DE102011005116B4 - Verfahren zum Steuern eines Gewindeschneidens - Google Patents

Verfahren zum Steuern eines Gewindeschneidens Download PDF

Info

Publication number
DE102011005116B4
DE102011005116B4 DE102011005116.3A DE102011005116A DE102011005116B4 DE 102011005116 B4 DE102011005116 B4 DE 102011005116B4 DE 102011005116 A DE102011005116 A DE 102011005116A DE 102011005116 B4 DE102011005116 B4 DE 102011005116B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
acceleration
axis
tool
deceleration
speed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102011005116.3A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102011005116A1 (de
Inventor
Masayuki Sugie
Shigeki Ueno
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Okuma Corp
Original Assignee
Okuma Corp
Okuma Machinery Works Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Okuma Corp, Okuma Machinery Works Ltd filed Critical Okuma Corp
Publication of DE102011005116A1 publication Critical patent/DE102011005116A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102011005116B4 publication Critical patent/DE102011005116B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/182Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by the machine tool function, e.g. thread cutting, cam making, tool direction control
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/416Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control of velocity, acceleration or deceleration

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Abstract

Verfahren zum Steuern eines Gewindeschneidens, mit den Schritten:Durchführen eines Gewindeschneidens eines Werkstücks, das an einer Hauptspindel gehalten wird, mit einem Werkzeug, durch Verfahren des Werkzeugs in der Richtung einer Z-Achse parallel zu einer Achse der Hauptspindel in Synchronisation mit einer Drehung der Hauptspindel, undnach dem Gewindeschneiden, Durchfuhren einer Ruckzugsoperation, bei der das Werkzeug in der Richtung einer X-Achse senkrecht zu der Achse der Hauptspindel eingefahren wird, wobei das Werkzeug unter einer Beschleunigungs-/Verzögerungszeitkonstantensteuerung beschleunigt und verzögert wird, wobei Zugspindeln eine maximale zulassige Geschwindigkeit wahrend einer vorbestimmten Beschleunigungs-/Verzogerungszeit Ta erreichen,wobei bei der Ruckzugsoperation ein Geschwindigkeitsbefehl Ve, zum Bewirken, dass die Beschleunigungs-/Verzögerung in der Richtung der X-Achse größer als eine Beschleunigung α1 unter der Beschleunigungs-/Verzogerungszeitkonstantensteuerung und kleiner als eine zulässige Beschleunigung α2 in der Richtung der X-Achse wird, wahrend einer Zeit Te, wenn die Ist-Geschwindigkeit des Werkzeugs in der Richtung der X-Achse bei oder unterhalb einer zulassigenMaximalgeschwindigkeit Vmax in der Richtung X-Achse verbleibt, ausgegeben wird, und anschließend der Geschwindigkeitsbefehl des Wertes Null ausgegeben wird, bis eine Beschleunigungs-/Verzögerungszeit Ta verstreicht (Ta - Te), unter der Beschleunigungs-/Verzögerungszeitkonstantensteuerung, um so die Beschleunigung/Verzögerung der Ruckzugsoperation zu steuern.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft im Wesentlichen ein Verfahren des Gewindeschneidens eines Werkstücks durch Verwenden eines numerisch gesteuerten Maschinenwerkzeugs, und insbesondere ein Verfahren eines Verkürzens des unfertigen Gewindeabschnitts bei einem Gewindeschneiderückzug.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • In den 1 bis 4 ist ein bekanntes Verfahren eines Gewindeschneidens eines Werkstücks veranschaulicht. 1 zeigt ein funktionales Konfigurationsdiagramm einer numerischen Steuervorrichtung 1, wie etwa einer numerisch gesteuerten Drehmaschine (nachstehend „NC-Drehmaschine“), die zum Gewindeschneiden eines Werkstücks verwendet wird. Diese numerische Steuervorrichtung 1 umfasst eine Programmanalyseeinheit 2 und eine Gewindeschneidesteuerung 3. Die Programmanalyseeinheit 2 ist zum Analysieren eines Maschinenprogramms und zum Ausgeben von Befehlen bezüglich der Drehzahl der Hauptspindel an die Spindelgeschwindigkeitssteuerung 4 verantwortlich, um so die Operation des Hauptspindelantriebsmotors 5 zu steuern.
