DE3811183A1 - Gewindeschneidmaschine - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gewindeschneidma
schine, eineschließlich einer typischen Innengewindeschneid
maschine, insbesondere eine derartige Maschine, welche selbst
beim Hochgeschwindigkeits-Gewindeschneiden präzise arbeiten
kann.
Nach dem Stand der Technik wurde das Gewindeschneiden in
einer Gewindeschneidmaschine, welche mit einer numerischen
Steuereinrichtung (NC) versehen ist, so durchgeführt, daß
ein Gewindeschneidwerkzeug (oder Innengewindeschneidwerkzeug),
beispielsweise ein Gewindebohrer, zugeführt und gedreht wurde
in Übereinstimmung mit der Steigung des herzustellenden Ge
windes auf der Grundlage von Befehlen von der N-Vorrichtung.
Ein Vorschubmotor für den Vorschub des Gewindeschneidwerk
zeugs und ein Spindelmotor für dessen Drehung wurden unab
hängig voneinander durch Servosystem gesteuert, es wurden
daher beide Motoren ohne gegenseitige Beziehung gesteuert.
Die Diskrepanz zwischen dem Vorschub und der Drehung des
Werkzeugs, die durch eine Drehung in Gegenrichtung des Spindel
motors hervorgerufen werden kann, wird durch die mechanische
Ausdrehung und Zusammenziehung eines Überlaufbohrers kompen
siert, welcher zwischen dem Innengewindeschneidwerkzeug und
der Spindel angeordnet ist. Bei einem solchen Steuerverfahren
treten beispielsweise derartige Probleme auf, daß die Bear
beitungsgeschwindigkeit beim Gewindeschneiden durch die Lei
stung des verwendeten Überlaufbohrers begrenzt ist, und daß
die Genauigkeit des beim Gewindeschneiden hergestellten Ge
windes durch das Ausdehnen und Zusammenziehen des Überlauf
bohrers verringert wird.
Zur Überwindung dieser Probleme oder Nachteile ist nach dem
Stand der Technik beispielsweise in der japanischen offenge
legten Patentanmeldung Nr. 56-33 249 vorgeschlagen worden,
den aktuelen Betrag der Drehung der Spindel festzustellen
und den Vorschubmotor in Übereinstimmung mit dem festgestell
ten Betrag der Drehung anzutreiben, und gemäß der japanischen
offengelegten Patentanmeldung Nr. 60-1 55 319, den aktuellen
Vorschubbetrag, also die Vorschubrate, der Spindel festzu
stellten und den Drehmotor in Übereinstimmung mit dem festge
stellen Betrag des Vorschubs anzutreiben. Diese bekannten
Veröffentlichungen beschreiben daher Steuereinrichtungen,
bei welchen der Vorschubmotor und der Drehmotor in synchroner
Betriebsweise angetrieben werden, und durch die Steuereinrich
tung kann eine hohe synchrone Genauigkeit zwischen dem Vor
schubmotor und dem Drehmotor erreicht werden, so daß das
Gewindeschneiden gewöhnlich ohne Verwendung eines Überlauf
bohrers erfolgen kann.
In jüngster Zeit bestehen jedoch starke Bestrebungen, die
Bearbeitungszeit zu verringern und in einigen Fällen den
Vorgang des Gewindeschneidens mit einer hohen Bearbeitungs
geschwindigkeit durchzuführen, die im wesentlichen gleich
der maximalen Bearbeitungsgeschwindigkeit der Innengewinde
schneidmaschine ist. In einem derartigen Fall beobachtet
man jedoch bei konventionellen Maschinen der voranstehend
beschriebenen Art eine Nachlaufzeit beim Antrieb des Drehmo
tors in Übereinstimmung mit dem Betrag des Vorschubs des
Vorschubsmotors, da der Befehl für den Drehmotor abgegeben
wird, nachdem die aktuelle Verschiebung der Vorschubwelle
festgestellt wurde, und dies stellt eine Begrenzung der Ver
besserung der Genauigkeit beim Gewindeschneiden dar. Insbe
sondere beim Gewindeschneiden mit verhältnismäßig geringer
Gewindetiefe oder beim schrittweisen Arbeiten des Werkzeugs
mit verhältnismäßig geringer Schrittweite wird die aktuelle
Bearbeitung oft unter einer Übergangsbedingung ausgeführt,
bevor die Zufuhr- und Drehgeschwindigkeit einen konstanten
Wert annehmen, wodurch ein beachtliches Problem entsteht,
welches in Folge der Nachlaufzeitverzögerung Bearbeitungs
fehler hervorruft.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird in vorteilhafter Weise
eine praktisch vollständige Beseitigung der Fehler oder Nach
teile erreicht, die nach dem Stand der Technik auf diesem
Gebiet auftreten.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in
der Bereitstellung einer verbesserten Gewindeschneidmaschine,
bei welcher die gegenseitige Nachlaufcharakteristik zwischen
einer Vorschubwelle und einer Spindel der Gewindeschneidma
schine verbessert ist, um die Gewindeschneidbearbeitung mit
hoher Genauigkeit selbst beim Hochgeschwindigkeits-Gewinde
schneiden mit einer Geschwindigkeit nahe der Betriebsgrenze
einer Innengewindeschneidmaschine durchzuführen.
Diese und weitere Vorteile können gemäß einer ersten Ziel
richtung der vorliegenden Erfindung erreicht werden durch
Bereitstellung einer derartigen Gewindeschneidmaschine, welche
einen Detektor zum Nachweis einer Drehlage einer Spindel
und einen Detektor nach Nachweis einer Vorschublage eines
Spindelkopfs aufweist und eine Innengewindeschneidbearbeitung
unter synchronem Antrieb eines Spindelmotors zur Drehung
der Spindel und eines Vorschubmotors zum Antrieb des Spindel
kopfs ausführt, wobei die Gewindeschneidmaschine eine Einheit
zum Berechnen einer Vorschubabweichung zwischen einem Vorschub
befehl und einer Vorschublage des Spindelkopfs aufweist,
welche durch den Vorschublagedetektor festgestellt wird,
sowie eine Einheit zum Antrieb des Vorschubmotors in Überein
stimmung mit der Vorschubabweichung, eine Einheit zur Berech
nung eines Drehbefehls, entsprechend der Vorschubabweichung
auf der Grundlage einer Gewindesteigung, eine Einheit zur
Berechnung eines Drehkorrekturwerts entsprechend dem nachge
wiesenen Betrag des Vorschubs des Spindelkopfs auf der Grund
lage der Gewindesteigung, eine Einheit zur Berechnung einer
Drehabweichung zwischen dem Drehkorrekturwert und der Dreh
lage der Spindel, eine Einheit zur Korrektur des Drehbefehls
und eine Einheit zum Antrieb des Spindelmotors in Überein
stimmung mit dem korrigierten Drehbefehl, sowie eine Einheit
zum Antrieb des Spindelmotors in Übereinstimmung mit dem
korrigierten Drehbefehl.
Gemäß einer zweiten Zielrichtung der vorliegenden Erfindung
wird eine Gewindeschneidmaschine der voranstehend unter Bezug
auf die erste Zielrichtung beschriebenen Art bereitgestellt,
welche eine Einheit zur Berechnung eines Drehbefehls und
einer Drehlage der Spindel durch den Drehlagendetektor umfaßt
sowie eine Einheit zum Antrieb des Spindelmotors in Überein
stimmung mit der Drehabweichung, eine Einheit zur Berech
nung einesVorschubbefehls entsprechend der Drehabweichung
auf der Grundlage einer Gewindesteigung, eine Einheit zur
Berechnung eines Vorschubkorrekturwerts entsprechend der
festgestellten Drehlage der Spindel auf der Grundlage der
Gewindesteigung, eine Einheit zur Berechnung einer Vorschub
abweichung zwischen dem Vorschubkorrekturwert und dem Betrag
des Vorschubs des Spindelkopfes, eine Einheit zur Korrektur
des Vorschubbefehls, und eine Einheit zum Antrieb des Vorschub
motors in Übereinstimmung mit dem korrekten Vorschubbefehl.
Gemäß einer dritten Zieleinrichtung der vorliegenden Erfindung
wird eine Gewindeschneidmaschine der voranstehend unter Bezug
auf die erste oder zweite Zieleinrichtung der Erfindung beschrie
benen Art bereitgestellt, welche eine Einheit zur Berechnung
einer Vorschubabweichung zwischen einemVorschubbefehl und
einer Vorschublage des Spindelkopfs umfaßt, welche durch
dem Vorschublagendetektor bestimmt wird, eine Einheit zum
Antrieb des Vorschubmotors in Übereinstimmung mit der Vorschub
abweichung, eine Einheit zur Berechnung einer Vorschubge
schwindigkeit und einer Beschleunigung, eine Einheit zur
Berechnung eines Drehbefehls entsprechend der berechneten
Vorschubgeschwindigkeit und Beschleunigung auf der Grundlage
einer Gewindesteigung, eine Einheit zur Berechnung eines
Drehkorrekturwerts entsprechend dem bestimmten Betrag des
Vorschubs des Spindelkopfs auf der Grundlage der Gewindestei
gung, eine Einheit zur Berechnung einer Drehabweichung zwischen
dem Drehkorrekturwert und der Drehlage der Spindel, eine
Einheit zur Korrektur des Drehbefehls, und eine Einheit zum
Antrieb des Spindelmotors in Übereinstimmung mit dem korri
gierten Drehbefehl.
