JPH01240257A - 複合加工旋盤用数値制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、主軸に対向する副主軸を有する複合加工旋盤
用の数値制御（以下、単にＮＧとする）装置に関する。

（従来の技術） 一般的に、対向する２つのスピンドル、メインスピンド
ル（以下、主軸とする）とピックオフスピンｉ〜ル（以
下、副生り・１ｂとする）とを持つ複合加工旋盤におい
ては、主軸で第１工程を行ない、副生１ｌｊｈて第２工
程（）ごとえは背面加工）を行なうようになっている。

そして、第１工程から第２工程へ移る際、副主軸を主軸
に近っりて直接ワークを受け渡す。このとき、両工程で
の複合加工におＣプるＣ！１１１１加工角度を一致させ
る必要から、−旦主軸及び副主軸の回転を止めてＣ軸方
向の位置を合ゼてからワークの受け渡しを行なっている
。つまり、第１工程の最後と第２工程の最初か旋削てあ
り、加工する上では主軸を止める必要の無い場合でも、
ワークの受け渡し時に主軸を止めてから再ひ主軸を回転
さゼなけれはならず、この分加工時間か長くかかってし
まうという欠点かあったへ （発明か解決しようとする課題） 主軸を回転したままてワークを受け渡すことか出来れは
、主軸を停止させてから再び回転させる時間を省くこと
かできる。そのためには、回転中に主軸か把んでいるワ
ークを副主軸で安定して把握するため、主軸と副主軸の
相対的な位置関係を一定に保つ機能、つまり主軸に対し
て副主軸か同期して回転する機能か必要となる。この同
期回転は、副主軸を主軸位置に基ついて位置制御するこ
とにより行なう。同期回転では回転数を一致させるたけ
のことであるため、主軸及び副主軸は一定の位相差を保
持しながら回転する。この位相差は同期回転中に変化す
ることはないが、同期回転するたひ毎に異なる。この位
相差分たりずれた位置でワークか受り渡されるため、副
主軸側の複合加工時（第２工程）に前記位相差分を補正
し、第１工程゛と第２工程での複合加工におけるＣ軸加
工角度を一致させる機能か必要となる。

木発明は上述のような事情よりなされたものであり、木
発明の目的は、主軸及び副主軸が回転中にワークを受け
渡しても両軸の複合加工でのＣ軸加工角度か一致するよ
うにした複合加工旋盤用ＮＣ装置を提供することにある
。

（課題を解決するだめの手段） 木発明は主軸に対向する副主軸を有する複合加工旋盤用
ＮＣ装置に関するもので、本発明の上記目的は、前記主
軸及び副主軸にそれぞれ位置検出手段を設−１前記主軸
及び副主軸間にて前記主軸及び副主軸か回転中のワーク
の受り渡しを行なう際、前記回転中の前記各位置検出手
段の差を記憶手段に記憶し、前記ワークを渡された前記
主軸での位置割出し制御に前記記憶手段に記憶されてい
る差データを加味することにより、前記主軸及び副主軸
にお６プる位置割出しの位相を合せることによって達成
される。

（作用） 主中＋ｂには位置検出器か取イ」けられており、副主軸
は位置制御を行なう。副主軸は長手方向に移動する軸上
に有り、ワークを把握している主軸の主軸回転数に副主
軸回転数を一致させる。次に、主軸位置に基づいて副主
軸を位置制御し同期回転させるか、これは回転数を合せ
るたけのため両軸は一定の位相差を保持しながら回転す
る。副主軸のチャックを閉めてワークを把握し、ワーク
を通して両軸は連結される。このとき両軸の検出器の値
より前記位相差を求めて保持すると共に、副主軸ての加
工のＣ軸移動において前記位相差を補正することにより
、両軸でのＣ軸加工角度を一致さゼることがてきる。

