JP2012056066A - Thread cutting control method and device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、主軸の回転に同期して送り軸を制御することにより、送り軸で駆動されるねじ切り工具を移動させてねじ切り加工を行うねじ切り制御方法及びその装置に関するものである。 The present invention relates to a threading control method and apparatus for performing threading by moving a threading tool driven by a feed shaft by controlling the feed shaft in synchronization with rotation of a main shaft.
数値制御(Numerical Control;以下NCという)装置を用いたねじ切り加工は、主軸に設けられたチャックでワークを固定した状態で主軸を回転させるとともに、サーボモータを駆動してねじ切り工具を送る送り軸を制御し、ねじ切り工具を送り軸方向(Z軸方向)に送ることで実現される。この時、送り軸(サーボモータ)は主軸の回転に同期して工具を送ることで、所望するねじが加工される。 Thread cutting using a numerical control (NC) device rotates the spindle while the workpiece is fixed by a chuck provided on the spindle, and also feeds a feed axis that drives a servo motor to send a thread cutting tool. This is realized by controlling and feeding the thread cutting tool in the feed axis direction (Z-axis direction). At this time, the feed shaft (servo motor) feeds the tool in synchronism with the rotation of the main shaft, thereby processing a desired screw.
まず、このねじ切り制御の従来技術について、図9を用いて説明する。
回転する主軸の速度は、主軸速度作成部203にて、NC加工プログラムで指令された主軸回転速度指令Sと、NC加工プログラムで指令された主軸回転速度を変更するため作業者より適宜入力される主軸オーバライド202とをかけ合わせることで作成される。この作成された主軸回転速度は、主軸速度加減速処理部204にて主軸の加減速がかけられ、主軸制御部205で主軸モータ206を制御する。主軸モータ206にはエンコーダが取り付けられており、ねじ切り送り作成部208にて、エンコーダからのフィードバック回転位置データとNC加工プログラムのプログラム解析部207で解析したピッチPとを乗算することにより、送り速度Fを作成する。なお、単位時間当たりのエンコーダからの主軸のフィードバック回転位置データの増分値をΔSとすると、送り軸の速度は、F = P × ΔSとなる。
First, the prior art of this threading control will be described with reference to FIG.
The speed of the rotating spindle is appropriately input by the operator in order to change the spindle speed command S commanded by the NC machining program and the spindle speed commanded by the NC machining program at the spindle
この送り速度に、送り速度加減速処理部209にてサーボの加減速がかけられ、サーボ制御部210で、サーボモータ211を制御することにより、ねじ切り工具をZ軸方向に移動させてねじを切る工具を移動させる送り軸を制御する。また、ねじ切りでは主軸の回転位置(位相)に対して送り軸が何度も同じねじ溝の経路を通る必要があるため、主軸の1回転毎に発生する1回転信号(Z相信号)を基準にして送り軸の移動が始まる。
Servo acceleration / deceleration is applied to this feed rate by the feed rate acceleration / deceleration processing unit 209, and the servo control unit 210 controls the
ところで、このねじ切り加工時にびびりが発生した場合、送り軸の切削速度を変化させることでびびりの発生を抑制することができる。主軸回転速度から送り軸の速度を算出するねじ切りにおいては、主軸回転速度を変更することで送り軸の切削速度を変更することができる。通常、主軸回転速度は、主軸オーバライドにより変更できる。
しかし、主軸回転速度が変化すると、主軸の回転位置(位相)に対して送り軸の位置が以前のねじ溝の経路からずれてしまう。ねじ加工は主軸の回転位置(位相)に対して送り軸が何度も同じ経路を通る必要があるため、主軸の回転位置(位相)に対する送り軸の位相誤差(ずれ)が発生すると、ねじ精度の低下を招いてしまう。なお、この位相誤差は主軸回転速度及び送り軸速度が変化した時の加減速時に発生する。このため、ねじ切り切削中は、例えば主軸オーバライドは100%固定もしくは変更できないなど、主軸速度の変更は実質的に行うことができなかった。
By the way, when chattering occurs during this threading, chattering can be suppressed by changing the cutting speed of the feed shaft. In thread cutting for calculating the speed of the feed shaft from the main shaft rotation speed, the cutting speed of the feed shaft can be changed by changing the main shaft rotation speed. Usually, the spindle rotation speed can be changed by spindle override.