Gemäß einer vierten Zielrichtung der vorliegenden Erfindung
wird eine Gewindeschneidmaschine der voranstehend unter Bezug
auf die erste bis dritte Zielrichtung beschriebenen Art bereit
gestellt, welche eine Einheit umfaßt zur Berechnung einer
Drehabweichung zwischen einem Drehbefehl und einer Drehlage
der Spindel, welche durch den Drehlagendetektor festgestellt
wird, eine Einheit zum Antrieb des Spindelmotors in Überein
stimmung mit der Drehabweichung, eine Einheit zur Berechnung
einer Drehgeschwindigkeit und einer Beschleunigung, eine
Einheit zur Berechnung eines Vorschubbefehls entsprechend
der berechneten Vorschubgeschwindigkeit und Beschleunigung
auf der Grundlage einer Gewindesteigung, eine Einheit zur
Berechnung eines Vorschubkorrekturwerts entsprechend der
nachgewiesenen Drehlage der Spindel auf der Grundlage der
Gewindesteigung, eine Einheit zur Berechnung einer Vorschub
abweichung zwischen dem Vorschubkorrekturwert und den nachge
wiesenen Betrag des Vorschubs, eine Einheit zur Korrektur
des Vorschubbefehs, und eine Einheit zum Antrieb des Vorschub
motors in Übereinstimmung mit dem korrigierten Vorschubbefehl.
Entsprechend dem Aufbau der Gewindeschneidmaschine gemäß der
ersten Zielrichtung wird der Betrag des Vorschubs unabhängig
in Übereinstimmung mit dem Vorschubbefehl unter der üblichen
Lagerückkopplungsbedingung gesteuert, und andererseits wird
die Drehung der Spindel auf synchrone Weise gesteuert, um dem
Vorschub des Spindelkopfes nachzulaufen. Der Drehbefehl wird
durch die Vorschubabweichung berechnet. Da die Vorschubabwei
chung als Wert zur Abgabe der Vorschubgeschwindigkeit an die
Vorschubantriebseinheit angesehen wird, wird der Drehbefehl
in Übereinstimmung mit der Vorschubbefehlsgeschwindigkeit abge
geben, jedoch nicht mit der aktuellen Vorschubverschiebung.
Daher stellt der Drehbefehl einen Wert dar, der eine vorherge
sagte Vorschubverschiebung einschließt und verbessert so die
Nachlauf-Übergangseigenschaften der Drehung der Spindel bezüg
lich des Vorschubs des Spindelkopfes. Zusätzlich wird der derart
berechnete Drehbefehl in Übereinstimmung mit dem aktuellen
Betrag des Vorschubs durch die Anordnung der Drehkorrektur
berechnungseinheit, der Drehabweichungsberechnungseinheit und
der Korrektureinheit korrigiert, so daß der Wirkungsgrad des
Gewindeschneidens bemerkenswert verbessert werden kann, ohne
daß ein Fehler erzeugt wird, der den normalerweise existierenden
Fehler zwischen der Drehlage und der Vorschublage übersteigt.
Entsprechend dem Aufbau der Gewindeschneidmaschine gemäß der
zweiten Zielrichtung wird die Drehung der Spindel unabhängig
in Übereinstimmung mit dem Drehbefehl unter der üblichen Rück
kopplungsbedingung für die Lage gesteuert, und andererseits
für die Zufuhr des Spindelkopfes auf synchrone Weise gesteuert,
um der Drehung der Spindel zu folgen. Der Zuführbefehl wird
in Übereinstimmung mit der Drehabweichung berechnet. Da die
Drehabweichung als ein Wert zur Abgabe der Drehgeshwindigkeit
an die Drehantriebseinheit angesehen wird, wird der Vorschub
befehl in Übereinstimmung mit dem Drehgeschwindigkeitsbefehl
abgegeben, jedoch nicht mit dem aktuellen Betrag der Drehung
der Spindel. Daher stellt der Vorschubbefehl einen Wert dar,
der einen vorhergesagten Betrag der Drehung der Spindel ein
schließt und verbessert so die Nachlauf-Übergangseigenschaften
der Zufuhr des Spindelkopfs bezüglich der Drehung der Spindel.
Zusätzlich wird der derart berechnete Vorschubbefehl in Überein
stimmung mit dem aktuellen Betrag der Drehung durch die Anordnung
der Vorschubkorrekturberechnungseinheit, der Vorschubabweichungs
berechnungseinheit und der Korrektureinheit korrigiert, so
daß der Wirkungsgrad des Gewindeschneidens bemerkenswert verbes
sert werden kann, ohne einen Fehler zu erzeugen, der den üb
licherweise existierenden Fehler zwischen der Vorschublage
und der Drehlage übersteigt.
Entsprechend dem Aufbau der Gewindeschneidmaschine gemäß der
dritten Zielrichtung der Erfindung wird der Vorschubbetrag
unabhängig in Übereinstimmung mit demVorschubbefehl unter
der üblichen Rückkopplungsbedingung für die Lage gesteuert,
und andererseits wird die Drehung der Spindel auf synchrone
Weise gesteuert, um dem Vorschub nachzulaufen. Der Drehbefehl
wird in Übereinstimmung mit der Drehgeschwindigkeit und der
Vorschubbeschleunigung berechnet. Demzufolge wird der Drehbefehl
als ein wert angesehen, welcher eine vorhergesagte Vorschub
verschiebung, jedoch nicht den aktuellen Betrag des Vorschubs
einschließt, so daß die Nachlauf-Übergangseigenschaften der
Drehung der Spindel bezüglich des Vorschubs des Spindelkopfs
bemerkenswert verbessert werden können. Darüber hinaus wird
der derart berechnete Drehbefehl in Übereinstimmung mit dem
aktuellen Betrag des Vorschubs durch die Anordnung der Drehkor
rekturberechnungseinheit, der Drehabweichungsberechnungseinheit
und der Korrektureinheit korrigiert, so daß der Wirkungsgrad
des Gewindeschneidens wesentlich verbessert werden kann, ohne
einen Fehler zu erzeugen, der den üblicherweise existierenden
Fehler zwischen der Drehlage und der Vorschublage übersteigt.
Entsprechend dem Aufbau der Gewindeschneidmaschine gemäß der
vierten Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird die Drehung
der Spindel unabhängig in Übereinstimmung mit dem Drehbefehl
unter der üblichen Lagerückkopplungsbedingung gesteuert, und
andererseits wird der Vorschub des Spindelkopfes auf synchrone
Weise gesteuert, um der Drehung der Spindel nachzufolgen. Der
Vorschubbefehl wird durch die Drehgeschwindigkeit und die Dreh
beschleunigung der Spinde berechnet. Demzufolge wird der Vor
schubbefehl als ein Wert angesehen, welcher einen vorhergesagten
Betrag der Drehung der Spindel einschließt, jedoch nicht den
aktuellen Betrag der Drehung der Spindel, wodurch die Nachlauf
übergangseigenschafte des Vorschubs des Spindelkopfs bezüglich
der Drehung der Spindel verbessert werden. Darüber hinaus wird
der Vorschubbefehl in Übereinstimmung mit der aktuellen Drehlage
durch die Anordnung der Vorschubkorrekturberechnungseinheit,
der Vorschubabweichdungsberechnungseinheit und der Korrekturein
heit korrigiert, so daß der Wirkungsgrad des Gewindeschneidens
bemerkenswert verbessert werden kann, ohne einen Fehler zu
erzeugen, der den üblicherweise existierenden Fehler zwischen
der Drehlage und der Vorschublage übersteigt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Gewindeschneidma
schine erläutert, aus welchen sich weitere Vorteile und Merkmale
ergeben.
Es zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 ein Blockschaltbild einer dritten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 ein Blockschaltbild einer vierten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 ein Blockschaltbild einer fünften Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 ein Blockschaltbild einer sechsten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 ein Blockschaltbild einer siebten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 8 ein Blockschaltbild einer achten Ausführungsform der
voriegenden Erfindung.
In den Zeichnungen der schematischen Diagramme, die bevorzugte
Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen,
bildet ein Maschinenkörper 1 einer Gewindeschneidmaschine eine
vertikale Innengewindeschneidmaschine mit einem Werkstück-Stütz
gestell 2, einer sich vertikal von einem Ende des Wernstück-Stütz
gestells 2 erstreckenden Säule 3, einem in Gewindeeingriff
mit einer kugelgelagerten Gewindespindel 6 stehenden Gleitstück
4, und einem von dem Gleitstück 4 gehalterten Spindelkopf 5.
Die kugelgelagerte Gewindespindel 6 wird durch einen Vorschub
motor 7 gedreht, der im allgemeinen einen Wechselstromservo
motor umfaßt, um das Gleitstück 4 in vertikaler Richtung zu
bewegen. Ein Drehgeschwindigkeitsnachweis-Tachometergenerator
(TG1) 8 und ein Drehlagennachweisimpulsgenerator (PG1) 9 sind
betriebsmäßig mit dem Vorschubmotor 7 verbunden. Der Impulsgene
rator (PG1) 9 stellt die Vorschublage des Spindelkopfs 5 fest.
Eine zur Drehung von dem Spindelkopf 5 gehaltene Spindel 11
wird durch einen Spindelmotor 12 angetrieben, der im allgemeinen
einen Wechselstromservomotor umfaßt. Mit dem Elektromotor 12
sind betriebsmäßig ein Drehgeschwindigkeitsnachweis-Tachometer
generator (TG2) 13 und ein Drehlagennachweis-Impulsgenerator
(PG2) 14 verbunden. Der Impulsgenerator PG2 14 dient als Nachweis
vorrichtung, um die Drehlage der Spindel 11 festzustellen.
Ein Gewindeschneidwerkzeug 15 ist direkt an dem unteren Endab
schnitt der Spindel 11 angebracht, ohne irgendeine Überlaufein
richtung, um eine Gewindeschneidbearbeitung in einem Loch 16
durchzuführen, welches in einem Werkstück 17 ausgebildet ist,
das auf dem Werkstück-Stützgestell 2 montiert ist.
Nachstehend werden die jeweiligen Ausführungsformen unter Bezug
auf die Zeichnungen beschrieben, und zunächst wird
unter Bezug auf Fig. 1, welche die erste Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung darstellt, eine Steuerchaltung für
ein Vorschubsystem (nachstehend als Z-Achsensystem bezeichnet)
zur vertikalen Bewegung des Spindelkopfs 5 beschrieben.
Die von einer Eingangseinheit 21 gelieferten Daten werden einer
arithmetischen Verarbeitung in einer arithmetischen Einheit
22 unterworfen, um einen Vorschubbefehlsimpuls Z zu erzeugen.
