DE112018000229T5

DE112018000229T5 - Numerische Steuervorrichtung und Bearbeitungsverfahren

Info

Publication number: DE112018000229T5
Application number: DE112018000229.2T
Authority: DE
Inventors: Tsuyoshi KUMAZAWA; Kazuya Nakajima
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-03-05
Filing date: 2018-03-05
Publication date: 2019-10-24
Anticipated expiration: 2038-03-06
Also published as: JPWO2019171444A1; JP6456570B1; US20200264579A1; US10877456B2; CN110446986A; DE112018000229B4; WO2019171444A1

Abstract

Eine numerische Steuervorrichtung (1) umfasst: einen Gewindewirbelmotor-Controller (80) zum Steuern, auf der Basis einer Gewindesteigung, die einen Bewegungsbetrag eines Gewindewirbelwerkzeugs pro Drehung eines Werkstücks repräsentiert, einer Referenz-Differenzialgeschwindigkeit, die eine Differenz zwischen einer vorgegebenen Referenzdrehzahl des Gewindewirbelwerkzeugs und einer Drehzahl des Werkstücks repräsentiert, wobei die Anzahl der Werkzeugschneiden die Anzahl von Schneiden des Gewindewirbelwerkzeugs repräsentiert, und einer Werkstückspindelgeschwindigkeit, welche die Drehzahl des Werkstücks repräsentiert, eines Motors (71), der das Gewindewirbelwerkzeug bewegt, eines Motors (72), der das Gewindewirbelwerkzeug dreht, und eines Motors (73), der das Werkstück dreht. Der Gewindewirbelmotor-Controller (80) steuert: den Motor (71) auf der Basis der Gewindesteigung und der Referenz-Differenzialgeschwindigkeit; den Motor (72) auf der Basis der Gewindesteigung, der Referenz-Differenzialgeschwindigkeit, der Anzahl von Werkzeugschneiden und der Werkstückspindelgeschwindigkeit; und den Motor (73) auf der Basis der Werkstückspindelgeschwindigkeit.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine numerische Steuervorrichtung und ein Bearbeitungsverfahren zum Ausführen eines Gewindeschneidens.
Hintergrund
Beim allgemeinen Gewindeschneiden ist es schwierig, eine Gewindenut in der gewünschten Gewindenuttiefe mit einem einzigen Schnitt zu schneiden, und daher wird eine Schraube, die eine gewünschte Form aufweist, durch mehrmaliges wiederholtes Schneiden eines Werkstücks, das ein zu bearbeitendes Objekt ist, gebildet.
Es ist ein Bearbeitungsverfahren bekannt, das als Gewindewirbeln bezeichnet wird und das eine Gewindenut in der gewünschten Gewindenuttiefe mit einem einzigen Bearbeitungsgang schneiden kann. Beim Gewindewirbeln wird eine Bearbeitung ausgeführt, indem ein Gewindewirbelwerkzeug, das mehrere Schneiden aufweist, in Kontakt mit einem rotierenden Werkstück gebracht wird, während sich das Gewindewirbelwerkzeug mit einer anderen Geschwindigkeit als der Drehzahl des Werkstücks dreht. Ein solches Bearbeitungsverfahren ist zum Beispiel in Patentliteratur 1 offenbart.
Zi tierungsliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 2015-43126
Kurzdarstellung
Technisches Problem
Mittels Gewindewirbeln ist es möglich, den Prozess zum Bilden einer Gewindenut abzukürzen. Darüber hinaus umfasst die Bearbeitung zum Bilden einer Schraube, zusätzlich zu dem Prozess zum Bilden einer Nut, einen Prozess für die Bearbeitung der äußeren Form einer Schraube in einer gewünschten Form. Der Prozess zum Bilden der äußeren Form der Schraube wird durch Drehen ausgeführt. Durch gleichzeitiges Ausführen von Gewindewirbeln und Drehen wird die äußere Form gebildet, während eine Nut gebildet wird, und somit ist es möglich, die Bearbeitungszeit zu verkürzen und die Effizienz zu verbessern.
Hier wird beim Gewindewirbeln ein Gewindewirbelwerkzeug in der Gewindesteigungsrichtung mit einer Geschwindigkeit bewegt, die mit der Drehzahl eines Werkstücks synchronisiert ist, während die Differenz zwischen der Drehzahl des Werkstücks und der Drehzahl des Gewindewirbelwerkzeugs konstant gehalten wird. „Synchronisation“ meint in dieser Beschreibung, dass die Bewegungsgeschwindigkeit des Gewindewirbelwerkzeugs durch die Drehzahl des Werkstücks bestimmt wird, und die Bewegungsgeschwindigkeit des Gewindewirbelwerkzeugs ändert sich, wenn sich die Drehzahl des Werkstücks ändert. Beim Drehen ist es notwendig, ein Werkstück mit einer Drehzahl zu drehen, die durch Bedingungen wie zum Beispiel Größe, Form und Material des Werkstücks, die Spezifikationen eines für die Bearbeitung verwendeten Werkzeugs und dergleichen bestimmt wird.
Wenn also die Drehzahl des Werkstücks bis auf die Geschwindigkeit erhöht wird, mit der Drehen während des Gewindewirbelns ausgeführt werden kann, so werden die Drehzahl und die Bewegungsgeschwindigkeit des Gewindewirbelwerkzeugs ebenfalls erhöht. Wenn jedoch die Bewegungsgeschwindigkeit des Gewindewirbelwerkzeugs erhöht wird, so kann eine Gewindenut nicht präzise gearbeitet werden. Wenn umgekehrt die Bewegungsgeschwindigkeit des Gewindewirbelwerkzeugs verringert wird, um eine Gewindenut präzise zu arbeiten, so verringert sich auch die Drehzahl des Werkstücks und kann niedriger werden als die Drehzahl, bei der das Drehen ausgeführt werden kann. Das heißt, mit der herkömmlichen Technologie war es schwierig, Drehen während des Gewindewirbelns auszuführen, und eine Bearbeitung zum Bilden einer Schraube kann nicht effizient ausgeführt werden.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der oben dargelegten Problematik, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine numerische Steuervorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, die Effizienz der Bearbeitung zum Bilden einer Schraube zu verbessern.
Lösung des Problems
Um das oben beschriebene Problem zu lösen und die Aufgabe zu erfüllen, umfasst eine numerische Steuervorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung Folgendes: einen Gewindewirbelmotor-Controller zum Steuern, auf der Basis einer Gewindesteigung, die einen Bewegungsbetrag eines Gewindewirbelwerkzeugs pro Drehung eines Werkstücks repräsentiert, einer Referenz-Differenzialgeschwindigkeit, die eine Differenz zwischen einer vorgegebenen Referenzdrehzahl des Gewindewirbelwerkzeugs und einer Drehzahl des Werkstücks repräsentiert, wobei die Anzahl der Werkzeugschneiden die Anzahl von Schneiden des Gewindewirbelwerkzeugs repräsentiert, und einer Werkstückspindelgeschwindigkeit, welche die Drehzahl des Werkstücks repräsentiert, eines Motors, der das Gewindewirbelwerkzeug bewegt, eines Motors, der das Gewindewirbelwerkzeug dreht, und eines Motors, der das Werkstück dreht. Der Gewindewirbelmotor-Controller steuert: den Motor, der das Gewindewirbelwerkzeug dreht, auf der Basis der Gewindesteigung und der Referenz-Differenzialgeschwindigkeit; den Motor, der das Gewindewirbelwerkzeug dreht, auf der Basis der Gewindesteigung, der Referenz-Differenzialgeschwindigkeit, der Anzahl von Werkzeugschneiden, und der Werkstückspindelgeschwindigkeit; und den Motor, der das Werkstück dreht, auf der Basis der Werkstückspindelgeschwindigkeit.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Eine numerische Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung hat den Effekt, dass die Bearbeitung zum Bilden einer Schraube effizient ausgeführt werden kann.
