(X5)成为停止状态。然后，上模1上升，在时刻d用传感器7检测上模l的通过，其结果是， 当返回FIN信号时，执行下一顺序号N6的程序块指令。这里，位置指令/压 力指令处理部14进行位置的分配处理，使之以速度F = 500向作为沖压开始位 置的X-300位置移动，将该位置指令输出到伺服控制部20。此时，上模l上 升，与钣金3、下模2以及模具緩冲机构部件6脱离，因此在伺服控制部20 中由于压力偏差大、位置偏差小所以采用位置控制的速度指令Ca (<Cb),执 行位置控制。而后，模具緩冲机构部件6，如图8所示，被定位于初期的冲压 开始位置(X300)并保持，在此状态下NC程序的处理结束(M30)。如果执行该图7的NC程序来控制驱动模具緩冲机构部件6的伺服电动机 Md，因为可进^f亍如上述的动作，所以如图9所示，可以防止钣金3等的压力 成为过大压力。其结果是可使达到目标压力之前的时间比图6的情况有某程度 的缩短。可是，在顺序号N2的程序块处理结束之前不执行其下一顺序号N3 的程序块指令，所以在到达作为目标的压力之前需要在图9中用T3表示的时 间。即，从切换为压力控制到控制为目标压力需要无效的时间T3。当移动的第2物体接近移动的第1物体并发生冲突时，在其冲突位置产生 偏移。即，上模(冲压轴)l移动接近于移动的模具緩冲机构部件6以及钣金 3并发生冲突时在其冲突位置发生偏移。如上所述产生当移动的第2物体与停 止的第1物体发生冲突时施加压力过大的问题。可是为了避免这个问题当一边 使模具緩冲机构部件6以及钣金3移动躲避、 一边与移动过来的上模(冲压模) 1冲突时，在其冲突位置发生偏移。因此，为了保证在使模具緩沖机构部件6 以及钣金3移动期间与上才莫(沖压轴)1发生冲突，需要指令足够的躲开的移 动量(用顺序号N2的程序块来指令的移动量)。可是，当该移动量长时，在 分配处理该移动量、结束该指令程序块的处理之前要花费时间，其结果是，在 执行下一指令(输出向目的压力的指令)之前需要时间。即，在使模具緩沖机 构部件6躲开的躲避量分配处理结束之前的期间，如图9所示为了控制为目标 压力要花费时间T3。 发明内容因此，本发明的目的是提供在从位置控制切换为压力控制时可立即转移到 下一指令控制的数值控制装置以及数值控制方法。为了实现上述目的，本发明的数值控制装置具有控制伺服电动机的伺服 控制部，和根据NC程序向所述伺服控制部输出位置指令以及压力指令的数值 控制部。并且，所述伺服控制部，具有比较单元，其对进行压力反馈控制而 得到的指令和进行位置反馈控制而得到的指令进行比较；控制切换单元，其根 据所述比较单元的比较结果，自动切换为压力控制或者位置控制来控制所述祠 服电动机；和通知单元，判断当前是位置控制中还是压力控制中，并向所述数 值控制部通知。另外，所述数值控制部，具有切换执行单元，其在执行附加 了向压力控制切换的指令的移动指令期间，当利用所述通知单元通知由所述伺 服控制部切换为压力控制时，使该移动指令的动作在中途结束，并开始执行所 述NC程序的下一指令。在使笫1轴与第2轴的速度同步、并将第1轴的移动指令以对应于第2 轴移动速度的值输出到所述伺服控制部的同步动作中，进行了由所述控制切换 单元进行的向压力控制切换时，结束所述同步，开始执行NC程序的下一指令。所述切换执行单元，可选择取消执行中的指令的剩余移动量、或者将执行 中的指令剩余移动量 一举输出到伺服控制部。所述数值控制部，还具有下述单元在切换为压力控制后，根据向所述伺 服控制部输出的移动指令的移动量和从压力控制切换为位置控制的目标位置 求指令移动量，并将该求出的指令移动量的移动指令输出到所述伺服控制部的 单元，可以在所述目标位置附近自动从压力控制切换为位置控制。所述切换执行单元，在到达从压力控制切换为位置控制的目标位置之前执 行指令移动量的移动指令，在中途结束了该移动指令的动作时将剩余移动量一 举输出到伺服控制部。本发明的数值控制方法是基于具有如下各部的数值控制装置的位置控制 和压力控制的切换数值控制方法，该数值控制装置具有伺服控制部，其比较 进行压力反馈控制而得到的指令和进行位置反馈控制而得到的指令，根据其比 较结果自动地切换为压力控制或者位置控制来控制伺服电动机；和数值控制 部，其根据NC程序向所述伺服控制部输出位置指令以及压力指令，所述数值 控制方法包含如下步骤由所述数值控制部向所述伺服控制部与压力指令一起 输出移动指令；以及当通过所述伺服控制部将位置控制在实施中切换为压力控 制时，所述数值控制部中途结束当前执行中的移动指令动作，执行下一指令。可以使第1轴与第2轴的速度同步，将第1轴的移动指令以对应于第2 轴移动速度的值向伺服控制部输出。可以在输出到达从压力控制切换为位置控制的目标位置之前的移动量的 移动指令并从位置控制切换为压力控制时，在中途结束了该移动指令的动作后，将剩余移动量一举输出到伺服控制部。可以在切换为压力控制后，根据向伺服控制部输出的移动指令的移动量和 从压力控制切换为位置控制的目标位置求指令移动量，并将该求出的指令移动 量的移动指令输出到伺服控制部。根据本发明，在通过数值控制装置对控制对象从位置控制向压力控制切换 进行控制时可立即进行下一指令的控制，所以可省去无效的时间，可进行高精 度的压力控制，并且能实现循环时间的缩短。


