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CN100496837C - 螺纹切削控制方法及其装置 - Google Patents

螺纹切削控制方法及其装置 Download PDF

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CN100496837C
CN100496837C CN03826190.1A CN03826190A CN100496837C CN 100496837 C CN100496837 C CN 100496837C CN 03826190 A CN03826190 A CN 03826190A CN 100496837 C CN100496837 C CN 100496837C
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Abstract

本发明提供螺纹切削控制装置，其中，主轴的旋转带动工件的旋转，伺服轴使刀具在进给轴方向上移动，主轴的旋转和刀具在进给轴方向上的移动同步，从而进行螺纹切削加工，该装置具有主轴角度运算部，其在以与前一次的进给速度不同的进给速度、或用与前一次的机械不同的机械对同一工件进行螺纹切削时，至少根据进给轴的伺服轴加速时间常数，变更开始进行螺纹切削的时刻，从而即使主轴速度可变，也不会使螺纹脊受到损伤、不会使螺纹的尺寸精度下降。还提供螺纹切削控制方法，其中，在以与前一次的进给速度不同的进给速度、或用与前一次的机械不同的机械对同一工件进行螺纹切削时，至少根据进给轴的伺服轴加速时间常数，变更开始进行螺纹切削的时刻。

Description

螺纹切削控制方法及其装置
技术领域
本发明涉及一种螺纹切削控制方法及其装置，特别是涉及一种由数值控制(Numerical Control，以下称为NC)装置等进行控制的工作机械的螺纹切削控制技术。
背景技术
众所周知，使用NC装置的螺纹切削加工是这样进行的，即通过设置在主轴上的卡盘保持螺纹工件，同时使主轴旋转，从而使螺纹工件旋转，并且使借助于由进给伺服电动机驱动的伺服轴而移动的刀具(车刀)在轴线方向(Z轴方向)上移动，使得刀具与主轴的旋转同步，但如果主轴的旋转和刀具在Z轴方向上的移动之间不同步，则螺纹的尺寸精度下降，或者由于精加工而形成双重螺纹，或者使螺纹脊受到损伤。
因此，在进行螺纹切削加工过程中，例如需要根据主轴每旋转1周产生的1个旋转信号，使刀具在Z轴方向上开始移动，同时使主轴的旋转与刀具的进给同步。
此外，在例如从粗加工到精加工转移时，在主轴的旋转速度加快规定的倍数的情况下，为了使主轴的旋转与刀具的进给同步，刀具的进给速度也要加快规定的倍数，但此时由于粗加工时的刀具进给速度(低速)的伺服延迟与精加工时的刀具进给速度(高速)的伺服延迟之间产生偏差，从而产生螺纹相位偏差。
因此，在特开昭58-177252号公报中公开了这样的技术，即，在精加工时的进给电动机的实际速度达到fL(精加工时的进给速度)之前的伺服延迟量为dL(＝fL/k，k：伺服系统的增益)、主轴旋转速度为θL时，通过使精加工前的刀具停止位置偏离工件上述dL，在1个旋转信号发生后的旋转角度θL中达到恒定速度fL，从旋转角度θL开始，以恒定速度fL开始螺纹切削，此外，在粗加工时的进给电动机的实际速度达到fs(粗加工时的进给速度，fs<fL)之前的伺服延迟量为ds(＝fs/k，k：伺服系统的增益)、主轴旋转速度为θs时，通过使粗加工前的刀具停止位置偏离工件上述ds，在1个旋转信号发生后的旋转角度θL中达到恒定速度fs，从旋转角度θL开始，以恒定速度fs开始螺纹切削。
此外，也公开了这样的技术，即，利用上述的思想，即使螺纹切削开始前的刀具停止位置在精加工时和粗加工时为同一位置，但通过控制主轴的1个旋转信号的发生位置，在精加工时，从旋转角度θL开始，以恒定速度fL开始螺纹切削，此外，在粗加工时，从旋转角度θL开始，以恒定速度fs开始螺纹切削。
