JPH0241814A - リジッドタップの動作確認装置 - Google Patents

リジッドタップの動作確認装置

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JPH0241814A
JPH0241814A JP63192824A JP19282488A JPH0241814A JP H0241814 A JPH0241814 A JP H0241814A JP 63192824 A JP63192824 A JP 63192824A JP 19282488 A JP19282488 A JP 19282488A JP H0241814 A JPH0241814 A JP H0241814A
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motor
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Atsuo Nakamura
厚生 中村
Kazuhisa Numai
沼居 一久
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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、主軸を直接的に駆動するビルトイン主軸モー
タと主軸を軸線方向に駆動するZ軸モータとを有する工
作機械を使用して、両モークを同期させながらねじ切り
作業を行なう場合、即ちリジッドタップの場合のねじ切
り精度の確認装置に関し、特に高速で精密にねじ切り作
業を行う場合のm認装置に関する。
〔従来の技術〕
従来、工作機械の主軸にタップを取り付けてワークにね
じ切りを行なう場合は、ねじピッチに応じて、主軸回転
用モータと、主軸をZ軸方向へ移動させるZ軸モータと
を夫々所定の回転速度の関係となる様に設定してタップ
を回転並びに直線移動させていた。この方法では各モー
タに作用するねじ切り作業の負荷の変動を各モータはそ
の動力性能に応じて受け、その結果必ずしも一定ピッチ
のねじが形成され得ない。そこでタップに対して作用す
ると共に主軸の軸線方向に作用するイー1勢力を有する
ばねを組み入れた、所謂、フローティングタッパ一方式
により、発生するねじピッチの誤差を吸収させていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
然しなから、上述したフローティングタッパ−方式は、
必ずしも高速で精度の高いねじを切る場合には適さず、
ねじ切り速度によっては不良ねじを形成することもあり
、製品検査の手数と共に作業効率の低下をきたしていた
依って本発明は斯る問題の解決を図るべく、両モータを
同期制御すると共に、ねじ切り作業が高速すぎてモータ
が追従不可能であるか否かを判定し、不良製品を無くす
ると共に高効率なねじ切り作業の達成を目的とする。
〔課題を解決するた必の手段〕
上記目的に鑑みて本発明は、主軸を直接的に駆動するビ
ルトイン主軸モータと前記主軸の軸線方向に該主軸を駆
動するZ軸モークとを有する工作機械において、前記主
軸の回転を検出する主軸用検出手段と、該主軸用検出手
段の送信する信号に応じて前記ビルトイン主軸モータの
回転を制御する指令信号を発生させる主軸制御手段と、
前記2軸モータの回転を制御する指令信号を発生させる
Z軸制御手段と、該Z軸制御手段と前記主軸制御手段と
に夫々所定の同期信号を送信する同期制御手段と、該同
期制御手段の送信する同期信号と前記主軸用検出手段の
送信する信号とに応じて前記主軸制御手段により算出さ
れた前記主軸の回転誤差信号を受信して所定の基準信号
と比較して前記ビルトイン主軸モータの追従性を判定す
る判定手段とを具備したリジッドタップの動作確認装置
を提供する。
〔作 用〕
主軸を直接的に駆動するビルトイン主軸モータはボール
ねじ軸等を介して主軸をZ軸方向に駆動するZ軸モータ
よりも負荷に対する動力の限界到達が早い。従って同期
制御手段によってワークに形成されるねじピッチを一定
にすべく両モークの回転を常時制御していても、ビルト
イン主軸モータの動力限度以上の加減速動作によってリ
ジッドタップ作動をさせることはできない。その判定を
、同期制御上要求されるビルトイン主軸モータの指令回
転速度と、該ビルトイン主軸モータにより回転駆動され
て主軸用検出手段により検出された主軸の回転速度との
差、即ち回転誤差を判定手段により基準値と大小比較す
