JPH0418323B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0418323B2 JPH0418323B2 JP11812881A JP11812881A JPH0418323B2 JP H0418323 B2 JPH0418323 B2 JP H0418323B2 JP 11812881 A JP11812881 A JP 11812881A JP 11812881 A JP11812881 A JP 11812881A JP H0418323 B2 JPH0418323 B2 JP H0418323B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spindle
- rotation speed
- maximum
- machining
- speed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 22
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000010187 selection method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/416—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control of velocity, acceleration or deceleration
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は数値制御工作機械における主軸モー
タと主軸との間のギヤシフトが最適に求められる
ようにした数値制御方法に関するものである。
タと主軸との間のギヤシフトが最適に求められる
ようにした数値制御方法に関するものである。
例えば旋盤において、工具の被切削材に対する
径方向の位置に応じて主軸回転数を刻々変化させ
て切削速度が常に一定になるように制御する試み
は既に公知であるが、一般に、主軸モータと主軸
との間のギヤが切換えられるように考慮された機
械（例えば旋盤）の場合には、その部品を加工す
る上での最小加工径を加工図面から拾い、この値
と所望の切削速度との関係から主軸回転数を計算
してこの回転数が得られ、かつ主軸モータの動力
が主軸に最も有効に伝達できるようなギヤ番号を
求め、数値制御装置のメモリに入力させる必要が
ある。また、切削速度と工具位置とから主軸回転
数を求めるグラフを予め準備しておいて、求めた
主軸回転数からさらに主軸モータの動力が最も有
効に伝達できるようなギヤ番号を求めて数値制御
装置のメモリに入力させる場合もあるが、何れの
場合もこれらを作業者が定めなければならないた
め、豊富な知識と経験を必要とするとともにこれ
らの操作における設定ミスが発生する欠点があつ
た。
径方向の位置に応じて主軸回転数を刻々変化させ
て切削速度が常に一定になるように制御する試み
は既に公知であるが、一般に、主軸モータと主軸
との間のギヤが切換えられるように考慮された機
械（例えば旋盤）の場合には、その部品を加工す
る上での最小加工径を加工図面から拾い、この値
と所望の切削速度との関係から主軸回転数を計算
してこの回転数が得られ、かつ主軸モータの動力
が主軸に最も有効に伝達できるようなギヤ番号を
求め、数値制御装置のメモリに入力させる必要が
ある。また、切削速度と工具位置とから主軸回転
数を求めるグラフを予め準備しておいて、求めた
主軸回転数からさらに主軸モータの動力が最も有
効に伝達できるようなギヤ番号を求めて数値制御
装置のメモリに入力させる場合もあるが、何れの
場合もこれらを作業者が定めなければならないた
め、豊富な知識と経験を必要とするとともにこれ
らの操作における設定ミスが発生する欠点があつ
た。
この発明は、上記のような従来の問題点を解決
するためになされたもので、設定された部品の最
終加工形状から求めた最小加工径と設定された切
削速度とを用いてその切削加工での主軸最高回転
数を算出し、主軸モータと主軸との間のギヤ比に
依存する主軸許容回転数との関係で、主軸ギヤを
自動的にシフトできる数値制御方法を提供するこ
とを目的とするものである。
するためになされたもので、設定された部品の最
終加工形状から求めた最小加工径と設定された切
削速度とを用いてその切削加工での主軸最高回転
数を算出し、主軸モータと主軸との間のギヤ比に
依存する主軸許容回転数との関係で、主軸ギヤを
自動的にシフトできる数値制御方法を提供するこ
とを目的とするものである。
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。
