JP2814278B2 - Two-spindle opposed type CNC lathe and work processing method - Google Patents
Two-spindle opposed type CNC lathe and work processing methodInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 この発明は、回転体形状のワークを加工する工作機械
に関するもので、1個のベース上に対向する2個の主軸
ヘッドと2個の加工ユニットとを備えた複合型のCNC
(コンピュータ数値制御)旋盤に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION << Industrial application field >> The present invention relates to a machine tool for processing a rotary-shaped workpiece, and relates to two spindle heads and two processing opposing on one base. Combined CNC with unit
(Computer numerical control) This relates to a lathe.
《従来の技術》 従来の複合旋盤は、主軸モータの他に独立したサーボ
モータを備えた機械式割出し装置を設け、フライス加工
や穴明け加工を行うときには、一旦主軸を停止させて割
出し装置と主軸とを機械的に連結し、割出し装置で精密
な主軸の回転制御や位置決めを行っていた。この場合、
主軸と割出し装置の係脱に要する時間を或る限度時間以
下にすることは非常に困難であり、また割出し動作時に
は主軸が減速機を介して駆動されるので割出し時の早送
り速度にも限度があり、歯切れの良い割出し動作ができ
ず、作業時間に多大なロスが生じていた。<Conventional technology> Conventional compound lathes are equipped with a mechanical indexing device equipped with an independent servo motor in addition to the spindle motor. When performing milling or drilling, the spindle is stopped once and the indexing device is stopped. And the spindle were mechanically connected, and the indexing device was used to precisely control the rotation and positioning of the spindle. in this case,
It is very difficult to reduce the time required to disengage the spindle and the indexing device below a certain limit time, and since the spindle is driven via a speed reducer during indexing operation, the rapid traverse speed during indexing must be reduced. There was also a limit, and a crisp indexing operation could not be performed, resulting in a large loss in working time.
また、フランジ材加工でワークを第1主軸から第2主
軸に受け渡す際や棒材加工でワークを突っ切ってワーク
ピースを切り離す際でも、第2主軸のチャックでのワー
クの把持に先立って、第1及び第2の両主軸をオリエン
テーションさせて原点で停止させるか、または所定の受
渡し角度で両主軸の位相を合わせて停止させる必要があ
り、このときにも前述した割出し動作時と同様に作業時
間のロスが生じると共に、停止後の主軸の再加速に要す
る時間ロスも無視出来ない。特に棒材加工の場合には、
突切り加工のためにワークを第1及び第2の2本の主軸
で把持した状態で所定の速度まで短時間で加速する必要
があり、加速途中で第1主軸と第2主軸の回転位相の同
調が崩れると、チャックが滑ってワークに瑕を付けた
り、ワークを捩じり変形させるというトラブルが発生す
る。そこでこの問題を避けるために、各種の同期制御や
同期運転時のトルク制御等が提案されている。Also, when a workpiece is transferred from the first spindle to the second spindle in the flange material processing, or when the workpiece is cut off by cutting the work in the bar material processing, the workpiece is gripped by the chuck of the second spindle before the workpiece is gripped. It is necessary to stop both the first and second spindles at the origin by orienting them, or to stop the two spindles at the predetermined delivery angle in phase. In this case, the same operation as in the above-described indexing operation is required. Along with the loss of time, the time loss required for re-acceleration of the spindle after stopping cannot be ignored. Especially in the case of bar material processing,
It is necessary to accelerate the workpiece to a predetermined speed in a short time in a state where the workpiece is gripped by the first and second two spindles for parting off, and during the acceleration, the rotation phase of the first spindle and the second spindle is changed. If the synchronization is lost, a trouble occurs in which the chuck slips to damage the work or torsionally deform the work. In order to avoid this problem, various types of synchronous control and torque control during synchronous operation have been proposed.
《発明が解決しようとする課題》 しかし現在では、主軸モータに大容量電動機を使用し
て主軸の加速時間を短くすることによって加工時間を短
縮する等、加工時間の短縮に対するユーザの要求はきわ
めて高く、前述したような主軸割出し時の時間ロス、突
切り加工時の主軸の位相合わせに要する時間ロス、従来
方式での同期制御やトルク制御による主軸加速時の加速
の遅さに起因する時間ロス等が許容されない状況となっ
てきている。<< Problems to be Solved by the Invention >> However, at present, there is an extremely high demand from users for shortening the machining time, such as shortening the machining time by shortening the acceleration time of the spindle by using a large-capacity motor for the spindle motor. As mentioned above, the time loss at the time of spindle indexing, the time loss required for phase adjustment of the spindle at parting off, and the time loss due to the slow acceleration at the time of spindle acceleration by the conventional method of synchronous control and torque control Is becoming unacceptable.
そこで主軸に機械的に主軸割出し装置を係脱する構造
に代え、旋削用の主軸モータを直接サーボ制御して主軸
の割出しを行う構造が提唱されている。ところが、第1
主軸から第2主軸へのワークの受渡しに関連して、第1
主軸の位相関係を正確に第2主軸へ伝えねばならない問
題があり、そのために電気的に主軸オリエンテーション
または主軸割出しなどを行っている。特に棒材加工の場
合には、ワーク両側把持の状態で突切り加工のために主
軸を所定の回転まで加速しなければならないが、この際
の立上げ加速は各軸単独の加速と異なり、位相同期の状
態で回転させないとチャック爪の滑りきずやワークの捩
じり変形が発生する。従来の技術では、高速加速を行う
と同期がとれず、加速をゆっくり行う必要があったので
この加速に要するタイムロスが大きいという問題があ
る。また、電気的に2本の主軸の位相を正確に合わせる
ことは困難で、ワーク受け渡し時の位相誤差が第1主軸
での割出し位置と第2主軸での割出し位置との間の誤差
としてあらわれ、割出し加工精度を向上させる際の障害
となっている。Therefore, instead of a structure in which a spindle indexing device is mechanically engaged with and disengaged from the spindle, a structure in which the spindle motor for turning is directly servo-controlled to index the spindle has been proposed. However, the first
In connection with the transfer of the workpiece from the spindle to the second spindle, the first
There is a problem that the phase relationship between the main spindles must be accurately transmitted to the second main spindle. Therefore, the spindle orientation or the spindle indexing is performed electrically. In particular, in the case of bar processing, the main spindle must be accelerated to a predetermined rotation for parting off in the state of gripping both sides of the work, but the start-up acceleration at this time is different from the acceleration of each axis alone, If they are not rotated in a synchronized state, slippage of the chuck jaws and torsional deformation of the work occur. In the conventional technology, when high-speed acceleration is performed, synchronization is not achieved, and it is necessary to perform acceleration slowly. Therefore, there is a problem that a time loss required for the acceleration is large. Further, it is difficult to electrically accurately match the phases of the two spindles, and the phase error at the time of workpiece transfer is an error between the indexing position of the first spindle and the indexing position of the second spindle. This is an obstacle to improving the indexing accuracy.
この発明は、以上のように問題を解決して、対向する
2主軸間でのワークの受け渡しを含む加工を能率良くか
つ正確に行うことができる技術手段を得ることを課題と
している。It is an object of the present invention to solve the problems as described above and to obtain technical means capable of efficiently and accurately performing machining including transfer of a work between two opposing main spindles.
《課題を解決するための手段》 この発明は、両主軸を回転させたまま両者の速度及び
位相を正確に同期させる技術手段を提供することによ
り、上記課題を解決している。<< Means for Solving the Problems >> The present invention solves the above problems by providing technical means for accurately synchronizing the speeds and phases of the two spindles while rotating the spindles.
この発明のCNC旋盤では、2本の主軸ヘッドのうちの
第1主軸ヘッド2aを共通ベース1に実質上一体に固定
し、このベース1に第2主軸ヘッド2bをZ軸方向にのみ
移動且つ位置決め可能に搭載し、第1主軸ヘッド2aに対
応するタレット型の第1加工ユニット3aをX及びZ軸方
向に移動且つ位置決めの可能に搭載し、第2主軸ヘッド
2bに対応するタレット型の第2加工ユニット3bをX軸方
向にのみ移動且つ位置決め可能に搭載している。第1主
軸11aは第1主軸ヘッド2aに軸支されて第1主軸モータ2
1aで駆動され、その回転角を検出する第1主軸エンコー
ダ27aが設けられている。同様に、第2主軸11bは第2主
軸ヘッド2bに軸支されて第2主軸モータ21bで駆動さ
れ、その回転角を検出する第2主軸エンコーダ27bが設
けられている。In the CNC lathe according to the present invention, the first spindle head 2a of the two spindle heads is substantially integrally fixed to the common base 1, and the second spindle head 2b is moved and positioned on the base 1 only in the Z-axis direction. Turret-type first machining unit 3a corresponding to the first spindle head 2a is mounted so as to be movable and positioned in the X and Z-axis directions, and the second spindle head is mounted.
A turret type second processing unit 3b corresponding to 2b is mounted so as to be movable and positioned only in the X-axis direction. The first spindle 11a is supported by the first spindle head 2a, and the first spindle motor 2
A first spindle encoder 27a, which is driven by 1a and detects the rotation angle, is provided. Similarly, the second spindle 11b is supported by the second spindle head 2b, is driven by a second spindle motor 21b, and has a second spindle encoder 27b for detecting a rotation angle thereof.
第1及び第2主軸エンコーダ27a、27bは、主軸の原点
を検出する原点スリット26と回転角を精密に検出する単
位角スリット24と所定数の単位角スリット毎に設けた基
準角スリット25とを有している。これらの主軸エンコー
ダ27a、27bは、それぞれの主軸11a、11bの回転速度信
号、原点位置信号、単位角度位置信号、基準位置信号を
制御装置に対して出力する。The first and second spindle encoders 27a and 27b include an origin slit 26 for detecting the origin of the spindle, a unit angle slit 24 for accurately detecting the rotation angle, and a reference angle slit 25 provided for each of a predetermined number of unit angle slits. Have. These spindle encoders 27a and 27b output a rotation speed signal, an origin position signal, a unit angle position signal, and a reference position signal of the respective spindles 11a and 11b to the control device.
NC装置50は、サーボドライブユニット52a、52b及び速
度指令補正回路58a、58bを含む主軸制御回路(第10図)
を介して第1及び第2主軸モータ21a、21bを制御してい
る。第1及び第2主軸モータを制御する主軸制御回路
は、NC装置50の指令に基いて第1及び第2主軸エンコー
ダ27a、27bの信号を受け、この信号に基づいて出力され
る同期制御手段53からの補正指令を受けて第1及び第2
主軸11a、11bを回転駆動し且つ所定の角度位置決めの制
御を行う。第2主軸の主軸エンコーダ27bの信号は、上
記同期制御手段53に入力する他に後述する第2主軸割出
角度補正手段61の補正指令を受けて第2主軸11bを回転
駆動し且つ所定の角度位置決めの制御を行う。The NC device 50 includes a spindle control circuit including servo drive units 52a and 52b and speed command correction circuits 58a and 58b (FIG. 10).
