JP3543571B2

JP3543571B2 - Numerical control device and control method thereof

Info

Publication number: JP3543571B2
Application number: JP27561097A
Authority: JP
Inventors: 正一嵯峨崎
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-10-08
Filing date: 1997-10-08
Publication date: 2004-07-14
Anticipated expiration: 2017-10-08
Also published as: JPH11110019A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は数値制御装置及びその制御方法に係わり、さらに詳しくは、旋盤の基準主軸を駆動する主軸モータと重畳主軸を駆動する主軸モータの主軸重畳制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
数値制御装置は、紙テープ等から指令された加工プログラムに基づいて数値制御処理を実行し、該処理結果により工作機械を駆動してワークに指令通りの加工を施すものである。
【０００３】
図１４は、旋盤の基準主軸を駆動する主軸モータ１３と、同期主軸を駆動する主軸モータ１３Ａとを主軸同期制御する数値制御装置の概要を示す要部ブロック図である。
図において、１は数値制御装置を表わしており、数値制御装置１は、加工プログラム解析処理部３と、補間処理部４と、機械制御信号処理部６と、ラダー回路５と、軸制御部１０、１０Ａと、データ入出力回路１１と、メモリ７と、パラメータ設定部８と、画面表示部９とから構成されている。
また、数値制御装置１と主軸モータ１３、１３Ａとの間には、数値制御装置１からの指令を解析し、主軸モータ１３，１３Ａを制御するための主軸アンプ１２、１２Ａが存在する。
【０００４】
図１４のブロック図を使って以下に基準主軸を駆動する主軸モータ１３と、同期主軸を駆動する主軸モータ１３Ａとの主軸同期制御の説明を行う。
基準主軸を駆動する主軸モータ１３と、同期主軸を駆動する主軸モータ１３Ａは、加工プログラム中の主軸同期指令（Ｇ１６４）で指令される。
図１４において、２は加工プログラムであり、テープリーダ等から読み込まれた加工プログラム２はメモリ７に格納される。加工プログラム２を実行する際には、加工プログラム解析処理部３がメモリ７から１ブロックずつ加工プログラムを読み出し、読み出された加工プログラム２は加工プログラム解析処理部３で処理される。
まず、主軸同期指令をメモリ７から読み出す。
次に読み出された該指令は、加工プログラム解析処理部３で、主軸同期指令から基準主軸と同期主軸と同期主軸の回転方向の情報が解析され、補間処理部４に渡される。
補間処理部４では、回転速度指令から基準主軸を駆動する主軸モータ１３の回転位置指令に換算する。また、主軸同期指令で指令された同期主軸に対しても、基準主軸を駆動する主軸モータ１３に対する回転速度指令から、同期主軸を駆動する主軸モータ１３Ａに対する回転位置指令を計算する。
基準主軸を駆動する主軸モータ１３と同期主軸を駆動する主軸モータ１３Ａに対する回転位置指令は、基準主軸を駆動する主軸モータ１３と同期主軸を駆動する主軸モータ１３Ａとに対応する軸制御部１０、１０Ａに出力され、該回転位置指令は軸制御部１０、１０Ａで、予め指定された加減速パターンに従って加減速を考慮した単位時間あたりのサーボ位置指令に計算し直して、データ入出力回路１１に出力する。
該サーボ位置指令は、データ入出力回路１１を介して基準主軸と同期主軸の主軸アンプ１２、１２Ａに送信される。主軸アンプ１２、１２Ａは、受信した該指令に従って主軸モータ１３、１３Ａを位置制御しながら回転させる。
ここで基準主軸を駆動する主軸モータ１３に対応する軸制御部１０と、同期主軸を駆動する主軸モータ１３Ａに対応する軸制御部１０Ａの加減速パターンが同じになるように調整されているため、基準主軸にチャックされたワークと同期主軸は、回転速度が変化している場合でも同期して回転することができる。
【０００５】
次に基準主軸の回転停止の加工プログラム指令が指令されると、加工プログラム解析処理部３が切削油のオン・オフ等の機械制御信号の制御を記述するラダー回路５に通知すべき指令と判断し、機械制御信号処理部６に解析結果を通知する。機械制御信号処理部６は、通知された解析結果を機械制御信号に変換してラダー回路５に出力する。
【０００６】
ラダー回路５では、回転停止指令を受けて他の機械的条件を判断して回転開始信号をオフする。機械制御信号処理部６が回転開始信号をオフになったことを検出して、補間処理部４に回転停止指令を通知する。補間処理部４では、基準主軸を駆動する主軸モータ１３と同期主軸を駆動する主軸モータ１３Ａとに対応する軸制御部１０、１０Ａに回転速度指令０を指令する。該指令は、軸制御部１０、１０Ａで予め指定された加減速パターンに従って加減速を考慮したサーボ位置指令に計算し直して、データ入出力回路１１に出力する。該サーボ位置指令は、データ入出力回路１１を介して基準主軸と同期主軸の主軸アンプ１２、１２Ａに送信される。主軸アンプ１２は、受信した該指令に従って基準主軸を駆動する主軸モータ１３と同期主軸を駆動する主軸モータ１３Ａとを同期させながら減速停止させる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
基準主軸と同期主軸の主軸同期制御を基準主軸と同期主軸（以降、重畳主軸と記述する）に回転差を持たせて同期させる制御を考えると（以降、主軸重畳制御と記述する）、重畳主軸に対する回転指令を演算する場合に、基準主軸と重畳主軸の回転方向や、主軸重畳指令の重畳主軸に対する回転方向等の場合分けを行わなければならず、演算が複雑になる問題点がある。
【０００８】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、主軸重畳制御時において、重畳主軸に対する回転指令を演算する場合に、基準主軸と重畳主軸の回転方向や、主軸重畳指令の重畳主軸に対する回転方向等の場合分けを行わず、演算が簡単になる数値制御装置及びその制御方法を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明における数値制御装置は、基準主軸と重畳主軸の回転方向と、主軸重畳指令の回転方向と、基準主軸と重畳主軸の指令回転数とから主軸重畳時の重畳主軸の回転数を算出する重畳主軸回転数計算手段を備えるものである。
【００１０】
またこの発明における数値制御装置は、主軸重畳時の重畳主軸の回転数を算出する前の、基準主軸と重畳主軸の回転方向と、主軸重畳時の重畳主軸の回転数を算出する前の、基準主軸と重畳主軸の指令回転数とを予め記憶するメモリと、
このメモリに記憶された基準主軸と重畳主軸の回転方向と、基準主軸と重畳主軸の指令回転数と、加工プログラムより指令される主軸重畳指令の回転方向とから、主軸重畳時の重畳主軸の回転数を算出する重畳主軸回転数計算手段と、
を備えるものである。
【００１１】
またこの発明における数値制御装置の制御方法は、加工プログラムより主軸重畳指令が指令される前の、基準主軸と重畳主軸の回転方向と、基準主軸と重畳主軸の指令回転数とを予めメモリに記憶しておき、加工プログラムより主軸重畳指令が指令されたとき、上記メモリより基準主軸と重畳主軸の回転方向と、基準主軸と重畳主軸の指令回転数とを読込むとともに、この基準主軸と重畳主軸の回転方向と、基準主軸と重畳主軸の指令回転数と、主軸重畳指令の回転方向とから、主軸重畳時の重畳主軸の回転数を算出するものである。