ることにより、ビルトイン主軸モータの追従性を判定す
る。
〔実施例〕
以下本発明を添付図面に示す実施例に基づいて更に詳細
に説明する。近年、コンパクト化等の要請から、工作機
械の主軸の駆動用モータは主軸と一体的に構成されたビ
ルトインモータが使用される様になってきている。第1
図を参照すると、ビルトイン主軸モータ12は主軸頭1
8に収容され、主軸10と同心状にねじ切り用タップ1
4が取り付けられている。従ってタップ14は主軸モー
タによって回転駆動させられる。一方、主軸10は主軸
頭18と共に主軸10の中心軸線方向、即ちZ方向にZ
軸モータ22によって直線移動させられ得る。主軸頭1
8はZ方向に延設されたボールねじ軸20に沿って、該
ボールねじ軸20と螺合しているボールナツト42を介
して滑らかに直線移動可能である。またこのボールねじ
軸20はその一端に歯車26が取り付けられており、Z
軸モータ22の出力軸に取り付けられた他の歯車28と
噛合している。こうして主軸10は主軸頭18と共に、
Z軸モータ22の駆動力を歯車28と26及びボールね
じ軸20等の伝達機構を介して受けてZ方向に直線移動
することができる。
夫々のモータ12,22には夫々の回転速度を検出する
検出器16,24、例えばタコジェネレーク又はパルス
エンコーダを取り付けている。検出器16によって検出
された主軸10の回転速度aは主軸制御装置30に入力
され、該主軸制御装置30は後述の同期制御装置36か
ら送信される主軸10の回転すべき速度指令信号すを受
信して、該主軸制御装置30の一部を成して2つの信号
値の差を算出する差分演算部32によって指令回転速度
すと実際の回転速度aとの差を算出する。主軸制御装置
30は同期制御装置36から受信する指令回転速度すと
上記回転速度差とを考慮して所要の駆動電流を流ず指令
Cを主軸モータ12用の電源装置44へ送信する。即ち
、検出器16と主軸制御装置30とによって主軸モータ
12のサーボループ制御を行なっている。
Z軸モーク22も同様に、検出器24とZ軸制御装置3
4とによってサーボループ制御され、所定の回転速度で
回転させられ得る。ねじ切り作業においては所望のピッ
チを有するタップ14を回転させると共に、この回転数
に応じた移動速度でタップ14をその長平方向(Z方向
)に直線移動させなければならない。このため主軸モー
タ12とZ軸モータ22の夫々の回転数を同期制御させ
る必要があり、その同期制御装置を参照番号36で示し
ている。この同期制御装置36の送信する回転速度指令
信号b′を上記Z軸制御装置34が受信し、2軸モータ
22の回転速度を検出°した検出器24から送信される
検出回転速度信号a′を考慮して所要の駆動電流をZ軸
モータ22へ通電させるべく、Z軸モータ22用の電源
装置46へ指令信号C′を送信する。
既述の如くZ軸モータ22の駆動力は伝達機構20.2
6.28を介して主軸10S即ちタップI4をZ方向に
直線移動させるが、主軸モータ12はタップ14を直接
的に回転駆動させる。この様な方法でねじ切り作業をす
る場合には、Z方向の直線移動機構においては伝達機構
を適切に選定することによりタップ14の直線移動速度
を適切に選択できるが、タップ14を回転させる主軸モ
ータ12の方は、選定すべき伝達機構が存在しないため
主軸モータ12の動力性能のみによって作業限界が定ま
る。特にタップ14に大きな加減速度を与えたねじ切り
作業においては主軸モータ12の動力性能によって作業
効率が支配される。
第2図はリニア加減速によるねじ切り作業工程を説明す
る図である。上述の如く、ねじ切り作業を効率よく行な
う場合、即ち大きな加減速でタップを駆動する場合はビ
ルトイン主軸モータ12の追従性によって作業効率、言
い換えればねじの精度が支配される。従って主軸モータ
12について以下の判定を行なえばよいこととなる。先
述した同期制御装置36は、所望のピッチのねじ切りの
ため、主軸モータ12に刻々と直線的に変化する回転速
度Nの指令50に応じた回転をさせるよう主軸制御装置
30へ回転速度指令50を送信する。
この信号を受けた主軸制御装置30は先述のサーボルー
プ制御により主軸モータ12を指令50の通りに駆動制
御しようとする。この指令50は以下の作業を意味する
。時刻t1にねじ切りが始まり、時刻t2まで一定の加
速度によって回転速度Nを増速させ、その後一定の減速
度によって減速させて時刻t3で停止させる。以上の作
動によりねじ切りは実行されたが、タップをねじ穴から