, The first and second spindle motors 21a and 21b are controlled. A spindle control circuit that controls the first and second spindle motors receives signals from the first and second spindle encoders 27a and 27b based on a command from the NC device 50, and outputs synchronization control means 53 that is output based on these signals. 1st and 2nd receiving the correction command from
The spindles 11a and 11b are driven to rotate, and a predetermined angular positioning control is performed. The signal of the main spindle encoder 27b of the second main spindle is inputted to the synchronous control means 53 and receives a correction command of a second main spindle indexing angle correcting means 61, which will be described later, to drive the second main spindle 11b to rotate and to rotate the second main spindle 11b at a predetermined angle. Controls positioning.
同期制御手段53は、遅速弁別回路54、位相弁別回路59
及び補正指令回路56を備え、位相弁別回路59は、第1と
第2主軸エンコーダ27a、27bの出力を受けて等速回転中
の第1及び第2主軸11a、11bの位相差を検出してこの位
相差が予め決めて入力済みの所要の受渡し位相差に一致
するように、それぞれのサーボドライブユニットに進相
指令や遅相指令を与える位相調整機能を有しており、遅
速弁別回路54は、第1及び第2主軸11a、11bの同期回転
中に第1及び第2主軸エンコーダ27a、27bからの信号を
受けてこれを比較し、両主軸間の回転速度の違いを検出
し、その違いが無くなるよう第1主軸用サーボドライブ
ユニット52aと第2主軸用サーボドライブユニット52bに
微小な速度補正指令を微少時間毎に与える同期指令機能
を有している。The synchronization control means 53 includes a slow discrimination circuit 54, a phase discrimination circuit 59.
And a correction command circuit 56. The phase discrimination circuit 59 receives the outputs of the first and second spindle encoders 27a and 27b and detects the phase difference between the first and second spindles 11a and 11b rotating at a constant speed. In order that this phase difference matches the predetermined delivered phase difference that has been input in advance, the servo drive unit has a phase adjustment function of giving a phase command or a phase command to each servo drive unit. During the synchronous rotation of the first and second spindles 11a and 11b, the signals from the first and second spindle encoders 27a and 27b are received and compared to detect a difference in rotation speed between the two spindles. It has a synchronization command function for giving a minute speed correction command to the first spindle servo drive unit 52a and the second spindle servo drive unit 52b every minute time so as to eliminate them.
この同期制御手段53は、主軸エンコーダ27a、27bとし
て原点位置スリット27と単位角スリット24と基準角スリ
ット25とを備えたものを用い、原点位置からの基準角ス
リットのパルスを基にして粗い同期制御を行い、その粗
さでの同期がとれてから単位角スリットの精度での同期
制御に切り換える構成としてある。The synchronization control means 53 uses, as the main spindle encoders 27a and 27b, one having an origin position slit 27, a unit angle slit 24 and a reference angle slit 25, and performs coarse synchronization based on a pulse of the reference angle slit from the origin position. Control is performed, and after synchronization with the roughness is obtained, switching to synchronization control with the accuracy of the unit angle slit is performed.
更にこの発明の装置は、第1及び第2主軸11a、11bが
共に同一のワーク80を把持したときの位相誤差を検出し
てこれを記憶する第2主軸割出角度補正手段61を備え、
第2の主軸制御回路に対するNC装置50からの割出し角度
指令を上記手段61に記憶した位相誤差で補正し、第2主
軸11bによる当該ワークの加工が終了したとき、その記
憶値をリセットする機能を備えた構造とすることができ
る。Further, the apparatus of the present invention includes a second spindle indexing angle correction means 61 for detecting and storing a phase error when the first and second spindles 11a and 11b both grip the same work 80,
A function of correcting the index angle command from the NC device 50 to the second spindle control circuit with the phase error stored in the means 61, and resetting the stored value when the machining of the work by the second spindle 11b is completed. Can be provided.
更にこの発明の装置では、第1及び第2主軸11a、11b
のそれぞれに制動力を可変制御可能とした主軸ブレーキ
装置22a、22bを設け、第1及び第2主軸モータ21a、21b
の割出しに要する回転力を切削反力の変動に係わらず設
定された所定値に保つことにより、コンターリング加工
時における主軸11a、11bのびびり振動を防止している。Further, in the apparatus of the present invention, the first and second spindles 11a, 11b
Are respectively provided with spindle brake devices 22a and 22b capable of variably controlling the braking force, and the first and second spindle motors 21a and 21b are provided.
By maintaining the rotational force required for indexing at a predetermined value set irrespective of the variation of the cutting reaction force, chatter vibration of the spindles 11a and 11b during contouring is prevented.
上記装置での第1主軸と第2主軸間でのワークの受け
渡しを含む加工では、 被加工物であるワーク80を第1主軸11aで把持し、該
第1主軸と第1加工ユニットの協働動作により該ワーク
に第1段階の加工を行う第1工程と、 第2主軸11bを回転させつつ第1主軸11aに向けて進出
させ、第1主軸11aと第2主軸11bとを同位相同期速度又
は所定の位相差に合わせた同期速度に制御した後第2主
軸11bでワーク80の先端を把持し、該把持したときの第
1主軸と第2主軸の位相誤差(指令された位相関係から
の誤差)を記憶する第2工程と、 ワーク80が棒材であるときは第1主軸11aと第2主軸1
1bとでワーク80を把持した状態で該ワークに突切り加工
を施して先端のワークピース81を切り離し、フランジ材
であるときには第1主軸11aの把持を解いて、その後第
2主軸11bを第1主軸11aから離隔させる第3工程と、 NC装置50から第2主軸11bに与えられる指令値を前記
記憶された位相誤差で補正して第2主軸の位相を制御し
つつ、第2主軸11bと第2加工ユニット3bとの協働動作
により第3工程で第2主軸11bに受け渡されたワークピ
ース81ないしワーク80に第2段階の加工を行ったあと該
ワークピースしないワークを排出する第4工程とを 順次実行することによって行われる。第2番目のワーク
に対する上記第1工程は、先のワークピースないしワー
クに対する上記第4工程と同時に実行される。In the processing including the transfer of the work between the first main spindle and the second main spindle in the above-described apparatus, the work 80 which is a workpiece is gripped by the first main spindle 11a, and the cooperation between the first main spindle and the first processing unit is performed. A first step of performing a first-stage machining on the workpiece by the operation, and advancing toward the first main shaft 11a while rotating the second main shaft 11b, so that the first main shaft 11a and the second main shaft 11b are synchronized in phase. Alternatively, after controlling the synchronous speed to a predetermined phase difference, the tip of the work 80 is gripped by the second spindle 11b, and the phase error between the first spindle and the second spindle when the grip is performed (from the phase relationship specified by the command). Error), and the first spindle 11a and the second spindle 1 when the workpiece 80 is a bar.
In the state where the workpiece 80 is gripped with the workpiece 1b, the workpiece is cut off by cutting off the workpiece 81 at the tip, and when the workpiece 80 is a flange material, the gripping of the first spindle 11a is released. A third step of separating the main spindle 11a from the main spindle 11a, and controlling the phase of the second main spindle by correcting the command value given to the second main spindle 11b from the NC device 50 with the stored phase error. A fourth step of performing the second stage processing on the workpiece 81 or the workpiece 80 transferred to the second spindle 11b in the third step by the cooperative operation with the second processing unit 3b and then discharging the workpiece without the workpiece; Are performed sequentially. The first step for the second workpiece is performed simultaneously with the fourth step for the preceding workpiece or workpiece.
《作用》 本発明においては、タイムロスの多い同期加速立上げ
を止め、第1主軸11aでの加工完了時に第1主軸11aが回
転中ならばそのままで、フライス孔明けで停止中ならば
第2主軸11bでワーク80を把持する前に第1主軸単独で
所定回転まで加速し、第2主軸11bの方はワーク80を受
け取るための第1主軸側への接近動作中に単独で加速
し、両主軸が特定の位相関係を保って同期回転している
状態でワークを受け渡しするようにしている。こうする
ことにより、第1主軸11aから第2主軸11bへとワーク80
を受け渡す際の主軸の加速時間を最短時間にすることか
ができる。<< Operation >> In the present invention, the synchronous acceleration start-up which causes a lot of time loss is stopped, and if the first spindle 11a is rotating at the completion of machining on the first spindle 11a, the first spindle 11a is kept rotating, and if the milling hole is stopped, the second spindle 11 is stopped. Before gripping the work 80 with 11b, the first spindle alone accelerates to a predetermined rotation, and the second spindle 11b accelerates independently during the approaching operation to the first spindle side for receiving the work 80, The workpiece is transferred while maintaining a specific phase relationship and rotating synchronously. By doing so, the work 80 is moved from the first spindle 11a to the second spindle 11b.
It is possible to minimize the acceleration time of the spindle when delivering the workpiece.
第2主軸11bがワーク80を把持するときは、第1主軸1
1aと第2主軸11bの位相関係がワーク80の受渡しに必要
な所定の位相関係(普通は位相差零)になっていなけれ
ばならない。そこで加速完了の時点で同期制御をかける
ようにし、同期させる方法として、まず第1段階で、第
1主軸と第2主軸の主軸エンコーダ27a、27bの出力信号
を比較して原点スリット26を基準に基準角スリット25を
計数して相互の位相差を微少時間毎に検出し、予め一定
値に設定された進相及び遅相指令をそれぞれの主軸サー
ボドライブユニットに与える速度指令に加えるようにし
た。ワークの受け渡しに際して両主軸間に所定の位相差
を設ける場合には、上記計数値に所望の位相差を加味し
て比較する。この制御により、第1主軸と第2主軸の位
相をハンチングを起こすことなく正確に且つ速やかに基
準角スリットの粗さで一致させることができる。次に第
2段階として、第1及び第2主軸の主軸エンコーダ27
a、27bの出力信号を比較して同期状態にある基準角スリ
ット25を基準に単位角スリット24を計数して両主軸の回
転速度の遅速及び微少位相差を微少時間毎に判定し、第
1及び第2主軸のサーボドライブユニット52a、52bに与
えられる速度指令に予め一定値に設定された補正値を単
純に加算又は減算して制御する方法を採用した。その結
果、多少の速度差のある第1と第2主軸11a、11bとを安
定に同期速度に保たせ且つ精密な位相関係を維持させる
ことができた。When the second spindle 11b grips the work 80, the first spindle 1b
The phase relationship between 1a and the second spindle 11b must be a predetermined phase relationship required for delivery of the work 80 (usually a phase difference of zero). Therefore, synchronous control is performed at the time of completion of acceleration. As a method of synchronizing, first, in the first stage, the output signals of the spindle encoders 27a and 27b of the first spindle and the second spindle are compared with respect to the origin slit 26 as a reference. The reference angle slit 25 is counted, and the phase difference between the reference angles is detected every minute time, and the phase advance and retardation commands set in advance to a constant value are added to the speed commands given to the respective spindle servo drive units. When a predetermined phase difference is provided between the two spindles at the time of transfer of the work, the count value is compared with a desired phase difference. With this control, the phases of the first main shaft and the second main shaft can be accurately and promptly matched with the roughness of the reference angle slit without causing hunting. Next, as a second stage, the spindle encoders 27 of the first and second spindles are used.
