JP2555593B2 - ねじ加工装置 - Google Patents
ねじ加工装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明はタップ盤に代表されるねじ加工装置に関す
る。
る。
「従来の技術」 従来、NC装置を適用したねじ加工装置におけるタッピ
ング動作の制御は、加工しようとするねじのピッチに合
わせて送り指令と回転指令とをNC装置内で生成するのみ
で行い、送りモータと主軸回転モータとはそれぞれ独立
のサーボ系として制御されていた。そして、回転モータ
の反転時などに生ずる送り量と回転量とのずれは、タッ
プ工具と主軸との間にタッパーを介在させ、そのタッパ
ーの機械的な伸縮により吸収していた。このため、ねじ
加工の速度がタッパーの性能により制限されたり、タッ
パーの伸縮による力のためねじの精度が低下したりする
という問題点があった。
ング動作の制御は、加工しようとするねじのピッチに合
わせて送り指令と回転指令とをNC装置内で生成するのみ
で行い、送りモータと主軸回転モータとはそれぞれ独立
のサーボ系として制御されていた。そして、回転モータ
の反転時などに生ずる送り量と回転量とのずれは、タッ
プ工具と主軸との間にタッパーを介在させ、そのタッパ
ーの機械的な伸縮により吸収していた。このため、ねじ
加工の速度がタッパーの性能により制限されたり、タッ
パーの伸縮による力のためねじの精度が低下したりする
という問題点があった。
そこで、主軸の実際の回転量を検出し、その検出され
た回転量に従って送りモータを駆動するもの（特開昭56
−33249号）とか、実際の送り量を検出し、その送り量
に従って回転モータを駆動するもの（特開昭（60−1553
19号）など、送りモータと回転モータとを同期させて制
御する装置が提案されている。これらの装置は送りと回
転との同期精度が高いため、ほとんどの場合タッパーを
用いることなくねじ加工を行うことができる。
た回転量に従って送りモータを駆動するもの（特開昭56
−33249号）とか、実際の送り量を検出し、その送り量
に従って回転モータを駆動するもの（特開昭（60−1553
19号）など、送りモータと回転モータとを同期させて制
御する装置が提案されている。これらの装置は送りと回
転との同期精度が高いため、ほとんどの場合タッパーを
用いることなくねじ加工を行うことができる。
「発明が解決しようとする問題点」 しかしながら、近年、加工時間の短縮化がさらに要請
され、ねじ加工においてもタップ工具の限界に近い高速
加工が行なわれる場合がある。このような場合、たとえ
ば送り量に従って回転モータを駆動する従来の装置で
は、送り軸が実際に移動したことを検出した後に回転モ
ータへの指令が出るため、追従遅れを生じ、ねじ加工精
度の向上に限界を生ずるという問題点があった。特に、
ねじ加工深さの浅い加工、又は工具を小さなステップ幅
でステップさせながら行う加工では、送り及び回転の速
度が一定になる以前の過渡状態における加工が多くなる
ため、追従遅れによる誤差が大きな問題点になる。
され、ねじ加工においてもタップ工具の限界に近い高速
加工が行なわれる場合がある。このような場合、たとえ
ば送り量に従って回転モータを駆動する従来の装置で
は、送り軸が実際に移動したことを検出した後に回転モ
ータへの指令が出るため、追従遅れを生じ、ねじ加工精
度の向上に限界を生ずるという問題点があった。特に、
ねじ加工深さの浅い加工、又は工具を小さなステップ幅
でステップさせながら行う加工では、送り及び回転の速
度が一定になる以前の過渡状態における加工が多くなる
ため、追従遅れによる誤差が大きな問題点になる。
本発明は上記の問題点を解決するためなされたもので
あり、送り軸に対する主軸回転の追従性を向上させ、タ
ップ工具の限界に近いような高速タップ加工時において
も、精度の高いねじ加工を行うことができるねじ加工装
置を提供することを目的とする。
あり、送り軸に対する主軸回転の追従性を向上させ、タ
ップ工具の限界に近いような高速タップ加工時において
も、精度の高いねじ加工を行うことができるねじ加工装
置を提供することを目的とする。
「問題点を解決するための手段」 このための本発明では、対応する実施例図面を参照し
て示せば、主軸11の回転位置を検出する回転位置検出手
段14と、機械の送り位置を検出する送り位置検出手段９
とを備え、主軸11を回転する回転モータ12と送りを駆動
する送りモータ７とを同期運転してタッピング加工動作
を行うねじ加工装置において、送り指令値と検出された
機械の送り位置との送り偏差を演算する送り偏差演算手