Figurenliste

1 ist ein Schaubild, das grob den Vorgang der Bearbeitung eines Werkstücks zum Bilden einer Gewindenut durch Gewindewirbeln veranschaulicht.
2 ist ein Schaubild, das ein Beispiel eines Gewindewirbelwerkzeugs veranschaulicht.
3 ist ein Schaubild, das ein Bearbeitungsverfahren veranschaulicht, das durch eine numerische Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgeführt wird.
4 ist ein Schaubild, das eine beispielhafte Ausgestaltung der numerischen Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht.
5 ist ein Flussdiagramm, das einen beispielhaften Betrieb der numerischen Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht.
6 ist ein Schaubild, das ein Beispiel der Beziehung zwischen der Anzahl von Drehungen eines Werkstücks und der Anzahl von Drehungen und der Bewegungsgeschwindigkeit eines Gewindewirbelwerkzeugs beim Gewindewirbeln veranschaulicht, das durch die numerische Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgeführt wird.
7 ist ein Schaubild, das eine beispielhafte Ausgestaltung von Hardware veranschaulicht, welche die numerische Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform implementiert.

Beschreibung von Ausführungsform
Im Weiteren werden eine numerische Steuervorrichtung und ein Bearbeitungsverfahren gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Es ist zu beachten, dass die Erfindung nicht durch die Ausführungsformen eingeschränkt wird.
Ausführungsform.
Als Erstes wird ein Bearbeitungsverfahren beschrieben, das unter Verwendung einer numerischen Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgeführt wird.
1 ist ein Schaubild, das grob den Vorgang der Bearbeitung eines Werkstücks zum Bilden einer Gewindenut durch Gewindewirbeln veranschaulicht. Wie in 1 veranschaulicht, wird zum Bilden einer Gewindenut durch Gewindewirbeln ein Gewindewirbelwerkzeug 201 in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung bewegt, während es gedreht und mit Bezug auf ein rotierendes Werkstück 200 geneigt wird. Das Werkstück 200 wird dadurch durch die Schneiden des Gewindewirbelwerkzeugs 201 geschnitten, die in Kontakt mit dem Werkstück 200 gebracht werden, und eine Nut wird gebildet. Das Gewindewirbelwerkzeug 201 weist zum Beispiel die in 2 veranschaulichte Ausgestaltung auf. 2 ist ein Schaubild, das ein Beispiel eines Gewindewirbelwerkzeugs veranschaulicht. Das 201 in 2 veranschaulichte Gewindewirbelwerkzeug weist drei Schneiden auf der Innendurchmesserseite eines ringförmigen Werkzeugkörpers auf. Die drei Schneiden sind gleichmäßig beabstandet. Für den Fall, dass ein Gewindewirbelwerkzeug mehrere Schneiden aufweist, sind die Schneiden gleichmäßig beabstandet.
3 ist ein Schaubild, das ein Bearbeitungsverfahren veranschaulicht, das durch eine numerische Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgeführt wird. Wie in 3 veranschaulicht, führt die numerische Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Gewindewirbeln an einem Werkstück 200a unter Verwendung des Gewindewirbelwerkzeugs 201 aus und führt auch ein Drehen an dem Werkstück 200a unter Verwendung eines Drehwerkzeugs 202 gleichzeitig mit Gewindewirbeln aus. Es ist zu beachten, dass der Bereich, in dem das Gewindewirbelwerkzeug 201 eine Bearbeitung ausführt, nicht mit dem Bereich in Konflikt gerät, in dem das Drehwerkzeug 202 eine Bearbeitung ausführt. Die Rotationsachse des Werkstücks 200a verläuft parallel zu der veranschaulichten Z-Achse. Die Rotationsachse des Gewindewirbelwerkzeugs 201 hat eine Neigung mit Bezug auf die Z-Achse. Das Gewindewirbelwerkzeug 201 bewegt sich auf der Z-Achse in der Richtung des veranschaulichten Pfeils, während es sich dreht, wodurch das rotierende Werkstück bearbeitet wird. Das Drehwerkzeug 202 bewegt sich auf der Ebene, die durch die Z-Achse und die X-Achse definiert wird, orthogonal zu der Z-Achse in der Richtung des veranschaulichten Pfeils, wodurch das rotierende Werkstück bearbeitet wird.
Die numerische Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird unten beschrieben. Wie oben beschrieben, steuert die numerische Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Gewindewirbelwerkzeug 201 und das Drehwerkzeug 202, die in 3 veranschaulicht sind, um ein Gewindeschneiden an dem Werkstück 200a auszuführen.
4 ist ein Schaubild, das eine beispielhafte Ausgestaltung der numerischen Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht. Wie in 4 veranschaulicht, umfasst eine numerische Steuervorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Speichereinheit 10; eine Analyseeinheit 20; eine Interpolations-Verarbeitungseinheit 30; eine Beschleunigungs-/Verlangsamungs-Verarbeitungseinheit 40; eine Differenzialgeschwindigkeit-Generierungseinheit 50; einen Steigungsachsen-Servo-Controller 61; eine Werkzeugspindel-Controller 62; einen Werkstückspindel-Controller 63; einen X-Achsen-Servo-Controller 66; und einen Z-Achsen-Servo-Controller 67. Motoren 71 bis 73, 76 und 77 sind in einer Bearbeitungsvorrichtung enthalten, die durch die numerische Steuervorrichtung 1 gesteuert werden soll. Zusätzlich zu den Motoren 71 bis 73, 76 und 77 umfasst die Bearbeitungsvorrichtung, die durch die numerische Steuervorrichtung 1 gesteuert werden soll, ein Gewindewirbelwerkzeug und ein Drehwerkzeug ähnlich dem Gewindewirbelwerkzeug 201 und dem Drehwerkzeug 202, die in 3 veranschaulicht sind.