即，在特开昭58-177252号公报中公开了这样的技术：通过考虑伺服延迟量，即使进给电动机的旋转速度可变，也能够防止螺纹相位偏差。
此外，作为与螺纹再加工相关的现有技术，有特开昭62-99020号公报所公开的技术。
该技术为，在对螺纹进行再加工时，测定螺纹安装时发生的螺纹部分的螺纹槽的相位偏差量，同时计算并求出数值控制工作机械的伺服系统的延迟量和数值控制装置的运算延迟时间(从主轴转数的脉冲数据检测到运算结束为止的延迟量)，然后根据上述相位偏差、上述计算的伺服系统的延迟和上述计算的运算延迟时间，求出相位偏差量，然后根据该相位偏差量，配合上述螺纹部分的相位而对上述螺纹部分进行再加工。
另外，上述相位偏差量是利用工件再安装中发生的螺纹部分的相位偏差量δi(mm)、伺服系统的延迟量SD(mm)、以及从主轴转数的脉冲数据检测到运算结束为止的延迟量S1、伺服进给速度F，以如下方式求出的实际相位偏差量δt。
δt＝(δi+S1+SD)/F的余数
其中，F以如下方式求出。
F＝螺距指令×主轴转数
特开昭62-99020号公报中公开了以上的技术。
但是，在现有技术中(特开昭58-177252号公报所公开的技术)中存在这样的问题，即，如上所述，为了防止螺纹相位偏差，仅考虑了伺服系统的延迟，所以仍然会发生螺纹相位偏差。
另外，上述现有技术(特开昭58-177252号公报所公开的技术)由于仅考虑了伺服系统的延迟，所以在伺服进给速度A(精加工时)时和伺服进给速度B时(粗加工时)加速时间常数相同的情况下，如图6所示，在伺服进给速度A时(精加工时)和伺服进给速度B时(粗加工时)，发生了由于加减速时间常数导致的螺纹相位偏差。
此外，在特开昭62-99020号公报所公开的螺纹再加工技术中，由于仅考虑了工件再安装中产生的螺纹部分的相位偏差量、伺服系统的延迟量以及从主轴转数的脉冲数据检测到运算结束为止的延迟量，所以如图7所示，也发生了由于加减速时间常数导致的螺纹相位偏差44。
另外，图7是直线型的加减速图形的例子，41是由程序指示的步长上的指令进给速度图形，42是针对指令、根据时间常数Tc进行加减速的伺服输出速度图形，43是伺服响应延迟后的伺服动作速度图形，45是伺服响应延迟导致的相位偏差量，44是加减速时间常数导致的螺纹相位偏差量。
发明内容
本发明就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于获得一种螺纹切削控制方法及其装置，该方法和装置即使在(粗加工和精加工等情况下)进给轴的进给速度发生变化，或将已从机械上取下的工件再次安装在机械上而进行螺纹加工、或利用其他机械进行螺纹的再次精加工的情况下，也能够提高螺纹切削加工精度。
为此，本发明的在以与前一次的进给速度不同的进给速度、或用与前一次的机械不同的机械对同一工件进行螺纹切削时，至少根据进给轴的伺服轴加速时间常数，变更开始进行螺纹切削的时刻。
此外，本发明的螺纹切削控制方法，将螺纹相位偏差量变换为螺纹切削开始定时时间，根据该螺纹切削开始定时时间和主轴每旋转1周产生的1个旋转信号，变更开始进行螺纹切削的时刻。
此外，本发明的螺纹切削控制装置具有这样的单元，该单元在以与前一次的进给速度不同的进给速度、或用与前一次的机械不同的机械对同一工件进行螺纹切削时，至少根据进给轴的伺服轴加速时间常数，变更开始进行螺纹切削的时刻。
此外，本发明的螺纹切削控制装置的变更开始进行螺纹切削的时刻的单元，将螺纹相位偏差量变换为螺纹切削开始定时时间，根据该螺纹切削开始定时时间和主轴每旋转1周产生的1个旋转信号，变更开始进行螺纹切削的时刻。
因此，即使在进给轴的进给速度发生变化，或将已从机械上取下的工件再次安装在机械上而进行螺纹加工、或利用其他机械进行螺纹的再次精加工的情况(具有与前一次进行加工的机械不同的增益、时间常数等机械特性的情况)下，由于能够校正基于伺服轴加速时间常数的误差，所以能够提高螺纹切削加工精度。
此外，本发明的螺纹切削控制方法不仅使用上述伺服轴加速时间常数，还使用工作机械的个体差异导致的机械误差，来变更开始进行螺纹切削的时刻。