段23と、その送り偏差に従って、送りモータ７を駆動す
る送り駆動手段24と、前記送り指令値、または前記送り
位置検出手段により検出された送り量、または前記送り
偏差演算手段により算出された送り偏差の内のいずれか
の値の単位時間当りの変化量として求められる送り速度
と、前記いずれかの送り速度の単位時間当りの変化量と
して求められる送りの加速度とから、ねじピッチに基づ
いて相当する回転指令値を演算する回転指令値演算手段
（25,26,27）、（35,36,37）、（45,46,47）と、検出さ
れた機械の送り量からねじピッチに基づいて相当する回
転補正値を演算する回転補正値演算手段31と、その回転
補正値と検出された主軸11の回転位置との回転偏差を演
算する回転偏差演算手段30と、その回転偏差により前記
回転指令値を補正する補正手段28と、その補正手段28に
より補正された回転指令値に従って回転モータ12を駆動
する回転駆動手段29とを備えることを特徴とするねじ加
工装置が提供される。
て示せば、主軸11の回転位置を検出する回転位置検出手
段14と、機械の送り位置を検出する送り位置検出手段９
とを備え、主軸11を回転する回転モータ12と送りを駆動
する送りモータ７とを同期運転してタッピング加工動作
を行うねじ加工装置において、送り指令値と検出された
機械の送り位置との送り偏差を演算する送り偏差演算手
段23と、その送り偏差に従って、送りモータ７を駆動す
る送り駆動手段24と、前記送り指令値、または前記送り
位置検出手段により検出された送り量、または前記送り
偏差演算手段により算出された送り偏差の内のいずれか
の値の単位時間当りの変化量として求められる送り速度
と、前記いずれかの送り速度の単位時間当りの変化量と
して求められる送りの加速度とから、ねじピッチに基づ
いて相当する回転指令値を演算する回転指令値演算手段
（25,26,27）、（35,36,37）、（45,46,47）と、検出さ
れた機械の送り量からねじピッチに基づいて相当する回
転補正値を演算する回転補正値演算手段31と、その回転
補正値と検出された主軸11の回転位置との回転偏差を演
算する回転偏差演算手段30と、その回転偏差により前記
回転指令値を補正する補正手段28と、その補正手段28に
より補正された回転指令値に従って回転モータ12を駆動
する回転駆動手段29とを備えることを特徴とするねじ加
工装置が提供される。
「作用」 上記の構成によれば、送り偏差演算手段および送り駆
動手段により、送り指令値に基づいて送り位置が制御さ
れると共に、その送り指令値が実際の送り位置に基づい
て補正され、送りモータ系のフィードバック制御がなさ
れているので、送り指令値と実際の送り位置が良好に一
致する。
動手段により、送り指令値に基づいて送り位置が制御さ
れると共に、その送り指令値が実際の送り位置に基づい
て補正され、送りモータ系のフィードバック制御がなさ
れているので、送り指令値と実際の送り位置が良好に一
致する。
一方、主軸の回転位置は、回転指令値に基づいて制御
され、この回転指令値は、通常は、上記送り速度とねじ
ピッチとに基づいて算出できる。但し、送り速度が増加
又は減少傾向にある（即ち、送りに所定の加速度があ
る）場合は、ある時点での実際の送り速度とねじピッチ
とに基づいて回転指令値を算出しても、その回転指令値
に基づいて主軸の回転位置が変動し終えた時点では、既
に送り速度がいくらか変動しており、それに基づいて送
りモータ系でのフィードバック制御がなされているた
め、主軸の回転位置は送りに対し追従遅れを生じやすく
なる。
され、この回転指令値は、通常は、上記送り速度とねじ
ピッチとに基づいて算出できる。但し、送り速度が増加
又は減少傾向にある（即ち、送りに所定の加速度があ
る）場合は、ある時点での実際の送り速度とねじピッチ
とに基づいて回転指令値を算出しても、その回転指令値
に基づいて主軸の回転位置が変動し終えた時点では、既
に送り速度がいくらか変動しており、それに基づいて送
りモータ系でのフィードバック制御がなされているた
め、主軸の回転位置は送りに対し追従遅れを生じやすく
なる。
そこで、上記回転指令値演算手段は、送り速度に上記
送り加速度も加味して、ある時点で今後の予測変動分を
も含めた送り速度を算出し、その送り速度とねじピッチ
とに基づいて回転指令値を算出する。これにより、この
回転指令値に基づいて制御される主軸の回転位置は、常
に送り速度の変動分をも見越した位置へと移動すること
になり、送りに対する追従遅れは抑制される。
送り加速度も加味して、ある時点で今後の予測変動分を
