CN107073612B - 数控装置 - Google Patents

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Abstract

数控装置(1)具有：驱动部(10)，其对主轴、第1驱动轴以及第2驱动轴进行控制，其中，所述主轴使加工对象旋转，所述第1驱动轴使切削刀具沿与通过切削加工而形成的螺纹的导程方向垂直的方向相对于所述加工对象相对地进行进给移动，所述第2驱动轴使所述切削刀具沿所述导程方向相对于所述加工对象相对地进行进给移动；以及振动单元(482、483)，其使作为相对于所述主轴的旋转周期而具有预先规定的比的周期的往返进给移动的振动与所述第1驱动轴的移动叠加，通过使所述切削刀具和所述加工对象相对地移动而对所述加工对象进行多次进刀加工，由此进行在所述加工对象形成螺纹的螺纹车削加工，其中，具有螺纹车削振动调整部(484)，其在多次所述进刀加工中，以使得所述振动的相位相对于所述主轴的相位每次偏移预先规定的振动相位偏移量的方式，对所述驱动部进行控制。

Description

数控装置
技术领域
本发明涉及一种数控装置，其控制工件和对工件进行加工的刀具的相对移动。
背景技术
对于车削加工，提出有一种数控装置，该数控装置具有：切削刀具进给机构，其使切削刀具相对于工件进行进给动作；以及控制机构，其使上述切削刀具进行低频振动、且对切削刀具进给驱动电机进行控制(参照专利文献1至专利文献3)。在该数控装置中，控制机构具有：操作单元，其进行各种设定；振动切削信息储存单元，其预先以表的形式对与进给轴的惯量或者电机特性之类的机械特性相应的至少切削刀具进给机构的前进量、后退量、前进速度、后退速度进行储存，作为与由操作单元设定的工件的旋转速度、或者切削刀具每旋转1圈的切削刀具的进给量相应地使切削刀具能够以同步地进行进给动作的大于或等于25Hz的低频进行动作的数据；以及电机控制单元，其基于储存于振动切削信息储存单元的上述数据而对切削刀具进给驱动电机进行控制。由此，通过沿插补路径反复进行前进、后退动作而生成低频振动。另外，还公开了如下技术：使振动在针对轮廓控制而指定的角度方向上叠加(参照专利文献4)。
专利文献1：日本特许第5033929号公报
专利文献2：日本特许第5139591号公报
专利文献3：日本特许第5139592号公报
专利文献4：日本特许第4293132号公报
发明内容
然而，在上述现有技术中，在使对轮廓控制和主轴旋转相位同步地进行控制的低频振动螺纹车削加工的螺纹导程方向和垂直方向的振动进行叠加的控制中，并未公开根据进刀次数而对振动的相位或者振幅进行调整的加工方法。
本发明就是鉴于上述情形而提出的，其目的在于获得一种数控装置，在低频振动螺纹车削加工中，每次进刀时都适当地对振动相位进行调整，由此能够通过振动而将切屑分断。
为了解决上述问题、实现目的，本发明的数控装置具有：驱动部，其对主轴、第1驱动轴以及第2驱动轴进行控制，其中，所述主轴使加工对象旋转，所述第1驱动轴使切削刀具沿与通过切削加工而形成的螺纹的导程方向垂直的方向相对于所述加工对象相对地进行进给移动，所述第2驱动轴使所述切削刀具沿所述导程方向相对于所述加工对象相对地进行进给移动；以及振动单元，其使作为相对于所述主轴的旋转周期而具有预先规定的比的周期的往返进给移动的振动与所述第1驱动轴的移动叠加，通过使所述切削刀具和所述加工对象相对地移动而对所述加工对象进行多次进刀加工，由此进行在所述加工对象形成螺纹的螺纹车削加工，所述数控装置的特征在于，具有螺纹车削振动调整部，其在多次所述进刀加工中，以使得所述振动的相位相对于所述主轴的相位每次偏移预先规定的振动相位偏移量的方式对所述驱动部进行控制。
发明的效果
本发明所涉及的数控装置在低频振动螺纹车削加工中实现了如下效果，即，通过每次进刀时适当地对振动相位进行调整，能够通过振动而将切屑分断。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1至实施方式4所涉及的数控装置的结构的一个例子的框图。
图2是表示在实施方式1中仅使刀具沿Z轴方向以及X轴方向移动的情况下的状况的图。
图3是表示在实施方式1中使加工对象沿Z轴方向移动、且使刀具沿X轴方向移动的情况下的状况的图。
图4是表示在实施方式1中执行螺纹车削加工的情形的图。
图5是表示在实施方式1中对锥螺纹执行螺纹车削加工的情形的图。
图6是表示在实施方式1中进行多次进刀的螺纹车削加工的情形的图。
图7是表示实施方式1中的“直角进刀”的进刀模式的图。
图8是表示实施方式1中的“单侧刃进刀”的进刀模式的图。
图9是表示实施方式1中的“校正单侧刃进刀”的进刀模式的图。
图10是表示实施方式1中的“交错进刀”的进刀模式的图。
图11是表示在实施方式1中螺纹车削起点的刀尖的Z轴坐标每次都相同的情况下的每次的刀尖点的轨迹的图。
图12是表示在实施方式1中螺纹车削起点的刀尖的Z轴坐标每次都不同的情况下的每次的刀尖点的轨迹的图。
图13是表示实施方式1中的(方法1)的加工程序的一个例子的图。
图14是表示在实施方式1中以圆筒展开面而示出加工对象的表面的情况下的圆筒面上的、通过(方法1)形成的刀具轨迹的图。
图15是表示实施方式1中的(方法2)的加工程序的一个例子的图。
图16是表示在实施方式1中以圆筒展开面而示出加工对象的表面的情况下的圆筒面上的、通过(方法2)形成的刀具轨迹的图。
图17是说明在实施方式1中针对螺纹车削加工而使振动叠加的情形的图。
图18是表示在实施方式1中主轴每旋转1圈的振动次数为2次的振动条件下的低频振动螺纹车削加工的动作例的图。
图19是以浓淡不同的方式示出在实施方式1中如图18那样使每次的相位错开180°时的第1次和第2次的进刀深度的图。
图20是在上部示出在实施方式1中以(方法1)使低频振动叠加的情况下的刀具轨迹，在中部示出作为导程轴位置的Z轴位置和X轴位置的关系，且在下部示出主轴相位和X轴位置的关系的图。
图21是在上部示出在实施方式1中以(方法2)使低频振动叠加的情况下的刀具轨迹，在中部示出作为导程轴位置的Z轴位置和X轴位置的关系，且在下部示出主轴相位和X轴位置的关系的图。
图22是在上部示出在实施方式1中以(方法2)使振动开始时的振动相位以与“螺纹车削开始偏移角度”的错开量相当的量错开的基础上使低频振动叠加的情况下的刀具轨迹，在中部示出作为导程轴位置的Z轴位置和X轴位置的关系，且在下部示出主轴相位和X轴位置的关系的图。
图23是表示通过实施方式2所涉及的数控装置进行的低频振动螺纹车削加工的动作的流程图。
图24是表示实施方式2中的动作例1-1的振动条件的图。
图25是表示实施方式2的动作例1-1以及动作例1-2中的主轴相位和X轴位置的关系的图。
图26是表示实施方式2的动作例1-1中的Z轴位置和X轴位置的关系的图。
图27是表示实施方式2中的动作例1-2中的振动条件的图。
图28是表示实施方式2的动作例1-2中的Z轴位置和X轴位置的关系的图。
图29是表示实施方式2中的动作例1-3的振动条件的图。
图30是表示实施方式2的动作例1-3以及动作例1-4中的主轴相位和X轴位置的关系的图。
图31是表示实施方式2的动作例1-3中的Z轴位置和X轴位置的关系的图。
图32是表示实施方式2中的动作例1-3的加工程序的一个例子的图。
图33是表示实施方式2中的图32的加工程序所涉及的程序指令路径的图。
图34是表示实施方式2中的图32的加工程序所涉及的加工情况的图。
图35是表示执行实施方式2中的图32的加工程序时的主轴相位和X轴位置的关系的图。
图36是表示执行实施方式2中的图32的加工程序时的与每次的“螺纹车削开始偏移角度”相对应的振动相位的偏移量的图。
图37是表示实施方式2中的动作例1-4的振动条件的图。
图38是表示实施方式2的动作例1-4中的Z轴位置和X轴位置的关系的图。
图39是表示实施方式2的动作例1-3的变形例中的Z轴位置和X轴位置的关系的图。
图40是表示通过实施方式3所涉及的数控装置进行的低频振动螺纹车削加工的动作的流程图。
图41是表示实施方式3中的动作例2-1的振动条件的图。
图42是表示实施方式3的动作例2-1以及动作例2-2中的主轴相位和X轴位置的关系的图。
图43是表示实施方式3的动作例2-1中的Z轴位置和X轴位置的关系的图。
图44是表示实施方式3中的动作例2-2的振动条件的图。
图45是表示实施方式3的动作例2-2中的Z轴位置和X轴位置的关系的图。
图46是表示实施方式3中的动作例2-3的振动条件的图。
图47是表示实施方式3的动作例2-3以及动作例2-4中的主轴相位和X轴位置的关系的图。
图48是表示实施方式3的动作例2-3中的Z轴位置和X轴位置的关系的图。
图49是表示实施方式3的动作例2-3的变形例中的主轴相位和X轴位置的关系的图。
图50是表示实施方式3的动作例2-3的变形例中的Z轴位置和X轴位置的关系的图。
图51是表示实施方式3中的动作例2-4的振动条件的图。
图52是表示实施方式3的动作例2-4中的Z轴位置和X轴位置的关系的图。
图53是表示实施方式4所涉及的加工程序的一个例子的图。
图54是表示实施方式4中的图53的加工程序所涉及的程序指令路径的图。
图55是表示实施方式4中的图53的加工程序所涉及的加工情况的图。
图56是表示在实施方式4中进行预备移动而实现了图53的加工程序的情况下的主轴相位和X轴位置的关系的图。
图57是表示在实施方式4中以使振动的开始时间以振动的相位偏移量的振动所需的时间滞后的方式实现了图53的加工程序的情况下的主轴相位和X轴位置的关系的图。
具体实施方式
下面，基于附图对本发明的实施方式所涉及的数控装置进行详细说明。此外，本发明并不限定于该实施方式。
实施方式1.