（実施例） 第１図は対向する主軸１及び副主軸７の構造図てあり、
この２つの軸間でワーク６を受り渡ずようになっている
。すなわち、主軸１にはチャック２か装着されており、
チャック２はワーク６を把握しており、副主軸７にはチ
ャック８が装着されている。本発明は、主ｉＩＩ［ｌ１
１及び副主軸７が回転中に、チャック２が把握している
ワーク６をチャック８て把握させるものである。主制御
装置１２による指令に基づいて主軸モータ駆動部４及び
副主軸モータ駆動部１０はそれぞれ主軸モータ３及び副
主軸モータ９を駆動し、モータ３及び９の回転かそれぞ
れ主軸１及び副主軸９に伝達され、これによって主軸１
及び副主！Ｍ　９が回転駆動される。位置検出器５及び
１１は主軸１及び副主軸７の回転位置をそれぞれ検出す
る。位置検出器５及び１１の位置検出信号ＭＰＳ及びｐ
ｐｓは主制御装置１２に入力され、主制御装置１２は主
軸千−夕３の指令として回転指令ＭＤＳを出力すると共
に、副主軸モータ９の指令として回転指令ＰＤＳを出力
する。

ここにおいて、主軸１及び副主軸７が回転中にワーク６
を受け渡すためには、２１！Ｉｂは相対的に一定の位置
てなりれはならない。主軸１は速度制御により回転して
いる主軸１と副主軸７とを一定の位置に保つためには、
副主！１−ｉＩ＋７に対し主軸位置を位置指令値とした
位置制御を行ない、両軸が同期して回転する必要かある
。主軸回転中に副主軸７を同期回転させるためには、急
激な加減速を避けるために先ず副主軸７の回転数を主軸
１０回転数に合せ、回転数が一致したときに主軸１の位
置に合せて同期回転するようにする。副主軸７は上述の
ように位置制御されているため、一定回転数て回転させ
るための制御も位置指令値を求めて行なう。この場合、
回転数に見合った速度単位量を順次位置指令値に加えて
位置指令値を求めて行く。

主軸回転数を副生！１ｌＩＩ７の目標回転数として回転
させ、同回転になった時点で位置指令値を、主軸回転数
から求めた位置指令値から主軸位置より求めた位置指令
値へ切換え、同期回転に入る。しかし、別々の要素から
求められる上記２つの位置指令値は一致しないため、こ
のままたと滑らかに切換えることができない。

第５図は副主軸７が主軸１と同一回転数になったときの
位置関係を示しており、このとき副主軸７のチャック８
はまだ開いている。第５図中の右方の円は点０を中心と
するＣ軸座標である。

チャック２上の点Ｍは主軸１の基準点、チャック８上の
点Ｐは副主軸７の基準点、点ＰＭは基準点ＭのＣ軸座標
位置、点ＰＰは基準点ＰのＣ軸座標位置とする。そして
、第５図を左から右方向に見たときの右回りをＣ軸増加
方向とし、主軸１及び副主軸７か共にＣ軸増加方向に回
転しているとする。

なお、”ｃｖ”は主軸回転速度より求めた副主軸７の位
置指令値である。副主軸７はこの時点て位置指令値Ｃｖ
に従って回転しているため、点ＰＰは動的誤差を含む位
置制御の遅れθ、たけ位置指令値ＣＶに対して遅れてい
る。そして、“”ＣＭ”は主軸位置から求めた同期回転
のための位置指令値である。

よって、 ＣＭ＝ＰＭ　　　　　　　　・・・・・・・・（１）て
あり、位置指令値ＣｖとＣＭとの間には次式で示される
位相差θ。か存在する。

ｅ　ｃ＝　ＣＶ−ＣＭ　　　　　−・・・−（２）そし
て、副主軸７の位置制御に用いる位置指令値をＣとする
と、（２）式より Ｃ＝Ｃ・・・・・・・・・（３） Ｃ＝ＣＭ十〇。　　　　　・・・・・・・・・（４）と
なり、主軸１と同一回転数て回転するときは（３）式、
同期回転に切換後は（４）式に従って位置指令値を求め
ることにより滑らかに切換えることかできる。

同期回転に入った後、副主軸７側のチャック８を閉じる
。これにより、主軸１と主軸７の相対的な位置か機械的
に固定される。第６図ては副主軸７のチャック８は閉じ
られている。点ＰＭ及び点ＰＰの相対的な位置は固定さ
れ、画点の間に次式の位相差θ、か存在する。

