JP3729956B2 - Screw rework method in lathe - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、旋盤におけるネジの再加工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
旋盤におけるネジ切リ加工は、荒取りや仕上げ等のように切込みを何回かに分けて加工を行う場合であっても、ネジの螺旋軌跡に位相のずれが発生しないようにする必要があり、特に、ワークの回転角度と主軸軸方向の工具の自動送りとの同期が重要となる。そのため、主軸軸方向のネジ切リ開始位置を常に一致させ、必ず、主軸の一回転信号を検出してから主軸軸方向に工具の自動送りを開始してネジの螺刻軌跡の位相を一致させるようにしている。
【0003】
従って、チャックからワークを取り外さない限り、何回に分けて切込みを入れたとしてもネジの螺旋軌跡を常に一致させることが可能であるが、実際には、加工されたネジの形状を厳密にチェックするような場合、ネジを一旦チャックから取り外して専用のネジゲージ等で測定を行う必要が生じることがある。
【0004】
無論、測定の結果切込みが不足していると分かれば、改めてワークをチャックに取り付け直して再切削を行う必要があるが、一旦外したワークを同じ条件でチャックに装着するのは非常に難しい。チャックとワークとの相対的な回転位置、および、チャックに対するワークの突出量を取り外し前と全く同じ状況に再現しなければならないからである。
【0005】
チャックとワークとの相対的な回転位置やチャックに対するワークの突出量が変化すれば、ネジ切リ開始位置や主軸軸方向の工具の自動送り速度等に関して全く同じ条件を適用したとしても、以前の加工で刻設した螺旋軌跡に対して再加工の螺旋軌跡を一致させることはできなくなる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、前記従来技術の欠点を解消し、ワークを一旦チャックから外して再度装着した場合であっても、ワークをチャックから取り外す前と同じ螺旋軌跡に沿ってネジ切リ加工を行うことのできる旋盤におけるネジの再加工方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、手動操作によって工具の先端を任意のネジ溝に合致させてから手動操作で同期させて主軸の回転と主軸軸方向の工具送りを行わせ、主軸の一回転信号が検出されるまでの主軸軸方向の工具の移動量を求め、工具を退避させて再加工のための工具の自動同期送りを開始するに際し、少なくとも、工具がワークに接しネジ形状開始点に到達するまでの間に、前記移動量に相当する工具送り補正を主軸軸方向に与えるようにした。
【0008】
または、工具の先端を任意のネジ溝に合致させてから手動操作で同期させて主軸の回転と主軸軸方向の工具送りを行わせて、主軸軸方向の工具の移動量を求める代わりに、主軸の一回転信号が検出されるまでの主軸回転量を求め、工具を退避させて再加工のために切り込みを与えて工具の自動同期送りを開始するに際し、前記主軸回転量を工具を切削送り方向に移動させて求めた場合には、主軸の1回転信号を検出してから前記主軸回転量だけ主軸が回転した後前記ネジ切り開始点から工具の自動同期送りを開始し、前記主軸回転量を工具を切削送り方向と逆方向に移動させて求めた場合には、主軸の1回転信号を検出してから、主軸の1回転量から前記主軸回転量だけ減じた量だけ主軸が回転した後前記ネジ切り開始点から工具の自動同期送りを開始してネジの再加工を行なうようにした。
【0009】
【発明の実施の形態】
図7は本発明におけるネジの再加工方法の原理説明図である。図7(イ)は、ワークWに対して最初にねじ加工を行なったときの動作説明図である。工具Tはネジ切り開始位置Psに位置決めされ、主軸(ワークW)が1回転する毎に出力される1回転信号が出力されると、工具Tは主軸の回転に同期してZ軸方向に移動を開始し、ワークWに対してネジ切り加工を行なう。図7(イ)では、ワークWの形状をネジ切り開始位置まで延長した仮想的形状を破線で示している。工具Tが主軸(ワークW)の回転と同期して移動すると、工具Tの先端は、ワーク仮想形状で破線で示す軌跡を通り、ワークWのねじ形状開始点aでワークと当接しこの位置からワークWに対してネジを加工することになる。
【0010】
こうして最初のネジ切り加工を終了し、ワークWをチャックから取り外し、再度加工を行なうためにワークWをチャックに装着した際、図7(ロ)に示すように、ワークWの回転位置さらにはワークWのチャックからの突出量が図7(イ)に示す最初の加工の状態とは異なり、ネジの位相が最初の加工のときと異なっている場合、ネジ切り加工開始位置Psより工具Tを主軸の回転と同期して、1回転信号を受けてからZ軸方向に移動を開始すると、ネジ切り開始点の位置は図7(ロ)のa´の位置となり、最初の加工のネジ切り加工開始点aの位置がずれてしまう。
【0011】
そこで、ネジ溝位置と1回転信号の受信位置とのずれ量αまたはβを測定する(ずれ量αは、ネジ溝位置から加工方向(図7で左方向)に移動したとき得られる1回転信号に対するずれ量、βは逆方向に移動したときのずれ量)。なお、この測定方法は後述する。
【0012】
再加工時には、ネジ切り開始位置Psよりもずれ量βだけZ軸加工方向に進めた位置、もしくはネジ切り開始位置Psよりずれ量αだけZ軸加工方向とは逆方向に移動させた位置に工具Tを位置決めし、この位置より1回転信号を受けたとき主軸の回転と同期して工具Tを移動開始すれば、工具TはワークWとねじ形状開始点aと当接しこの位置から再加工を行なうことになる。
【0013】
もしくは、工具Tをネジ切り開始位置Psに位置決めしておき、1回転信号を受けてから、ずれ量α(1回転信号発生間隔におけるZ軸工具移動量(リード)をZRとするとα=ZR−βであり、ずれ量βからもずれ量αは求められる)に対応する主軸回転量が検出されたとき、工具Tを主軸の回転に同期して移動を開始させれば、最初のネジ加工によって得られたねじ溝にそってネジの再加工がなされることになる。
【0014】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図1は本発明の方法を適用したNC旋盤を駆動制御する制御装置100の要部を示す機能ブロック図である。
【0015】
制御装置100のプロセッサ11は制御装置100を全体的に制御するプロセッサであり、このプロセッサ11は、ROM12に格納されたシステムプログラムをバス21を介して読み出し、このシステムプログラムに従って、制御装置100を全体的に制御する。RAM13には一時的な計算データや表示データおよびCRT/MDIユニット70を介してオペレータが入力した各種データ等が格納される。
【0016】
CMOSメモリ14は図示しないバッテリでバックアップされ、制御装置100の電源がオフにされても記憶状態が保持される不揮発性メモリとして構成され、インターフェイス15を介して読み込まれた加工プログラムやCRT/MDIユニット70を介して入力された加工プログラム等が記憶されるようになっている。
【0017】
また、ROM12には、加工プログラムの作成や編集のために必要とされる処理や自動運転のための処理を実施するための各種のシステムプログラムが予め書き込まれている。
【0018】
インターフェイス15は、制御装置100に接続可能な外部機器のためのインターフェイスであり、フロッピーカセットアダプタ等の外部機器72が接続される。外部機器72からは加工プログラム等が読み込まれ、また、制御装置100内で編集された加工プログラムを外部機器72を介してフロッピーカセット等に記憶させることができる。
【0019】
PMC(プログラマブル・マシン・コントローラ)16は、制御装置100に内蔵されたシーケンスプログラムでNC旋盤側の補助装置、例えば、工具交換用のロボットハンド等といったアクチュエータを制御する。即ち、加工プログラムで指令されたM機能,S機能およびT機能に従って、これらシーケンスプログラムで補助装置側で必要な信号に変換し、I/Oユニット17から補助装置側に出力する。この出力信号により各種アクチュエータ等の補助装置が作動する。また、NC旋盤の本体に配備された操作盤の各種スイッチ等の信号を受け、必要な処理をして、プロセッサ11に渡す。