【００１２】
またこの発明における数値制御装置の制御方法は、主軸重畳時の重畳主軸の回転数を算出する前の、基準主軸と重畳主軸の回転方向と、主軸重畳時の重畳主軸の回転数を算出する前の、基準主軸と重畳主軸の指令回転数とをメモリに予め記憶しておき、主軸重畳時の重畳主軸の回転数を算出する際、上記メモリより基準主軸と重畳主軸の回転方向と、基準主軸と重畳主軸の指令回転数とを読込むとともに、この基準主軸と重畳主軸の回転方向と、基準主軸と重畳主軸の指令回転数と、主軸重畳指令の回転方向とから、主軸制御時の重畳主軸の回転数を算出するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、実施の形態１を図１〜図７を用いて説明する。
即ち、図１はこの発明に係る数値制御装置の要部ブロック図であり、図１４に示した従来の数値制御装置のブロック図と比較して、重畳主軸回転数計算手段２１と、多段加減速決定手段２２と、加減速時定数計算手段２３とが付加されたことが特徴である。
【００１４】
図１において、補間処理手段２０は従来例で説明した補間処理部４と同じ機能を実行し、また補間処理部４Ａは、重畳主軸回転数計算手段２１と、多段加減速決定手段２２と、加減速時定数計算手段２３とを含んだ補間処理部を表わしている。また、加工プログラム２、プログラム解析処理部３、ラダー回路５、機械制御信号処理部６、メモリ７、パラメータ設定部８、画面表示部９、軸制御部１０、１０Ａ、データ入出力回路１１、主軸アンプ１２、１２Ａ及び主軸モータ１３、１３Ａは、従来例で説明したものと同じものを表している。
【００１５】
次にこの数値制御装置の動作を、図１のブロック図と、図２の重畳主軸回転数計算手段２１、多段加減速決定手段２２及び加減速時定数計算手段２３の動作を示すフローチャートと、図３、図４の重畳制御動作の説明図と、図５の多段加減速パターンを決定するための説明図と、図６の主軸の加減速の時定数を決定するテーブルと、図７の基準主軸と重畳主軸の加減速が重なった場合の重畳主軸の加減速動作を示す図とを用いて説明する。なお図３、図４において、各図の上部が加工プログラムを示し、また下部がその加工プログラムが指令されたときの基準主軸及び重畳主軸の動作（回転数）を示す。
【００１６】
まず、図２におけるステップ１において、例えば図３における加工プログラムのブロック（２）に示すように主軸重畳指令（Ｇ１６４）が指令されると、加工プログラム解析処理部３が指令の解析を行い、この加工プログラム解析処理部３で解析された結果が補間処理部４Ａの重畳主軸回転数計算手段２１に渡され、この重畳主軸回転数計算手段２１が重畳主軸の実際の回転数を計算する。
なお、図３における加工プログラムのブロック（２）におけるＧ１６４は主軸重畳指令を表わしており、Ｈ１は基準主軸を正転方向に回転させることを、Ｄ３は重畳主軸を正転方向に回転させることを表わしている。
【００１７】
具体的には、重畳主軸回転数計算手段２１が加工プログラム解析処理部３からの通知を受けて、現在の基準主軸の回転方向と回転数の情報と、現在の重畳主軸の回転方向と回転数の情報とを、加工プログラム解析処理部３の解析結果が書かれているメモリ７から読み込む。次に、加工プログラム解析処理部３から通知された主軸重畳指令の情報と、メモリ７から読み込んだ上記情報を基に重畳主軸の実際の回転数を下記の計算式に従って計算する。
重畳主軸の実際の回転数＝（主軸重畳指令の重畳主軸の符号）×（基準主軸の回転方向の符号）×（基準主軸の指令回転数）＋（重畳主軸の回転方向の符号）×（重畳主軸の指令回転数）・・・・・・（Ａ）
ここで、基準主軸の回転方向の符号、重畳主軸の回転方向の符号は正転の場合がプラス、逆転の場合がマイナスを表わしている。
【００１８】
図３における加工プログラムのブロック（２）の例で言えば、主軸重畳指令の重畳主軸の符号はプラス，基準主軸の回転方向の符号はプラス、基準主転の指令回転数は３０００ｒｐｍ、重畳主軸の回転方向の符号はプラス、重畳主軸の指令回転数は０ｒｐｍであるから、前述の式（Ａ）にあてはめると、重畳主軸の実際の回転数は、
（＋１）×（＋１）×（３０００）＋（＋１）× ０＝３０００（ｒｐｍ）
となる。重畳主軸回転数計算手段２１の計算結果から、重畳主軸は０ｒｐｍから３０００ｒｐｍに加速することになる。
【００１９】
更に、図４を使って重畳主軸の回転数ついて説明する。
図４における加工プログラムのブロック(２)の指令では、前述の式(Ａ)に従って重畳主軸の回転数を計算すると
（−１）×（＋１）×７５０＋（−１）× ０＝ −７５０(ｒｐｍ)
となる。
図４における加工プログラムのブロック(３)の指令では、
（−１）×（＋１）×７５０＋（−１）×５００＝ −１２５０(ｒｐｍ)
となる。
図４における加工プログラムのブロック(４)の指令では、
（−１）×（−１）×７５０＋（−１）×５００＝２５０（ｒｐｍ）
となる。
図４における加工プログラムのブロック(５)の指令では、
（−１）×（−１）×７５０＋（＋１）×２５０＝１０００（ｒｐｍ）
となる。
従って図４における加工プログラムで指令される重畳主軸は、０（ｒｐｍ）→−７５０(ｒｐｍ)→−１２５０(ｒｐｍ)→２５０（ｒｐｍ）→１０００（ｒｐｍ）と回転数が変化する。
【００２０】
次に、ステップ２に進む。ステップ２では、図３における加工プログラムのブロック（４）に示すように重畳制御時に基準主軸に加減速するような指令が入った場合には、多段加減速決定手段２２によって重畳主軸の加減速パターンを決定する。
この具体例を図５を用いて説明する。なお、図５において（ａ）は通常時（重畳制御されることなく、基準主軸単独で加減速を行う時）の基準主軸の加減速パターンを、（ｂ）は重畳主軸の加減速パターン、（ｃ）は多段加減速決定手段２２によって決定された基準主軸の加減速パターンを表している。
また基準主軸と重畳主軸の加減速パターンは、パラメータ設定部８を用いて、各主軸アンプ１２、１２Ａの性能を最大限利用できるように予め夫々設定されるが、この実施の態様１においては、重畳主軸の主軸アンプ１２Ａが、経済性を考慮して基準主軸の主軸アンプ１２より加減速能力が劣るものが用いられた例を示しているので、基準主軸の加減速パターンより重畳主軸の加減速パターンの方が傾きが緩やかなものとなっている。
ここで重畳制御時において、基準主軸が１０００ｒｐｍから３０００ｒｐｍに加速する場合を考えてみる。１０００ｒｐｍから３０００ｒｐｍまで加速するときの基準主軸と重畳主軸の傾きを計算してみると、基準主軸の場合は、
（３３００−０）／（０．５−０）＝６６００（ｒｐｍ／ｓ）となり、
重畳主軸の場合は
（１５００−０）／（０．４−０）＝３７５０（ｒｐｍ／ｓ）
（５０００−１５００）／（２．５−０．４）＝１６６７（ｒｐｍ／ｓ）
となり、
６６００（ｒｐｍ／ｓ）＞３７５０（ｒｐｍ／ｓ）
６６００（ｒｐｍ／ｓ）＞１６６７（ｒｐｍ／ｓ）
となる。
従って、傾きは重畳主軸の傾きが基準主軸の傾きより１つでも小さいため、図５の（ｃ）に示すように、重畳制御時において、基準主軸の加減速は重畳主軸の加減速パターンに従うことが、多段加減速決定手段２２によって決定される。
このため、重畳制御時に基準主軸に加減速するような指令が入った場合にあっても、重畳主軸の主軸アンプ１２Ａの加減速能力を超えることがなくなり、ひいては重畳主軸の主軸アンプ１２Ａがアラームになることがなくなる。