Der Vorschubbefehlsimpuls Z wird einem Vorschubabweichungszähler
23 in Form eines Impulszuges in Reaktion auf die Vorschubge
schwindigkeit zugeführt. In Reaktion auf den Drehwinkel des
Vorschubmotors 7 wird ein Impuls dem Abweichungszähler 23 von
dem Impulsgenerator (PG1) 9 als ein lagerückkopplungsimpuls
zugeführt. Der Abweichungszähler 23 berechnet die Abweichung
(E(Z) = Z - z, wobei Z den Vorschubbefehlsimpuls und z die Vorschubage
des Spindelkopfes 5 bezeichnet, welche durch den Impulsgenerator
(PG1) nachgewiesen wird, und die derart berechnete Abweichung
E(Z) wird einem Vorschubservoverstärker 24 als Befehl zuge
führt, welcher die Gechwindigkeit repräsentiert. An den Vorschub
servoverstärker 24 wird ein Signal v(z) von dem Tachometer
generator (TG1) 8 als ein Geschwindigkeitsrückkopplungssignal
gegeben, welches der aktuellen Geschwindigkeit entspricht,
wodurch ein Geschwindigkeitsregelschleifenschaltkreis zum Antrieb
des Vorschubmotors 7 gebildet wird. Eine Steuerschaltung für
das voranstehend beschriebene Vorschubsystem weist im wesent
lichen den Aufbau auf, wie er für ein übliches Vorschubsteuer
system verwendet wird.
Eine Steuerschaltung für ein Drehsystem (S-Achsensystem) zum
Steuern der Drehung der Spinde 11 arbeitet wie nachstehend
angegeben.
In dem Drehsystem wird der Drehbefehl S nach Verarbeitung und
Steuerung in Übereinstimmung mit der Vorschubabweichung E(Z),
die von dem Vorschubabweichungszähler 23 zugeführt wird, bereit
gestellt, jedoch nicht mit den Daten von der Eingangseinheit
21.
Die Vorschubabweichung E(Z) vom Vorschubabweichungszähler 23
wird an eine Drehbefehls-Arithmetikeinheit 25 gegeben, in welcher
die Vorschubabweichung E(Z) mit dem L/Pfachen multipliziert
wird, und der Drehbefehl (S = E(Z) · L/P), der der Vorschubabweichung
E(Z) entspricht, wird in Übereinstimmung mit der Gewindesteigung
P beim Gewindeschneiden und der Voreilung der kugelgelagerten
Gewindespindel 6 berechnet, welche vorher von der Eingangseinheit
21 durch die Arithmetikeinheit 22 an die Drehbefehls-Arithme
tikeinheit 25 gegeben werden. Der derart erhaltene Drehbefehl
S wird über einen Addierer 26 an einen Drehservoverstärker
27 gegeben. Es wird angenommen, daß der Befehl S der Abweichung
E(Z) entspricht, also dem an den Vorschubverstärker 24
gegebenen Geschwindigkeitsbefehl, so daß der Befehl S als eine
Vorhersage für die Bewegung des Spindelkopfs 5 angesehen werden
kann.
Der Addierer 26 dient zur Korrektur des Drehbefehls S auf folgende
Weise. Der von dem Impulsgenerator (PG2) 14, der die Drehlage
s der Spindel 11 feststellt, zugeführte Impuls wird einem Dreh
abweichungszähler 28 zugeführt, und der Impuls, der von dem
Impulsgenerator (PG1) 9 zugeführt wird, der den Vorschubbetrag
(also die Vorschubrate) z nachweist, wird einer Drehkorrektur-Arith
metikeinheit 29 eingegeben. In der Arithmetikeinheit 29 wird
der Vorschubbetrag z L/Pfach multipliziert in Übereinstimmung
mit der voranstehend angegebenen Gewindesteigung P und der
Gewindevoreilung L, und es wird ein Drehkorrekturwert r(z)
entsprechend dem Vorschubbetrag z berechnet und dann an den
Drehabweichungszähler 28 ausgegeben, in welchem die Drehabwei
chung E(s) zwischen der Drehlage s der Spindel 11 und dem Dreh
korrekturwert r(z) berechnet wird, und der resultierende Wert
wird an den Addierer 26 angelegt. Der Addierer 26 korrigiert
den Drehbefehl S von der Drehbefehls-Arithmetikeinheit 25 in
Übereinstimmung mit der Drehabweichung E(s) und gibt den derart
korrigierten Drehbefehl S(E) = S+E)s) an den Drehservoverstärker
27 ab.
Ein von dem Tachometergenerator (TG2) 13 erzeugtes geschwin
digkeitsabhängiges Signal v(s) wird an den Eingang des Drehservo
vertärkers 27 als Geschwindigkeitsrückkopplungssignal gegeben,
wodurch die Geschwindigkeitsregelschleifenschaltung bereitge
stellt wird. Daher wird der Motor 12 in Übereinstimmung mit
dem korrigierten Drehbefehl S(E) angetrieben.
Die hierin beschriebene Steuerschaltungseinrichtung implementiert
digitale arithmetische Operationen. Die Arithmetikeinheit 22,
die Abweichungszähler 23 und 28, die Drehbefehls-Arithmetikein
heit 25, die Drehkorrektur-Arithmetikeinheit 29 und der Addierer
26 werden sämtlich durch Mikrocomputer realisiert, welche die
internen Betriebsverarbeitungen ausführen.
Der Vorschubmotor 7 wird in Reaktion auf die Daten angetrieben,
welche die Gewindesteigung, den Vorschubhub (also die Gewinde
tiefe) und die von der Eingangseinheit 21 eingegebene Vorschubge
schwindigkeit anzeigen, und der Motor 12 wird dann so angetrieben,
daß er der Drehung des Vorschubmotors 7 folgt und mit diesem
synchron läuft, wodurch die Gewindeschneidbearbeitung durch
geführt wird.
Gemäß der auf der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfin
dung, wie sie voranstehend beschrieben wurde, basierenden Ge
windeschneidbearbeitung kann, da der Motor 12 synchron auf
der Grundlage der Vorschubabweichung E(Z) angetrieben wird,
die Übergangs-Nachlaufzeitverzögerung im Vergleich mit dem
konventionellen System, in welchem der Motor synchron auf der
Grundlage des Vorschubbetrags z angetrieben wird, bemerkenswert
reduziert werden. Beispielsweise zeigte ein Versuch, bei welchem
eine Gewindeschneidbearbeitung (Durchmesser: 6 mm (M6), Steigung:
1,0 (P1,0) und Gewindetiefe: 12 mm) durchgeführt wurde mit
einer Hochgeschwindigkeitsumdrehung der Spindel von 3000 Umdrehungen
pro Minute, die Tatsache, daß der Vorschubfehler in der Gewinde
vorschubrichtung (Z-Achse) auf der Grundlage der Drehlage des
Gewindes auf etwa 25% des bei dem konventionellen System erhält
lichen Werts reduziert werden konnte.
Die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird
nachstehend unter Bezug auf Fig. 2 beschrieben.
Zunächst wird eine Steuerschaltungseinrichtung eines Drehsystems
(S-Achsensystem) zur Ausführung der Drehsteuerung der Spindel
11 beschrieben.
Von einer Eingangseinheit 21 gelieferte Daten werden einer
arithmetischen Verarbeitung in einer Arithmetikeinheit 22 unter
worfen, um den Drehbefehl S bereitzustellen, und der derart
berechnete Befehl S wird an einen Drehabweichungszähler 123
gegeben, in Form eines der Drehgeschwindigkeit entsprechenden
Impulszuges. Ein dem Drehwinkel des Motors 12 entsprechender
Impuls wird von dem Impulsgenerator (PG2) 14 eingegeben in
den Drehabweichungszähler 123 als Lagerückkopplungsimpuls.
Der Drehabweichungszähler 123 berechnet die Abweichung E(S) = S - s
zwischen dem Drehbefehl S und der Drehlage s der Spindel 11,
die durch den Impulsgenerator (PG2) 14 festgestellt wird, und
die derart berechnete Abweichung E(S) wird dann als Geschwindig
keitsbefehl an einen Drehservoverstärker 124 angelegt. Ein
Signal v(s), welches der aktuellen Geschwindigkeit entspricht,
wird dem Drehservoverstärker 124 als ein Geschwindigkeitsrück
kopplungssignal von dem Tachometergenerator (TG2) 13 eingegeben,
wodurch eine Geschwindigkeitsregelschleifenschaltung gebildet
wird, welche so den Motor 12 antreibt. Die Steuerchaltung
für das voranstehende Drehsystem (S-Achsensystem) weist im
wesentlichen denselben Aufbau auf wie ein für ein übliches
Drehsteuersystem verwendetes System.
Nachstehend wird eine Steuerschaltung für ein Vorschubsystem
(Z-Achsensystem) zur vertikalen Bewegung des Spindelkopfs 5
beschrieben.
In dem Vorschubsystem wird der Vorschubbefehl Z nach Verarbeitung
und Steuerung in Übereinstimmung mit der Drehabweichung E(S)
bereitgestellt, welche von dem Drehabweichungszähler 123 zuge
führt wird, jedoch nicht mit den Daten von der Eingangseinheit
21.
Die Drehabweichung E(S) von dem Drehabweichungszähler 123 wird
einer Vorschubbefehls-Arithmetikeinheit 125 zugeführt, in welcher
die Drehabweichung E(S) P/Lfach multipliziert und der Vorschub
befehl Z = E(S) · P/L, welcher der Drehabweichung E(S) entspricht,
berechnet wird in Übereinstimmung mit der Gewindesteigung P
und der Voreilung L der kugelgelagerten Gewindespindel 6 für
die Gewindeschneidbearbeitung, welche vorher von der Eingangsein
heit 21 durch die Arithmetikeinheit 22 in die Vorschubbefehls-Arith
metikeinheit 125 eingegeben wurde. Der derart erhaltene Vorschub
befehl Z wird als der Drehabweichung E(S), also dem an den
Drehservoverstärker 124 gelieferten Geschwindigkeitsbefehl,
entsprechender Wert aufgefaßt, so daß der Vorschubbefehl Z
als eine Vorhersage der Drehung der Spindel 11 angesehen werden
kann.