通过参照附图对以下实施例进行说明，会使本发明上述以及其它的目的以 及特征变得清楚。在这些图中图l是将销等部件压入到工件中的装置动作说明图。图2是^M立置控制切换为压力控制或者/人压力控制切换为位置控制后能 进行控制的现有数值控制装置概要图。图3是在将销等部件压入到工件中的装置的控制中所使用的现有NC程序 一例。图4是图3所示的NC程序的动作说明图。图5是冲压机床中的模具緩冲机构装置一例的概要图，在这里的模具緩沖 机构用数值控制装置中采用了本发明一实施方式的数值控制装置。图6是表示在现有沖压机床的模具緩冲机构装置中，在上模与模具緩冲机 构部件发生沖突时使模具緩冲机构部件向下方躱避，而在此时发生的压力的变 化图。图7是上模与模具緩冲机构部件发生了冲突时、将压力指令区分为低压和 作为目标的高压2段进行控制时的NC程序例。
图8是表示执行了图7所示的NC程序时的上才莫(冲压轴)位置、向模具 緩冲机构部件的位置指令、模具緩冲机构部件实际位置的相互关系图。图9是表示执行了图7所示的NC程序时的指令压力与实际压力(压力反 馈值)图。图10是本发明数值控制装置的 一 实施方式的概要方框图。 图ll是表示图10的数值控制装置执行的、位置控制与压力控制的切换控 制处理的算法流程图。图12是图11所示的流程的延续。 图13是图11所示的流程的延续。 图14是图11所示的流程的延续。图15是用本发明的数值控制装置控制将销等部件压入到工件中的装置时 的NC程序的第1例。图16是图15所示的程序的动作说明图。图17是用本发明的数值控制装置控制将销等部件压入到工件中的装置时 的NC程序的第2例，通过该程序进行2段的压力控制。 图18是图17所示的程序的动作说明图。图19是用本发明的数值控制装置来控制冲压机床中的模具緩冲机构装置 时的NC程序例。图20是表示用本发明的数值控制装置来控制沖压机床中的模具緩沖机构 装置时的指令压力和实际压力(压力反馈值)图。图21是以本发明数值控制装置的别的实施方式来执行的NC程序例。图22是表示执行了图21所示的NC程序时的上模(冲压轴)、向模具緩 冲机构部件的位置指令、模具緩冲机构部件实际位置的关系图。图23是冲压机床中的模具緩冲机构装置的其它例概要图，在这里的模具 緩冲机构用数值控制装置中采用了本发明别的实施方式的数值控制装置。图24表示在图23所示的冲压机床的模具緩沖机构装置中，与上模速度同 步控制模具緩冲机构部件速度的、本发明数值控制装置的其它实施方式的位置控制和压力控制的切换控制处理的算法流程的一部分。
具体实施例方式
图IO是本发明一实施方式的、可切换实施位置控制和压力控制的数值控 制装置的功能方框图。该图IO所示的数值控制装置，在如下方面与图2所示的现有数值控制装 置相同用比较器23来比较位置控制的速度指令Ca和压力控制的速度指令 Cb,选择其中小的一方的速度指令，切换为位置控制或者压力控制并实施。 但是图10所示的数值控制装置，在(1)用比较器23将比较的比较结果(即， 实施位置控制或实施压力控制的状态)向数值控制部IO通知这点、以及(2) 数值控制部10的位置指令/压力指令处理部14接收比较器23输出的"比较结 果，，信号，根据该信号在其中途中断在位置控制切换为压力控制时执行的位置 控制移动指令的分配处理，取消剩余的移动指令，执行下一程序块指令这点与 图2所示的现有数值控制装置不同。该图10所示的数值控制装置仅在上述2 点与图2所示的数值控制装置不同，所以对与图2的凝:值控制装置共用的构成 要素标注共用的附图参照符号，省略其详细的说明。此外，在图10的数值控制装置所使用的NC程序中设置有如下的指令代 码，在位置控制中切换为压力控制时在其中途中断此时执-f亍的位置控制移动指 令的分配处理，转移到下一程序块指令的执行。本实施方式将这个代码设为 "G102"。此外，还设有作为压力指令的代码"G100"、作为使压力阶段性变 更的指令的代码"G10r，、另外作为对压力控制时间进行指令的停止代码(dwell code) "G04"。图11~图14是表示本实施方式的切换控制该位置控制与压力控制的数值 控制装置中的数值控制部10的处理器在位置指令/压力指令处理部14中执行 的处理算法的流程图。执行位置指令/压力指令处理部14的处理的处理器，判断是否将NC程序 的程序块指令(分析并转换为执行数据)从程序块处理部13中读出(步骤al )， 该读出的程序块指令是否是程序结束的指令(是否是"M30")(步骤a2)，是 否是压力指令G100 (步骤a3 ),是否是变更指令G101 (步骤a4 )，是否是即 使在执行中途中断也转移到下一程序块指令的处理的指令G102 (步骤a5)， 是否是停止指令G04 (步骤a6 )，另外，是否是来自其它现有的某移动指令(步 骤a7)，如果这些判断结果全是No，则将步骤al中读出的程序块指令与现有 同样地执行(步骤al5)。另一方面，在步骤a7中判断为程序块指令是移动指令时，根据该程序块 所指令的移动指令的指令内容(直线插补、圆弧插补、速度、目标位置等)求 每一分配周期的移动量(步骤a8 ),进行加减速处理(步骤a9),进行(1 )剩 余移动量的更新处理、以及(2)指令的当前位置的更新处理(步骤a10)。在 该(1)剩余移动量的更新处理中，首先将用该程序块指令的移动量存放在存 储剩余移动量的寄存器中，之后，由存储在该寄存器中的剩余移动量减去步骤 a9求出的输出移动量，由此更新存储在寄存器中的剩余移动量。