【００２１】
なお、この実施の態様１においては、重畳主軸の主軸アンプ１２Ａが、経済性を考慮して基準主軸の主軸アンプ１２より加減速能力が劣るものが用いられた例を示しており、基準主軸の加減速パターンより重畳主軸の加減速パターンの方が傾きが緩やかなものとなっているため、基準主軸の加減速は重畳主軸の加減速パターンに従うが、仮に重畳主軸の主軸アンプ１２Ａとして基準主軸の主軸アンプ１２より加減速能力が優れるものが用いられた場合（重畳主軸の加減速パターンより基準主軸の加減速パターンの方が傾きが緩やかなものとなる）等には、基準主軸の加減速パターンに従うことは言うまでもない。
【００２２】
次に、ステップ３に進む。ステップ３では、加減速時定数計算手段２３が、メモリ７に格納されている図６の表に従って基準主軸と重畳主軸の加減速時定数を計算する。
例えば、基準主軸と重畳主軸が正転重畳制御状態、即ち、図３における加工プログラムのブロック(２)の指令のＤ３のように、主軸重畳指令の重畳主軸の符号がプラスの場合において、基準主軸と重畳主軸が同時に正転方向に加速するとき、図６の表の(１)から基準主軸、重畳主軸の加減速時定数は多段加減速決定手段２２で決められた多段加減速の時定数の２倍となる。図７の例では(１)の区間が、正転重畳制御状態で基準主軸が正転減速で、重畳主軸が正転減速となり、図６の表で言えば（２）になるため、基準主軸、重畳主軸の加減速時定数は多段加減速決定手段２２で決められた多段加減速の時定数の２倍になっている。図３における加工プログラムのブロック(２)の場合は、正転重畳制御状態で基準主軸が一定回転（定常回転）で重畳主軸は正転加速するため、図６の(３)に相当し、多段加減速決定手段２２で決められた多段加減速の時定数のまま（１倍）で加速を行う。
このため基準主軸と重畳主軸が同時に同方向に加減速する場合にあっても、重畳主軸の主軸アンプ１２Ａの加減速能力を超えることがなくなり、ひいては重畳主軸の主軸アンプ１２Ａがアラームになることがなくなる。
最後にステップ４で、上記計算結果に基づいて基準主軸及び重畳主軸の加減速を行う。
【００２３】
実施の形態２．
次に実施の態様２を図８〜図１３を用いて説明する。
図８はこの発明に係る数値制御装置の要部ブロック図であり、図１に示した実施の態様１のブロック図と比較して、同期タップ時定数決定手段２４と、同期タップクランプ速度チェック手段２５とが付加されたことが特徴である。
【００２４】
補間処理手段２０は、従来例で説明した補間処理部４と同じ機能を実行し、４Ｂは、重畳主軸回転数計算手段２１、多段加減速決定手段２２、加減速時定数計算手段２３、、同期タップ時定数決定手段２４及び同期タップクランプ速度チェック手段２５を含んだ補間処理部を表わしている。また、加工プログラム２、プログラム解析処理部３、ラダー回路５、機械制御信号処理部６、メモリ７、パラメータ設定部８、画面表示部９、軸制御部１０、１０Ａ、データ入出力回路１１、主軸アンプ１２、１２Ａ及び主軸モータ１３、１３Ａは従来例で説明したものと同じものを表している。また、重畳主軸回転数計算手段２１、多段加減速決定手段２２及び加減速時定数計算手段２３は、実施の態様１で説明したものと同じものを表している。
【００２５】
次に実施の態様２の動作を、図８のブロック図と、図９の同期タップ時定数決定手段２４及び同期タップクランプ速度チェック手段２５の動作を示すフローチャートと、図１０の基準主軸と重畳主軸の差速による同期タップの例を示す図と、図１１の基準主軸と重畳主軸の差速による同期タップの動作を説明する図と、図１２の基準主軸と重畳主軸の差速による同期タップの加減速の時定数を決定するための説明図と、図１３の基準主軸と重畳主軸の差速による同期タップにおいて重畳主軸がクランプ速度を越える場合の動作を説明する図とを使用して説明する。
なお図１１及び図１３において、各図の上部が加工プログラムを示し、また下部がその加工プログラムが指令されたときの基準主軸及び重畳主軸の動作（回転数）を示す。
【００２６】
まず、図１０、図１１を使って基準主軸と重畳主軸の差速による同期タップ加工の例を説明する。図１０ではチャックされたワークが基準主軸によって４０００ｒｐｍで回転している。また、対向側にタップ工具が装着された重畳主軸も４０００ｒｐｍで回転しており、この状態から基準主軸にチャックされたワークの中心に、Ｚ軸の移動で基準主軸と重畳主軸に１０００ｒｐｍの回転差を持たせる事によってタップを加工を行う。即ち、Ｚ軸が前進（図１０では左側に移動）する場合、重畳主軸は５０００ｒｐｍで回転し、穴底、つまりＺ軸が停止した瞬間は重畳主軸は４０００ｒｐｍで回転しており、また、Ｚ軸が後退（図１０では右側に移動）する場合は重畳主軸は３０００ｒｐｍで回転することによってワークの中心にタップ加工を行うことができる。
図１１の加工プログラム例と基準主軸，重畳主軸の動作例で説明すると、まず加工プログラムのブロック(１)の指令で、基準主軸が４０００ｒｐｍで回転する。次に加工プログラムのブロック(２)の指令で、前述の式(Ａ)に従って重畳主軸も４０００ｒｐｍで回転する。加工プログラムのブロック(３)のＺ軸移動指令によって重畳主軸のタップ工具をワークに近づけて、(４)の同期タップ指令によってＺ軸の移動によって重畳主軸の回転が５０００ｒｐｍに上がり、穴底のＺ軸の停止によって重畳主軸の回転が４０００ｒｐｍに減速し、Ｚ軸のもどりの移動によって重畳主軸の回転が３０００ｒｐｍに減速し、タップ加工の終了でＺ軸が停止すると重畳主軸の回転が４０００ｒｐｍに上がるという動作を行う。
【００２７】
次に図９のフローチャートを使って、基準主軸と重畳主軸の差速よる同期タップの時定数の決定方法と、重畳主軸のクランプ速度のチェック方法について記述する。ステップ２１では加工プログラム解析処理部３が、図１１の加工プログラムのブロック(４)に示したような同期タップ指令を解析し、同期タップ指令であれば、補間処理部４Ｂの同期タップ時定数決定手段２４に同期タップモードであることを通知する。同期タップ指令でなければ何もしない。
【００２８】
ステップ２２では、同期タップ時定数決定手段２４が加工プログラム解析処理部３からの通知を受けて、例えば図１２に示したような、同期タップ時定数と重畳主軸の加減速パターンの時定数を比較することによって、傾きが緩やかな方の時定数を同期タップの時定数として決定する。具体的には下記に記述する方法によって決定する。
まず（ａ）の基準主軸と重畳主軸の差速よらない、通常の同期タップ時の加減速パターンから３０００ｒｐｍ〜５０００ｒｐｍの傾きを次のように算出する。（２０００−０）／（１．０−０）＝２０００（ｒｐｍ／ｓ）
次に（ｂ）の重畳主軸の多段加減速パターンから３０００ｒｐｍ〜５０００ｒｐｍの傾きを次のように算出する。
（５０００−１５００）／（２．５−０．４）＝１６６７（ｒｐｍ／ｓ）
次に上記算出した傾きを比較する。この結果、
２０００（ｒｐｍ／ｓ）＞１６６７（ｒｐｍ／ｓ）
となり、重畳主軸の多段加減速パターンの方が傾きが小さいため、本時定数を同期タップ加工に用いることを決定する。
【００２９】
ステップ２３では、図１３の加工プログラムのブロック(４)の同期タップ指令（Ｇ８４）を加工プログラム解析処理部３で解析する。同期タップクランプ速度チェック手段２５が、加工プログラム解析処理部３の解析結果から、タップ回転数（図１３の加工プログラムのブロック(４)の指令の例では２０００ｒｐｍ）を読み込む。次に現在の回転している重畳主軸の回転数にこの２０００ｒｐｍを加算また減算した計算結果の絶対値を、予め、パラメータで設定されているクランプ速度と比較する。計算結果がクランプ速度より大きい場合は、ステップ２４に進む。