Die Analyseeinheit 20 der numerischen Steuervorrichtung 1 umfasst eine Gewindeschneidbefehl-Analyseeinheit 21; eine Differenzialgeschwindigkeit-Gewindeschneidbefehl-Analyseeinheit 22; eine Werkstückspindelgeschwindigkeitsbefehl-Analyseeinheit 23; und eine Bewegungsbefehl-Analyseeinheit 26. Die Interpolations-Verarbeitungseinheit 30 umfasst eine Referenz-Differenzialgeschwindigkeit-Umrechnungseinheit 31; eine Gewindeschneid-Interpolationseinheit 32; eine Werkzeugspindel-Synchrongeschwindigkeit-Generierungseinheit 33; eine Werkstückspindelgeschwindigkeit-Generierungseinheit 34; und eine Bewegungsgeschwindigkeit-Generierungseinheit 36. Die Speichereinheit 10 speichert ein Bearbeitungsprogramm 11 und ein Drehbearbeitungsprogramm 16. Das Bearbeitungsprogramm 11 und das Drehbearbeitungsprogramm 16 sind Numerische Steuerungs- (Numerical Control) (NC)-Programme zum Betreiben der numerischen Steuervorrichtung 1. Das Bearbeitungsprogramm 11 veranlasst die numerische Steuervorrichtung 1, Gewindewirbeln auszuführen, und das Drehbearbeitungsprogramm 16 veranlasst die numerische Steuervorrichtung 1, Drehen auszuführen. In der vorliegenden Ausführungsform ist das numerische Steuerungsprogramm zum Betreiben der numerischen Steuervorrichtung 1 in das Bearbeitungsprogramm 11 und das Drehbearbeitungsprogramm 16 unterteilt. Jedoch können die in diesen zwei Bearbeitungsprogrammen beschriebenen Blöcke zu einem einzigen Bearbeitungsprogramm kombiniert werden, so dass die numerische Steuervorrichtung 1 durch ein einzelnes Bearbeitungsprogramm betrieben wird.
Unter den Bestandteilen der numerischen Steuervorrichtung 1 sind die Gewindeschneidbefehl-Analyseeinheit 21, die Differenzialgeschwindigkeit-Gewindeschneidbefehl-Analyseeinheit 22, die Werkstückspindelgeschwindigkeitsbefehl-Analyseeinheit 23, die Referenz-Differenzialgeschwindigkeit-Umrechnungseinheit 31, die Gewindeschneid-Interpolationseinheit 32, die Werkzeugspindel-Synchrongeschwindigkeit-Generierungseinheit 33, die Werkstückspindelgeschwindigkeit-Generierungseinheit 34, die Differenzialgeschwindigkeit-Generierungseinheit 50, der Steigungsachsen-Servo-Controller 61, der Werkzeugspindel-Controller 62 und der Werkstückspindel-Controller 63 die Bestandteile, die eine Bearbeitungsvorrichtung (nicht veranschaulicht) veranlassen, ein Gewindewirbeln auszuführen. Die Referenz-Differenzialgeschwindigkeit-Umrechnungseinheit 31, die Gewindeschneid-Interpolationseinheit 32, die Werkzeugspindel-Synchrongeschwindigkeit-Generierungseinheit 33, die Werkstückspindelgeschwindigkeit-Generierungseinheit 34, die Differenzialgeschwindigkeit-Generierungseinheit 50, der Steigungsachsen-Servo-Controller 61, der Werkzeugspindel-Controller 62 und der Werkstückspindel-Controller 63 bilden einen Gewindewirbelmotor-Controller 80. Die Bewegungsbefehl-Analyseeinheit 26, die Bewegungsgeschwindigkeit-Generierungseinheit 36, der X-Achsen-Servo-Controller 66 und der Z-Achsen-Servo-Controller 67 sind die Bestandteile, die eine Bearbeitungsvorrichtung (nicht veranschaulicht) veranlassen, ein Drehen auszuführen. Die Bewegungsgeschwindigkeit-Generierungseinheit 36, der X-Achsen-Servo-Controller 66 und der Z-Achsen-Servo-Controller 67 bilden einen Drehmotor-Controller 90.
Das Bearbeitungsprogramm 11 zum Veranlassen einer numerischen Steuervorrichtung 1, ein Gewindewirbeln auszuführen, umfasst mehrere Blöcke, die verschiedene Befehle repräsentieren, wie zum Beispiel einen Gewindeschneidbefehl, einen Differenzialgeschwindigkeit-Gewindeschneidbefehl und einen Werkstückspindelgeschwindigkeitsbefehl.
Der Gewindeschneidbefehl enthält einen Startpunkt, einen Endpunkt und eine Gewindesteigung F. Der „Startpunkt“ ist ein Befehlswert, der den Punkt zum Starten des Gewindeschneidens repräsentiert, das heißt die Position, an der das Schneiden durch ein Gewindewirbelwerkzeug begonnen wird. Der „Endpunkt“ ist ein Befehlswert, der den Punkt für die Beendigung eines Gewindeschneidens repräsentiert, die heißt die Position, an der das Schneiden durch das Gewindewirbelwerkzeug beendet wird. Die „Gewindesteigung F“ ist ein Befehlswert, der den Bewegungsbetrag des Gewindewirbelwerkzeugs pro Drehung eines Werkstücks repräsentiert, die heißt ein Befehlswert, der repräsentiert, wie weit das Gewindewirbelwerkzeug innerhalb einer einzelnen Drehung des Werkstücks bewegt werden soll.
Der Differenzialgeschwindigkeit-Gewindeschneidbefehl umfasst eine Referenz-Differenzialgeschwindigkeit Ss und die Anzahl von Werkzeugschneiden m. Die „Referenz-Differenzialgeschwindigkeit Ss“ ist ein Befehlswert, der die Differenz zwischen der durch einen Nutzer vorgegebenen Referenzdrehzahl und der Drehzahl des Werkstücks repräsentiert. Die Referenzdrehzahl ist die Drehzahl eines Gewindewirbelwerkzeugs, wenn ein Gewindeschneiden unter Verwendung des Gewindewirbelwerkzeugs ausgeführt wird, das eine einzelne Schneide aufweist. Die Drehzahl eines Gewindewirbelwerkzeugs beim Gewindeschneiden wird durch die Anzahl von Schneiden des Gewindewirbelwerkzeugs bestimmt. Genauer gesagt, wird für den Fall, dass eine Bearbeitung unter Verwendung von Gewindewirbelwerkzeugen mit unterschiedlicher Anzahl von Schneiden ausgeführt wird, die Drehzahl jedes Gewindewirbelwerkzeugs bestimmt, so dass alle Gewindewirbelwerkzeuge den gleichen Zeitraum haben, in dem die Schneiden jedes Gewindewirbelwerkzeugs in Kontakt mit einem Werkstück kommen und es schneiden. Die „Anzahl von Werkzeugschneiden m“ ist ein Parameter, der die Anzahl von Schneiden des Gewindewirbelwerkzeugs repräsentiert.
Der Werkstückspindelgeschwindigkeitsbefehl enthält eine Werkstückspindelgeschwindigkeit Sw. Die „Werkstückspindelgeschwindigkeit Sw“ ist ein Befehlswert, der die Drehzahl der Werkstückspindel repräsentiert, das heißt die Drehzahl des Werkstücks.
Das Drehbearbeitungsprogramm 16 zum Veranlassen einer numerischen Steuervorrichtung 1, ein Drehen auszuführen, umfasst mehrere Blöcke, die verschiedene Befehle repräsentieren, wie zum Beispiel einen Bewegungsbefehl. Der Bewegungsbefehl bezeichnet die Position des Drehwerkzeugs und enthält einen Positionsbefehlswert, der Koordinaten darstellt, die eine Position auf der Z-Achse und der X-Achse repräsentieren, an der ein vorgegebener Punkt des Drehwerkzeugs oder ein vorgegebener Punkt eines beweglichen Teils, der das Drehwerkzeug bewegt, positioniert werden soll.
