CN1689755A - 数控装置 - Google Patents

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Abstract

求出主轴速度的程序指令值Sc和乘以主轴旋转倍率的主轴旋转速度Sov的差的速度变化量ΔS。根据该速度变化量 ΔS，螺纹切削的螺距指令值P和伺服系统的响应灵敏度K，计算根据所述速度变化量ΔS的进给轴的跟踪误差变化量ΔZ。根据所述螺纹切削的螺距指令值P，将该跟踪误差变化量ΔZ换算为进给轴的移动开始的延迟时间Td。这样，仅延迟换算的延迟时间Td进行进给轴的移动开始。

Description

数控装置
技术领域
本发明涉及一种具有螺纹切削功能和主轴旋转速度倍率功能的数控装置。
背景技术
通过车床进行螺纹切削时，通过主轴使被加工物旋转，分多次执行进刀。在螺纹切削中，当通过倍率使主轴旋转速度变化时，使刀具移动的进给轴速度变化，该进给轴的跟踪误差变化。结果，已经切削的螺纹部和刀具的位置关系完全变化，存在无法正确加工螺纹的问题。
为了解决该问题，在特开2000-176789号公报中公开了一种方法，该方法将进给轴的跟踪误差的变化量转换为主轴角度，，控制开始螺纹切削时的主轴角度将其仅移动该变换的主轴角度。上述进给轴的跟踪误差的变化量由加工程序指令的主轴旋转指令值和通过倍率变更的加工时的主轴旋转速度的差异产生。
在上述专利文献记载的方法中，求出根据乘以了倍率的主轴旋转速度的变化产生的进给轴的跟踪误差的变化量并将其转换为主轴角度。而且，从仅移动了该主轴角度的位置开始螺纹切削。因此，该螺纹切削开始位置的精度变为由检测主轴旋转角度的检测器的分辨力决定，成为螺纹切削精度低下的原因。
发明内容
涉及本发明的数控装置具有螺纹切削功能和主轴旋转速度的倍率功能的数控装置包括：比较单元，求出由加工程序指令的主轴速度的程序指令值和由该程序指令值乘以主轴旋转倍率的主轴旋转速度指令值的速度变化量；计算单元，根据该比较单元得到的速度变化量，螺纹切削的螺距指令值和伺服系统的响应灵敏度，计算取决于所述速度变化量的进给轴的跟踪误差变化量；换算装置，根据所述螺纹切削的螺距指令值，将所述计算的进给轴的跟踪误差变化量换算为进给轴的移动开始的延迟时间；和延迟控制单元，根据所述换算的延迟时间延迟进给轴的移动开始。
涉及本发明的具有螺纹切削功能和主轴旋转速度的倍率功能的数控装置因为具有上述结构，所以根据程序指令值和乘以了主轴旋转倍率的主轴旋转速度指令值的速度变化量，求出用于螺纹切削开始的进给轴移动开始的延迟时间，仅延迟所求出的延迟时间开始进给轴的螺纹切削。因此，因为不依赖来自角度检测器的信号，因此能够不受检测器的分辨能力影响地获得正确的螺纹切削开始定时，使螺纹切削精度提高。
附图说明
通过以下参照附图的实施方式的说明，本发明所述的以及其它的目的和特征大概会变得明确。在这些图中：
图1为涉及本发明的数控装置的一实施方式的重要部的方框图。
图2为图1的数控装置的螺纹切削的进给轴移动开始控制处理的流程图。
具体实施方式
如图1所示，数控装置10由CPU11，通过总线15分别与该CPU11连接的存储器12，接口13，14，各进给轴的轴控制电路30～32，主轴控制电路70构成。
CPU11经由总线15读出存储在存储器12中的系统程序，并根据该系统程序控制数控装置方全体。存储器12由ROM，RAM等构成。在该存储器12中存储操作者通过显示器/手动输入单元机构20输入的各种数据，该显示器/手动输入单元机构20由CRT或液晶等构成的显示器和键盘等构成的手动输入单元组成。进而，存储通过接口13读入的加工程序或通过显示器/手动输入单元机构20输入的加工程序等。
此外根据本发明，在显示器/手动输入单元机构20中设置有主轴倍率指令开关，通过由该主轴倍率指令开关指令倍率，对由加工程序指令的主轴旋转速度乘以倍率并输出。
各进给轴(X，Y，Z轴)的轴控制电路30～32接收来自CPU11各进给轴的移动指令量，并将各轴的指令输出至伺服放大器40～42。伺服放大器40～42接收该指令，驱动机械(控制对象物)的各轴的伺服马达50～52。各轴的伺服马达50～52内部具有位置/速度检测器60～62，将来自位置/速度检测器的位置以及速度反馈信号反馈给轴控制电路30～32，进行位置以及速度的反馈控制。