The output signals of a and 27b are compared, the unit angle slit 24 is counted based on the reference angle slit 25 in a synchronized state, and the slowness and the minute phase difference of the rotational speeds of the two spindles are determined every minute time. And a method of simply adding or subtracting a correction value set in advance to a constant value to a speed command given to the servo drive units 52a and 52b of the second spindle is adopted. As a result, it was possible to stably maintain the first and second spindles 11a and 11b, which have a slight speed difference, at a synchronized speed and maintain a precise phase relationship.
第2主軸11bでワーク80の把持が完了すれば、その時
点での第1主軸と第2主軸の位相関係は固定されるか
ら、そのときの所期の位相関係からの誤差を位相誤差と
してメモリに記憶させるようにし、この位相誤差は、棒
材加工のときはワーク突切り加工の終了後、フランジ材
加工のときは第1主軸の把持を解いた後に、第2主軸11
bで割出し加工をするときにNC装置50の割出し角度指令
値に対する補正値として割出し角度を補正する。これに
より、第2主軸での割出し位置を第1主軸側での割出し
位置に正確に一致させることができる。When the gripping of the work 80 by the second spindle 11b is completed, the phase relationship between the first spindle and the second spindle at that time is fixed, and the error from the expected phase relationship at that time is stored as a phase error in the memory. The phase error is stored in the second spindle 11 after finishing the workpiece parting-off in the case of bar machining, and after releasing the grip of the first spindle in the case of flange machining.
When performing the indexing process in b, the indexing angle is corrected as a correction value for the indexing angle command value of the NC device 50. As a result, the indexing position on the second spindle can be accurately matched with the indexing position on the first spindle.
同期回転中にハンチングがあるときに第2主軸がワー
クを把持しようとすれば、把持の瞬間に速度違いによる
爪瑕が発生する。それを抑えるために本発明では、進相
及び遅相指令は位相差の大小に関係なく一定値とし、そ
の値を急激な加減速指令に基づく主軸のハンチングを避
けるのに充分な小さな値としている。更に回転中の同期
検出においては、精密な検出を行おうとすればそれだけ
エンコーダのスリット数が多くなり、回転中のスリット
の計数値が大きくなって応答の早い制御が困難になる。
そこで精密な単位角スリットの他に比較的粗いピッチの
基準角スリットを設けてこれを計数することによって大
きな位相差のある両主軸を滑らかに且つ速やかに粗いレ
ベルでの同期状態にし、次いで細かい単位角スリットを
計数して精密なレベルで両主軸の位相関係を維持させた
状態でワークを把持させるようにしている。If the second spindle attempts to grip the workpiece when there is hunting during synchronous rotation, a nail defect due to a difference in speed occurs at the moment of gripping. In order to suppress this, according to the present invention, the leading and lagging commands are set to constant values regardless of the magnitude of the phase difference, and the values are set to small values enough to avoid hunting of the main spindle based on the sudden acceleration / deceleration commands. . Furthermore, in the synchronous detection during rotation, the number of slits in the encoder increases as the precision of detection is increased, and the count value of the slit during rotation increases, making it difficult to perform quick response control.
Therefore, in addition to the precise unit angle slit, a reference angle slit having a relatively coarse pitch is provided and counted. By counting this, the two spindles having a large phase difference are smoothly and quickly synchronized to a coarse level, and then the fine unit The work is gripped in a state where the number of angular slits is counted and the phase relationship between the two spindles is maintained at a precise level.
《実施例》 (1)全体構成(第1、2、3図参照) この発明の説明においては、主軸方向をZ軸方向と言
い、Z軸と直交する方向をX軸方向という(第1図参
照)。図中、1はベース、2aは第1主軸ヘッド、2bは第
2主軸ヘッド、3aはタレット型の第1加工ユニット加工
ユニット、3bは同第2加工ユニット、4は切粉収容箱、
5はチップコンベヤである。ベース1は、上面を45度手
前側に傾斜させたスラント型で、このベースに固定した
第1主軸ヘッド2aに対向して第2主軸ヘッド2bがZスラ
イド6を介してZ軸方向にのみ摺動自在に配置され、こ
の主軸ヘッド2a、2bの奥側に加工ユニット3a、3bが配置
されている。そして第1加工ユニット3aはZスライドと
Xスライドを備えたZXスライド7を介してZ軸及びX軸
の両方向に摺動自在で、第2加工ユニット3bはXスライ
ド8を介してX軸方向にのみ摺動自在に装着されてい
る。<< Examples >> (1) Overall Configuration (See FIGS. 1, 2, and 3) In the description of the present invention, a main axis direction is referred to as a Z axis direction, and a direction orthogonal to the Z axis is referred to as an X axis direction (FIG. 1). reference). In the figure, 1 is a base, 2a is a first spindle head, 2b is a second spindle head, 3a is a turret type first processing unit processing unit, 3b is the second processing unit, 4 is a chip storage box,
5 is a chip conveyor. The base 1 is a slant type in which the upper surface is inclined forward by 45 degrees, and the second spindle head 2b slides only in the Z-axis direction via the Z slide 6 in opposition to the first spindle head 2a fixed to the base. The processing units 3a and 3b are movably disposed behind the spindle heads 2a and 2b. The first processing unit 3a is slidable in both directions of the Z axis and the X axis via a ZX slide 7 having a Z slide and an X slide, and the second processing unit 3b is movable in the X axis direction via an X slide 8. Only slidably mounted.
加工ユニット3a、3bは、ミリングカッタやドリル等の
回転工具を含む複数の工具を装着したタレット9a、9bを
それぞれ備え、各タレットは、インデックスモータ10
a、10bで割出し駆動されて工具の選択が行われ、各イン
デックス位置において面歯車継手により加工ユニット3
a、3bに強固に固定される。タレットに装着した回転工
具は、ミリング用モータ39a、39bで回転駆動される。そ
して第1主軸ヘッド2aに装着されたワークは第1加工ユ
ニット3aの工具で、第2主軸ヘッド2bに装着されたワー
クは第2加工ユニット3bの工具で加工される。Each of the processing units 3a and 3b includes turrets 9a and 9b equipped with a plurality of tools including rotating tools such as a milling cutter and a drill.
The tools are selected by indexing drive at a and 10b, and the machining unit 3 is selected by the face gear joint at each index position.
a, 3b firmly fixed. The rotary tool mounted on the turret is driven to rotate by milling motors 39a and 39b. The work mounted on the first spindle head 2a is processed by the tool of the first processing unit 3a, and the work mounted on the second spindle head 2b is processed by the tool of the second processing unit 3b.
各スライド6、7、8には、その送りモータ12a、12
b、13a、13b、送りネジ14a、14b、15a、15b及び図示さ
れないボールナットからなる送り装置が設けられ、送り
モータ12a、12b、13a、13bの回転角を制御することによ
り、第2主軸ヘッド2b及び第1、第2加工ユニット3a、
3bの移動位置決めが行われる。Each slide 6, 7, 8 has its own feed motor 12a, 12
b, 13a, 13b, a feed device consisting of feed screws 14a, 14b, 15a, 15b and a ball nut (not shown) is provided, and by controlling the rotation angle of the feed motors 12a, 12b, 13a, 13b, the second spindle head is provided. 2b and the first and second processing units 3a,
The movement positioning of 3b is performed.
本実施例装置は45度スラント型のベースを採用してい
るので、切粉の速やかな排出が可能であり、タレットの
工具交換時の作業性が良好で、ローダやアンローダを機
械の上方や前方の任意の位置に配置することができ、第
2主軸ヘッド2bや加工ユニット3a、3bのスライド面に平
均した荷重が作用するので主軸ヘッドや加工ユニットを
精密に安定させることができる等の効果がある。実際の
構造では、ベース1の上面に3条のスライドウエイを削
り出しで一体に設けて剛性を増し、ビルデングブロック
化することによるコストの増加を少なくしている。Since the device of this embodiment employs a 45-degree slant type base, chips can be quickly discharged, workability at the time of tool change of the turret is good, and the loader or unloader can be moved upward or forward of the machine. Can be arranged at any position, and an average load acts on the slide surface of the second spindle head 2b and the machining units 3a and 3b, so that the spindle head and the machining unit can be precisely stabilized. is there. In an actual structure, three slide ways are cut and formed integrally on the upper surface of the base 1 to increase rigidity and reduce an increase in cost due to a building block.
(2)切粉収容箱(第2、3図参照) 切粉収容箱4は、ベース1の前縁下部に別置き型で配
置されており、両主軸ヘッド2a、2bの間に形成される加
工領域におけるベース1の上面は、第2主軸ヘッドのZ
スライド6と第1主軸ヘッド2aとの間に装架された伸縮
自在のカバー18で覆われている。切粉収容箱4の底面に
は、横方向にチップコンベヤ5が配置されている。従っ
て、上記加工領域で生成した切粉は、前記カバー上を滑
落して切粉収容箱4に落下し、チップコンベヤ5で機械
側方に速やかに排出される。(2) Chip storage box (see FIGS. 2 and 3) The chip storage box 4 is separately disposed below the front edge of the base 1 and is formed between the two spindle heads 2a and 2b. The upper surface of the base 1 in the processing area is
It is covered with a telescopic cover 18 mounted between the slide 6 and the first spindle head 2a. A chip conveyor 5 is arranged on the bottom surface of the chip storage box 4 in the lateral direction. Therefore, the chips generated in the processing area slide down on the cover, fall into the chip storage box 4, and are quickly discharged to the machine side by the chip conveyor 5.