  • Wenn die Programmanalyseeinheit 2 einen Gewindeschneidebefehl aus dem Maschinenprogramm ausliest, steuert die Gewindeschneidesteuerung 3 die X-Achsen-Positionssteuerung 9 und die Z-Achsen-Positionssteuerung 10 basierend auf den in dem Gewindeschneidebefehl enthaltenen Gewindeschneideinformationen, wie etwa dem Anstellwinkel und dem Einstichumfang, sowie auf den Informationen bezüglich der Drehposition der Hauptspindel, die von dem Impulsgenerator (PG) 8 empfangen werden, der in dem Hauptspindelantriebsmotor 5 enthalten ist.
  • Die X-Achsen-Positionssteuerung 9 erzeugt und sendet einen Positionsbefehl entlang der X-Achse an die X-Achsen-Beschleunigungs/Verzögerungssteuerung 11, um so das Werkzeug zu bewirken, das Werkstück um den angewiesenen Einstichumfang zu schneiden bzw. zu fräsen. Die Z-Achsen-Positionssteuerung 10 erzeugt Positionsbefehle bezüglich der Z-Achse als Befehlswerte, die mit der Zeit in Synchronisation mit der Drehung der Hauptspindel variieren, und sendet diese Befehle an die Z-Achsen- Beschleunigungs/Verzögerungssteuerung 12, so dass das Werkzeug das Werkstück mit der Vorschubgeschwindigkeit fräsen kann, um den befohlenen Anstellwinkel bereitzustellen.
  • Die X-Achsen- und Z-Achsen- Beschleunigungs/Verzögerungssteuerungen 11 und 12 verwenden wiederum Beschleunigungs-/Verzögerungskonstanten, die aus dem Beschleunigungs-/Verzögerungskonstantenspeicher 13 ausgelesen werden, um die Beschleunigung/Verzögerung des X-Achsen-Antriebsmotors 6 und des Z-Achsen-Antriebsmotor 7 zu steuern. Die Beschleunigungs-/Verzögerungssteuerungskonstanten, die Informationen über die zulässige Beschleunigung in der Richtung der Z-Achse enthalten (die Beschleunigungs-/Verzögerungssteuerungsleistungsfähigkeit des Maschinenwerkzeugs in der Richtung der Z-Achse ist niedriger als die in der Richtung der X-Achse) sind zuvor in dem Beschleunigungs-/Verzögerungssteuerungskonstantenspeicher 13 gespeichert, um so einen biaxialen synchronen Vorschub bereitzustellen. Während des Rückzugs bei dem Gewindeschneiden wird die zulässige Z-Achsen-Beschleunigung für eine Beschleunigungs-/Verzögerungszeitkonstantensteuerung in den Richtungen der X-Achse und Z-Achse verwendet (Beschleunigung/Verzögerung durch das Verfahren eines gleitenden Mittelwerts).
  • Die 2 und 3 zeigen ein Verfahren eines Gewindeschneidens eines Werkstücks unter der Steuerung der Gewindeschneidesteuerung 3. Im Allgemeinen umfasst ein typischer Gewindeschneidezyklus die folgenden vier Schritte a bis d. In Schritt a wird das Werkzeug T in die Richtung der X-Achse senkrecht zu der Achse A der Hauptspindel verfahren, um das Werkzeug T an dem Punkt zu positionieren, an dem ein Gewindeschneiden zu starten ist (S1 in 3). In Schritt b wird das Werkzeug T in Synchronisation mit der Drehung der (nicht gezeigten) Hauptspindel mit einer vorbestimmten Vorschubgeschwindigkeit in der Richtung der Z-Achse parallel zu der Achse A der Hauptspindel verfahren, um das auf der Hauptspindel gehaltene Werkstück W mit dem Werkzeug T zu schneiden bzw. zu fräsen (S2).
  • In Schritt c wird eine „Rückzugs“-Operation durchgeführt; d.h., das Werkzeug T wird von dem Werkstück W in der Richtung der X-Achse eingefahren oder wegbewegt. In Schritt d wird das Werkzeug T in der Richtung der Z-Achse zurückgezogen, um das Werkzeug zurück zu dem Referenzpunkt des Gewindeschneidezyklus zu bringen (S4). Wenn verjüngte Gewinde an dem Werkstück W zu schneiden sind, wird ein biaxialer synchroner Vorschub in der Richtung der X-Achse und Z-Achse in Schritt b durchgeführt.
  • 4 zeigt die Änderungen der Geschwindigkeit des Werkzeugs in der Richtung der X-Achse und Z-Achse gemäß dem herkömmlichen Verfahren eines Gewindeschneidens. Die durchgezogenen Linien stellen die Geschwindigkeitsbefehle der numerischen Steuervorrichtung 1 dar, wohingegen die gestrichelten Linien die Geschwindigkeiten des Werkzeugs angeben, die gemäß einer Beschleunigungs-/Verzögerungszeitkonstantensteuerung interpoliert sind. Durch die Beschleunigungs-/Verzögerungsleistungsfähigkeit des Maschinenwerkzeugs in der Richtung der X-Achse und Z-Achse besitzt die Maschine im Allgemeinen höhere Beschleunigungs-/Verzögerungsleistungsfähigkeiten in der Richtung der X-Achse, entlang der eine geringe Masse (die Werkzeugstange) bewegt werden muss, als entlang der Z-Achse, entlang der eine größere Masse (die Werkzeugstange und der Sattel) bewegt werden muss. Jedoch sind die Beschleunigungs-/Verzögerungszeiten in den Richtungen der X-Achse und Z-Achse auf den gleichen Wert Ta eingestellt.