Die Gewindeschneidbefehl-Analyseeinheit 21 analysiert den in dem Bearbeitungsprogramm 11 enthaltenen Gewindeschneidbefehl, liest den Startpunkt, den Endpunkt und die Gewindesteigung F, und gibt sie an die Gewindeschneid-Interpolationseinheit 32 aus. Die Gewindeschneidbefehl-Analyseeinheit 21 gibt des Weiteren die Gewindesteigung F an die Differenzialgeschwindigkeit-Generierungseinheit 50 aus.
Die Differenzialgeschwindigkeit-Gewindeschneidbefehl-Analyseeinheit 22 analysiert den in dem Bearbeitungsprogramm 11 enthaltenen Differenzialgeschwindigkeit-Gewindeschneidbefehl, liest die Referenz-Differenzialgeschwindigkeit Ss und gibt sie an die Referenz-Differenzialgeschwindigkeit-Umrechnungseinheit 31 aus, und liest die Anzahl von Werkzeugschneiden m und gibt sie an die Werkzeugspindel-Synchrongeschwindigkeit-Generierungseinheit 33 und die Differenzialgeschwindigkeit-Generierungseinheit 50 aus.
Die Werkstückspindelgeschwindigkeitsbefehl-Analyseeinheit 23 analysiert den in dem Bearbeitungsprogramm 11 enthaltenen Werkstückspindelgeschwindigkeitsbefehl, liest die Werkstückspindelgeschwindigkeit Sw, und gibt sie an die Werkzeugspindel-Synchrongeschwindigkeit-Generierungseinheit 33 und die Werkstückspindelgeschwindigkeit-Generierungseinheit 34 aus.
Die Bewegungsbefehl-Analyseeinheit 26 analysiert das Drehbearbeitungsprogramm 16, liest den Positionsbefehlswert und gibt ihn an die Bewegungsgeschwindigkeit-Generierungseinheit 36 aus.
Die Referenz-Differenzialgeschwindigkeit-Umrechnungseinheit 31 berechnet einen Drehimpuls auf der Basis der von der Differenzialgeschwindigkeit-Gewindeschneidbefehl-Analyseeinheit 22 eingegebenen Referenz-Differenzialgeschwindigkeit Ss. Der Drehimpuls ist die Anzahl von Drehungen pro Zeiteinheit. Somit rechnet die Referenz-Differenzialgeschwindigkeit-Umrechnungseinheit 31 die Referenz-Differenzialgeschwindigkeit Ss, welche die Drehzahl ist, in die Anzahl von Drehungen pro Zeiteinheit um. Wenn zum Beispiel die Zeiteinheit 10 ms ist, die Referenz-Differenzialgeschwindigkeit Ss gleich 3000 U/min ist und die Anzahl von Drehimpulsen pro Drehung 2000 Impulse ist, so sind die Drehimpulse pro Zeiteinheit 3000 × 2000 / 60 / 100 = 1000.
Auf der Basis der von der Gewindeschneidbefehl-Analyseeinheit 21 eingegebenen Gewindesteigung F und der Drehimpulse, die der durch die Referenz-Differenzialgeschwindigkeit-Umrechnungseinheit 31 berechneten Referenz-Differenzialgeschwindigkeit Ss entsprechen, berechnet die Gewindeschneid-Interpolationseinheit 32 den Steigungsrichtungs-Bewegungsbetrag dFz des Gewindewirbelwerkzeugs pro Zeiteinheit. Der Steigungsrichtungs-Bewegungsbetrag dFz wird durch Multiplizieren der Gewindesteigung F mit den Drehimpulsen erhalten. In einer numerischen Steuervorrichtung, die herkömmliches Gewindewirbeln ausführt, wird der Bewegungsbetrag eines Gewindewirbelwerkzeugs pro Zeiteinheit unter Verwendung der Drehrate eines Spindelmotors erhalten, die durch einen Codierer detektiert wird, der an dem Spindelmotor angebracht ist, der ein Werkstück dreht. Wenn also die Bewegungsgeschwindigkeit des Gewindewirbelwerkzeugs auf ein solches Maß verringert wird, dass ein Gewindeschneiden ausgeführt werden kann, so wird die Drehzahl des Werkstücks ebenfalls verringert, und die Drehzahl, mit der ein Drehen ausgeführt werden kann, kann möglicherweise nicht aufrecht erhalten werden. Im Gegensatz dazu wird in der numerischen Steuervorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Bewegungsgeschwindigkeit des Gewindewirbelwerkzeugs durch die Referenz-Differenzialgeschwindigkeit Ss bestimmt, die durch den Differenzialgeschwindigkeit-Gewindeschneidbefehl vorgegeben wird. Somit ist es der numerischen Steuervorrichtung 1 möglich, die Bewegungsgeschwindigkeit eines Gewindewirbelwerkzeugs zu verringern, während verhindert wird, dass die Drehzahl eines Werkstücks kleiner wird. Die Gewindeschneid-Interpolationseinheit 32 berechnet die Drehzahl des Motors 71, der das Gewindewirbelwerkzeug bewegt, auf der Basis des berechneten Bewegungsbetrages dFz und gibt ein Steuersignal, das die berechnete Drehzahl anzeigt, an den Steigungsachsen-Servo-Controller 61 aus. Zu diesem Zeitpunkt gibt die Gewindeschneid-Interpolationseinheit 32 das Steuersignal aus, das die berechnete Drehzahl über einen Zeitraum anzeigt, der auf der Basis des Startpunktes und des Endpunktes bestimmt wird, die von der Gewindeschneidbefehl-Analyseeinheit 21 eingegeben werden. Das heißt, die Gewindeschneid-Interpolationseinheit 32 gibt das Steuersignal, das die berechnete Drehzahl anzeigt, so aus, dass sich das Gewindewirbelwerkzeug vom Startpunkt zum Endpunkt bewegt, wobei der Startpunkt und der Endpunkt von der Gewindeschneidbefehl-Analyseeinheit 21 eingegeben werden.
Auf der Basis der von der Differenzialgeschwindigkeit-Gewindeschneidbefehl-Analyseeinheit 22 eingegebenen Anzahl von Werkzeugschneiden m und der von der Werkstücks-Spindelgeschwindigkeitsbefehl-Analyseeinheit 23 eingegebenen Werkstückspindelgeschwindigkeit Sw berechnet die Werkzeugspindel-Synchrongeschwindigkeit-Generierungseinheit 33 die Basisdrehzahl des Gewindewirbelwerkzeugs und gibt den Basisrotationsbetrag dSt des Gewindewirbelwerkzeugs pro Zeiteinheit aus. Genauer gesagt, erhält die Werkzeugspindel-Synchrongeschwindigkeit-Generierungseinheit 33 die Basisdrehzahl durch Dividieren der Werkstückspindelgeschwindigkeit Sw durch die Anzahl von Werkzeugschneiden m. Das heißt, dSt = dSw/m.
Auf der Basis der von der Werkstücks-Spindelgeschwindigkeitsbefehl-Analyseeinheit 23 eingegebenen Werkstückspindelgeschwindigkeit Sw berechnet die Werkstückspindelgeschwindigkeit-Generierungseinheit 34 den Rotationsbetrag dSw der Werkstückspindel pro Zeiteinheit, was die Drehzahl des Motors 73 ist, der das Werkstück dreht.