旋削加工では、出来るだけ少ない時間で荒削りを完了
する為に重切削可能な刃物を用い、ワークを高速回転さ
せ且つ工具に高速送りをかけて荒削りをする。その為に
大きな加工熱が発生するので、切削液をかけて切粉を冷
やし、生成した切粉を速やかに加工領域から除去するこ
とが機械やワークの熱変形を防止して高い加工精度を維
持するための重要な要件となる。従ってこの種の機械で
は切粉の処理が最も重要な問題の一つであり、本実施例
の機械では上記構造を採用することによってこの問題を
解決している。チップコンベヤ5は、機械の後方に切粉
を排出する構造とすることも可能であるが、後方排出型
は、切粉収容箱の中央へと切粉を寄せる構造とする必要
があり、ベース中央にコンベヤが通るためにメンテナン
ス作業が不便であり、一般に機械背面には多数の制御装
置が配置されているため、制御装置のメンテナンスにも
好ましくない。In turning, in order to complete roughing in as little time as possible, a heavy-cutting tool is used, the workpiece is rotated at high speed, and the tool is fed at high speed to perform rough cutting. As a result, a large amount of processing heat is generated, so cutting chips are cooled by applying cutting fluid, and the generated chips are quickly removed from the processing area to prevent thermal deformation of machines and workpieces and maintain high processing accuracy. Is an important requirement for Therefore, in this type of machine, the processing of chips is one of the most important problems, and the machine of this embodiment solves this problem by adopting the above structure. The chip conveyor 5 can be configured to discharge chips to the rear of the machine. However, the rear discharge type needs to be configured to collect chips toward the center of the chip storage box. Maintenance work is inconvenient because the conveyor passes through the conveyor, and since a large number of control devices are generally arranged on the back of the machine, it is not preferable for maintenance of the control devices.
(3)主軸駆動装置(第1、4〜7図参照) 主軸ヘッド2(添字a、bを付した符号を区別しない
で示すときは、添字を削除した符号を用いる。以下同
じ。)には、それぞれ主軸11、主軸に固定されたチャッ
ク19、チャック開閉用のチャックシリンダ20、主軸モー
タ21、ブレーキ装置22及びエンコーダ27が装着されてい
る。主軸モータ21は、Vベルト28の伝動により主軸11を
駆動している。第4図に示した構造は、最大で1回転36
万パルスを出力する大径高分解能エンコーダ27を主軸11
に直結した構造であり、第5図に示す構造は、一般的な
エンコーダ27をタイミングベルト29を介して主軸11に連
結したもので、主軸のメンテナンスには好都合である。
エンコーダ27の目盛線パルスを電気的に分割して4倍、
5倍の分解能を得ることは普通に行われており、且つ4
倍評価方法も採用できるので、このような構造で主軸1
回転当たり36万パルスの精度を得ることも困難ではな
い。主軸エンコーダ27は、第6図に示すように、最小検
出単位となる微少間隔の単位角スリット24を持つ他に、
所定角毎に基準角パルスを発生する基準角スリット25と
主軸11の原点位置を検出する原点スリット26とを備えて
いる。(3) Spindle drive (refer to FIGS. 1 and 4 to 7) For the spindle head 2 (when the reference numerals with the suffixes a and b are shown without distinction, the suffixes without the suffixes are used. The same applies hereinafter). A spindle 11, a chuck 19 fixed to the spindle, a chuck cylinder 20 for opening and closing the chuck, a spindle motor 21, a brake device 22, and an encoder 27 are mounted respectively. The main shaft motor 21 drives the main shaft 11 by the transmission of the V-belt 28. The structure shown in FIG.
Large-diameter high-resolution encoder 27 that outputs 10,000 pulses
The structure shown in FIG. 5 is a structure in which a general encoder 27 is connected to the main shaft 11 via a timing belt 29, which is convenient for maintenance of the main shaft.
The scale line pulse of the encoder 27 is divided electrically four times,
It is common practice to obtain five times the resolution and
Since the double evaluation method can be adopted, the spindle 1
It is not difficult to achieve an accuracy of 360,000 pulses per revolution. As shown in FIG. 6, the main spindle encoder 27 has a minute interval unit angle slit 24 as a minimum detection unit,
A reference angle slit 25 for generating a reference angle pulse for each predetermined angle and an origin slit 26 for detecting the origin position of the spindle 11 are provided.
主軸モータ21にはACサーボモータが用いられており、
これを制御するNC装置50は、サーボドライブユニット52
を介して主軸モータ21をフィードバック制御している。
第7図に符号58で示されたものは後述する速度指令補正
回路である。NC装置50は、速度制御モードとC軸位置制
御モードに切り換え可能で、プログラムによりリレーを
動作させてモードの切り換えを行っている。主軸エンコ
ーダ27で検出された主軸21の速度信号は、サーボドライ
ブユニット52にフィードバックされてNC装置50から与え
られる速度指令との差信号により主軸モータ21の電流を
制御し、また、主軸エンコーダ27で検出された主軸21の
位相信号は、NC装置50のC軸位置制御回路にフィードバ
ックされ、演算回路から与えられる位置指令との差信号
によりサーボドライブユニット52に制御信号を与える。
旋削加工のときには、速度制御モードで主軸モータ21を
制御し、割出し加工やコンターリング加工のときにはC
軸位置制御モードで主軸モータ21を制御する。このよう
な制御の詳細は、例えば特開昭62-35907号公報等に開示
されている。An AC servomotor is used for the spindle motor 21,
The NC device 50 that controls this is a servo drive unit 52
The spindle motor 21 is feedback-controlled via the.
A reference numeral 58 in FIG. 7 is a speed command correction circuit described later. The NC device 50 is switchable between a speed control mode and a C-axis position control mode, and switches the mode by operating a relay according to a program. The speed signal of the spindle 21 detected by the spindle encoder 27 is fed back to the servo drive unit 52 to control the current of the spindle motor 21 by a difference signal from a speed command given from the NC device 50, and detected by the spindle encoder 27. The obtained phase signal of the spindle 21 is fed back to the C-axis position control circuit of the NC device 50, and provides a control signal to the servo drive unit 52 based on a difference signal from a position command given from the arithmetic circuit.
During turning, the spindle motor 21 is controlled in the speed control mode, and during indexing and contouring, C is controlled.
The spindle motor 21 is controlled in the shaft position control mode. Details of such control are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-35907.
(4)ブレーキ装置(第8、9図参照) ブレーキ装置22は、C軸位置制御モードのときに働
き、主軸の角度を保持するときには全力で主軸11をクラ
ンプし、コンターリング加工のときはその制御力を自動
制御して半ブレーキにしている。本実施例ではディスク
ブレーキを採用しており、主軸11に固定したブレーキデ
ィスク31とこれを挟持するブレーキシュー32及びブレー
キシリンダ33で構成され、ブレーキシリンダ33の油圧を
制御してブレーキ力を調節している。図のブレーキ装置
22は、ブラケット34を介して主軸ヘッド2に装着されて
いる。(4) Brake device (see FIGS. 8 and 9) The brake device 22 operates in the C-axis position control mode, clamps the main shaft 11 with full force when maintaining the main shaft angle, and uses the same for contouring. The control force is automatically controlled and a half brake is applied. In the present embodiment, a disk brake is adopted, which is composed of a brake disk 31 fixed to the main shaft 11, a brake shoe 32 and a brake cylinder 33 which sandwich the brake disk 31, and controls the hydraulic pressure of the brake cylinder 33 to adjust the braking force. ing. Brake device shown
Reference numeral 22 is attached to the spindle head 2 via a bracket 34.
ここで第9図を参照してブレーキ装置22の動作を詳述
する。例えばコンターリングのフライス加工が断続切削
の場合に、主軸11が振動を起こすことがある。ブレーキ
装置22は、この種の信号即ちびびりを吸収するために装
着されたもので、主軸11にブレーキをかけてその制動力
を加工反力の大きさに応じて変化させる。本実施例で
は、主軸モータ21を制御するサーボドライブユニット52
にその駆動力を計測する計測器36を取り付け、その出力
信号をブレーキ制御装置37に導いている。ブレーキ制御
装置37から出力された信号は、圧力制御サーボ弁38に入
り、これによってブレーキシリンダ33の油圧力を調整す
る。ここではブレーキ負荷だけで主軸11にフライス加工
用の低速回転をさせたときの主軸モータ21の出力をある
所定値に設定しておき(ブレーキを掛けないときは非常
に小さな出力しか出さない)それでバランスするように
ブレーキ用油圧を予め調整しておく。そして主軸モータ
21の負荷がそれより大きくなったときにその分だけブレ
ーキを緩める方向に制御装置37でブレーキ圧を自動調整
する。そうすればフライス加工が始まって負荷が出るに
従ってブレーキ力が減少し、主軸モータ21は一定の出力
範囲を保ったまま回転を続けていき、フライス加工の負
荷が変動してもそれが主軸の負荷トルクの変動とはなら
ず、主軸の振動は有効に抑制されて安定に加工を行うこ
とができる。Here, the operation of the brake device 22 will be described in detail with reference to FIG. For example, when the contouring milling is intermittent cutting, the main shaft 11 may vibrate. The brake device 22 is mounted to absorb such a signal, that is, chatter, and applies a brake to the main shaft 11 to change the braking force according to the magnitude of the machining reaction force. In the present embodiment, a servo drive unit 52 that controls the spindle motor 21
A measuring device 36 for measuring the driving force is attached to the motor, and the output signal is guided to a brake control device 37. The signal output from the brake control device 37 enters a pressure control servo valve 38, which adjusts the hydraulic pressure of the brake cylinder 33. Here, the output of the spindle motor 21 when the spindle 11 is rotated at a low speed for milling with only the brake load is set to a predetermined value (when the brake is not applied, a very small output is output). The brake hydraulic pressure is adjusted in advance so as to achieve a balance. And the spindle motor
When the load of 21 becomes larger, the brake pressure is automatically adjusted by the control device 37 in the direction of releasing the brake by that amount. As a result, the braking force decreases as milling starts and a load is applied, and the spindle motor 21 continues to rotate while maintaining a constant output range. The torque does not fluctuate, the vibration of the main shaft is effectively suppressed, and machining can be performed stably.
なお自動制御ブレーキとしては、本実施例に示す油圧
式のものの他に全電気式の応答性の良いものも実用化さ
れているので、目的に応じてそれらを採用することも勿
論可能である。As the automatic control brakes, in addition to the hydraulic brakes shown in the present embodiment, all-electric brakes having high responsiveness have been put to practical use, and it is of course possible to employ them according to the purpose.