θｐ−ＰＭＰＰ　　　　　・・・・・・・・・（５）こ
のように点ＰＰは点ＰＭに対して０２分たり遅れている
ので、ワーク６は０１分たけ進んた状態て副主軸７のチ
ャック８に把握されている。そして、主軸１側のチャッ
ク２を開いてワーク６の受り渡しは終了する。以上より
、副主軸７側ての複合加工におけるＣｌ１１！１位置決
め時に、位相差０６分たけ位置指令値より減算すること
により、主軸１と副主軸７における複合加工でのＣ軸加
工角度を一致させることかできる。

第２図は主軸１及び副主軸７の回転制御の回路系を第１
図に対応させて示す図てあり、コマンド解析部２０て主
制御装置１２に刻する指令を各動部て実行出来るように
解析している。主軸回転制御部２１はコマンド解析部２
０からの主軸回転指令に基づいて主軸モータ駆動部４に
対して回転指令ＭＤＳを出力し、主軸回転数算出部２２
は位置検出器５からの位置検出信号ＭＰＳにより主１ｌ
ｌＩｌ１１の回転数ＭＲを算出する。また、副主軸回転
数算出部２３は位置検出器１１からの位置検出信号ｐｐ
ｓにより副主軸７の回転数ＰＲを算出する。そして、回
転数比較部２４は算出された主軸回転数ＭＲ及び副主軸
回転数ＰＲを比較し、同一回転数となったときに一致信
号ＣＮを指令位相差算出部２５及び副主軸位置指令切換
部３１に人力する。指令位相差算出部２５は両軸か同一
回転数になフたとき、同期回転に用いる主軸位置から求
めた位置指令値ＣＭと副主軸回転制御に用いる位置指令
値ＣＶどの位相差θ。を算出し、同期制御部２８に出力
する。チャック制御部２６はコマンド解析部２０からの
ヂャック開閉指令ＧＫによりヂャック２及び８の開閉を
行ない、両軸のヂャック２及び８かともに閉のときに閉
信号ＣＳを位置位相差算出部２７に人力する。位置位相
差算出部２７は人力された閉信号Ｃ５をトリカーとして
、両軸の位置検出器５及び１１からの位置検出信号ＭＰ
Ｓ及びＰＰＳに基ついて位置の位相差θ２を算出し、副
主軸／Ｃ！Ｉ！ｌＩ１位Ｗｔ決め制御部３０に人力する
。副主軸回転制御部２９は、主軸回転数算出部２２て求
めた主軸回転数ＭＲと同回転となるように位置制御単位
時間毎の速度を求め、副主！１ｉｌｌ１７の位置指令値
ＣＶを形成する。また、同期制御部２８は主軸位置より
求めた位置指令値ＣＭに指令位置算出部２５て求めた指
令位相差ＯＣを補正量として加え、同期回転位置指令値
を求める。

主制御装置１２をこのように構成していることにより、
回転制御から同期制御への切換時に位置指令値を急徹に
変化させること／了く、円滑に切換えることかてぎる。

副主＋１！１ｌ１７側の複合加工時は副主軸／Ｃ軸位置
決め制御部３０てＣ軸方向位置決め制御を行なうか、そ
の際位置位相差算出部２７て求めた位置位相差Ｏ８を補
正値として位置指令値から減算し、主！ｌ−１ｌ１１と
副主！ｌ１ｌＩ１７てのＣ軸加工角度をワーク６上で一
致させる。副主軸位置指令切換部３１は、回転数比較部
２４からの一致信号ＣＮとコマンド解析部２０からの指
令とに基ついて、位置決め制御部３０．副主軸回転制御
部２９．同期制御部２８のとの位置指令値を用いるかを
判断し、副主軸位置制御部３７へ位置指令値Ｃを伝送す
る。副主軸位置制御部３２　ｉ；］位置指令値Ｃに基つ
いて、副主軸７のＣ軸位置制御を行／７つものである。

