JPH0223285B2 - - Google Patents
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- JPH0223285B2 JPH0223285B2 JP9648982A JP9648982A JPH0223285B2 JP H0223285 B2 JPH0223285 B2 JP H0223285B2 JP 9648982 A JP9648982 A JP 9648982A JP 9648982 A JP9648982 A JP 9648982A JP H0223285 B2 JPH0223285 B2 JP H0223285B2
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- time
- workpiece
- pulse
- generated
- turning
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- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 19
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 24
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
- B23Q15/007—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
- B23Q15/12—Adaptive control, i.e. adjusting itself to have a performance which is optimum according to a preassigned criterion
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は旋削制御装置に係り、特に主軸速度を
可変にしてもネジ山をいためたり、ネジの寸法精
度を低下させることがない旋削制御装置に関す
る。
可変にしてもネジ山をいためたり、ネジの寸法精
度を低下させることがない旋削制御装置に関す
る。
ネジ切り、歯車研削、歯切り等の旋削加工にお
いては、主軸の回転に同期して刃物又はワークを
移動させる必要がある。たとえばネジ切りにおい
て、主軸の回転と刃物のＺ軸方向移動との間に同
期がとれていないと、ネジの寸法精度が低下した
り、或いは仕上げ加工により二重ネジが形成され
たり、ネジ山がいためられたりする。このため、
主軸の１回転毎に発生する１回転信号に同期して
刃物をＺ軸方向に移動開始すると共に、主軸の回
転と刃物の送りを同期させている。
いては、主軸の回転に同期して刃物又はワークを
移動させる必要がある。たとえばネジ切りにおい
て、主軸の回転と刃物のＺ軸方向移動との間に同
期がとれていないと、ネジの寸法精度が低下した
り、或いは仕上げ加工により二重ネジが形成され
たり、ネジ山がいためられたりする。このため、
主軸の１回転毎に発生する１回転信号に同期して
刃物をＺ軸方向に移動開始すると共に、主軸の回
転と刃物の送りを同期させている。
又、荒加工と仕上げ加工とでＺ軸方向の旋削速
度を変化させる場合には、同一の比率で主軸の回
転速度を変化させて、仕上げ加工により二重ネジ
が形成されたり、ネジ山がいためられたりしない
ようにしている。
度を変化させる場合には、同一の比率で主軸の回
転速度を変化させて、仕上げ加工により二重ネジ
が形成されたり、ネジ山がいためられたりしない
ようにしている。
ところで、従来の旋削加工においては、第１図
に示すように、刃物を移動させるパルス分配演算
は、刃物の切り込み位置を決定するために主軸か
らの一回転信号RTPを基準にして開始される。
しかも、例えばRTP発生後の３つ目のサンプリ
ングパルスSP3に同期して分配開始指示信号ITP
を発生させ、サンプリング周期ΔT以上の分配演
算のための処理時間Δδが確保できる。
に示すように、刃物を移動させるパルス分配演算
は、刃物の切り込み位置を決定するために主軸か
らの一回転信号RTPを基準にして開始される。
しかも、例えばRTP発生後の３つ目のサンプリ
ングパルスSP3に同期して分配開始指示信号ITP
を発生させ、サンプリング周期ΔT以上の分配演
算のための処理時間Δδが確保できる。
しかしRTPがサンプリグパルスSPとは同期し
ないで発生するので、時間ΔδはΔTの範囲でその
長さが変動する。このため、サーボ系の遅れを無
視することができる場合でも、主軸回転速度Ｎが
異なれば切り込み位置がずれ、二重ねじが形成さ