图1是表示实施方式1所涉及的数控装置1的结构的一个例子的框图。数控装置1具有：驱动部10，其对加工对象以及刀具中的至少一者进行驱动；输入操作部20，其由输入单元构成；显示部30，其由显示单元构成；以及控制运算部40，其对加工程序进行解析，执行插补处理。
驱动部10是至少在2个轴的方向上对加工对象以及刀具的任一者或二者进行驱动的机构。驱动部10至少对作为第1驱动轴的X轴以及作为第2驱动轴的Z轴进行驱动控制。驱动部10具有：伺服电机11，其使加工对象或者刀具沿在数控装置1上规定的各轴的方向移动；检测器12，其对伺服电机11的位置以及速度进行检测；以及X轴伺服控制部13X和Z轴伺服控制部13Z，它们基于由检测器12检测出的位置及速度，进行加工对象或者刀具的位置及速度在各轴方向上的控制。实施方式1所涉及的数控装置1利用设置于刀具或者加工对象的上述驱动轴，使刀具和加工对象一边相对地振动一边沿移动路径移动而对加工对象进行加工。
另外，驱动部10具有：主轴电机14，其使对加工对象进行保持的主轴旋转；检测器15，其对主轴电机14的位置及旋转速度进行检测；以及主轴控制部16，其基于由检测器15检测出的位置及旋转速度而对主轴的旋转进行控制。
输入操作部20由键盘、按钮或者鼠标之类的输入单元构成，由用户利用输入操作部20进行针对数控装置1的命令的输入或者加工程序或参数等的输入。显示部30由液晶显示装置之类的显示单元构成，对由控制运算部4处理的信息进行显示。
控制运算部40具有输入控制部41、数据设定部42、存储部43、画面处理部44、解析处理部45、机械控制信号处理部46、PLC(Programmable Logic Controller)电路部47、插补处理部48、加减速处理部49以及轴数据输出部50。
输入控制部41接收从输入操作部20输入的信息。数据设定部42将由输入控制部41接收到的信息存储于存储部43。作为一个例子，在所输入的内容是对加工程序432的编辑的情况下，输入控制部41使存储于存储部43的加工程序432反映出所编辑的内容，在成为参数的信息被输入的情况下，输入控制部41将该信息存储于存储部43的参数431的存储区域。
存储部43对在控制运算部40的处理中使用的参数431、所执行的加工程序432以及在显示部30显示的画面显示数据433之类的信息进行存储。另外，在存储部43设置有共享区域434，在该共享区域434对除了参数431以及加工程序432以外的临时使用的数据进行存储。画面处理部44进行如下控制，即，使显示部30对存储部43的画面显示数据433进行显示。
解析处理部45具有：移动指令生成部451，其将包含大于或等于1个程序块的加工程序432读入，以1个程序块为单位对读入的加工程序432进行解析，将移动路径和进给速度读出，生成以1个程序块的单位移动的移动指令；以及振动指令解析部452，其对加工程序432中是否包含振动指令进行解析，在包含振动指令的情况下，将振动指令中所包含的振动条件提供给插补处理部48。振动指令解析部452所生成的振动条件中例如包含低频振动的振幅。
在利用解析处理部45读入了除了使作为数控轴的驱动轴进行动作的指令以外的、使机械进行动作的指令即辅助指令的情况下，机械控制信号处理部46对PLC电路部47通知已指示了辅助指令。如果PLC电路部47从机械控制信号处理部46接收到已指示了辅助指令的通知，则执行与所指示的辅助指令相对应的处理。
插补处理部48具有：指令移动量计算部481，其在数控装置1的控制周期即处理周期的期间，利用由解析处理部45进行解析所得到的移动指令而对以指定的进给速度移动的移动量即指令移动量进行计算；振动移动量计算部482，其对用于使刀具或者加工对象振动的处理周期的期间的移动量即振动移动量进行计算；移动量叠加部483，其对使每个处理周期内的指令移动量和振动移动量叠加所得到的叠加移动量进行计算；以及螺纹车削振动调整部484，其对振动螺纹车削加工开始时的振动的相位进行调整。此外，还将处理周期称为插补周期。
加减速处理部49按照预先指定的加减速模式，将从插补处理部48输出的各驱动轴的叠加移动量变换为考虑了加减速的每个处理周期内的移动指令。轴数据输出部50将由加减速处理部49进行处理的每个处理周期内的移动指令输出至对各驱动轴进行控制的X轴伺服控制部13X、Z轴伺服控制部13Z、以及主轴控制部16。
为了一边使切削刀具或者加工对象振动一边进行加工，如上所述，在进行加工时，只要使加工对象和切削刀具相对地移动即可。图2以及图3是示意地表示进行车削加工的实施方式1所涉及的数控装置1的轴的结构的图。在图2以及图3中，在纸面内设置有正交的Z轴和X轴。图2是表示将加工对象61固定、且仅使进行车削加工的切削刀具即刀具62沿Z轴方向和X轴方向移动的情况下的状况的图。另外，图3是表示使加工对象61沿Z轴方向移动、且使刀具62沿X轴方向移动的情况下的状况的图。无论在图2以及图3的任何情况下，通过将作为移动的对象的加工对象61以及刀具62的二者或任一者设置于伺服电机11、且将主轴电机14设置于加工对象61，都能够进行下面说明的低频振动螺纹车削加工处理。
首先，进行对未伴随有低频振动的螺纹车削加工的说明。图4是表示执行螺纹车削加工的情形的图。此外，在下面的说明中，将作为沿所形成的螺纹的导程方向移动的进给轴的导程轴(lead axis)设为Z轴、且将沿与导程轴垂直的方向移动的进给轴设为X轴而进行说明。此外，导程方向成为主轴的旋转轴的方向。
如图4所示，加工对象61因主轴的旋转而旋转，刀具62沿作为导程方向的Z轴方向移动。在正常的螺纹车削加工中，反复进行多次用于形成螺纹槽的进刀，因此使Z轴方向的进给轴的位置与主轴的旋转相位同步而对螺纹进行加工。如果主轴的旋转速度和Z轴方向的移动速度分别为恒定速度，则形成为等间隔的螺纹节距的螺纹槽。
图5是表示对具有锥状的锥螺纹执行螺纹车削加工的情形的图。即使在数控装置1在作为锥螺纹的导程轴的Z轴的方向和作为与导程轴垂直的轴的X轴的方向上进行移动的插补的情况下，也使导程轴方向上的进给轴的位置与主轴的旋转相位同步而对螺纹进行加工。
在如图4那样进行螺纹车削加工的情况下，通过与第1次的进刀相比在第2次的进刀时将螺纹槽加工得更深的方法，正常地进行多次进刀而实施加工。图6中示出了进行多次进刀的螺纹车削加工的情形。如图6所示，第1次的进刀量和第2次的进刀量相加所得的值成为第2次的进刀之后的槽的深度。在该情况下，在多次的进刀加工中，使进给轴的进给量和主轴旋转量的关系相同，由此除了在多次的进刀加工中的进刀量以外形成相同形状的螺纹槽。而且，能够在加工程序432中指定螺纹车削动作开始时即导程轴的移动开始时的主轴的相位、即角度。具体而言，能够以检测器15的安装角度或者参数431来设定相位的基准点，能够在加工程序432中指定相对于相位的基准点的角度即“螺纹车削开始偏移角度”。例如，将螺纹车削偏移角度和进刀开始时的Z轴位置设为在每次进刀时都相同，由此在每次进刀时都能够在相同部位进行进刀。