(5)同期制御手段(第10〜14図参照) 速度制御モードにおける主軸モータ21a、21bの制御ブ
ロックの詳細を第10図に示す。第1及び第2主軸モータ
21a、21bは、個別運転されるときには、NC装置50からの
個別の速度指令を受けたサーボドライブユニット52a、5
2bが個々にその速度を制御している。想像線で囲んで示
す同期制御手段53は、遅速弁別回路54、位相弁別回路5
9、補正値設定器55、補正指令回路56及び切換器57から
なる。遅速弁別回路54及び位相弁別回路59は、ミリセカ
ンド単位の微少時間における主軸エンコーダ27a、27bの
出力パルスをカウントし、その大小により第1主軸と第
2主軸とに位相差や速度差が生じているかどうかを監視
している。(5) Synchronous control means (see FIGS. 10 to 14) FIG. 10 shows details of control blocks of the spindle motors 21a and 21b in the speed control mode. First and second spindle motors
When the individual operation is performed, the servo drive units 52a, 52b receive individual speed commands from the NC device 50.
2b individually controls its speed. The synchronization control means 53 enclosed by an imaginary line includes a slow discrimination circuit 54, a phase discrimination circuit 5
9. It comprises a correction value setter 55, a correction command circuit 56 and a switch 57. The slow discrimination circuit 54 and the phase discrimination circuit 59 count the output pulses of the main spindle encoders 27a and 27b in a very short time in milliseconds, and a phase difference or a speed difference occurs between the first main spindle and the second main spindle depending on the magnitude thereof. I'm monitoring for
第11図は遅速弁別回路54の例を示したもので、主軸エ
ンコーダ27a、27bのカウントパルスを所定幅で切り出し
てカウンタ63a、63bで計数し、その差を比較器64で弁別
するようにしたものである。FIG. 11 shows an example of the slow discrimination circuit 54, in which the count pulses of the spindle encoders 27a and 27b are cut out at a predetermined width, counted by the counters 63a and 63b, and the difference is discriminated by the comparator 64. Things.
主軸エンコーダ27a、27bが発する基準角パルスは、ワ
ンショット回路66a、66b、アンドゲート67a、67b、オア
ゲート68a、68bを介してカウントパルスを切り出すアン
ドゲート69a、69bに入力されている。The reference angle pulses generated by the spindle encoders 27a and 27b are input to AND gates 69a and 69b that cut out count pulses via one-shot circuits 66a and 66b, AND gates 67a and 67b, and OR gates 68a and 68b.
一方、主軸モータ21a、21bの加速信号及び減速信号
は、オアゲート70a、70bで共通信号(加減速信号)Pa、
Pbとなって次段のオアゲート73a73bを通り上記アンドゲ
ート67a、67bに与えられると共にインバータ71a、71bを
経て上記オアゲート68a、68bに与えられている。オアゲ
ート73a、73bには、上記信号Pa、Pbの他に後述する精密
同期指令(補正指令回路56が発信する。)が与えられ
る。また、カウントパルスの切り出し幅を規定するワン
ショット回路72が設けられ、このワンショット回路は所
定時間間隔(サンプリング時間間隔)で与えられるタイ
ミングパルスTPでトリガされ、その出力は切り出しアン
ドゲート69a、69bの入力信号となっている。上記加速信
号及び減速信号は、例えばカウンタ63a、63bの前前回の
カウント値と前回のカウント値とを比較してそれが許容
値以上大きいか小さいときに出力されるようにすればよ
い。On the other hand, the acceleration signals and the deceleration signals of the spindle motors 21a and 21b are supplied to the OR gates 70a and 70b by a common signal (acceleration / deceleration signal) Pa,
Pb is supplied to the AND gates 67a and 67b through the OR gate 73a73b of the next stage and is also supplied to the OR gates 68a and 68b via inverters 71a and 71b. The OR gates 73a and 73b are supplied with a precision synchronization command (which is transmitted by the correction command circuit 56), which will be described later, in addition to the signals Pa and Pb. Further, a one-shot circuit 72 for defining the cut-out width of the count pulse is provided. This one-shot circuit is triggered by a timing pulse TP given at a predetermined time interval (sampling time interval), and its output is cut-out and gates 69a, 69b. Input signal. The acceleration signal and the deceleration signal may be output, for example, when the previous and previous count values of the counters 63a and 63b are compared with the previous count value and are larger or smaller than an allowable value.
上記構成において、主軸11a、11bが定速運転中のとき
は、加減速度信号Pa、PbがLレベルとなり、インバータ
71a、71bの反転によりオアゲート68a、68bの出力はHレ
ベルを維持するので、ワンショット回路72のパルス幅で
カウントパルスが切り出される(第14図(a))。そし
て若し第1主軸11aと第2主軸11bとの間に速度差があれ
ば、第1カウンタ63aと第2カウンタ63bとのカウント値
に差異が生じ、その大小が比較器64で弁別される。ま
た、主軸11a、11bが加減速中であるときには、ワンショ
ット回路72のパルスが立ち上がった後に基準角パルスで
トリガされたワンショット回路66a、66bのパルスが立ち
上がってから主軸エンコーダ27a、27bの出力パルスがカ
ウントされるので、位相が早い側のカウント開始時点が
早くなり、例え速度が同じであったとしても位相の早い
側のカウント値が大きくなる(第14図(b))。従って
定速回転のときと同様に第1カウンタ63aと第2カウン
タ63bのカウント値を比較することにより、位相差を見
分けて遅速弁別の判定をしている。In the above configuration, when the spindles 11a and 11b are operating at a constant speed, the acceleration / deceleration signals Pa and Pb become L level, and the inverter
Since the outputs of the OR gates 68a and 68b maintain the H level due to the inversion of 71a and 71b, the count pulse is cut out by the pulse width of the one-shot circuit 72 (FIG. 14 (a)). If there is a speed difference between the first spindle 11a and the second spindle 11b, a difference occurs between the count values of the first counter 63a and the second counter 63b, and the magnitude is discriminated by the comparator 64. . Also, when the spindles 11a and 11b are accelerating and decelerating, the output of the spindle encoders 27a and 27b starts after the pulse of the one-shot circuit 66a and 66b triggered by the reference angle pulse rises after the pulse of the one-shot circuit 72 rises. Since the pulses are counted, the count start time of the earlier phase becomes earlier, and the count value of the earlier phase becomes larger even if the speed is the same (FIG. 14 (b)). Accordingly, by comparing the count values of the first counter 63a and the second counter 63b as in the case of the constant-speed rotation, the discrimination of the slow speed is determined by discriminating the phase difference.
第12図は位相弁別回路59の例を示したもので、第1及
び第2主軸エンコーダ27a、27bの基準角パルスを自己の
原点パルスと相手側主軸エンコーダの原点パルスとのタ
イミング差で切り出して第1及び第2カウンタ43a、43b
で計数し、そのカウント差を比較器44で比較して主軸11
aと11bの位相差を弁別するようにしたものである。FIG. 12 shows an example of the phase discrimination circuit 59, in which the reference angle pulses of the first and second spindle encoders 27a and 27b are cut out by the timing difference between the origin pulse of the own spindle and the origin pulse of the mating spindle encoder. First and second counters 43a, 43b
, And the count difference is compared by the comparator 44, and the spindle 11
The phase difference between a and 11b is discriminated.
即ち、主軸エンコーダ27a、27bの自己の原点パルスに
よってゲート回路(フリップフロップ)41a、41bをセッ
トし、それぞれのゲート回路41a、41bを相手側主軸エン
コーダ27b、27aの原点パルスによってリセットし、この
ゲート回路41a、41bの出力でANDゲート42a、42bを開く
ことにより、その間における各主軸エンコーダ27a、27b
の基準角パルスをカウンタ43a、43bでカウントする。こ
れにより、カウンタ43a、43bは、第13図に示すように第
1主軸側と第2主軸側の原点パルス相互間の基準角パル
ス数を計数するので、この2つの計数値の大小を比較器
4で比較し、数の少ない方の主軸の位相が進みすぎてい
ると判定し(逆の判定をするより早く補正できる)、こ
れに従って補正指令を出すよう第10図の補正指令回路56
に指令を与える。上記の制御によって第1主軸と第2主
軸の位相差が縮まり、前記数の少ない方のカウンタ値が
零になったことを示す信号が出力されると、補正指令回
路56から精密同期指令が遅速弁別回路54に与えられる。That is, the gate circuits (flip-flops) 41a and 41b are set by their own origin pulses of the main spindle encoders 27a and 27b, and the respective gate circuits 41a and 41b are reset by the origin pulses of the mating main spindle encoders 27b and 27a. By opening the AND gates 42a, 42b with the outputs of the circuits 41a, 41b, the respective spindle encoders 27a, 27b between them are opened.
Are counted by the counters 43a and 43b. As a result, the counters 43a and 43b count the number of reference angle pulses between the origin pulses on the first spindle side and the second spindle side as shown in FIG. 13, so that the magnitude of these two count values is determined by the comparator. 4, it is determined that the phase of the smaller number of spindles is too advanced (correction can be made earlier than making the reverse determination), and a correction command is issued in accordance with the correction command circuit 56 in FIG.
Command. By the above control, the phase difference between the first main spindle and the second main spindle is reduced, and when a signal indicating that the counter value of the smaller number has become zero is output, the precise synchronization command from the correction command circuit 56 is delayed. It is provided to a discrimination circuit 54.
補正指令回路56から遅速弁別回路54に精密同期指令が
与えられると、その信号で第11図のオアゲート73から前
記加減速信号Pと同等の信号が出力され、定速運転中に
おいても主軸11aと11bの位相差がカウンタ63aと63bでカ
ウントされ、そのカウント差により第14図(b)の位相
差の修正が行われる。カウント差が所定のミニマム値
(不感値)に達すると、補正指令回路56の精密同期指令
が消え、速度差検出制御に戻って主軸のハンチングを抑
制する。When a precise synchronization command is given from the correction command circuit 56 to the slow discrimination circuit 54, a signal equivalent to the acceleration / deceleration signal P is output from the OR gate 73 in FIG. 11 with the signal, and the spindle 11a is connected to the spindle 11a even during constant speed operation. The phase difference of 11b is counted by the counters 63a and 63b, and the correction of the phase difference of FIG. 14 (b) is performed based on the count difference. When the count difference reaches a predetermined minimum value (dead value), the precise synchronization command of the correction command circuit 56 disappears, and the process returns to the speed difference detection control to suppress hunting of the main shaft.