も含めた送り速度を算出し、その送り速度とねじピッチ
とに基づいて回転指令値を算出する。これにより、この
回転指令値に基づいて制御される主軸の回転位置は、常
に送り速度の変動分をも見越した位置へと移動すること
になり、送りに対する追従遅れは抑制される。
しかも、回転補正値演算手段、回転偏差演算手段、補
正手段および回転駆動手段により、上記回転指令値演算
手段して算出された回転指令値が、実際の回転位置に基
づいて補正され、回転モータ系のフィードバック制御も
なされているので、回転指令値と実際の主軸の回転位置
が良好に一致する。
正手段および回転駆動手段により、上記回転指令値演算
手段して算出された回転指令値が、実際の回転位置に基
づいて補正され、回転モータ系のフィードバック制御も
なされているので、回転指令値と実際の主軸の回転位置
が良好に一致する。
「実施例」 本発明の実施例について図面に従って具体的に説明す
る。
る。
第１図は本発明に係るねじ加工装置の第１の実施例を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
ねじ加工装置の機械本体１はたて型のタップ盤をなす
ものであり、基台２に直立配置したコラム３にスライダ
４を介して主軸ヘッド５が上下に摺動自在に支持され、
主軸ヘッド５はボールねじ６に係合されている。ボール
ねじ６はACサーボモータからなる送りモータ７に連結さ
れて回転駆動され、主軸ヘッド５を昇降する。送りモー
タ７には、回転速度を検出するタコゼネレータ８と、回
転位置を検出するパルスゼネレータ９とが設けられてい
る。パルスゼネレータ９は主軸ヘッド５の送り位置を検
出する送り位置検出手段をなす。
ものであり、基台２に直立配置したコラム３にスライダ
４を介して主軸ヘッド５が上下に摺動自在に支持され、
主軸ヘッド５はボールねじ６に係合されている。ボール
ねじ６はACサーボモータからなる送りモータ７に連結さ
れて回転駆動され、主軸ヘッド５を昇降する。送りモー
タ７には、回転速度を検出するタコゼネレータ８と、回
転位置を検出するパルスゼネレータ９とが設けられてい
る。パルスゼネレータ９は主軸ヘッド５の送り位置を検
出する送り位置検出手段をなす。
主軸ヘッド５には主軸11が回転自在に軸支され、回転
モータ12により回転駆動される。回転モータ12はACサー
ボモータからなり、回転速度を検出するタコゼネレータ
13と、回転位置を検出するパルスゼネレータ14が設けら
れている。パルスゼネレータ14は主軸11の回転位置を検
出する回転位置検出手段をなす。
モータ12により回転駆動される。回転モータ12はACサー
ボモータからなり、回転速度を検出するタコゼネレータ
13と、回転位置を検出するパルスゼネレータ14が設けら
れている。パルスゼネレータ14は主軸11の回転位置を検
出する回転位置検出手段をなす。
主軸11の下端にはタップ工具15がタッパーを介するこ
となく直接取付けられ、下孔16の明けられた被加工物17
にねじ加工を施す。
となく直接取付けられ、下孔16の明けられた被加工物17
にねじ加工を施す。
主軸ヘッド５を上下する送り系（Ｚ軸と称する）の制
御回路について説明する。
御回路について説明する。
入力装置21から入力されたデータに基づき、演算器22
において送り指令値Ｚが演算され、送り速度に応じたパ
ルス列として送り偏差カウンタ23に出力される。送り偏
差カウンタ23には位置フィールドパルスとして、送りモ
ータ７の回転角に応じたパルスがパルスゼネレータ９か
ら入力される。送り偏差カウンタ23では送り指令値Ｚと
パルスゼネレータ９で検出された機械の送り位置ｚとの
偏差Ｅ（Ｚ）＝Ｚ−ｚを演算し、その送り偏差Ｅ（Ｚ）
を速度指令として送りサーボアンプ24に出力する。送り
サーボアンプ24には速度フィードバック信号としてタコ
ゼネレータ８からの実際の速度に応じた信号ｖ（ｚ）が
入力され、速度ループ系を構成して送りモータ７を駆動
する。上記の送り系（Ｚ軸）の制御回路は通常の送り制
御に用いられる回路構成と同じである。
において送り指令値Ｚが演算され、送り速度に応じたパ
ルス列として送り偏差カウンタ23に出力される。送り偏
差カウンタ23には位置フィールドパルスとして、送りモ
ータ７の回転角に応じたパルスがパルスゼネレータ９か
ら入力される。送り偏差カウンタ23では送り指令値Ｚと
パルスゼネレータ９で検出された機械の送り位置ｚとの
偏差Ｅ（Ｚ）＝Ｚ−ｚを演算し、その送り偏差Ｅ（Ｚ）
を速度指令として送りサーボアンプ24に出力する。送り
サーボアンプ24には速度フィードバック信号としてタコ