れる。
ないで発生するので、時間ΔδはΔTの範囲でその
長さが変動する。このため、サーボ系の遅れを無
視することができる場合でも、主軸回転速度Ｎが
異なれば切り込み位置がずれ、二重ねじが形成さ
れる。
たとえば荒加工の主軸回転速度をNc（rev／
sec）、仕上げ加工の回転速度をNf（rev／sec）
（＞Nc）とすると、時間Δδの変動に起因する位
置ずれは角度にして 2π（Nf−Nc）・Δδ ………(1) となる。
sec）、仕上げ加工の回転速度をNf（rev／sec）
（＞Nc）とすると、時間Δδの変動に起因する位
置ずれは角度にして 2π（Nf−Nc）・Δδ ………(1) となる。
上記議論は、サーボ系の遅れを考慮していない
場合であるが実際にはサーボ系の遅れも考慮しな
くてはならない。さて、この遅れ時間Tdはサー
ボモータの位置制御系が一次遅れ系であると考え
ると Td＝１／Ｇ（但し、Ｇはゲイン） で、主軸の回転数に依存しない一定時の時間であ
る。
場合であるが実際にはサーボ系の遅れも考慮しな
くてはならない。さて、この遅れ時間Tdはサー
ボモータの位置制御系が一次遅れ系であると考え
ると Td＝１／Ｇ（但し、Ｇはゲイン） で、主軸の回転数に依存しない一定時の時間であ
る。
従つて、Δδに加えて遅れ時間Tdを考慮すると
荒加工時と仕上げ加工時とでは Δθ＝2π（Nf−Nc）（Δδ＋Td） (2) のずれを生じる。さらに、実際には荒加工と仕上
げ加工の回転速度が異なれば、処理時間を確保す
るうえでサンプリング周期ΔTを変更することも
あり、したがつてサンプリング周期ΔTに依存す
る時間Δδ自体も異なる。このため、従来の旋削
方式においては荒加工と仕上げ加工とで切削速度
を変えると高精度の旋削加工をすることができな
かつた。そこで高精度の旋削加工が要求される場
合には、上記(2)式のΔθを零とするために荒加工
速度Ncに仕上げ加工速度Nfを一致させて加工し
ていた。
荒加工時と仕上げ加工時とでは Δθ＝2π（Nf−Nc）（Δδ＋Td） (2) のずれを生じる。さらに、実際には荒加工と仕上
げ加工の回転速度が異なれば、処理時間を確保す
るうえでサンプリング周期ΔTを変更することも
あり、したがつてサンプリング周期ΔTに依存す
る時間Δδ自体も異なる。このため、従来の旋削
方式においては荒加工と仕上げ加工とで切削速度
を変えると高精度の旋削加工をすることができな
かつた。そこで高精度の旋削加工が要求される場
合には、上記(2)式のΔθを零とするために荒加工
速度Ncに仕上げ加工速度Nfを一致させて加工し
ていた。
しかし、仕上げ加工を荒加工時の低速で行なう
ものであるため加工能率が悪くなる欠点があつ
た。
ものであるため加工能率が悪くなる欠点があつ
た。
従つて、本発明は荒加工時と仕上げ加工時にお
ける主軸回転速度を可変としても精度の高い旋削
加工をすることができる旋削制御装置を提供する
ことを目的とする。そして、この目的は本発明に
おいて主軸が１回転する毎に発生する１回転信号
発生後の一定周期ΔTのサンプリングパルスに同
期してパルス分配演算を実行し、刃物をワークに
対しＺ軸方向に相対的に移動させ、該ワークに旋
削加工を施す旋削方式において、前記１回転信号
が発生してからｎ・ΔT（ｎは整数）の時間経過
時にサンプリングパルスが発生するようにその発
生タイミングを変更すると共に、Ｚ軸方向の旋削
速度をFz、サーボ系の遅れ時間をTdとすると
き、 Fz（ｎ・ΔT＋Td） だけ、予め刃物をワークに対し相対的に移動させ
ておき、前記１回転信号が発生してからｎ・ΔT
経過時に発生するサンプリングパルスに同期して
パルス分配演算を実行し刃物をワークに対し相対
的に移動させ旋削加工を行なう旋削方式により達
成される。
ける主軸回転速度を可変としても精度の高い旋削
加工をすることができる旋削制御装置を提供する
ことを目的とする。そして、この目的は本発明に
おいて主軸が１回転する毎に発生する１回転信号
発生後の一定周期ΔTのサンプリングパルスに同
期してパルス分配演算を実行し、刃物をワークに
対しＺ軸方向に相対的に移動させ、該ワークに旋
削加工を施す旋削方式において、前記１回転信号
が発生してからｎ・ΔT（ｎは整数）の時間経過
時にサンプリングパルスが発生するようにその発
生タイミングを変更すると共に、Ｚ軸方向の旋削
速度をFz、サーボ系の遅れ時間をTdとすると
き、 Fz（ｎ・ΔT＋Td） だけ、予め刃物をワークに対し相対的に移動させ
ておき、前記１回転信号が発生してからｎ・ΔT
経過時に発生するサンプリングパルスに同期して
パルス分配演算を実行し刃物をワークに対し相対
的に移動させ旋削加工を行なう旋削方式により達