图7至图10中示出了进行多次进刀的情况下的、螺纹车削加工中的具有代表性的进刀模式。图7至图10示出了在螺纹槽的任意1个部位的截面中通过多次进刀而切削的部分。图7示出了刀具62的刀尖的Z轴坐标每次都相同的“直角进刀”的进刀模式。图8至图10示出了刀尖的Z轴坐标每次都不同的进刀模式。图8示出了“单侧刃进刀”的进刀模式。图9示出了“校正单侧刃进刀”的进刀模式。图10示出了“交错进刀”的进刀模式。根据图8至图10的每次的Z轴坐标都不同的进刀模式，能获得使切屑的飞溅方向变化等效果。
下面，对在螺纹车削起点的刀尖的Z轴坐标每次都相同的“直角进刀”和螺纹车削起点的刀尖的Z轴坐标每次都不同的“单侧刃进刀”的情况下，包含进刀开始后的刀具62的刀尖在Z轴方向上的移动在内的动作进行说明。
图11示出了螺纹车削起点的刀尖的Z轴坐标每次都相同的“直角进刀”的情况下的每次的刀尖点的轨迹。作为进给轴的Z轴的位置和主轴的相位的关系每次都相同。即，在螺纹车削起点等待主轴的相位到达预先规定的螺纹车削开始基准点。螺纹车削开始基准点是预先规定的主轴的相位，且是成为主轴的基准的相位。而且，螺纹车削起点的Z轴位置每次都相同。
在主轴的同一相位处以使得螺纹车削起点处的刀尖的Z轴坐标如“单侧刃进刀”那样每次都不同的方式进行加工的情况下，存在如下方法：如上所述，以固定为使得主轴的相位每次都相同的螺纹车削开始基准点的方式使螺纹车削起点的Z轴位置错开的方法(方法1)；以及使螺纹车削起点的Z轴位置每次都相同地使螺纹车削开始时的主轴的相位错开的方法(方法2)。在上述两种情况下，针对加工对象的加工本身相同。下面对(方法1)以及(方法2)的详情进行说明。
(方法1)
图12示出了“单侧刃进刀”中的(方法1)的情况下的每次的刀尖点的轨迹。在(方法1)中，进给轴位置距起点的距离和主轴相位的关系每次都相同。即，在螺纹车削起点等待主轴的相位到达螺纹车削开始基准点。而且，螺纹车削起点的Z轴位置每次都不同。进给轴移动量和主轴旋转量的比率每次都相同。
图13是表示(方法1)的加工程序432的一个例子的图。图14是表示以圆筒展开面而示出加工对象61的表面的情况下的、圆筒面上的通过(方法1)形成的刀具轨迹的图。如图13的加工程序432的第2行的“Z10.0”、第5行的“Z9.9”以及第9行的“Z9.8”所示，螺纹车削起点的Z轴位置每次都不同。图14中的螺纹车削开始点的Z轴位置也显示出螺纹车削起点的Z轴位置每次都不同。如图13的加工程序432的第3行、第7行以及第11行的“Q0.0”、以及图14所示，第1次至第3次的螺纹车削加工的起点的主轴相位全部都是相同的值。
(方法2)
该方法中的螺纹车削起点的Z轴位置每次都相同。因此，刀尖点的轨迹与图11相同。然而，进给轴位置和主轴的相位的关系每次都不同。具体而言，与相当于(方法1)的图12中错开的Z轴移动量的主轴的旋转量相应地，使螺纹车削开始时的主轴的相位以“螺纹车削开始偏移角度”而错开。即，“螺纹车削开始偏移角度”每次都不同。进给轴移动量和主轴旋转量的比率每次都相同。
图15是表示(方法2)的加工程序432的一个例子的图。图16是表示以圆筒展开面示出加工对象61的表面的情况下的圆筒面上的、通过(方法2)形成的刀具轨迹的图。如图15的加工程序432的第2行的“Z10.0”、第5行的“Z10.0”以及第9行的“Z10.0”所示，螺纹车削起点的Z轴位置每次都相同。图16的Z轴螺纹车削开始位置也显示出螺纹车削起点的Z轴位置每次都相同。而且，如图15的加工程序432中的第3行的“Q0.0”、第7行的“Q324.0”以及第11行的“Q288.0”所示，将第1次至第3次的螺纹车削加工的起点的主轴相位指定为以与图14中错开的Z轴移动量相当的主轴的旋转量、即“螺纹车削开始偏移角度”而错开。由此，如图16所示，第1次至第3次的螺纹车削加工的起点的主轴相位，第1次为360°(＝0°)，与此相对，第2次为324°(＝＝﹣36°)，第3次为288°(＝＝﹣72°)，与图14中错开的Z轴移动量相对应地以等间隔错开。
以上说明的(方法1)和(方法2)还能够应用于“校正单侧刃进刀”以及“交错进刀”。至此，结束对未伴随有振动的螺纹车削加工的说明。
下面，说明在螺纹车削加工使低频振动叠加的情况。图17是说明针对螺纹车削加工而使X轴方向的振动叠加的情形进行说明的图。如图17所示，在螺纹车削加工动作中，使与导程方向垂直的方向即X轴方向上的往返进给移动即振动与刀具62的导程方向即Z轴方向上的动作叠加。X轴方向上的振动的叠加由振动移动量计算部482以及移动量叠加部483之类的振动单元来执行。此外，在下面的说明中，在形成等间隔的螺纹节距的螺纹槽的情况下，主轴的旋转速度和Z轴方向的移动速度分别为恒定速度。即，将主轴的旋转速度和Z轴方向的移动速度设为保持预先规定的速度比。
图18是表示主轴每旋转1圈的振动次数为2次的振动条件下的低频振动螺纹车削加工的动作例的图。图18中的横轴为主轴旋转量，纵轴为X轴位置。如图18所示，相对于程序指令路径，使X轴方向上的振动叠加。即，使振动在从加工对象61退刀的方向上叠加。具体而言，通过振动的叠加而控制为不比程序指令路径更深地对加工对象61进行进刀。在图18中，第1次的螺纹车削加工至第3次的螺纹车削加工为低频振动螺纹车削加工，第4次的螺纹车削加工为未伴随有振动的精加工。
并且，在每次的实际指令路径中，使振动的振幅大于进刀量。在图18中，示出了如下情况，即，第1次的螺纹车削加工的振动的峰值超过工件直径，第1次的螺纹车削加工的振幅大于第1次的螺纹车削加工的进刀量。在此基础上，使每次振动的相位和其前一次振动的相位相对于主轴的旋转量所示的相位以振动相位偏移量而错开，由此能够将切屑分断。在图18中示出了如下状况，即，振动相位偏移量＝180°，每次错开180°的振动相位。但是，振动相位偏移量并不限定于180°。可以由参数431来指示振动相位偏移量，也可以由螺纹车削振动调整部484对振动相位偏移量进行保持。另外，如后所述，也可以由加工程序432指定振动相位偏移量。
图19是以浓淡不同的方式示出如图18那样使每次振动的相位错开180°时的第1次和第2次的进刀深度的图。浓色部分表示较深地进刀后的部分，淡色部分表示较浅地进刀后的部分。如图19所示，对于第1次较深地进刀的部分，第2次较浅地进刀，由此能够在进刀后的区域中的虚线部分将切屑分断，能够获得振动切削的优点。因此，在低频振动螺纹车削加工中，能够获得如下振动切削的优点，即，在每次进刀时，以形成为使得每次振动的相位错开180°的指定关系的方式对主轴的相位和振动的相位进行控制，由此将切屑分断。此外，在图18所示的第4次的精加工中，进行保持原样地将程序指令路径设为实际指令路径的、未使振动叠加的螺纹车削动作，由此高精度地对精加工面进行加工。
