JPH03126104A - 送り速度制御方式 - 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４軸旋盤用の数値制御装置における刃物台の送
り速度を制御する送り速度制御方式に関し、特に２台の
刃物台の送り速度を効率よく制御して加工能率を向上さ
せた送り速度制御方式に関する。

〔従来の技術〕

ＣＮＣ旋盤等ではワークの加工をより高速化するために
、複数の主軸と複数の刃物台を設け、複数のワークを複
数の工具で加工するよう構成したＣＮＣ旋盤が広く使用
されている。これらのＣＮＣ旋盤で一般的に採用されて
いる形式は２台の主軸と、２台の刃物台から構成される
４軸旋盤である。

４軸旋盤では、２台の刃物台は独立に並行してそれぞれ
の主軸に付けられたワークを加工するが、他の刃物台の
加工終了を干渉等の理由により、待たなければならない
場合がある。このような区間を協調区間と、また、この
ような動作を協調動作と称している。

協調動作を最も効率的に実行させるには、２台の刃物台
の切削時間が等しければよい。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、実際には各刃物台の加工距離は異なり、さらに
、各刃物台の最大送り速度も等しくない。

従って、一方の刃物台が常に、他方の刃物台の加工終了
を待機することとなり、加工効率は低下せざるを得なか
った。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、２
台の刃物台の送り速度を効率よく制御して加工能率を向
上させた送り速度制御方式を提供することを目的とする
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では上記課題を解決するために、４軸旋盤用の数
値制御装置における刃物台の切削速度を制御する送り速
度制御方式において、ある切削区間において、第１の刃
物台の前記切削区間の切削距離と、第２の刃物台の切削
距離の比から各刃物台の切削時間が等しくなるように、
送り速度を求め、前記送り速度がいずれか一方の刃物台
の最大送り速度になるように送り速度を制御することを
特徴とする送り速度制御方式が、提供される。

〔作用〕

まず、切削区間の切削距離から２台の刃物台の送り速度
を、切削距離に逆比例するように決める。

これによって、２台の刃物台の切削時間は等しくなる。

次に、何れかの送り速度が刃物台の最大送り速度に等し
くなるように決める。これによって、一方の刃物台の送
り速度が最大で、他方の刃物台の送り速度は切削距離に
反比例した送り速度に設定される。従って、互いの刃物
台の待ち時間はなくなる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明の４軸旋盤の主軸と刃物の関係を示す図
である。第１の刃物台１には、工具１ａがあり、Ｘ方向
及びＺ方向に制御され、これをＸｌ軸、ｚ１軸とする。

第２の刃物台２には、工具２ａがあり、Ｘ軸及びＺ軸方
向に制御され、これをｘ２軸、Ｚ２軸とする。第１の主
軸３には、第１のワーク４が固定されており、第２の主
軸５はには、第２のワーク６が固定されている。

−船釣に、第１の刃物台１の工具１ａで第１のワーク４
を加工し、第２の刃物台２の工具２ａで第２のワーク６
を加工する。また、これらの結合関係はパラメータで変
更できる場合、あるいは加ニブログラムで組み換えでき
るようになっている場合もある。

第３図は加ニブログラムの例を示す図である。

図において、加ニブログラム６には第１の刃物台１を制
御する加ニブログラムＡ？ａと、第２の刃物台２を制御
する加ニブログラムＢ７ｂがある。

ここでは、互いにブロック８ａ〜９ａきブロック８ｂ〜
９ｂ間で協調動作を行うものとし、この区間を協調区間
と称する。また、ブロック８ａ１８ｂ及びブロック９ａ
、９ｂは協調動作点と称する。

この協調区間で両刃吻合の加工が同じ時間で終了し、か
つ最も早く加工を行うことを考える。第１図は本発明の
切削速度制御方式のフローチャートである。ここで、各
符号の意味は、以下の通りである。