ゼネレータ８からの実際の速度に応じた信号ｖ（ｚ）が
入力され、速度ループ系を構成して送りモータ７を駆動
する。上記の送り系（Ｚ軸）の制御回路は通常の送り制
御に用いられる回路構成と同じである。
次に、主軸11を回転制御する回転系（Ｒ軸と称する）
の制御回路について説明する。回転系では、回転指令値
Ｒが入力装置21から直接与えられるのではなく、送り指
令値Ｚから算出され制御される。
の制御回路について説明する。回転系では、回転指令値
Ｒが入力装置21から直接与えられるのではなく、送り指
令値Ｚから算出され制御される。
演算器22からの送り指令値Ｚは加速度演算器25に入力
される。加速度演算器25では単位時間当りの送り指令値
量△Ｚから送りの加速度 を演算し、その加速度Ａ（Ｚ）を加算器26に出力する。
加算器26のもう一方の入力には、パルスゼネレータ９か
らの送りフィードバックパルスが入力される。加算器26
では、単位時間当りの実際の送り量△ｚと送り指令値Ｚ
の加速度Ａ（Ｚ）を加算し、回転指令値演算器27に出力
する。単位時間当りの送り量△ｚは実際の送り速度ｖ
（ｚ）に対応した値になるから、加算器26の出力は送り
の速度と加速度を加え合せたもの になる。回転指令値演算器27では、予かじめ入力装置21
から入力され演算器22を経由して与えられるねじ加工の
ピッチＰとボールねじ６のリードＬから、加算器26の出
力L/P倍し回転指令値 を算出する。加速度演算器25,加算器26及び回転指令値
演算器27により回転指令値演算手段を構成している。
される。加速度演算器25では単位時間当りの送り指令値
量△Ｚから送りの加速度 を演算し、その加速度Ａ（Ｚ）を加算器26に出力する。
加算器26のもう一方の入力には、パルスゼネレータ９か
らの送りフィードバックパルスが入力される。加算器26
では、単位時間当りの実際の送り量△ｚと送り指令値Ｚ
の加速度Ａ（Ｚ）を加算し、回転指令値演算器27に出力
する。単位時間当りの送り量△ｚは実際の送り速度ｖ
（ｚ）に対応した値になるから、加算器26の出力は送り
の速度と加速度を加え合せたもの になる。回転指令値演算器27では、予かじめ入力装置21
から入力され演算器22を経由して与えられるねじ加工の
ピッチＰとボールねじ６のリードＬから、加算器26の出
力L/P倍し回転指令値 を算出する。加速度演算器25,加算器26及び回転指令値
演算器27により回転指令値演算手段を構成している。
回転指令値演算器27から出力される回転指令値R1は、
送り速度と加速度を加え合せたものに相当する値となる
から、主軸ヘッド５のこれからの移動を予測した回転指
令値になる。そして、この回転指令値R1加算器28を経由
して回転サーボアンプ29に出力される。
送り速度と加速度を加え合せたものに相当する値となる
から、主軸ヘッド５のこれからの移動を予測した回転指
令値になる。そして、この回転指令値R1加算器28を経由
して回転サーボアンプ29に出力される。
加算器28では回転指令値R1の補正が行なわれる。すな
わち、主軸11の回転位置ｒを検出するパルスゼネレータ
14からのパルスは回転偏差カウンタ30に入力される。一
方、送り量ｚを検出するパルスゼネレータ９からのパル
ス回転補正値演算器31に入力され、ねじ加工のねじピッ
チＰとボールねじのリードＬとから送り量ｚをL/P倍
し、送り量ｚに相当する回転補正値 を演算して回転偏差カウンタ30に出力する。回転偏差カ
ウンタ30では、上記回転補正値ｒ（ｚ）と主軸11の回転
位置ｒとの回転偏差Ｅ（ｒ）を演算し、加算器28に出力
する。加算器28では、回転指令値演算器27からの回転指
令値R1を回転偏差Ｅ（ｒ）により補正し、補正された回
転指令値R1（Ｅ）＝R1＋Ｅ（ｒ）を回転サーボアンプ29
に出力する。
わち、主軸11の回転位置ｒを検出するパルスゼネレータ
14からのパルスは回転偏差カウンタ30に入力される。一
方、送り量ｚを検出するパルスゼネレータ９からのパル
ス回転補正値演算器31に入力され、ねじ加工のねじピッ
チＰとボールねじのリードＬとから送り量ｚをL/P倍
し、送り量ｚに相当する回転補正値 を演算して回転偏差カウンタ30に出力する。回転偏差カ
ウンタ30では、上記回転補正値ｒ（ｚ）と主軸11の回転
位置ｒとの回転偏差Ｅ（ｒ）を演算し、加算器28に出力
する。加算器28では、回転指令値演算器27からの回転指
令値R1を回転偏差Ｅ（ｒ）により補正し、補正された回
転指令値R1（Ｅ）＝R1＋Ｅ（ｒ）を回転サーボアンプ29
に出力する。
回転サーボアンプ29には速度フィードバック信号とし