  • In Schritt c wird das Werkzeug T in der Richtung der X-Achse für eine Rückzugsoperation beschleunigt, während das Werkzeug T in der Richtung der X-Achse verzögert wird, um den Werkzeugvorschub zu stoppen. Demzufolge weist, bis sich das Werkzeug T vollständig von dem Werkstück W gelöst hat, der Vorschub in der Richtung der Z-Achse eine Inkonsistenz mit dem regulären Gewindegang auf, was in einem unfertigen Gewindeabschnitt an dem Ende des effektiven Gewindeabschnitts resultiert.
  • In der veröffentlichten nicht geprüften Patentanmeldung Nr.: JP 2007-319971 A wird ein Verfahren vorgeschlagen, das die Schritte des Einstellens eines Leerlaufbereichs außerhalb des effektiven Gewindeabschnittes und des Ermöglichens, dass das Werkzeug den Leerlaufbereich überspringt, um so eine Rückzugsoperation durchzuführen, ohne dass das Werkzeug in Kontakt mit dem Werkstück kommt, aufweist (siehe Paragraph [0023]).
  • Durch die Erfindung zu lösende Probleme
  • Da dieser nicht den regulären Gewindegang aufweist, sollte der unfertige Gewindeabschnitt eine möglichst kurze Länge aufweisen. Ein Ansatz könnte sein, den unfertigen Gewindeabschnitt zu verkürzen, durch Steigern der Beschleunigungs-/Verzögerungsleistungsfähigkeiten des Maschinenwerkzeugs in der Richtung der X-Achse (d.h., der „Einschneide“-Achse) und demzufolge Erhöhen der Geschwindigkeit, mit der das Werkzeug T eine Rückzugsoperation durchführt. Ein Schneiden von verjüngten Gewinden an dem Werkstück erfordert, dass ein biaxialer synchroner Vorschub in der Richtung X-Achse und Z-Achse durchgeführt wird. Bei dieser Art des Bearbeitens erfordert eine Reduktion der Beschleunigungs-/Verzögerungszeit nach einer Interpolation und ein Anstieg der Beschleunigung/Verzögerung, dass die Beschleunigungs-/Verzögerungsleistungsfähigkeiten des Maschinenwerkzeugs sowohl entlang der X-Achse als auch der Z-Achse erhöht werden. Ein Problem, das im Stand der Technik auftritt, ist jedoch, dass der unfertige Gewindeabschnitt an dem Werkstück nicht einfach verkürzt werden kann, weil die Beschleunigungs-/Verzögerungsleistungsfähigkeiten in der Richtung der X-Achse aufgrund der Limitierung der Beschleunigungs-/Verzögerungsleistungsfähigkeiten in der Richtung Z-Achse nicht ausreichend verbessert werde können.
  • Gemäß dem in der vorstehenden Referenz offenbarten Verfahren eines Gewindeschneidens wird kein unfertiger Gewindeabschnitt erzeugt, weil die Rückzugsoperation außerhalb des effektiven Gewindeabschnitts ausgeführt wird. Es sei jedoch angemerkt, dass das Verfahren nicht dessen gewollte Aufgabe erreichen kann, wenn das Werkstück auf eine Weise geformt ist, die es nicht erlaubt, dass Leerlaufbereiche außerhalb des effektiven Gewindeabschnitts ausgebildet sind. Weiterhin verlängert der Zustand, den das Werkzeug für ein Überspringen benötigt, die für einen Gewindeschneidezyklus benötigte Zeit.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • In Anbetracht des Vorstehenden ist eine wichtige Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren eines Gewindeschneidens bereitzustellen, das leicht den unfertigen Gewindebereich eines Werkstücks verkürzen kann, durch Steigern der Beschleunigungs-/Verzögerungsleistungsfähigkeiten eines Maschinenwerkzeugs nur in der Richtung der X-Achse.
  • Mittel zum Lösen des Problems
  • Um das vorstehend dargelegte Problem zu lösen, stellt die Erfindung ein Verfahren eines Steuerns eins Gewindeschneidens bereit, das die Schritte aufweist: Durchführen eines Gewindeschneidens eines Werkstücks, das an einer Hauptspindel gehalten wird, mit einem Werkzeug, durch Verfahren des Werkzeugs in der Richtung der Z-Achse parallel zu einer Achse der Hauptspindel in Synchronisation mit einer Drehung der Hauptspindel, und nach dem Gewindeschneiden, Durchführen einer Rückzugsoperation, bei der das Werkzeug in der Richtung einer X-Achse senkrecht zu der Achse der Hauptspindel eingefahren wird, wobei das Werkzeug unter einer Beschleunigungs-/Verzögerungszeitkonstantensteuerung