【００３０】
ステップ２４では、計算結果がクランプ速度をこえていることを、同期タップクランプ速度チェック手段２５が補間処理手段２０にアラーム通知する。補間処理手段２０は、同期タップクランプ速度チェック手段２５からのアラーム通知を受けて、同期タップ指令の実行をせず、メモリ７を介して画面表示部９に同期タップを実行するとクランプ速度を超える旨のアラームメッセージを画面表示部９に表示する。同期タップクランプ速度チェック手段２５の計算結果がクランプ速度により小さい場合にはステップ２５に進む。ステップ２５では、前述したように同期タップ加工を行う。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明より理解されるように、この発明によれば、主軸重畳指令の重畳主軸の符号、基準主軸の回転方向の符号、基準主軸の指令回転数、重畳主軸の回転方向の符号、重畳主軸の指令回転数から、重畳主軸の実際の回転数を計算するようにしたので、基準主軸と重畳主軸の主軸重畳制御の演算が簡単になり構成がシンプルになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の態様１に係わる数値制御装置の要部ブロック図である。
【図２】本発明の実施の態様１に係わる数値制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】本発明の実施の態様１に係わる正転主軸重畳制御の動作を説明図である。
【図４】本発明の実施の態様１に係わる逆転主軸重畳制御の動作を説明図である。
【図５】本発明の実施の態様１に係わる多段加減速パターンを決定するための説明図である。
【図６】本発明の実施の態様１に係わる主軸の加減速の時定数を決定するテーブルである。
【図７】本発明の実施の態様１に係わる基準主軸と重畳主軸の加減速が重なった場合の重畳主軸の加減速動作を示す図である。
【図８】本発明の実施の態様２に係わる数値制御装置の要部ブロック図である。
【図９】本発明の実施の態様２に係わる数値制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の態様２に係わる基準主軸と重畳主軸の差速による同期タップの例を示す図である。
【図１１】本発明の実施の態様２に係わる基準主軸と重畳主軸の差速による同期タップの動作を説明する図である。
【図１２】本発明の実施の態様２に係わる基準主軸と重畳主軸の差速による同期タップの加減速の時定数を決定するための説明図である。
【図１３】本発明の実施の態様２に係わる基準主軸と重畳主軸の差速による同期タップにおいて重畳主軸がクランプ速度を越える場合の動作を説明する図である。
【図１４】従来の数値制御装置の要部ブロック図である。
【符号の説明】
１数値制御装置、２加工プログラム、３加工プログラム解析処理部、
４Ａ、４Ｂ補間処理部、５ラダー回路、６機械信号処理部、
７メモリ、８パラメータ設定部、９画面表示部、
１０、１０Ａ軸制御部、１１データ入出力回路、
１２、１２Ａ主軸アンプ、１３、１３Ａ主軸モータ、
２０補間処理手段、２１重畳主軸回転数計算手段、
２２多段加減速決定手段、２３加減速時定数計算手段、
２４同期タップ時定数決定手段、
２５同期タップクランプ速度チェック手段。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a numerical controller and a control method thereof, and more particularly to a spindle superposition control of a spindle motor driving a reference spindle of a lathe and a spindle motor driving a superposition spindle.
[0002]
[Prior art]
The numerical control device executes a numerical control process based on a processing program instructed from a paper tape or the like, and drives a machine tool based on the processing result to perform a process on a work as instructed.
[0003]
FIG. 14 is a main part block diagram showing an outline of a numerical control device that performs spindle synchronous control of a spindle motor 13 that drives a reference spindle of a lathe and a spindle motor 13A that drives a synchronous spindle.
In the figure, reference numeral 1 denotes a numerical control device. The numerical control device 1 includes a machining program analysis processing unit 3, an interpolation processing unit 4, a machine control signal processing unit 6, a ladder circuit 5, and an axis control unit 10. 10A, a data input / output circuit 11, a memory 7, a parameter setting unit 8, and a screen display unit 9.
Further, between the numerical controller 1 and the spindle motors 13 and 13A, there are spindle amplifiers 12 and 12A for analyzing commands from the numerical controller 1 and controlling the spindle motors 13 and 13A.
[0004]
With reference to the block diagram of FIG. 14, a description will be given below of the spindle synchronous control of the spindle motor 13 for driving the reference spindle and the spindle motor 13A for driving the synchronous spindle.
The spindle motor 13 that drives the reference spindle and the spindle motor 13A that drives the synchronous spindle are commanded by a spindle synchronization command (G164) in the machining program.