【0020】
NC旋盤の各軸の現在位置,アラーム,パラメータ,画像データ等の画像信号はCRT/MDIユニット70に送られ、そのディスプレイに表示される。CRT/MDIユニット70はディスプレイやキーボード等を備えた手動データ入力装置であり、インータフェイス18はCRT/MDIユニット70のキーボードからのデータを受けてプロセッサ11に渡す。
【0021】
インターフェイス19はZ軸の手動パルス発生器71に接続され、手動パルス発生器71からのパルスを受ける。手動パルス発生器71はNC旋盤の操作盤に実装され、手動操作に基く分配パルスによる各軸制御でNC旋盤の刃物台を精密に位置決めするために使用される。X軸の手動パルス発生器73およびインターフェイス20もこれと同様である。なお、Z軸は主軸軸方向の送り、また、X軸は主軸と直交する方向(切込みの方向)の送りである。
【0022】
NC旋盤の刃物台を移動させるZ,X各軸の軸制御回路30,31はプロセッサ11からの各軸の移動指令を受けて、各軸の指令をサーボアンプ40,41に出力する。サーボアンプ40,41はこの指令を受けて、NC旋盤の各軸のサーボモータ50,51を駆動する。各軸のサーボモータ50,51には位置・速度検出器が内蔵されており、この位置・速度検出器から位置,速度フィードバック信号がフィードバックされる。図1ではこれらの位置信号のフィードバックおよび速度のフィードバックの説明は省略している。
【0023】
インターフェイス23は主軸の手動パルス発生器74に接続され、手動パルス発生器74からのパルスを受ける。スピンドル制御回路32はバス21に接続され、該スピンドル制御回路32は位置ループ制御回路及び速度ループ制御回路を有し、通常はプロセッサ11から出力される速度指令と主軸モータ62に設けられた速度検出器(図示せず)からのフィードバック信号に基づいて主軸モータ62をスピンドルアンプ42を介して速度制御し、指令された回転速度で回転させ、チャックに喰わえたワークWを回転駆動させる。主軸モータ52には歯車あるいはベルト等でポジションコーダ63が結合され、該ポジションコーダ63が主軸の回転に同期して帰還パルス(一回転信号を含む)を出力し、その帰還パルスはインターフェイス22を経由してプロセッサ11によって読み取られる。
【0024】
また、主軸の回転位置を制御する場合(いわゆるC軸制御の場合)、スピンドル制御回路32の位置ループが機能を開始し、プロセッサ11からの移動指令とポジションコーダ63からの帰還パルスによって位置ループ制御を行ない、主軸(ワーク)の回転位置を制御することになる。本発明に関係し、主軸用の手動パルス発生器74を操作したときも、該手動パルス発生器74からのパルスに基づいて主軸は駆動されることになる。
【0025】
以下、一旦チャックから取り外したワークを再びチャックに装着して切削量の追い込み等の再加工を行う場合の再加工モードの処理について、図2ないし図4に示すフローチャートを参照して説明する。
【0026】
まず、再びワークをチャックに取り付けたオペレータは、最初に、制御装置100のCRT/MDIユニット70を操作して装置の操作モードを再加工モードに切替え、手動パルス発生器71,73,74を使用可能な状態とし、Z軸(送り方向),X軸(切込み方向)および主軸(ワークの回転)の手動パルス発生器71,73,74の各々を操作して、図5に示すように、工具の先端をワークとなるネジの溝の部分に位置決めし、位置決めの完了を確認してから、CRT/MDIユニット70の位置決め完了キーを押圧する。
【0027】
工具の先端を位置決めする部分はネジの溝の部分であればどこでもよい。また、工具の先端をネジの溝の部分に正確に位置決めするためには、投影顕微鏡によって工具の先端とネジの溝との接触を視覚的に確認するか、または、工具の先端とネジの溝との間に薄紙等を挟んで、その潰れ具合を確認するなどする。
【0028】
ステップS1ないしステップS6に示す処理は、ここまでの段階のオペレータの操作に対応してプロセッサ11の側が行う処理の概略を示すフローチャートである。
【0029】
つまり、オペレータによる再加工モードへの切替えを検出したプロセッサ11は、まず、手動パルス発生器71,73,74によってZ軸,X軸のサーボモータ50,51および主軸モータ52を手動で制御できるC軸モードにし(ステップS1)、手動パルス発生器73(ステップS2で操作検出),71(ステップS4で操作検出)の手動操作に応じて次に示す各処理を行う。
【0030】
まず、手動パルス発生器73の操作による移動指令が入力された場合(ステップS2)、プロセッサ11は、その移動指令ΔXに応じて工具をX軸方向に送る(ステップS3)。手動パルス発生器73からの移動指令ΔXには操作ハンドルの回転方向に応じた符号が含まれており、操作ハンドルが正方向に回転された時の送り方向は+Xの向き、また、操作ハンドルが逆方向に回転された時の送り方向は−Xの向き(共に図5参照)である。
【0031】
手動パルス発生器71が操作された場合の処理(ステップS4,ステップS5)も、手動パルス発生器73の場合(ステップS2,ステップS3)と同様である。但し、工具の送りはZ軸方向であり、やはり、送り方向には正逆の区別がある。
【0032】
手動パルス発生器71,73によるサーボモータ50,51の独立した手動制御は、CRT/MDIユニット70の位置決め完了キーが操作されるまでの間(ステップS6)、いつでも実施可能である。
【0033】
そして、手動パルス発生器71,73による位置決めを完了したオペレータがCRT/MDIユニット70の位置決め完了キーを押圧すると、プロセッサ11はステップS6の処理でこの操作を検出し、位置決め完了位置記憶レジスタZ1にZ軸の現在位置レジスタに記憶する現在位置Znを記憶させ(ステップS7)、フラグFに位置ずれ量の検出を要求する値0をセットする(ステップS8)。要するに、位置決め完了位置記憶レジスタZ1の値は、工具の先端をネジの溝の部分に正確に位置決めした時のZ軸の値である。
【0034】
次いで、オペレータは主軸52の回転とZ軸方向の工具送りとを同期させて、手動操作で工具をZ軸方向に移動させ、主軸52の一回転信号が検出されるまでのZ軸方向の工具の移動量を制御装置100によって求めさせる。
【0035】
主軸52の回転とZ軸方向の工具送りとを同期させるためには、Z軸の手動パルス発生器71を操作して工具をZ軸方向に動かし、これに同期させて主軸52を回転させる方法と、主軸52の手動パルス発生器74を操作して主軸52を回転させ、これに同期させてZ軸のサーボモータ50を駆動制御する方法とが考えられるが、この実施形態では、後者の方法を利用するようにする。
【0036】
薄紙を挟んで位置決めを行ったような場合には予め工具をX軸正方向に退避させて薄紙を取り除いておいた方がよい場合もあるが、工具のX軸方向への移動は、前述の主軸およびZ軸の同期運転と独立させて任意に行って構わない。
【0037】
ステップS9ないしステップS24に示す処理は、ここまでの段階におけるオペレータによる手動パルス発生器73,74の操作に応じてプロセッサ11の側が行う処理の概略を示すフローチャートである(Z軸の手動パルス発生器71は操作しない)。
【0038】
プロセッサ11は、まず、フラグFに位置ずれ量の検出を要求する値0がセットされているか否かを判別するが(ステップS9)、この段階ではフラグFの値が0であるから、次いで、手動パルス発生器74が操作され主軸用手動パルスΔSが入力されているか否かを判別し(ステップS10)、入力がなければステップS19へ移行し、入力されていれば、入力パルスΔSだけ主軸を駆動する(ステップS11)。主軸52が回転するとポジションコーダ63からフィードバック信号が帰還され、このフィードバック信号ΔSに基づいて主軸モータ52の回転に同期させてZ軸のサーボモータ50を駆動して工具を送る(ステップS12)。なお、ネジリードがZR、ポジションコーダ63からのフィードバックパルスがΔS、主軸1回転分のパルス数がScであるとすれば、Z軸方向の工具の送りはZR・ΔS/Scである。
【0039】