此外，在本发明的螺纹切削控制方法中，作为加工机械的个体差异导致的机械误差，使用与进给轴的进给速度相对应的螺纹相位偏差量。
此外，在本发明的螺纹切削控制方法中，作为加工机械的个体差异导致的机械误差，使用与进给轴的进给速度无关的、恒定的螺纹相位偏差量。
此外，在本发明的螺纹切削控制方法中，输入与进给轴的进给速度相对应的螺纹相位偏差量或者与进给轴的进给速度无关的、恒定的螺纹相位偏差量作为参数，根据作为参数而输入的数据，变更开始进行螺纹切削的时刻。
此外，在本发明的螺纹切削控制装置中，变更上述开始进行螺纹切削的时刻的单元不仅使用上述伺服轴加速时间常数，还使用工作机械的个体差异导致的机械误差，来变更开始进行螺纹切削的时刻。
此外，在本发明的螺纹切削控制装置中，作为加工机械的个体差异导致的机械误差，使用与进给轴的进给速度相对应的螺纹相位偏差量。
此外，在本发明的螺纹切削控制装置中，作为加工机械的个体差异导致的机械误差，使用与进给轴的进给速度无关的、恒定的螺纹相位偏差量。
此外，在本发明的螺纹切削控制装置中，变更上述开始进行螺纹切削的时刻的单元根据作为参数而输入的与进给轴的进给速度相对应的螺纹相位偏差量或者与进给轴的进给速度无关的、恒定的螺纹相位偏差量，变更开始进行螺纹切削的时刻。
因此，即使在进给轴的进给速度发生变化，或将已从机械上取下的工件再次安装在机械上而进行螺纹加工、或利用其他机械进行螺纹的再次精加工的情况下，由于能够校正基于伺服轴加速时间常数的误差，所以能够提高螺纹切削加工精度。此外，由于能够校正机械误差，所以能够进一步提高螺纹切削加工精度，该机械误差是在刀具移动开始时由静摩擦力、惯性力等产生的到刀具动作为止的指令位置与实际刀具前端位置之间的差。
附图说明
图1是表示本发明第一、第二实施方式的构成例的框图。
图2是用于说明本发明第一、第二实施方式的动作的流程图。
图3是用于说明本发明第二实施方式的螺纹相位偏差量—主轴速度的特性图。
图4是表示本发明第四实施方式的构成例的框图。
图5是用于说明本发明第四实施方式的、对螺纹切削相位进行校正时的开始进行螺纹切削的时刻的图。
图6是使螺纹切削速度变化时的螺纹切削相位偏差的说明图。
图7是表示伺服轴加速时间常数导致的延迟和伺服响应延迟的图。
具体实施方式
第一实施方式
以下利用图1和图2，对本发明的第一实施方式进行说明。
在本发明的第一实施方式中，在具有螺纹切削功能和主轴倍率(over ride)功能的NC装置的控制中，相对于伺服轴的进给速度变化量，将伺服跟踪延迟量的差值和伺服加速时间常数导致的移动量的差值换算为主轴角度，然后使开始进行螺纹切削的时刻偏移，由此，即使在螺纹切削开始前通过主轴倍率而变更主轴转数，也不会使螺纹部分和刀具前端之间的位置关系偏移，所述伺服轴的进给速度变化量是由于主轴转数指令值与实际加工的主轴转数值之间的差值而产生的，所述主轴转数指令值是由用于进行多次加工的螺纹切削程序所指示的，所述实际加工的主轴转数是由主轴倍率而变更的。
即，在图1所述的加工程序存储器1中，预先存储有加工程序(包含用于进行多次加工的螺纹切削指令的加工程序)，在执行该加工程序1时，由加工程序解析部2从加工程序存储器1中顺序读出加工程序并进行解析。在螺纹切削指令的情况下，由螺纹切削运算部3运算相对于主轴指令转数的螺纹切削伺服轴的进给速度。
通过操作板7输入的主轴倍率，由主轴倍率运算部8变换为主轴转数的旋转比率，其与由螺纹切削运算部3运算的结果一起，通过主轴角度运算部4计算由于主轴转数发生变化导致的螺纹部分与刀具前端之间的的位置关系偏差量，然后变更开始进行螺纹切削的时刻，将伺服轴(使刀具在Z轴方向上移动的进给轴)的移动开始指令输出给控制轴驱动部6，驱动伺服电动机10，使伺服轴移动。此外，主轴速度指令被输出给主轴电动机11，驱动主轴(使工件旋转的轴)。另外，主轴的转数由主轴编码器9检测出来，然后反馈给主轴角度运算部4。
图2是用流程图说明由螺纹切削运算部3和主轴角度运算部4实施的控制动作。
在图2中，步骤1说明了由螺纹切削运算部3实施的求出伺服进给速度的动作，步骤2～步骤10说明了由主轴角度运算部4实施的相对于倍率变化而使开始进行螺纹切削的时刻变化的动作。