成される。
以下、本発明の実施例を図面に従つて詳細に説
明する。
明する。
第２図、第３図は本発明の概略説明図である。
さて、旋削開始前、刃物TBはワークWKより
距離（アプローチ距離という）ｌだけ離れた位置
に停止している。この状態で主軸からの一回転信
号RTPが発生した後、刃物TBがアプローチ距離
ｌだけ移動して、主軸とともに回転するワーク
WKに達して旋削が開始される。このアプローチ
に要する時間（アプローチ時間）は、工具が移動
し始めるまでの停滞時間（Δδ＋Td）を含んでい
るため、主軸の回転速度が高速であれば、それが
低速の場合に比較して、一回転信号が発生してか
ら加工が開始されるまでの主軸の回転角のずれは
大きくなる。つまり、この停滞時間が切込み角に
及ぼす影響は主軸の回転速度によつて異なつてく
る。ところで、この角転角のずれを決めるアプロ
ーチ時間は停滞時間と実際の移動時間との和、つ
まりΔδ＋Td＋（ｌ／Fz）となる。したがつて、
第２図に示すように、高速回転時において１回転
信号が発生してから旋削が開始される迄のアプロ
ーチ距離を低速回転時のアプローチ距離ｌに比べ
てｄだけ小さくしておけば、高、低速時共旋削開
始位置を等しくできる。
距離（アプローチ距離という）ｌだけ離れた位置
に停止している。この状態で主軸からの一回転信
号RTPが発生した後、刃物TBがアプローチ距離
ｌだけ移動して、主軸とともに回転するワーク
WKに達して旋削が開始される。このアプローチ
に要する時間（アプローチ時間）は、工具が移動
し始めるまでの停滞時間（Δδ＋Td）を含んでい
るため、主軸の回転速度が高速であれば、それが
低速の場合に比較して、一回転信号が発生してか
ら加工が開始されるまでの主軸の回転角のずれは
大きくなる。つまり、この停滞時間が切込み角に
及ぼす影響は主軸の回転速度によつて異なつてく
る。ところで、この角転角のずれを決めるアプロ
ーチ時間は停滞時間と実際の移動時間との和、つ
まりΔδ＋Td＋（ｌ／Fz）となる。したがつて、
第２図に示すように、高速回転時において１回転
信号が発生してから旋削が開始される迄のアプロ
ーチ距離を低速回転時のアプローチ距離ｌに比べ
てｄだけ小さくしておけば、高、低速時共旋削開
始位置を等しくできる。
本発明の旋削制御装置は、位置回転信号RTP
発生後の分配開始指示信号ITP発生までの時間が
一定になるように、たとえば、ｎ・ΔTとなるよ
うに制御すると共にＺ軸方向の移動速度Fzとサ
ーボ系の応答遅れTdに応じて、刃物TBをワーク
WK方向に ｄ＝Fz・（ｎ・ΔT＋Td） (3) だけ予め移動させておき、１回転信号発生後に該
位置より刃物を移動させて、前記第(2)式に示され
る切り込み開始位置のずれΔθを補正するもので
ある。
発生後の分配開始指示信号ITP発生までの時間が
一定になるように、たとえば、ｎ・ΔTとなるよ
うに制御すると共にＺ軸方向の移動速度Fzとサ
ーボ系の応答遅れTdに応じて、刃物TBをワーク
WK方向に ｄ＝Fz・（ｎ・ΔT＋Td） (3) だけ予め移動させておき、１回転信号発生後に該
位置より刃物を移動させて、前記第(2)式に示され
る切り込み開始位置のずれΔθを補正するもので
ある。
第３図はΔδ＝ｎ・ΔT（ｎ＝３）とするための
タイムチヤートである。１回転信号RTPの発生
時刻t0から最初のサンプリングパルスSP1が発生
する迄の時間Δtを計時する。そして、サンプリ
ングパルスSP1の発生から時刻ΔT経過後に第２
のサンプリングパルスSP2を発生すると共に図示
しないソフトタイマーに（２・ΔT−Δt）をセツ
トし、（２・ΔT−Δt）経過後に第３のサンプリ
ングパルスSP3を発生し、以後ソフトタイマに
ΔTを常時セツトすることにより、サンプリング
パルスSP4，SP5…を発生でき、かつ Δδ＝３・ΔT とすることができる。
タイムチヤートである。１回転信号RTPの発生
時刻t0から最初のサンプリングパルスSP1が発生
する迄の時間Δtを計時する。そして、サンプリ
ングパルスSP1の発生から時刻ΔT経過後に第２
のサンプリングパルスSP2を発生すると共に図示
しないソフトタイマーに（２・ΔT−Δt）をセツ
トし、（２・ΔT−Δt）経過後に第３のサンプリ
ングパルスSP3を発生し、以後ソフトタイマに
ΔTを常時セツトすることにより、サンプリング
パルスSP4，SP5…を発生でき、かつ Δδ＝３・ΔT とすることができる。
第４図は主軸回転速度に応じて、ネジ切り開始
前の刃物停止位置を補正する本発明の実施例ブロ
ツク図である。
前の刃物停止位置を補正する本発明の実施例ブロ
ツク図である。
通常、刃物BTはネジ切り開始前においてワー
クWK先端からｌ（第２図参照）の位置に停止せ
