JPH0438525B2 - - Google Patents

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JPH0438525B2
JPH0438525B2 JP59010823A JP1082384A JPH0438525B2 JP H0438525 B2 JPH0438525 B2 JP H0438525B2 JP 59010823 A JP59010823 A JP 59010823A JP 1082384 A JP1082384 A JP 1082384A JP H0438525 B2 JPH0438525 B2 JP H0438525B2
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical 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
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    • G05B19/186Generation of screw- or gearlike surfaces
    • GPHYSICS
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    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/42Servomotor, servo controller kind till VSS
    • G05B2219/42186Master slave, motion proportional to axis
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Drilling And Boring (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、タツプ盤に代表されるねじ加工装
置に関するものであり、被加工物と主軸の一端に
保持された工具とを相対的に往復動してねじ切り
加工を行うねじ加工装置に関するものである。
[従来技術] 従来、この種のねじ加工装置、例えば、被加工
物に予め穿設した下孔にタツプ(ねじ加工具)を
押当ててねじ切り加工を行うタツプ盤は、前記タ
ツプを取付けた主軸を回転駆動するための回転用
駆動機と、前記主軸を回転自在に支持する主軸ヘ
ツドを被加工物に向けて昇降駆動させるための送
り用駆動機とを別々に備えている。そして、この
タツプ盤は、単なる孔あけ盤とは異なり、被加工
物に設けた下孔に所定ピツチのねじ切りを施すも
のであるため、タツプによるねじ切りが進行する
につれて該タツプはそのリード各に応じた前進を
行う。従つて、タツプ盤では、前記タツプを保持
する主軸の一回転当りの移動量に同期させて、前
記主軸ヘツドを軸方向に移動させる必要がある。
このため、例えば特公昭47−31356号公報に開
示される如く、主軸ヘツドを軸方向に移動させる
駆動系中に歯車を交換自在に介在させ、異なるピ
ツチのねじ切りをするためにタツプ交換を行うに
際し、前記歯車も交換して新たなタツプの種類に
応じたリード角で主軸ヘツドを軸方向送りし得る
ように構成していた。しかし、この歯車交換方式
では、ねじ切り作業に先立つタツプ交換の都度、
当該タツプに応じた歯車の交換を行う必要があつ
て煩雑であり、また、タツプの種類に応じて多数
の歯車を用意しなければならない欠点がある。こ
のため、最近では、タツプの位置情報(タツプが
そのリード角に応じて軸方向に前進した位置)を
主軸ヘツドの送り用モータの制御系に供給して、
前記主軸ヘツドの送り速度を電気的に制御するよ
うにしたものが普及している。
例えば第1図は、従来技術に係る主軸ヘツドの
送りを電気的に制御する回路系を備えたタツプ盤
の概略を示すものである。第1図において、タツ
プ盤10は、基台(被加工物支持台)12に直立
配置したコラム14にスライダ16を介して主軸
ヘツド18を摺動自在に配設し、ACサーボモー
タ22に接続して回転されるボールねじ20によ
り、前記主軸ヘツド18を主軸24の軸線方向に
昇降駆動し得るようになつている。
また、主軸ヘツド18に回転自在に挿通軸支し
た主軸24は、その下端部にタツプ26が取付け
られると共に、他端部はACサーボモータ28に
接続されて回転駆動されるようになつている。こ
のタツプ盤の制御回路系において、主軸ヘツド送
り用のACサーボモータ22には位置検出用のパ
ルスジエネレータPG1が接続され、また、主軸回
転用のACサーボモータ28にも同じく位置検出
用のパルスジエネレータPG2が接続されている。
そして、主軸回転駆動系では、パルスジエネレー
タPG2から発生するタツプ26の回転角に応じた
位置パルスがサーボアンプ30にフイードバツク
されると共に、入力装置32を介して入力された
データに基き演算器34において演算された指令
値がサーボアンプ30に入力されて、回転用AC
サーボモータ28の回転位置制御がなされるよう
になつている。
また、主軸ヘツド送り駆動系では、パルスジエ
ネレータPG1からボールねじ20の回転角に応じ
た位置パルスが偏差カウンタ36にフイードバツ
クされ、前記演算器34から分周器40を経て分
周された指令パルスと前記位置パルスとが偏差カ
ウンタ36中において突き合わされ、両パルスの
偏差値がサーボアンプ38に入力されて主軸送り
用ACサーボモータ22の位置制御がなされるよ
うになつている。