Ein Addierer 126 dient zur Korrektur des Vorschubbefehls Z
auf die folgende Weise. Der von dem Impulsgenerator (PG1) 9,
welcher die Vorschublage z des Spindelkopfes 5 feststellt,
zugeführte Impuls wird an einen Vorschubabweichungszähler 128
gegeben, und der Impuls von dem Impulsgenerator (PG2) 14, der
den Betrag der Drehung feststellt, wird einer Vorschubkorrektur-
Arithmetikeinheit 129 eingegeben. In der Arithmetikeinheit
129 wird der Drehbetrag s P/Lfach in Übereinstimmung mit der
voranstehenden Gewindesteigung P und der Gewindevoreilung L
multipliziert, und der Vorschubkorrekturwert r(s), welcher
dem Betrag der Drehung entspricht, wird berechnet und dann
an den Vorschubabweichungszähler 128 ausgegeben. Der Vorschubab
weichungszähler 128 dient zur Berechnung der Vorschubabweichung
E(z) zwichen dem Vorschubkorrekturwert r(s) und der Vorschublage
z des Spindelkopfes 5, und die derart berechnete Vorschubabwei
chung E(z) wird dann an den Addierer 126 angelegt. Der Addierer
126 korrigiert den Vorschubbefehl Z von der Vorschubbefehls-
Arithmetikeinheit 125 in Übereinstimmung mit der Vorschubab
weichung E(Z) und legt den korrigierten Vorschubbefehl, R(Z) = Z+E(Z),
an den Vorschubservoverstärker 127 an.
Als Geschwindigkeitsrückkopplungssignal wird dem Vorschubservo
verstärker 127 ein Signal v(z) in Reaktion auf die Geschwin
digkeit von dem Tachometergenerator (TG1) 8 zugeführt, wodurch
eine Geschwindigkeitsregelschleifenschaltung gebildet wird,
welche so den Vorschubmotor 7 in Reaktion auf die korrigierten
Vorschubbefehle R(Z) antreibt.
Die voranstehend beschriebene Steuerschaltungseinrichtung imple
mentiert digitale arithmetische Operationen. die Arithmetikein
heit 22, die Abweichungszähler 123 und 128, die Vorschubbefehls-
Arithmetikeinheit 125, die Vorschubkorrektur-Arithmetikeinheit
129 und der Addierer 126 werden sämtlich durch Mikrocomputer
realisiert, welche die internen Operationsverarbeitungen aus
führen.
Der Drehmotor 12 wird in Reaktion auf die Daten angetrieben,
welche die Gewindesteigung, den Vorschubhub (also die Gewinde
tiefe) und die Drehgeschwindigkeit anzeigen, welche von der
Eingangseinheit 21 eingegeben werden, und dann wird der Vorschub
motor 7 so angetrieben, daß er dem Motor 12 folgt und synchron
mit diesem läuft, wodurch derart die Gewindeschneidbearbeitung
durchgeführt wird.
Gemäß der Gewindeschneidbearbeitung auf der Grundlage der zweiten
Ausführungsform der Erfindung, wie sie voranstehend beschrieben
wurde, kann infolge des synchronen Antriebs des Vorschubmotors
7 auf der Grundlage der Drehabweichdung E(S) die Übergangsnach
laufzeitverzögerung bemerkenswert verringert werden, verglichen
mit dem konventionellen System, in welchem der Vorschubmotor
synchron auf der Grundlage des Betrages s der Drehung angetrieben
wird. Bei einem Versuch zur Gewindeschneidbearbeitung (Durch
messer: 6 mm (M6), Steigung: 1,0 (P1,0) und Gewindetiefe 12
mm) unter Hochgeschwindigkeitsdrehung von 3000 Umdrehungen
pro Minute zeigt sich die Tatsache, daß der Vorschubfehler
in der Gewindevorschubrichtung (Z-Achse) auf der Grundlage
der Drehlage des Gewindes auf etwa 20% verringert werden konnte,
verglichen mit dem konventionellen System.
Die dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird
unter Bezug auf Fig. 3 beschrieben.
Zunächst wird eine Steuerschaltungseinrichtung eines Vorschub
systems (Z-Achsensystem) zur vertikalen Bewegung des Spindel
kopfs 5 beschrieben.
Die von einer Eingangseinheit 21 gelieferten Daten werden einer
arithmetischen Bearbeitung in einer Arithmetikeinheit 22 unter
worfen, um den Vorschubbefehl Z bereitzustellen, und der derart
berechnete Befehl Z wird einem Vorschubabweichungszähler 223
in Form eines der Vorschubgeschwindigkeit entsprechenden Impuls
zuges zugeführt. Ein dem Drehwinkel des Vorschubmotors 7 ent
sprechender Impuls wird dem Vorschubabweichungsimpuls einge
geben. Der Drehabweichungszähler 223 berechnet die Abweichung
E(Z) = Z - z zwischen dem Vorschubbefehl Z und der Vorschublage
des Spindelkopfes 5, welche von dem Impulsgenerator (PG1) 9
festgestellt wird, und die derart berechnete Vorschubabweichung
E(Z) wird als ein Geschwindungskeitsbefehl an einen Vorschub
servoverstärker 224 gegeben. Ein der aktuellen Geschwindigkeit
entsprechendes Signal v(s) wird dem Vorschubservoverstärker
224 als ein Vorschubrückkopplungssignal von dem Tachometergenerator
(TG1) 8 eingegeben, wodurch eine Geschwindigkeitsregelschleifen
schaltung gebildet wird, welche so den Vorschubmotor 7 antreibt.
Die Steuerschaltung für das beschriebene Vorschubsystem (Z-Achsen
system) ist im wesentlichen dieselbe wie eine Schaltung, wie
sie für eine übliche Vorschubsteuerung verwendet wird.
Als nächstes wird eine Steuerschaltung für ein Drehsystem (S-Achsen
system) zur Durchführung der Drehsteuerung der Spindel 11 in
Übereinstimmung mit der dritten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung beschrieben. In diesem Drehsystem wird der Drehbefehl
S nach Verarbeitung und Steuerung in Übereinstimmung mit dem
Vorschubbefehl Z bereitgestellt, jedoch nicht mit den Daten
von der Eingangseinheit 21.
Der Vorschubbefehl Z von der Arithmetikeinheit 22 wird in eine
Bechleunigung-Arithmetikeinheit 225 eingegeben, in welcher
die Vorschubbeschleunigung, also A(Z) = d Δ Z/dt, berechnet wird
auf der Grundlage des Vorschubbefehlsbetrages Δ Z pro Einheits
zeit, und die derart berechnete Beschleunigung A(Z) wird an
einen Addierer 226 angelegt, in welchen der Vorschubrückkopplungs
impuls von dem Impulsgenerator (PG1) 9 eingegeben wird. Der
Addierer 226 dient zum Addieren des aktuellen Vorschubbetrages
z pro Einheitszeit zur Beschleunigung A(Z) des Vorschubbefehls
Z, und der resultierende Wert wird an eine Drehbefehls-Arith
metikeinheit 227 gegeben. Da der Vorschubbetrag Δ z pro Einheits
zeit ein Wert ist, welcher der aktuellen Vorschubgeschwindigkeit
v(z) entspricht, wird die Ausgangsgröße des Addierers 226 ausge
drückt als (Δ z + d Δ Z/dt) auf der Grundlage der Addition der
Vorschubgeschwindigkeit und der Beschleunigung.
Die Drehbefehls-Aregmetikeinheit 227 berechnet den Drehbefehl
(S = L/P · ( Δ z+d Δ Z/dt), durch L/Pfaches Multiplizieren des
Ausgangswerts des Addierers 226 in Übereinstimmung mit der
Gewindesteigung P und der Gewindevoreilung L der kugelgelagerten
Gewindespindel 6 für die Gewindeschneidbearbeitung, welche
vorher durch die Arithmetikeinheit 22 von der Eingangseinheit
21 eingegeben wurden. Die Beschleunigungs-Arithmetikeinheit
225, der Addierer 226 und die Drehbefehls-Arithmetikeinheit
227 bilden eine Drehbefehls-Arithmetikeinrichtung.
Das der von der Drehbefehls-Arithmetikeinheit 227 ausgegebene
Drehbefehl S 1 einem Wert entspricht, welcher durch die Addition
der Vorschubgeschwindigkeit zur Beschleunigung erhalten wurde,
wird der Drehbefehl S 1 ein Befehl, welcher die vorhergesagte
Bewegung oder Verschiebung des Spindelkopfes 5 einschließt.
Der Drehbefehl S 1 wird an einen Servoverstärker 229 durch einen
Addierer 228 angelegt, in welchem die Korrektur des Drehbefehls
S 1 auf die folgende Weise durchgeführt wird. Ein Impuls von
dem Impulsgenerator (PG2) 14, welcher die Drehlage der Spindel
11 feststellt, wird einem Drehabweichungszähler 230 eingegeben,
und ein Impuls von dem Impulsgenrator (PG1) 9, welcher den
Vorschubbetrag z feststellt, wird einer Drehkorrektur-Arithmetik
einheit 231 eingegeben, in welcher der Vorschubbetrag z auf
der Grundlage der voranstehend angegebenen Gewindesteigung
P und der Gewindevoreilung L/Pfach multipliziert wird, und
der dem Vorschubbetrag z entsprechende Drehkorrekturwert, r(z) =
L/P · z, wird berechnet und an den Drehabweichungszähler 230
angelegt. Der Drehabweichungszähler dient zur Berechnung der
Drehabweichdung E(s) zwischen dem Drehkorrekturwert r(z) und
der Drehlage s der Spindel 11, und dann wird die derart berechnete
Drehabweichung E(s) an den Addierer 228 angelegt. Der Addierer
228 dient zur Korrektur des Drehbefehls S 1 von der Drehbefehls-
Arithmetikeinheit 227 in Übereinstimmung mit der Drehabweichung
E(s), und der korrigierte Drehbefehl, S 1 (E) = S 1 + E(s), wird hiervon
an den Drehservoverstärker 229 ausgegeben. Dem Drehservoverstär
ker 229 wird als ein Geschwindigkeitsrückkopplungssignal ein
Signal v(s) in Reaktion auf die Geschwindigkeit von dem Tacho
metergenerator (TG2) 13 zugeführt, wodurch eine Geschwindigkeits
regelchleifenschaltung gebildet wird, welche derart den Motor
12 in Übereinstimmung mit dem korrigierten Drehbefehl S 1 (E) antreibt.