另外，在(2) 当前位置的更新处理中，使存储在寄存器中的当前位置加上步骤a9求出的输 出移动量，由此，数值控制部10对伺服控制部20更新指令的位置。在上述步骤a10的更新处理之后紧接着将步骤a9中求出的输出移动量输 出到伺月良控制部20中(步骤all)。然后，判断当前的剩余移动量是否为"0" (步骤al2)，如果剩余移动量不是"0"则返回到步骤a8。以下按每一分配周 期执行从步骤a8至步骤a12的处理，求分配移动量进行加减速处理，将每一 分配周期的输出移动量输出到伺服控制部20。并且当剩余移动量成为"0"时 返回到步骤al。其步骤a15以及步骤a7 ~步骤a12的处理与现有的处理相同。 另一方面，当读出的指令是"G100"时(步骤a3的判断结果为Yes)进 行步骤al3以及步骤al4的处理。当读出的指令是"G101"时(步骤a4的判 断结果为Yes )进行步骤a16 ~步骤a20的处理(图12 )。当读出的指令是"G102" 时(步骤a5的判断结果为Yes )进行步骤a21 ~步骤a29的处理(图13 )。另 外，当读出的指令是"G04"时(步骤a6的判断结果为Yes)进行步骤a3 ~步 骤a33的处理(图14)。因此，采用可切换实施该位置控制和压力控制的图IO的数值控制装置， 对控制图1所示的将销等部件A压入工件W的装置的伺服电动机M的事例进 行说明。图15是控制该装置的NC程序的一例。该NC程序与图3所示的现有NC 程序不同的点是顺序号N2的程序块。即，顺序号N2的程序块在图3的状况 中是"G90G01 X30.F500;，，，但是在图15的状况中将其变更为"G90 G102 X30.
F500;"。并且，该指令"G102"为如下的指令，当将表示执行该程序块指令 中从位置控制切换为压力控制的信号从比较器23输入到数值控制部10时，将 该程序块移动指令的分配处理不实施到最后，在接收了该信号的时刻结束该程 序块的处理，并开始下一程序块指令的处理。即，该顺序号N2的程序块 "G90 G01 X30. F500;，，为以速度F500使X 轴(模具緩冲机构轴)移动到30位置的指令，当在分配其移动指令中从位置 控制切换为压力控制时，指令为立即结束该程序块指令的分配处理，执行其 下一程序块指令。数值控制部10的程序分析处理部12从NC程序读取每一程序块并转换为 执行数据，存储在程序块处理部13中。位置指令/压力指令处理部14从程序 块处理部13读取1程序块的数据(步骤al )，如上所述，判断是否是程序结 束的指令(是否是"M30")(步骤a2),是否是压力指令GIOO (步骤a3),是 否是压力变更指令G101 (步骤a4),是否是即使在执行中途也转移到下一程 序块指令的处理的指令G102 (步骤a5),是否是停止指令G04 (步骤a6),是 否是其它移动指令(步骤a7)。在图15的NC程序中首先读出顺序号N1的"GIOO、 Q10"的指令，所以 从步骤a3转移到步骤a13,在存储输出到伺服控制部20的压力指令Qout的 寄存器中设置该程序块所指令(Q10)的压力"10" (Qout-lO)，将在该寄存 器中存储的压力指令Qout输出到伺服控制部20中(步骤al3、 a14),并返回 到步骤al。此时，在伺服控制部20中将伺服电动机M保持在作业开始时的定 位位置，其结果是，位置偏差为"0"或者非常小的值，位置控制的速度指令 Ca是"0"或者小的值。另一方面，输出压力指令Q ( =10)，但是因为没有 对压力传感器S施加压力，所以从压力传感器S反馈的压力为"0"或者小的 值，因此压力偏差大，对该压力偏差进行放大所得的压力控制的速度指令Cb 为大的值(Ca<Cb )，其结果是比较器23选择小的速度指令的位置控制的速度 指令Ca,祠服控制部20执行位置控制。读出下一顺序号N2的程序块。因为该程序块指令是"G102"，所以从步 骤a5转移到步骤a21，根据从伺服控制部20送来的"比较结果"信号，伺服 控制部20判断当前是否是压力控制中。如上所述因为最初是位置控制中(步 骤a21的判断结果是No),所以转移到步骤a22,根据该程序块所指令的移动 量(向模具緩冲机构轴(X轴)的移动量)"30"以及速度F ( =500),求每 一分配周期的移动量并进行加减速处理后求输出移动量，将该输出移动量输出 到伺服控制部20中(步骤a23 a25)。此外，更新当前位置以及剩余移动量， 判断更新的剩余移动量是否为"0"(步骤a26)。该步骤a22 步骤a26的处理 与步骤a8 ~步骤a12的处理相同。当在步骤a26中判断为剩余移动量不为"0"时，返回到步骤a21,在剩 余移动量更新为"0"之前，按每一分配周期执行步骤a21 步骤a26的处理。 此间，用位置指令/压力指令处理部14求每一分配周期的移动量并进行加减速 处理，使以速度F-500向正方向移动30,输出到伺服控制部20中。伺服控制部20的比较器23对位置的速度指令Ca与压力控制的速度指令 Cb进行比较。最初如上所述，来自压力传感器S的反馈值小，其结果是因为 压力偏差大所以压力控制的速度指令Cb大。另夕卜，伺服电动机M根据指令进 行移动，由此因为位置偏差小所以位置控制的速度指令Ca小(Ca<Cb)。其结 果是最初继续执行位置控制。部件A与工件W接触，由压力传感器S反馈的检测压力增大，其结果是 压力偏差减小。