In FIG. 14, reference numeral 2 denotes a processing program. The processing program 2 read from a tape reader or the like is stored in the memory 7. When executing the machining program 2, the machining program analysis processing unit 3 reads the machining program from the memory 7 block by block, and the read machining program 2 is processed by the machining program analysis processing unit 3.
First, a spindle synchronization command is read from the memory 7.
Next, in the machining program analysis processing unit 3, information on the reference spindle, the synchronous spindle, and the rotation direction of the synchronous spindle is analyzed from the spindle synchronization command, and is passed to the interpolation processing unit 4.
The interpolation processing unit 4 converts the rotation speed command into a rotation position command of the spindle motor 13 that drives the reference spindle. In addition, for the synchronous main shaft specified by the main shaft synchronous command, the rotational position command for the main shaft motor 13A for driving the synchronous main shaft is calculated from the rotational speed command for the main shaft motor 13 for driving the reference main shaft.
Rotational position commands for the main spindle motor 13 for driving the reference main spindle and the main spindle motor 13A for driving the synchronous main spindle are issued to the axis control units 10, 10A corresponding to the main spindle motor 13 for driving the reference main spindle and the main spindle motor 13A for driving the synchronous main spindle. The rotational position command is output to the data input / output circuit 11 by the axis control units 10 and 10A again calculating the servo position command per unit time in consideration of acceleration / deceleration in accordance with the acceleration / deceleration pattern specified in advance. I do.
The servo position command is transmitted to the spindle amplifiers 12 and 12A of the reference spindle and the synchronous spindle via the data input / output circuit 11. The spindle amplifiers 12 and 12A rotate the spindle motors 13 and 13A while performing position control according to the received command.
Here, the acceleration / deceleration patterns of the axis control unit 10 corresponding to the main spindle motor 13 driving the reference main spindle and the axis control unit 10A corresponding to the main spindle motor 13A driving the synchronous main spindle are adjusted to be the same. The work and the synchronous spindle chucked to the reference spindle can rotate synchronously even when the rotational speed changes.
[0005]
Next, when a machining program command for stopping the rotation of the reference spindle is issued, the machining program analysis processing unit 3 determines that the command should be notified to the ladder circuit 5 that describes control of a machine control signal such as turning on / off cutting oil. Then, it notifies the machine control signal processing unit 6 of the analysis result. The machine control signal processing unit 6 converts the notified analysis result into a machine control signal and outputs it to the ladder circuit 5.
[0006]
In response to the rotation stop command, the ladder circuit 5 determines other mechanical conditions and turns off the rotation start signal. The machine control signal processing unit 6 detects that the rotation start signal has been turned off, and notifies the interpolation processing unit 4 of a rotation stop command. The interpolation processing unit 4 issues a rotation speed command 0 to the axis control units 10 and 10A corresponding to the spindle motor 13 that drives the reference spindle and the spindle motor 13A that drives the synchronous spindle. The command is recalculated into a servo position command in consideration of acceleration / deceleration in accordance with an acceleration / deceleration pattern specified in advance by the axis controllers 10 and 10A, and is output to the data input / output circuit 11. The servo position command is transmitted to the spindle amplifiers 12 and 12A of the reference spindle and the synchronous spindle via the data input / output circuit 11. The spindle amplifier 12 decelerates and stops the spindle motor 13 that drives the reference spindle and the spindle motor 13A that drives the synchronous spindle according to the received command.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Considering the control of synchronizing the main spindle synchronous control of the reference main spindle and the synchronous main spindle with a rotational difference between the reference main spindle and the synchronous main spindle (hereinafter referred to as superimposed main spindle) (hereinafter referred to as main spindle superimposing control), When the rotation command is calculated, the rotation direction of the reference main shaft and the superimposed main shaft, the rotation direction of the main shaft superimposed command with respect to the superimposed main shaft, and the like need to be classified, and there is a problem that the calculation becomes complicated.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems. In the spindle superimposition control, when calculating a rotation command for the superimposition spindle, the rotation direction of the reference spindle and the superimposition spindle, or the spindle superimposition command. It is an object of the present invention to obtain a numerical control device and a control method thereof that do not divide the cases such as the rotation direction with respect to the superimposed main shaft and simplify the calculation.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The numerical control device according to the present invention is configured to calculate the rotation speed of the superimposed spindle during superimposition of the spindle from the rotation direction of the reference spindle and the superimposed spindle, the rotation direction of the spindle superimposition command, and the command rotation speed of the reference spindle and the superimposed spindle. It is provided with a spindle speed calculation means.
[0010]
Further, the numerical control device according to the present invention is configured such that, before calculating the rotation speed of the superimposed spindle when the spindle is superimposed, the rotation directions of the reference spindle and the superimposed spindle, and the reference before calculating the rotation speed of the superimposed spindle when the spindle is superimposed. A memory for storing in advance the spindle and the command rotation speed of the superimposed spindle,
From the rotation directions of the reference spindle and the superimposed spindle stored in this memory, the command rotation speed of the reference spindle and the superimposed spindle, and the rotation direction of the spindle superimposition command instructed by the machining program, the rotation of the superimposed spindle when the spindle is superimposed. A superimposed spindle speed calculating means for calculating the number,
It is provided with.
[0011]
In the control method of the numerical controller according to the present invention, the rotation directions of the reference spindle and the superimposed spindle, and the commanded rotation speeds of the reference spindle and the superimposed spindle before the spindle superimposition command is issued from the machining program are stored in a memory in advance. In addition, when a spindle superimposition command is issued from the machining program, the rotation direction of the reference spindle and the superimposition spindle and the command rotation speed of the reference spindle and the superimposition spindle are read from the memory, and the reference spindle and the superimposition spindle are read. The number of rotations of the superimposed main shaft when the main shaft is superimposed is calculated from the rotation direction, the command rotation speed of the reference main shaft and the superimposed main shaft, and the rotation direction of the main shaft superimposition command.
[0012]
Further, the control method of the numerical control device according to the present invention is preferably arranged such that, before calculating the rotation speed of the superimposed main shaft at the time of superimposing the main shaft, the rotation directions of the reference main shaft and the superimposed main shaft, and the rotation speed of the superimposed main shaft at the time of superimposing the main shaft. The reference spindle and the commanded rotation speed of the superimposed spindle are stored in a memory in advance, and when calculating the rotation speed of the superimposed spindle when the spindle is superimposed, the rotation direction of the reference spindle and the superimposed spindle, the reference spindle, And the command rotation speed of the superimposed spindle, and the rotation direction of the reference spindle and the superimposed spindle, the command rotation speed of the reference spindle and the superimposed spindle, and the rotation direction of the spindle superimposition command. This is for calculating the number of rotations.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, Embodiment 1 will be described with reference to FIGS.
That is, FIG. 1 is a block diagram of a main part of a numerical control device according to the present invention. Compared with the block diagram of the conventional numerical control device shown in FIG. It is characterized in that a determining means 22 and an acceleration / deceleration time constant calculating means 23 are added.