次いで、プロセッサ11は、ポジションコーダ63から1回転信号が入力されたか否かを判別する(ステップS13)。一回転信号が入力されなければステップS19へ移行し、一回転信号が入力されていればプロセッサ11は、工具のZ軸現在位置Znを1回転信号検出位置記憶レジスタZ2に記憶し(ステップS14)、位置決め完了位置記憶レジスタZ1の値と1回転信号検出位置記憶レジスタZ2の値との大小関係を比較し(ステップS15)、1回転信号検出位置記憶レジスタZ2の値の方が大きければ、Z1の値からZ2の値を減じ、その値を補正量Z3として記憶する(ステップS16)。
【0040】
この場合、図5に示すように、オペレータが位置決め完了位置Z1から+Zの方向に工具を移動させて主軸52の1回転信号を検出したことを意味し、補正量Z3(図7(ロ)におけるβに対応)は負の値となる。つまり、チャックからワークを取り外す前に設定されていたネジ切リ開始位置のZ軸座標と同じ位置を始点として主軸52の一回転信号を検出して開始される−Z方向への工具送り(後述のネジ切リ加工)に対し、工具の移動をZ軸方向にZ3だけ先行させておけば(図7(ロ)に示す用にβ(=Z3)だけ先行させておけば)、図5に示すZ1の位置、要するに、前の加工で切削されたネジの谷の部分を通って、前回と全く同様の螺旋軌跡に沿って工具を移動させることができることを意味する(もし、Z3による補正を行わないとすると工具は図5におけるZ2の位置を通ることになる。)。
【0041】
また、Z1=Z2であれば、ワークの再装着作業によって、たまたま、その取り外し時と全く同じ状態の取り付け状態が再現されたことを意味し、補正量Z3の値は0である。
【0042】
また、1回転信号検出位置記憶レジスタZ2の値が位置決め完了位置記憶レジスタZ1の値よりも小さければ、プロセッサ11は、Z1の値からZ2の値を減じた値(図7(ロ)のαに相当)から更にネジリードZRの値を減じ、その値を補正量Z3として記憶する(ステップS17)。
【0043】
この場合、図6に示すように、オペレータが位置決め完了位置Z1から−Zの方向に工具を移動させて主軸52の1回転信号を検出したことを意味し、Z1−Z2<ZRであるから、必然的に、補正量Z3は負の値となる。つまり、チャックからワークを取り外す前に設定されていたネジ切リ開始位置のZ軸座標と同じ位置を始点として主軸52の一回転信号を検出して開始される−Z方向への工具送り(後述のネジ切リ加工)に対し、工具の移動をZ軸方向にZ3だけ先行させておけば、図6に示すZ1の位置、要するに、前の加工で切削されたネジの谷の部分を通って、前回と全く同様の螺旋軌跡に沿って工具を移動させることができることを意味する(もし、Z3による補正を行わないとすると工具は図6におけるZ2の位置を通ることになる。)。
【0044】
なお、補正量Z3が負となるように処理を行っているのは、後述のネジ切リ加工の初期段階で纏めて位置ずれの補正を行った場合に工具が+Z方向に移動してテールストック等と干渉するのを防止するためであり、もし、ネジ切リ開始点とテールストックとの間に十分な余裕があるのであれば、補正量Z3の値が正となっても問題はなく、従って、ステップS15とステップS17の処理は不要である。この場合、図6の状況下ではZ3の値が正となり、チャックからワークを取り外す前に設定されているネジ切リ開始位置のZ軸座標と同じ位置を始点として主軸52の一回転信号を検出して開始される−Z方向への工具送り(後述のネジ切リ加工)に対し、工具の移動をZ軸方向にZ3だけ遅らせることになる。
【0045】
無論、ステップS13の判別結果が偽となった場合、つまり、一回転信号が入力されない場合には、ステップS14ないしステップS18の処理は実施されない。また、ステップS16もしくはステップS17の処理で補正量Z3を求めた場合には、フラグFに位置ずれ量の検出を完了したことを示す値1をセットして(スップS18)、補正量Z3を求めるための処理を完了する。
【0046】
従って、補正量Z3を求めるための処理は、主軸52の一回転信号が検出されたからといってその度に行われるわけではなく、最初の1回転信号が検出されたときに1回実行されるのみである。よって、補正量Z3の絶対値はネジリードZRよりも小さな値となる。
【0047】
既に述べた通り、X軸方向の工具移動は自由であり、手動パルス発生器73の操作による移動指令が入力された場合には(ステップS19)、プロセッサ11は、その移動指令ΔXに応じて工具にX軸方向に送る(ステップS20)。
【0048】
次いで、プロセッサ11は操作盤のネジ切リ開始釦が操作されているか否かを判別し(ステップS21)、ネジ切リ開始釦が操作されていなければ、再び、ステップS9の処理に移行して、これに続く処理を繰り返し実行する。オペレータはネジ切リ開始釦に触れずに手動パルス発生器74を操作して主軸52の回転とZ軸方向の工具送りとを同期させて実行し、主軸52の一回転信号が検出されるまでのZ軸方向の工具の移動量を求め、その値を補正量Z3として記憶する。
【0049】
そして、一旦補正量Z3が求められフラグFに1がセットされた場合、必ずしも主軸52の回転とZ軸方向の工具送りとを同期させておく必要はないが、ステップS9からステップS22に移行し、手動パルス発生器74が操作されるとステップS10〜S12と同一の処理(ステップS22〜S24)を実行し、主軸に同期してZ軸を駆動し、ステップS19に移行する。また、手動パルス発生器74が操作されなければ、ステップS22からステップS19に移行する。
【0050】
そこで、オペレータは、ネジ切リ開始釦に触れずにX軸の手動パルス発生器73と主軸の手動パルス発生器74とを適当に操作し、固定サイクルによる自動ネジ切り作業の開始が可能な位置、つまり、チャックからワークを取り外す前に設定されていたネジ切リ開始位置のZ軸座標の近傍まで工具を移動させる。
【0051】
一般的な操作は、X軸の手動パルス発生器73を操作して工具をワークの径方向外側に逃がしてから主軸の手動パルス発生器74を操作し、チャックからワークを取り外す前に設定されていたネジ切リ開始位置のZ軸座標の近傍まで工具を移動させるというものである。当然、ネジ切リ開始位置はワーク先端から+Z方向にオフセットした位置にある。また、追い込み加工のための切込みは、この段階でX軸の手動パルス発生器73を操作して入れておく。
【0052】
そして、オペレータがネジ切リ開始釦を操作すると、プロセッサ11はステップS21の処理でこの操作を検出し、Z軸のサーボモータ50を駆動して、チャックからワークを取り外す前に設定されていたネジ切リ開始位置のZ軸座標の位置まで工具を移動させ(ステップS25)、設定回転速度RC(rpm)による主軸モータ52の回転を開始させる(ステップS26)。
【0053】
しかし、既に述べた通り、ここでそのまま主軸52の1回転信号を検出してZ軸方向の工具送りを開始してしまうと、工具の先端は図5および図6に示すZ2の位置を通ることになり、ワークをチャックから取り外す前と同じ螺旋軌跡に沿ってネジ切リ加工を行うことはできなくなってしまう。
【0054】
その原因は、チャックに対してワークを再装着する際にチャックとワークとの相対的な回転位置やチャックに対するワークの突出量が取り外し前の状態と変化してしまうからである。なお、Z1=Z2となるのは、厳密にいえば、ワークの再装着作業によって、たまたま、その取り外し時と全く同じ状態の取り付け状態が再現された場合と、再装着作業によってチャックとワークとの相対的な回転位置およびチャックに対するワークの突出量に共に変化が生じ、たまたま、2種類のずれの合成によってその取り外し時と同じ状態に螺旋軌跡が重なった場合とがある。前者に関しては全く問題がないが、後者の場合には、チャックからワークを取り外す前に設定されていたネジ切リ開始位置のZ軸座標と同じ座標を用いてネジ切リ加工の固定サイクルを実施した場合に、ネジの有効長さに変化が生じるという問題がある。従って、チャックに対するワークの突出量は取り外し前の状態と同じように調整しておくことが望ましい。無論、突出量に多少の差があったとしても、螺旋軌跡自体は完全に一致するので、ネジの有効長さに厳密な加工公差が設定されていなければ何の問題もない。
【0055】