另一方面，部件A压入工件W的孔内，伺服电动机M的移动 减速并停止，因此位置偏差增大。其结果是，压力控制的速度指令(对压力偏 差乘以增益的值)Cb比位置控制的速度指令(对位置偏差乘以增益的值)Ca 小(Ca〈Cb),伺服控制部20的比较器23采用压力控制的速度指令Cb，切换 为压力控制。当在步骤a21中数值控制部10的处理器检测出切换为该压力控制时，转 移到步骤a27，判断是否设定为一举输出剩余移动量。如果在步骤a27中判断设定为一举输出剩余移动量，则将在此时刻存储在 寄存器中的剩余移动量一举输出到伺服控制部20中，在存储当前位置的寄存 器中加上该输出的剩余移动量，进行当前位置的更新(步骤a28)，将存储剩 余移动量的寄存器值置为"0"(步骤a29)。另一方面，如果在步骤a27中判 断为没有设定为一举输出剩余移动量，则不进行步骤a28的处理(不输出剩余 移动量)，将存储剩余移动量的寄存器值置为"0"(步骤a29)。
在步骤a26中判断为剩余移动量为"0"时、或者在步骤a29中将存储剩 余移动量的寄存器值置为"0"时，返回到步骤al,读出下一程序块(顺序号 N3的程序块)，执行该读出的程序块所指令的处理。即，在利用位置控制对伺 服电动机Md进行控制的中途，当检测出通过顺序号N2的程序块指令已切换 为压力控制时，尽管还在该程序块移动指令的移动中途，也会立即开始下一程 序块的处理。此时，在存储当前位置的寄存器中存储从数值控制部10向伺服控制部20 所指令的位置。在伺服控制部20的误差计数器21中存储作为从该数值控制部 10向伺服控制部20所指令的位置与实际位置的差的位置偏差。下一顺序号N3的程序块指令是位置此时状态的停止指令"G04",所以从 步骤a6转移到步骤a30,将用该程序块代码P进行指令的时间T ( =250)除 以分配周期，求完成压力上升的分配周期数count并设置在寄存器中(步骤 a30)，由存〗诸在寄存器中的分配周期数count减去1 (步骤31)。而后，判断 在该寄存器中存储的更新后的分配周期数count是否不为负(步骤a32),如果 不为负则到为负之前按每一分配周期反复步骤a31以及步骤a32的处理。当存储在寄存器中的分配周期数count为负时(步骤a32的判断结果为 Yes)，将存储分配周期数count的寄存器置为"0"，返回到步骤al。即，将指 令的压力(由顺序号N1的程序块所指令并设定在寄存器中的指令压力Qout) 保持顺序号N3的程序块所指令的时间，伺服控制部20进行压力反馈控制， 使与该指令压力一致。顺序号N4的程序块之后的程序块指令与图3所示的现有程序例相同。即， 用变量#5101读出积存在误差寄存器中的伺服位置偏差量，将反转了该读出 的伺服位置偏差量符号的值向伺服控制部20指令，由此将积存的伺服位置偏 差量在最高速度(即，240000 )下设为"0"。因此，实际位置与指令位置一致。 另外在存储当前位置的寄存器中也加上其移动指令，更新当前位置。然后，执 行顺序号N5的程序块，以位置控制返回到待机位置(X100.)。执行了该程序 时的位置与时间、实际压力与时间的关系如图16所示。如对该图16与现有例图4进行比较后所表明的，在位置控制中切换为压 力控制时，数值控制部取消在执行中程序块(顺序号N2的程序块)的指令的
剩余移动量，结束程序块的执行并执行下一程序块的指令，所以在图4中没有 无效而不希望的时间T4,在基于下一程序块所指令的"P250'，的目标时间250 毫秒间可进行将压力保持在目标压力的控制。
这样根据本实施方式，可以正确控制压力控制时间。另外，可以没有如图 4所示的时间T4的多余的时间，可有助于缩短循环时间。
如以上所述，在本实施方式中可以正确控制将压力保持在目标压力的时 间，所以还可以将目标压力分为多个段，对各个目标压力以指令时间幅度进行 压力控制。
图17的NC程序是将目标压力分为2段来控制压力的例子，相当于用图 15的NC程序在该顺序号N3和N4之间追加了顺序号N31以及N32两个程序 块。
切换为压力控制后，在顺序号N3中保持为指令压力(目标压力)(Q10) 时间250毫秒后，执行顺序号N31的程序块指令(步骤al a6，步骤a30-a33 )。 通过该顺序号N31、 N32的程序块指令保持为指令压力(目标压力)(Q20) 时间200毫秒，因此将压力分为两段，按分别设定的时间进行控制。
此外，如该实施方式那样，在采用在伺服控制部的位置控制与压力控制的 切换中采用以位置控制求出的速度指令与以压力控制求出的速度指令中小的 一方的方式时，伺服控制部20用顺序号N2的程序块切换为压力控制，由此 数值控制部取消了执行中的顺序号N2的程序块的剩余移动量时，在顺序号 N31的程序块中在要增压而挤入的阶段，由位置控制求出的速度指令低于由压 力控制求出的速度指令，其结果是，伺服控制部20返回到位置控制。此时， 不能得到希望的压力(Q20)。
在这样的情况下，将顺序号N2的程序块内的移动指令值设定为稍大，在 伺服控制部2 0切换为压力控制时，可预先选择为这样的才莫式(图13步骤a27 的判断结果为Yes的模式)，数值控制部10将执行中的顺序号N2的程序块的 剩余移动量一举输出到伺服控制部20。如果这样，就才丸^f亍步骤a27以及步骤 a28的处理，积存足够的伺服位置偏差量，其结果是，由位置控制求出的速度 指令变大，即使是在顺序号N31的程序块中要增压而挤入，伺服控制部也不 会返回到位置控制而继续压力控制，所以可得到希望的压力Q20。