However, if the spindle rotational speed changes, the position of the feed shaft deviates from the previous thread groove path with respect to the rotational position (phase) of the spindle. Since threading requires the feed shaft to go through the same path many times with respect to the rotation position (phase) of the spindle, if there is a phase error (deviation) of the feed axis with respect to the rotation position (phase) of the spindle, screw accuracy Will be reduced. This phase error occurs during acceleration / deceleration when the spindle rotation speed and the feed axis speed change. For this reason, during thread cutting, the spindle speed cannot be changed substantially, for example, the spindle override cannot be fixed or changed 100%.
このような問題に対して、ねじ切り加工を開始した後のねじ切削途中に主軸回転数を変化させたとき、ネジ切削時の主軸位置と送り軸位置との相対位相誤差を算出し、該相対位相誤差量を主軸位置に対し誤差補償した擬似主軸位置に基づいて送り軸の移動量を算出することにより、主軸と送り軸の位相誤差を補正する方法が提案されている(特許文献1参照)。 To solve this problem, when the spindle speed is changed during thread cutting after the start of threading, the relative phase error between the spindle position and the feed axis position during thread cutting is calculated, and the relative phase is calculated. There has been proposed a method of correcting the phase error between the main shaft and the feed shaft by calculating the amount of movement of the feed shaft based on the pseudo main shaft position in which the error amount is compensated for the main shaft position (see Patent Document 1).
特許第3926739号公報 Japanese Patent No. 3926737
しかし、前記は特許第3926739号公報に記載の発明は、主軸のフィードバック位置に対して位相誤差量を補償した擬似主軸位置から送り速度を作成するため、送り軸の移動には少なからず主軸に対して時間遅れが発生してしまう。そのため、この発明で提案された技術であっても、主軸オーバライドを変えた瞬間は微小の送り軸の遅れが発生し、ねじの精度が悪くなる課題があった。 However, in the invention described in Japanese Patent No. 3926737, the feed speed is created from the pseudo main spindle position in which the phase error amount is compensated for the feedback position of the main spindle. Time delay. Therefore, even with the technique proposed in the present invention, there is a problem that a minute delay of the feed shaft occurs at the moment when the spindle override is changed, and the accuracy of the screw is deteriorated.
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、ねじ切り加工を開始した後のねじ切削途中に主軸回転数を変化させたとしても、ねじの加工精度が悪くならないねじ切り制御方法及びその装置を得ることを目的としている。 The present invention has been made to solve such a problem, and a thread cutting control method that does not deteriorate the thread machining accuracy even if the spindle rotation speed is changed during the thread cutting after starting the thread machining, and The purpose is to obtain the device.
この発明に係るねじ切り制御方法は、主軸速度指令から主軸の回転に同期させる送り軸の移動量を算出するとともに、主軸と送り軸の時定数、加減速タイプ及び位置ループゲインを同一にしてねじ切り加工を行うものである。 The threading control method according to the present invention calculates the moving amount of the feed shaft to be synchronized with the rotation of the spindle from the spindle speed command, and makes the time constant, the acceleration / deceleration type, and the position loop gain of the spindle and the feed shaft the same. Is to do.
またこの発明に係るねじ切り制御方法は、ねじ切り加工中の主軸回転速度変更時に、速度の変動領域に応じて多段の加減速を行うものである。 Further, the thread cutting control method according to the present invention performs multi-stage acceleration / deceleration according to the speed fluctuation region when the spindle rotational speed is changed during thread cutting.
またこの発明に係るねじ切り制御装置は、主軸の回転に同期してねじ切り工具を移動させることによりねじ切り加工を行うねじ切り制御装置において、主軸速度指令から主軸の回転に同期させる送り軸の移動量を算出する手段と、主軸と送り軸の時定数及び加減速タイプを同一に設定する手段と、主軸と送り軸の位置ループゲインを同一に設定する手段とを具備してなるものである。 The threading control device according to the present invention calculates the amount of movement of the feed shaft that is synchronized with the rotation of the spindle from the spindle speed command in the threading control device that performs threading by moving the threading tool in synchronization with the rotation of the spindle. Means for setting the time constants and acceleration / deceleration types of the main shaft and the feed shaft to be the same, and means for setting the position loop gains of the main shaft and the feed shaft to be the same.