そして、第1図から判明するように、主軸回転
駆動系におけるパルスジエネレータPG2からの位
置パルス(タツプ26がそのリード角に応じて軸
方向に前進した情報)は、サーボアンプ30に向
う途中で分岐して分周器40において分周された
後、前記主軸ヘツド送り駆動系中の偏差カウンタ
36に入力されるようになつている。すなわち、
従来のタツプ盤では、主軸24の回転用ACサー
ボモータ28の回転から、主軸ヘツド18の送り
用ACサーボモータ28の回転から、主軸ヘツド
18の送り用ACサーボモータ22の回転制御を
行うようになつている。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、前述した制御系を備えるタツプ
盤では、ねじ切り中に慣性の影響によつて主軸の
回転速度が変動したり、その他の切削抵抗に変動
が生じたりすると、前記送り用ACサーボモータ
22の回転制御に不調を来たし、主軸ヘツド18
の正確な送り速度や定位置停止にバラツキを生ず
る。このため、被加工物42の下孔44において
所定深さ以上のねじ切りを行つたり、タツプ26
に過大な応力が加わつて折損する等の欠点があつ
た。
[発明の目的] この発明は、前記問題点に鑑みこれを解決する
べく提案されたものであり、精密なねじ加工を能
率よく行うことができるねじ加工装置を提供する
ことを目的とする。
[課題を解決するための手段] 上記の目的を達成するためにこの発明のねじ加
工装置は、機枠上に配設され、少なくとも1個の
被加工物を支持するための被加工物支持台とその
被加工物支持台に向つて相対的に移動可能に前記
機枠上に支持された工具支持台と、その工具支持
台に回転可能に支持され、一端に着脱可能に工具
を保持する主軸と、その主軸の他端に直接取付け
られ、該主軸を回転駆動するための回転用サーボ
モータと、その回転用サーボモータの回転位置を
検出する第1検出手段と、前記被加工物と工具と
を相対的に近接離間するように、前記被加工物支
持台と工具支持台とを相対的に往復動させる送り
用サーボモータと、その送り用サーボモータの回
転位置を検出する第2検出手段と、送り用サーボ
モータに対して、第2検出手段の検出結果に従つ
て制御がなされ、また、回転用サーボモータに対
して、第1検出手段と第2検出手段の検出結果に
従つて制御がなされる制御手段とを備えている。
[作用] 上記構成を有するこの発明は、回転用サーボモ
ータにより主軸が直接回転駆動されると共に、送
り用サーボモータにより被加工物支持台と工具支
持台とが相対的に往復動される。そして、制御手
段は、第2検出手段により検出される送り用サー
ボモータの回転位置に従つて送り用サーボモータ
を制御すると共に、第2検出手段の検出結果及び
第1検出手段により検出される回転用サーボモー
タの回転位置に基づいて回転用サーボモータを制
御し、被加工物に精密なねじ加工を行う。
[実施例] 以下に本発明を具体化した一実施例を第2図に
従つて説明する。但し、第1図において説明した
部材および回路については、同一の参照符号で指
示してある。第2図に示すタツプ盤の電気的制御
回路において第1図の回路と根本的に異なるとこ
ろは、主軸ヘツドの送り駆動系から同期信号を主
軸の回転駆動系に加えるようにしたことである。
ねじ加工装置は、第2図に示すように、テーブ
ル(図示せず)上に載置された被加工物支持台1
2の一側にコラム14が直立配置され、そのコラ
ム14の上端にACサーボモータ22が配設され
ている。そのACサーボモータ22の駆動軸(図
示せず)には、被加工物支持台12の上面と直交
する軸線を有するボールネジ20が直接連結さ
れ、そのボールネジ20には、コラム14に摺動
自在に配設されたスライダ16が螺合されてボー
ルネジ20に回転により昇降駆動されるように構
成されている。
前記スライダ16の一端には、そのスライダ1
6の昇降運動に伴つてボールネジ20の軸線方向
と同方向に昇降駆動される工具支持台としての主
軸ヘツド18が配設され、その主軸ヘツド18に
は、前記ボールネジ20の軸線に平行な軸線を有
する主軸24が回転可能に挿通支持されている。
更に、その主軸24の下端部には、所定の径を有
するねじ加工具としてのタツプ26が着脱可能に
取付けれ、上端部には、前記主軸ヘツド18上に
配設されたACサーボモータ28の駆動軸(図示
せず)が直接連結されている。
また、前記タツプ26の下方の前記被加工物支
持台12上には、予め別の加工機によつて下孔4
4が形成された被加工物42が載置されている。
このねじ加工装置の制御回路系において、主軸
ヘツド送り用のACサーボモータ22には第2検
出手段としてのパルスジエネレータPG1が接続さ
れ、主軸回転用のACサーボモータ28にも同じ
く第1検出手段としてのパルスジエネレータPG2
が接続されている。
そして、主軸ヘツド(工具支持台)送り駆動系
では、パルスジエネレータPG1からのボールネジ
20の回転角に応じた位置パルスが偏差カウンタ
36にフイードバツクされると共に、入力装置3
2を介して入力されたデータに基き演算器34に
おいて演算された指令パルスが偏差カウンタ36
に入力される。更に偏差カウンタ36中において
前記位置パルスと指令パルスとが突き合わされ、
両パルスの偏差値がサーボアンプ38に入力され
て主軸ヘツド送り用のACサーボモータ22の回
転位置制御がなされるようになつている。また、
パルスジエネレータPG1から偏差カウンタ36へ
送られるフイードバツクパルスは、その途中で分
岐されて分周器46に入力され、その分周器46