图18是表示通过执行图17所示的NC程序，伺服控制部20用顺序号N2 的程序块切换为压力控制，数值控制部10将执;f于中的顺序号N2的程序块的 剩余移动量一举输出到伺服控制部20时的时间与位置的关系以及时间与实际 压力的关系图。
在将该压力控制分为多段进行控制时，可以緩緩进行指令压力的变动(增 加、减少)，而不是一举进行。在緩緩变动指令压力时使用代码"G101"。例 如在图17所示的NC程序中，将顺序号N31的指令指令为"G101Q20P5", 因此成为花费5毫秒将指令压力緩援上升到Q20的指令。此外，这点用在下 一模具緩冲机构装置中适用了本发明时的例子进行详细的说明。
接着，对在驱动图5所示的冲压机床的模具緩冲机构装置的模具緩冲机构 部件6的伺服电动机Md的控制中适用了本发明时的实施方式进行说明。在该 实施方式中，图5所示的模具缓冲机构用数值控制装置5采用图10所示的数 值控制装置。
另外，用于本实施方式的模具緩冲机构控制的NC程序如图19所示。图 19所示的NC程序在顺序号N2的程序块指令是"G102 G91 X - 150. F500;" 的点上与顺序号N2的程序块指令是"G01 G91 X - 150. F500;"的图7所示的 现有模具緩冲机构控制的NC程序不同。
在定位(例如在位置300的冲压开始位置)的模具緩冲机构部件6上载置 了钣金(工件)3的状态下，使上模(冲压轴)1下降。传感器7检测上模(冲 压轴)1到达与钣金(工件)3相接之前的规定位置。当数值控制装置5接收 来自该传感器7的检测信号时，数值控制装置5开始执行图19所示的NC程 序。
数值控制部10的程序分析处理部12,从NC程序读取每一程序块，将其 转换为执行数据并存储在程序块处理部13中。位置指令/压力指令处理部14 从程序块处理部13中读出1程序块的数据，如上所述判断这个数据是否是程 序结束的指令(是否是"M30")(步骤a2 )，是否是压力指令G100 (步骤a3 ), 是否是压力变更指令G101 (步骤a4),是否是即使在执行中途也转移到下一 程序块指令的处理的指令G102 (步骤a5 ),是否是保持压力的期间的指令G04 (步骤a6)，是否是其它移动指令(步骤a7)。
在图19的NC程序中最初读入顺序号N1的"G100 Q10"的指令，所以 步骤a3的判断结果为Yes，从步骤a3转移到步骤a13,在存储输出到伺服控 制部20的压力指令Qout的寄存器中存储该程序块所指令(Q10 )的压力"10" (Qout= 10),将存储的压力指令Qout输出到伺服控制部20中(步骤a13、 a14)，并返回到步骤al。
此时，在伺服控制部20中将驱动模具緩冲机构部件6的伺服电动机M保 持在指令的定位位置，位置偏差为"0"或者非常小的值，位置控制的速度指 令Ca是"0"或者小的值。另一方面，还输出压力指令Q ( =10),但是因为 上模(冲压轴)1没有与钣金(工件)3、模具緩沖机构部件6以及下模2相 接，所以从压力传感器4反馈的值为"0"或者小的值，其结果是，压力偏差 变大，其结果是,对该压力偏差乘以增益所得的压力控制的速度指令Cb为大 的值(Ca<Cb)，由此比较器23选择小的一方的、位置控制的速度指令Ca， 伺服控制部20执行位置控制。
接着读入的顺序号N2的程序块指令是"G102"，所以步骤a5的判断结果 是Yes，从步骤a5转移到步骤a21。并且，根据从伺服控制部20送来的"比 较结果，，信号来判断伺服控制部20是否在压力控制中。如上所述，因为最初 是位置控制中(步骤a21的判断结果是No)所以转移到步骤a22，根据该程序 块所指令的移动量(向模具缓冲机构轴(X轴)的移动量)"-150"以及速度 F( =500)求每一分配周期的移动量，进行加减速处理，求输出移动量。并且， 将该输出移动量输出到伺服控制部20中，此外还更新当前位置以及剩余移动 量，然后判断该更新的剩余移动量是否是"0"(步骤a26)。该步骤a21 步骤 a26的处理与步骤a8 ~步骤a12的处理相同。
如果更新的剩余移动量不是"0"则返回到步骤a21,在剩余移动量更新 为"0"之前，按每一周期执行步骤a21 步骤a26的处理。其间，求每一分 配周期的移动量，使以速度F-500向负方向(下方向)移动150，进行加減 速处理，输出到伺l良控制部20。
伺服控制部20的比较器23对位置控制的速度指令Ca和压力控制的速度 指令Cb进行比较。最初如上所述，上模1没有与钣金3相接，所以来自压力 传感器4的反馈值小，其结果是压力偏差大，因此速度指令Cb大。另外，驱
动模具緩冲机构部件6的伺服电动机Md根据指令来移动由此位置偏差小，因 此位置控制的速度指令Ca小(Ca<Cb)。其结果是最初继续成为位置控制。
可是，上模(冲压轴)1的下降速度比顺序号N2的程序块所指令的模具 緩冲机构部件的下降速度F - 500快，所以上模1追上钣金(工件)3以及模 具緩沖机构部件6，对钣金3、模具緩冲机构部件6以及下模2进行按压。其 结果是，从压力传感器反馈的检测压力增大，压力偏差减小。另一方面，模具 緩沖机构部件6以与上模(冲压轴)1的下降速度相同的速度按下，所以伺服 电动机Md的速度比指令速度快，其结果是位置偏差增大。因此，压力控制的 速度指令(对压力偏差乘以增益的值)Cb比位置控制的速度指令(对位置偏 差乘以增益的值Ca)大(Ca>Cb)，其结果是伺服控制部20的比较器23采用 压力控制的速度指令Cb,切换为压力控制。