またこの発明に係るねじ切り制御装置は、ねじ切り切削中の主軸回転速度変更時に、速度の変動領域に応じて多段の加減速を行うものである。 The thread cutting control device according to the present invention performs multi-stage acceleration / deceleration according to the speed fluctuation region when the spindle rotational speed is changed during thread cutting.
この発明によれば、ねじ切り加工を開始した後のねじ切削途中に主軸回転数を変化させたとしても、ねじの加工精度が悪くならず、ひいてはねじ切り加工を開始した後のねじ切削途中に主軸回転数を変化させることが出来る。 According to the present invention, even if the spindle rotation speed is changed during the thread cutting after the start of the thread cutting process, the screw machining accuracy does not deteriorate, and as a result, the spindle rotates during the thread cutting after the thread cutting process starts. You can change the number.
また、また主軸を多段加減速制御しているため、主軸速度の立ち上がりが速くなり、ひいては応答性が向上する。 In addition, since the spindle is controlled by multistage acceleration / deceleration, the spindle speed rises quickly, and the response is improved.
実施例1.
以下この発明の実施例1を、図1〜図6を用いて説明する。なおこの実施例は、NC装置にねじ切り制御方法及びその装置を適用した例である。
即ち、図1はこの発明の実施例1に係るNC装置を示すブロック図で、図において、103はNC加工プログラムで指令された主軸回転速度指令Sと、NC加工プログラムで指令された主軸回転速度を変更するため作業者より適宜入力される主軸オーバライド102とをかけ合わせることで、主軸回転速度指令Fを作成する主軸速度作成部である。なお、主軸速度は、実際には主軸速度作成部103にて単位時間当たりの主軸位置の変化量ΔS(単位時間当たりの主軸角度の変化量)に変換される。104は主軸速度作成部103にて作成された主軸速度に対し、パラメータ設定された加減速時定数t1に基づいて、直線の傾きデータが得られるよう加減速処理を行う主軸速度加減速処理部である。
Example 1.
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In this embodiment, the threading control method and the apparatus are applied to the NC apparatus.
1 is a block diagram showing an NC apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 103 denotes a spindle rotational speed command S commanded by the NC machining program and a spindle rotational speed commanded by the NC machining program. This is a spindle speed creation unit that creates a spindle rotational speed command F by multiplying with a
112は主軸速度加減速処理部104にて加減速処理されたものに対し、加減速フィルタを掛けることにより、例えばS字型のデータが得られるよう加減速処理を行う主軸速度加減速処理部、113は主軸の位置ループゲインが、送り軸(ねじ切り工具をZ軸方向に移動させてねじを切る工具を移動させるための軸)の位置ループゲインと同一となるよう調整するねじ切り用主軸制御パラメータ変更部、105は主軸速度加減速処理部112からの出力に基づいて主軸モータ106を位置制御する主軸制御部、106は主軸を回転させる主軸モータで、エンコーダが取り付けられており、このエンコーダの検出データを主軸制御部105にフィードバックすることにより、主軸制御部105にて位置制御される。
A spindle speed acceleration /
また、107はNC加工プログラムを解析するプログラム解析部、108は主軸速度作成部103及び主軸速度加減速処理部104で作成された主軸回転速度指令Fと、NC加工プログラムのプログラム解析部207で解析したピッチPとを乗算することにより、送り軸速度F(=P × S)を作成するねじ切り送り作成部である。なお、送り軸速度Fは、主軸速度が実際には主軸速度作成部103にて単位時間当たりの主軸位置の変化量ΔS(単位時間当たりの主軸角度の変化量)に変換されるので、実際にはΔS×Pの送り軸速度である。