[0014]
In FIG. 1, an interpolation processing unit 20 performs the same function as the interpolation processing unit 4 described in the conventional example, and an interpolation processing unit 4A includes a superimposed spindle rotation speed calculation unit 21, a multi-stage acceleration / deceleration determination unit 22, It shows an interpolation processing section including the deceleration time constant calculation means 23. Also, a machining program 2, a program analysis processing unit 3, a ladder circuit 5, a machine control signal processing unit 6, a memory 7, a parameter setting unit 8, a screen display unit 9, an axis control unit 10, 10A, a data input / output circuit 11, a spindle, The amplifiers 12 and 12A and the spindle motors 13 and 13A are the same as those described in the conventional example.
[0015]
Next, the operation of this numerical control device will be described with reference to the block diagram of FIG. 3, an explanatory diagram of the superposition control operation in FIG. 4, an explanatory diagram for determining the multi-stage acceleration / deceleration pattern in FIG. 5, a table for determining the acceleration / deceleration time constant of the spindle in FIG. 6, and a reference spindle in FIG. This will be described with reference to a diagram showing acceleration / deceleration operation of the superimposed spindle when acceleration / deceleration of the superimposed spindle overlaps. 3 and 4, the upper part of each figure shows the machining program, and the lower part shows the operation (rotation speed) of the reference spindle and the superimposed spindle when the machining program is instructed.
[0016]
First, in step 1 in FIG. 2, when a spindle superimposition command (G164) is commanded, for example, as shown in block (2) of the machining program in FIG. 3, the machining program analysis processing unit 3 analyzes the command. The result analyzed by the machining program analysis processing unit 3 is passed to the superimposed spindle rotation speed calculating means 21 of the interpolation processing unit 4A, and the superimposed spindle rotation speed calculation means 21 calculates the actual rotation speed of the superimposed spindle.
G164 in block (2) of the machining program in FIG. 3 indicates a spindle superimposition command, H1 indicates that the reference spindle is rotated in the normal direction, and D3 indicates that the superimposed spindle is rotated in the normal direction. It represents.
[0017]
More specifically, the superimposed spindle rotational speed calculation means 21 receives the notification from the machining program analysis processing unit 3 and obtains information on the current rotational direction and rotational speed of the reference spindle, and the current rotational direction and rotational speed of the superimposed spindle. Is read from the memory 7 in which the analysis result of the machining program analysis processing unit 3 is written. Next, based on the information of the spindle superimposition command notified from the machining program analysis processing unit 3 and the information read from the memory 7, the actual rotational speed of the superimposed spindle is calculated according to the following formula.
Actual rotation speed of the superimposed spindle = (sign of superimposed spindle of spindle superimposition command) × (sign of rotation direction of reference spindle) × (command rotation speed of reference spindle) + (sign of rotation direction of superimposed spindle) × (superimposition Command speed of main shaft) (A)
Here, the sign of the rotation direction of the reference main shaft and the sign of the rotation direction of the superimposed main shaft represent plus for forward rotation and minus for reverse rotation.
[0018]
In the example of block (2) of the machining program in FIG. 3, the sign of the superimposing spindle of the spindle superimposition command is plus, the sign of the rotation direction of the reference spindle is plus, the command rotation speed of the reference spindle is 3000 rpm, and the Since the sign of the rotation direction is plus and the commanded rotational speed of the superimposed spindle is 0 rpm, the actual rotational speed of the superimposed spindle is obtained by applying the above equation (A).
(+1) × (+1) × (3000) + (+ 1) × 0 = 3000 (rpm)
It becomes. From the calculation result of the superimposed spindle rotation speed calculating means 21, the superimposed spindle is accelerated from 0 rpm to 3000 rpm.
[0019]
Further, the number of rotations of the superimposed spindle will be described with reference to FIG.
According to the command of the block (2) of the machining program in FIG.
(-1) × (+1) × 750 + (− 1) × 0 = −750 (rpm)
It becomes.
In the command of block (3) of the machining program in FIG.
(-1) x (+1) x 750 + (-1) x 500 = -1250 (rpm)
It becomes.
In the command of block (4) of the machining program in FIG.
(-1) x (-1) x 750 + (-1) x 500 = 250 (rpm)
It becomes.
In the command of block (5) of the machining program in FIG.
(-1) × (−1) × 750 + (+ 1) × 250 = 1000 (rpm)
It becomes.
Accordingly, the rotation speed of the superimposed spindle designated by the machining program in FIG. 4 changes from 0 (rpm) → −750 (rpm) → −1250 (rpm) → 250 (rpm) → 1000 (rpm).
[0020]
Next, proceed to step 2. In step 2, when a command for accelerating or decelerating the reference spindle is input during superimposition control as shown in block (4) of the machining program in FIG. To determine.
This specific example will be described with reference to FIG. In FIG. 5, (a) shows the acceleration / deceleration pattern of the reference spindle at normal time (when acceleration / deceleration is performed by the reference spindle alone without superimposition control), (b) shows the acceleration / deceleration pattern of the superimposed spindle, c) represents the acceleration / deceleration pattern of the reference spindle determined by the multi-stage acceleration / deceleration determining means 22.
The acceleration / deceleration patterns of the reference spindle and the superimposed spindle are set in advance using the parameter setting unit 8 so that the performance of each of the spindle amplifiers 12 and 12A can be used to the maximum. In the first embodiment, Since the spindle amplifier 12A of the superimposed spindle has an inferior acceleration / deceleration capability compared to the spindle amplifier 12 of the reference spindle in consideration of economy, the acceleration / deceleration of the superimposed spindle is determined based on the acceleration / deceleration pattern of the reference spindle. The pattern has a gentler slope.
Here, consider the case where the reference spindle accelerates from 1000 rpm to 3000 rpm during the superimposition control. When calculating the inclination of the reference spindle and the superimposed spindle when accelerating from 1000 rpm to 3000 rpm, in the case of the reference spindle,
(3300-0) / (0.5-0) = 6600 (rpm / s),
In case of superimposed spindle
(1500-0) / (0.4-0) = 3750 (rpm / s)
(5000-1500) / (2.5-0.4) = 1667 (rpm / s)
Becomes
6600 (rpm / s)> 3750 (rpm / s)
6600 (rpm / s)> 1667 (rpm / s)
It becomes.
Accordingly, since at least one of the inclinations of the superimposed spindle is smaller than the inclination of the reference spindle, the acceleration / deceleration of the reference spindle follows the acceleration / deceleration pattern of the superimposed spindle during the superimposition control as shown in FIG. Is determined by the multi-stage acceleration / deceleration determining means 22.
Therefore, even when a command for accelerating or decelerating the reference spindle is input during the superimposition control, the acceleration / deceleration capacity of the spindle amplifier 12A of the superimposing spindle is not exceeded, and the spindle amplifier 12A of the superimposing spindle becomes an alarm. Will not be.