て、タコゼネレータ13からの速度に応じた信号ｖ（ｒ）
が入力され、速度ループ系を構成して回転モータ12を補
正された回転指令値R1（Ｅ）に従って駆動する。
て、タコゼネレータ13からの速度に応じた信号ｖ（ｒ）
が入力され、速度ループ系を構成して回転モータ12を補
正された回転指令値R1（Ｅ）に従って駆動する。
上記の制御回路は、サーボアンプ24,29を除き、ディ
ジタル演算を行う回路であり、演算器22、偏差カウンタ
23,30、加速度演算器25、加算器26、回転指令値演算器2
7、回転補正値演算器31、加算器28等は、マイクロコン
ピュータを用いた内部演算処理として実現される。
ジタル演算を行う回路であり、演算器22、偏差カウンタ
23,30、加速度演算器25、加算器26、回転指令値演算器2
7、回転補正値演算器31、加算器28等は、マイクロコン
ピュータを用いた内部演算処理として実現される。
入力装置21からねじのピッチ、送りのストローク（タ
ップ深さ）、送り速度などのデータを入力することによ
り、送りモータ７が駆動され、送りモータ７に従動して
回転モータ12が同期して回転駆動され、ねじ加工が行な
われる。
ップ深さ）、送り速度などのデータを入力することによ
り、送りモータ７が駆動され、送りモータ７に従動して
回転モータ12が同期して回転駆動され、ねじ加工が行な
われる。
以上述べた実施例では、送り指令値Ｚに基づいて送り
の加速度を算出し、その加速度Ａ（Ｚ）により回転指令
値R1を演算したが、送り加速度を他の値から算出し制御
すことも可能である。
の加速度を算出し、その加速度Ａ（Ｚ）により回転指令
値R1を演算したが、送り加速度を他の値から算出し制御
すことも可能である。
第２図は第２の実施例を示すブロック図である。
この実施例では、送りの加速度が送り指令値Ｚからで
はなく、パルスゼネレータ９により検出された実際の主
軸ヘッド５の送り量ｚに基づいて算出される。
はなく、パルスゼネレータ９により検出された実際の主
軸ヘッド５の送り量ｚに基づいて算出される。
図中において、第１図と同じ箇所には同じ符号を附し
て説明を省略する。異なるのは、回転指令値演算手段を
構成する加速度演算器35、加算器36及び回転指令値演算
器37の接続箇所である。
て説明を省略する。異なるのは、回転指令値演算手段を
構成する加速度演算器35、加算器36及び回転指令値演算
器37の接続箇所である。
加速度演算器35及び加算器36にはパルスゼネレータ９
からの送りフィードバックパルスが入力される。加速度
演算器35では単位時間当りの実際の送り量△ｚから送り
の加速度 を演算し、加算器36に出力する。加算器36では、その加
速度Ａ（ｚ）と、パルスゼネレータ９から得られる単位
時間当りの送り量△ｚとを加算し、回転指令値演算器37
に出力する。加算器36の出力は送りの速度と加速度を加
え合せたもの になる。回転指令値演算器37では予かじめ入力装置21か
ら与えられたねじ加工のピッチＰとボールねじのリード
Ｌに従って、加算器36の出力をL/P倍し、回転指令値 を算出する。
からの送りフィードバックパルスが入力される。加速度
演算器35では単位時間当りの実際の送り量△ｚから送り
の加速度 を演算し、加算器36に出力する。加算器36では、その加
速度Ａ（ｚ）と、パルスゼネレータ９から得られる単位
時間当りの送り量△ｚとを加算し、回転指令値演算器37
に出力する。加算器36の出力は送りの速度と加速度を加
え合せたもの になる。回転指令値演算器37では予かじめ入力装置21か
ら与えられたねじ加工のピッチＰとボールねじのリード
Ｌに従って、加算器36の出力をL/P倍し、回転指令値 を算出する。
そして、この回転指令値R2は加算器28に出力される。
回転指令値R2が加算器28において補正され、補正された
回転指令値R2（Ｅ）＝R2＋Ｅ（ｒ）によって回転サーボ
アンプ29が駆動され回転モータ12が制御されることは前
述の第１の実施例で説明したとおりである。
回転指令値R2が加算器28において補正され、補正された
回転指令値R2（Ｅ）＝R2＋Ｅ（ｒ）によって回転サーボ
アンプ29が駆動され回転モータ12が制御されることは前
述の第１の実施例で説明したとおりである。
第３図は第３の実施例を示すブロック図である。
この実施例では、送りの加速度がパルスゼネレータ９
により検出された送り量ｚそのものからではなく、送り
サーボアンプ24への速度指令となる送り偏差カウンタ23
からの送り偏差Ｅ（Ｚ）に基づいて算出され制御され
る。
により検出された送り量ｚそのものからではなく、送り
サーボアンプ24への速度指令となる送り偏差カウンタ23