抜き取らなければならないため時刻t4まで逆方向に増
速回転させ、その後減速させて時刻t5で停止させる。
そして時刻t6で次のねじ切り作業を開始する。一般に
、モータはロータの回転慣性力を有しており、このため
指令に対して遅れを生ずるが、上記サーボループ制御は
この遅れを補償する作用を果たす。然しなから、モータ
は夫々動力限界を有しており、回転速度指令曲線50の
加速度、或いは減速度の大きさによっては主軸モータ1
2はその回転に遅れを生じ、第2図に実線52で示す様
に回転速度指令50に対して遅れを生じている。その実
回転速度52から指令回転速度50を差し引いた値、即
ち誤差を参照番号54で略示している。一般には図示の
如く、加速と減速の切換点において大きな遅れを生ずる
上述した主軸モータ12の追従遅れを検知しないでねじ
切り作業を続けると不良品を製造することとなり、その
検査に労力を費すと共に、非効率的である。そこで第1
図に示す如く、回転速度指令すと、検出器16により検
出された回転速度信号aとに応じた回転速度の誤差を算
出する差分演算部32から回転速度の誤差信号dを取り
出し、この誤差の大きさを予め設定しである許容値と比
較する判定装置38を設けている。この判定結果に応じ
、例えばり、ED(発光ダイオード)を発光させて主軸
モータ12の追従性の限界を表示することができる。こ
れに応じて作業速度を調節し、不良品を製造することな
く、可及的に高速で、高効率なねじ切り作業が遂行され
得る。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかな様に本発明によれば、不良製品
を出すことなく、タップ作業を高効率に遂行することが
可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のリジッドタップ動作確認装置構成図、 第2図はねじ切り作業工程説明図。 10・・・主軸、 12・・・ビルトイン主軸モータ、 j4・・・タップ、      1G・・・回転検出器
、22・・・2軸モータ、    24・・・回転検出
器、30・・・主軸制御装置、 34・・・Z軸制御装置、 38・・・判定装置。 32・・・差分演算部、 36・・・同期制御装置、

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、主軸を直接的に駆動するビルトイン主軸モータと前
    記主軸の軸線方向に該主軸を駆動するZ軸モータとを有
    する工作機械において、前記主軸の回転を検出する主軸
    用検出手段と、該主軸用検出手段の送信する信号に応じ
    て前記ビルトイン主軸モータの回転を制御する指令信号
    を発生させる主軸制御手段と、前記Z軸モータの回転を
    制御する指令信号を発生させるZ軸制御手段と、該Z軸
    制御手段と前記主軸制御手段とに夫々所定の同期信号を
    送信する同期制御手段と、該同期制御手段の送信する同
    期信号と前記主軸用検出手段の送信する信号とに応じて
    前記主軸制御手段により算出された前記主軸の回転誤差
    信号を受信して所定の基準番号と比較して前記ビルトイ
    ン主軸モータの追従性を判定する判定手段とを具備した
    ことを特徴とするリジッドタップの動作確認装置。
JP63192824A 1988-08-03 1988-08-03 リジッドタップの動作確認装置 Pending JPH0241814A (ja)

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US07/474,758 US5062744A (en) 1988-08-03 1989-07-27 Apparatus for confirming movement of tap when rigid tapping
DE68912928T DE68912928T2 (de) 1988-08-03 1989-07-27 Vorrichtung zum überwachen der gewindebohroperation.
PCT/JP1989/000747 WO1990001388A1 (en) 1988-08-03 1989-07-27 Device for confirming the tap operation in the rigid tapping
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