beschleunigt und verzögert wird, wobei Zugspindeln (engl.: „feed shafts“) eine maximale zulässige Geschwindigkeit in einer vorbestimmten Beschleunigungs-/Verzögerungszeit Ta erreichen, wobei bei der Rückzugsoperation ein Geschwindigkeitssollwert bzw. Geschwindigkeitsbefehl Ve zum Bewirken der Beschleunigung/Verzögerung in der Richtung der X-Achse, die größer ist als eine Beschleunigung α1 unter der Beschleunigungs-/Verzögerungszeitkonstantensteuerung, und die kleiner ist als eine zulässige Beschleunigung α2 in der Richtung der X-Achse, während einer Zeit Te ausgegebenen wird, wenn die Ist-Geschwindigkeit des Werkzeugs in der Richtung der X-Achse bei oder unter einer zulässigen Maximalgeschwindigkeit Vmax in der Richtung der X-Achse verbleibt, und anschließend der Geschwindigkeitsbefehl des Wertes Null ausgegeben wird, bis die Beschleunigungs-/Verzögerungszeit Ta unter der Beschleunigungs-/Verzögerungszeitkonstantensteuerung verstreicht (Ta - Te), um so die Beschleunigung/Verzögerung der Rückzugsoperation zu steuern.
  • In einem Aspekt des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Geschwindigkeitsbefehl Ve für die Rückzugsoperation aus der folgenden Gleichung (1) berechnet, und der Soll- bzw. Befehlswert Te für die Rückzugsoperation wird aus der folgenden Gleichung (2) berechnet: Ve = ( α 2 / α 1 ) Vmax
    Figure DE102011005116B4_0001
    Te = ( α 1/ α 2 ) Ta
    Figure DE102011005116B4_0002
  • Effekt der Erfindung
  • Das Verfahren des Gewindeschneidens eines Werkstücks weist eine höhere Rückzugsgeschwindigkeit entlang der X-Achse während der Rückzugsoperation an, um so eine größere Beschleunigung entlang der X-Achse als die Verzögerung entlang der Z-Achse bereitzustellen, wodurch das Werkzeug schnell von dem Werkstück gelöst wird, und die Länge des unfertigen Gewindeabschnitts reduziert wird.
  • Figurenliste
  • Für ein besseres Verständnis der Natur und Aufgaben der Erfindung wird auf die folgende detaillierte Beschreibung und die anhängenden Zeichnungen Bezug genommen, in denen gilt:
    • 1 ist ein Blockdiagramm einer numerischen Steuervorrichtung für ein Maschinenwerkzeug;
    • 2 ist ein schematisches Diagramm, das einen typischen Gewindeschneidezyklus zeigt;
    • 3 ist ein Flussdiagramm, das ein herkömmliches Verfahren eines Gewindeschneidens eines Werkstücks zeigt;
    • 4 ist ein Zeitdiagramm, das die Geschwindigkeitsänderungen in den Richtungen der X-Achse und Z-Achse gemäß dem herkömmlichen Verfahren von 3 zeigt;
    • 5 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren eines Gewindeschneidens eins Werkstücks gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
    • 6 ist ein ergänzendes Diagramm, welches die Gleichungen für eine Berechnung der Rückzugsgeschwindigkeit und der in 5 gezeigten Befehlszeit erläutert; und
    • 7 ist ein Zeitdiagramm, das die Geschwindigkeitsänderungen des Werkzeugs in den Richtungen der X-Achse und Z-Achse gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
  • Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung basierend auf den 5 bis 7 beschrieben. Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich durch das herkömmliche Verfahren, das bei einem Durchführen eines Rückzugsoperation verwendet wird, d.h., Schritt c des in 2 gezeigten Gewindeschneidezyklus. Das Verfahren dieses Ausführungsbeispiels ist ansonsten identisch mit dem herkömmlichen Verfahren, indem das Verfahren des Ausführungsbeispiels eine numerische Steuervorrichtung 1 anwendet (siehe 1) und die Schritte durchführt, die identisch zu den Schritten a, b und d sind, die in 2 gezeigt sind.
  • Wenn die Programmanalyseeinrichtung 2 der numerischen Steuervorrichtung 1 einen Gewindeschneidebefehl aus dem Maschinenprogramm ausliest, berechnet die Gewindeschneidesteuerung 3 aus der nachstehenden Gleichung (1) die Rückzugsgeschwindigkeit Ve, die zum Durchführen der Rückzugsoperation in der Richtung der X-Achse in dem in 5 gezeigten Schritt S11 anzuweisen ist. In dem nachfolgenden Schritt, Schritt S12, wird die Befehlszeit Te für die Rückzugsgeschwindigkeit Ve aus der nachstehenden Gleichung (2) berechnet, Ve = ( α 2 / α 1 ) Vmax
    Figure DE102011005116B4_0003
    Te = ( α 1/ α 2 ) Ta
    Figure DE102011005116B4_0004