第10図の補正値設定器55には、単位時間間隔毎に与え
る速度補正値が設定されている。この補正値は、NCプロ
グラムで与えるようにすることもできる。補正指令回路
56は、遅速弁別回路54及び位相弁別回路59の出力を受け
て、補正値設定器55に設定された補正値を減算又は加算
指令として速度指令補正回路58に与える。勿論、位相や
速度が進んだ側には減速指令として、遅れた側には加速
指令として補正値が与えられる。In the correction value setting unit 55 in FIG. 10, a speed correction value to be given for each unit time interval is set. This correction value can be given by an NC program. Correction command circuit
56 receives the outputs of the slow discrimination circuit 54 and the phase discrimination circuit 59 and gives the correction value set in the correction value setting device 55 to the speed command correction circuit 58 as a subtraction or addition command. Of course, a correction value is given as a deceleration command to the side where the phase or speed is advanced, and as an acceleration command to the side where the phase or speed is delayed.
NC装置50で切換器57が同期制御に切り換えられると、
第1主軸側の速度指令が第1及び第2モータ制御部52
a、52bの両者に与えられると共に補正指令回路56の出力
が速度指令補正回路58a、58bに与えられ、NC装置50から
の速度指令が速度指令回路58a、58bで補正されてサーボ
ドライブユニット52a、52bに送られ、第1主軸11aと第
2主軸11bとが同期等速運転されるよう制御する。最初
は、位相弁別回路59の比較器44(第12図)からのカウン
ト零信号が出ておらず、遅速弁別回路54の比較器64(第
11図)からのミニマム信号も出ていない。このときには
補正指令回路56は遅速弁別回路54からの信号を優先し、
位相弁別回路59からの信号を無視して速度制御を優先さ
せる。When the switching device 57 is switched to the synchronous control by the NC device 50,
The speed command on the first spindle side is transmitted to the first and second motor control units 52.
a, 52b, and the output of the correction command circuit 56 is supplied to speed command correction circuits 58a, 58b, and the speed command from the NC device 50 is corrected by the speed command circuits 58a, 58b, and the servo drive units 52a, 52b To control the first main shaft 11a and the second main shaft 11b to operate synchronously at a constant speed. At first, the zero count signal is not output from the comparator 44 (FIG. 12) of the phase discriminating circuit 59, and the comparator 64 of the slow discriminating circuit 54 (No.
There is no minimum signal from Fig. 11). At this time, the correction command circuit 56 gives priority to the signal from the slow discrimination circuit 54,
The speed control is prioritized ignoring the signal from the phase discrimination circuit 59.
この制御が安定状態になると、第11図の比較器64から
ミニマム信号が返ってくるので、補正指令回路56はこれ
を受けて、遅速弁別回路54の信号を無視して位相弁別回
路59の信号を優先する制御に切り替わる。そして第1主
軸11aと第2主軸11b相互の原点位相に対する位相差が縮
まり、基準角パルスの粗さで同位相になったときに位相
弁別回路59からカウント零信号(第12図)が返ってくる
から、これを受けて補正指令回路56は精密同期指令を遅
速弁別回路54に指令し、同時に補正指令回路56が位相弁
別回路59の信号を無視して遅速弁別回路54の信号を優先
する制御に切り替わる。ここで遅速弁別回路54は精密位
相制御に切り替わり、第1、第2主軸の精密な位相補正
信号を出してくるので、これを受けて補正指令回路56は
精密な位相合せ制御を実行する。この制御が完了する
と、再びミニマム信号が返ってくるので補正指令回路56
は前記精密同期指令を完了させ、NC装置50に同期完了の
信号(第10図)を送る。その後は自動的に精密等速制御
の補正指令をサーボドライブユニットに与え続けるので
同期状態は継続されてゆく。When this control is in a stable state, a minimum signal is returned from the comparator 64 in FIG. 11, so the correction command circuit 56 receives this signal, ignoring the signal of the slow discrimination circuit 54 and the signal of the phase discrimination circuit 59. Is switched to the control giving priority to. Then, when the phase difference between the first main shaft 11a and the second main shaft 11b with respect to the origin phase is reduced and becomes the same phase due to the roughness of the reference angle pulse, the count discrimination circuit 59 returns a zero count signal (FIG. 12). In response to this, the correction command circuit 56 issues a precise synchronization command to the slow discrimination circuit 54, and at the same time, the correction command circuit 56 ignores the signal of the phase discrimination circuit 59 and gives priority to the signal of the slow discrimination circuit 54. Switch to Here, the slow discrimination circuit 54 switches to the precise phase control, and outputs precise phase correction signals for the first and second spindles. In response to this, the correction command circuit 56 executes precise phase matching control. When this control is completed, the minimum signal is returned again, so the correction command circuit 56
Completes the precise synchronization command, and sends a synchronization completion signal (FIG. 10) to the NC device 50. After that, since the correction command of the precise constant speed control is automatically given to the servo drive unit, the synchronization state is continued.
なお上記実施例では、理解を容易にするために同期制
御手段をハード構成で示しているが、コンピュータのソ
フトウエアで構成することも可能であり、実際にはソフ
トウエア構成の方がフレキシビリテイが高いのでより好
ましい。In the above embodiment, the synchronization control means is shown by a hardware configuration for easy understanding. However, it is also possible to configure the synchronization control means by software of a computer. In practice, the software configuration is more flexible. Is more preferred because
(6)加工方法の説明(第16図(a)〜(d)参照) 第1加工ユニット3aには、棒材80の先端を突き当てる
ための位置決めストッパ16が設けられている。棒材加工
を行うときには、第1加工ユニット3aを移動させて位置
決めストッパ16を主軸軸線上の所定位置に移動させる。
次に図示しないバーフィーダから第1主軸11aを貫通し
て棒材80をストッパ16に衝突するまで挿入して、棒材80
の送り込み長さを決め、第1主軸のチャック19aで棒材8
0を把持する。この状態で第1主軸11aと第1加工ユニッ
ト3aの協働動作により、棒材80の先端に旋削加工並びに
主軸を割出して行う孔明け加工、フライス加工及びコン
ターリングのフライス加工等の第1段階の加工が第1加
工ユニットのタレット9aに装着されたバイト83a、ドリ
ル84a、フライスカッタ85a等を用いて必要に応じて行わ
れる。割出し加工のときの第1主軸11aの割出しは、第
1主軸エンコーダ27aの原点スリット26を基準にして行
われる(第16図(a))。第1主軸11a側での第1段階
の加工が終了したら、第2主軸11bを第1主軸11a側に接
近させつつ第1主軸11aと第2主軸11bとを精密に同位相
且つ等速度で回転させる。このときの制御は、前述した
方法で行われ、第10図の補正指令回路56から精密同期指
令が出力されている状態で第11図の比較器64からミニマ
ム信号が出力され、同期完了信号がNC装置50に送られた
ときに棒材80の先端を第2主軸のチャック19bで把持
し、把持したときの第1主軸11aと第2主軸11bの位相誤
差を補正値として記憶する(第16図(b))。(6) Description of Processing Method (See FIGS. 16 (a) to (d)) The first processing unit 3a is provided with a positioning stopper 16 for abutting the tip of the bar 80. When performing bar processing, the first processing unit 3a is moved to move the positioning stopper 16 to a predetermined position on the spindle axis.
Next, a bar 80 is inserted from a bar feeder (not shown) through the first main shaft 11a until the bar 80 collides with the stopper 16, and the bar 80 is inserted.
The feed length of the bar material 8 with the chuck 19a of the first spindle.
Hold 0. In this state, the first spindle 11a and the first machining unit 3a cooperate with each other to perform the first turning such as the turning on the tip of the bar 80 and the drilling, milling, and contouring milling performed by indexing the spindle. The processing at the steps is performed as necessary using a cutting tool 83a, a drill 84a, a milling cutter 85a, and the like mounted on the turret 9a of the first processing unit. The indexing of the first spindle 11a at the time of indexing is performed with reference to the origin slit 26 of the first spindle encoder 27a (FIG. 16 (a)). When the first-stage machining on the first spindle 11a is completed, the first spindle 11a and the second spindle 11b are precisely rotated at the same phase and at the same speed while the second spindle 11b is moved closer to the first spindle 11a. Let it. The control at this time is performed by the method described above, and the minimum signal is output from the comparator 64 in FIG. 11 while the precise synchronization command is output from the correction command circuit 56 in FIG. 10, and the synchronization completion signal is output. The tip of the bar 80 is gripped by the chuck 19b of the second spindle when sent to the NC device 50, and the phase error between the first spindle 11a and the second spindle 11b when gripped is stored as a correction value (16th row). Figure (b).
この位相誤差の記憶については、上記した精密同期指
令が発せられたときに第12図の位相弁別回路内のスイッ
チ45a、45bを切り換えてカウンタ43a、43bに主軸エンコ
ーダ27a、27bの単位角パルスが与えられるようにすると
共にゲート回路41a、41bに主軸エンコーダ27a、27bの原
点パルスに替えて基準角パルスが与えられるようにし、
基準角パルスが発せられる毎に比較器44の正負の符号を
第15図のメモリ48に送ると共にカウンタ43a、43bのカウ
ント値を計算回路46に送ってその差の移動平均値を計算
回路46で計算させ、第2チャック19bが棒材80を把持し
てNC装置50がクランプ完了信号を出したときの上記符号
と平均値とをメモリ48内に記憶させて第2主軸角度指令
補正回路49に補正値として設定することによって実現で
きる。主軸エンコーダ27a、27bの単位角パルスは主軸1
回転当たり36万パルスというようなオーダであるから、
主軸1回転毎に単位角パルスをカウントするには大容量
のカウンタを必要とするが、既に基準角パルスの粗さで
の位相同期が取れているので、基準角スリット25に対応
する角度毎の単位角パルスを計数することにしても良
く、スイッチ45a、45bで入力パルスを切り換えてやれ
ば、カウンタ43a、43bは3桁程度で充分であり、高速で
の追従が可能である。計算回路46から出力される把持位
相誤差の移動平均値は、常時、最新の何回分かの位相誤
差の平均値を示しており、それが第2主軸のクランプ完
了信号によってANDゲート47を開いてメモリ48に与えら
れるようになっており、記録された後はこの入力信号は
無視される。Regarding the storage of this phase error, when the above-mentioned precise synchronization command is issued, the switches 45a and 45b in the phase discrimination circuit shown in FIG. 12 are switched, and the unit angular pulses of the spindle encoders 27a and 27b are supplied to the counters 43a and 43b. So that the reference angle pulse is supplied to the gate circuits 41a and 41b in place of the origin pulse of the spindle encoders 27a and 27b,
Each time the reference angle pulse is issued, the sign of the comparator 44 is sent to the memory 48 of FIG. 15 and the count values of the counters 43a and 43b are sent to the calculation circuit 46, and the moving average value of the difference is calculated by the calculation circuit 46. The code and the average value when the second chuck 19b grips the bar 80 and the NC device 50 outputs the clamp completion signal are stored in the memory 48, and the second spindle angle command correction circuit 49 This can be realized by setting as a correction value. The unit angle pulse of the spindle encoders 27a and 27b is the spindle 1
Since the order is 360,000 pulses per revolution,
A large-capacity counter is required to count the unit angle pulse for each rotation of the main shaft. However, since the phase synchronization with the roughness of the reference angle pulse has already been taken, the counter for each angle corresponding to the reference angle slit 25 is required. The unit angle pulses may be counted. If the input pulses are switched by the switches 45a and 45b, the number of the counters 43a and 43b is about three digits, and high-speed tracking is possible. The moving average value of the gripping phase error output from the calculation circuit 46 always indicates the average value of the latest several phase errors, which is opened by the clamping completion signal of the second spindle to open the AND gate 47. This input signal is ignored after being recorded.