109はねじ切り送り作成部108にて作成された送り軸速度に対し、主軸の加減速パターンと同一の加減速パターンが得られるよう、加減速フィルタを掛けることにより加減速処理を行う送り速度加減速処理部、114は送り軸の位置ループゲインが、主軸の位置ループゲインと同一となるよう調整するねじ切り用送り軸制御パラメータ変更部、110は送り軸速度加減速処理部109からの出力に基づいてサーボモータ111をサーボ制御する主軸制御部、111は送り軸を回転させるサーボモータで、エンコーダが取り付けられており、このエンコーダの検出データをサーボ制御部110にフィードバックすることにより、サーボ制御部110にてサーボ制御される。
A feed speed acceleration /
なお、この実施例にあっては、ねじ切り送り作成部108が、主軸速度指令から主軸に同期させる送り軸の移動量を算出する手段を、送り速度加減速処理部104、112、109が、主軸と送り軸の加減速時定数及び加減速タイプを同一に設定する手段を、ねじ切り用主軸制御パラメータ変更部113及びねじ切り用送り軸制御パラメータ変更部114が、主軸と送り軸の位置ループゲインを同一に設定する手段を構成している。
In this embodiment, the thread cutting feed creation unit 108 calculates the movement amount of the feed shaft synchronized with the spindle from the spindle speed command, and the feed speed acceleration /
以上のように、この実施例にあっては、主軸のフィードバックデータからねじ切り送り速度を作成するのではなく、主軸回転速度指令からねじ切りの送り速度を作成するよう構成されている。また、主軸と送り軸の加減速時定数や加減速フィルタ(加減速タイプ)として同一のものを採用しており、更に主軸と送り軸の位置ループゲインとして同一のゲインとなるように、ねじ切り用主軸制御パラメータ変更部113及びねじ切り用送り軸制御パラメータ変更部114にて調整している。
As described above, in this embodiment, the thread cutting feed speed is not created from the spindle feedback data, but the thread cutting feed speed is created from the spindle rotational speed command. In addition, the same acceleration / deceleration time constants and acceleration / deceleration filter (acceleration / deceleration type) are adopted for the spindle and feed axis, and for thread cutting so that the position loop gain of the spindle and feed axis is the same. Adjustment is performed by the spindle control
次にこのように構成されたNC装置の作用効果について説明する。
即ち、主軸速度の変化で位相誤差を発生させる要因として3つの要因が存在する。
1つ目の要因としては、演算遅れ時間によって発生する位相誤差がある。従来のねじ切りは、上述したように、主軸モータ206のエンコーダのフィードバックデータΔSとピッチPとから送り軸の速度を作成している。また、NCとアンプ間は通信単位時間あたりデータをやり取りしているため、実際に主軸モータ206の速度が変更されてから、その速度の変更がサーボモータ211に反映されるには、図4に示すように、NCとアンプ間の通信単位時間の数回分のズレが生じる事となる。その結果、主軸と送り軸の位相誤差が発生してしまう。
Next, the function and effect of the NC device configured as described above will be described.
That is, there are three factors that cause phase errors due to changes in the spindle speed.
As a first factor, there is a phase error caused by a calculation delay time. In the conventional thread cutting, as described above, the speed of the feed shaft is created from the feedback data ΔS of the encoder of the
ところが、この実施例では、主軸のフィードバック位置データからねじ切り送り速度を作成するのではなく、主軸速度作成部103と主軸速度加減速処理部104で作成された主軸回転速度指令から、ねじ切り送り作成部108で送り軸の指令を作成しているため、主軸の速度変更指令と送り軸の速度変更指令は同じタイミングとなる。
このため、主軸に対する送り軸の演算遅れ時間はなくなり、ひいては位相誤差は発生しなくなる。
However, in this embodiment, the thread cutting feed creation unit is not created from the spindle rotational speed command created by the spindle speed creation unit 103 and the spindle speed acceleration /
For this reason, there is no calculation delay time of the feed shaft with respect to the main shaft, and no phase error occurs.