    wobei
    α1 die zulässige Beschleunigung in der Richtung der Z-Achse darstellt;
    α2 die zulässige Beschleunigung in der Richtung der X-Achse darstellt;
    Vmax die zulässige Maximalgeschwindigkeit in der Richtung der X-Achse darstellt; und
    Ta die Beschleunigungs-/Verzögerungszeit für die X-Achse und Z-Achse darstellt (die Beschleunigungs-/Verzögerungszeit unter einer Beschleunigungs-/Verzögerungszeitkonstantensteuerung).
  • Wie in 6 gezeigt ist, ist die Rückzugsgeschwindigkeit Ve eine Befehlsgeschwindigkeit, die in der während der vorbestimmten Beschleunigungs-/Verzögerungszeit Ta durchgeführten Beschleunigungs-/Verzögerungszeitkonstantensteuerung bewirkt, dass die Ist-Beschleunigung in der Richtung der X-Achse (die interpolierte Beschleunigung) mit α2 übereinstimmt (die zulässige Beschleunigung in der Richtung der X-Achse). In diesem Ausführungsbeispiel ist die Rückzugsgeschwindigkeit Ve auf einen Wert eingestellt, der größer als Vmax ist (die zulässige Maximalgeschwindigkeit in der Richtung der X-Achse). Demzufolge ist die Befehlszeit Te auf das Zeitintervall oder die Dauer zwischen dem Start von Ta, der Beschleunigungs-/Verzögerungszeit, und dem Zeitpunkt, bei dem die Ist-Geschwindigkeit des Werkzeugs in der Richtung der X-Achse (die interpolierte Geschwindigkeit) Vmax erreicht, die zulässige Maximalgeschwindigkeit in der Richtung X-Achse, eingestellt. Nach Durchlaufen der Befehlszeit Te wird der Geschwindigkeitsbefehlswert in der Richtung der X-Achse von diesem Punkt bis zu dem Ablauf der Beschleunigungs-/Verzögerungszeit bei Null beibehalten.
  • Sobald die vorstehende Berechnung abgeschlossen ist, wird das Werkzeug T an dem Punkt positioniert, an dem das Gewindeschneiden zu starten ist (Schritt a in 2), Gewindegänge werden an dem Werkstück W mit dem Werkzeug T, das sich in der Richtung der Z-Achse bewegt, geschnitten (Schritt b), und anschließend wird eine Rückzugsoperation durchgeführt, um das Werkzeug T in der Richtung der X-Achse einzufahren (Schritt c). Bei dieser Rückzugsoperation gibt die Gewindeschneidesteuerung 3 einen Befehl für die Rückzugsgeschwindigkeit Ve an die X-Achsen-Beschleunigungs-/Verzögerungssteuerung 11 über die X-Achsen-Positionssteuerung 9 während der Befehlszeit Te aus, um die Beschleunigung in der Richtung der X-Achse zu erhöhen.
  • Insbesondere wird in dem in 5 gezeigten Schritt S13 ein Befehl für die Rückzugsgeschwindigkeit Ve in der Richtung der X-Achse ausgegeben, ein Verstreichen der Befehlszeit Te wird überwacht, um zu bestimmen, ob die Befehlszeit Te verstrichen ist oder nicht. Sobald die Befehlszeit Te verstrichen ist, wird der Geschwindigkeitsbefehlswert für die Richtung der X-Achse in Schritt S15 bei Null beibehalten, und es wird in Schritt S16 bestimmt, ob die Beschleunigungs-/Verzögerungszeit Ta abgelaufen ist. Nach Ablauf der Beschleunigungs-/Verzögerungszeit Ta wird ein Verfahrbefehl in Schritt S17 ausgegeben, um das Werkzeug T zu dem Endpunkt an der X-Achse einzufahren. Anschließend wird das Werkzeug T zu dem Referenzpunkt des Gewindeschneidezyklus zurückgefahren (Schritt d von 2).
  • 7 ist ein Zeitdiagramm, das die Änderungen der Geschwindigkeit des Werkzeugs in den Richtungen der X-Achse und Z-Achse gemäß dem vorstehenden Verfahren der vorliegenden Erfindung zum Gewindeschneiden eines Werkstücks zeigt, und die Unterschiede von dem herkömmlichen Verfahren eines Gewindeschneidens bei der Rückzugsoperation in der Richtung der X-Achse angibt, die in Schritt c ausgeführt werden (siehe 4). In Schritt c wird die Rückzugsgeschwindigkeit Ve, ein Wert größer als Vmax (die zulässige Maximalgeschwindigkeit des Werkzeugs in Richtung X-Achse) bei dem Start der Beschleunigungs-/Verzögerungszeit Ta angewiesen. Nach Durchlaufen der Befehlszeit Te wird der Geschwindigkeitsbefehlswert für die verbleibende der Beschleunigungs-/Verzögerungszeit Ta (Ta - Te) bei Null beibehalten, so dass sich das Werkzeug T mit der zulässigen Maximalgeschwindigkeit Vmax zurückzieht. Ein Verfahrbefehl (Vf * Tf) entsprechend der verbleibenden Distanz in der Richtung der X-Achse wird ausgegeben, um das Werkzeug T zu der Rückzugsposition auf der X-Achse zu bewegen.