在这样构成的NC装置中，首先对由操作板7输入的主轴倍率为100％，即与程序主轴转数相同时的动作进行说明。
由加工程序解析部2输出主轴转数指令值和螺距指令值。由螺纹切削运算部3决定伺服轴的进给速度。首先，在步骤1中利用以下计算式，计算由程序指令值决定的进给速度。
伺服进给速度A(mm/sec)＝螺距指令值(mm/rev)×程序主轴转数(rps)
接下来，由主轴角度运算部4计算使开始进行螺纹切削的时刻延迟的量。首先，在步骤2中由主轴倍率运算部8求出传送来的主轴倍率为n％时的伺服进给速度。根据主轴转数的旋转比率，由以下计算式求出。
伺服进给速度B(mm/sec)＝螺距指令值(mm/rev)×程序主轴转数(rps)×n/100
由于本次对主轴倍率n＝100％的情况进行说明，所以在步骤3中判断伺服进给速度A＝伺服进给速度B。其结果是，在主轴角度运算部4中，用于调整开始进行螺纹切削的时刻的主轴旋转角度为0，从而不使定时发生变化，并将伺服轴的移动开始指令输出给控制轴驱动部6。
接下来，对由操作板7输入的主轴倍率为n％，即为程序主轴转数的n/100指令时的动作进行说明。
由加工程序解析部2将主轴转数指令值和螺距指令值输出给螺纹切削运算部3。由螺纹切削运算部3决定伺服轴的进给速度。首先，在步骤1中利用以下计算式，计算由程序指令值决定的进给速度。
伺服进给速度A(mm/sec)＝螺距指令值(mm/rev)×程序主轴转数(rps)
接下来，由主轴角度运算部4计算使开始进行螺纹切削的时刻延迟的量。首先，在步骤2中由主轴倍率运算部8求出传送来的主轴倍率为n％时的伺服进给速度。根据主轴转数的旋转比率，由以下计算式求出。
伺服进给速度B(mm/sec)＝螺距指令值(mm/rev)×程序主轴转数(rps)×n/100
由于这次主轴转数的旋转比率为n％，所以在步骤3中判断：
伺服进给速度A＝伺服进给速度B×100/n的关系成立，并且
伺服进给速度A≠伺服进给速度B
然后进行步骤4～步骤9的处理。首先，在步骤4中由以下的计算式计算伺服跟踪延迟量。
伺服跟踪延迟量A(mm)＝伺服进给速度A/伺服位置环路增益
伺服跟踪延迟量B(mm)＝伺服进给速度B/伺服位置环路增益
其结果是，伺服跟踪延迟量的差由以下计算式求得。
伺服跟踪延迟量的差＝伺服跟踪延迟量A—伺服跟踪延迟量B
＝(1—n/100)×伺服进给速度A/伺服位置环路增益
该计算结果在后面说明的步骤6中使用。此外，在运算该伺服跟踪延迟的差时使用的伺服位置环路增益，使用从未图示的存储器中读出其存储的伺服位置环路增益。
然后，由主轴角度运算部4计算伺服轴加速时间常数导致的延迟。一般，伺服轴加速时间常数，如图6所示，设定为达到指令速度即伺服进给速度A为止的时间。该伺服轴加速时间常数使用从未图示的存储器中读出其存储的伺服轴加速时间常数。此外，该伺服轴加速时间常数是由机械特性决定的机械固有数据，不是每次加工时都发生变化的数值，所以由伺服进给速度相对于时间移动的量发生变化。变化的量在步骤5中由以下计算式计算。达到伺服进给速度A为止的移动距离为下式。
移动距离A(mm)＝伺服进给速度A×加速时间常数/2
此外，在由操作板7输入了主轴倍率n％的指示的情况下，达到伺服进给速度B为止的移动距离B由以下计算式求得。
移动距离B(mm)＝伺服进给速度B×加速时间常数/2
也就是说，当伺服进给速度发生变化时，伺服加速时间常数导致的移动距离的差＝移动距离A—移动距离B(图6的斜线部分的螺纹相位偏差量)，螺纹部分与刀具前端的位置关系仅偏差该距离。因此，在需要以工件和刀具位置相同的定时来进行加工的情况下，如果不校正该量，则由于单位时间的移动量不同，所以不能通过相同的轨迹。该运算结果在后面说明的步骤6中使用。
利用由主轴角度运算部4运算的伺服跟踪延迟的差(步骤4)和伺服加速时间常数导致的移动距离的差(步骤5)，计算开始进行螺纹切削的时刻。
首先，在步骤6中利用下式计算螺纹部分与刀具前端之间的位置关系的偏差量。
偏差量(mm)＝伺服跟踪延迟的差+伺服加速时间常数导致的移动距离的差