る。
第１図は切削条件を説明するためのもので、こ
の図において、１は切削加工すべき部品（丸棒）、
２は工具（バイト）である。また、直線Ｏ−Ｚは
切削加工すべき部品１の中心線で、横座標Ｚ軸を
示し、直線Ｏ−Ｘは切削加工すべき部品１の径方
向で、縦座標Ｘ軸を示し、直線Ｏ−Ｓは主軸回転
数を示し、直線Ｏ−Ｍは主軸モータ回転数を示し
ている。さらに、直線Ｏ−Ｘおよび直線Ｏ−Ｚで
囲まれた部分は切削加工すべき部品１の形状（断
面）の中心線の上半分を示し、Dminは最小加工
径（直径）を示している。直線Ｏ−Ｘおよび直線
Ｏ−Ｓで囲まれた部分は各切削速度に対する工具
２の径方向の位置と主軸回転数の関係を示し、
Smaxは指定された切削速度Ｖと最小加工径
Dminとから算出した主軸最高回転数を示してい
る。また、直線Ｏ−Ｍおよび直線Ｏ−Ｓで囲まれ
た部分は各ギヤ番号（＃１〜＃４）に対する主軸
モータ回転数と主軸回転数の関係を示し、GR1
〜GR4は主軸モータが最高回転数で回転すると
きの各ギヤ番号における主軸回転数を示し、あら
かじめメモリに設定されている。
の図において、１は切削加工すべき部品（丸棒）、
２は工具（バイト）である。また、直線Ｏ−Ｚは
切削加工すべき部品１の中心線で、横座標Ｚ軸を
示し、直線Ｏ−Ｘは切削加工すべき部品１の径方
向で、縦座標Ｘ軸を示し、直線Ｏ−Ｓは主軸回転
数を示し、直線Ｏ−Ｍは主軸モータ回転数を示し
ている。さらに、直線Ｏ−Ｘおよび直線Ｏ−Ｚで
囲まれた部分は切削加工すべき部品１の形状（断
面）の中心線の上半分を示し、Dminは最小加工
径（直径）を示している。直線Ｏ−Ｘおよび直線
Ｏ−Ｓで囲まれた部分は各切削速度に対する工具
２の径方向の位置と主軸回転数の関係を示し、
Smaxは指定された切削速度Ｖと最小加工径
Dminとから算出した主軸最高回転数を示してい
る。また、直線Ｏ−Ｍおよび直線Ｏ−Ｓで囲まれ
た部分は各ギヤ番号（＃１〜＃４）に対する主軸
モータ回転数と主軸回転数の関係を示し、GR1
〜GR4は主軸モータが最高回転数で回転すると
きの各ギヤ番号における主軸回転数を示し、あら
かじめメモリに設定されている。
加工する素材の形状および部品の形状を与え
て、所定の加工条件のもとに途中の工具経路を自
動的に求めて部品加工を行うためには、例えば次
のような入力情報を必要とする。すなわち、ひと
つの手段〔Ａ〕として、素材の形状および部品の
形状を、加工図面から離散的に拾つた点の座標値
（部品の基準点から見た絶対値）と、相隣り合う
点の間を連ねる図形要素（直線あるいは円弧な
ど）とで定義して入力する。直線あるいは円弧な
どの図形要素は入力された点の座標値を用いて次
のような関数で定められる。
て、所定の加工条件のもとに途中の工具経路を自
動的に求めて部品加工を行うためには、例えば次
のような入力情報を必要とする。すなわち、ひと
つの手段〔Ａ〕として、素材の形状および部品の
形状を、加工図面から離散的に拾つた点の座標値
（部品の基準点から見た絶対値）と、相隣り合う
点の間を連ねる図形要素（直線あるいは円弧な
ど）とで定義して入力する。直線あるいは円弧な
どの図形要素は入力された点の座標値を用いて次
のような関数で定められる。
直線図形要素 Ｚ＝AX＋Ｂ
円弧図形要素 （Ｘ−Ｃ）2＋（Ｚ−Ｄ）2＝R2
ここで、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｒはそれぞれ入力さ
れた点の座標値から求めた定数である。ただし、
２点間を連ねる円弧はＣ、Ｄ、Ｒの値によつては
多象限にまたがる場合があり得るが、便宜上ここ
では円弧が各象限毎に分割されるように点を拾つ
てその座標値が入力されたものと仮定する。
れた点の座標値から求めた定数である。ただし、
２点間を連ねる円弧はＣ、Ｄ、Ｒの値によつては
多象限にまたがる場合があり得るが、便宜上ここ
では円弧が各象限毎に分割されるように点を拾つ
てその座標値が入力されたものと仮定する。
これら入力された点の座標値およびこれらを連
ねる図形要素はレジスタに格納されており、この
レジスタに格納されている各点の径方向（Ｘ方
向）の座標値の大小を順次判別することによりそ
の最小値Dminを容易に求めることができる。
ねる図形要素はレジスタに格納されており、この
レジスタに格納されている各点の径方向（Ｘ方
向）の座標値の大小を順次判別することによりそ
の最小値Dminを容易に求めることができる。
次いで、手段〔Ｂ〕として、切込量、送りおよ
び切削速度などの加工条件を、素材および工具の
材質および機械的性質、使用する工作機械の特性
などに応じて入力する。これら入力された加工条
件もやはりレジスタに格納される。
び切削速度などの加工条件を、素材および工具の
材質および機械的性質、使用する工作機械の特性