  • Dabei gilt, dass wenn die Ist-Werkzeuggeschwindigkeit die zulässige Maximalgeschwindigkeit Vmax nicht übersteigt, gemäß dem Verfahren eines Gewindeschneidens in diesem Ausführungsbeispiel eine Rückzugsgeschwindigkeit Ve in der Richtung der X-Achse, die größer als die zulässige Maximalgeschwindigkeit Vmax ist, während der Zeit Te befohlen wird. Diese einfache numerische Steuertechnik erhöht die Beschleunigung in der Richtung der X-Achse, um dem Werkzeug T zu ermöglichen, sich schnell von dem Werkstück W wegzubewegen, wodurch der Umfang des unfertigen Gewindeabschnitts reduziert wird. Darüber hinaus bietet diese Technologie den zusätzlichen Vorteil des Erhöhens der Geschwindigkeit der Rückzugsoperation, ohne dass das Werkzeug in der Richtung der X-Achse außer Kontrolle gerät.
  • In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel ist der Rückzugsgeschwindigkeitsbefehl Ve derart definiert, dass die Beschleunigung in der Richtung der X-Achse mit der zulässigen Beschleunigung α2 übereinstimmt. Es sei angemerkt, dass alternative Annäherungen möglich sind. Beispielsweise kann für den Rückzugsgeschwindigkeitsbefehl Ve ein Wert basierend auf dem Bereich einer Beschleunigung größer als α1, der zulässigen Beschleunigung in der Richtung Z-Achse, und kleiner als a2, der zulässigen Beschleunigung in der Richtung der X-Achse, ausgewählt werden, so dass diese Rückzugsgeschwindigkeit Ve während der Zeit Te befohlen werden kann, wenn die Ist-Geschwindigkeit nicht die zulässige Maximalgeschwindigkeit Vmax übersteigt. Weiterhin ist es möglich, die vorliegende Erfindung zu praktizieren, durch geeignetes Modifizieren des Aufbaus der numerischen Steuervorrichtung oder beliebigen Komponenten davon und/oder den in dem Verfahren eines Gewindeschneidens enthaltenen Schritten, ohne von dem Geist und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein einfaches Verfahren zum Reduzieren eines unfertigen Gewindeabschnitts bereit, mit den Schritten: (a) Verfahren eines Werkzeugs in der Richtung der X-Achse, um das Werkzeug an dem Punkt zu positionieren, an dem ein Gewindeschneiden zu starten ist; (b) Verfahren des Werkzeugs in Richtung der Z-Achse in Synchronisation mit der Drehung der Hauptspindel, um Gewindegänge in das Werkstück zu schneiden; (c) Durchführen einer Rückzugsoperation durch eine Verzögerung in der Richtung der Z-Achse und eine Beschleunigung in der Richtung der X-Achse während einer vorbestimmten Beschleunigungs-/Verzögerungszeit Ta, um so das Werkzeug in der Richtung der X-Achse einzufahren; und (d) Zurückziehen des Werkzeugs in der Richtung der Z-Achse, um das Werkzeug zu dem Referenzpunkt des Gewindeschneidzyklus zurückzusetzen. In dem Schritt (c) der Rückzugsoperation wird ein Befehl gleichzeitig mit dem Start der Beschleunigungs-/Verzögerungszeit ausgegeben, um so eine Rückzugsgeschwindigkeit Ve in der Richtung der X-Achse zu realisieren, die eine zulässige Maximalgeschwindigkeit Vmax übersteigt, um die Beschleunigung in der Richtung der X-Achse zu erhöhen. Der Geschwindigkeitsbefehl, der das Werkzeug anweist, um sich in der Richtung der X-Achse zu bewegen, wird bei dem Wert Null, von dem Verstreichen einer Befehlszeit Te bis die Beschleunigungs-/Verzögerungszeit Ta abläuft, beibehalten, um so die Ist-Geschwindigkeit des Werkzeugs in der Richtung der X-Achse bei oder unterhalb der zulässigen Maximalgeschwindigkeit Vmax beizubehalten.