Auf der Basis des von der Bewegungsbefehl-Analyseeinheit 26 eingegebenen Positionsbefehlswertes berechnet die Bewegungsgeschwindigkeit-Generierungseinheit 36 den Bewegungsbetrag des Drehwerkzeugs pro Zeiteinheit in der X-Achsen-Richtung und in der Z-Achsen-Richtung.
Die Beschleunigungs-/Verlangsamungs-Verarbeitungseinheit 40 nimmt ein Einstellen und Ausgeben der Drehzahl jedes entsprechenden Motors oder der Bewegungsgeschwindigkeit jedes entsprechenden Werkzeugs, die von der Gewindeschneid-Interpolationseinheit 32, der Werkzeugspindel-Synchrongeschwindigkeit-Generierungseinheit 33, der Werkstückspindelgeschwindigkeit-Generierungseinheit 34 und der Bewegungsgeschwindigkeit-Generierungseinheit 36 eingegeben wurden, dergestalt vor, dass jeder Motor mit einem vorgegebenen Betriebsmuster beschleunigt und verlangsamt.
Auf der Basis der von der Gewindeschneidbefehl-Analyseeinheit 21 eingegebenen Gewindesteigung F, des durch die Beschleunigungs-/Verlangsamungs-Verarbeitungseinheit 40 eingestellten Steigungsrichtungs-Bewegungsbetrages dFz des Gewindewirbelwerkzeugs pro Zeiteinheit, der von der Differenzialgeschwindigkeit-Gewindeschneidbefehl-Analyseeinheit 22 eingegebenen Anzahl von Werkzeugschneiden m und der durch die Beschleunigungs-/Verlangsamungs-Verarbeitungseinheit 40 eingestellten Basisdrehzahl Sw/m generiert die Differenzialgeschwindigkeit-Generierungseinheit 50 einen Drehzahlbefehlswert des Gewindewirbelwerkzeugs.
Der Steigungsachsen-Servo-Controller 61 steuert den Motor 71, der das Gewindewirbelwerkzeug bewegt, so, dass sich das Gewindewirbelwerkzeug um den durch die Beschleunigungs-/Verlangsamungs-Verarbeitungseinheit 40 eingestellten Steigungsrichtungs-Bewegungsbetrag dFz pro Zeiteinheit bewegt.
Der Werkzeugspindel-Controller 62 steuert den Motor 72, der das Gewindewirbelwerkzeug dreht, so, dass sich das Gewindewirbelwerkzeug mit der Drehzahl gemäß dem von der Differenzialgeschwindigkeit-Generierungseinheit 50 eingegeben Drehzahlbefehlswert des Gewindewirbelwerkzeugs dreht.
Der Werkstückspindel-Controller 63 steuert den Motor 73, der das Werkstück dreht, so, dass sich das Werkstück mit der durch die Beschleunigungs-/Verlangsamungs-Verarbeitungseinheit 40 eingestellten Werkstückspindelgeschwindigkeit dreht.
Der X-Achsen-Servo-Controller 66 steuert den Motor 76 der das Drehwerkzeug in der X-Achsen-Richtung bewegt, so, dass sich das Drehwerkzeug um den durch die Beschleunigungs-/Verlangsamungs-Verarbeitungseinheit 40 eingestellten Bewegungsbetrag pro Zeiteinheit in der X-Achsen-Richtung bewegt.
Der Z-Achsen-Servo-Controller 67 steuert den Motor 77, der das Drehwerkzeug in der Z-Achsen-Richtung bewegt, so, dass sich das Drehwerkzeug um den durch die Beschleunigungs-/Verlangsamungs-Verarbeitungseinheit 40 eingestellten Bewegungsbetrag pro Zeiteinheit in der Z-Achsen-Richtung bewegt.
Als Nächstes wird der Vorgang der Bearbeitung eines Werkstück durch die numerische Steuervorrichtung 1 beschrieben. Der Vorgang des Drehens durch die numerische Steuervorrichtung 1 ähnelt dem Drehvorgang durch eine konventionelle allgemeine numerische Steuervorrichtung, und auf seine detaillierte Beschreibung wird verzichtet. Die numerische Steuervorrichtung 1 kann ein Drehen durch jedes bekannte Verfahren ausführen. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Vorgang des Gewindewirbelns durch die numerische Steuervorrichtung 1 beschrieben.
5 ist ein Flussdiagramm, das einen beispielhaften Betrieb der numerischen Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht. 5 veranschaulicht einen Betriebsablauf des Gewindewirbelns durch die numerische Steuervorrichtung 1. Der in 5 veranschaulichte Vorgang beginnt zum Beispiel, wenn eine Instruktionsoperation für den Beginn der Bearbeitung durch einen Nutzer ausgeführt wird.
Wenn der Vorgang beginnt, so analysiert die numerische Steuervorrichtung 1 zuerst einen Gewindeschneidbefehl mit der Gewindeschneidbefehl-Analyseeinheit 21, um den Startpunkt und den Endpunkt zum Gewindeschneiden und die Gewindesteigung F zu erfassen (Schritt S11). Die numerische Steuervorrichtung 1 analysiert einen Differenzialgeschwindigkeit-Gewindeschneidbefehl mit der Differenzialgeschwindigkeit-Gewindeschneidbefehl-Analyseeinheit 22, um die Referenz-Differenzialgeschwindigkeit Ss und die Anzahl von Werkzeugschneiden m zu erfassen (Schritt S12). Die numerische Steuervorrichtung 1 analysiert einen Werkstückspindelgeschwindigkeitsbefehl mit der Werkstückspindelgeschwindigkeitsbefehl-Analyseeinheit 23, um die Werkstückspindelgeschwindigkeit Sw zu erfassen (Schritt S13). Es ist zu beachten, dass die Reihenfolge der Schritte S11 bis S13 untereinander verändert werden kann.
Als Nächstes berechnet die numerische Steuervorrichtung 1 auf der Basis der Gewindesteigung F und der Referenz-Differenzialgeschwindigkeit Ss eine Steigungsrichtungsgeschwindigkeit Fz des Gewindewirbelwerkzeugs, um den Steigungsrichtungs-Bewegungsbetrag dFz des Gewindewirbelwerkzeugs pro Zeiteinheit zu berechnen (Schritt S14). Es ist zu beachten, dass Fz = F × Ss. Wie oben beschrieben, wird der Steigungsrichtungs-Bewegungsbetrag dFz des Gewindewirbelwerkzeugs pro Zeiteinheit durch die Gewindeschneid-Interpolationseinheit 32 berechnet.