からの送り偏差Ｅ（Ｚ）に基づいて算出され制御され
る。
図中において、第１図と同じ箇所には同じ符号を附し
て説明を省略する。異なるのは回転指令値演算手段を構
成する加速度演算器45、加算器46及び回転指令値演算器
47の接続箇所である。
て説明を省略する。異なるのは回転指令値演算手段を構
成する加速度演算器45、加算器46及び回転指令値演算器
47の接続箇所である。
加速度演算器45及び加速器46には送り偏差カウンタ23
からの送り偏差Ｅ（Ｚ）が入力される。加速度演算器45
では送り偏差Ｅ（Ｚ）の加速度 を演算し、加算器46に出力する。加算器46では、その加
速度Ａ（ε）と送り偏差Ｅ（Ｚ）とを加算し回転指令値
演算器47に出力する。加算器46の出力は送りサーボアン
プ24への速度指令値とその加速度とを加えたもの になる。回転指定値演算器47では予かじめ入力装置21か
ら与えられたねじ加工のピッチＰとボールねじのリード
Ｌに従って加算器の出力をL/P倍し、回転指令値 を算出する。
からの送り偏差Ｅ（Ｚ）が入力される。加速度演算器45
では送り偏差Ｅ（Ｚ）の加速度 を演算し、加算器46に出力する。加算器46では、その加
速度Ａ（ε）と送り偏差Ｅ（Ｚ）とを加算し回転指令値
演算器47に出力する。加算器46の出力は送りサーボアン
プ24への速度指令値とその加速度とを加えたもの になる。回転指定値演算器47では予かじめ入力装置21か
ら与えられたねじ加工のピッチＰとボールねじのリード
Ｌに従って加算器の出力をL/P倍し、回転指令値 を算出する。
そして、この回転指令値R3は加算器28に出力される。
加算器28において回転指令値R3が補正され、補正された
回転指令値R3（Ｅ）＝R3＋Ｅ（ｒ）によって回転サーボ
アンプ29が駆動され回転モータ12が制御されることは前
述の第１の実施例で説明したとおりである。
加算器28において回転指令値R3が補正され、補正された
回転指令値R3（Ｅ）＝R3＋Ｅ（ｒ）によって回転サーボ
アンプ29が駆動され回転モータ12が制御されることは前
述の第１の実施例で説明したとおりである。
以上述べた三つの実施例は、いずれも送り速度及び加
速度を算出し、その算出値から回転指令値を演算し回転
モータ12を同期運転するものであるから、実際の主軸ヘ
ッド５の送り量ｚのみに従って同期運転を行う従来の装
置に比べて過渡的な追従遅れを大幅に減少されることが
できた。
速度を算出し、その算出値から回転指令値を演算し回転
モータ12を同期運転するものであるから、実際の主軸ヘ
ッド５の送り量ｚのみに従って同期運転を行う従来の装
置に比べて過渡的な追従遅れを大幅に減少されることが
できた。
たとえば、径6mm、ピッチ1.0（M6,P1.0）、タップ深
さ12mmのねじ加工を3000rpmという高速回転で行った場
合の、ねじ回転位置を基準としたねじの送り方向（Ｚ軸
方向）の誤差、即ち、ピッチ誤差を従来の装置と比較し
た実験結果は次の様であった。
さ12mmのねじ加工を3000rpmという高速回転で行った場
合の、ねじ回転位置を基準としたねじの送り方向（Ｚ軸
方向）の誤差、即ち、ピッチ誤差を従来の装置と比較し
た実験結果は次の様であった。
送り加速度を送り指令値Ｚに基づいて算出した第１図
に示す第１の実施例では、ピッチ誤差を従来の装置の約
50％にまで低減させることができた。
に示す第１の実施例では、ピッチ誤差を従来の装置の約
50％にまで低減させることができた。
また、送り加速度を検出された実際の機械の送り量ｚ
に基づいて算出した第２図に示す第２の実施例では、ピ
ッチ誤差を従来の装置の約55％にまで低減させることが
できた。
に基づいて算出した第２図に示す第２の実施例では、ピ
ッチ誤差を従来の装置の約55％にまで低減させることが
できた。
さらに、送り加速度を送り偏差Ｅ（Ｚ）に基づいて算
出した第３図に示す第３の実施例では、ピッチ誤差を従
来の装置の約12％にまで大幅に低減させることができ
た。第３の実施例ではピッチ誤差の絶対値が低減しただ
けではなく、その誤差の変動がなめらかになり、上記数
値に表された以上の良好なねじ加工を行うことができ、
最も良好なねじ加工精度を得ることができた。これは、
主軸ヘッド５の送りｚを直接検出するのではなく偏差Ｅ
（Ｚ）として検出しているため外乱の影響を受けずらい
ためではないかと推測される。
出した第３図に示す第３の実施例では、ピッチ誤差を従
来の装置の約12％にまで大幅に低減させることができ
た。第３の実施例ではピッチ誤差の絶対値が低減しただ
けではなく、その誤差の変動がなめらかになり、上記数