また主軸速度の変化で位相誤差を発生させる2つ目の要因としては、主軸と送り軸の加減速時定数や加減速フィルタ(加減速タイプ)の違いで速度の加減速時に発生する位相誤差がある。速度が変更された場合、設定されている加減速フィルタ(加減速タイプ)、加減速時定数の時間で、変更された速度に達するため、それにより遅れが発生する。主軸と送り軸の加減速時定数や加減速フィルタ(加減速タイプ)が違うと、加減速の遅れ量も違うため、主軸と送り軸の位相誤差が発生し同期が崩れてしまう。このことを図5で説明すると、加減速フィルタ(加減速タイプ)が直線で加減速時定数tの場合は、速度変化ΔSによる加減速の遅れ量d1は、d1 = ΔS × t / 2となり、加減速時定数により、遅れ量が変化してしまうことがわかる。 The second factor that causes a phase error due to changes in the spindle speed is the phase error that occurs during acceleration / deceleration of the speed due to the acceleration / deceleration time constant between the spindle and feed axis and the acceleration / deceleration filter (acceleration / deceleration type). is there. When the speed is changed, the changed speed is reached in the time of the set acceleration / deceleration filter (acceleration / deceleration type) and acceleration / deceleration time constant, causing a delay. If the acceleration / deceleration time constants and acceleration / deceleration filter (acceleration / deceleration type) of the main shaft and feed shaft are different, the acceleration / deceleration delay amount is also different, resulting in a phase error between the main shaft and the feed shaft, resulting in loss of synchronization. This will be explained with reference to FIG. 5. When the acceleration / deceleration filter (acceleration / deceleration type) is a linear acceleration / deceleration time constant t, the acceleration / deceleration delay amount d1 due to the speed change ΔS is d1 = ΔS × t / 2. It can be seen that the amount of delay changes depending on the acceleration / deceleration time constant.
ところが、この実施例では、主軸と送り軸に同じ加減速時定数や加減速フィルタ(加減速タイプ)を設定しているため、加減速による位相誤差は発生しなくなる。
このことを図1〜図3を用いて説明すると、主軸オーバライド102により主軸速度をS1からS2に変更する場合、主軸速度作成部103で作成される速度データは図2(a)のようなステップでの立ち上がりをする速度データとなる。このデータに対して主軸速度加減速処理部104で加減速時定数t1を設定することにより、図2(b)のような直線の傾きのデータを作成している。ねじ切り送り作成部108では主軸速度加減速処理部104で作成された主軸速度SとピッチPから送り速度を作成し、その送り速度FはF = P × Sとなり、図3(b)のような送り速度データを作成している。
However, in this embodiment, since the same acceleration / deceleration time constant and acceleration / deceleration filter (acceleration / deceleration type) are set for the main shaft and the feed axis, phase errors due to acceleration / deceleration do not occur.
This will be explained with reference to FIGS. 1 to 3. When the spindle speed is changed from S1 to S2 by the
この送り速度に対して、送り速度加減速処理部109で加減フィルタを掛けている。例えば、送り速度加減速処理部109にてS字型加減速フィルタが設定された場合は、図3(c)のようなS字型の加減速データが作成される。この実施例では、加減速時定数や加減速タイプを同一にするため、主軸速度に対して、加減速処理部112にて、更に送り軸と同じ加減速フィルタをかける加減速処理を行うことにより、図2(c)のような主軸速度データを作成している。これにより、主軸モータ106に出力する指令データ(図2(c))とサーボモータ111に出力する指令データ(図3(c))とは同じ形となり、加減速時もF = P × Sの関係が崩れることはない。これにより、加減速による位相誤差は発生しなくなる。
The feed rate acceleration /
また主軸速度の変化で位相誤差を発生させる3つ目の要因としては、加減速時の実際の主軸モータとサーボモータの追従遅れによって発生する位相誤差がある。速度変化時、モータに出力される指令の速度は前述のように加減速がかけられている。しかし、モータの実際の動作は、その加減速をかけた指令に対して、図6に示すように更に遅れが生じる。この加減速時の主軸モータとサーボモータの追従遅れ量が違うことによっても、主軸と送り軸の位相誤差が発生し同期が崩れてしまう。ここで、モータの位置ループゲインをGとするとこのモータの追従遅れ量d2は、直線の加減速フィルタ(加減速タイプ)の場合、
d2 = ΔS / G
となり、モータの追従遅れ量は位置ループゲインによるものだとわかる。
A third factor that causes a phase error due to a change in the spindle speed is a phase error that occurs due to a follow-up delay between the actual spindle motor and the servo motor during acceleration / deceleration. When the speed changes, the speed of the command output to the motor is accelerated and decelerated as described above. However, the actual operation of the motor is further delayed as shown in FIG. 6 with respect to the command subjected to the acceleration / deceleration. Even if the amount of follow-up delay between the spindle motor and the servo motor at the time of acceleration / deceleration is different, a phase error between the spindle and the feed shaft occurs and the synchronization is lost. Here, when the position loop gain of the motor is G, the follow-up delay amount d2 of this motor is a linear acceleration / deceleration filter (acceleration / deceleration type).
d2 = ΔS / G
Thus, it can be understood that the follow-up delay amount of the motor is due to the position loop gain.