結果的に、予め設定されているネジ切リ開始位置から工具がワークの先端に移動するまでの間に、前述の補正量Z3の分だけ工具位置をZ軸方向にずらせてやれば、チャックとワークとの相対的な回転位置やチャックに対するワークの突出量に変化がある場合でも、チャックからワークを取り外す前に設定されているネジ形状開始点からネジ切リ加工加工が開始され螺旋軌跡を、チャックからワークを取り外す前に施された加工による軌跡と完全に一致させることができる。
【0056】
工具がネジ切リ開始位置からワークの先端に移動するまでの間に補正量Z3相当の送りを加算する方法としては、主軸との同期運転に必要とされる所定周期毎のZ軸方向の送り指令の各々に補正量Z3を分配した移動指令を上乗せして出力する方法と、最初に予め補正量Z3相当分の補正を行ってしまってから、同期運転を開始する方法とが考えられる。しかし、既に述べた通り、チャックに対するワークの突出量が取り外し前の状態と変わってしまうような場合もあり、Z軸の送りを開始してからどの程度の距離区間で補正量Z3の分配を完了させればよいか厳密に分からない場合もあるので、この実施形態においては、後者の方法を適用している。
【0057】
そこで、まず、プロセッサ11は、工具を補正量Z3分だけZ軸方向に移動させ(ステップS27)、Z軸方向の送りの補正を先に済ませ、主軸52からの1回転信号を検出してから(ステップS28)、プログラムされている自動ネジ切り加工を開始する。すなわち、ネジリードがZRとなるように、主軸回転数RC(rpm)に同期させてRC・ZR/60の速度でZ軸方向の工具の送りを開始し、自動運転によるネジ切リ固定サイクルで従来と同様にして1回分のネジ切リ加工を行う。
【0058】
既に述べた通り、主軸52の一回転信号を検出して開始される−Z方向への工具送りに対し、工具の移動をZ軸方向にZ3だけ先行させておくことによって、図5および図6に示すZ1の位置、要するに、前の加工で切削されたネジの谷の部分を通って、ワークの脱着前に刻設された螺旋軌跡と全く同様の螺旋軌跡に沿って工具を移動させることができる。
【0059】
以上、一実施形態としてチャックからワークを外す前と再送着後におけるチャックとワークとの相対的な回転位置やチャックに対するワークの突出量の変化をZ軸方向の工具位置のずれとして検出し、チャックからワークを取り外す前に設定されていたネジ切リ開始位置のZ軸座標と同じ座標位置をネジ切リ開始位置の基準として工具の送りを補正することによって、チャックからワークを外す前と再送着後の螺旋軌跡とを一致させるようにしたものについて説明したが、ずれ量をZ軸方向の工具のずれ量ではなく、主軸回転量で検出してもよい。
【0060】
この場合、ステップS6の判別結果が真となった時点で、ステップS7で、主軸52の現在位置記憶レジスタの値(C軸制御に切り換えると、ポジションコーダからのフィードバックパルスを計数し主軸の回転位置を記憶する現在位置記憶レジスタの値)を読取り主軸の回転位置(c1)を記憶し、ステップS13で一回転信号が検出されると、ステップS14〜S17の処理に代えて、主軸52の現在位置記憶レジスタの値(c2)を読み込み、主軸のねじ加工時の回転方向を正方向とすれば、c2≧c1であると、図7(ロ)のαに対応する主軸回転量のずれ量が求められ、(c2−c1)から主軸1回転の回転パルス量を減じた値(図7(ロ)のβに対応する回転量で負の値)を補正するずれ量として記憶する。また、c2<c1の場合(βに相当する回転量)には、(c2−c1)を補正する回転量として記憶するようにする。そして、ステップS27では記憶した補正料をZ軸の移動量に変換して、工具位置を補正すればよい。
【0061】
また、工具位置を補正する代わりに、ネジ切り開始位置Psから1回転信号を受信して図7のα分送れたタイミングで工具移動を開始するようにしてもよい。この場合、ステップS15〜S17で、c2≧c1の時は、(c2−c1)を補正するための遅れ量として記憶し、c2<c1の場合は、主軸1回転回転パルス量から(c1−c2)を減じた値を、補正の遅れ量として記憶しておき、再加工時には、1回転信号を検出してからこの記憶した遅れ量だけ遅れて工具の移動を開始するようにすればよい。
【0062】
【発明の効果】
本発明によれば、測定等のためのワークの脱着作業によってチャックとワークとの相対的な回転位置やチャックに対するワークの突出量に変化が生じた場合であっても、ワークをチャックから取り外す前の捩子の螺旋軌跡に沿って正確なネジ切リ加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の旋盤におけるネジの再加工方法を適用した一実施形態の旋盤の制御装置を示すブロック図である。
【図2】同実施形態の制御装置による再加工モードの処理の概略を示すフローチャートである。
【図3】再加工モードの処理の概略を示すフローチャートの続きである。
【図4】再加工モードの処理の概略を示すフローチャートの続きである。
【図5】同実施形態の作用原理を示す概念図である。
【図6】同実施形態の作用原理を示す概念図である。
【図7】本発明の原理説明図である。
【符号の説明】
11 プロセッサ
12 ROM
13 RAM
14 CMOSメモリ
15 インターフェイス
16 プログラマブル・マシン・コントローラ
17 I/Oユニット
18 インターフェイス
19 インターフェイス
20 インターフェイス
21 バス
22 インターフェイス
23 切替えスイッチ
30 軸制御回路
31 軸制御回路
32 スピンドル制御回路
40 サーボアンプ
41 サーボアンプ
42 スピンドルアンプ
50 サーボモータ
51 サーボモータ
52 主軸モータ
63 ポジションコーダ
70 CRT/MDIユニット
71 手動パルス発生器
72 外部機器
73 手動パルス発生器
74 手動パルス発生器
100 制御装置
T 工具
W ワーク
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a screw reworking method in a lathe.
[0002]
[Prior art]
Thread cutting on a lathe needs to prevent a phase shift from occurring in the screw's spiral trajectory, even when the cutting is divided into several times, such as roughing or finishing. In particular, it is important to synchronize the rotation angle of the workpiece and the automatic feed of the tool in the spindle axis direction. For this reason, the threading start position in the main shaft axis direction is always made coincident, and the tool's automatic feed is started in the main shaft axis direction after the main shaft rotation signal is detected, so that the screw thread locus coincides. I am doing so.
[0003]
Therefore, as long as the workpiece is not removed from the chuck, it is possible to always match the screw's spiral trajectory no matter how many times the cut is made. In practice, however, the shape of the processed screw is strictly checked. In such a case, it may be necessary to remove the screw from the chuck and perform measurement with a dedicated screw gauge or the like.