首先，对在(方法1)的螺纹车削加工中以使每次的振动开始时的振动的相位错开180°的方式使低频振动叠加的情况下的具体例进行说明。在(方法1)中使低频振动叠加的情况下的加工程序432与图13相同，但指示与图13的加工程序432不同的低频振动的条件。在该例子中，设为如下关系，即，主轴旋转1圈时恰好振动1次，即，主轴旋转1圈所花费的时间为振动的1个周期。图20是在通过(方法1)使低频振动叠加的情况下，从上按顺序在上部示出以圆筒展开面示出加工对象61的表面时的圆筒面上的刀具轨迹，在中部示出作为导程轴位置的Z轴位置和X轴位置的关系，且在下部示出主轴相位和X轴位置的关系的图。将横轴设为Z轴位置、且将纵轴设为主轴的相位而示出圆筒面上的刀具轨迹。
如图13的加工程序432的第2行的“Z10.0”、第5行的“Z9.9”以及第9行的“Z9.8”所示，螺纹车削起点的Z轴位置每次都不同。图20的刀具轨迹的螺纹车削开始点的Z轴位置也显示出螺纹车削开始点的Z轴位置以0.1mm的单位错开而每次都不同。如图13的加工程序432的第3行、第7行以及第11行的“Q0.0”、以及图20所示，第1次至第3次的螺纹车削加工的开始点的主轴相位全部都是相同的值。在该情况下，在每次的螺纹车削加工的开始点处，使振动的相位分别错开180°。
如图20的中部示出的、Z轴位置和X轴位置的关系所示，Z轴相位和X轴位置所示的振动相位的关系并非每次错开180°的关系。然而，根据与图20的上部的刀具轨迹中主轴相位例如为180°时的第1次至第3次的螺纹车削加工相对应的图20的中部示出的A点、B点以及C点的X轴位置所示的振动相位明确可知，在第1次至第3次的螺纹车削加工中的相同的主轴相位时每次的振动相位错开180°。即，如图20的下部的主轴相位和X轴位置的关系所示，成为每次振动的相位错开180°的关系。这样，在(方法1)中，如果使振动的相位在每次的螺纹车削开始点处错开180°，则能够获得每次振动的振动相位相对于相同的主轴相位错开180°的关系。
下面，对(方法2)的螺纹车削加工中与上述的(方法1)的情况同样地以使每次振动开始时的振动相位错开180°的方式使低频振动叠加的情况下的具体例进行说明。在(方法2)中使低频振动叠加的情况下的加工程序432与图15相同，但与图15的加工程序432相比指示了不同的低频振动的条件。在该例子中也形成为如下关系，即，主轴旋转1圈恰好振动1次，即，主轴旋转1圈所花费的时间为振动的1个周期。图21是在通过(方法2)使低频振动叠加的情况下，从上按顺序在上部示出以圆筒展开面而示出加工对象61的表面时的圆筒面上的刀具轨迹，在中部示出作为导程轴位置的Z轴位置和X轴位置的关系，且在下部示出主轴相位和X轴位置的关系的图。将横轴设为Z轴位置、且将纵轴设为主轴的相位而示出圆筒面上的刀具轨迹。
如图15的加工程序432的第2行、第5行以及第9行的“Z10.0”所示，螺纹车削起点的Z轴位置每次都相同。图21的刀具轨迹的螺纹车削开始点的Z轴位置也显示出该情况。然而，如图15的加工程序432的第3行的“Q0.0”、第7行的“Q324.0”及第11行的“Q288.0”、以及图21所示，第1次至第3次的螺纹车削加工的开始点的主轴相位以与(方法1)中的Z轴移动量相当的主轴的旋转量、即“螺纹车削开始偏移角度”错开而每次都不同。而且，在图21的情况下，使振动的相位在每次的螺纹车削开始点处错开180°。
在图21的中部示出的Z轴位置和X轴位置的关系中，如相同的Z轴位置处的A点、B点以及C点的X轴位置所示的振动相位所示，Z轴位置和X轴位置所示的振动相位的关系为每次错开180°的关系。然而，如图21的下部示出的主轴相位和X轴位置的关系所示，并未形成为每次振动的相位错开180°的关系。即，仅通过使振动的相位在每次的螺纹车削开始点处错开180°，无法获得每次振动的振动相位相对于相同的主轴相位错开180°的关系。
因此，在(方法2)的螺纹车削加工中，在预先使振动开始时的振动相位错开与“螺纹车削开始偏移角度”的错开量相当的量的基础上，以使得每次振动开始时的振动相位错开180°的方式使低频振动叠加。使低频振动叠加的情况下的加工程序432与图15相同，但与图15的加工程序432相比指示了不同的低频振动的条件。
在该例子中也形成为如下关系，即，主轴旋转1圈则恰好振动1次，即，主轴1旋转所花费的时间为振动的1个周期。主轴的旋转和振动形成为这样预先规定的关系，因此使振动开始时的振动相位预先错开与“螺纹车削开始偏移角度”的错开量相当的量，相当于使X轴位置错开与作为主轴的相位偏移量的“螺纹车削开始偏移角度”相当的振动相位量。
具体而言，振动指令解析部452读取在加工程序432中指定的“螺纹车削开始偏移角度”并将其存储于共享区域434。螺纹车削振动调整部484基于存储于共享区域434的“螺纹车削开始偏移角度”而使驱动部10对振动开始时的振动相位、即X轴位置进行调整。
图22是在通过(方法2)使振动开始时的振动相位以相当于“螺纹车削开始偏移角度”的错开量错开的基础上使低频振动叠加的情况下，从上按顺序在上部示出以圆筒展开面而示出加工对象61的表面时的圆筒面上的刀具轨迹，在中部示出作为导程轴位置的Z轴位置和X轴位置的关系，且在下部示出主轴相位和X轴位置的关系的图。将横轴设为Z轴位置、且将纵轴设为主轴的相位而示出圆筒面上的刀具轨迹。
在该例子中，如图22的中部所示，在每次振动开始时，使X轴位置错开与“螺纹车削开始偏移角度”相当的振动相位量。因此，形成为如下关系，即，与在图22的上部的刀具轨迹中主轴相位例如为180°时的第1次至第3次的螺纹车削加工相对应的、图22的中部示出的A点、B点以及C点的X轴位置所示的振动相位每次错开180°。即，如图22的下部的主轴相位和X轴位置的关系所示，形成为每次振动的相位错开180°的关系。这样，在(方法2)中，在使X轴位置错开与“螺纹车削开始偏移角度”相当的振动相位量的基础上，如果使振动的相位在每次的螺纹车削开始点处错开180°，则能获得每次振动的振动相位相对于相同的主轴相位错开180°的关系。
根据实施方式1所涉及的数控装置1，如利用图20以及图22说明的那样，相对于主轴的相位对振动的相位进行控制，从而在低频振动螺纹车削加工中能够在多次进刀加工的每一次适当地对振动的相位进行调整。由此，能够在螺纹车削加工中获得将切屑分断的效果。
在下面的实施方式2以及3中，对如下2种方法进行详细说明，即，在使相对于主轴的旋转周期具有预先规定的比的周期的振动叠加的螺纹车削加工中，在考虑了确定使朝向螺纹导程轴方向的移动开始的定时的“螺纹车削开始偏移角度”以及作为螺纹车削加工的每次的振动相位的错开量的指定的相位偏移量的基础上，数控装置1能够以上述方式对振动相位以及振动开始的定时进行调整。
实施方式2.