Als Nächstes berechnet die numerische Steuervorrichtung 1 die Drehzahl der Werkzeugspindel auf der Basis des Steigungsrichtungs-Bewegungsbetrages dFz des Gewindewirbelwerkzeugs pro Zeiteinheit, der Gewindesteigung F, der Anzahl von Werkzeugschneiden m und der Werkstückspindelgeschwindigkeit Sw (Schritt S15). In Schritt S15 berechnet die Werkzeugspindel-Synchrongeschwindigkeit-Generierungseinheit 33 als Erstes die Basisdrehzahl des Gewindewirbelwerkzeugs. Als Nächstes berechnet die Differenzialgeschwindigkeit-Generierungseinheit 50 auf der Basis des Steigungsrichtungs-Bewegungsbetrages dFz des Gewindewirbelwerkzeugs pro Zeiteinheit die Gewindesteigung F und die Anzahl von Werkzeugschneiden m, wobei der Rotationsbetrag dSs' pro Zeiteinheit mit dem durch die Beschleunigungs-/Verlangsamungs-Verarbeitungseinheit 40 eingestellten Steigungsrichtungs-Bewegungsbetrag dFz pro Zeiteinheit synchronisiert wird. Dann legt die Differenzialgeschwindigkeit-Generierungseinheit 50 den berechneten Rotationsbetrag dSs' pro Zeiteinheit über den Basisrotationsbetrag dSt des Gewindewirbelwerkzeugs pro Zeiteinheit, der durch die Werkzeugspindel-Synchrongeschwindigkeit-Generierungseinheit 33 generiert und durch die Beschleunigungs-/Verlangsamungs-Verarbeitungseinheit 40 eingestellt wird. Der durch die Differenzialgeschwindigkeit-Generierungseinheit 50 berechnete Rotationsbetrag dSs' pro Zeiteinheit wird durch dSs' = dFz' / (F × m) ausgedrückt. Die Berechnungsformel der Drehzahl Ss', die durch die Differenzialgeschwindigkeit-Generierungseinheit 50 berechnet wird, nachdem die Beschleunigung vollendet ist und die Geschwindigkeit konstant wird, wird durch folgende Formel (1) ausgedrückt: $Ss' = Fz/ (F \times m) = (Ss \times F) / (F \times m) = Ss/m$
Die Differenzialgeschwindigkeit-Generierungseinheit 50 gibt an den Werkzeugspindel-Controller 62 einen Befehlswert aus, der die Drehzahl repräsentiert, die durch Legen der Drehzahl Ss' über die Basisdrehzahl (Sw/m) erhalten wird. Die Differenzialgeschwindigkeit-Generierungseinheit 50 legt den Rotationsbetrag dSs' pro Zeiteinheit auf den Basisrotationsbetrag dSt des Gewindewirbelwerkzeugs pro Zeiteinheit vor, der durch die Werkzeugspindel-Synchrongeschwindigkeit-Generierungseinheit 33 generiert und durch die Beschleunigungs-/Verlangsamungs-Verarbeitungseinheit 40 eingestellt wird, um einen Befehlswert zu generieren. Die Drehzahl der Werkzeugspindel, die der Befehlswert ist, der durch die Differenzialgeschwindigkeit-Generierungseinheit 50 an den Werkzeugspindel-Controller 62 ausgegeben wird, nachdem die Beschleunigung vollendet ist und die Geschwindigkeit konstant wurde, wird durch folgende Formel (2) ausgedrückt: $(Drehzahl der Werkzeugspindel) = Sw/m + Ss/m$
Als Nächstes steuert die numerische Steuervorrichtung 1 den Motor 72, der ein Werkzeugspindelmotor ist, gemäß der Drehzahl der Werkzeugspindel (Schritt S16). Die numerische Steuervorrichtung 1 steuert den Motor 71, der ein Servomotor ist, gemäß dem Steigungsrichtungs-Bewegungsbetrag dFz des Werkzeugs pro Zeiteinheit (Schritt S17). Die numerische Steuervorrichtung 1 steuert den Motor 73, der ein Werkstückspindelmotor ist, gemäß der Werkstückspindelgeschwindigkeit Sw (Schritt S18).
Wie oben beschrieben, wird beim Gewindewirbeln durch die numerische Steuervorrichtung 1 der Bewegungsbetrag des Gewindewirbelwerkzeugs pro Zeiteinheit, das heißt die Bewegungsgeschwindigkeit, durch die Referenz-Differenzialgeschwindigkeit Ss bestimmt, die durch den Differenzialgeschwindigkeit-Gewindeschneidbefehl vorgegeben wird. Die Drehzahl des Gewindewirbelwerkzeugs wird durch den Bewegungsbetrag des Gewindewirbelwerkzeugs pro Zeiteinheit, die Anzahl von Werkzeugschneiden und die Drehzahl des Werkstücks bestimmt. Somit ist die Beziehung zwischen der Drehzahl des Werkstücks, der Drehzahl des Gewindewirbelwerkzeugs und der Bewegungsgeschwindigkeit des Gewindewirbelwerkzeugs so wie in 6 veranschaulicht. 6 ist ein Schaubild, das ein Beispiel der Beziehung zwischen der Anzahl von Drehungen des Werkstücks und der Anzahl von Drehungen und der Bewegungsgeschwindigkeit des Gewindewirbelwerkzeugs beim Gewindewirbeln veranschaulicht, das durch die numerische Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgeführt wird. Da die Anzahl von Drehungen des Gewindewirbelwerkzeugs um Ss/m erhöht wird, während sich das Gewindewirbelwerkzeug bewegt, wird die in dem Differenzialgeschwindigkeit-Gewindeschneidbefehl enthaltene Referenz-Differenzialgeschwindigkeit Ss auf einen solchen Wert eingestellt, dass die Anzahl von Drehungen beim Gewindeschneiden (während sich das Gewindewirbelwerkzeug mit einer Konstante Geschwindigkeit bewegt) (Sw / m + Ss / m) eine zweckmäßige Anzahl von Drehungen wird. Es ist zu beachten, dass der Grund, weshalb die Anzahl von Drehungen des Gewindewirbelwerkzeugs vorübergehend kleiner wird, nachdem sie Sw/m erreicht hat, darin liegt, dass eine Einstellung zum Angleichen der Referenz-Drehposition des Werkstücks und der Referenz-Drehposition des Gewindewirbelwerkzeugs vorgenommen wird.
Wie oben beschrieben, umfasst die numerische Steuervorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Gewindeschneidbefehl-Analyseeinheit 21, die einen Gewindeschneidbefehl analysiert, um einen Startpunkt und einen Endpunkt für das Gewindeschneiden und eine Gewindesteigung F zu erfassen, was den Steigungsrichtungs-Bewegungsbetrag eines Gewindewirbelwerkzeugs pro Drehung eines Werkstücks repräsentiert; die Differenzialgeschwindigkeit-Gewindeschneidbefehl-Analyseeinheit 22, die einen Differenzialgeschwindigkeit-Gewindeschneidbefehl analysiert, um die Referenz-Differenzialgeschwindigkeit Ss, welche die Differenz zwischen der Drehzahl des Gewindewirbelwerkzeugs beim Gewindeschneiden unter Verwendung eines Gewindewirbelwerkzeugs, das eine einzelne Schneide aufweist, und der Drehzahl des Werkstücks repräsentiert, sowie die Anzahl von Werkzeugschneiden m des Gewindewirbelwerkzeugs zu erfassen; und die Werkstückspindelgeschwindigkeitsbefehl-Analyseeinheit 23, die einen Werkstückspindelgeschwindigkeitsbefehl analysiert, um die Werkstückspindelgeschwindigkeit Sw zu erfassen, welche die Drehzahl des Werkstücks repräsentiert, wenn ein Gewindeschneiden ausgeführt wird. Die numerische Steuervorrichtung 1 berechnet auf der Basis der Gewindesteigung F und der Referenz-Differenzialgeschwindigkeit Ss den Steigungsrichtungs-Bewegungsbetrag dFz des Gewindewirbelwerkzeugs pro Zeiteinheit, das heißt die Bewegungsgeschwindigkeit Fz, und steuert den Motor 71, der das Gewindewirbelwerkzeug bewegt, so, dass sich das Gewindewirbelwerkzeug mit der berechneten Bewegungsgeschwindigkeit Fz bewegt. Die numerische Steuervorrichtung 1 berechnet auf der Basis der Gewindesteigung F, der Referenz-Differenzialgeschwindigkeit Ss, der Anzahl von Werkzeugschneiden m und der Werkstückspindelgeschwindigkeit Sw die Drehzahl der Werkzeugspindel und steuert den Motor 72, der das Gewindewirbelwerkzeug dreht, so, dass sich das Gewindewirbelwerkzeug mit der berechneten Drehzahl dreht.