ところが、この実施例では、主軸と送り軸の位置ループゲインを同一としているため、追従遅れによる位相誤差は発生しなくなる。
このことを図1を用いて説明すると、この実施例ではねじ切り指令があった場合、ねじ切り用位置ループゲインは主軸モータ106とサーボモータ111に対しそれぞれパラメータで設定できるので、ねじ切り用主軸制御パラメータ変更部113、ねじ切り用送り軸制御パラメータ変更部114にて、主軸モータ106とサーボモータ111の位置ループゲインが同一のループゲインになるように変更している。そして主軸制御部106とサーボ制御部111で、この設定されたループゲインに従ってモータ106、111を制御している。この結果、モータの追従遅れによる誤差をなくすことができ、ひいては位相誤差は発生しなくなる。
However, in this embodiment, since the position loop gains of the main shaft and the feed shaft are the same, the phase error due to the tracking delay does not occur.
This will be explained with reference to FIG. 1. In this embodiment, when a threading command is issued, the threading position loop gain can be set as a parameter for each of the
実施例2.
次にこの発明の実施例2について、主に図7及び図8を用いて説明する。
即ち、主軸は回転数が高い場合はトルクが小さいため、急激な加速はできない。回転数が高い場合でも追従できるように加減速時定数は設定しないといけないため、主軸の加減速時定数は必然的に大きくなり、速度の変化に対する応答性が悪くなってしまう。
そこでこの実施例2にあっては、ねじ切り時は主軸速度加減速処理部104で多段の加減速とすることで、主軸速度の立ち上がりを速くし、応答性を上げている。
図7は多段加減速の主軸速度と加減速時定数との関係を示している。また、図8は図7のように多段の加減速を行うときのフローチャートである。図7において、主軸回転速度が84内では加減速時定数81で、主軸回転速度が84〜85内では加減速時定数82で、主軸回転速度が85〜86内では加減速時定数83で加速することができることを示している。ここで、86は主軸モータの最高回転速度であり、この速度を超えることはない。また、主軸回転速度84〜86、加減速時定数81〜83はパラメータで設定することができる。
Example 2
Next, a second embodiment of the present invention will be described mainly with reference to FIGS.
That is, when the rotational speed of the main shaft is high, the torque is small, so that rapid acceleration is not possible. Since the acceleration / deceleration time constant must be set so that it can follow even when the number of revolutions is high, the acceleration / deceleration time constant of the spindle inevitably increases and the responsiveness to changes in speed becomes worse.
Therefore, in the second embodiment, at the time of threading, the spindle speed acceleration /
FIG. 7 shows the relationship between the spindle speed of multistage acceleration / deceleration and the acceleration / deceleration time constant. FIG. 8 is a flowchart when performing multi-stage acceleration / deceleration as shown in FIG. In FIG. 7, acceleration is performed with acceleration / deceleration time constant 81 when the spindle rotation speed is within 84, acceleration / deceleration time constant 82 when the spindle rotation speed is within 84 to 85, and acceleration / deceleration time constant 83 when the spindle rotation speed is within 85 to 86. Shows that you can. Here, 86 is the maximum rotational speed of the spindle motor, and this speed is not exceeded. The spindle rotation speeds 84 to 86 and the acceleration /
この実施例2の場合、主軸速度加減速処理部104は図8に示すように動作する。即ち、ステップ1で、ねじ切り指令を参照することによりねじ切り中か否かを判断し、ねじ切り中でない場合には、ステップ3に移行し通常の加減速時定数を設定する。ねじ切り中である場合にはステップ2に移行し、前回の主軸速度が主軸回転速度84と同一かそれより低いか否かを判断する。ステップ2で、前回の主軸速度が主軸回転速度84と同一かそれより低い場合、ステップ4に移行して加減速時定数81を設定し、前回の主軸速度が主軸回転速度84と同一かそれより高い場合、ステップ5に移行する。ステップ5では、前回の主軸速度が主軸回転速度85と同一かそれより低いか否かを判断し、前回の主軸速度が主軸回転速度85と同一かそれより低い場合、ステップ4に移行して加減速時定数82を設定し、前回の主軸速度が主軸回転速度85と同一かそれより高い場合、ステップ7に移行して加減速時定数83を設定する。そしてこれらの加減速時定数を設定後、ステップ8に移行して主軸速度を作成する。
In the case of the second embodiment, the spindle speed acceleration /