当数值控制部10的处理器在步骤a21中检测已转换为该压力控制时，转 移到步骤a27，判断是否设定为将剩余移动量一举输出。如果设定为将剩余移 动量一举输出，则在此时刻将存储到寄存器中的剩余移动量一举输出到伺月良控 制部20中，且在存储当前位置的寄存器内加上该输出的剩余移动量进行当前 位置的更新(步骤a28 )，将存储剩余移动量的寄存器的值置为"0"(步骤a29 )。 另一方面，如果没有^L定为将剩余移动量一举输出，则不进行步骤a28的处理 (不输出剩余移动量)，将存储剩余移动量的寄存器的值置为"0"(步骤a29)。
在步骤a26中判断为剩余移动量为"0"时、以及在步骤a29中将存储剩 余移动量的寄存器值置为"0"时，返回到步骤al,读出下一程序块(顺序号 N3的程序块)，执行该读出的程序块所指令的处理。即，当通过顺序号N2的 程序块指令检测出在利用位置控制来控制伺服电动机Md的中途切换为压力 控制时，尽管还在该程序块移动指令的移动中途也立即开始下一程序块的处 理。
此时，在存储当前位置的寄存器中存储从数值控制部10向伺服控制部20 所指令的位置。另外，在伺服控制部20的误差计数器21中存储作为从该数值 控制部10向伺服控制部20所指令的位置与实际位置的差的位置偏差。
下一顺序号N3的程序块指令是使压力指令值变化的"Gior的指令，步
骤a4的判断结果为Yes,从步骤a4转移到步骤a16。
首先，将用该程序块代码P进行指令的压力上升时间T ( = 15 )除以分配 周期，求完成压力上升的分配周期数count并设置在寄存器中，用下式求在该 分配周期数count中从当前指令压力Qout ( = 10 )上升到该程序块所指令的压 力Qcom ( - 100 )的平均1分配周期的压力增加量AQ (步骤a16 )。
△Q = ( Qcom - Qout) /count
接着，通过存储在寄存器中的当前压力指令Qout加上压力增加量AQ来 更新压力指令Qout，并将更新的压力指令Qout存储在寄存器中。此外通过由 存储在寄存器中的分配周期数count减去1来更新分配周期数count,将该更 新的分配周期数count存储在寄存器中(步骤al7)。并且判断在该寄存器中存 储的分配周期数count是否为负值(步骤a18 ),如果不为负则将存储在寄存器 中的压力指令Qout输出到伺服控制部20中(步骤al9)。
在伺服控制部20中已经切换为压力控制，所以才艮据该新指令的压力指令 来进行压力控制。以下，在分配周期数count成为负之前按每一分配周期实施 步骤al7至步骤a19的处理。当用步骤a18检测分配周期数count为负时，转 移到步骤a20,将存储分配周期数count的寄存器置为"0"返回到步骤al。在 分配周期数count为负的时刻，输出到伺服控制部的压力指令值，达到该顺序 号N3所指令的指令压力"Q100" Qout =100。
此外，在切换为该压力控制时执行的顺序号N3的程序块中，同时也输入 控制周边机器等的指令，因此在切换为压力控制的时刻，也可以进行周边机器 等的控制。
在图20中虚线表示实施方式中的指令压力，实线表示从压力传感器4反 馈的压力反馈值。
如图20所示，当伺服控制部20从位置控制切换为压力控制时，指令压力 向着作为目标的指令压力立即开始上升，在经过了指令的时间P ( = 15)的时 刻，指令压力达到作为目标的压力Q ( = 100 )。将该图20与图9进行比较就 会明白，根据本实施方式，缩短了到达目标指令压力之前的时间。
在下一顺序号N4的程序块的指令"Gor是通常的直线插补指令，所以 步骤a7的判断结果为Yes,从步骤a7转移到步骤a8，执行上述的步骤a8以 下的处理。该程序块的指令是以速度240000 (最高速度)移动到与上模1 (冲
压轴)最下点对应的最下点位置X ( = 5)(绝对位置)的指令。因此，由指令 位置X ( = 5 )减去当前位置(存储在寄存器中的、到伺服控制部20的当前时 刻前的指令位置)求移动量，根据该移动量和指令位置"F240000"求每一分 配厨期的移动量，将加减速处理了求出的每一分配周期的移动量作为移动指令 输出。
而后，当剩余移动量为"0"时返回到步骤al,执行下一顺序号N5的程 序块指令的辅助功能M200,在此状态下在FIN信号返回之前为等待状态。
此外在此实施方式中，花费设定规定时间将指令压力从低压力变更为作为 目标的高压力，不过因为还存在一旦转移到低压力的压力控制后即使立即发出 作为目标的高压力的压力指令，也可以将压力过冲抑制在很小，所以在这样的 情况下，转移到低压力的压力控制后，可以立即发出作为目标的高压力的压力 指令。
之后，上模l到达最下点，模具緩冲机构部件6也到达最下点，在上模l 的上升开始点附近，位置偏差为"0"或者极小值，所以切换为位置控制，模 具緩冲机构部件6 (伺服电动机Md)保持在指令的位置X = 5，为停止状态。