图23是表示实施方式2所涉及的数控装置1的低频振动螺纹车削加工的动作的流程图。在实施方式1中说明的图1示出了数控装置1的结构。在实施方式2中，执行与指定的振动的相位偏移量相对应的X轴的预备移动。
具体而言，在图23的步骤S101中，驱动部10使X轴以及Z轴移动至螺纹车削开始位置。随后，螺纹车削振动调整部484使驱动部10在X轴方向上从振动开始时的基准振动相位向以指定的振动相位偏移量偏移后的“校正相位”处的振动位置进行预备移动(步骤S102)。振动的相位偏移量是预先规定的值，这里为180°。另外，在振动的相位偏移量为180°的情况下，“校正相位”也为180°。作为从360°减去振动的相位偏移量所得到的值而求出“校正相位”。在该情况下，通过360°－180°＝180°而求出“校正相位”。
在步骤S102之后，在步骤S103中由螺纹车削振动调整部484判断主轴是否到达螺纹车削开始基准点的相位。直至主轴到达螺纹车削开始基准点的相位为止(步骤S103：No)，反复执行步骤S103。在主轴到达螺纹车削开始基准点的相位的时刻(步骤S103：Yes)，螺纹车削振动调整部484将驱动部10控制为使得X轴方向的振动开始(步骤S104)。步骤S104中使X轴的振动开始时的振动相位是与步骤S102的预备移动相当的相位、即“校正相位”，即，从“校正相位”开始进行振动。
然后，在步骤S104之后，在步骤S105中由螺纹车削振动调整部484判断主轴是否到达“螺纹车削开始基准点+螺纹车削开始偏移角度”的相位。直至主轴到达“螺纹车削开始基准点+螺纹车削开始偏移角度”的相位为止(步骤S105：No)，反复执行步骤S105。在主轴到达“螺纹车削开始基准点+螺纹车削开始偏移角度”的相位的时刻(步骤S105：Yes)，插补处理部48将驱动部10控制为使得Z轴的移动开始(步骤S106)。在螺纹车削开始偏移角度为0°的情况下，同时开始执行步骤S104和步骤S106。
下面，利用具体例对图23的流程图进行说明。此外，在每次的螺纹车削加工中都执行图23的流程，在下面的说明中，为了容易理解，主要利用第2次的螺纹车削加工进行说明。另外，图23的流程是与主轴、X轴以及Z轴全部都相关的动作，因此在下面的各动作例中利用“表示主轴相位和X轴位置的关系的图”以及“表示Z轴位置和X轴位置的关系的图”进行说明。
(动作例1-1)
图24是表示实施方式2中的动作例1-1的振动条件的图。动作例1-1是如下情况，即，Z轴的螺纹车削开始位置在第1次和第2次的螺纹车削加工中相同，并且“螺纹车削开始偏移角度”在第1次和第2次的螺纹车削加工中均为0°而相同。
图25是表示实施方式2中的动作例1-1的主轴相位和X轴位置的关系的图。在第2次的螺纹车削加工中，在步骤S101中向未图示的螺纹车削开始位置移动之后，图25中使未图示的X轴的预备移动(步骤S102)完毕的状态为图25中的(1)的状态。然后，在主轴到达螺纹车削开始基准点的相位的时刻(步骤S103：Yes)的图25中的(2)处，示出了如下情况，即，如果以使螺纹车削开始点处的振动相位错开“校正相位”＝180°的方式开始振动(步骤S104)，则能够获得X轴位置所示的振动的振动相位相对于相同的主轴相位，在第1次的螺纹车削加工和第2次的螺纹车削加工中以作为振动的相位偏移量的180°而错开的关系。
图26是表示实施方式2中的动作例1-1的Z轴位置和X轴位置的关系的图。在第2次的螺纹车削加工中，直至图26中的A处为止，移动至螺纹车削开始位置(步骤S101)，在图26中的B的范围使X轴进行预备移动(步骤S102)。然后，在图26中的C处等待主轴到达螺纹车削开始基准点，在主轴到达螺纹车削开始基准点的时刻(步骤S103：Yes)使X轴方向的振动从“校正相位”开始(步骤S104)。在动作例1-1中，第2次的“螺纹车削开始偏移角度”为0°，因此在图26的C处主轴到达螺纹车削开始基准点的时刻(步骤S103：Yes)，步骤S105也变为“Yes”，因此在步骤S104中使X轴方向的振动开始的同时，使Z轴的移动开始(步骤S106)。
此外，在图26中示出了如下情况，即，“第1次(2)”所示的部位在表示动作例1-1的主轴相位和X轴位置的关系的图25中，与在第1次的螺纹车削加工中主轴相位变为(2)时相对应。即，在图26的“第1次(2)”处示出了如下情况，即，在第1次的螺纹车削加工中，X轴方向的振动的开始(步骤S104)以及Z轴方向的移动(步骤S106)同时开始。同样地，图26中的“第2次(1)、(2)”所示的部位示出了如下情况，即，在图25中，与在第2次的螺纹车削加工中主轴相位变为(1)以及(2)时相对应。即，在图26中的C处示出了如下情况，即，在第2次的螺纹车削加工中，在步骤S102的预备移动完毕之后，在图25中主轴相位从(1)变化为(2)的期间，X轴方向的振动未开始而等待主轴到达螺纹车削开始基准点。即使在下面所示的每个动作例的与“表示主轴相位和X轴位置的关系的图”相对应的“表示Z轴位置和X轴位置的关系的图”中，也以同样的标记示出了与每次螺纹车削加工的主轴相位的位置的对应关系。
(动作例1-2)
图27是表示实施方式2中的动作例1-2的振动条件的图。动作例1-2为如下情况，即，Z轴的螺纹车削开始位置在第1次和第2次的螺纹车削加工中不同，并且“螺纹车削开始偏移角度”在第1次和第2次的螺纹车削加工中均为0°而相同。动作例1-2中的动作与图20相同。动作例1-2的主轴相位和X轴位置的关系与图25相同。
图28是表示实施方式2的动作例1-2中的Z轴位置和X轴位置的关系的图。在第2次的螺纹车削中，移动至作为与第1次的螺纹车削开始点不同的螺纹车削开始点的图28中的A的螺纹车削开始位置(步骤S101)，使X轴在图28中的B的范围进行预备移动(步骤S102)。而且，在图28的C处，等待主轴到达螺纹车削开始基准点，在主轴到达螺纹车削开始基准点的时刻(步骤S103：Yes)使X轴方向的振动从“校正相位”开始(步骤S104)。在动作例1-2中，第2次的“螺纹车削开始偏移角度”也为0°，因此在图28中的C处主轴到达螺纹车削开始基准点的时刻(步骤S103：Yes)步骤S105也变为“Yes”，因此在步骤S104中使X轴方向的振动开始的同时使Z轴的移动开始(步骤S106)。
(动作例1-3)
图29是表示实施方式2中的动作例1-3的振动条件的图。动作例1-3为如下情况，即，Z轴的螺纹车削开始位置在第1次和第2次的螺纹车削加工中相同，并且“螺纹车削开始偏移角度”在第1次和第2次的螺纹车削加工中不同。动作例1-3中的动作与图22相同。
图30是表示实施方式2的动作例1-3中的主轴相位和X轴位置的关系的图。在第2次的螺纹车削加工中，在图30中的(1)处使X轴方向的预备移动完毕(步骤S102)，在图30的(2)处，主轴到达螺纹车削开始基准点的相位(步骤S103：Yes)，因此使振动的相位以“校正相位”＝180°错开而开始振动(步骤S104)，并且等待主轴以“螺纹车削开始偏移角度”进行旋转(步骤S105：Yes)，使Z轴的移动从图30中的(3)处开始(步骤S106)。由此，示出了如下情况，即，能获得X轴位置所示的振动的振动相位相对于相同的主轴相位错开180°的关系。
图31是表示实施方式2的动作例1-3中的Z轴位置和X轴位置的关系的图。在第2次的螺纹车削加工中，直至图31中的A处为止，移动至与第1次相同的Z轴位置的螺纹车削开始位置(步骤S101)，在图31中的B的范围使X轴进行预备移动(步骤S102)。在图31中的C处，在主轴达到螺纹车削开始基准点的时刻(步骤S103：Yes)使X轴方向的振动从“校正相位”开始(步骤S104)。而且，在图31中的D处，在主轴到达指定的螺纹车削开始偏移角度的时刻(步骤S105：Yes)使Z轴的移动开始(步骤S106)。
图32中示出了Z轴的螺纹车削开始位置每次都相同、且每次的“螺纹车削开始偏移角度”都不同的动作例1-3的详细的加工程序432的一个例子。在图32的加工程序432中，进刀次数共计为4次，第1次至第3次的进刀为低频振动螺纹车削加工，第4次为未伴随有振动的精加工。如图32中的“N10”、“N20”、“N30”以及“N40”的各程序块中的“Z100.0”所示，Z轴的螺纹车削开始位置每次都相同。然而，如在图32的“N11”处为“Q0.0”、在“N22”处为“Q325.584”、在“N32”处为“Q299.088”、在“N42”处为“Q297.648”那样，指示使得每次的“螺纹车削开始偏移角度”都不同的指令。此外，X轴的移动指令为直径值指令，如果指示例如1mm的指令，则X轴移动作为一半的值的0.5mm，Z轴的移动指令为半径值指令，如果指示例如1mm的指令，则Z轴直接移动1mm。
下面示出执行图32的加工程序432时的加工条件。
如指定为“N03”程序块中的G165指令的X地址那样，工件直径为10mm。刀具刀尖角度为60°。螺纹牙的高度、即进刀的深度为1.75mm。
对“N03”程序块中的“G165P3”指令所涉及的振动螺纹车削模式中的振动相位偏移量进行缺省设定，奇数次数的进刀时的振动相位偏移量为0°，偶数次数的进刀时的振动相位偏移量为180°。即，第1次以及第3次的振动相位偏移量为0°，第2次的振动相位偏移量为180°。此外，在该例子中，主轴每旋转1圈时的振动次数设为2次。