Claims (2)

  1. Verfahren zum Steuern eines Gewindeschneidens, mit den Schritten: Durchführen eines Gewindeschneidens eines Werkstücks, das an einer Hauptspindel gehalten wird, mit einem Werkzeug, durch Verfahren des Werkzeugs in der Richtung einer Z-Achse parallel zu einer Achse der Hauptspindel in Synchronisation mit einer Drehung der Hauptspindel, und nach dem Gewindeschneiden, Durchfuhren einer Ruckzugsoperation, bei der das Werkzeug in der Richtung einer X-Achse senkrecht zu der Achse der Hauptspindel eingefahren wird, wobei das Werkzeug unter einer Beschleunigungs-/Verzögerungszeitkonstantensteuerung beschleunigt und verzögert wird, wobei Zugspindeln eine maximale zulassige Geschwindigkeit wahrend einer vorbestimmten Beschleunigungs-/Verzogerungszeit Ta erreichen, wobei bei der Ruckzugsoperation ein Geschwindigkeitsbefehl Ve, zum Bewirken, dass die Beschleunigungs-/Verzögerung in der Richtung der X-Achse größer als eine Beschleunigung α1 unter der Beschleunigungs-/Verzogerungszeitkonstantensteuerung und kleiner als eine zulässige Beschleunigung α2 in der Richtung der X-Achse wird, wahrend einer Zeit Te, wenn die Ist-Geschwindigkeit des Werkzeugs in der Richtung der X-Achse bei oder unterhalb einer zulassigen Maximalgeschwindigkeit Vmax in der Richtung X-Achse verbleibt, ausgegeben wird, und anschließend der Geschwindigkeitsbefehl des Wertes Null ausgegeben wird, bis eine Beschleunigungs-/Verzögerungszeit Ta verstreicht (Ta - Te), unter der Beschleunigungs-/Verzögerungszeitkonstantensteuerung, um so die Beschleunigung/Verzögerung der Ruckzugsoperation zu steuern.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Geschwindigkeitsbefehl Ve für die Rückzugsoperation aus der folgenden Gleichung (1) berechnet wird, und die Befehlszeit Te für die Ruckzugsoperation aus der folgenden Gleichung (2) berechnet wird: Ve = ( α 2 / α 1 ) Vmax
    Figure DE102011005116B4_0005
    Te = ( α 1/ α 2 ) Ta
    Figure DE102011005116B4_0006
DE102011005116.3A 2010-03-05 2011-03-04 Verfahren zum Steuern eines Gewindeschneidens Active DE102011005116B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010-049365 2010-03-05
JP2010049365A JP5523875B2 (ja) 2010-03-05 2010-03-05 ねじ切り制御方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102011005116A1 DE102011005116A1 (de) 2011-09-08
DE102011005116B4 true DE102011005116B4 (de) 2021-10-14