以上のようにして第2主軸角度指令補正回路49に補正
値が設定されると、それ以降は第2主軸エンコーダ27b
の位相信号が上記補正値で補正されたNC装置50に与えら
れることとなる。When the correction value is set in the second spindle angle command correction circuit 49 as described above, thereafter, the second spindle encoder 27b
Is given to the NC device 50 corrected by the correction value.
次に棒材80を両方の主軸11a、11bで把持して同期回転
している状態で突切りバイト86で棒材80の先端からワー
クピース81を切り離す。この突切り加工が完了したら、
NC装置50は第10図の切換器57のスイッチを個別運転に切
り換えて同期制御を終了させ、第2主軸11bをもとの位
置に復帰させる(第16図(c))。Next, the workpiece 81 is cut off from the tip of the bar 80 by a parting-off tool 86 while the bar 80 is gripped by both the spindles 11a and 11b and is rotating synchronously. When this parting off is completed,
The NC device 50 switches the switch of the switch 57 of FIG. 10 to the individual operation to end the synchronous control, and returns the second spindle 11b to the original position (FIG. 16 (c)).
そして第2主軸11bで把持されたワークピース81に対
して、第2主軸11aと第2加工ユニット3bの協働動作に
より、旋削加工並びに主軸を割出して行う孔明け加工、
フライス加工及びコンターリングのフライス加工等の第
2段階の加工が第2加工ユニット3bに装着されたバイト
83b、ドリル84b、フライスカッタ85b等により必要に応
じて行われる。第2主軸11bによる上記第2工程の加工
と平行して、第1主軸側は、次のワークに対する第16図
(a)に示した第1工程の加工を行う(第16図
(d))。割出し加工のときの第2主軸11bの割出し
は、第2主軸エンコーダ27bの原点スリット26を基準に
して行われるが、前述したように、第2主軸エンコーダ
27bの位相信号は、第2主軸角度指令補正回路49で補正
されてNC装置50に与えられるから、ワークピース81を第
1主軸11aから第2主軸11bに受け渡したときに位相ずれ
が残ったとしても、該位相ずれが補正され、全ての割出
し加工が実質上第1主軸エンコーダ27aの原点を基準と
した正確な位置に行われることとなる。Then, with respect to the work piece 81 gripped by the second main spindle 11b, the second main spindle 11a and the second processing unit 3b cooperate to perform turning and drilling by indexing the main spindle.
The second stage processing such as milling processing and contouring milling processing is performed by the tool attached to the second processing unit 3b.
83b, drill 84b, milling cutter 85b, etc., as needed. In parallel with the processing in the second step by the second spindle 11b, the first spindle performs the processing in the first step shown in FIG. 16 (a) on the next workpiece (FIG. 16 (d)). . The indexing of the second spindle 11b at the time of indexing is performed with reference to the origin slit 26 of the second spindle encoder 27b.
Since the phase signal of 27b is corrected by the second spindle angle command correction circuit 49 and given to the NC device 50, it is assumed that a phase shift remains when the workpiece 81 is transferred from the first spindle 11a to the second spindle 11b. In this case, the phase shift is corrected, and all indexing operations are performed substantially at an accurate position based on the origin of the first main spindle encoder 27a.
第2主軸側での第2工程の加工が終了したら、ワーク
ピース81は図示しないアンローダで機外に排出され、メ
モリ装置48内の記録はクリアされ、第2主軸角度補正指
令回路49に設定された補正値もリセットされる。そして
第2主軸11bは、第1主軸側の加工が終わるまで待機す
る。場合によっては、第1主軸11aが待機することもあ
り得る。棒材の加工プログラムは、このときの待機時間
が最も少なくなるように考慮して作成される。When the processing in the second step on the second spindle side is completed, the workpiece 81 is discharged out of the machine by an unloader (not shown), the record in the memory device 48 is cleared, and the work piece 81 is set in the second spindle angle correction command circuit 49. The corrected value is also reset. Then, the second spindle 11b waits until the machining of the first spindle is completed. In some cases, the first spindle 11a may be on standby. The machining program for the bar is created in consideration of minimizing the waiting time at this time.
以上は棒材加工についてのものであるが、フランジ材
の加工も上記の棒材の場合に準じた方法で実行され、上
記説明と従来公知のフランジ材の加工方法を参照すれば
自明であるから、その詳細は省略する。フランジ材の場
合には、ワーク80は最初から単体であり、フランジ材用
のオートローダで直接第1主軸のチャック19aに供給さ
れる。第1主軸から第2主軸の受け渡しに際して突切り
加工が不要であることは当然であり、第2主軸11bでワ
ーク80を把持したあと第1主軸11aの把持を解いてその
まま第2主軸11bが後退するだけで受け渡しが完了す
る。Although the above is about the bar material processing, the processing of the flange material is also performed by a method according to the above-described bar material, and it is obvious from the above description and the conventionally known flange material processing method. The details are omitted. In the case of a flange material, the work 80 is a single piece from the beginning, and is directly supplied to the chuck 19a of the first main spindle by an autoloader for the flange material. It is natural that the parting-off process is not required when the second main spindle 11b is transferred from the first main spindle to the second main spindle 11b. The delivery is completed just by doing.
《発明の効果》 以上説明したように、この発明によれば、旋削加工と
割出し加工とを同一の主軸モータの制御のもとで行う2
主軸対向型CNC旋盤において、第1主軸から第2主軸へ
のワーク受け渡し時のロスタイムを大幅に短縮すること
ができ、チャックの滑りによるワークの瑕つきや捩じれ
変形の発生を防止することができ、第1主軸と第2主軸
における割出し加工時の位相を正確に一致させることが
可能になる。<< Effects of the Invention >> As described above, according to the present invention, turning and indexing are performed under the control of the same spindle motor.
In a spindle-facing type CNC lathe, the loss time at the time of transferring the work from the first spindle to the second spindle can be greatly reduced, and the occurrence of work defects and torsional deformation due to slippage of the chuck can be prevented. The phases of the first spindle and the second spindle at the time of indexing can be accurately matched.
図はこの発明の2主軸対向型CNC旋盤を示す図で、第1
図はベース上の機器配置を示す図、第2図は装置の模式
的な断面図、第3図は切粉排出系を示す斜視図、第4図
は主軸ヘッド部分の平面図、第5図は主軸ヘッド部分の
他の例を示す平面図、第6図は主軸エンコーダのスリッ
トを示す図、第7図は主軸の速度制御手段を示すブロッ
ク図、第8図はブレーキ装置の詳細図、第9図はブレー
キ装置の制御系を示すブロック図、第10図は主軸モータ
の同期制御手段を示すブロック図、第11図は第10図の遅
速弁別回路の回路例を示す図、第12図は第10図の位相弁
別回路の回路例を示す図、第13図は主軸エンコーダの位
相差を説明する図、第14図は遅速弁別回路で切り出され
るパルスを例示する図、第15図は位相差の検出記憶手段
を例示するブロック図、第16図は棒材の加工手順を
(a)〜(d)の順で示す説明図である。 図中、 1:ベース、2:主軸ヘッド 3:加工ユニット、11:主軸 16:位置決めストッパ、19:チャック 21:主軸モータ、22:ブレーキ装置 24:単位角スリット、25:基準角スリット 26:原点スリット、27:主軸エンコーダ 53:同期制御手段、80:棒材 81:ワークピース、83:バイト 84:ドリル、85:フライスカッタ 86:突切りバイトThe figure shows a two-spindle opposed type CNC lathe according to the present invention.