上模1到达了最下点后该上才莫1上升，但是在模具緩沖机构部件6上没有 由上模l附加外力，所以位置偏差保持"0"或者极小值。因此，位置控制的 速度指令Ca比压力控制的速度指令Cb小(Ca<Cb )，所以模具緩冲机构部件 6保持在该位置X-5。
而后，当上模l(冲压轴)上升，用传感器7检测上模1的通过并返回FIN 时，执行下一顺序号N6的程序块指令(移动指令)。因为是移动指令所以步 骤a7的判断结果为Yes,通过步骤a8 ~步骤a12的处理来进行分配处理，使 以速度F500向作为冲压开始位置的X300位置移动，该移动指令向伺力良控制 部20输出。此时，上模1上升，从钣金3、下模2以及模具緩冲机构部件6 上离开，所以在伺服控制部20中因为压力偏差大、位置偏差小，所以采用位 置控制的速度指令Ca执行位置控制。模具緩沖机构部件6定位在初期的冲压 开始位置X-300并保持。
当完成在初期冲压开始位置X- 300之前的移动指令的输出、剩余移动量 为"0"时(步骤a12的判断结果为Yes),返回到步骤al并读出下一顺序号
N7的程序块指令。该程序块指令用"M30"作为程序结束，所以在步骤a2中 判断这个，结束此NC程序的处理。此外，在上述实施方式中，用图19的顺序号N3的程序块指令来进行对 目标压力的指令，用下一顺序号N4的程序块指令进行在从压力控制向位置控 制切换的位置之前的移动指令。可是，如图21所示，没有图19所示的顺序号 N4的指令程序块，可以将顺序号N2的程序块指令作为从压力控制向位置控 制切换的位置之前的移动指令(X-5)，且在该程序块执行中切换为压力控制 时一举输出剩余移动量。此时的上模(冲压轴)1、模具緩冲机构指令位置以 及模具緩冲机构实际位置(模具緩冲机构部件6的实际位置)的相互关系如图 22所示。另夕卜，上模1与模具緩冲机构部件6冲突时的压力，依存于上模1与模具 緩沖机构部件6的相对速度的部分大。即，如果相对速度大则冲突时的压力变 高，相反如果相对速度小则沖突时的压力变低。因为上模l的速度根据超调等 来变更，所以为了减少冲突时得到的压力的移动而要使相对速度一定时，需要 根据上模1的速度来调整模具緩冲机构的速度。与其根据上模1的速度来变更 程序指令，不如在模具緩冲机构装置中如图23设置检测上模(冲压轴)1的 位置以及速度的位置/速度检测器8,从该位置/速度检测器8取入上模1的速 度信息。而后，将图19的顺序号N2的程序块做成以下这样的指令。在此方 法中，使上模1与模具緩冲机构部件6同步，不需要根据速度来变更程序而容 易进行控制。N2G110G91 X - 150. F250;在执行这样的同步动作的程序中，如果是上模时常超出与希望压力相符的 相对速度以上的速度这样的装置时，则只要从最初指令与希望压力相符的相对 速度即可。与此相对，在上模以比与希望压力相符的相对速度慢的速度进行动作、可 能有发生沖突的装置中，如与现有技术相关在前面进行了说明的那样，最初进 行低的压力指令，在切换为压力控制之后使压力指令上升进行提高压力的控 制。在这样的情况下，模具緩冲机构部件6的指令移动距离根据上模1的速度 而不同，所以指令移动距离，在上模l以最高速度进行动作时必需指令上模l
与模具緩冲机构部件6用于冲突的距离以上的值。此时当上模1以低速动作时， 从模具緩冲机构部件6移动开始到沖突的移动距离变短、沖突后的剩余移动量 变长，所以在结束执行与冲突后同步移动的程序块指令之前花费时间。作为解 决这个问题的方法，只要以伺服控制部成为压力控制的状态来结束同步动作并 转移到执行下一程序块指令即可。即，进行此同步控制的处理，将图11~14 所示的数值控制部IO的处理器的处理，置换为图24、图12~图14所示的处 理。具体来说，加入了判断读入的程序块指令是否为"G110"和与该指令"G110" 对应的处理的步骤a100 ~步骤a105。当读入"G110"执^f亍时(步骤a100)，处理器首先判断是否与读入来自位 置/速度检测器8的速度信息的程序块所指令的速度指令F(在上述程序例中为 F-250)的方向一致(步骤al01),如果不一致则将指令的速度设为"0"(步 骤al05)，如果一致，则将从该位置/速度检测器8取入的速度信息设为外部速 度信息Fm (步骤a102)。而后，对该外部速度信息Fm和该程序块所指令的 速度(F = 250)进行比较(步骤al03)。其结果是，在外部速度信息Fm比该 程序块所指令的速度F大时(Fm>F ),将速度指令设为Fm - F (步骤a104 ) 转移到步骤a21。这里，上模l与模具緩冲机构部件的相对速度为该程序块所 指令的速度F ( = 250 )。另 一方面，在该程序块所指令的速度F比外部速度信息Fm大时(Fm<F )， 将速度指令设为"0"转移到步骤a21。由此，上模1与才莫具緩冲机构部件6 的相对速度为比该程序块所指令的速度F小的外部速度信息Fm。其结果是， 上模1与模具緩冲机构部件6的相对速度始终为比该程序块所指令的速度F 小的值，在此状态下上才莫1与模具緩冲机构部件6冲突时不会发生大的压力。 此外，在上述的各实施方式中，在从位置控制切换为压力控制时，用参数 等预先设定选择取消剩余移动量还是一举输出。取代这个，在图19以及图 21所示的程序例中，例如可以在顺序号N2的程序块指令中，取消剩余移动量 时设置指令PO，在一举输出剩余移动量时设置指令P1。此外，在取消剩余移 动量时将"G102"代码、在一举输出剩余移动量时将"G103"代码包含在图 19以及图21程序中的顺序号N2的程序块指令中，可以选择取消剩余移动量 或者一举输出剩余移动量。 此外，在上述实施方式中，作为自动从位置控制向压力控制、或者从压力控制向位置控制切换的方法，对位置反馈控制的速度指令Ca与压力反馈控制 的速度指令Cb进行比较，并切换为小的速度指令一方的控制。可是，如专利 文献3所记载的那样，用比较器来对利用位置反馈控制以及速度反馈控制求出 的转矩指令、和利用压力反馈控制求出的转矩指令(调整压力反馈增益，使与转矩指令对应)进行比较，在自动切换为其小的一方的转矩指令的控制时，也 可适用本发明。