如果使螺纹切削开始点移动该偏差量，就能进行螺纹部分与刀具之间的位置关系无偏差的加工，但在本发明的第一实施方式中，不使加工开始点移动，而是通过使开始进行螺纹切削的时刻变化，来进行螺纹部分和刀具之间的位置关系无偏差的加工。以下对用于该目的的方法进行说明。
首先，在步骤7中将该偏差量变换为主轴角度。
主轴角度(rev)＝偏差量/螺距指令值(mm/rev)
接下来，在步骤8中，利用以下计算式，将该主轴角度变换为螺纹切削开始定时时间。由于加工螺纹时的主轴转数为程序主轴转数(rps)×100/n，所以得到下式。
螺纹切削开始定时时间(s)＝主轴角度/(程序主轴转数(rps)×100/n)
在步骤9中，主轴角度运算部4延迟该螺纹切削开始定时时间(s)量，然后将伺服轴的移动开始指令输出给控制轴驱动部6。
为了延迟螺纹切削开始定时时间(s)量的时间，例如可以在设定与主轴每旋转1周产生的1个旋转信号(Z相信号)同步，使伺服轴在Z轴方向上开始移动的情况下，由编码器9将主轴的旋转反馈给主轴角度运算部4，在1个旋转信号(Z相信号)到来之后，延迟螺纹切削开始定时时间(s)量的时间，然后将伺服轴的移动开始指令输出给控制轴驱动部6。
这样，通过使开始进行螺纹切削的时刻变化，进行螺纹部分与刀具之间的位置关系无偏差的加工。
第二实施方式
以下利用图1～图3，对本发明的第二实施方式进行说明。
对于第一实施方式，在有机械误差的情况下，需要进一步进行机械误差的校正，第二实施方式就示出了进行该机械误差校正的实施方式。另外，所谓的机械误差，是指在刀具开始移动时，由于静摩擦力、惯性力等，到刀具动作为止发生的指令位置与实际刀具前端位置之间的差量。
该机械误差会产生螺纹切削相位偏差量，该螺纹切削相位偏差量与图3所示的主轴转数变化导致的伺服进给速度的差
伺服进给速度的差＝伺服进给速度A—伺服进给速度B成正比而增减。
以下对校正该相位偏差的方法进行说明。
首先，用在第一实施方式中说明的方法进行螺纹切削，此时，通过操作板7，使主轴倍率在例如50％～150％之间变化而进行加工。在该情况下，由于加工机械的个体差异，通过使主轴倍率在例如50％～150％之间变化，有时会产生如图3所示变化的、与伺服轴的进给速度成正比的螺纹部分与刀具前端之间的位置关系偏差量(螺纹相位偏差量)。该偏差量通过另外的测量仪器来测定。对于每个测定时的速度，绘制螺纹部分与刀具前端之间的位置关系偏差量。如果用直线连接这些绘制的点，则得到如图3所示的与伺服进给速度成正比的偏差量。将此时的直线函数的斜率作为参数从操作板7输入。将所输入的斜率参数值存储在参数存储器5中。将该斜率参数值发送给螺纹切削运算部3。
此外，由于加工机械的个体差异，通过使主轴倍率在例如50％～150％之间变化，有时会产生如图3所示变化的、不依赖于伺服轴的进给速度的、恒定的螺纹部分与刀具前端之间的位置关系偏移量。将此时的偏移量作为参数从操作板7输入。将所输入的斜率参数值存储在参数存储器5中。将该斜率参数值发送给主轴角度运算部4。主轴角度运算部4在第一实施方式运算的偏差量(步骤6)的基础上，进一步加上下式的运算结果，然后对螺纹切削开始位置进行校正。
与速度成正比的偏差量＝伺服进给速度的差×斜率参数+偏移参数
只要使螺纹切削开始点仅移动该与速度成正比的偏差量，就能够进行螺纹部分与刀具之间的位置关系无偏差的加工，但在本发明的第二实施方式中，不使加工开始点移动，而是通过使开始进行螺纹切削的时刻变化，来进行螺纹部分与刀具前端之间的位置关系无偏差的加工。以下对用于此目的的方法进行说明。
首先，在主轴角度运算部4的步骤7中，将该偏差量变换为主轴角度。
主轴角度(rev)＝偏差量/螺距指令值(mm/rev)
接下来，将该主轴角度变换为螺纹切削开始定时时间。由于加工螺纹时的主轴转数是程序主轴转数(rps)×100/n，所以得到下式。
螺纹切削开始定时时间(s)＝主轴角度/(程序主轴转数(rps)×100/n)
主轴角度运算部4使时间仅延迟该螺纹切削开始定时时间(s)量，然后将伺服轴的移动开始指令输出给控制轴驱动部6。