[0021]
In the first embodiment, an example is shown in which the spindle amplifier 12A of the superimposed spindle has a lower acceleration / deceleration capacity than the spindle amplifier 12 of the reference spindle in consideration of economy. Since the inclination of the acceleration / deceleration pattern of the superimposed spindle is gentler than that of the acceleration / deceleration pattern, the acceleration / deceleration of the reference spindle follows the acceleration / deceleration pattern of the superimposed spindle. If the acceleration / deceleration of the reference spindle is higher than that of the spindle amplifier 12 (the acceleration / deceleration pattern of the reference spindle is gentler than the acceleration / deceleration pattern of the superimposed spindle), the acceleration / deceleration pattern of the reference spindle is used. Needless to say,
[0022]
Next, proceed to step 3. In step 3, the acceleration / deceleration time constant calculation means 23 calculates the acceleration / deceleration time constants of the reference spindle and the superimposed spindle according to the table of FIG.
For example, when the reference spindle and the superimposed spindle are in the normal rotation superimposed control state, that is, when the sign of the superimposed spindle of the spindle superimposition command is plus, as in D3 of the command in block (2) of the machining program in FIG. When the superimposed spindle and the superimposed spindle simultaneously accelerate in the forward rotation direction, the acceleration / deceleration time constant of the reference spindle and the superimposed spindle is determined by the multi-stage acceleration / deceleration time constant determined by the multi-stage acceleration / deceleration determining means 22 from (1) in the table of FIG. Double. In the example of FIG. 7, in the section (1), in the normal rotation superimposition control state, the reference main spindle is in normal rotation deceleration, and the superimposed main spindle is in normal rotation deceleration. In the table of FIG. The acceleration / deceleration time constant of the superimposed spindle is twice the time constant of the multi-stage acceleration / deceleration determined by the multi-stage acceleration / deceleration determining means 22. In the case of block (2) of the machining program in FIG. 3, since the reference spindle is rotated at a constant speed (steady rotation) in the normal rotation superimposed control state and the superimposed spindle is accelerated forward, it corresponds to (3) in FIG. The acceleration is performed with the time constant of the multi-stage acceleration / deceleration determined by the acceleration / deceleration determining means 22 (1 time).
Therefore, even when the reference spindle and the superimposed spindle are simultaneously accelerated / decelerated in the same direction, the acceleration / deceleration capability of the spindle amplifier 12A of the superimposed spindle is not exceeded, and the spindle amplifier 12A of the superimposed spindle may be alarmed. Disappears.
Finally, in step 4, acceleration and deceleration of the reference spindle and the superimposed spindle are performed based on the above calculation results.
[0023]
Embodiment 2 FIG.
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 8 is a block diagram of a main part of a numerical control device according to the present invention. Compared with the block diagram of the first embodiment shown in FIG. 1, a synchronous tap time constant determining means 24 and a synchronous tap clamp speed checking means are provided. 25 is added.
[0024]
The interpolation processing means 20 performs the same function as the interpolation processing unit 4 described in the conventional example, and 4B designates a superimposed spindle rotation speed calculation means 21, a multi-stage acceleration / deceleration determination means 22, an acceleration / deceleration time constant calculation means 23, a synchronous The interpolation processing unit includes a tap time constant determination unit 24 and a synchronous tap clamp speed check unit 25. Also, a machining program 2, a program analysis processing unit 3, a ladder circuit 5, a machine control signal processing unit 6, a memory 7, a parameter setting unit 8, a screen display unit 9, an axis control unit 10, 10A, a data input / output circuit 11, a spindle, The amplifiers 12 and 12A and the spindle motors 13 and 13A are the same as those described in the conventional example. Further, the superimposed spindle speed calculating means 21, the multi-stage acceleration / deceleration determining means 22, and the acceleration / deceleration time constant calculating means 23 are the same as those described in the first embodiment.
[0025]
Next, the operation of the second embodiment will be described with reference to the block diagram of FIG. 8, a flowchart showing the operation of the synchronous tap time constant determining means 24 and the synchronous tap clamp speed checking means 25 of FIG. 9, and the reference spindle and the superimposed spindle of FIG. FIG. 11 is a diagram showing an example of a synchronization tap based on the differential speed of FIG. 11, FIG. 11 is a diagram illustrating the operation of the synchronization tap based on the differential speed between the reference spindle and the superimposed spindle, and FIG. Explanation will be made using an explanatory diagram for determining the time constant of acceleration / deceleration and a diagram for explaining the operation when the superimposed spindle exceeds the clamping speed in the synchronization tap based on the differential speed between the reference spindle and the superimposed spindle in FIG. .
In FIGS. 11 and 13, the upper part of each figure shows the machining program, and the lower part shows the operation (rotation speed) of the reference spindle and the superimposed spindle when the machining program is commanded.
[0026]
First, an example of synchronous tapping based on the speed difference between the reference spindle and the superimposed spindle will be described with reference to FIGS. In FIG. 10, the chucked work is rotating at 4000 rpm by the reference spindle. In addition, the superimposed spindle with the tap tool mounted on the opposite side is also rotating at 4000 rpm. From this state, the Z-axis movement causes the rotation of the reference spindle and the superimposed spindle to differ by 1000 rpm from the center of the work chucked to the reference spindle. The tap is processed by holding. That is, when the Z axis moves forward (moves to the left in FIG. 10), the superimposed main axis rotates at 5000 rpm, and at the moment when the Z axis stops, the superimposed main axis rotates at 4000 rpm. Is retracted (moves to the right in FIG. 10), the superimposing main shaft rotates at 3000 rpm, so that tapping can be performed at the center of the work.
To explain with the example of the machining program and the operation example of the reference spindle and the superimposed spindle in FIG. 11, first, the reference spindle rotates at 4000 rpm by the command of the block (1) of the machining program. Next, in accordance with the command of the block (2) of the machining program, the superimposed spindle also rotates at 4000 rpm according to the above-mentioned equation (A). The tap tool of the superimposed spindle is brought closer to the workpiece by the Z-axis movement command of the machining program block (3), and the rotation of the superimposed spindle is increased to 5000 rpm by the movement of the Z-axis by the synchronous tap command of (4), and the Z at the bottom of the hole is increased. The rotation of the superimposed spindle is reduced to 4000 rpm by stopping the axis, the rotation of the superimposed spindle is reduced to 3000 rpm by the return movement of the Z axis, and the rotation of the superimposed spindle is increased to 4000 rpm when the Z axis is stopped at the end of tapping. Perform the operation.
[0027]
Next, a method for determining the time constant of the synchronization tap based on the speed difference between the reference spindle and the superimposed spindle and a method for checking the clamping speed of the superimposed spindle will be described with reference to the flowchart of FIG. In step 21, the machining program analysis processing unit 3 analyzes the synchronous tap command as shown in block (4) of the machining program in FIG. 11, and if the synchronous tap command, determines the synchronous tap time constant of the interpolation processing unit 4B. The means 24 is notified of the synchronous tap mode. Nothing is done unless it is a synchronous tap command.
[0028]
In step 22, the synchronous tap time constant determining means 24 receives the notification from the machining program analysis processing unit 3 and compares the synchronous tap time constant and the time constant of the acceleration / deceleration pattern of the superimposed spindle, for example, as shown in FIG. By doing so, the time constant with the gentler slope is determined as the time constant of the synchronization tap. Specifically, it is determined by the method described below.