Die Steuerschaltungseinrichtung in der beschriebenen dritten
Ausführungsform implementiert die digitalen arithmetischen
Operationen, und die Arithmetikeinheit 22, die Abweichungs
zähler 223 und 230, die Beschleunigung-Arithmetikeinheit 225,
der Addierer 226, die Drehbefehls-Arithmetikeinheit 227, die
Drehkorrektur-Arithmetikeinheit 231 und der Addierer 228 werden
sämtlich durch Mikrocomputer realisiert, welche die internen
Betriebsverarbeitungen durchführen.
Der Vorschubmotor 7 wird durch die Daten angetrieben, welche
die Gewindesteigung, den Gewindehub (also die Gewindetiefe)
und die Vorschubgeschwindigkeit anzeigen, welche von der Eingangs
einheit 21 eingegeben werden, und dann wird der Drehmotor 12
so angetrieben, daß er dem Vorschubmotor 7 folgt und synchron
mit diesem läuft, wodurch derart die Gewindeschneidbearbeitung
durchgeführt wird.
Bei der voranstehenden dritten Ausführungsform wird die Vorschub
bechleunigung auf der Grundlage des Vorschubbefehls Z erhalten,
und der Drehbefehl wird durch die erhaltene Beschleunigung
A(Z) berechnet, es kann jedoch bei einer modifizierten Ausführungs
form die Vorschubbeschleunigung von dem anderen Wert erhalten
werden.
Die vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird durch
das in Fig. 4 dargestellte Blockschaltbild repräsentiert,
bei welchem die Vorschubbeschleunigung nicht in Übereinstimmung
mit dem Vorschubbefehl Z berechnet wird, sondern in Überein
stimmung mit den aktuellen Vorschubbeträgen des Spindelkopfes
5 berechnet wird.
In Fig. 4 sind entsprechende Bezugszahlen den Elementen oder
Einheiten zugeordnet, welche den in Fig. 3 dargestellten ent
sprechen, und deren Erläuterung ist hier weggelassen. Anders
als das System gemäß Fig. 3, umfaßt das in Fig. 4 dargestellte
System insbesondere die Verbindungsanordnung zwischen der Be
schleunigungs-Arithmetikeinheit 235, dem Addierer 236 und der
Drehbefehls-Arithmetikeinheit 237, welche sämtlich eine Drehbe
fehls-Arithmetikeinheit darstellen.
Der Vorschubrückkopplungsimpuls von dem Impulsgenerator (PG1)
9 wird der Beschleunigung-Arithmetikeinheit 235 und dem Addierer
236 eingegeben. Die Beschleunigung-Arithmetikeinheit 235 dient
zur Berechnung der Vorschubbeschleunigung, A(z) = d Δ z/dt, aus
dem aktuellen Betrag Δ z des Vorschubs pro Einheitszeit, und
die derart berechnete Beschleunigung A(z) wird hiervon dem
Addierer 236 zugeführt. Der Addierer 236 dient zum Addieren
der eingegebenen Beschleunigung A(z) zum Vorschubbetrag z pro
Einheitszeit von dem Impulsgenerator (PG1) 9, und hiervon wird
der resultierende Wert abgegeben an die Drehbefehls-Arithmetik
einheit 237. Der Ausgang des Addierers 236 ist die Summe der
Addition der Vorschubgeschwindigkeit und der Beschleunigung,
wodurch die Summe gegeben ist durch (Δ z + dz/dt). Die Drehbefehls-
Arithmetikeinheit 237 dient zum L/Pfachen Multiplizieren des
Ausgangswerts des Addierers 236 in Übereinstimmung mit der
Gewindesteigung P und der Gewindevoreilung L für die Gewinde
schneidbearbeitung, welche vorher von der Eingangseinheit 21
erhalten wurden, und dann zur Berechnung des Drehbefehls S 2
= L/P (Δ z + d Δ z/dt), welche dann an den Addierer 228 gegeben
wird.
Der Drehbefehl S 2 wird durch den Addierer 228 korrigiert, um
den korrekten Drehbefehl S 2 (E) = S 2 + E(s), zu erhalten, so daß
der Drehservoverstärker 229 angetrieben wird, wodurch der Motor
21 so gesteuert wird, wie im Zusammenhang mit der voranstehend
angegebenen dritten Ausführungsform geschildert wurde.
Die fünfte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung
wird durch das in Fig. 5 dargestellte Blockschaltbild repräsen
tiert, bei welchem die Vorschubbeschleunigung nach Verarbeitung
und Steuerung in Übereinstimmung mit der Vorschubabweichung
E(Z) von dem Vorschubabweichungszähler 223 bereitgestellt wird,
welche der Vorschubbefehl zum Servoverstärker 224 ist, jedoch
nicht mit dem Betrag z des Vorschubs, welcher von dem Impulsge
nerator (PG1) 9 festgestellt wird.
In Fig. 5 sind Elemente oder Einheiten, welche solchen aus
Fig. 3 entsprechen, mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet,
und auf ihre Beschreibung wird hier verzichtet.
Anders als das in Fig. 3 dargestellte System umfaßt das System
gemäß Fig. 5 in genauer Weise die Verbindungsanordnung zwischen
einer Beschleunigungs-Arithmetikeinheit 245, einem Addierer
246 und einer Drehbefehls-Arithmetikeinheit 247, welche sämtlich
eine Drehbefehls-Arithmetikeinrichtung bilden.
Die Vorschubabweichung E(Z) von dem Vorschubabweichungszähler
223 wird in die Beschleunigungs-Arithmetikeinheit 245 und den
Addierer 246 eingegeben. Die Beschleunigungs-Arithmetikeinheit
245 dient zur Berechnung der Beschleunigung, A(E) = dE(Z)/dt
der Vorschubabweichung E(Z) und dann zur Ausgabe der derart
berechneten Beschleunigung an den Addierer 246, und der Addierer
246 dient zum Addieren der Beschleunigung A(E) zur Vorschub
abweichung E(Z) und nachfolgenden Ausgabe des resultierenden
Wertes an die Drehbefehls-Arithmetikeinheit 247, wobei das
Ausgangssignal des Addierers 246 ausgedrückt wird durch E(Z) + dE(Z)/dt
als die Summe des Geschwindigkeitsbefehls an den Vorschubservo
verstärker 224 und dessen Beschleunigung. Die Drehbefehls-Arith
metikeinheit 247 dient zum L/Pfachen Multiplizieren des Ausgangs
von dem Addierer 246 in Übereinstimmung mit der Gewindesteigung
P und der Gewindevoreilung L für die Gewindeschneidbearbeitung,
welcher vorher von der Eingangseinheit 21 eingegeben wurden,
und dann zur Berechnung des Drehbefehls S 3 = L/P(E(Z) + dE(Z)/dt).
Der berechnete Drehbefehl S 3 wird dann an den Addierer 228
gegeben, in welchem der Drehbefehl S 3 korrigiert wird zu einem
Befehl S 3 (E) = S 3 + E(s). Entsprechend dem korrigierten Drehbefehl
S 3 (E) wird der Drehservoverstärker 229 angetrieben, und der
Motor 12 wird wie voranstehend unter Bezug auf die dritte Aus
führungsform beschrieben gesteuert.
Gemäß der dritten bis fünften Ausführungsform, wie sie voran
stehend beschrieben wurden, wird der Drehbefehl durch die Vor
schubgeschwindigkeit und die Beschleunigung berechnet, und
der Motor 12 wird synchron durch den berechneten Befehl ange
trieben, so daß die Übergangsnachlaufzeitverzögerung bemerkens
wert verringert werden kann, verglichen mit einem konventionellen
System, bei welchem der Motor nur in Übereintimmung mit dem
aktuellen Betrag z des Vorschubs des Spindelkopfes 5 angetrieben
wird.
Beispielsweise zeigte sich in einem Versuch, bei welchem eine
Gewindeschneidbearbeitung (Durchmesser: 6 mm (M6), Steigung:
1,0 (P1,0) und Gewindetiefe: 12 mm) durchgeführt wurde bei
einer Hochgeschwindigkeitsdrehung der Spindel von 3000 Umdrehungen
pro Minute, die Tatsache, daß der Vorschubfehler, also der
Steigungsfehler, in der Gewindevorschubrichtung (Z-Achse) auf
der Grundelage der Drehlage des Gewindes auf etwa 50% bei der
dritten Ausführungsform verringert werden konnte, bei welcher
die Vorschubbeschleunigung auf der Grundlage des Vorschubbe
fehls Z berechnet wird, im Vergleich zum Steigungsfehler bei
dem konventionellen System.
Der Steigungsfehler konnte ebenfalls auf etwa 55% bei der
vierten Ausführungsform gesenkt werden, bei welcher die Vorschub
beschleunigung auf der Grundlage des nachgewiesenen aktuellen
Vorschubbetrages z des Spindelkopfes berechnet wird, im Vergleich
mit dem Steifungsfeher bei dem konventionellen System.