値に表された以上の良好なねじ加工を行うことができ、
最も良好なねじ加工精度を得ることができた。これは、
主軸ヘッド５の送りｚを直接検出するのではなく偏差Ｅ
（Ｚ）として検出しているため外乱の影響を受けずらい
ためではないかと推測される。
なお、本発明は上記の３つの実施例に限定されるもの
でななく、加速度演算器25,35,45及び加算器26,36,46へ
の入力を適宣変更することも可能である。
でななく、加速度演算器25,35,45及び加算器26,36,46へ
の入力を適宣変更することも可能である。
「発明の効果」 以上説明したように、本発明は上記の構成を有し、送
り指令値、または送り位置検出手段により検出された送
り量、または送り偏差演算手段により算出された送り偏
差の内のいずれかの値の単位時間当りの変化量として求
められる送りの速度と、前記いずれかの送り速度の単位
時間当りの変化量として求められる送り加速度とから、
ねじピッチに基づいて相当する回転指令値を演算する回
転指令値演算手段を備え、その回転指令値に基づいて回
転モータを同期運転するものであるから、送り位置に対
する主軸の回転位置の追従性がよく、生後の高い高速ね
じ加工を行うことができるという優れた効果がある。
り指令値、または送り位置検出手段により検出された送
り量、または送り偏差演算手段により算出された送り偏
差の内のいずれかの値の単位時間当りの変化量として求
められる送りの速度と、前記いずれかの送り速度の単位
時間当りの変化量として求められる送り加速度とから、
ねじピッチに基づいて相当する回転指令値を演算する回
転指令値演算手段を備え、その回転指令値に基づいて回
転モータを同期運転するものであるから、送り位置に対
する主軸の回転位置の追従性がよく、生後の高い高速ね
じ加工を行うことができるという優れた効果がある。
図面は本発明に係るねじ加工装置の実施例を示し、第１
図は第１の実施例を示すブロック図、第２図は第２の実
施例を示すブロック図、第３図は第３の実施例を示すブ
ロック図である。 ３……コラム、５……主軸ヘッド、７……送りモータ、
９……パルスゼネレータ（送り位置検出手段）、11……
主軸、12……回転モータ、14……パルスゼネレータ（回
転位置検出手段）、23……偏差カウンタ（送り偏差演算
手段）、24……送りサーボアンプ（送り駆動手段）、2
5,35,45……加速度演算器、26,36,46……加算器、27,3
7,47……回転指令値演算器（回転指令値演算手段）、28
……加算器（補正手段）、29……回転サーボアンプ（回
転駆動手段）、30……偏差カウンタ（回転偏差演算手
段）、31……回転補正値演算器（回転補正値演算手
段）。
図は第１の実施例を示すブロック図、第２図は第２の実
施例を示すブロック図、第３図は第３の実施例を示すブ
ロック図である。 ３……コラム、５……主軸ヘッド、７……送りモータ、
９……パルスゼネレータ（送り位置検出手段）、11……
主軸、12……回転モータ、14……パルスゼネレータ（回
転位置検出手段）、23……偏差カウンタ（送り偏差演算
手段）、24……送りサーボアンプ（送り駆動手段）、2
5,35,45……加速度演算器、26,36,46……加算器、27,3
7,47……回転指令値演算器（回転指令値演算手段）、28
……加算器（補正手段）、29……回転サーボアンプ（回
転駆動手段）、30……偏差カウンタ（回転偏差演算手
段）、31……回転補正値演算器（回転補正値演算手
段）。
Claims (1)
- 【請求項１】主軸の回転位置を検出する回転位置検出手
段と、機械の送り位置を検出する送り位置検出手段とを
備え、主軸を回転する回転モータと送りを駆動する送り
モータとを同期運転してタッピング加工動作を行うねじ
加工装置において、 送り指令値と検出された機械の送り位置との送り偏差を
演算する送り偏差演算手段と、 その送り偏差に従って、送りモータを駆動する送り駆動
手段と、 前記送り指令値、または前記送り位置検出手段により検
出された送り量、または前記送り偏差演算手段により算
出された送り偏差の内のいずれかの値の単位時間当りの
変化量として求められる送り速度と、前記いずれかの送
り速度の単位時間当りの変化量として求められる送りの
加速度とから、ねじピッチに基づいて相当する回転指令
値を演算する回転指令値演算手段と、 検出された機械の送り量からねじピッチに基づいて相当
する回転補正値を演算する回転補正値演算手段と、 その回転補正値と検出された主軸の回転位置との回転偏
差を演算する回転偏差演算手段と、 その回転偏差により前記回転指令値を補正する補正手段