によりタツプ26のリード角に応じて主軸24の
回転角度に分周されたパルスが偏差カウンタ48
に入力されるようになつている。
次に、主軸回転駆動系では、パルスジエネレー
タPG2から発生するタツプ26の回転角に応じた
位置パルスが前記偏差カウンタ48に入力され
る。そして、その位置パルスと前記分周器46を
介して入力された位置パルスが突き合わされ、両
パルスの偏差値が2段増幅サーボアンプ50に入
力されて主軸回転用ACサーボモータ28の回転
を制御するようになつている。
すなわち、これはタツプ26により被加工物4
2の下孔44にねじ切り加工を行うに際し、前記
タツプ26を取付けた主軸24は主軸ヘツド18
の送り量に基いた回転比で回転制御されることを
意味する。
尚、送り用ACサーボモータ22にはタコジエ
ネレータTG1が設けられ、その発生電圧はサーボ
アンプ38の速度サーボ部に入力されて指令速度
の電圧換算値と比較され、その誤差が零(0)に
なるまで送り用ACサーボモータ22の回転速度
を制御する速度サーボ系が配設されている。ま
た、タコジエネレータTG1からサーボアンプ38
に送られる発生電圧は、第2図に示すように、そ
の途中で分岐されて分周器52に入力され、その
分周器52により分周された電圧値が左側のサー
ボアンプ50に入力される。更に、その電圧値と
前記偏差カウンタ48から入力された偏差値とよ
り、左側のサーボアンプ50は主軸24の目標速
度に応じた電圧値を出力し、その出力電圧とタコ
ジエネレータTG2から送られた発生電圧とが右側
のサーボアンプ50で比較されて、その誤差が零
(0)になるまで主軸回転用ACサーボモータ28
の回転速度を制御する速度サーボ系が配設されて
いる。
尚、本発明は前述の実施例にのみ限定されるも
のではなく、その主旨を逸脱しない範囲内におい
て種々の変更が可能である。
例えば、本実施例では駆動機としてACサーボ
モータを使用しているが、DCサーボモータによ
る直流制御とする等、多くの変形例が考え得るも
のである。また、位置検出手段としてパルスジエ
ネレータPGを使用しているが、その他レゾルバ
やロータリーエンコーダ等が好適に使用し得るこ
と勿論である。
[発明の効果] 以上詳述したようにこの発明は、主軸を回転駆
動するための回転用サーボモータを主軸に直接取
付けたので、回転用サーボモータの駆動力が損失
なく正確的に主軸に伝達される。また、制御手段
が、第2検出手段により検出される送り用サーボ
モータの回転位置に従つて送り用サーボモータを
制御すると共に、第2検出手段の検出結果と第1
検出手段により検出される回転用サーボモータの
回転位置に従つて回転用サーボモータを制御する
ので、送り用サーボモータと回転用サーボモータ
を同期運転することができ、精密なねじ加工を行
うことができる効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来技術に係る電気的制御系を有する
ねじ加工装置のブロツク回路の概略図、第2図は
本発明に係る電気的制御系を有するねじ加工装置
のブロツク回路の概略図である。 図中、10はネジ加工装置(タツプ盤)、22
は送り用サーボモータ、26はねじ加工具(タツ
プ)、28は回転用サーボモータ、PG1は第2検
出手段(パルスジエネレータ)、PG2は第1検出
手段(パルスジエネレータ)である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 機枠上に配設され、少なくとも1個の被加工
    物を支持するための被加工物支持台と、 その被加工物支持台に向つて相対的に移動可能
    に前記機枠上に支持された工具支持台と、 その工具支持台に回転可能に支持され、一端に
    着脱可能に工具を保持する主軸と、 その主軸の他端に直接取付けられ、該主軸を回
    転駆動するための回転用サーボモータと、 その回転用サーボモータの回転位置を検出する
    第1検出手段と、 前記被加工物と工具とを相対的に近接離間する
    ように、前記被加工物支持台と工具支持台とを相
    対的に往復動させる送り用サーボモータと、 その送り用サーボモータの回転位置を検出する
    第2検出手段と、 前記送り用サーボモータに対して、前記第2検
    出手段の検出結果に従つて制御がなされ、また、
    前記回転用サーボモータに対して、前記第1検出
    手段と第2検出手段の検出結果に従つて制御がな
    される制御手段と を備えていることを特徴とするねじ加工装置。 2 前記回転用サーボモータはACサーボモータ
    であることを特徴とする特許請求の範囲第1項に
    記載のねじ加工装置。 3 前記送り用サーボモータはACサーボモータ
    であることを特徴とする特許請求の範囲第1項に
    記載のねじ加工装置。
JP1082384A 1984-01-24 1984-01-24 ねじ加工装置 Granted JPS60155319A (ja)

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JP20021990A Division JPH0373218A (ja) 1990-07-27 1990-07-27 ねじ加工装置

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JPS60155319A JPS60155319A (ja) 1985-08-15
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