In der numerischen Steuervorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die Bewegungsgeschwindigkeit des Gewindewirbelwerkzeugs durch die Gewindesteigung F und die Referenz-Differenzialgeschwindigkeit Ss bestimmt, und die Bewegungsgeschwindigkeit des Gewindewirbelwerkzeugs ändert sich auch dann nicht, wenn sich die Drehzahl des Werkstücks ändert. Somit ist es möglich, dass die numerische Steuervorrichtung 1 die Drehzahl des Werkstücks erhöht, während verhindert wird, dass die Bewegungsgeschwindigkeit des Gewindewirbelwerkzeugs zunimmt. Aus diesem Grund ist es durch Anwenden der numerischen Steuervorrichtung 1 möglich, ein Drehen auszuführen, während eine Gewindenut präzise gearbeitet wird, und somit effizient eine Bearbeitung zum Bilden einer Schraube auszuführen.
In der vorliegenden Ausführungsform wurde beschrieben, dass ein Differenzialgeschwindigkeit-Gewindeschneidbefehl die Anzahl von Werkzeugschneiden m und die Referenz-Differenzialgeschwindigkeit Ss enthält. Jedoch kann die Referenz-Differenzialgeschwindigkeit Ss auch durch Berechnung erhalten werden. In diesem Fall enthält der Differenzialgeschwindigkeit-Gewindeschneidbefehl nur die Anzahl von Werkzeugschneiden m. Die Referenz-Differenzialgeschwindigkeit Ss kann gemäß der folgenden Formel (3) berechnet werden: $Ss = m \times St - Sw$
In Formel (3) ist St die Basisdrehzahl des Gewindewirbelwerkzeugs und kann aus dem Basisrotationsbetrag dSt des Gewindewirbelwerkzeugs pro Zeiteinheit, wie oben beschrieben, erhalten werden. Die Referenz-Differenzialgeschwindigkeit Ss wird zum Beispiel durch die Referenz-Differenzialgeschwindigkeit-Umrechnungseinheit 31 berechnet. In diesem Fall wird die Anzahl von Werkzeugschneiden m von der Differenzialgeschwindigkeit-Gewindeschneidbefehl-Analyseeinheit 22 in die Referenz-Differenzialgeschwindigkeit-Umrechnungseinheit 31 eingegeben, und die Werkstückspindelgeschwindigkeit Sw wird von der Werkstücks-Spindelgeschwindigkeitsbefehl-Analyseeinheit 23 in die Referenz-Differenzialgeschwindigkeit-Umrechnungseinheit 31 eingegeben. Die Basisdrehzahl St des Gewindewirbelwerkzeugs kann durch einen Differenzialgeschwindigkeit-Gewindeschneidbefehl vorgegeben werden. In diesem Fall hat der Differenzialgeschwindigkeit-Gewindeschneidbefehl eine Konfiguration, welche die Basisdrehzahl St des Gewindewirbelwerkzeugs anstelle der Referenz-Differenzialgeschwindigkeit Ss enthält, das heißt eine Konfiguration, welche die Anzahl von Werkzeugschneiden m und die Basisdrehzahl St des Gewindewirbelwerkzeugs enthält.
Die numerische Steuervorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann gleichzeitig Gewindewirbeln und Drehen ausführen, aber Gewindewirbeln und Drehen müssen nicht unbedingt gleichzeitig ausgeführt werden, um ein Werkstück zu bearbeiten. Der Nutzer kann die Konfiguration des in die numerische Steuervorrichtung 1 einzugebenden Programms so ändern, dass nur Gewindewirbeln ausgeführt wird oder nur Drehen ausgeführt wird.
Als Nächstes wird eine Ausgestaltung von Hardware beschrieben, welche die numerische Steuervorrichtung 1 implementiert. 7 ist ein Schaubild, das eine beispielhafte Ausgestaltung von Hardware veranschaulicht, welche die numerische Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform implementiert.
Die numerische Steuervorrichtung 1 kann durch Hardware implementiert werden, die einen Prozessor 101 und einen Speicher 102 umfasst, wie in 7 veranschaulicht. Der Prozessor 101 ist zum Beispiel eine zentrale Verarbeitungseinheit (auch als eine CPU, eine Verarbeitungseinheit, eine Arithmetikeinheit, ein Mikroprozessor, ein Mikrocomputer, ein Prozessor, ein digitaler Signalprozessor (DSP) bezeichnet) oder einen System-Large-Scale-Integration (LSI) oder dergleichen. Der Speicher 102 ist zum Beispiel ein Direktzugriffsspeicher (RAM), ein Nurlesespeicher (ROM), ein Flash-Speicher, ein Löschbarer Programmierbarer ROM (EPROM) oder ein Elektrisch Löschbarer Programmierbarer ROM (EEPROM)®. Die Hardware, welche die numerische Steuervorrichtung 1 implementiert, kann des Weiteren eine Anzeigevorrichtung, eine Eingabevorrichtung, eine Kommunikationsvorrichtung und dergleichen umfassen.
Die Analyseeinheit 20, die Interpolations-Verarbeitungseinheit 30, die Beschleunigungs-/Verlangsamungs-Verarbeitungseinheit 40, die Differenzialgeschwindigkeit-Generierungseinheit 50, der Steigungsachsen-Servo-Controller 61, der Werkzeugspindel-Controller 62, der Werkstückspindel-Controller 63, der X-Achsen-Servo-Controller 66 und der Z-Achsen-Servo-Controller 67 der numerischen Steuervorrichtung 1 können jeweils durch den Prozessor 101 implementiert werden, der ein entsprechendes Programm aus dem Speicher 102 lädt und ausführt. Die Speichereinheit 10 der numerischen Steuervorrichtung 1 kann durch den Speicher 102 implementiert werden.