Der Steigungsfehler konnte weiterhin aus etwa 12% bei der
fünften Ausführungsform verringert werden, bei welcher die
Vorschubbeschleunigung auf der Grundlage der Vorschubabwei
chung E (Z) berechnt wird, im Vergleich zum Steigungsfehler
bei dem konventionellen System. Bei der fünften Ausführungsform
kann sich, zusätzlich zur Verringerung des Absolutwerts des
Steigungsfehlers, der Steigungsfehler glatt ändern, wodurch
das bessere Ergebnis erzielt wird, mehr als durch den tatsäch
lichen Versuchswert deutlich wird, um die stark verbesserte
Gewindeschneidbearbeitung durchzuführen. Der Grund für ein
derart besseres Ergebnis liegt vermutlich an dem geringeren
Effekt der äußeren Störung, da der Vorschubbetrag z des Spindel
kopfes nicht direkt nachgewiesen wird, sondern indirekt als
die Vorschubabweichung E(Z) bestimmt wird.
Die sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird
unter Bezug auf das Blockschaltbild gemäß Fig. 6 erläutert,
und nachstehend wird zunächst eine Steuerschaltung für ein
Drehsystem (S-Achsensystem) zur Durchführung der Drehsteuerung
der Spindel 11 erläutert.
Ein Drehbefehl S wird in der Arithmetikeinheit 22 auf der Grund
lage der Daten berechnet, welche von der Eingabeeinheit 21
eingegeben werden, und der derart berechnete Drehbefehl S wird
dann in Reaktion auf die Drehbgeschwindigkeit als ein Impulszug
an einen Drehabweichungszähler 323 angelegt. Ein Impuls in
Reaktion auf den Drehwinkel des Motors 12 wird als ein Lage
rückkopplungsimpuls in den Drehabweichungszähler 323 von dem
Impulsgenerator (PG2) 14 gegeben, und dann dient der Drehab
weichungszähler 323 zur Berechnung der Abweichung E(s) = S - s
zwischen dem Drehbefehl S und der Drehlage der Spindel 11,
welche durch den Impulsgenerator (PG2) 14 nachgewiesen wird,
und zur Ausgabe der derart berechneten Drehabweichung E(s)
an einen Drehservoverstärker 324 als Geschwindigkeitsbefehl.
In den Drehservoverstärker 324 wird von dem Tachometergenerator
(TG2) 13 ein Signal v(s) in Übereinstimmung mit der aktuellen
Geschwindigkeit als ein Geschwindigkeitsrückkopplungssignal
eingegeben, wodurch eine Geschwindigkeitsregelschleifenschaltung
gebildet wird, die so denMotor 12 antreibt. Die Steuerschaltung
des beschriebenen Drehsystems (S-Achsensystem) ist im wesentlichen
dieselbe wie die für eine übliche Vorschubkontrolle verwendete
Schaltungsanordnung.
Nachstehend wird eine Steuerschaltung für ein Vorschubsystem
(Z-Achsensystem) zur vertikalen Bewegung des Spindelkopfes
5 in Übereinstimmung mit der sechsten Ausführungsform der vor
liegenden Erfindung beschrieben. Bei diesem Vorschubsystem
werden die von einer Eingangseinheit 21 gelieferten Daten einer
arithmetischen Verarbeitung in einer Arithmetikeinheit 22 unter
worfen, um dem Drehbefehl S bereitzustellen.
Der Drehbefehl S von der Arithmetikeinheit 22 wird in eine
Beschleunigungs-Arithmetikeinheit 325 eingegeben, in welcher
die Beschleunigung A(s) = d Δ S/dt auf der Grundlage des Dreh
befehlsbetrags Δ s pro Einheitszeit berechnet wird, und die
berechnete Beschleunigung A(S) wird dann einem Addierer 326
zugeführt, welchem unabhängig ein Vorschubrückkopplungsimpuls
zugeleitet wird. Der Addierer 326 dient zur Addition des aktu
ellen Drehbetrags s pro Einheitszeit zur Beschleunigung A(S)
des Drehbefehls S, und dann zur Ausgabe des Resultates dieser
Addition an eine Vorschubbefehls-Arithmetikeinheit 327. Der
Drehbetrag Δ S pro Einheitszeit entspricht der aktuellen Dreh
geschwindigkeit v(s), so daß der Ausgang des Addierers 326
die Summe der Addition der Drehgeschwindigkeit und der Beschleu
nigung darstellt, als (Δ s + d Δ S/dt).
Die Vorschubbefehls-Betriebseinheit 327 dient zur Berechnung
des Vorschubbefehls Z 1 = P/L · (Δ s + d Δ S/dt) durch eine L/Pfache
Multiplikation des Ausgangs des Addierers 326 in Übereinstimmung
mit der Gewindesteigung P und der Gewindevoreilung L der Gewinde
spindel 6 für den Gewindeschneidvorgang, welche vorher über
die Arithmetikeinheit 22 von der Eingabeeinheit 21 eingegeben
werden. Die Beschleunigungs-Arithmetikeinheit 325, der Addierer
326 und die Vorschubbefehls-Arithmetikeinheit 327 bilden eine
Vorschubbefehls-Arithmetikeinrichtung.
Der von der Vorschubbefehls-Arithmetikeinheit 327 ausgegebene
Vorschubbefehl Z ist ein Wert, welcher der Summe der Addition
der Drehgeschwindigkeit und der Beschleunigung entspricht,
und daher stellt der Wert den Vorschubbefehl einschließlich
einer vorhergesagten Drehung der Spindel 11 dar. Dann wird
der Vorschubbefehl Z von der Vorschubbefehls-Arithmetikeinheit
327 durch einen Addierer 328 in einen Vorschubservoverstärker
329 gegeben, in welchem die Korrektur des VorschubbefehlsZ 1
auf die folgende Weise durchgeführt wird.
Ein Impuls von dem den Betrag des Vorschub des Spindelkopfes
5 feststellenden Impulsgenerator (PG1) 9 wird in den Vorschub
abweichungszähler 330 gegeben, und ein von dem die Drehlage
der Spindel 11 feststellenden Impulsgenerator (PG2) 14 abgege
bener Impuls wird in eine Vorschubkorrektur-Arithmetikeinheit
331 eingegeben, in welcher der Drehbetrag s P/Lfach in Über
einstimmung mit der Gewindesteigung P und der Gewindevoreilung
L für die Gewindeschneidbearbeitung multipliziert wird, um
den Vorschubkorrekturbetrag zu berechnen, r(s) = P/L · s entsprechend
dem Drehbetrag. Der derart berechnete Vorschubkorrekturbetrag
r(s) wird dann an den Vorschubabweichungszähler 330 angelegt,
welcher dann zur Berechnung der Vorschubabweichung E(z) zwischen
dem Vorschubkorrekturwert r(s) und dem Vorschubbetrag z des
Spindelkopfes 5 dient und zur Ausgabe der erhaltenen Vorschub
abweichung E(z) an den Addierer 328. Der Addierer 328 dient
zum Korrigieren des Vorschubbefehls Z 1 von der Vorschubbefehls-
Arithmetikeinheit 327 in Übereinstimmung mit der Vorschubab
weichung E(z), und des korrigierten Vorchubbefehls R(Z 1) = Z 1 + E(z),
welcher dann an den Vorschubservoverstärker 329 angelegt wird.
In den Vorschubservoverstärker 329 wird ein Signal V(z) als
ein Geschwindigkeitsrückkopplungssignal eingegeben, in Reaktion
auf die Geschwindigkeit von dem Tachometergenerator (TG1)
8, wodurch eine Geschwindigkeitsregelschleifenschaltung gebildet
wird, welche so den vorschubmotor 7 in Übereinstimmung mit
dem korrigierten Vorschubbefehl R(Z) antreibt.
Die Steuerschaltungseinrichtung in der beschriebenen sechsten
Ausführungsform der vorliegenden erfindung implementiert die
digitalen arithmetischen Operationen, und die Arithmetikein
heit 22, die Abweichungszähler 323 und 330, die Beschleunigungs-
Arithmetikeinheit 325, der Addierer 326, die Vorschubbefehls-
Arithmetikeinheit 327, die Vorschubkorrektur-Arithmetikeinheit
331 und der Addierer 328 werden sämtlich durch Mikrocomputer
zur Ausführung der internen Operationsverarbeitung realisiert.
Der Motor 12 wird in Reaktion auf die Daten angetrieben, welche
die Gewindesteigung P, den Vorschubhub (also die Gewindetiefe)
und die Drehgeschwindigkeit angeben, welche von der Eingangs
einheit 21 eingegeben werden, und der Vorschubmotor 7 wird
dann so angetrieben, daß er dem Motor 12 folgt und mit ihm
synchron läuft, wodurch der Gewindeschneidvorgang durchgeführt
wird.
Bei der voranstehend beschriebenen sechsten Ausführungsform
wird der Vorschubbefehl in Übereinstimmung mit der Drehbeschleu
nigung A(S) berechnet auf der Grundlage des Drehbefehls S,
jedoch kann gemäß einer Modifikation die Drehbeschleunigung
von dem anderen Wert berechnet werden.
Die siebte Ausführungsform wird durch das in Fig. 7 dargestellte
Blockschaltbild repräsentiert, bei welchem die Drehbeschleuni
gung nicht in Übereinstimmung mit dem Drehbefehl berechnet
wird, sondern in Übereinstimmung mit dem aktuellen Betrag s
der Drehung der Spindel 11 berechnet wird, welcher durch den
Impulsgenerator (PG2) 14 bestimmt wird.
In Fig. 7 sind gleiche Bezugsziffern Elementen oder Einheiten
zugeordnet, die den in Fig. 6 dargestellten entsprechen, und
auf deren Erläuterung wird daher verzichtet. Anders als das
in Fig. 6 dargestellte System, umfaßt das System gemäß Fig.
7 insbesondere die Verbindungsanordnung zwischen der Beschleu
nigungs-Arithmetikeinheit 335, dem Addierer 336 und der Vorschub
befehls-Arithmetikeinheit 337, die sämtlich eine Vorschubbefehls-
Arithmetikeinrichtung darstellen.