しめられている。さて、ワークを回転させる主軸
モータSMのシヤフトにはパルスコーダPCが装着
されており、このパルスコーダPCは主軸モータ
SMが所定角度回転する毎に１個のパルスPSを発
生すると共に、主軸モータSMが１回転する毎に
１回転パルスRTPを発生する。速度検出部VD
は、一定時間の間に発生するパルスPSの数を数
えて主軸モータSMの回転速度Ｎ（rev／ｓ）を検
出し、この回転速度Ｎ（rev／ｓ）をＺ軸移動速度
演算部ZMVに入力する。Ｚ軸移動速度演算部
ZMVには回転速度Ｎ（rev／sec）のほかに図示し
ないNC装置よりネジピツチLYmm／rev）が入力
されており、 Fz＝Ｌ・Ｎ（mm／sec） の演算を行なつてＺ軸方向の移動速度Fzを演算
して出力する。位置補正演算部PCCは移動速度
Fzを入力され、予め入力されているΔδ（＝ｎ・
ΔT）及びTdを用いて(3)式の演算を実行し、位置
補正値ｄを発生し、ゲートGTを介してこの位置
補正値ｄをパルス分配器PDCに入力する。パル
ス分配器PDCは位置補正値ｄが入力されゝばサ
ンプリングパルスジエネレータSPGから発生す
るサンプリングパルスSPに同期してパルス分配
を行なつて分配パルスを発生し、この分配パルス
をサーボ回路SVZに入力し、Ｚ軸送りモータMZ
を駆動する。これにより刃物は距離ｄだけワーク
方向に接近して停止する。以上の動作により位置
補正が終了し、ついでゲートGTはネジピツチＬ
（mm／rev）をパルス分配器PDCに入力する。こ
うしてパルスコーダPCから一回転信号RTPが発
生したあとのサンプリングパルスSP3に同期して
パルス分配演算を開始しても、それ以降に主軸モ
ータSMからのパルスPSが発生する毎のパルス分
配で駆動されるＺ軸送りモータMZは、荒加工速
度Ncに仕上げ加工速度Nfを一致させることな
く、上記(2)式のΔθは零となり、かつ主軸モータ
SMの速度Ｎに同期して移動する刃物によつて正
確なねじ切り加工が行なわれる。
クWK先端からｌ（第２図参照）の位置に停止せ
しめられている。さて、ワークを回転させる主軸
モータSMのシヤフトにはパルスコーダPCが装着
されており、このパルスコーダPCは主軸モータ
SMが所定角度回転する毎に１個のパルスPSを発
生すると共に、主軸モータSMが１回転する毎に
１回転パルスRTPを発生する。速度検出部VD
は、一定時間の間に発生するパルスPSの数を数
えて主軸モータSMの回転速度Ｎ（rev／ｓ）を検
出し、この回転速度Ｎ（rev／ｓ）をＺ軸移動速度
演算部ZMVに入力する。Ｚ軸移動速度演算部
ZMVには回転速度Ｎ（rev／sec）のほかに図示し
ないNC装置よりネジピツチLYmm／rev）が入力
されており、 Fz＝Ｌ・Ｎ（mm／sec） の演算を行なつてＺ軸方向の移動速度Fzを演算
して出力する。位置補正演算部PCCは移動速度
Fzを入力され、予め入力されているΔδ（＝ｎ・
ΔT）及びTdを用いて(3)式の演算を実行し、位置
補正値ｄを発生し、ゲートGTを介してこの位置
補正値ｄをパルス分配器PDCに入力する。パル
ス分配器PDCは位置補正値ｄが入力されゝばサ
ンプリングパルスジエネレータSPGから発生す
るサンプリングパルスSPに同期してパルス分配
を行なつて分配パルスを発生し、この分配パルス
をサーボ回路SVZに入力し、Ｚ軸送りモータMZ
を駆動する。これにより刃物は距離ｄだけワーク
方向に接近して停止する。以上の動作により位置
補正が終了し、ついでゲートGTはネジピツチＬ
（mm／rev）をパルス分配器PDCに入力する。こ
うしてパルスコーダPCから一回転信号RTPが発
生したあとのサンプリングパルスSP3に同期して
パルス分配演算を開始しても、それ以降に主軸モ
ータSMからのパルスPSが発生する毎のパルス分
配で駆動されるＺ軸送りモータMZは、荒加工速
度Ncに仕上げ加工速度Nfを一致させることな
く、上記(2)式のΔθは零となり、かつ主軸モータ
SMの速度Ｎに同期して移動する刃物によつて正
確なねじ切り加工が行なわれる。
以上、本発明によれば、主軸モータの回転速度
及び刃物のＺ軸方向移動を変化させても、ネジの
切込み位置を等しくすることができ、従つて荒加
工と仕上げ加工とで旋削速度を変えても二重ネジ
が形成されたり、ネジ山がつぶれることがなく高
精度の旋削加工ができる。
及び刃物のＺ軸方向移動を変化させても、ネジの
切込み位置を等しくすることができ、従つて荒加
工と仕上げ加工とで旋削速度を変えても二重ネジ
が形成されたり、ネジ山がつぶれることがなく高
精度の旋削加工ができる。
尚、遅れ時間Tdとしてサーボ系の遅れのみを
考慮したが、パルス分配器の後段に加減速回路が