FIG. 2 is a view showing the arrangement of devices on a base, FIG. 2 is a schematic sectional view of the apparatus, FIG. 3 is a perspective view showing a chip discharge system, FIG. 4 is a plan view of a spindle head portion, and FIG. FIG. 6 is a plan view showing another example of the spindle head portion, FIG. 6 is a diagram showing a slit of the spindle encoder, FIG. 7 is a block diagram showing speed control means of the spindle, FIG. 9 is a block diagram showing a control system of the brake device, FIG. 10 is a block diagram showing a synchronous control means of the spindle motor, FIG. 11 is a diagram showing a circuit example of the slow discrimination circuit in FIG. 10, and FIG. FIG. 10 is a diagram showing a circuit example of the phase discriminating circuit in FIG. 10, FIG. 13 is a diagram for explaining a phase difference of the spindle encoder, FIG. 14 is a diagram illustrating a pulse cut out by the slow discriminating circuit, and FIG. FIG. 16 is a block diagram illustrating the detection and storage means of FIG. It is a diagram. In the figure, 1: base, 2: spindle head 3: machining unit, 11: spindle 16: positioning stopper, 19: chuck 21: spindle motor, 22: brake device 24: unit angle slit, 25: reference angle slit 26: origin Slit, 27: Spindle encoder 53: Synchronous control means, 80: Bar 81: Workpiece, 83: Tool 84: Drill, 85: Milling cutter 86: Parting tool
Claims (3)
た第1主軸ヘッド(2a)、該第1主軸ヘッドと同一軸線
上に対向してZ軸方向に移動且つ位置決め可能な第2主
軸ヘッド(2b)、前記第1主軸ヘッドに対応してX軸及
びZ軸方向に移動且つ位置決めの可能なタレット型の第
1加工ユニット(3a)、前記第2の主軸ヘッドに対応し
てX軸方向にのみ移動且つ位置決め可能なタレット型の
第2加工ユニット(3b)、前記第1及び第2主軸ヘッド
(2a),(2b)にそれぞれ軸支された第1及び第2主軸
(11a),(11b)、並びに、第1及び第2主軸(11
a),(11b)の回転角度位相と原点位相とをそれぞれ検
出する第1及び第2主軸エンコーダ(27a),(27b)を
備えた2主軸対向型CNC旋盤におけるワークの加工方法
において、 主軸エンコーダ(27a),(27b)は、主軸(11a),(1
1b)の位相原点を検出する原点パルスと所定角度間隔の
基準角パルスと当該基準角パルスより細かい角度間隔の
単位角パルスとを出力し、 被加工物であるワーク(80)を第1主軸(11a)で把持
して該第1主軸と第1加工ユニット(3a)の協働動作に
より該ワークに第1段階の加工を行う第1工程と、 第2主軸(11b)を回転させつつ第1主軸(11a)に向け
て進出させ、第1主軸(11a)と第2主軸(11b)とをそ
れらの主軸エンコーダ(27a),(27b)の原点パルス信
号で切り出された基準角パルスの計数値を比較して位相
合わせを行うと共に所定時間における第1と第2主軸エ
ンコーダ(27a),(27b)の単位角パルスの計数値を比
較して速度を同期させた後第2主軸(11b)でワーク(8
0)の先端を把持し、該把持したときの基準角パルス信
号で切り出された単位角パルスの計数値を比較して検出
した位相誤差を記憶する第2工程と、 ワーク(80)からワークピース(81)を切り離し又は第
1主軸(11a)の把持を解いて該ワークピース(81)な
いしワーク(80)を第2主軸(11b)に受け渡し、その
後第2主軸(11b)を第1主軸(11a)から離隔させる第
3工程と、 NC装置(50)から第2主軸(11b)に与えられる指令値
を前記記憶された位相誤差で補正して第2主軸の位相を
制御しつつ、第2主軸(11b)と第2加工ユニット(3
b)との協働動作により上記ワークピース(81)ないし
ワーク(80)に第2段階の加工を行ったあとこれを排出
する第4工程とを順次実行し、 且つ上記第1工程が先のワークピースないしワークに対
する上記第4工程と並行して実行されることを特徴とす
る、2主軸対向型CNC旋盤におけるワークの加工方法。A first spindle head (2a) substantially integrally fixed to a common base (1), and a second spindle head (2a) which is movable on the same axis as the first spindle head and is movable and positioned in the Z-axis direction. A spindle head (2b), a turret-type first processing unit (3a) capable of moving and positioning in the X-axis and Z-axis directions corresponding to the first spindle head, and an X corresponding to the second spindle head. A turret-type second processing unit (3b) that can move and position only in the axial direction, and first and second main spindles (11a) supported by the first and second main spindle heads (2a) and (2b), respectively. , (11b) and the first and second spindles (11
a) A method of machining a workpiece on a two-spindle opposed type CNC lathe including first and second spindle encoders (27a) and (27b) for detecting a rotation angle phase and an origin phase of (11b), respectively. (27a) and (27b) are the spindles (11a) and (1
1b) An origin pulse for detecting the phase origin, a reference angle pulse having a predetermined angle interval and a unit angle pulse having an angle interval finer than the reference angle pulse are output, and the workpiece (80) to be processed is moved to the first spindle ( 11a), a first step of performing a first-stage processing on the workpiece by the cooperative operation of the first spindle and the first processing unit (3a) while holding the first spindle while rotating the second spindle (11b). The main spindle (11a) is advanced toward the main spindle (11a), and the first main spindle (11a) and the second main spindle (11b) are counted by reference pulse signals extracted by the origin pulse signals of the main spindle encoders (27a) and (27b). Are compared, phase adjustment is performed, and the count values of the unit angle pulses of the first and second spindle encoders (27a) and (27b) at a predetermined time are compared to synchronize the speeds, and then the second spindle (11b) Work (8
0) gripping the tip, storing the phase error detected by comparing the count value of the unit angle pulse cut out with the reference angle pulse signal at the time of gripping, and storing the phase error from the workpiece (80) to the workpiece (81) is separated or the grip of the first spindle (11a) is released, and the workpiece (81) or the work (80) is transferred to the second spindle (11b), and then the second spindle (11b) is connected to the first spindle (11a). A third step of separating from the NC apparatus (50) to the second spindle (11b) with the stored phase error to control the phase of the second spindle while controlling the phase of the second spindle. Main spindle (11b) and second machining unit (3
b) performing a second stage processing on the work piece (81) to the work (80) and then discharging the workpiece in a fourth step, and performing the first step in the first step. A method of machining a workpiece in a two-spindle opposed CNC lathe, which is performed in parallel with the fourth step for a workpiece or a workpiece.
た第1主軸ヘッド(2a)、第1主軸ヘッドと同一軸線上
に対向してZ軸方向に移動且つ位置決め可能な第2主軸
ヘッド(2b)、前記第1主軸ヘッドに対応してX及びZ
軸方向に移動且つ位置決め可能なタレット型の第1加工
ユニット(3a)、前記第2の主軸ヘッドに対応してX軸
方向にのみ移動且つ位置決め可能なタレット型の第2加
工ユニット(3b)、上記第1及び第2主軸ヘッド(2
a),(2b)にそれぞれ軸支された第1及び第2主軸(1
1a),(11b)、第1及び第2主軸(11a),(11b)の
回転角度位相と原点位相とをそれぞれ検出する第1及び
第2主軸エンコーダ(27a),(27b)、NC装置(50)か
ら指令される速度指令に基づき第1及び第2主軸の駆動
モータ(21a),(21b)を制御する第1及び第2サーボ
ドライブユニット(52a),(52b)、及び、上記第1と
第2の主軸エンコーダ(27a)と(27b)の信号差に基い
て第1及び第2サーボドライブユニット(52a),(52
b)に与える速度指令を補正する同期制御手段(53)を
備えた2主軸対向型CNC旋盤において、 主軸(11a),(11b)の位相原点を検出する原点パルス
と所定角度間隔の基準角パルスと当該基準角パルスより
細かい角度間隔の単位角パルスとを出力する主軸エンコ
ーダ(27a),(27b)と、 上記同期制御手段(53)は、第1主軸エンコーダ(27
a)と第2主軸エンコーダ(27b)の基準角パルスのカウ
ンド値の差から回転制御中の第1主軸(11a)と第2主
軸(11b)の位相差を検出してこの位相差が予め登録さ
れた所要の受渡し位相差に一致するように第1及び第2
のサーボドライブユニット(52a),(52b)に所定の速
度オフセット指令を所定時間毎に与える位相同期手段
(59),(56)と、 第1主軸(11a)と第2主軸(11b)の同期回転中に前記
第1主軸エンコーダ(27a)と第2主軸エンコーダ(27
b)の単位角パルスの計数値の差が零となるように第1
及び第2サーボドライブユニット(52a),(52b)に所
定の速度オフセット指令を所定時間毎に与える同期指令
手段(54),(56)とを備え、 上記基準パルスの計数値の差に基づく同期が満足された
ときに上記単位角パルスの計数値の差に基づく制御に切
り変えることを特徴とする2主軸対向型CNC旋盤。2. A first spindle head (2a) substantially integrally fixed to a common base (1), and a second spindle capable of moving and positioning in the Z-axis direction on the same axis as the first spindle head. Head (2b), X and Z corresponding to the first spindle head
A turret-type first processing unit (3a) capable of moving and positioning in the axial direction, a turret-type second processing unit (3b) capable of moving and positioning only in the X-axis direction corresponding to the second spindle head, The first and second spindle heads (2
a) and (2b) the first and second spindles (1
1a), (11b), first and second spindle encoders (27a), (27b) for detecting the rotation angle phase and the origin phase of the first and second spindles (11a), (11b), respectively, and the NC device ( 50) first and second servo drive units (52a) and (52b) for controlling the drive motors (21a) and (21b) of the first and second spindles based on the speed command issued from the first and second spindle motors; The first and second servo drive units (52a), (52a) are based on the signal difference between the second spindle encoders (27a) and (27b).
In a two-spindle opposed CNC lathe provided with a synchronous control means (53) for correcting the speed command given to b), an origin pulse for detecting the phase origin of the spindles (11a) and (11b) and a reference angle pulse for a predetermined angular interval And a spindle encoder (27a) or (27b) that outputs a unit angle pulse having a smaller angle interval than the reference angle pulse. The synchronization control means (53) includes a first spindle encoder (27).
a) detecting the phase difference between the first main shaft (11a) and the second main shaft (11b) during rotation control from the difference between the count value of the reference angle pulse of the second main shaft encoder (27b) and registering this phase difference in advance; The first and the second are set so as to match the required required transfer phase difference.
Phase synchronizing means (59) and (56) for giving a predetermined speed offset command to the servo drive units (52a) and (52b) at predetermined time intervals, and synchronous rotation of the first spindle (11a) and the second spindle (11b). Inside the first spindle encoder (27a) and the second spindle encoder (27a)
The first step is performed so that the difference between the count values of the unit angle pulse in b) becomes zero.
And synchronization command means (54) and (56) for giving a predetermined speed offset command to the second servo drive units (52a) and (52b) at predetermined time intervals, wherein synchronization based on the difference between the count values of the reference pulses is performed. A two-spindle opposed CNC lathe characterized by switching to control based on the difference between the counts of the unit angle pulses when satisfied.
の位相同期手段(59),(56)及び同期指令手段(5
4),(56)と、第1主軸(11a)と第2主軸(11b)が
同一のワーク(80)を把持した時の第1主軸エンコーダ
(27a)と第2主軸エンコーダ(27b)の位相誤差を検出
する検出手段(43a),(43b),比較手段(44),(4
6)及び記憶手段(49)と、第2主軸(11b)での割出し
加工時に前記記憶手段(49)に記憶された位相誤差で第
2主軸エンコーダ(27b)の検出角を基礎とする割出角
度指令を補正し、第2主軸(11b)による加工が完了し
たときに上記記憶手段の位相誤差をリセットする第2主
軸割出角度補正手段(61)とを備えていることを特徴と
する請求項2記載の2主軸対向型CNC旋盤。3. The synchronizing control means (53) includes a phase synchronizing means (59), (56) and a synchronizing command means (5).
4), (56), the phase of the first spindle encoder (27a) and the second spindle encoder (27b) when the first spindle (11a) and the second spindle (11b) grip the same work (80). Detection means (43a) and (43b) for detecting errors, comparison means (44), (4
6) and the storage means (49), and the index based on the detection angle of the second spindle encoder (27b) based on the phase error stored in the storage means (49) at the time of indexing with the second spindle (11b). A second spindle indexing angle correcting means (61) for correcting the output angle command and resetting the phase error of the storage means when the machining by the second spindle (11b) is completed. A two-spindle opposed type CNC lathe according to claim 2.
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