Ｆｌｍａｘ：刃物台１の最大送り速度 Ｆ２ｍａｘ：刃物台２の最大送り速度 Ｌ１　　　：協調区間の刃物台１の切削距離Ｌ２　　　
：協調区間の刃物台２の切削距離Ｆｌｉ　　　：協調区
間の刃物台１の送り速度Ｆ２ｉ　　　：協調区間の刃物
台２の送り速度また、Ｓに続く数値はステップ番号を示
す。

〔Ｓ１］刃物台ｌの送り速度Ｆｌｉを最大送り速度Ｆ１
ｍａｘにする。

〔Ｓ２〕刃物台２の送り速度Ｆ２ｉをＦ　１　ｍ　ａ　
ｘとそれぞれの切削速度の逆比の積として求める。

この結果、両者の切削時間は等しくなる。

〔Ｓ３〕求めた送り速度Ｆ２ｉが刃物台２の最大送り速
度Ｆ２ｍａ　ｘを越えていないか調べ、越えていなけれ
ば両刃吻合の送り速度は定まり、越えていればＳ４へ進
む。

〔Ｓ４〕刃物台２の送り速度Ｆ２ｉを最大送り速度Ｆ２
ｍａｘとする。

〔Ｓ５〕刃物台１の送り速度ＦｌｉをＦ　２　ｍ　ａ　
、ｘと切削距離の逆比の積として求める。

これによって、一方の刃物台は最大送り速度となり、他
方の送り速度はそれぞれの切削距離の逆比として計算さ
れ、最も切削時間が短く、互いの待ち時間が無くなる。

勿論、これらは送り速度は加工効率を考慮したものであ
り、各ワークの切削条件等で定まる送り速度は別途考慮
する必要がある。

また、このような送り速度の決定は、実際の加工中に行
う。一方、自動プログラム作成装置等でオフラインで加
ニブログラム作成時に行うこともできる。

第４図は本発明を実施するための数値制御装置（ＣＮＣ
）のハードウェアのブロック図である。

図において、１０は数値制御装置（ＣＮＣ）である。プ
ロセッサ１１は数値制御装置（ＣＮＣ）１０全体の制御
の中心となるプロセッサであり、バス２１を介して、Ｒ
ＯＭ１２に格納されたシステムプログラムを読み出し、
このシステムプロクラムに従って、数値制御装置（ＣＮ
Ｃ）全体の制御を実行する。ＲＡＭ１３には一時的な計
算データ、表示データ等が格納される。ＲＡＭ１３には
ＤＲＡＭ使用される。ＣＭＯ３１４には工具補正量、ピ
ッチ誤差補正量、ＮＣプログラム及びパラメータ等が格
納される。ＣＭＯ３１４は、図示されていないバッテリ
でバックアップされ、数値制御装置（ＣＮＣ）１０の電
源がオフされても不揮発性メモリとなっているので、そ
れらのデータはそのまま保持される。

インタフェース１５は外部機器３１用のインクフェース
であり、紙テープリーダ、紙テープパンチャー、紙テー
プリーダ・パンチャー等の外部機器３１が接続される。

紙テープリーダからはＮＣプログラムが読み込まれ、ま
た、数値制御装置（ＣＮＣ）１０内で編集された加ニブ
ログラムを紙テープパンチャーに出力することができる
。

ＰＭＣ（７’ログラマブル・マシン・コントローラ）１
６はＣＮＣ１０に内蔵され、ラダー形式で作成されたシ
ーケンスプログラムで機械側を制御する。すなわち、加
ニブログラムで指令された、Ｍ機能、Ｓ機能及びＴ機能
に従って、これらをシーケンスプログラムで機械側で必
要な信号に変換し、Ｉ１０ユニッ）１７から機械側に出
力する。

この出力信号は機械側のマグネット等を駆動し、油圧バ
ルブ、空圧バルブ及び電気アクチュエイタ等を作動させ
る。また、機械側のリミットスイッチ及び機械操作盤の
スイッチ等の信号を受けて、必要な処理をして、プロセ
ッサ１１に渡す。