Der Drehrückkopplungsimpuls vom dem Impulsgenerator (PG2) 14
wird in die Beschleunigungs-Arithmetikeinheit 335 und den Ad
dierer 336 eingegeben. Die Beschleunigungs-Arithmetikeinheit
335 dient zur Berechnung der Drehbeschleunigung A(s) = d Δ S/dt
aus dem aktuellen Betrag Δ s der Drehung pro Einheitszeit,
und die derart berechnete Beschleunigung A(s) wird dem Addierer
336 zugeführt. Der Addierer 336 dient zum addieren der Beschleu
nigung A(s) zum Betrag s der Drehung pro Einheitszeit von dem
Impulsgenerator (PG2) 14, und der sich ergebende Wert wird
von diesem an die Vorschubbefehls-Arithmetikeinheit 337 ausge
geben. Der Ausgang des Addierer 336 ist die Summe der Addition
der Rotationsgeschwindigkeit und der Beschleunigung, welche
ausgedrückt wird durch (Δ s + d · Δ s/dt). Die Vorschubbefehls-
Arithmetikeinheit 337 dient zum Multiplizieren des Ausgangswerts
des Addierers 336 um das L/Pfache in Übereinstimmung mit der
Gewindesteigung P und der Gewindevoreilung L für die Gewinde
schneibearbeitung, welche vorher von der Eingangseinheit 21
eingegeben werden, und dann zur Berechnung des Vorschubbefehls
Z 2 = P/L · (Δ s + d Δ s/dt), der dann an den Addierer 328 angelegt
wird.
Der Vorschubbefehl Z 2 wird in dem Addierer 328 korrigiert,
um den korrigierten Vorschubbefehl zu erhalten, R(Z 2) = Z 2 + E(z),
und der Vorschubservoverstärker 329 wird in Übereinstimmung
mit dem korrigierten Vorschubbefehl R(Z 2) angetrieben. Der
Vorschubmotor 7 wird dann so gesteuert, wie unter Bezug auf
die voranstehende sechste Ausführungsform geschildert wurde.
Die achte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird durch
das Blockschaltbild in Fig. 8 dargestellt.
Gemäß dieser Ausführungsform wird die Beschleunigung der Drehung
auf der Grundlage der Drehabweichdung E(S) des Drehabweichungs
zählers 323 berechnet, welche den Geschwindigkeitsbefehl für
den Drehservorverstärker 324 darstellt, aber wird nicht auf
der Grundlage des Betrags s der Drehung selbst berechnet, welcher
durch den Impulsgenerator (PG2) 14 bestimmt wird.
In Fig. 8 sind gleiche Bezugsziffern den Elementen oder Einheiten
zugeordnet, die denen in Fig. 6 entsprechen, und auf ihre
Erläuterung wird daher verzichtet. Anders als das in Fig. 6
dargestellte System umfaßt das System gemäß Fig. 8 insbesondere
die Verbindungsanordnung zwischen einer Beschleunigungs-Arith
metikeinheit 345, einem Addierer 346 und einer Vorschubbefehls-
Arithmetikeinheit 347, die sämtlich eine Vorschubbefehls-Be
triebseinrichtung bilden.
Die Vorschubabweichung E(S) wird in die Beschleunigungs-Arith
metikeinheit 345 und den Addierer 346 von dem Drehabweichungs
zähler 323 eingegeben. Die Beschleunigungs-Arithmetikeinheit
345 berechnet die Beschleunigung A(E) = dE(S)/dt der Drehabweichung
E(S), und die derart berechnete Beschleunigung A(E) wird an
den Addierer 346 angelegt, in welchem die Beschleunigung A(E)
zur Drehabweichung E(S) addiert und das sich ergebende Ergebnis
von hier an die Vorschubbefehls-Arithmetikeinheit 347 angelegt
wird. Der Ausgang zum Addierer 346 ist die Summe der Addition
des Geschwindigkeitsbefehls zum Drehservoverstärker und dessen
Beschleunigung, also (E(S) + dE(S)/dt). Die Vorschubbefehls-Arith
metikeinheit 347 dient zum Multiplizieren des Ausgangs von
dem Addierer 346 um das L/Pfache in Übereinstimmung mit der
Gewindesteigung P und der Gewindevoreilung L für die Gewinde
schneidbearbeitung, welche vorher von der Eingangseinheit einge
geben werden, und dann zur Berechnung des Vorschubbefehls Z 3 =
P/L · (E(S) + dE(S)/dt), die dann an den Addierer 328 angelegt
wird.
Der Vorschubbefehl Z 3 wird in dem Addierer 328 korrigiert,
um den korrekten Befehl R(Z 3) = Z 3 + E(z) zu erhalten. Der Vorschub
servomotor 329 wird in Übereinstimmung mit dem korrigierten
Vorschubbefehl Z 3 angetrieben, und dann wird der Vorschubmotor
7 so gesteuert, wie unter Bezug auf die voranstehend beschriebene
sechste Ausführungsform geschildert wurde.
Bei der sechsten bis achten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung werden die Drehgeschwindigkeit und die Beschleunigung
berechnet, und dann wird der Vorschubbefehl aus dem sich hier
aus ergebenden Wert berechnet, um den Vorschubmotor 7 auf syn
chrone Weise anzutreiben und derart die Übergangsnachlaufzeit
verzögerung im Vergleich mit dem konventionellen System bemerkens
wert zu verringern, bei welchem der synchrone Antrieb des Motors
nur in Übereinstimmung mit dem aktuellen Betrag s der Drehung
der Spindel 11 durchgeführt wird.
Beispielsweise zeigte ein Versuch, bei dem eine Gewindeschneid
bearbeitung (Durchmesser: 6 mm (M6), Steigung: (P 1,0)
und Gewindetiefe: 12 mm) durchgeführt wurde bei einer Hochge
schwindigkeitsdrehung der Spindel von 3000 Umdrehungen pro
Minute, die Tatsache, daß der Vorschubfehler, also der Steigungs
fehler, in der Gewindevorschubeinrichtung (Z-Achse) auf der Basis
der Drehlage des Gewindes auf etwa 55% in Übereinstimmung
mit der sechsten Ausführungsform verringert werden konnte,
bei welcher die Drehbeschleunigung auf der Grundlage des Dreh
befehls berechnet wird, im Vergleich zum Steigungsfeher bei
dem konventionellen System.
Der Steigungsfehler konnte ebenfalls auf etwa 58% bei der
siebten Ausführungsform verringert werden, bei welcher die
Drehbeschleunigung auf der Grundlage des nachgewiesenen Betrags
s der aktuellen Drehung der Spindel berechnet wird, im Vergleich
zum Steigungsfehler bei dem konventionellen System.
Der Steigungsfehler konnte weiter auf etwa 20% bei der achten
Ausführungsform verringert werden, bei welcher die drehbeschleu
nigung auf der Grundlage der Drehabweichung E(S) betätigt wird,
im Vergleich zum Steigungsfehler bei dem konventionellen System.
Bei der achten Ausführungsform kann, zusätzlich zu der bemerkens
werten Verringerung des Absolutwerts des Steigungsfehlers,
sich der Steigungsfehler glatt ändern, wodurch das hervorragende
Ergebnis erzielt wird, welches über den aktuellen Versuchswert
hinausgeht, um die erheblich verbesserte Gewindeschneidbearbei
tung durchzuführen. Es wird angenommen, daß der Grund für ein
derart hervorragendes Ergebnis auf dem geringeren Effekt einer
äußeren Störung beruht, da der Betrag s der Drehung der Spindel
11 nicht direkt nachgewiesen wird, sondern indirekt als die
Abweichung E(S) bestimmt wird.
Daher können gemäß der bevorzugten Ausführungsformen der vor
liegenden Erfindung die Nachlaufeigenschaften und die Leistungen
der Spindel und der Vorschubspindel bemerkenswert verbessert
werden, und die Gewindeschneidbearbeitung kann mit hoher Genauig
keit und Verläßlichkeit durchgeführt werden.
Claims (10)
1. Gewindeschneidemaschine mit einer Spindel zum Haltern
eines Gewindeschneidwerkzeuges, einem Spindelkopf zum
Haltern der Spindel, einem Spindelmotor zum Drehen der
Spindel, einem Vorschubmotor zum Antrieb des Spindelkop
fes, einem Detektor zum Nachweis einer Drehlage der Spin
del, und einem Detektor zum Nachweis einer Vorschublage
und eines Vorschubbetrages des Spindelkopfes, bei welcher
eine Gewindeschneidbearbeitung unter einem synchronen
Antriebsbetrieb des Spindelmotors und des Vorschubmotors
erfolgt, gekennzeichnet durch eine
Einrichtung (23) zur Berechnung einer Vorschubabweichung
(E(Z)) zwischen einem Vorschubbefehl (Z) und einer Vor
schublage (z) des Spindelkopfes (5), welche durch den
Vorschublagedetektor (9) festgestellt wird, einer Ein
richtung (24), welche betriebsmäßig mit der Vorschubab
weichungsberechnungseinrichtung (23) zum Antrieb des
Vorschubmotors (7) in Übereinstimmung mit der Vorschubab
weichung (E(Z)) verbunden ist, eine betriebsmäßig mit
der Vorschubabweichungsberechnungseinrichtung (23) zusam
mengeschaltete Einrichtung (25) zur Berechnung eines
Drehbefehls (S), welcher der Vorschubabweichung (E(Z))
entspricht, auf der Grundlage einer Gewindesteigung (P),
eine betriebsmäßig mit dem Vorschublagendetektor (9)
zusammengeschaltete Einrichtung (29) zur Berechnung eines
Drehkorrekturwerts (r(z)), welcher dem nachgewiesenen
Vorbschubbetrag des Spindelkopfes (5) entspricht, auf
der Grundlage der Gewindesteigung (P), eine Einrichtung
(28), welche betriebsmäßig mit der Drehkorrekturberech
nungseinrichtung (29) und dem Spindeldrehlagendetektor
(14) verbunden ist, zur Berechnung einer Drehabweichung
(E(s)) zwischen dem Drehkorrekturwert (r(z)) und der
Drehlage (s) der Spindel (11), eine betriebsmäßig mit
der Drehabweichungsberechnungseinrichtung (28) verbundene
Einrichtung (26) zur Korrektur des Drehbefehls (S) auf
der Grundlage der Drehabweichung (E(s)), und eine betriebs
mäßig mit der Korrektureinrichtung (26) zusammengeschaltete
Einrichtung (27) zum Antrieb des Spindelmotors (12) in
Übereinstimmung mit dem korrigierten Drehbefehl (E(S)).