另外，根据“N03”程序块中的G165指令的X地址所指定的工件直径、Q地址所指定的“进刀量振幅比率”以及每次的螺纹车削开始位置而对振动的振幅，以下面的方式进行规定。在图32的加工程序432中，在“N03”程序块中，将工件直径指定为10mm，将“进刀量振幅比率”指定为1.2。
第1次的螺纹车削：根据“N03”程序块中的G165指令的X地址所指定的工件直径10mm、以及“N10”程序块中指定为“X8.0”的螺纹车削开始位置8mm而对“进刀量”进行计算，根据“进刀量”ד进刀量振幅比率”而对振幅进行计算。具体而言，“进刀量”根据10－8＝2而变为2mm。因此，根据“进刀量”ד进刀量振幅比率”＝2×1.2＝2.4而将振动的振幅确定为2.4mm。
第2次以及第3次的螺纹车削：根据上一次的螺纹车削开始位置和此次的螺纹车削开始位置而对“进刀量”进行计算，根据“进刀量”ד进刀量振幅比率”而对振幅进行计算。例如对于第2次的振幅，根据“N10”程序块中指定为“X8.0”的螺纹车削开始位置8mm、以及“N21”程序块中指定为“X7.172”的螺纹车削开始位置7.172mm、并通过8－7.172而计算出“进刀量”，并对其乘以“进刀量振幅比率”的1.2而计算出振幅。
第4次的螺纹车削：如“N42”程序块中的G32指令的A地址指定的那样，将振幅量指定为0.0mm，即，在第4次的螺纹车削中指定为不使振动叠加。
以上使用“进刀量”和“进刀量振幅比率”作为对振幅进行规定的值，但也可以直接指定“进刀量与振幅之差”或者振幅。但是，在以G32指令的A地址而直接指定振幅量的情况下，优先采用该方式。
此外，以上述方式求出的每次螺纹车削加工的振动的振幅，能够将其用于在实施方式2的表示低频振动螺纹车削加工的动作的流程图中的步骤S102中所执行的预备移动量的计算。即，振动指令解析部452能够根据图32的加工程序432而求出振动的振幅，能够经由共享区域434而提供给螺纹车削振动调整部484。
图33是表示图32的加工程序432所涉及的振动叠加前的程序指令路径的图。Z轴的螺纹车削开始位置从第1次起直至第4次为止每次都相同且为100mm。图34是表示不存在图32的加工程序432所涉及的振动的情况下的螺纹槽截面的加工情况的图。如实施方式1中说明的(方法2)那样设想为，以每次的“螺纹车削开始偏移角度振动指令解析部452”都不同的方式发出指令，由此变为“单侧刃进刀”。
图35是表示执行图32的加工程序432时的主轴相位和X轴位置的关系的图。示出了如下情况，即，能够获得X轴位置所示的振动的振动相位相对于相同的主轴相位每次错开180°的关系。图36是表示与执行图32的加工程序432时的每次的“螺纹车削开始偏移角度”相对应的振动相位的偏移量的图。第1次的振动相位偏移量为0°，主轴每旋转1圈时的振动次数为2次，即，振动的相位偏移量为主轴的相位偏移量的2倍，第2次与“N22”中的“Q325.584”相对应地使振动相位错开651.168°，第3次与“N32”中的“Q299.088”相对应地使振动相位错开598.176°。第4次是不使振动叠加的精加工。
(动作例1-4)
图37是表示实施方式2中的动作例1-4的振动条件的图。动作例1-4为如下情况，即，Z轴的螺纹车削开始位置在第1次和第2次的螺纹车削加工中不同，并且“螺纹车削开始偏移角度”在第1次和第2次的螺纹车削加工中不同。动作例1-4的主轴相位和X轴位置的关系与图30相同。
图38是表示实施方式2中的动作例1-4的Z轴位置和X轴位置的关系的图。与动作例1-3的图31不同，在动作例1-4中，在第2次的螺纹车削中，直至图38中的A处为止，移动至与第1次不同的螺纹车削开始位置(图23的步骤S101)。而且，在图38中的B的范围使X轴进行预备移动(步骤S102)。在图38中的C处，在主轴到达螺纹车削开始基准点的时刻(步骤S103：Yes)使X轴方向的振动从“校正相位”开始(步骤S104)。而且，在图38中的D处，在主轴到达指定的螺纹车削开始偏移角度的时刻(步骤S105：Yes)使Z轴的移动开始(步骤S106)。
(动作例1-3的变形例)
图39是表示图31中示出的动作例1-3的变形例中的Z轴位置和X轴位置的关系的图。在图39中，同时执行图23中的步骤S101和S102而移动至图39中的A处。即，可以在螺纹车削开始位置的定位的同时进行向振动开始位置的X轴方向上的移动。具体而言，在发出了相对于螺纹车削开始位置的定位指令时，先读取加工程序432的下一个程序块而预先对与根据相位偏移量求出的“校正相位”相应的X轴的预备移动量进行计算，使相对于螺纹车削开始位置的定位路径的终点偏移而进行定位动作，移动至图39中的A处。图39中的A处以后、即步骤S103以后的动作与图31中的C处以后的动作相同。这样，在动作例1-1、1-2以及1-4中，也能够执行在螺纹车削开始位置的定位的同时进行向振动开始位置的X轴上的移动。
如以上说明，根据实施方式2所涉及的数控装置1，在低频振动螺纹车削加工中，在多次进刀加工中的每一次都能够适当地对振动的相位进行调整，能够获得将切屑分断的效果。
实施方式3.
图40是表示通过实施方式3所涉及的数控装置1进行的低频振动螺纹车削加工的动作的流程图。利用实施方式1说明的图1中示出了数控装置1的结构。在实施方式3中，求出与指定的相位偏移量相对应的X轴的移动所花费的时间。
具体而言，在图40的步骤S201中，驱动部10使X轴以及Z轴移动至螺纹车削开始位置。随后，螺纹车削振动调整部484对指定的振动的相位偏移量的振动所需的时间进行计算(步骤S202)。振动的相位偏移量是预先规定的值，例如为180°。
在步骤S202之后，在步骤S203中，由螺纹车削振动调整部484判断Z轴是否处于等待移动开始的状态、且主轴是否到达“螺纹车削开始基准点+螺纹车削开始偏移角度”的相位。在Z轴处于等待移动开始的状态、且主轴到达“螺纹车削开始基准点+螺纹车削开始偏移角度”的相位的时刻(步骤S203：Yes)，螺纹车削振动调整部484将驱动部10控制为使得Z轴的移动开始(步骤S204)。
在步骤S204之后，在步骤S205中，由螺纹车削振动调整部484判断X轴是否处于等待振动开始的状态、且从主轴到达螺纹车削开始基准点的时刻起是否经过了步骤S202中求出的时间。在步骤S203中，在Z轴已经开始移动的情况下、或者主轴未到达“螺纹车削开始基准点+螺纹车削开始偏移角度”的相位的情况下(步骤S203：No)也进入步骤S205。
而且，在X轴处于等待振动开始的状态、且从主轴到达螺纹车削开始基准点的时刻起经过了步骤S202中求出的时间的时刻(步骤S205：Yes)，螺纹车削振动调整部484使X轴的振动从振动相位0°即初始相位开始(步骤S206)。
在步骤S206之后进入步骤S207。在步骤S205中，在X轴已经开始振动的情况下、或者从主轴到达螺纹车削开始基准点的时刻起未经过步骤S202中求出的时间的情况下(步骤S205：No)也进入步骤S207。在步骤S207中，由螺纹车削振动调整部484判断Z轴是否已经开始移动、且X轴是否已经开始振动。如果Z轴已经开始移动、且X轴已经开始振动(步骤S207：Yes)则结束处理，在Z轴未开始移动的情况下或者X轴未开始振动的情况下(步骤S207：No)返回至步骤S203。
根据图40的流程图，在步骤S202中求出的时间比主轴以螺纹车削开始偏移角度进行旋转所需的时间长的情况下，在Z轴的移动开始(步骤S204)之后使X轴的振动开始(步骤S206)。然而，在步骤S202中求出的时间比主轴以螺纹车削开始偏移角度进行旋转所需的时间短的情况下，在X轴的振动开始(步骤S206)之后使Z轴的移动开始(步骤S204)。在步骤S202中求出的时间与主轴以螺纹车削开始偏移角度进行旋转所需的时间相等的情况下，使Z轴的移动(步骤S204)和X轴的振动(步骤S206)同时开始。
下面，利用具体例对图40的流程图进行说明。此外，在每次的螺纹车削加工中都执行图40的流程，在下面的说明中，为了容易理解，主要利用第2次的螺纹车削加工进行说明。另外，图40的流程是与主轴、X轴以及Z轴全部都相关的动作，在下面的各动作例中，利用“表示主轴相位和X轴位置的关系的图”以及“表示Z轴位置和X轴位置的关系的图”进行说明。
此外，在下面的(动作例2-1)、(动作例2-2)、(动作例2-3)以及(动作例2-4)中，对步骤S202中求出的时间比主轴以螺纹车削开始偏移角度进行旋转所需的时间长的情况进行说明。在这些动作例中，在步骤S204之后执行S206。另一方面，在(动作例2-3的变形例)中，对步骤S202中求出的时间比主轴以螺纹车削开始偏移角度进行旋转所需的时间短的情况进行说明。在(动作例2-3的变形例)中，在步骤S206之后执行S204。
(动作例2-1)
图41是表示实施方式3中的动作例2-1的振动条件的图。动作例2-1为如下情况，即，Z轴的螺纹车削开始位置在第1次和第2次的螺纹车削加工中相同，并且“螺纹车削开始偏移角度”在第1次和第2次的螺纹车削加工中为0°而相同。