这样，通过使开始进行螺纹切削的时刻变化，可以进行螺纹部分与刀具前端之间的位置关系无偏差的加工，从而能够进一步提高加工精度。
第三实施方式
在上述第一、第二实施方式中，作为为了使螺纹部分与刀具前端之间的位置关系无偏差的运算要素，对使用伺服跟踪延迟、伺服加速时间常数以及机械误差的技术进行了说明，但作为螺纹部分与刀具前端之间的位置关系发生偏差的要素，由于还有NC装置的内部运算延迟误差，所以如果将该要素也作为使螺纹部分与刀具前端之间的位置关系无偏差的运算要素考虑，则能够进一步提高精度，这是不言而喻的。
第四实施方式
最后，利用图4和图5，对本发明的第四实施方式进行说明。
该第四实施方式是用于校正主轴与工具、工件的相位偏差量的实施方式，所述主轴与工具、工件的相位偏差量是将从机械上已取下的螺纹工件再次设置在机械上进行螺纹加工的情况下，或者通过其他机械上再次进行精加工而产生。
即，在图4所示的加工程序存储器1中，预先存储有加工程序(包含用于进行多次加工的螺纹切削指令的加工程序)，当执行该加工程序1时，由加工程序解析部2从加工程序存储器1中顺序读出加工程序并进行解析。在螺纹切削指令的情况下，由螺纹切削运算部3运算相对于主轴指令转数的螺纹切削伺服轴的进给速度。
为了与主轴编码器9发送来的主轴转数同步动作，如果螺距指令值为PIT(mm/rev)，主轴转数为S(rps)，则该伺服进给速度F(mm/sec)由以下计算式求得。
F＝PIT×S
开始进行螺纹切削的时刻由主轴角度运算部4控制。主轴角度运算部4监视从主轴编码器9获得的主轴位置，如果主轴位置到达特定的位置，则将伺服轴的移动开始指令输出给控制轴驱动部6，使伺服电动机10移动。
在该第四实施方式中，为了进行螺纹的再次精加工，利用由于将已取下的工件再次安装而产生的以下误差量，使开始的时刻偏移。开始的时刻的偏差量的计算方法是，主轴角度运算部4将该机械的加减速导致的延迟Sacc与由于上述工件的再次安装发生的螺纹部分的相位偏差量δi(mm)、伺服系统的延迟量SD(mm)和从主轴转数的脉冲数据检测到运算结束为止的延迟量S1相加，然后由用相加得到的值除以伺服进给速度F而得到的余数，求出实际相位偏差量δt(mm)。即求出(δi+S1+SD+Sacc)/F的余数作为实际相位偏差量的距离δt(mm)。其中，在直线加减速的情况下，Sacc为：
Sacc＝F×Tc/2
其中，Tc是加减速时间常数(加速时间常数)。
由于上述工件再次安装而发生的螺纹部分的相位偏差量δi(mm)由实测得到，并预先存储在未图示的存储器中，在进行上述运算时，从上述存储器读入。此外，伺服系统的延迟量SD(mm)和从主轴转数的脉冲数据检测到运算结束为止的延迟量S1，按照例如特开昭62-99020号公报所公开的方式进行运算。此外，加减速时间常数Tc预先存储在未图示的存储器中，在进行上述运算时，从上述存储器读入。
然后，主轴角度运算部4根据上述求得的实际相位偏差量δt，利用相位偏差量计算开始的时刻，然后调整开始的时刻。
另外，开始的时刻ts的调整时间，按下式求出。
Ts＝δt/F
然后，利用该ts，按图5所示的方式调整开始进行螺纹切削的时刻。
即，图5是用于说明在校正螺纹切削的相位情况下的开始进行螺纹切削的时刻的图。设编码器9的计数器旋转1周的计数值为ENCmax，则主轴旋转1周的时间是53所示的时间。在螺纹切削中，由于需要使相位一致，所以这里作为例子，如果使开始进行螺纹切削的时刻为编码器9的反馈计数器的值为0时、即50、51、52这些定时，开始螺纹切削(起动伺服电动机)，则可以使相位一致。
为了进行再加工，需要使该开始进行螺纹切削的时刻偏移考虑了上述相位偏差量的量。由时间ts决定的编码器的反馈计数器的增加量ENCts为：
ENCts＝S×ts/ENCmax的余数
因此，如果使开始进行螺纹切削的时刻在提前ENCts的位置，即计数值为ENCmax—ENCts的位置开始螺纹切削，就能够消除工件再次安装导致的相位偏差。