Family

ID=44503087

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011005116.3A Active DE102011005116B4 (de) 2010-03-05 2011-03-04 Verfahren zum Steuern eines Gewindeschneidens

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8532813B2 (de)
JP (1) JP5523875B2 (de)
DE (1) DE102011005116B4 (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5852467B2 (ja) * 2012-02-23 2016-02-03 オークマ株式会社 数値制御装置
JP5969346B2 (ja) 2012-10-01 2016-08-17 オークマ株式会社 ねじ切り加工装置
DE102015013283B4 (de) 2014-10-17 2019-01-24 Fanuc Corporation Vorrichtung und Verfahren zum Steuern einer Werkzeugmaschine, um einen synchronisierten Betrieb einer Spindelachse und Vorschubachse zu steuern
JP6001633B2 (ja) * 2014-10-17 2016-10-05 ファナック株式会社 主軸と送り軸との同期運転を制御する工作機械の制御装置及び制御方法
US11554420B2 (en) * 2017-07-13 2023-01-17 Citizen Watch Co., Ltd. Threading device and threading method
JP6702931B2 (ja) 2017-12-26 2020-06-03 ファナック株式会社 数値制御装置
JP7332375B2 (ja) * 2019-07-19 2023-08-23 ファナック株式会社 工作機械の制御装置及び制御システム

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007319971A (ja) 2006-05-31 2007-12-13 Star Micronics Co Ltd ねじ切り加工方法及び工作機械

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62206609A (ja) * 1986-03-07 1987-09-11 Nec Corp 直線型加減速制御装置
JPH0283114A (ja) * 1988-09-20 1990-03-23 Mitsubishi Electric Corp 数値制御装置
JPH0424809A (ja) * 1990-05-20 1992-01-28 Fujitsu Ltd ロボット制御装置
JP4407083B2 (ja) * 2001-07-02 2010-02-03 三菱電機株式会社 指令値生成方法および指令値生成システム
JP4037087B2 (ja) * 2001-11-05 2008-01-23 シチズンホールディングス株式会社 数値制御工作機械のねじ切り制御方法および制御装置とそれを組み込んだ数値制御工作機械

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007319971A (ja) 2006-05-31 2007-12-13 Star Micronics Co Ltd ねじ切り加工方法及び工作機械

Also Published As

Publication number Publication date
DE102011005116A1 (de) 2011-09-08
JP5523875B2 (ja) 2014-06-18
US20110218666A1 (en) 2011-09-08
US8532813B2 (en) 2013-09-10
JP2011183481A (ja) 2011-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011005116B4 (de) Verfahren zum Steuern eines Gewindeschneidens
DE102016003513B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Steuern einer Werkzeugmaschine, um die synchronisierte Betätigung von Spindelachse und Vorschubachse zu steuern
EP2237122B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von Steuerdaten zum Steuern eines Werkzeugs an einer Werkzeugmaschine
DE102017000473B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Steuern einer Werkzeugmaschine für das Steuern des synchronisierten Betriebs von Spindelachse und Vorschubachse
DE102016008995B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Steuern einer Werkzeugmaschine, um einen synchronisierten Betrieb einer Spindelachse und Vorschubachse zu Steuern
DE102015013283B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Steuern einer Werkzeugmaschine, um einen synchronisierten Betrieb einer Spindelachse und Vorschubachse zu steuern
DE102017105972B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Steuern einer Werkzeugmaschine, um den synchronisierten Betrieb einer Hauptspindel und einer Vorschubspindel zu steuern
DE3814243C2 (de)
DE102015004931B4 (de) Motorsteuervorrichtung zur Durchführung einer Korrektur, wenn die Drehrichtung umgekehrt wird
DE102013221823A1 (de) Werkzeugmaschine
DE102016003049A1 (de) Numerische Steuerung zur Ausführung reziproken Drehens in komplex fixiertem Zyklus
DE102013221874A1 (de) Werkzeugmaschine
DE102014115129B4 (de) Draht-funkenerosionsmaschine und numerische steuerung for eine werkzeugmaschine
WO2019238175A1 (de) Verfahren zum erzeugen eines innengewindes
DE102020003040A1 (de) Draht-Funkenerodiermaschine und Draht-Funkenerodierverfahren
DE102018118001A1 (de) Verfahren zur Überwachung einer Werkzeugmaschine, Überwachungsvorrichtung und Computerprogrammprodukt
DE102013110824B4 (de) Gewindeschneidmaschine
DE102015007017B4 (de) Numerische Steuervorrichtung mit einer Funktion zum Steuern der Geschwindigkeit durch eine überlagerte Steuerung
EP2926943A1 (de) Profilbearbeitungsvorrichtung und Verfahren zum Bearbeiten von Profilen
DE102015013603B4 (de) Numerische Steuervorrichtung
DE102017010539B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Steuern einer Werkzeugmaschine, um einen synchronisierten Betrieb einer Spindelachse und einer Vorschubachse zu steuern
DE102015103636A1 (de) Motorsteuerungsvorrichtung, die einen Schutz einer Bearbeitungsfläche bei Eintritt einer anormalen Last ermöglicht
DE60126378T2 (de) Steuerungsgerät für automatische Drehmaschine
DE102017011602A1 (de) Numerische Steuerung
EP0491067B1 (de) Verfahren zur Begrenzung eines Schlupfes

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20140103

R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final