[0004]
Of course, if it is known that the cutting is insufficient as a result of the measurement, it is necessary to reattach the workpiece to the chuck and perform recutting, but it is very difficult to attach the once removed workpiece to the chuck under the same conditions. This is because the relative rotational position of the chuck and the workpiece and the protruding amount of the workpiece with respect to the chuck must be reproduced in exactly the same state as before removal.
[0005]
If the relative rotation position of the chuck and the workpiece and the protrusion amount of the workpiece relative to the chuck change, even if exactly the same conditions are applied to the threading start position, the automatic feed speed of the tool in the spindle axis direction, etc. It becomes impossible to make the re-processed spiral locus coincide with the spiral locus engraved by the machining.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The object of the present invention is to eliminate the disadvantages of the prior art and perform threading along the same spiral trajectory as before removing the workpiece from the chuck, even when the workpiece is once removed from the chuck and remounted. An object of the present invention is to provide a method for reworking a screw in a lathe.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, the tip of the tool is manually aligned with an arbitrary screw groove, and then synchronized with the manual operation to rotate the spindle and feed the tool in the direction of the spindle until the rotation signal of the spindle is detected. The amount of movement of the tool in the spindle axis direction is calculated, and when the tool is retracted and automatic synchronous feeding of the tool for reworking is started, at least until the tool contacts the workpiece and reaches the screw shape start point The tool feed correction corresponding to the amount of movement is given in the spindle axis direction.
[0008]
Alternatively, instead of obtaining the amount of tool movement in the spindle axis direction by aligning the tip of the tool with an arbitrary screw groove and then synchronizing it manually to rotate the spindle and feed the tool in the spindle axis direction, When the spindle rotation amount until one rotation signal is detected, the tool is retracted and a cut is made for re-machining to start automatic synchronous feed of the tool, the spindle rotation amount is used as the cutting feed direction of the tool. If the main shaft is rotated by the amount of rotation of the main shaft after the rotation signal of the main shaft is detected, automatic synchronous feeding of the tool is started from the threading start point, and the amount of rotation of the main shaft is calculated. When the tool is obtained by moving the tool in the direction opposite to the cutting feed direction, after detecting the main shaft rotation signal, the main shaft rotates by an amount obtained by subtracting the main shaft rotation amount from the main shaft rotation amount. Automatic tool synchronization from the threading start point It was to carry out the re-processing of the screw to start Ri.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 7 is a diagram illustrating the principle of the screw reworking method according to the present invention. FIG. 7A is an operation explanatory diagram when the threading is first performed on the workpiece W. FIG. When the tool T is positioned at the threading start position Ps and one rotation signal is output every time the main shaft (work W) makes one rotation, the tool T moves in the Z-axis direction in synchronization with the rotation of the main shaft. And threading the workpiece W. In FIG. 7A, a virtual shape obtained by extending the shape of the workpiece W to the threading start position is indicated by a broken line. When the tool T moves in synchronization with the rotation of the main spindle (work W), the tip of the tool T passes through the locus indicated by the broken line in the work virtual shape and comes into contact with the work at the screw shape start point a of the work W from this position. A screw is processed for the workpiece W.
[0010]
Thus, when the first threading process is completed, the workpiece W is removed from the chuck, and the workpiece W is mounted on the chuck to perform the machining again, as shown in FIG. When the protruding amount of W from the chuck is different from the initial machining state shown in FIG. 7 (a) and the phase of the screw is different from that at the first machining, the tool T is moved from the threading machining start position Ps to the spindle. When the movement in the Z-axis direction is started after receiving one rotation signal in synchronization with the rotation of, the position of the threading start point becomes the position a ′ in FIG. The position of the point a is shifted.
[0011]
Therefore, the shift amount α or β between the screw groove position and the reception position of the single rotation signal is measured (the shift amount α is a single rotation signal obtained when moving from the screw groove position in the machining direction (left direction in FIG. 7). The deviation amount with respect to, β is the deviation amount when moving in the opposite direction) This measuring method will be described later.
[0012]
At the time of re-machining, the tool is moved to a position advanced in the Z-axis machining direction by a deviation amount β from the threading start position Ps or moved to a position opposite to the Z-axis machining direction by a deviation amount α from the threading start position Ps. If T is positioned and the tool T starts moving in synchronization with the rotation of the spindle when receiving one rotation signal from this position, the tool T comes into contact with the workpiece W and the screw shape start point a, and rework is performed from this position. Will do.
[0013]
Alternatively, the tool T is positioned at the threading start position Ps, and after receiving one rotation signal, the shift amount α (where Z = ZR tool movement amount (lead) at one rotation signal generation interval is ZR, α = ZR− β, and the amount of deviation α can also be obtained from the amount of deviation β), when the movement of the tool T is started in synchronization with the rotation of the spindle, The screw is reworked along the obtained screw groove.
[0014]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a functional block diagram showing a main part of a control device 100 for driving and controlling an NC lathe to which the method of the present invention is applied.
[0015]
The processor 11 of the control device 100 is a processor that controls the control device 100 as a whole. The processor 11 reads a system program stored in the ROM 12 via the bus 21 and controls the control device 100 as a whole according to the system program. Control. The RAM 13 stores temporary calculation data, display data, various data input by the operator via the CRT / MDI unit 70, and the like.
[0016]
The CMOS memory 14 is configured as a non-volatile memory that is backed up by a battery (not shown) and retains the memory state even when the power of the control device 100 is turned off. The machining program or CRT / MDI unit read via the interface 15 A machining program or the like input via 70 is stored.
[0017]
In the ROM 12, various system programs for executing processing required for creating and editing the machining program and processing for automatic operation are written in advance.
[0018]
The interface 15 is an interface for an external device that can be connected to the control device 100, and is connected to an external device 72 such as a floppy cassette adapter. A machining program or the like is read from the external device 72, and the machining program edited in the control device 100 can be stored in a floppy cassette or the like via the external device 72.
[0019]
A PMC (programmable machine controller) 16 controls an auxiliary device on the NC lathe side, for example, an actuator such as a robot hand for tool change, by a sequence program built in the control device 100. That is, according to the M function, S function, and T function instructed by the machining program, these sequence programs convert the signals into necessary signals on the auxiliary device side and output them from the I / O unit 17 to the auxiliary device side. Auxiliary devices such as various actuators are activated by this output signal. In addition, it receives signals from various switches on the operation panel provided in the main body of the NC lathe, performs necessary processing, and passes it to the processor 11.
[0020]
Image signals such as the current position of each axis of the NC lathe, alarms, parameters, and image data are sent to the CRT / MDI unit 70 and displayed on its display. The CRT / MDI unit 70 is a manual data input device provided with a display, a keyboard, and the like. The interface 18 receives data from the keyboard of the CRT / MDI unit 70 and passes it to the processor 11.
[0021]
The interface 19 is connected to the Z-axis manual pulse generator 71 and receives a pulse from the manual pulse generator 71. The manual pulse generator 71 is mounted on the operation panel of the NC lathe, and is used to precisely position the turret of the NC lathe by controlling each axis by a distribution pulse based on manual operation. The same applies to the X-axis manual pulse generator 73 and the interface 20. Note that the Z-axis is a feed in the main shaft axis direction, and the X-axis is a feed in a direction (cutting direction) orthogonal to the main shaft.
[0022]
The axis control circuits 30 and 31 for the Z and X axes for moving the turret of the NC lathe receive a movement command for each axis from the processor 11 and output the command for each axis to the servo amplifiers 40 and 41. In response to this command, the servo amplifiers 40 and 41 drive the servo motors 50 and 51 of each axis of the NC lathe. The servomotors 50 and 51 for each axis incorporate a position / speed detector, and a position / speed feedback signal is fed back from the position / speed detector. In FIG. 1, description of the feedback of the position signal and the feedback of the velocity is omitted.