权利要求
1. 一种数值控制装置，具有控制伺服电动机的伺服控制部和根据NC 程序向所述伺服控制部输出位置指令以及压力指令的数值控制部，其中， 所述伺服控制部，具有比较单元，其对进行压力反馈控制而得到的指令和进行位置反馈控制而得 到的指令进行比较；控制切换单元，其根据所述比较单元的比较结果自动切换为压力控制或者 位置控制，控制所述祠服电动机；和通知单元，判断当前是位置控制中还是压力控制中，并通知所述数值控制部，另外，所述数值控制部，具有切换执行单元，其在执行附加了向压力控制切换的指令的移动指令期间， 当通过所述通知单元通知已由所述伺服控制部切换为压力控制时，使该移动指 令的动作在中途结束，并开始执行所述NC程序的下一指令。
2. 根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于， 用所述比较单元进行比较的是进行压力反馈控制得到的第1速度指令和进行位置反馈控制得到的第2速度指令，并且，如果所述比较单元判断为所述笫1速度指令比所述第2速度指令还小，则 所述控制切换单元切换为压力控制来对伺服电动机进行控制，相反，如果所述 比较单元判断为所述第2速度指令比所述第1速度指令还小，则所述控制切换 单元切换为位置控制来对伺服电动机进行控制。
3. 根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于，在使第1轴与第2轴的速度同步并将第1轴的移动指令以对应于第2轴移 动速度的值输出到所述伺服控制部的同步动作中，进行了向所述控制切换单元 的压力控制切换时，结束所述同步，开始执-f于NC程序的下一指令。
4. 根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于， 所述切换执行单元,可选择取消执行中的指令剩余移动量、或者将执行中的指令剩余移动量 一举输出到伺服控制部。
5. 根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于，所述数值控制部还具有在切换为压力控制后根据向所述伺服控制部输出 的移动指令的移动量和从压力控制切换为位置控制的目标位置求指令移动量、 并将其求出的指令移动量的移动指令输出到所述伺服控制部的单元，在所述目标位置附近自动从压力控制切换为位置控制。
6. 根据权利要求l所述的数值控制装置，其特征在于， 所述切换执行单元，在到达从压力控制切换为位置控制的目标位置之前执行指令移动量的移动指令，在中途结束了该移动指令的动作时将剩余移动量一 举输出到伺服控制部。
7. —种位置控制与压力控制的切换数值控制方法，其基于具有如下各部 的数值控制装置伺服控制部，其比较进行压力反馈控制而得到的指令和进行 位置反馈控制而得到的指令，根据其比较结果自动地切换为压力控制或者位置 控制，来对伺服电动机进行控制；和数值控制部，其根据NC程序向所述伺服 控制部输出位置指令以及压力指令，包含如下步骤由所述数值控制部与压力指令一起向所述伺服控制部输出移动指令的步 骤；以及当通过所述伺服控制部将位置控制在实施中切换为压力控制时，所述数值 控制部在中途结束当前执行中的移动指令动作并执行下一指令的步骤。
8. 根据权利要求7所述的位置控制与压力控制的切换数值控制方法，其 特征在于，使第1轴与第2轴的速度同步，并将第1轴的移动指令以对应于第2轴移 动速度的值向伺服控制部输出。
9. 根据权利要求7所述的位置控制与压力控制的切换数值控制方法，其 特征在于，在输出到达从压力控制切换为位置控制的目标位置之前的移动量的移动 指令并从位置控制已切换为压力控制时，在中途结束该移动指令的动作后，将 剩余移动量 一 举输出到伺服控制部。
10. 根据权利要求7所述的位置控制与压力控制的切换数值控制方法，其 特征在于，在切换为压力控制后，根据向伺服控制部输出的移动指令的移动量和从压 力控制切换为位置控制的目标位置求指令移动量，并将其求出的指令移动量的 移动指令输出到伺服控制部。
全文摘要
在数值控制装置中，采用压力反馈控制得到的指令和位置反馈控制得到的指令中小的一方，自动切换压力控制和位置控制来对伺服电动机进行控制。通过移动指令在移动中切换为压力控制时，在其中途使该移动指令的输出结束，执行下一程序块(block)的指令，立即开始下一指令的压力控制。由此，可以消除无效的时间，缩短作业的循环时间。
文档编号G05B19/18GK101122789SQ20071014023
公开日2008年2月13日 申请日期2007年8月6日 优先权日2006年8月8日
发明者大西靖史, 菱川哲夫, 辻川敬介 申请人:发那科株式会社