などに応じて入力する。これら入力された加工条
件もやはりレジスタに格納される。
ここで、切削速度とは素材と工具との間の相対
速度、すなわち周速度を示し、工具の径方向の位
置に拘らず一定の値であることが望まれる。これ
を実現させるためには、次式により工具の径方向
の位置に応じて主軸回転数を刻々変化させる必要
がある。
速度、すなわち周速度を示し、工具の径方向の位
置に拘らず一定の値であることが望まれる。これ
を実現させるためには、次式により工具の径方向
の位置に応じて主軸回転数を刻々変化させる必要
がある。
Ｓ＝1000／π×Ｖ／Ｄ
ここで、
Ｓ；主軸回転数……rpm
Ｖ；切削速度……ｍ／min
Ｄ；工具の径方向の位置……mm
π；円周率
である。
また上記手段〔Ａ〕で求めた径方向（Ｘ方向）
の工具の最小値Dminを代入して、この部品を一
定切削速度で加工する上での主軸回転数の最大値
Smaxを容易に求めることができる。
の工具の最小値Dminを代入して、この部品を一
定切削速度で加工する上での主軸回転数の最大値
Smaxを容易に求めることができる。
上記の如く加工に必要なデータがレジスタに格
納されると、これらのデータを用いて工具の途中
の経路を順次演算しながら加工を開始することに
なるが、これに先だち、主軸モータと主軸との間
のギヤ番号を選択する必要がある。
納されると、これらのデータを用いて工具の途中
の経路を順次演算しながら加工を開始することに
なるが、これに先だち、主軸モータと主軸との間
のギヤ番号を選択する必要がある。
第２図はギヤ番号を選択する手順をフローチヤ
ートで示したもので、Smaxは前述の如くこの部
品を一定切削速度で加工する上での主軸回転数の
最大値であり、GR1〜GR4は主軸モータが最高
回転数で回転した時の各ギヤ番号（＃１〜＃４）
での主軸回転数を示し、工作機械の特性に応じて
あらかじめメモリに格納されている値である。こ
の図から明らかなようにSmaxとGR1〜GR4との
大小を判別してSmaxが得られ、かつ主軸モータ
の動力が最も有効に主軸に伝達できるようにギヤ
番号が選択される。
ートで示したもので、Smaxは前述の如くこの部
品を一定切削速度で加工する上での主軸回転数の
最大値であり、GR1〜GR4は主軸モータが最高
回転数で回転した時の各ギヤ番号（＃１〜＃４）
での主軸回転数を示し、工作機械の特性に応じて
あらかじめメモリに格納されている値である。こ
の図から明らかなようにSmaxとGR1〜GR4との
大小を判別してSmaxが得られ、かつ主軸モータ
の動力が最も有効に主軸に伝達できるようにギヤ
番号が選択される。
この数値制御方法を実現するハード回路は、第
３図に示すような極く一般的な数値制御回路にて
実現可能である。
３図に示すような極く一般的な数値制御回路にて
実現可能である。
相違するのは、加工データフアイル３に、上記
GR1〜GR4の値を予め格納しておくと共に、メ
モリ２に、上述した最小加工径を求めるプログラ
ム、最少加工径と切削速度に基づいてその切削加
工での主軸最高回転数を演算するプログラム、及
び上記第３図に示すプログラムを新たに格納する
だけである。なおその他最小加工径を求めるのに
必要な座標値、主軸最高回転数を求めるのに必要
な切削速度等は、本発明方法を適用していない従
来の数値制御回路であつても予めフアイル３に格
納されているので今回新たに格納する必要はな
い。
GR1〜GR4の値を予め格納しておくと共に、メ
モリ２に、上述した最小加工径を求めるプログラ
ム、最少加工径と切削速度に基づいてその切削加
工での主軸最高回転数を演算するプログラム、及
び上記第３図に示すプログラムを新たに格納する
だけである。なおその他最小加工径を求めるのに
必要な座標値、主軸最高回転数を求めるのに必要
な切削速度等は、本発明方法を適用していない従
来の数値制御回路であつても予めフアイル３に格
納されているので今回新たに格納する必要はな
い。
またこの第３図に示す回路の動作は次のとおり
である。
である。
即ち、メモリ２に格納されているＳ／Ｗによ
り、CPU１は加工データフアイル３より加工プ
ログラムを読み込み、Ｉ／Ｆ４，７、コントロー
ラ５，８を夫々介して軸駆動モータ９及び主軸モ
ータ６を夫々制御するデータを作り出す。
り、CPU１は加工データフアイル３より加工プ
ログラムを読み込み、Ｉ／Ｆ４，７、コントロー
ラ５，８を夫々介して軸駆動モータ９及び主軸モ
ータ６を夫々制御するデータを作り出す。
この際、主軸モータ６を動かすための制御デー
タと、主軸モータ６のギヤ選択を行うためのデー
タを第１図、第２図で示すアルゴリズムによつて
求める。このアルゴリズムを実現するためのＳ／
Ｗはメモリ２に納められている。CPU１は第１，