因此，如图5所述，通过在提前时间ts的定时20、21、22的时间、即计数器值在ENCmax—ENCts的位置开始螺纹切削(将移动指令输出给控制轴驱动部6，起动伺服电动机10，开始刀具的移动)，不必使螺纹切削开始位置偏移，就能够校正螺纹再加工导致的相位偏差。
另外，在该第四实施方式中，如果考虑在第二实施方式中说明的机械误差，则能够进一步提高螺纹加工精度。
工业实用性
如上所述，本发明的螺纹切削控制方法及其装置适合作为在对螺纹进行粗加工和精加工的情况下、将从机械上已取下的螺纹工件再次设置在机械上进行螺纹加工的情况下、用另一个机械进行螺纹的再次精加工的情况下使用的螺纹切削控制方法及其装置。

Claims (30)

1.一种螺纹切削控制方法，其中，主轴的旋转带动工件的旋转，伺服轴使刀具在进给轴方向上移动，并且，主轴的旋转和刀具在进给轴方向上的移动同步，从而进行螺纹切削加工，其特征在于，
在以与前一次的进给速度不同的进给速度、或用与前一次的机械不同的机械对同一工件进行螺纹切削时，至少根据进给轴的伺服轴加速时间常数，变更开始进行螺纹切削的时刻。
2.根据权利要求1所述的螺纹切削控制方法，其特征在于，
将螺纹相位偏差量变换为螺纹切削开始定时时间，根据该螺纹切削开始定时时间和主轴每旋转1周产生的1个旋转信号，变更开始进行螺纹切削的时刻。
3.根据权利要求1所述的螺纹切削控制方法，其特征在于，
根据加工机械的个体差异导致的机械误差，变更开始进行螺纹切削的时刻。
4.根据权利要求2所述的螺纹切削控制方法，其特征在于，
根据加工机械的个体差异导致的机械误差，变更开始进行螺纹切削的时刻。
5.根据权利要求3所述的螺纹切削控制方法，其特征在于，
加工机械的个体差异导致的机械误差，是与进给轴的进给速度相对应的螺纹相位偏差量。
6.根据权利要求4所述的螺纹切削控制方法，其特征在于，
加工机械的个体差异导致的机械误差，是与进给轴的进给速度相对应的螺纹相位偏差量。
7.根据权利要求3所述的螺纹切削控制方法，其特征在于，
加工机械的个体差异导致的机械误差，是与进给轴的进给速度无关的、恒定的螺纹相位偏差量。
8.根据权利要求4所述的螺纹切削控制方法，其特征在于，
加工机械的个体差异导致的机械误差，是与进给轴的进给速度无关的、恒定的螺纹相位偏差量。
9.根据权利要求3所述的螺纹切削控制方法，其特征在于，
输入与进给轴的进给速度相对应的螺纹相位偏差量或者与进给轴的进给速度无关的、恒定的螺纹相位偏差量作为参数，根据作为参数而输入的数据，变更开始进行螺纹切削的时刻。
10.根据权利要求4所述的螺纹切削控制方法，其特征在于，
输入与进给轴的进给速度相对应的螺纹相位偏差量或者与进给轴的进给速度无关的、恒定的螺纹相位偏差量作为参数，根据作为参数而输入的数据，变更开始进行螺纹切削的时刻。
11.一种螺纹切削控制方法，其中，主轴的旋转带动工件的旋转，伺服轴使刀具在进给轴方向上移动，并且，主轴的旋转和刀具在进给轴方向上的移动同步，从而进行螺纹切削加工，其特征在于，具有以下步骤：
根据加工程序，输出螺距指令值和程序主轴转数的步骤；
根据上述螺距指令值和上述程序主轴转数，计算出第一伺服进给速度的步骤；
根据上述螺距指令值、上述程序主轴转数和从外部输入的主轴倍率，计算出第二伺服进给速度的步骤；
当以与前一次的进给速度不同的进给速度、或用与前一次的机械不同的机械对同一工件进行螺纹切削时，根据上述第一伺服进给速度、上述第二伺服进给速度和预先保存的伺服轴加速时间常数，计算出主轴螺纹切削开始定时时间的步骤；以及
根据上述主轴螺纹切削开始定时时间，变更开始进行主轴螺纹切削的时刻的步骤。
12.根据权利要求11所述的螺纹切削控制方法，其特征在于，
将螺纹相位偏差量变换为螺纹切削开始定时时间，根据该螺纹切削开始定时时间和主轴每旋转1周产生的1个旋转信号，变更开始进行螺纹切削的时刻。
13.根据权利要求11所述的螺纹切削控制方法，其特征在于，
根据加工机械的个体差异导致的机械误差，变更开始进行螺纹切削的时刻。
14.根据权利要求12所述的螺纹切削控制方法，其特征在于，
根据加工机械的个体差异导致的机械误差，变更开始进行螺纹切削的时刻。