この実施例2によれば、主軸回転速度が84内では主軸回転速度は低速で回転しているため、トルクが大きく、加減速時定数81のように短い加減速時定数で比較的急な加速を行う。逆に主軸回転速度が85〜86内で高速に回転している場合はトルクが小さいため、加減速時定数83のように長い加減速時定数で比較的緩やかな加速を行う。このように、多段の加減速とすることで速度領域に適した加減速時定数での加速が可能となり、びびり発生時の主軸速度の変更の応答性を上げることができる。
According to the second embodiment, since the main shaft rotation speed is 84 and the main shaft rotation speed is low, the torque is large and the acceleration is relatively rapid with a short acceleration / deceleration time constant such as the acceleration /
以上説明したように、これらの実施例によれば、送り軸の指令を、主軸のフィードバック位置データからではなく主軸回転速度指令から作成しているため、主軸に対する送り軸の演算時間遅れ誤差による位相誤差が発生しない。また、ねじ切り指令時に主軸と送り軸の加減速時定数や加減速タイプを同一にしているため、加減速時の指令レベルでの位相誤差が発生しない。また、主軸と送り軸の位置ループゲインを同一にしてモータの追従誤差を同じにしているため、追従誤差による位相誤差が発生しない。
このため、主軸オーバライドにより主軸回転速度を変更した場合でも位相誤差が発生せず、ねじの加工精度が低下することがないため、ねじ切り切削中に主軸回転速度を自由に変更できるようになる。
また主軸を多段加減速制御しているため、主軸速度の立ち上がりが速くなり、ひいては応答性が向上する。
As described above, according to these embodiments, the feed axis command is created not from the feedback position data of the spindle but from the spindle rotation speed command, and therefore the phase due to the calculation time delay error of the feed axis with respect to the spindle. There is no error. In addition, since the acceleration / deceleration time constants and acceleration / deceleration types of the spindle and feed axis are the same at the time of threading command, no phase error occurs at the command level during acceleration / deceleration. In addition, since the position error gain of the main shaft and the feed axis are the same and the following error of the motor is the same, no phase error due to the following error occurs.
For this reason, even if the spindle rotation speed is changed by the spindle override, no phase error occurs, and the thread machining accuracy does not decrease. Therefore, the spindle rotation speed can be freely changed during thread cutting.
In addition, since the spindle is controlled by multistage acceleration / deceleration, the spindle speed rises faster, which in turn improves responsiveness.
この発明に係るねじ切り制御方法及びその装置は、ねじの加工精度を悪くすることなく、ねじ切り加工を開始した後のねじ切削途中に主軸回転数を変化させたい場合に用いられるのに適している。 The thread cutting control method and the apparatus according to the present invention are suitable for use when it is desired to change the spindle rotational speed during the thread cutting after starting the thread cutting without deteriorating the thread machining accuracy.
101 主軸回転速度、102 主軸オーバライド、103主軸速度作成部、104 主軸速度加減速処理部、105 主軸制御部、106 主軸モータ、107 プログラム解析部、108 ねじ切り送り作成部、109 送り速度加減速処理部、110 サーボ制御部、111 サーボモータ、112 主軸速度加減速処理部、113 ねじ切り用主軸制御パラメータ変更部、114 ねじ切り用送り軸制御パラメータ変更部。 101 Spindle speed, 102 Spindle override, 103 Spindle speed creation unit, 104 Spindle speed acceleration / deceleration processing unit, 105 Spindle control unit, 106 Spindle motor, 107 Program analysis unit, 108 Thread cutting feed creation unit, 109 Feed rate acceleration / deceleration processing unit , 110 Servo control unit, 111 Servo motor, 112 Spindle speed acceleration / deceleration processing unit, 113 Threading spindle control parameter changing unit, 114 Threading feed axis control parameter changing unit.
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