２図のアルゴリズムに従つて求めた主軸制御デー
タ、ギヤ選択データをそれぞれ主軸Ｉ／Ｆ４、機
械Ｉ／Ｆ１０を通して主軸コントローラ５、機械
１１に与え、所望の制御を行うのである。
タと、主軸モータ６のギヤ選択を行うためのデー
タを第１図、第２図で示すアルゴリズムによつて
求める。このアルゴリズムを実現するためのＳ／
Ｗはメモリ２に納められている。CPU１は第１，
２図のアルゴリズムに従つて求めた主軸制御デー
タ、ギヤ選択データをそれぞれ主軸Ｉ／Ｆ４、機
械Ｉ／Ｆ１０を通して主軸コントローラ５、機械
１１に与え、所望の制御を行うのである。
また、上記実施例では径方向（Ｘ方向）の工具
の最小値を加工図面から離散的に拾つて入力した
点の座標値から直接求めた場合を示したが、工具
の刃先形状に応じて形状補正（例えばノーズＲ補
正など）した後に得られた点の座標値から求めて
もよい。
の最小値を加工図面から離散的に拾つて入力した
点の座標値から直接求めた場合を示したが、工具
の刃先形状に応じて形状補正（例えばノーズＲ補
正など）した後に得られた点の座標値から求めて
もよい。
以上のように、この発明はギヤシフトを自動的
に行うように制御するので、作業者が最適ギヤ番
号を計算して設定する必要がなくなり、また、こ
れに起因する設定ミスを防止する効果が得られ
る。
に行うように制御するので、作業者が最適ギヤ番
号を計算して設定する必要がなくなり、また、こ
れに起因する設定ミスを防止する効果が得られ
る。
図はそれぞれこの発明の一実施例を説明するた
めのもので、第１図は切削条件を説明する図、第
２図はギヤ番号を選択する手順を示すフローチヤ
ート、第３図はハード回路図である。 図において、１は部品、２は工具である。
めのもので、第１図は切削条件を説明する図、第
２図はギヤ番号を選択する手順を示すフローチヤ
ート、第３図はハード回路図である。 図において、１は部品、２は工具である。
Claims (1)
- １ 主軸モータと主軸との間のギヤ比を自動的に
切換えることのできる機械を数値制御して一定切
削速度で切削加工を行うものにおいて、座標値と
図形要素で定義された部品形状、加工条件及び各
ギヤ比に対応する主軸の各最高回転数を予め記憶
手段に記憶させておき、この記憶手段に記憶され
ている径方向の座標値の大小を順次判別して加工
径の最小値を求めると共に、この求めた加工径の
最少値と上記加工条件で指定された切削速度とに
基づいてその切削加工での主軸最高回転数を演算
し、かつこの演算した主軸最高回転数と予め記憶
手段に記憶されている上記各ギヤ比に対応する主
軸の各最高回転数とを比較して、上記演算した主
軸最高回転数に最も近い値でかつ大きい値の最高
回転数を有するギヤ比を加工に先だち選択するこ
とを特徴とする数値制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11812881A JPS5819909A (ja) | 1981-07-28 | 1981-07-28 | 数値制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11812881A JPS5819909A (ja) | 1981-07-28 | 1981-07-28 | 数値制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5819909A JPS5819909A (ja) | 1983-02-05 |
| JPH0418323B2 true JPH0418323B2 (ja) | 1992-03-27 |
Family
ID=14728728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11812881A Granted JPS5819909A (ja) | 1981-07-28 | 1981-07-28 | 数値制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5819909A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR910009240B1 (ko) * | 1988-09-16 | 1991-11-07 | 미쯔비시덴끼 가부시끼가이샤 | 수치제어장치 |
-
1981
- 1981-07-28 JP JP11812881A patent/JPS5819909A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5819909A (ja) | 1983-02-05 |
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