图42是表示实施方式3中的动作例2-1的主轴相位和X轴位置的关系的图。在第2次的螺纹车削加工中，直至图42中的(1)处为止，在X轴移动至螺纹车削开始点(步骤S201)之后，“螺纹车削开始偏移角度”为0°，因此与第1次同样地在图42中的(2)处主轴到达螺纹车削开始基准点时(步骤S203：Yes)在Z轴方向上开始移动(步骤S204)。并且，从主轴到达螺纹车削开始基准点的时刻起等待在步骤S202中求出的振动的相位偏移量的振动所需的时间(步骤S205：Yes)，在图42中的(3)处X轴以振动相位0°开始振动(步骤S206)。由此，在图42中，示出了如下情况，即，能够获得X轴位置所示的振动的振动相位相对于相同的主轴相位在第1次和第2次错开180°的关系。
图43是表示实施方式3的动作例2-1的Z轴位置和X轴位置的关系的图。在第2次的螺纹车削中，直至图43中的A处为止，移动至螺纹车削开始位置(图40的步骤S201)，螺纹车削振动调整部484对指定的振动的相位偏移量的振动所需的时间进行计算(步骤S202)。而且，在动作例2-1中，“螺纹车削开始偏移角度”为0°，因此在图43中的A处在主轴到达螺纹车削开始基准点的相位的时刻(步骤S203：Yes)使Z轴的移动开始(步骤S204)。然后，在从使Z轴移动、且主轴到达螺纹车削开始基准点的时刻起经过了步骤S202中求出的时间的时刻(步骤S205：Yes)，即，在图43中的B处使X轴的振动从振动相位0°开始(步骤S206)。在步骤S206之后进入步骤S207，Z轴已经开始移动、且X轴已经开始振动(步骤S207：Yes)，因此结束处理。
(动作例2-2)
图44是表示实施方式3中的动作例2-2的振动条件的图。动作例2-2为如下情况，即，Z轴的螺纹车削开始位置在第1次和第2次的螺纹车削加工中不同，并且“螺纹车削开始偏移角度”在第1次和第2次的螺纹车削加工中为0°而相同。动作例2-2中的动作与图20相同。动作例2-2的主轴相位和X轴位置的关系与图42相同。
图45是表示实施方式3的动作例2-2中的Z轴位置和X轴位置的关系的图。在第2次的螺纹车削中，直至图45中的A处为止，在与第1次不同的Z轴的位置处移动至螺纹车削开始位置(图40的步骤S201)，螺纹车削振动调整部484对指定的振动的相位偏移量的振动所需的时间进行计算(步骤S202)。而且，在动作例2-2中，“螺纹车削开始偏移角度”为0°，因此在图45中的A处在主轴到达螺纹车削开始基准点的相位的时刻(步骤S203：Yes)使Z轴的移动开始(步骤S204)。然后，在从使Z轴移动、且主轴到达螺纹车削开始基准点的时刻起经过了步骤S202中求出的时间的时刻(步骤S205：Yes)，即，在图45中的B处使X轴的振动从振动相位0°开始(步骤S206)。在步骤S206之后进入步骤S207，Z轴已经开始移动、且X轴已经开始振动(步骤S207：Yes)，因此结束处理。
(动作例2-3)
图46是表示实施方式3中的动作例2-3的振动条件的图。动作例2-3为如下情况，即，Z轴的螺纹车削开始位置在第1次和第2次的螺纹车削加工中相同，并且“螺纹车削开始偏移角度”在第1次和第2次的螺纹车削加工中不同。动作例2-3中的动作与图22相同。
图47是表示实施方式3中的动作例2-3的主轴相位和X轴位置的关系的图。在第2次的螺纹车削中，直至图47中的(1)处为止，在X轴移动至螺纹车削开始点(步骤S201)之后，主轴在图47中的(2)处到达螺纹车削开始基准点的相位。而且，螺纹车削振动调整部484对指定的振动的相位偏移量的振动所需的时间进行计算(步骤S202)。然后，如果主轴在图47中的(3)处到达“螺纹车削开始基准点+螺纹车削开始偏移角度”的相位(步骤S203：Yes)，则Z轴开始移动(步骤S204)。而且，在作为在图47中的(2)处到达螺纹车削开始基准点之后经过了步骤S202中求出的时间的时刻(步骤S205：Yes)的主轴相位的位置的图47中的(4)处，X轴开始振动(步骤S206)。
图48是表示实施方式3的动作例2-3中的Z轴位置和X轴位置的关系的图。在第2次的螺纹车削中，在图48中的A处，移动至作为与第1次相同的Z轴位置的螺纹车削开始位置(步骤S201)，螺纹车削振动调整部484对指定的振动的相位偏移量的振动所需的时间进行计算(步骤S202)。而且，在图48中的A处，在主轴到达“螺纹车削开始基准点+螺纹车削开始偏移角度”的相位的时刻(步骤S203：Yes)使Z轴的移动开始(步骤S204)。然后，在从使Z轴移动、且主轴到达螺纹车削开始基准点的时刻起经过了步骤S202中求出的时间的时刻(步骤S205：Yes)，即，在图48中的B处使X轴的振动从振动相位0°开始(步骤S206)。在步骤S206之后进入步骤S207，Z轴已经开始移动、且X轴已经开始振动(步骤S207：Yes)，因此结束处理。
如实施方式3的开头所述，在步骤S202中求出的时间比主轴以螺纹车削开始偏移角度进行旋转所需的时间短的情况下，比(步骤S203：Yes)的判断先进行(步骤S205：Yes)的判断。即，在步骤S203中，在主轴未到达“螺纹车削开始基准点+螺纹车削开始偏移角度”的相位的情况下(步骤S203：No)所进入的步骤S205中，从主轴到达螺纹车削开始基准点的时刻经过了步骤S202中求出的时间(步骤S205：Yes)，X轴的振动从振动相位0°即初始相位开始(步骤S206)。即，先执行步骤S206，然后执行步骤S204。在下面的(动作例2-3的变形例)中，对这样的例子进行说明。
(动作例2-3的变形例)
动作例2-3的变形例的振动条件与图46相同。即，动作例2-3的变形例也为如下情况，即，Z轴的螺纹车削开始位置在第1次和第2次的螺纹车削加工中相同，并且“螺纹车削开始偏移角度”在第1次和第2次的螺纹车削加工中不同。因此，动作例2-3的变形例的动作也与图22相同。
图49是表示实施方式3的动作例2-3的变形例中的主轴相位和X轴位置的关系的图。在第2次的螺纹车削中，直至图49中的(1)处为止，在X轴移动至螺纹车削开始点(步骤S201)之后，主轴在图49中的(2)处到达螺纹车削开始基准点的相位。而且，螺纹车削振动调整部484对指定的振动的相位偏移量的振动所需的时间进行计算(步骤S202)。而且，在步骤S203中，在主轴仍未到达“螺纹车削开始基准点+螺纹车削开始偏移角度”的相位的情况下(步骤S203：No)所进入的步骤S205中，在作为从主轴到达螺纹车削开始基准点的时刻起经过了步骤S202中求出的时间的时刻(步骤S205：Yes)的图49中的(3)处，X轴开始振动(步骤S206)。
在步骤S206之后进入步骤S207，Z轴仍未开始移动(步骤S207：No)，因此返回至步骤S203。而且，如果主轴在图49中的(4)处到达“螺纹车削开始基准点+螺纹车削开始偏移角度”的相位(步骤S203：Yes)，则Z轴开始移动(步骤S204)。在步骤S204之后的步骤S205中，X轴已经开始振动(步骤S205：No)，因此未经由步骤S206而进入步骤S207，Z轴已经开始移动、且X轴开始振动(步骤S207：Yes)而结束处理。这样，在动作例2-3的变形例中，与步骤S204相比先执行步骤S206。
图50是表示实施方式3的动作例2-3的变形例中的Z轴位置和X轴位置的关系的图。在第2次的螺纹车削中，在图50中的A处移动至作为与第1次相同的Z轴位置的螺纹车削开始位置(步骤S201)，螺纹车削振动调整部484对指定的振动的相位偏移量的振动所需的时间进行计算(步骤S202)。而且，在从主轴到达螺纹车削开始基准点的时刻起经过了步骤S202中求出的时间的时刻(步骤S205：Yes)，即，在图50中的A处使X轴的振动从振动相位0°开始(步骤S206)。然后，在主轴在图50中的B处到达“螺纹车削开始基准点+螺纹车削开始偏移角度”的相位的时刻(步骤S203：Yes)使Z轴的移动开始(步骤S204)。
(动作例2-4)
图51是表示实施方式3中的动作例2-4的振动条件的图。动作例2-4为如下情况，即，Z轴的螺纹车削开始位置在第1次和第2次的螺纹车削加工中不同，并且“螺纹车削开始偏移角度”在第1次和第2次的螺纹车削加工中不同。动作例2-4的主轴相位和X轴位置的关系与图47相同。
图52是表示实施方式3中的动作例2-4的Z轴位置和X轴位置的关系的图。在第2次的螺纹车削中，在图52中的A处移动至作为与第1次不同的Z轴位置的螺纹车削开始位置(步骤S201)，螺纹车削振动调整部484对指定的振动的相位偏移量的振动所需的时间进行计算(步骤S202)。而且，在图52中的A处，在主轴到达“螺纹车削开始基准点+螺纹车削开始偏移角度”的相位的时刻(步骤S203：Yes)使Z轴开始移动(步骤S204)。然后，在从使Z轴移动、且主轴到达螺纹车削开始基准点的时刻起经过了步骤S202中求出的时间的时刻(步骤S205：Yes)，即，在图52中的B处使X轴的振动从振动相位0°开始(步骤S206)。在步骤S206之后进入步骤S207，Z轴已经开始移动、且X轴已经开始振动(步骤S207：Yes)，因此结束处理。
如以上说明，根据实施方式3所涉及的数控装置1，在低频振动螺纹车削加工中，能够在多次进刀加工的每一次都适当地对振动的相位进行调整，能够获得将切屑分断的效果。
实施方式4.