[0023]
The interface 23 is connected to the manual pulse generator 74 of the main shaft and receives a pulse from the manual pulse generator 74. The spindle control circuit 32 is connected to the bus 21. The spindle control circuit 32 has a position loop control circuit and a speed loop control circuit. Usually, the speed command output from the processor 11 and the speed detection provided in the spindle motor 62 are detected. Based on a feedback signal from a device (not shown), the spindle motor 62 is speed-controlled via a spindle amplifier 42, is rotated at a commanded rotational speed, and the work W caught on the chuck is rotationally driven. A position coder 63 is coupled to the spindle motor 52 by a gear or a belt, and the position coder 63 outputs a feedback pulse (including a single rotation signal) in synchronization with the rotation of the spindle. The feedback pulse passes through the interface 22. And read by the processor 11.
[0024]
When the rotational position of the main shaft is controlled (in the case of so-called C-axis control), the position loop of the spindle control circuit 32 starts its function, and the position loop control is performed by the movement command from the processor 11 and the feedback pulse from the position coder 63. To control the rotational position of the spindle (workpiece). In relation to the present invention, when the manual pulse generator 74 for the main shaft is operated, the main shaft is driven based on the pulse from the manual pulse generator 74.
[0025]
Hereinafter, the processing in the rework mode in the case where the work once removed from the chuck is mounted on the chuck again and reworking such as driving in the cutting amount is performed will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS.
[0026]
First, the operator who has attached the workpiece to the chuck again operates the CRT / MDI unit 70 of the control device 100 to switch the operation mode of the device to the rework mode, and uses the manual pulse generators 71, 73, 74. As shown in FIG. 5, each of the manual pulse generators 71, 73, and 74 of the Z axis (feed direction), the X axis (cutting direction), and the main axis (workpiece rotation) is operated. Is positioned in the groove portion of the screw serving as a workpiece, and after confirming the completion of positioning, the positioning completion key of the CRT / MDI unit 70 is pressed.
[0027]
The portion for positioning the tip of the tool may be anywhere as long as it is a groove portion of the screw. In addition, in order to accurately position the tip of the tool in the groove portion of the screw, the contact between the tip of the tool and the screw groove is visually confirmed by a projection microscope, or the tip of the tool and the groove of the screw are Insert a thin paper sheet between them and check the degree of crushing.
[0028]
The process shown in steps S1 to S6 is a flowchart showing an outline of the process performed by the processor 11 in response to the operation of the operator at the above stage.
[0029]
That is, the processor 11 that has detected the switching to the rework mode by the operator can first manually control the Z-axis and X-axis servomotors 50 and 51 and the spindle motor 52 by the manual pulse generators 71, 73 and 74. The axis mode is set (step S1), and the following processes are performed in accordance with manual operations of the manual pulse generator 73 (operation detected at step S2) and 71 (operation detected at step S4).
[0030]
First, when a movement command is input by operating the manual pulse generator 73 (step S2), the processor 11 sends the tool in the X-axis direction according to the movement command ΔX (step S3). The movement command ΔX from the manual pulse generator 73 includes a sign corresponding to the rotation direction of the operation handle. The feed direction when the operation handle is rotated in the positive direction is the + X direction, and the operation handle is The feed direction when rotated in the reverse direction is the -X direction (both see FIG. 5).
[0031]
The processing when the manual pulse generator 71 is operated (step S4, step S5) is the same as that of the manual pulse generator 73 (step S2, step S3). However, the feed of the tool is in the Z-axis direction, and there is still a distinction between forward and reverse in the feed direction.
[0032]
Independent manual control of the servomotors 50 and 51 by the manual pulse generators 71 and 73 can be performed at any time until the positioning completion key of the CRT / MDI unit 70 is operated (step S6).
[0033]
When the operator who has completed the positioning by the manual pulse generators 71 and 73 presses the positioning completion key of the CRT / MDI unit 70, the processor 11 detects this operation in the process of step S6 and stores it in the positioning completion position storage register Z1. The current position Zn stored in the Z-axis current position register is stored (step S7), and a value 0 for requesting detection of the amount of positional deviation is set in the flag F (step S8). In short, the value of the positioning completion position storage register Z1 is the value of the Z axis when the tip of the tool is accurately positioned in the groove portion of the screw.
[0034]
Next, the operator synchronizes the rotation of the spindle 52 and the tool feed in the Z-axis direction, moves the tool in the Z-axis direction by manual operation, and the tool in the Z-axis direction until one rotation signal of the spindle 52 is detected. Is moved by the control device 100.
[0035]
In order to synchronize the rotation of the main shaft 52 and the tool feed in the Z-axis direction, a method of operating the Z-axis manual pulse generator 71 to move the tool in the Z-axis direction and rotating the main shaft 52 in synchronization therewith. In this embodiment, the method of driving the Z-axis servo motor 50 in synchronization with the rotation of the main shaft 52 by operating the manual pulse generator 74 of the main shaft 52 is considered. To use.
[0036]
When positioning is performed with thin paper sandwiched, it may be better to retract the tool in the positive direction of the X axis in advance and remove the thin paper. However, the movement of the tool in the X axis direction may be performed as described above. It may be arbitrarily performed independently of the synchronous operation of the main shaft and the Z axis.
[0037]
The processing shown in steps S9 to S24 is a flowchart showing an outline of processing performed by the processor 11 in accordance with the operation of the manual pulse generators 73 and 74 by the operator in the steps so far (Z-axis manual pulse generator). 71 is not operated).
[0038]
The processor 11 first determines whether or not a value 0 for requesting the detection of the amount of displacement is set in the flag F (step S9). At this stage, the value of the flag F is 0. It is determined whether or not the manual pulse generator 74 is operated to input the manual spindle pulse ΔS (step S10). If there is no input, the process proceeds to step S19. If it is input, the spindle is moved by the input pulse ΔS. Drive (step S11). When the spindle 52 rotates, a feedback signal is fed back from the position coder 63. Based on the feedback signal ΔS, the Z-axis servomotor 50 is driven in synchronization with the rotation of the spindle motor 52 to send the tool (step S12). If the screw lead is ZR, the feedback pulse from the position coder 63 is ΔS, and the number of pulses for one rotation of the spindle is Sc, the feed of the tool in the Z-axis direction is ZR · ΔS / Sc.
[0039]
Next, the processor 11 determines whether or not one rotation signal is input from the position coder 63 (step S13). If a single rotation signal is not input, the process proceeds to step S19. If a single rotation signal is input, the processor 11 stores the Z-axis current position Zn of the tool in the single rotation signal detection position storage register Z2 (step S14). Then, the magnitude relationship between the value of the positioning completion position storage register Z1 and the value of the one rotation signal detection position storage register Z2 is compared (step S15), and if the value of the one rotation signal detection position storage register Z2 is larger, the value of Z1 The value of Z2 is subtracted from the value, and the value is stored as the correction amount Z3 (step S 16 ).
[0040]
In this case, as shown in FIG. 5, this means that the operator has moved the tool in the direction of + Z from the positioning completion position Z1 to detect one rotation signal of the spindle 52, and the correction amount Z3 (in FIG. 7B) (corresponding to β) is a negative value. That is, the tool feed in the −Z direction is started by detecting one rotation signal of the spindle 52 starting from the same position as the Z-axis coordinate of the threading start position set before removing the workpiece from the chuck (described later). If the tool movement is preceded by Z3 in the Z-axis direction (if it is preceded by β (= Z3) as shown in FIG. 7 (b)), FIG. This means that the tool can be moved along the same spiral trajectory as the previous time through the position of Z1 shown, in other words, through the valley of the screw cut in the previous machining (if the correction by Z3 is Otherwise, the tool will pass through the position Z2 in FIG.
[0041]
Further, if Z1 = Z2, it means that the attachment state in the same state as that at the time of the removal is reproduced by the work remounting operation, and the value of the correction amount Z3 is zero.