配設されている場合には該遅れ時間に加減速によ
る遅れを含ませる。
考慮したが、パルス分配器の後段に加減速回路が
配設されている場合には該遅れ時間に加減速によ
る遅れを含ませる。
第１図は従来の旋削加工を説明するタイムチヤ
ート図、第２図は本発明を説明する説明図、第３
図はΔδ＝ｎ・ΔTとするためのタイムチヤート
図、第４図は本発明の実施例ブロツク図である。 TB……刃物、WK……ワーク、PDC……パル
ス分配器、MZ……Ｚ軸の送りモータ、SM……
主軸モータ、PC……パルスコーダ、VD……速度
検出部、ZMV……Ｚ軸移動速度演算部、PCC…
…位置補正演算部、GT……ゲート。
ート図、第２図は本発明を説明する説明図、第３
図はΔδ＝ｎ・ΔTとするためのタイムチヤート
図、第４図は本発明の実施例ブロツク図である。 TB……刃物、WK……ワーク、PDC……パル
ス分配器、MZ……Ｚ軸の送りモータ、SM……
主軸モータ、PC……パルスコーダ、VD……速度
検出部、ZMV……Ｚ軸移動速度演算部、PCC…
…位置補正演算部、GT……ゲート。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 主軸モータが１回転する毎に発生する１回転
信号発生後の一定周期ΔTのサンプリングパルス
に同期してパルス分配演算を実行し、刃物をワー
クに対しＺ軸方向に相対的に移動させながら、該
ワークに旋削加工を施す旋削制御装置において、
前記サンプリングパルスの発生タイミングを変更
して、前記１回転信号が発生してからｎ・ΔT
（ｎは整数）の時間経過の直後からサンプリング
パルスを発生すべくパルス分配を指令する指令手
段と、Ｚ軸方向の旋削速度をFz、サーボ系の遅
れ時間をTdとするとき、 Fz・（ｎ・ΔT＋Td） だけ、予め刃物をワークに対し相対的に移動制御
する位置補正手段と、前記１回転信号が発生して
からｎ・ΔT経過時に発生するサンプリングパル
スに同期してパルス分配演算を実行し刃物をワー
クに対し相対的に移動制御する移動制御手段とを
具備してなることを特徴とする旋削制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9648982A JPS58217219A (ja) | 1982-06-05 | 1982-06-05 | 旋削制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9648982A JPS58217219A (ja) | 1982-06-05 | 1982-06-05 | 旋削制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58217219A JPS58217219A (ja) | 1983-12-17 |
| JPH0223285B2 true JPH0223285B2 (ja) | 1990-05-23 |
Family
ID=14166483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9648982A Granted JPS58217219A (ja) | 1982-06-05 | 1982-06-05 | 旋削制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58217219A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2510980B2 (ja) * | 1985-10-21 | 1996-06-26 | 株式会社安川電機 | ネジ切削制御方法 |
| JPS6427808A (en) * | 1987-04-27 | 1989-01-30 | Mitsubishi Electric Corp | Numerical control device |
| CN103394773B (zh) * | 2013-08-19 | 2016-01-20 | 重庆工具厂有限责任公司 | 双头螺纹的快速车削方法 |
| CN103586738B (zh) * | 2013-11-26 | 2015-11-04 | 华中科技大学 | 基于整体叶轮叶片形状的精铣变进给速度优化方法 |
-
1982
- 1982-06-05 JP JP9648982A patent/JPS58217219A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58217219A (ja) | 1983-12-17 |
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