15.一种螺纹切削控制装置，其中，主轴的旋转带动工件的旋转，伺服轴使刀具在进给轴方向上移动，并且，主轴的旋转和刀具在进给轴方向上的移动同步，从而进行螺纹切削加工，其特征在于，
该装置具有主轴角度运算部，其在以与前一次的进给速度不同的进给速度、或用与前一次的机械不同的机械对同一工件进行螺纹切削时，至少根据进给轴的伺服轴加速时间常数，变更开始进行螺纹切削的时刻。
16.根据权利要求15所述的螺纹切削控制装置，其特征在于，
主轴角度运算部将螺纹相位偏差量变换为螺纹切削开始定时时间，根据该螺纹切削开始定时时间和主轴每旋转1周产生的1个旋转信号，变更开始进行螺纹切削的时刻。
17.根据权利要求15所述的螺纹切削控制装置，其特征在于，
主轴角度运算部根据加工机械的个体差异导致的机械误差，变更开始进行螺纹切削的时刻。
18.根据权利要求16所述的螺纹切削控制装置，其特征在于，
主轴角度运算部根据加工机械的个体差异导致的机械误差，变更开始进行螺纹切削的时刻。
19.根据权利要求17所述的螺纹切削控制装置，其特征在于，
加工机械的个体差异导致的机械误差，是与进给轴的进给速度相对应的螺纹相位偏差量。
20.根据权利要求18所述的螺纹切削控制装置，其特征在于，
加工机械的个体差异导致的机械误差，是与进给轴的进给速度相对应的螺纹相位偏差量。
21.根据权利要求17所述的螺纹切削控制装置，其特征在于，
加工机械的个体差异导致的机械误差，是与进给轴的进给速度无关的、恒定的螺纹相位偏差量。
22.根据权利要求18所述的螺纹切削控制装置，其特征在于，
加工机械的个体差异导致的机械误差，是与进给轴的进给速度无关的、恒定的螺纹相位偏差量。
23.根据权利要求17所述的螺纹切削控制装置，其特征在于，
主轴角度运算部根据作为参数而输入的与进给轴的进给速度相对应的螺纹相位偏差量，变更开始进行螺纹切削的时刻。
24.根据权利要求17所述的螺纹切削控制装置，其特征在于，
主轴角度运算部根据作为参数而输入的与进给轴的进给速度无关的、恒定的螺纹相位偏差量，变更开始进行螺纹切削的时刻。
25.根据权利要求18所述的螺纹切削控制装置，其特征在于，
主轴角度运算部根据作为参数而输入的与进给轴的进给速度相对应的螺纹相位偏差量，变更开始进行螺纹切削的时刻。
26.根据权利要求18所述的螺纹切削控制装置，其特征在于，
主轴角度运算部根据作为参数而输入的与进给轴的进给速度无关的、恒定的螺纹相位偏差量，变更开始进行螺纹切削的时刻。
27.一种螺纹切削控制装置，其中，主轴的旋转带动工件的旋转，伺服轴使刀具在进给轴方向上移动，并且，主轴的旋转和刀具在进给轴方向上的移动同步，从而进行螺纹切削加工，其特征在于，具有以下部分：
加工程序解析部，其根据加工程序，输出螺距指令值和程序主轴转数；
螺纹切削运算部，其根据从上述加工程序解析部输出的螺距指令值和程序主轴转数，计算出第一伺服进给速度，然后根据上述螺距指令值、上述程序主轴转数和从外部输入的主轴倍率，计算出第二伺服进给速度；以及
主轴角度运算部，其在以与前一次的进给速度不同的进给速度、或用与前一次的机械不同的机械对同一工件进行螺纹切削时，从存储器读出伺服轴加速时间常数，然后根据该伺服轴加速时间常数、从上述螺纹切削运算部输出的第一伺服进给速度和第二伺服进给速度，计算出主轴螺纹切削开始定时时间，再根据该主轴螺纹切削开始定时时间，变更开始进行主轴螺纹切削的时刻。
28.根据权利要求27所述的螺纹切削控制装置，其特征在于，
主轴角度运算部将螺纹相位偏差量变换为螺纹切削开始定时时间，根据该螺纹切削开始定时时间和主轴每旋转1周产生的1个旋转信号，变更开始进行螺纹切削的时刻。
29.根据权利要求27所述的螺纹切削控制装置，其特征在于，
主轴角度运算部根据加工机械的个体差异导致的机械误差，变更开始进行螺纹切削的时刻。
30.根据权利要求28所述的螺纹切削控制装置，其特征在于，
主轴角度运算部根据加工机械的个体差异导致的机械误差，变更开始进行螺纹切削的时刻。
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