2. Gewindeschneidmaschine mit einer Spindel zum Haltern
eines Gewindeschneidwerkzeuges, einem Spindelkopf zum
Haltern der Spindel, einem Spindelmotor zum Drehen der
Spindel, einem Vorschubmotor zum Antrieb des Spindelkopfes,
einem Detektor zum Nachweis einer Drehlage der Spindel,
einem Detektor zum Nachweis einer Vorschublage und eines
Vorschubbetrages des Spindelkopfes, bei welcher eine
Gewindeschneidbearbeitung unter synchronem Antriebsbetrieb
des Spindelmotors und des Vorschubmotors durchführbar
ist, gekennzeichnet durch eine Einrich
tung (123) zur Berechnung einer Drehabweichung (E(S))
zwischen einem Drehbefehl (S) und einer Drehlage (s)
der Spindel (11), welche von dem Drehlagendetektor (14)
nachgewiesen wird, eine Einrichtung (124), welche betriebs
mäßig mit der Drehabweichungsberechnungseinrichtung (123)
verbunden ist, um den Spindelmotor (12) zur Drehung der
Spindel (11) in Übereintimmung mit der Drehabweichung
(E(S)) anzutreiben, eine betriebsmäßig mit der Drehab
weichungsberechnungseinrichtung (123) zusammengeschaltete
Einrichtung (125) zur Berechnung eines Vorschubbefehls
(Z), welcher der Drehweichung (E(S)) entspricht, auf
der Grundlage einer Gewindesteigung (P), eine betriebs
mäßig mit dem Drehlagendetektor (14) zusammengeschaltete
Einrichtung (129) zur Berechnung eines Vorschubkorrektur
werts (r(s)) entsprechend der nachgewiesenen Drehlage
der Spindel (11) auf der Grundlage der Gewindesteigung
(P), eine betriebsmäßig mit der Vorschubkorrekturberech
nungseinrichtung (129) und dem Vorschublagendetektor
(9) zusammengeschaltete Einrichtung (128) zur Berechnung
einer Vorschubabweichung (E(z)) zwischen dem Vorschubkor
rekturwert (r(s)) und dem Vorschubbetrag des Spindelkopfes
(5), eine betriebsmäßig mit der Vorschubabweichungsbe
rechnungseinrichtung (128) zusammengeschaltete Einrichtung
(126) zur Korrektur des Vorschubbefehls (Z) auf der Grund
lage der Vorschubabweichung (E(z)), und eine betriebs
mäßig mit der Korrektureinrichtung (126) zusammengeschal
tete Einrichtung (127) zum Antrieb des Vorschubmotors
(7) in Übereinstimmung mit dem korrigierten Vorschub
befehl (R(Z)).
3. Gewindeschneidmaschine mit einer Spindel zum Haltern
eines Gewindeschneidwerkzeugs, einem Spindelkopf zum
Haltern der Spindel, einem Spindelmotor zum Drehen der
Spindel, einem Vorschubmotor zum Antrieb des Spindelkopfes,
einem Detektor zum Nachweis einer Drehlage der Spindel,
einem Detektor zum Nachweis einer Vorschublage und eines
Vorschubbetrages des Spindelkopfes, bei welcher eine
Gewindeschneidbearbeitung unter synchronem Antriebsbetrieb
des Spindelmotors und des Vorschubmotors durchführbar
ist, gekennzeichnet durch eine Einrich
tung (223) zur Berechnung einer Vorschubabweichung (E(Z))
zwischen einem Vorschubbefehl (Z) und einer Vorschublage
(z) des Spindelkopfes (5), welche durch den Vorschublagen
detektor (9) bestimmt werden, eine betriebsmäßig mit
der Vorschubabweichungsberechnungseinrichtung (223) zu
sammengeschaltete Einrichtung (224) zum Antrieb des Vor
schubmotors (7) in Übereinstimmung mit der Vorschubab
weichung (E(Z)), eine Einrichtung (223, 225) zur Berech
nung der Vorschubgeschwindigkeit (v(s)) und der Beschleu
nigung (A(Z)), eine Einrichtung (227) zur Berechnung
eines Drehbefehls (S 1) entsprechend der berechneten Vor
schubgeschwindigkeit (v(s)) und der Bechleunigung (A(Z))
auf der Grundlage einer Gewindesteigung (P), eine betriebs
mäßig mit dem Vorschublagendetektor (9) zusammengeschal
tete Einrichtung (231) zur Berechnung eines Drehkorrektur
werts (r(z)) entsprechend dem nachgewiesenen Vorschub
betrag (z) des Spindelkopfes (5) auf der Grundlage der
Gewindesteigung (P), eine betriebsmäßig mit der Dreh
korrekturberechnungseinrichtung (231) und dem Spindellagen
detektor (9) zusammengeschaltete Einrichtung (230) zur
Berechnung einer Drehabweichung (E(s)) zwischen dem Dreh
korrekturwert (r(z)) und der Drehlage (s) der Spindel
(11), eine betriebsmäßig mit der Drehabweichungsberech
nungseinrichtung (230) verbundene Einrichtung (228) zur
Korrektur des Drehbefehls (S 1) auf der Grundlage der
Drehabweichung (E(s)), und eine betriebsmäßig mit der
Korrektureinrichtung (228) verbundene Einrichtung (229)
zum Antrieb des Spindelmotors (12) zur Drehung der Spindel
(11) in Übereinstimmung mit dem korrigierten Drehbefehl
(S(E)).
4. Gewindeschneidmaschine nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Drehbefehlsberech
nungseinrichtung (227) zur Berechnung einer Vorschubbe
schleunigung (A(Z)) in Übereinstimmung mit einem Vorschub
befehl (Z) dient.
5. Gewindeschneidmaschine nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Drehbefehlsberech
nungseinrichtung (237) zur Berechnung einer Vorschub
bechleunigung (A(z)) in Übereinstimmung mit dem nachge
wiesenen Betrag ( Δ z) des Vorschubs des Spindelkopfes
(5) dient.
6. Gewindeschneidmaschine nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Drehbefehlsberech
nungseinrichtung (247) zur Berechnung einer Vorschubbe
schleunigung (A(E)) in Übereinstimmung mit der Vorschub
abweichung (E(Z)) dient.
7. Gewindeschneidmaschine mit einer Spindel zum Haltern
eines Gewindeschneidwerkzeugs, einem Spindelkopf zum
Haltern der Spindel, einem Spindelmotor zum Drehen der
Spindel, einem Vorschubmotor zum Antrieb des Spindelkopfes,
einem Detektor zum Nachweis einer Drehlage der Spindel,
einem Detektor zum Nachweis einer Vorschublage und eines
Vorschubbetrages des Spindelkopfes, bei welcher eine
Gewindeschneidbearbeitung unter synchronem Antriebsbetrieb
des Spindelmotors und des Vorschubmotors durchführbar
ist, gekennzeichnet durch eine Einrichtung
(323) zur Berechnung einer Drehabweichung (E(s)) zwischen
einem Drehbefehl (S) und einer durch den Drehlagendetek
tor (9) nachgewiesenen Drehlage (s) der Spindel (11),
eine betriebsmäßig mit der Drehabweichungsberechnungs
einrichtung (323) zusammengeschaltete Einrichtung (324)
zum Antrieb des Spindelmotors (12) in Übereinstimmung
mit der Drehabweichung (E(s)), eine Einrichtung zur Be
rechnung einer Drehgeschwindigkeit (v(s)) und einer Be
schleunigung (A(s)), eine Einrichtung (327) zur Berech
nung eines Vorschubbefehls (Z 1) entsprechend der berech
neten Vorschubgeschwindigkeit und der Beschleunigung
(A(s)) auf der Grundlage einer Gewindesteigung (P), eine
betriebsmäßig mit der Vorschubbefehlsberechnungseinrichtung
(327) zusammengeschaltete Einrichtung zur Berechnung
eines Vorschubkorrekturwerts (r(s)) entsprechend der
nachgewiesenen Drehlage der Spindel (11) auf der Grundlage
der Gewindesteigung (P), eine betriebsmäßig mit der Vor
schubkorrekturberechnungseinrichtung (331) und dem Vor
schublagendetektor (9) verbundene Einrichtung (330) zur
Berechnung einer Vorschubabweichung (E(z)) zwischen dem
Vorschubkorrekturwert (r(s)) und dem nachgewiesenen Vor
schubbetrag des Spindelkopfes (5), eine betriebsmäßig
an die Vorschubabweichungsberechnungseinrichtung (330)
angeschlossene Einrichtung (328) zur Korrektur des Vor
schubbefehls (Z 1) auf der Grundlage der Vorschubabwei
chung (E(z)), und eine betriebsmäßig mit der Korrekturein
richtung (328) verbundene Einrichtung (329) zum Antrieb
des Vorschubmotors (7) in Übereinstimmung mit dem korri
gierten Vorschubbefehl (R(Z 1)).
8. Gewindeschneidmaschine nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Vorschubbefehls
berechnungseinrichtung (327) zur Berechnung einer Dreh
beschleunigung (A(s)) in Übereinstimmung mit dem Drehbe
fehl (S) dient.
9. Gewindeschneidmaschine nach Anspruch 7 dadurch
gekennzeichnet, daß die Vorschubbefehls
berechnungseinrichtung (327) zur Berechnung einer Drehbe
schleunigung (A(s)) in Übereinstimmung mit der Drehlage
(s) der Spindel (11) dient.
10. Gewindeschneidmaschine nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Vorschubbefehls
berechnungseinrichtung (347) zur Berechnung einer Drehbe
schleunigung (A(s)) in Übereinstimmung mit der Drehab
weichung (E(S)) dient.
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