此外，主轴控制电路70接收主轴旋转指令，对主轴放大器71输出主轴速度信号。主轴放大器71接收主轴速度信号，使主轴马达72以指令的旋转速度旋转。位置编码器73与主轴马达72的旋转同步将反馈脉冲反馈给主轴控制电路70。这样进行速度控制。
上述数控制装置在对加工物多次进刀进行螺纹切削的加工中，在已经对主轴旋转速度乘以了倍率时，控制切削开始定时开始螺纹切削。在这一点上，和现有的数控装置不同。
加工程序的主轴旋转速度(旋转数)指令为Sc，在进行了几次螺纹切削之后，对该主轴旋转速度指令乘以倍率，在开始螺纹切削时，将已经乘以了该时刻倍率的主轴旋转速度(旋转数)设为Sov。此外，将由加工程序指令的螺距设为P，乘以主轴倍率之后的进给轴的移动速度设为V，进给轴的伺服系统的响应灵敏度设为K。此外，将进行螺纹切削的刀具的进给轴设为Z轴。
乘以倍率前和乘以倍率后的主轴旋转速度的速度变化量(旋转数的变化量)ΔS由下面的式(1)表示。
ΔS＝Sc-Sov     (1)
对应该主轴旋转速度的变化量ΔS的进给轴的跟踪误差变化量ΔZ由下面的式(2)表示。
ΔZ＝ΔS*P/K        (2)
在将该进给轴的跟踪误差变化量ΔZ转换为时间时，因为螺纹切削开始位置表现为主轴旋转1周，所以应当从乘以倍率前的螺纹切削开始时间(检测主轴速度的位置编码器检测1周旋转信号后的经历时间)起，使进给轴的螺纹切削开始时间仅延迟由下面的(3)式求出的延迟时间Td。
Td＝(nP-ΔZ)/V      (3)
此外，在3式中，n为满足n≥ΔZ/P的整数。
图2为数控装置10的CPU11在螺纹切削加工时执行的处理的流程路，重点记述了螺纹切削时的处理。
首先，CPU11判断从加工程序读入的指令是否为螺纹切削指令(步骤A)，如果不是螺纹切削指令，则结束该螺纹切削的进给轴移动开始控制处理。此外，虽然是对该读入的指令执行的处理，但在图2中，因为这一点和本发明没有直接关系所以进行省略。
当螺纹切削指令被读入时，比较由加工程序指令的主轴旋转速度指令Sc和根据现在的倍率指令变更的主轴旋转速度Sov，求出其差ΔS。即进行上述式(1)的处理(步骤A2)。在本实施方式中，在步骤A2中执行所述处理的CPU11成为求取速度变化量的比较单元。
然后，根据主轴旋转速度的变化量ΔS进行上述式(2)的计算，求出作为进给轴的Z轴的跟踪误差变化量ΔZ(步骤A3)。在本实施方式中，在步骤A3中执行所述处理的CPU11成为计算跟踪误差变化量的计算单元。
根据求出的跟踪误差变化量ΔZ，进行上述式(3)的计算，求出用于螺纹切削的进给轴(Z轴)移动开始的延迟时间Td(步骤A4)。在本实施方式中，在步骤A4中执行所述处理的CPU11成为换算为进给轴移动开始的延迟时间的换算单元。此外，式(3)中[n]的值设定为完全满足[n≥ΔZ/P]的值。
从乘以主轴倍率前的开始时间起，仅延迟这样求出的延迟时间Td，然后使用于螺纹切削的进给轴(Z轴)开始移动(步骤A5)。在该步骤A5中执行所述处理的CPU11成为本实施方式中的延迟进给轴的移动开始的延迟控制单元。例如，在乘以倍率之前检测到从位置编码器反馈来的1周旋转信号之后，如果在时间t1后开始用于螺纹切削的进给轴(Z轴)的移动，则这次在检测1周旋转信号之后，在时间(t1+Td)之后开始进给轴(Z轴)的移动。
如上所述，在本实施方式中，使螺纹切削的进给轴的移动开始仅延迟相当于进给轴的跟踪误差的变化量的时间，因为不依赖检测器的输出所以不受检测器的分辨能力的影响，能够以正确的定时进行用于螺纹切削的移动开始，所以能够获得高精度的螺纹切削加工。

Claims (1)

1.一种数控装置，其具有螺纹切削功能和主轴旋转速度的倍率功能，其特征在于，具备：
比较单元，求出由加工程序指令的主轴速度的程序指令值和根据该程序指令值乘以了主轴旋转倍率的主轴旋转速度指令值的主轴旋转速度的速度变化量；
计算单元，根据由所述比较单元得到的速度变化量，螺纹切削的螺距指令值和伺服系统的响应灵敏度，计算根据所述速度变化量的进给轴的跟踪误差变化量；
换算单元，根据所述螺纹切削的螺距指令值，将所述已计算出的进给轴的跟踪误差变化量换算为进给轴的移动开始的延迟时间；和
延迟控制单元，根据所述换算的延迟时间延迟进给轴的移动开始。
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