Die in der obigen Ausführungsform beschriebenen Ausgestaltungen sind lediglich Beispiele eines Aspekts der vorliegenden Erfindung und können mit anderen bekannten Techniken kombiniert werden, und ein Teil der Ausgestaltungen kann weggelassen oder geändert werden, ohne vom Wesen der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Bezugszeichenliste

1: numerische Steuervorrichtung;
10: Speichereinheit;
11: Bearbeitungsprogramm;
16: Drehbearbeitungsprogramm;
20: Analyseeinheit;
21: Gewindeschneidbefehl-Analyseeinheit;
22: Differenzialgeschwindigkeit-Gewindeschneidbefehl-Analyseeinheit;
23: Werkstückspindelgeschwindigkeitsbefehl-Analyseeinheit;
26: Bewegungsbefehl-Analyseeinheit;
30: Interpolations-Verarbeitungseinheit;
31: Referenz-Differenzialgeschwindigkeit-Umrechnungseinheit;
32: Gewindeschneid-Interpolationseinheit;
33: Werkzeugspindel-Synchrongeschwindigkeit-Generierungseinheit;
34: Werkstückspindelgeschwindigkeit-Generierungseinheit;
36: Bewegungsgeschwindigkeit-Generierungseinheit;
40: Beschleunigungs-/Verlangsamungs-Verarbeitungseinheit;
50: Differenzialgeschwindigkeit-Generierungseinheit;
61: Steigungsachsen-Servo-Controller;
62: Werkzeugspindel-Controller;
63: Werkstückspindel-Controller;
66: X-Achsen-Servo-Controller;
67: Z-Achsen-Servo-Controller;
71 bis 73, 76, 77: Motor;
80: Gewindewirbelmotor-Controller;
90: Drehmotor-Controller.

Claims

Numerische Steuervorrichtung, umfassend: einen Gewindewirbelmotor-Controller zum Steuern, auf der Basis einer Gewindesteigung, die einen Bewegungsbetrag eines Gewindewirbelwerkzeugs pro Drehung eines Werkstücks repräsentiert, einer Referenz-Differenzialgeschwindigkeit, die eine Differenz zwischen einer vorgegebenen Referenzdrehzahl des Gewindewirbelwerkzeugs und einer Drehzahl des Werkstücks repräsentiert, wobei die Anzahl der Werkzeugschneiden die Anzahl von Schneiden des Gewindewirbelwerkzeugs repräsentiert, und einer Werkstückspindelgeschwindigkeit, welche die Drehzahl des Werkstücks repräsentiert, eines Motors, der das Gewindewirbelwerkzeug bewegt, eines Motors, der das Gewindewirbelwerkzeug dreht, und eines Motors, der das Werkstück dreht, wobei der Gewindewirbelmotor-Controller steuert: den Motor, der das Gewindewirbelwerkzeug dreht, auf der Basis der Gewindesteigung und der Referenz-Differenzialgeschwindigkeit; den Motor, der das Gewindewirbelwerkzeug dreht, auf der Basis der Gewindesteigung, der Referenz-Differenzialgeschwindigkeit, der Anzahl von Werkzeugschneiden, und der Werkstückspindelgeschwindigkeit; und den Motor, der das Werkstück dreht, auf der Basis der Werkstückspindelgeschwindigkeit.
Numerische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend: eine Gewindeschneidbefehl-Analyseeinheit zum Analysieren eines Gewindeschneidbefehls, um die Gewindesteigung zu erfassen; eine Differenzialgeschwindigkeit-Gewindeschneidbefehl-Analyseeinheit zum Analysieren eines Differenzialgeschwindigkeit-Gewindeschneidbefehls, um die Referenz-Differenzialgeschwindigkeit und die Anzahl von Werkzeugschneiden zu erfassen; und eine Werkstückspindelgeschwindigkeitsbefehl-Analyseeinheit zum Analysieren eines Werkstückspindelgeschwindigkeitsbefehls, um die Werkstückspindelgeschwindigkeit zu erfassen.
Numerische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend: eine Gewindeschneidbefehl-Analyseeinheit zum Analysieren eines Gewindeschneidbefehls, um die Gewindesteigung zu erfassen; eine Differenzialgeschwindigkeit-Gewindeschneidbefehl-Analyseeinheit zum Analysieren eines Differenzialgeschwindigkeit-Gewindeschneidbefehls, um die Anzahl von Werkzeugschneiden und die Referenzdrehzahl des Gewindewirbelwerkzeugs zu erfassen; und eine Werkstückspindelgeschwindigkeitsbefehl-Analyseeinheit zum Analysieren eines Werkstückspindelgeschwindigkeitsbefehls, um die Werkstückspindelgeschwindigkeit zu erfassen, wobei der Gewindewirbelmotor-Controller die Referenz-Differenzialgeschwindigkeit auf der Basis der Anzahl von Werkzeugschneiden, der Referenzdrehzahl des Gewindewirbelwerkzeugs und der Werkstückspindelgeschwindigkeit berechnet.
Numerische Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, des Weiteren umfassend: eine Bewegungsbefehl-Analyseeinheit zum Analysieren eines Bewegungsbefehls, der einen Positionsbefehlswert enthält, der eine Position eines Drehwerkzeugs repräsentiert; und einen Drehmotor-Controller zum Steuern eines Motors, der das Drehwerkzeug bewegt, auf der Basis des Positionsbefehlswertes.
Numerische Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Gewindewirbelmotor-Controller einen Bewegungsbetrag des Gewindewirbelwerkzeugs pro Zeiteinheit auf der Basis der Gewindesteigung und der Referenz-Differenzialgeschwindigkeit berechnet, den Motor, der das Gewindewirbelwerkzeug bewegt, auf der Basis des berechneten Bewegungsbetrages steuert, eine Drehzahl des Gewindewirbelwerkzeugs auf der Basis des berechneten Bewegungsbetrages, der Gewindesteigung, der Anzahl von Werkzeugschneiden und der Werkstückspindelgeschwindigkeit berechnet, den Motor, der das Gewindewirbelwerkzeug dreht, auf der Basis der berechneten Drehzahl steuert und den Motor, der das Werkstück dreht, auf der Basis der Werkstückspindelgeschwindigkeit steuert.
Bearbeitungsverfahren zum Ausführen eines Gewindeschneidens durch eine numerische Steuervorrichtung, die eine Bearbeitungsvorrichtung steuert, die ein Gewindewirbelwerkzeug umfasst, wobei das Bearbeitungsverfahren Folgendes umfasst: einen ersten Schritt des Analysierens eines Gewindeschneidbefehls, der eine Gewindesteigung enthält, die einen Bewegungsbetrag des Gewindewirbelwerkzeugs pro Drehung eines Werkstücks repräsentiert; einen zweiten Schritt des Analysierens eines Differenzialgeschwindigkeit-Gewindeschneidbefehls, der eine Referenz-Differenzialgeschwindigkeit, die eine Differenz zwischen einer vorgegebenen Referenzdrehzahl des Gewindewirbelwerkzeugs und einer Drehzahl des Werkstücks repräsentiert, und die Anzahl der Werkzeugschneiden, welche die Anzahl von Schneiden des Gewindewirbelwerkzeugs repräsentiert, enthält; einen dritten Schritt des Analysierens eines Werkstückspindelgeschwindigkeitsbefehls, der eine Werkstückspindelgeschwindigkeit enthält, welche die Drehzahl des Werkstücks repräsentiert; einen vierten Schritt des Steuerns eines Motors, der das Gewindewirbelwerkzeug bewegt, auf der Basis der Gewindesteigung und der Referenz-Differenzialgeschwindigkeit; einen fünften Schritt des Steuerns eines Motors, der das Gewindewirbelwerkzeug dreht, auf der Basis der Gewindesteigung, der Referenz-Differenzialgeschwindigkeit, der Anzahl von Werkzeugschneiden und der Werkstückspindelgeschwindigkeit; und einen sechsten Schritt des Steuerns eines Motors, der das Werkstück dreht, auf der Basis der Werkstückspindelgeschwindigkeit.