グラフィック制御回路１８は各軸の現在位置、アラーム
、パラメータ、画像データ等のディジタルデータを画像
信号に変換して出力する。この画像信号はＣＲＴ／ＭＤ
Ｉユニット２５の表示装置２６に送られ、表示装置２６
に表示される。インタフェース１９はＣＲＴ／ＭＤＩユ
ニット２５内のキーボード２７からのデータを受けて、
プロセッサ１１に渡す。

インタフェース２０は手動パルス発生器３２に接続され
、手動パルス発生器３２からのパルスを受ける。手動パ
ルス発生器３２は機械操作盤に実装され、手動で機械稼
働部を精密に位置決めするのに使用する。

軸制御回路４１〜４４はブ凸セッサ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５１〜５４
に出力する。サーボアンプ５１〜５４はこの移動指令を
受けて、各軸のサーボモータ６１〜６４を駆動する。サ
ーボモータ６１〜６４には位置検出用のパルスコーダが
内蔵されており、このパルスコーダから位置信号がパル
ス列としてフィードバックされる。場合によっては、位
置検出器として、リニアスケールが使用される。

また、このパルス列をＦ／Ｖ　（周波数／速度）変換す
ることにより、速度信号を生成することができる。図で
はこれらの位置信号のフィードバックライン及び速度フ
ィードバックは省略しである。

ここで、サーボモータ６１．６２は刃物台Ａを制御し、
サーボモータ６３．６４は刃物台Ｂを制御する。

スピンドル制御回路７１．７２はスピンドル回転指令及
びスピンドルのオリエンテーション等の指令を受けて、
スピンドルアンプ８１，８２にスピンドル速度信号を出
力する。スピンドルアンプ７２はこのスピンドル速度信
号を受けて、スピンドルモータ９１９２を指令された回
転速度で回転させる。スピンドルモータ９１は第１の主
軸３に、スピンドルモータ９２は第２の主軸５に歯車あ
るいはベルト結合されている。

スピンドルモータ９１．９２には歯車あるいはベルトで
ポジションコーダ１０１．１０２が結合されている。従
って、ポジションコーダ１０１．１０２は主軸３及び主
軸５に同期して回転し、帰還パルスを出力し、その帰還
パルスはインタフェース１１０を経由して、プロセッサ
１１によって、読み取られる。この帰還パルスは刃物台
Ａあるいは刃物台Ｂをスピンドルモータ９１．９２に同
期して移動させてネジ切り等の加工を行うために使用さ
れる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明では、一方の刃物台の送り速
度を最大とし、他方の刃物台の送り速度を加工時間が等
しくなるように決めるようにしたので、加工時間が最短
となり、持ち時間が零となり、加工効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の切削速度制御方式のフローチャート、 第２図は本発明の４軸旋盤の主軸と刃物の関係を示す図
、 第３図は加ニブログラムの例を示す図、第４図は本発明
を実施するための数値制御装置（ＣＮＣ）のハードウェ
アのブロック図である。 ａ ｂ １ ２ ３ ４ １〜４４ １〜５４ １〜６４ １、７２ １．８２ 第１の刃物台 第２の刃物台 第１の主軸 第１のワーク 第２の主軸 第２のワーク 第１の刃物台の加ニブログラム 第２の刃物台の加ニブログラム プロセッサ ＯＭ ＡＭ ＭＯ３ 軸制御回路 サーボアンプ サーボモータ スピンドル制御回路 スピンドルアンプ ９１．９２　。 スピンドルモータ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）４軸旋盤用の数値制御装置における刃物台の切削
   速度を制御する送り速度制御方式において、ある切削区
   間において、第１の刃物台の前記切削区間の切削距離と
   、第２の刃物台の切削距離の比から各刃物台の切削時間
   が等しくなるように、送り速度を求め、 前記送り速度がいずれか一方の刃物台の最大送り速度に
   なるように送り速度を制御することを特徴とする送り速
   度制御方式。
2. （２）前記送り速度は加工を実行しながら制御すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の送り速度制御
   方式。
3. （３）前記送り速度はオフラインで決定することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の送り速度制御方式。