第３図のフロヂ＼・−トは、ワーク６の受り渡しの動作
を示している。同期回転“人′°の処理（ステップ５１
）　は、回転中の主！ｌ１ｌｌ１１に対して副主軸７か
同期して回転する処理を行なう６訂細は第４図に示して
説明する。そして、主軸１及び副主軸７か同期して回転
すると、次に副主軸７側のヂ■ツク８を閉しる（ステッ
プＳ２）。これによりワーク６を通して主軸１と副主！
Ｉ’［１）　７の相対的な位置か機械的に固定される。

この状態で、主軸位ｔ１ｔと副主軸位置の位相差θ、を
求めて保持する（ステップ５３）。次に、主軸１側のヂ
ャック２を開き（ステップＳ４）、これてワーク６は主
！１ｉｌＩ１１から副主軸７に渡ったことになる。その
後、同期回転に入る前の回転数となる杼に、同期制御か
ら回転制御に切換える。これにより、副主軸７たりてそ
のまま旋削に入ることが可能である。さらに、切削工程
が複合加工になったとき、Ｃ軸位何決めにおいて上記ス
テップＳ３て求めた位相差を補正することにより、主軸
１側と副生ＩＩｄ１７側における複合加工のＣ軸加工角
度をワーク６上で一致させることか出来る。

第４図のフローヂャートは、第３図のステップＳ１であ
る副生軸７の同期回転°゛λ°′の処理例を示している
。主軸回転数算出部２２て求めた回転数ＭＲて副主軸７
か回転するように、副主軸回転制御部２９が制御する（
ステップ５１０）。主軸１と副主軸７の実回転数か一致
したとき（ステップ５ｌｌ）、同期制御部２８は主軸位
置から形成される副主１ＦＩｌ１７のＣ軸同期制御位置
指令値ＣＭと、この時点ての回転制御部２９て形成され
る一定速度のＣ軸位置指令値ＣＶとの位相差Ｏｃを求め
る（ステップ５１２）。次に、Ｃ軸位置指令の選択を回
転制御から同期制御に切換え（ステップ５１３）、前記
位置指令値ＣＭに前記位相差θ。加え、Ｃ軸指令値Ｃと
する（ステ・ｙプ５１４）。これて同期゛°人″の処理
は完了し、以後副主軸７は主軸１に同期して回転する。

なお、本例では主軸から副主軸へワークを受り渡す場合
について説明したか、逆に副主軸から主軸へワークを受
の渡す場合も全く同様に考えれは良い。

（発明の効果） 以上のように本発明によれは、対向する２つの軸間て直
接ワークを受け渡し、背面加工を行なうことかできＮＣ
制御複合加工旋盤において、主軸側での加工から副主軸
側への加工へ診る際に主軸を停止させ、再ひ回転させる
必要かなくなるため、その分加工時間を短縮することか
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は対向する２つの主軸及び副主軸の構成例を示す
図、第２図はその制御系を示すブロック図、第３図はワ
ークの受り渡しを示すフローヂャート、第４図は副主軸
を主軸に同期回転させる制御例を示すフローヂャート、
第５図及び第６図は主軸及び副生中＋ｂか同回転数て回
転しているときの位置関係を説明するための図である。 １・・・主軸、２．８・・・チャック、３・・・主軸モ
ータ、４・・・主軸モータ制御部、５．１１・・・位置
検出器、６・・・ワーク、７・・・副主軸、１２・・・
主計、］］御装置、２０・・・コマンド解析部、２１・
・・主軸回転制御部、２４・・・回転数比較部、２８・
・・同期制御部。 出願人代理人　　　安　形　Ｊｊ、ｆｌ−三第３　回 第４　日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、主軸に対向する副主軸を有する数値制御複合加工旋
   盤において、前記主軸及び副主軸にそれぞれ位置検出手
   段を設け、前記主軸及び副主軸間にて前記主軸及び副主
   軸が回転中にワークの受け渡しを行なう際、前記回転中
   の前記各位置検出手段の差を記憶手段に記憶し、前記ワ
   ークを渡された前記主軸での位置割出し制御に前記記憶
   手段に記憶されている前記差データを加味することによ
   り、前記主軸及び副主軸における位置割出しの位相を合
   せるようにしたことを特徴とする複合加工旋盤用数値制
   御装置。