[0042]
If the value of the one-rotation signal detection position storage register Z2 is smaller than the value of the positioning completion position storage register Z1, the processor 11 subtracts the value of Z2 from the value of Z1 (to α in FIG. 7B). The value of the screw lead ZR is further subtracted from (corresponding), and the value is stored as the correction amount Z3 (step S17).
[0043]
In this case, as shown in FIG. 6, it means that the operator has moved the tool in the direction of -Z from the positioning completion position Z1 to detect one rotation signal of the spindle 52, and Z1-Z2 <ZR. Inevitably, the correction amount Z3 is a negative value. That is, the tool feed in the −Z direction is started by detecting one rotation signal of the spindle 52 starting from the same position as the Z-axis coordinate of the threading start position set before removing the workpiece from the chuck (described later). If the movement of the tool is preceded by Z3 in the Z-axis direction, the position of Z1 shown in FIG. 6, in other words, the thread valley cut by the previous machining is passed. This means that the tool can be moved along the same spiral trajectory as the previous time (if the correction by Z3 is not performed, the tool will pass through the position of Z2 in FIG. 6).
[0044]
Note that the processing is performed so that the correction amount Z3 becomes negative because the tool moves in the + Z direction when tailoring is corrected collectively in the initial stage of threading processing described later, and the tailstock is corrected. If there is a sufficient margin between the threading start point and the tailstock, there is no problem even if the value of the correction amount Z3 becomes positive. Therefore, the processing of step S15 and step S17 is unnecessary. In this case, under the situation of FIG. 6, the value of Z3 becomes positive, and one rotation signal of the spindle 52 is detected starting from the same position as the Z-axis coordinate of the threading start position set before removing the workpiece from the chuck. Thus, the tool movement is delayed by Z3 in the Z-axis direction with respect to the tool feed in the -Z direction (thread cutting processing described later) started.
[0045]
Of course, if the determination result in step S13 is false, that is, if a single rotation signal is not input, the processing in steps S14 to S18 is not performed. When the correction amount Z3 is obtained in the process of step S16 or step S17, a value 1 indicating that the detection of the positional deviation amount is completed is set in the flag F (step S18), and the correction amount Z3 is obtained. To complete the process.
[0046]
Therefore, the process for obtaining the correction amount Z3 is not performed every time the rotation signal of the main shaft 52 is detected, but is executed once when the first rotation signal is detected. Only. Therefore, the absolute value of the correction amount Z3 is smaller than the screw lead ZR.
[0047]
As described above, the tool movement in the X-axis direction is free, and when a movement command is input by operating the manual pulse generator 73 (step S19), the processor 11 determines the tool according to the movement command ΔX. To the X-axis direction (step S20).
[0048]
Next, the processor 11 determines whether or not the threading start button on the operation panel has been operated (step S21). If the threading start button has not been operated, the process proceeds to step S9 again. The subsequent processing is repeatedly executed. The operator operates the manual pulse generator 74 without touching the threading start button, executes the rotation of the spindle 52 and the tool feed in the Z-axis direction in synchronization, and until one rotation signal of the spindle 52 is detected. The movement amount of the tool in the Z-axis direction is obtained, and the value is stored as the correction amount Z3.
[0049]
Once the correction amount Z3 is obtained and the flag F is set to 1, it is not always necessary to synchronize the rotation of the spindle 52 and the tool feed in the Z-axis direction, but the process proceeds from step S9 to step S22. When the manual pulse generator 74 is operated, the same processing as steps S10 to S12 (steps S22 to S24) is executed, the Z axis is driven in synchronization with the main shaft, and the process proceeds to step S19. If the manual pulse generator 74 is not operated, the process proceeds from step S22 to step S19.
[0050]
Therefore, the operator can appropriately operate the X-axis manual pulse generator 73 and the spindle manual pulse generator 74 without touching the threading start button, and can start the automatic threading operation by the fixed cycle. That is, the tool is moved to the vicinity of the Z-axis coordinates of the threading start position set before removing the workpiece from the chuck.
[0051]
The general operation is set before operating the X-axis manual pulse generator 73 to release the tool to the outside in the radial direction of the workpiece and then operating the spindle manual pulse generator 74 to remove the workpiece from the chuck. Further, the tool is moved to the vicinity of the Z-axis coordinate of the threading start position. Naturally, the threading start position is offset in the + Z direction from the workpiece tip. Further, the cutting for the follow-up machining is made by operating the X-axis manual pulse generator 73 at this stage.
[0052]
When the operator operates the thread cutting start button, the processor 11 detects this operation in the process of step S21, drives the Z-axis servo motor 50, and sets the screw set before removing the workpiece from the chuck. The tool is moved to the Z-axis coordinate position of the cutting start position (step S25), and the rotation of the spindle motor 52 is started at the set rotational speed RC (rpm) (step S26).
[0053]
However, as already described, if the one-turn signal of the spindle 52 is detected as it is and the tool feed in the Z-axis direction is started, the tip of the tool passes through the position Z2 shown in FIGS. Therefore, it becomes impossible to perform threading along the same spiral trajectory as before the workpiece is removed from the chuck.
[0054]
This is because when the work is remounted on the chuck, the relative rotational position of the chuck and the work and the amount of protrusion of the work with respect to the chuck change from the state before removal. Strictly speaking, Z1 = Z2 is true when the workpiece is reattached by chance, and when the attachment state in exactly the same state as when the workpiece is removed is reproduced. There are cases in which both the relative rotational position and the amount of protrusion of the workpiece with respect to the chuck change, and the spiral trajectory overlaps in the same state as when it is removed due to the combination of two kinds of deviations. There is no problem with the former, but in the latter case, a fixed cycle of threading is performed using the same coordinates as the Z-axis coordinates of the threading start position set before removing the workpiece from the chuck. In this case, there is a problem that the effective length of the screw changes. Therefore, it is desirable to adjust the amount of protrusion of the workpiece with respect to the chuck in the same manner as before removal. Of course, even if there is a slight difference in the protruding amount, the spiral trajectories themselves are completely coincident with each other, so there is no problem unless a strict machining tolerance is set for the effective length of the screw.
[0055]
As a result, if the tool position is shifted in the Z-axis direction by the correction amount Z3 from the preset threading start position to the tip of the workpiece, the chuck and Even if there is a change in the rotation position relative to the workpiece or the amount of protrusion of the workpiece relative to the chuck, threading processing starts from the screw shape start point set before removing the workpiece from the chuck, It is possible to perfectly match the trajectory obtained by machining performed before removing the workpiece from the chuck.
[0056]
As a method of adding a feed corresponding to the correction amount Z3 until the tool moves from the threading start position to the tip of the workpiece, a feed in the Z-axis direction for every predetermined period required for synchronous operation with the spindle There are a method of adding and outputting a movement command in which the correction amount Z3 is distributed to each of the commands, and a method of starting the synchronous operation after correcting the amount corresponding to the correction amount Z3 first in advance. However, as already mentioned, the amount of protrusion of the workpiece with respect to the chuck may change from the state before removal, and distribution of the correction amount Z3 is completed in what distance section after the Z-axis feed is started. In this embodiment, the latter method is applied because there is a case where it is not exactly known whether or not to do so.
[0057]
Therefore, first, the processor 11 moves the tool in the Z-axis direction by the correction amount Z3 (step S27), first corrects the feed in the Z-axis direction, and detects one rotation signal from the spindle 52. (Step S28), the programmed automatic threading process is started. In other words, the tool lead in the Z-axis direction is started at a speed of RC · ZR / 60 in synchronism with the spindle rotation speed RC (rpm) so that the screw lead becomes ZR. In the same manner as described above, one thread cutting process is performed.