First, a gradient of 3000 rpm to 5000 rpm is calculated as follows from an acceleration / deceleration pattern at the time of a normal synchronization tap, not depending on the speed difference between the reference spindle and the superimposed spindle in (a). (2000-0) / (1.0-0) = 2000 (rpm / s)
Next, a gradient of 3000 rpm to 5000 rpm is calculated from the multi-stage acceleration / deceleration pattern of the superimposed spindle shown in (b) as follows.
(5000-1500) / (2.5-0.4) = 1667 (rpm / s)
Next, the calculated slopes are compared. As a result,
2000 (rpm / s)> 1667 (rpm / s)
Since the inclination of the multi-stage acceleration / deceleration pattern of the superimposed spindle is smaller, it is determined that this time constant is used for the synchronous tapping.
[0029]
In step 23, the machining program analysis processing unit 3 analyzes the synchronous tap command (G84) of the block (4) of the machining program in FIG. The synchronous tap clamp speed checking means 25 reads the number of tap rotations (2000 rpm in the example of the command of the block (4) of the machining program in FIG. 13) from the analysis result of the machining program analysis processing unit 3. Next, the absolute value of the calculation result obtained by adding or subtracting this 2000 rpm to or from the current rotation speed of the superimposed spindle is compared with a clamping speed set in advance by a parameter. If the calculation result is higher than the clamp speed, the process proceeds to step S24.
[0030]
In step 24, the synchronous tap clamp speed check unit 25 notifies the interpolation processing unit 20 of an alarm that the calculation result exceeds the clamp speed. Upon receiving the alarm notification from the synchronous tap clamp speed checking unit 25, the interpolation processing unit 20 does not execute the synchronous tap command, but executes the synchronous tap on the screen display unit 9 via the memory 7 to indicate that the clamp speed is exceeded. Is displayed on the screen display unit 9. If the calculation result of the synchronous tap clamp speed check means 25 is smaller than the clamp speed, the process proceeds to step 25. In step 25, synchronous tapping is performed as described above.
[0031]
【The invention's effect】
As can be understood from the above description, according to the present invention, the sign of the superimposing spindle of the spindle superimposition command, the sign of the rotation direction of the reference spindle, the command rotation speed of the reference spindle, the sign of the rotating direction of the superimposing spindle, the sign of the superimposing spindle. Since the actual rotational speed of the superimposed spindle is calculated from the commanded rotational speed, the calculation of the spindle superimposition control of the reference spindle and the superimposed spindle is simplified and the configuration is simplified.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a main part block diagram of a numerical control device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation of the numerical control device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an operation of a forward rotation spindle superposition control according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an operation of reverse rotation spindle superposition control according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram for determining a multi-stage acceleration / deceleration pattern according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a table for determining a time constant of acceleration / deceleration of the spindle according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating an acceleration / deceleration operation of the superimposed spindle when the acceleration / deceleration of the reference spindle and the superimposed spindle overlaps according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a main block diagram of a numerical control device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a flowchart for explaining the operation of the numerical control device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a synchronization tap based on a speed difference between a reference spindle and a superimposed spindle according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 11 is a diagram illustrating an operation of a synchronization tap based on a speed difference between a reference spindle and a superimposed spindle according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 12 is an explanatory diagram for determining a time constant of acceleration / deceleration of a synchronous tap based on a speed difference between a reference spindle and a superimposed spindle according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 13 is a diagram for explaining an operation in a case where the superimposed spindle exceeds the clamping speed in the synchronization tap based on the speed difference between the reference spindle and the superimposed spindle according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a block diagram of a main part of a conventional numerical controller.
[Explanation of symbols]
1 Numerical control device, 2 machining program, 3 machining program analysis processing section,
4A, 4B interpolation processing unit, 5 ladder circuit, 6 mechanical signal processing unit,
7 memory, 8 parameter setting section, 9 screen display section,
10, 10A axis control unit, 11 data input / output circuit,
12, 12A spindle amplifier, 13, 13A spindle motor,
20 interpolation processing means, 21 superimposed spindle rotation speed calculation means,
22 multi-stage acceleration / deceleration determination means, 23 acceleration / deceleration time constant calculation means,
24 synchronous tap time constant determining means,
25 Synchronous tap clamp speed check means.

Claims

When spindle superimposition controlling by superimposing the superimposed main shaft reference spindle, the rotation command for the superposition spindle, a numerical control device which calculates on the basis of the reference spindle, the rotation direction of the reference spindle and superimposed spindle, spindle superimposed A numerical control device comprising a superimposed spindle rotation speed calculating means for calculating a rotation speed of a superimposed main shaft at the time of superimposing a spindle from a rotation direction of a command and a commanded rotation speed of a reference main shaft and a superimposed main shaft.

A numerical controller that calculates a rotation command for the superimposed spindle based on a reference spindle when superimposing the superimposed spindle on a reference spindle, and calculates a rotation speed of the superimposed spindle when the spindle is superimposed. Before, the rotation direction of the reference spindle and the superimposed spindle, and a memory that stores in advance the command rotation speed of the reference spindle and the superimposed spindle before calculating the rotation speed of the superimposed spindle during spindle superposition,
From the rotation directions of the reference spindle and the superimposed spindle stored in this memory, the command rotation speed of the reference spindle and the superimposed spindle, and the rotation direction of the spindle superimposition command instructed by the machining program, the rotation of the superimposed spindle when the spindle is superimposed. A superimposed spindle speed calculating means for calculating the number,
A numerical control device comprising:

A method of controlling a numerical control device that calculates a rotation command for the superimposed spindle based on a reference spindle when superimposing the superimposed spindle on a reference spindle, and wherein the spindle command is commanded by a machining program. The rotation directions of the reference spindle and the superimposed spindle before rotation and the command rotation speeds of the reference spindle and the superimposed spindle are stored in a memory in advance, and when a spindle superposition command is issued from a machining program, the reference spindle is read from the memory. And the rotation direction of the superimposed spindle, the command rotation speed of the reference spindle and the superimposition spindle, the rotation direction of the reference spindle and the superimposition spindle, the command rotation speed of the reference spindle and the superimposition spindle, and the rotation direction of the spindle superimposition command. Calculating the rotation speed of the superimposed spindle when the spindle is superimposed.

A method of controlling a numerical control device that calculates a rotation command for the superimposed spindle based on a reference spindle when superimposing the superimposed spindle on a reference spindle, the rotation speed of the superimposed spindle when the spindle is superimposed. Before calculating the reference spindle and weight The rotation direction of the tatami spindle and the command rotation speed of the reference spindle and the superimposed spindle before calculating the rotation speed of the superimposed spindle when the spindle is superimposed are stored in a memory in advance, and the rotation speed of the superimposed spindle when the spindle is superimposed. When calculating , The rotation direction of the reference spindle and the superimposed spindle, the commanded rotation speed of the reference spindle and the superimposed spindle, and the rotation direction of the reference spindle and the superimposed spindle, the commanded revolution speed of the reference spindle and the superimposed spindle, and the spindle are read from the memory. A control method for a numerical control device, wherein a rotation speed of a superimposed spindle during spindle control is calculated from a rotation direction of a superimposition command.