实施方式4所涉及的数控装置1的结构与图1相同。图53是表示实施方式4所涉及的加工程序432的一个例子的图。在图53的加工程序432中，第1次的螺纹车削的振动的振幅的决定，与实施方式2的(动作例1-3)中决定第1次的螺纹车削的振动的振幅时相同。
即，在图53的“N03”程序块的G165指令中，在X地址中将工件直径指定为10.0mm，在Q地址中将“进刀量振幅比率”指定为1.2。而且，在“N10”程序块中，将“X7.0”和第1次的螺纹车削开始的X轴的位置指定为7.0mm。因此，“进刀量”为10－7＝3mm，因此第1次的螺纹车削的振动的振幅为“进刀量”ד进刀量振幅比率”＝3×1.2＝3.6，因此确定为3.6mm。
然而，在对第2次、第3次以及第4次的螺纹车削加工进行指示的“N22”、“N32”以及“N42”程序块的G32指令中，在A地址处将振幅量直接指定为“A3.6”、“A3.6”以及“A0.0”。在该情况下，如实施方式2的(动作例1-3)中所述，将A地址处的指定量用作振幅。因此，第2次、第3次以及第4次的螺纹车削加工中的振动的振幅分别为3.6mm、3.6mm以及0.0mm。即，第4次的加工为精加工，因此不使振动叠加。
并且，在对第2次的螺纹车削加工进行指示的“N22”程序块以及对第3次的螺纹车削加工进行指示的“N32”程序块中，将各螺纹车削加工中的振动的相位偏移量分别指定为“R120”以及“R240”、即120°以及240°。
图54是表示图53的加工程序432所涉及的振动叠加前的程序指令路径的图。Z轴的螺纹车削开始位置从第1次起直至第4次为止每次都相同、且为100mm。图55是表示不存在图53的加工程序432所涉及的振动的情况下的螺纹槽截面的加工情况的图。如图54以及图55所示，第1次至第3次的伴随有振动的螺纹车削加工的除了振动之外的指令路径是相同的。
在图53所示的加工程序432中对振动的振幅以及振动的相位偏移量进行指定，由此振动指令解析部452能够从加工程序432获得振动的振幅以及振动的相位偏移量。振动指令解析部452经由共享区域434而将该振幅以及相位偏移量提供给螺纹车削振动调整部484。螺纹车削振动调整部484能够基于上述振动条件而使驱动部10执行实施方式1至3中说明的动作。
图56是表示进行实施方式2中说明的图23的步骤S102的预备移动而实现了图53的加工程序432的情况下的主轴相位和X轴位置的关系的图。在图56中，主轴相位与振动相位成正比。
图56中的第1次的螺纹车削加工的振动的相位偏移量为0°，因此“校正相位”为0°。与“校正相位”＝0°的相位相当的X轴方向的预备移动为0，因此不进行预备移动。在第1次的螺纹车削中，在主轴变为作为螺纹车削开始基准点的相位的主轴相位0°的图56的A(步骤S103：Yes)处，从初始相位开始振动。
图56中的第2次的螺纹车削加工的振动的相位偏移量为120°，因此从基准相位0°向负方向偏移120°而以360°进行标准化后的“校正相位”为240°。经由与“校正相位”＝240°的相位相当的X轴方向的预备移动的位置为图56中的B处。在第2次的螺纹车削中，在主轴变为作为螺纹车削开始基准点的相位的主轴相位0°的图56中的B处(步骤S103：Yes)，从“校正相位”＝240°开始振动(步骤S104)。
图56中的第3次的螺纹车削加工的振动的相位偏移量为240°，因此“校正相位”为120°。经由与“校正相位”＝120°的相位相当的X轴方向的预备移动的位置为图56中的B处。在第3次的螺纹车削中，在主轴为作为螺纹车削开始基准点的相位的主轴相位0°的图56中的B处(步骤S103：Yes)，从“校正相位”＝120°开始振动(步骤S104)。图56中的第4次的螺纹车削加工为不使振动叠加的精加工。
图57是表示与实施方式3中说明的图40的步骤S202中求出的相位偏移量的振动所需的时间相应地使振动的开始滞后而实现了图53中的加工程序432的情况下的主轴相位和X轴位置的关系的图。在图57中，主轴相位与振动相位成正比。
图57中的第1次和第4次的螺纹车削加工与图56相同。在图57中的第2次的螺纹车削加工中，振动的相位偏移量为120°，因此求出120°的相位的振动所需的时间(步骤S202)，在从主轴达到螺纹车削开始基准点的相位的主轴相位0°起经过了该振动所需的时间的图57中的A处(步骤S205：Yes)，从初始相位开始振动(步骤S206)。
在图57中的第3次的螺纹车削加工中，振动的相位偏移量为240°，因此求出240°的相位的振动所需的时间(步骤S202)，在从主轴达到螺纹车削开始基准点的相位的主轴相位0°起经过了该振动所需的时间的图57中的B处(步骤S205：Yes)，从初始相位开始振动(步骤S206)。
如以上说明，根据实施方式4所涉及的数控装置1，在低频振动螺纹车削加工中，能够基于加工程序432所指定的振动的振幅以及振动的相位偏移量而在多次进刀加工中的每一次适当地对振动的相位进行调整，能够获得将切屑分断的效果。
以上的实施方式所示的结构示出了本发明的内容的一个例子，还能够与其他公知技术组合，还能够在不脱离本发明的主旨的范围，将结构的一部分省略、变更。
标号的说明
1数控装置，10驱动部，11伺服电机，12，15检测器，13X X轴伺服控制部，13Z Z轴伺服控制部，14主轴电机，16主轴控制部，20输入操作部，30显示部，40控制运算部，41输入控制部，42数据设定部，43存储部，44画面处理部，45解析处理部，46机械控制信号处理部，47PLC电路部，48插补处理部，49加减速处理部，50轴数据输出部，61加工对象，62刀具，431参数，432加工程序，433画面显示数据，434共享区域，451移动指令生成部，452振动指令解析部，481指令移动量计算部，482振动移动量计算部，483移动量叠加部，484螺纹车削振动调整部。

Claims (3)

1.一种数控装置，其通过使切削刀具和加工对象相对地移动而对所述加工对象进行多次进刀加工，由此进行在所述加工对象形成螺纹的螺纹车削加工，
所述数控装置的特征在于，具有：
驱动部，其对主轴和驱动轴进行控制，其中，所述主轴使所述加工对象旋转，所述驱动轴使所述切削刀具沿与所述主轴的旋转轴的方向垂直的方向相对于所述加工对象相对地进行进给移动；
振动单元，其使往复进给移动即振动与所述驱动轴的移动进行叠加；以及
螺纹车削振动调整部，其在多次所述进刀加工中，以使得所述振动的相位相对于所述主轴的相位每次偏移预先规定的振动相位偏移量的方式，对所述驱动部进行控制。
2.根据权利要求1所述的数控装置，其特征在于，
所述螺纹车削振动调整部使所述驱动轴从振动开始基准位置向使振动相位偏移所述振动相位偏移量后得到的校正相位处的振动位置进行预备移动，在所述预备移动之后，在所述主轴变为成为基准的相位即螺纹车削开始基准点的相位的时刻从所述校正相位开始所述振动。
3.根据权利要求1所述的数控装置，其特征在于，
所述螺纹车削振动调整部求出所述振动相位偏移量的所述振动所需的时间，使所述驱动轴在对所述主轴变为成为基准的相位即螺纹车削开始基准点的相位的时刻加上所述振动所需的时间而得到的时刻从初始相位开始所述振动。
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