[0058]
As described above, by moving the tool by Z3 in the Z-axis direction with respect to the tool feed in the -Z direction started by detecting one rotation signal of the main shaft 52, FIGS. The tool can be moved along the spiral trajectory exactly the same as the spiral trajectory engraved before the workpiece is removed through the position of Z1 shown in FIG. it can.
[0059]
As described above, as an embodiment, a change in the relative rotational position of the chuck and the workpiece and the amount of protrusion of the workpiece relative to the chuck before the workpiece is removed from the chuck and after the retransmission is detected as a deviation of the tool position in the Z-axis direction. By adjusting the feed of the tool with the same coordinate position as the Z-axis coordinate of the threading start position set before removing the workpiece from Although the description has been made with respect to the later spiral locus, the amount of deviation may be detected not by the amount of tool displacement in the Z-axis direction but by the amount of spindle rotation.
[0060]
In this case, when the determination result in step S6 becomes true, in step S7, the value of the current position storage register of the main shaft 52 (when switching to C-axis control, the feedback pulse from the position coder is counted and the rotational position of the main shaft is counted. Is stored in the current position storage register), the rotational position (c1) of the main spindle is stored, and when one rotation signal is detected in step S13, the current position of the main spindle 52 is replaced with the processing in steps S14 to S17. If the value (c2) of the storage register is read and the rotation direction of the main shaft is screwed in the positive direction, if c2 ≧ c1, the deviation amount of the main shaft rotation amount corresponding to α in FIG. Then, a value obtained by subtracting the rotation pulse amount of one rotation of the main spindle from (c2-c1) (a negative value with a rotation amount corresponding to β in FIG. 7B) is stored as a deviation amount to be corrected. When c2 <c1 (rotation amount corresponding to β), (c2−c1) is stored as a rotation amount to be corrected. In step S27, the stored correction fee is converted into a Z-axis movement amount to correct the tool position.
[0061]
Further, instead of correcting the tool position, the tool movement may be started at a timing when one rotation signal is received from the threading start position Ps and fed by α in FIG. In this case, in steps S15 to S17, when c2 ≧ c1, (c2−c1) is stored as a delay amount for correcting, and when c2 <c1, (c1-c2) ) Is stored as a correction delay amount, and at the time of re-machining, after one rotation signal is detected, the movement of the tool is started with a delay by the stored delay amount.
[0062]
【The invention's effect】
According to the present invention, even when the relative rotational position between the chuck and the workpiece and the amount of protrusion of the workpiece with respect to the chuck change due to the workpiece detaching operation for measurement or the like, before the workpiece is removed from the chuck. Thus, accurate threading can be performed along the spiral trajectory of the screw.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a lathe control device according to an embodiment to which a screw reworking method in a lathe according to the present invention is applied.
FIG. 2 is a flowchart showing an outline of processing in a rework mode by the control device of the embodiment.
FIG. 3 is a continuation of the flowchart showing an outline of processing in the rework mode.
FIG. 4 is a continuation of the flowchart showing an outline of processing in the rework mode.
FIG. 5 is a conceptual diagram showing an operation principle of the embodiment.
FIG. 6 is a conceptual diagram showing an operation principle of the embodiment.
FIG. 7 is a diagram illustrating the principle of the present invention.
[Explanation of symbols]
11 processor
12 ROM
13 RAM
14 CMOS memory
15 interface
16 Programmable machine controller
17 I / O unit
18 interface
19 Interface
20 interfaces
21 Bus
22 interface
23 changeover switch
30 axis control circuit
31 axis control circuit
32 Spindle control circuit
40 Servo amplifier
41 Servo amplifier
42 Spindle amplifier
50 Servo motor
51 Servo motor
52 Spindle motor
63 position coder
70 CRT / MDI unit
71 Manual pulse generator
72 External equipment
73 Manual pulse generator
74 Manual pulse generator
100 Control device
T tool
W Work

Claims (2)

主軸の一回転信号を検出するとネジリードに合わせて主軸軸方向の工具の自動同期送りをネジ切り開始点から開始するようにした旋盤によるネジ加工であって、一度ネジ加工を実施し、ネジ加工されたワークを旋盤から取り外し、再度取り付けてネジ加工を行うネジの再加工方法において、
手動操作によって工具の先端を任意のネジ溝に合致させてから手動操作で同期させて主軸の回転と主軸軸方向の工具送りを行わせ、主軸の一回転信号が検出されるまでの主軸軸方向の工具の移動量を求め、工具を退避させて再加工のために切り込みを与えて工具の自動同期送りを開始するに際し、少なくとも、工具がワークに接しネジ形状開始点に到達するまでの間に、前記移動量に相当する工具送り補正を主軸軸方向に与えるようにしたことを特徴とする旋盤におけるネジの再加工方法。
Automatic synchronization feed of the spindle axis of the tool to match the thread lead Upon detection of a single revolution signal of the spindle a threaded by lathe so as to start from the threading start point, once performed threaded, it is threaded In the re-machining method of the screw that removes the workpiece from the lathe, re-attaches it and performs screw machining,
Spindle axis direction until the spindle rotation signal is detected by rotating the spindle and feeding the tool in the spindle axis direction after manually aligning the tip of the tool with an arbitrary screw groove by manual operation. The amount of tool movement is calculated, and when the tool is retracted and a cut is made for reworking to start automatic synchronous feeding of the tool, at least until the tool contacts the workpiece and reaches the screw shape start point A method of reworking a screw in a lathe, characterized in that a tool feed correction corresponding to the amount of movement is given in the spindle axis direction.
主軸の一回転信号を検出するとネジリードに合わせて主軸軸方向の工具の自動同期送りをネジ切り開始点から開始するようにした旋盤によるネジ加工であって、一度ネジ加工を実施し、ネジ加工されたワークを旋盤から取り外し、再度取り付けてネジ加工を行うネジの再加工方法において、
手動操作によって工具の先端を任意のネジ溝に合致させてから手動操作で同期させて主軸の回転と主軸軸方向の工具送りを行わせ、主軸の一回転信号が検出されるまでの主軸回転量を求め、工具を退避させて再加工のために切り込みを与えて工具の自動同期送りを開始するに際し、前記主軸回転量を工具を切削送り方向に移動させて求めた場合には、主軸の1回転信号を検出してから前記主軸回転量だけ主軸が回転した後前記ネジ切り開始点から工具の自動同期送りを開始し、前記主軸回転量を工具を切削送り方向と逆方向に移動させて求めた場合には、主軸の1回転信号を検出してから、主軸の1回転量から前記主軸回転量だけ減じた量だけ主軸が回転した後前記ネジ切り開始点から工具の自動同期送りを開始してネジの再加工を行なう旋盤におけるネジの再加工方法。
Automatic synchronization feed of the spindle axis of the tool to match the thread lead Upon detection of a single revolution signal of the spindle a threaded by lathe so as to start from the threading start point, once performed threaded, it is threaded In the re-machining method of the screw that removes the workpiece from the lathe, re-attaches it and performs screw machining,
The amount of spindle rotation until the spindle rotation signal is detected by manually rotating the spindle and feeding the tool in the spindle axis direction after manually aligning the tip of the tool with an arbitrary screw groove. When the tool is retracted and a cut is made for reworking to start automatic synchronous feed of the tool, the spindle rotation amount is obtained by moving the tool in the cutting feed direction. After detecting the rotation signal, the spindle rotates by the amount of spindle rotation, and then automatic synchronous feed of the tool is started from the threading start point, and the spindle rotation amount is obtained by moving the tool in the direction opposite to the cutting feed direction. In this case, after detecting the spindle rotation signal, the spindle rotates by an amount obtained by subtracting the spindle rotation amount from the spindle rotation amount, and then automatic synchronous feed of the tool is started from the threading start point. Turning the screw Re-processing method of the screw in.
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