と、 その補正手段により補正された回転指令値に従って回転
モータを駆動する回転駆動手段と を備えることを特徴とするねじ加工装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62082128A JP2555593B2 (ja) | 1987-04-02 | 1987-04-02 | ねじ加工装置 |
| KR1019880001398A KR930001093B1 (ko) | 1987-03-31 | 1988-02-16 | 나사 가공장치 |
| US07/174,508 US4879660A (en) | 1987-03-31 | 1988-03-28 | Thread cutting machine with synchronized feed and rotation motors |
| DE3811183A DE3811183C2 (de) | 1987-03-31 | 1988-03-31 | Gewindeschneidmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62082128A JP2555593B2 (ja) | 1987-04-02 | 1987-04-02 | ねじ加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63251121A JPS63251121A (ja) | 1988-10-18 |
| JP2555593B2 true JP2555593B2 (ja) | 1996-11-20 |
Family
ID=13765776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62082128A Expired - Fee Related JP2555593B2 (ja) | 1987-03-31 | 1987-04-02 | ねじ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2555593B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5152443B1 (ja) * | 2012-06-05 | 2013-02-27 | 三菱電機株式会社 | 数値制御装置 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2661422B2 (ja) * | 1991-08-16 | 1997-10-08 | 三菱電機株式会社 | 加工装置および加工方法 |
| JPH0569275A (ja) * | 1991-09-12 | 1993-03-23 | Fanuc Ltd | 数値制御装置 |
| KR101332122B1 (ko) * | 2012-04-17 | 2013-11-21 | 방용수 | 자동 너트 가공시스템 |
| CN103134670B (zh) * | 2013-01-29 | 2015-04-22 | 中国核动力研究设计院 | 反应堆主螺栓旋入转速值选择方法 |
-
1987
- 1987-04-02 JP JP62082128A patent/JP2555593B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5152443B1 (ja) * | 2012-06-05 | 2013-02-27 | 三菱電機株式会社 | 数値制御装置 |
| WO2013183082A1 (ja) * | 2012-06-05 | 2013-12-12 | 三菱電機株式会社 | 数値制御装置 |
| CN104380218A (zh) * | 2012-06-05 | 2015-02-25 | 三菱电机株式会社 | 数控装置 |
| US9513619B2 (en) | 2012-06-05 | 2016-12-06 | Mitsubishi Electric Corporation | Numerical control device which performs tapping operation by using a main spindle and a feed shaft |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63251121A (ja) | 1988-10-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |