JPH07251351A - Rotation speed control method for rotary cutting tool and cutting work device - Google Patents

Rotation speed control method for rotary cutting tool and cutting work device

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Publication number
JPH07251351A
JPH07251351A JP4368394A JP4368394A JPH07251351A JP H07251351 A JPH07251351 A JP H07251351A JP 4368394 A JP4368394 A JP 4368394A JP 4368394 A JP4368394 A JP 4368394A JP H07251351 A JPH07251351 A JP H07251351A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cutting tool
speed
rotary cutting
rotation speed
axis
Prior art date
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Pending
Application number
JP4368394A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasunobu Saito
康伸 斎藤
Masanori Furuya
政典 古谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP4368394A priority Critical patent/JPH07251351A/en
Publication of JPH07251351A publication Critical patent/JPH07251351A/en
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Abstract

PURPOSE:To maintain a feed quantity per rotation of a rotary cutting tool at nearly constant even the actual feed speed of the rotary cutting tool is deviated from a command feed speed due to the delay of data processing and the like. CONSTITUTION:Signals SFx, SFy, and SFz, expressing moving speeds in the 3-axis directions of a 3-axis moving table for moving a rotary cutting tool, are inputted in a rotation speed control part 32 to calculate an actual feed speed F from the moving speed. Also, a target rotation speed S is calculated according to the following expression from a command feed speed Fo and a command rotation speed So preset in an NC program to control a main spindle motor 18 so as to rotate and drive the rotary cutting tool at the target rotation speed. S=F.So/Fo.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、回転切削工具を軸心ま
わりに回転駆動しつつ被削材に対して相対移動させなが
ら切削加工を行う際に、その回転切削工具の回転数を制
御する方法、およびその回転数制御方法に従って回転切
削工具の回転数が制御される切削加工装置に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention controls the rotational speed of a rotary cutting tool when the rotary cutting tool is rotationally driven about its axis and is moved relative to a work material while performing cutting. The present invention relates to a method and a cutting device in which the rotation speed of a rotary cutting tool is controlled according to the rotation speed control method.

【0002】[0002]

【従来の技術】ボールエンドミルやフライスなどの回転
切削工具を軸心まわりに回転駆動しつつ被削材に対して
相対移動させながら所定の切削加工を行う場合、例えば
特開昭61−168008号公報に記載されているよう
にNC(数値制御)プログラムに従って行われるのが普
通である。NCプログラムは一般に、工具の回転数や送
り速度、切込み断面積などの切削条件に関する命令と、
工具の移動経路に関する命令とから成り、切削条件は例
えば予め定められた標準条件表に従って設定される。こ
の標準条件表は、被削材の材質や加工精度等の加工条
件、工具の種類、径寸法などに応じて、工具寿命や加工
能率を総合的に判断して工具メーカーによって定められ
ている。また、移動経路に関する命令は、上記切削条件
の送り速度や切込み断面積を満足しつつ所定形状の切削
加工が行われるように、加工前後の形状データに基づい
てCAM(Computer Aided Manufacturing) 装置により
作成したり、ティーチングによって定めたりする。
2. Description of the Related Art In the case of performing a predetermined cutting while rotating a rotary cutting tool such as a ball end mill or a milling cutter around a shaft and moving the rotary cutting tool relative to a work material, for example, JP-A-61-168008. It is usually done according to an NC (Numerical Control) program as described in. NC programs generally include commands related to cutting conditions such as tool rotation speed, feed rate, and cutting cross-sectional area.
The cutting conditions are set in accordance with, for example, a predetermined standard condition table. This standard condition table is set by the tool manufacturer by comprehensively judging the tool life and the machining efficiency according to the material of the work material, the machining conditions such as the machining accuracy, the type of the tool, and the diameter dimension. In addition, the command related to the movement path is created by a CAM (Computer Aided Manufacturing) device based on the shape data before and after processing so that the cutting process of the predetermined shape is performed while satisfying the feed rate and cutting cross-sectional area of the above cutting conditions. Or set by teaching.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記N
Cプログラムに従って回転切削工具を被削材に対して相
対移動させつつ切削加工を行う場合、コーナー部など工
具の移動方向の変化が大きい部分では、データ処理の遅
れで工具を指令値通りに送ることができず、送り速度が
一時的に低下してしまうことがある。このように送り速
度が低下すると、予め設定された回転数で回転駆動され
る回転切削工具の1回転当たりの送り量が減少するた
め、1刃当たりの切削量が少なくなって切粉による切削
熱の除去効果が低下し、刃先温度が高くなって切れ刃の
摩耗やチッピングなどを促進する一方、1刃当たりの切
削量が少ない分だけ切削抵抗が小さくなるため、予め設
定された送り速度で工具が送られる部分に比較して工具
の倒れ(撓み変形)が小さくなり、加工精度が低下す
る。なお、送り速度を予め遅くしておけば、コーナー部
などでも一定の送り速度で移動させることができるが、
加工能率が低下して加工時間が長くなる。
However, the above N
When performing cutting while moving the rotary cutting tool relative to the work material in accordance with the C program, send the tool according to the command value with a delay in data processing in a portion where the movement direction of the tool changes greatly such as a corner portion. May not be possible and the feed rate may temporarily decrease. When the feed speed is reduced in this way, the feed amount per rotation of the rotary cutting tool that is rotationally driven at a preset number of revolutions is reduced, so that the cutting amount per blade is reduced and the cutting heat generated by the cutting chips is reduced. The removal effect of the tool decreases, the temperature of the cutting edge rises, which promotes wear and chipping of the cutting edge, while the cutting resistance decreases as the cutting amount per cutting edge decreases. Inclination (flexural deformation) of the tool is reduced as compared with the portion where the tool is sent, and the machining accuracy is reduced. If you slow down the feed rate in advance, you can move it at a constant feed rate even at corners, etc.
Machining efficiency decreases and machining time becomes longer.

【0004】本発明は以上の事情を背景として為された
もので、その目的とするところは、送り速度の変化に拘
らず回転切削工具の1回転当たりの送り量が略一定に維
持されるようにすることにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to keep the feed amount per one revolution of a rotary cutting tool substantially constant regardless of the change of the feed speed. Is to

【0005】[0005]

【課題を解決するための第1の手段】かかる目的を達成
するために、第1発明は、回転切削工具を軸心まわりに
回転駆動しつつ被削材に対して相対移動させながら切削
加工を行う際に、その回転切削工具の回転数を制御する
方法であって、(a)前記回転切削工具の実際の送り速
度Fを検出する速度検出工程と、(b)前記回転切削工
具の1回転当たりの送り量が予め定められた設定値fと
なるように、前記実際の送り速度Fに応じて該回転切削
工具の回転数Sを制御する回転数制御工程とを有するこ
とを特徴とする。
In order to achieve such an object, a first aspect of the present invention is to perform a cutting process while rotating a rotary cutting tool around an axis and moving the rotary cutting tool relative to a work material. A method of controlling the number of revolutions of the rotary cutting tool when performing, (a) a speed detecting step of detecting an actual feed speed F of the rotary cutting tool, and (b) one revolution of the rotary cutting tool. A rotation speed control step of controlling the rotation speed S of the rotary cutting tool according to the actual feed speed F so that the feed amount per hit becomes a predetermined set value f.

【0006】[0006]

【第1発明の作用および効果】すなわち、先ず速度検出
工程で、被削材に対して相対移動させられる回転切削工
具の実際の送り速度Fを検出し、回転数制御工程で、回
転切削工具の1回転当たりの送り量が予め定められた設
定値fとなるように、上記実際の送り速度Fに応じて回
転切削工具の回転数Sを制御するのである。実際の送り
速度Fの検出に際しては、例えば工具が3軸移動テーブ
ルによって3次元的に相対移動させられる場合、3軸方
向のそれぞれの移動速度をサーボモータの回転数などか
ら検出するとともに、各軸方向の移動速度を2乗して加
算し、その2乗根を求めるようにすれば良い。また、上
記設定値fは、回転切削工具の1回転当たりの送り量そ
のものを設定しても良いが、例えば切削条件として指令
送り速度Fo および指令回転数So を設定すれば、両者
の単位時間が同じであれば設定値fはFo /So で表さ
れるなど、少なくとも1回転当たりの送り量が一定に定
まるようになっておれば良い。1刃当たりの送り量Fz
および刃数Zから、設定値f=Fz ・Zを設定すること
もできる。そして、実際の送り速度Fを設定値fで割り
算すれば、1回転当たりの送り量が設定値fとなる回転
数Sが求められるし、F/S=Fo /So の関係などか
ら回転数Sを求めることもできる。なお、上記送り速度
FやFo は、回転切削工具と被削材との相対移動速度
で、回転切削工具を移動させる場合だけでなく被削材を
移動させる場合も含む。
That is, first, in the speed detecting step, the actual feed speed F of the rotary cutting tool that is moved relative to the work material is detected, and in the rotation speed control step, the rotary cutting tool The rotation speed S of the rotary cutting tool is controlled according to the actual feed speed F so that the feed amount per revolution becomes a predetermined set value f. When the actual feed speed F is detected, for example, when the tool is three-dimensionally moved relative to each other by the three-axis moving table, each moving speed in the three-axis directions is detected from the rotation speed of the servo motor and the like. The moving speeds in the directions may be squared and added, and the square root thereof may be obtained. Further, the set value f may set the feed amount per one turn of the rotary cutting tool itself, but if the command feed speed Fo and the command rotation speed So are set as the cutting conditions, for example, both unit times are set. If they are the same, the set value f is represented by Fo / So, and the feed amount per one rotation may be fixed at least. Feed amount per blade Fz
Also, the set value f = Fz.Z can be set from the number of blades and Z. Then, if the actual feed speed F is divided by the set value f, the number of rotations S at which the feed amount per rotation becomes the set value f is obtained, and the number of rotations S is calculated from the relationship of F / S = Fo / So. You can also ask. The feed speeds F and Fo are relative movement speeds of the rotary cutting tool and the work material, and include not only the case of moving the rotary cutting tool but also the case of moving the work material.

【0007】このようにすれば、データ処理の遅れなど
で送り速度Fが変化しても、回転切削工具の1回転当た
りの送り量が設定値fに維持される。このため、送り速
度Fの変動に起因する1刃当たりの切削量の変化が防止
され、1刃当たりの切削量が減少して刃先温度が上昇す
ることにより摩耗やチッピングが促進されたり、1刃当
たりの切削量が増大して刃欠けが生じたりすることが回
避され、所定の工具寿命が得られるようになる。また、
1刃当たりの切削量が略一定に維持されることから切削
抵抗が安定し、工具の倒れ方が略一定に維持されて加工
精度が向上する。更に、このように送り速度Fが変化し
ても工具寿命や加工精度が低下しないため、送り速度F
を比較的高速に設定して高能率加工を行うことも可能と
なる。
With this configuration, even if the feed rate F changes due to a delay in data processing or the like, the feed amount per rotation of the rotary cutting tool is maintained at the set value f. Therefore, the change in the cutting amount per blade due to the fluctuation of the feed speed F is prevented, the cutting amount per blade decreases and the blade edge temperature rises, so that wear and chipping are promoted, and It is possible to prevent the cutting amount per hit from increasing to cause a chipping of the blade and to obtain a predetermined tool life. Also,
Since the amount of cutting per blade is kept substantially constant, the cutting resistance is stabilized, the way the tool falls down is kept substantially constant, and the machining accuracy is improved. Furthermore, even if the feed rate F changes in this way, the tool life and machining accuracy do not decrease, so the feed rate F
It is also possible to set a relatively high speed for high efficiency machining.

【0008】[0008]

【課題を解決するための第2の手段】第2発明は、
(a)回転切削工具を予め定められたNCプログラムに
従って一定の指令送り速度Fo で被削材に対して相対移
動させる移動制御手段と、(b)前記回転切削工具を軸
心まわりに回転駆動する工具回転手段とを備えた切削加
工装置において、(c)移動制御手段によって被削材に
対して相対移動させられる前記回転切削工具の実際の送
り速度Fを検出する速度検出手段と、(d)前記回転切
削工具の回転数に関して前記NCプログラムに設定され
た指令回転数So に対し、次式を満足する目標回転数S
でその回転切削工具が回転駆動されるように前記工具回
転手段を制御する回転数制御手段とを有することを特徴
とする。 S=F・So /Fo
[Second Means for Solving the Problems] The second invention is
(A) movement control means for moving the rotary cutting tool relative to the work material at a constant command feed rate Fo according to a predetermined NC program; and (b) rotationally driving the rotary cutting tool around an axis. (C) a speed detecting means for detecting an actual feed speed F of the rotary cutting tool which is moved relative to the work material by the movement control means, in a cutting apparatus provided with a tool rotating means; Regarding the rotational speed of the rotary cutting tool, the target rotational speed S that satisfies the following equation with respect to the command rotational speed So set in the NC program
And a rotational speed control means for controlling the tool rotating means so that the rotary cutting tool is rotationally driven. S = F · So / Fo

【0009】[0009]

【第2発明の作用および効果】かかる切削加工装置にお
いては、移動制御手段により予め定められたNCプログ
ラムに従って一定の指令送り速度Fo で回転切削工具が
被削材に対して相対移動させられる際に、速度検出手段
によって実際の送り速度Fを検出するとともに、NCプ
ログラムに設定された指令回転数So に対してS=F・
So /Fo を満足する目標回転数Sで回転切削工具が回
転駆動されるように、回転数制御手段によって工具回転
手段が制御される。すなわち、回転切削工具の1回転当
たりの送り量がFo /So となる目標回転数Sを実際の
送り速度Fに応じて算出し、回転切削工具がその目標回
転数Sで回転駆動されるように工具回転手段を制御する
のであり、回転切削工具の1回転当たりの送り量が設定
値fとなるように回転数を制御する第1発明と同じ効果
が得られる。また、NCプログラムに予め設定された指
令送り速度Fo および指令回転数So に基づいて目標回
転数Sを算出するようにしているため、NCプログラム
を変更したり設定値fを別個に設定したりすることが不
要で、従来と同じ操作で切削加工を行うことができる。
In the cutting apparatus described above, when the rotary cutting tool is moved relative to the work material at a constant command feed speed Fo in accordance with a NC program predetermined by the movement control means. , The actual feed speed F is detected by the speed detecting means, and S = F.multidot.F for the commanded rotational speed So set in the NC program.
The rotation speed control means controls the tool rotation means so that the rotary cutting tool is rotationally driven at the target rotation speed S that satisfies So / Fo. That is, the target rotation speed S at which the feed amount per rotation of the rotary cutting tool is Fo / So is calculated according to the actual feed speed F, and the rotary cutting tool is rotationally driven at the target rotation speed S. The tool rotating means is controlled, and the same effect as the first invention in which the rotation speed is controlled so that the feed amount per rotation of the rotary cutting tool becomes the set value f can be obtained. Further, since the target rotation speed S is calculated based on the command feed speed Fo and the command rotation speed So preset in the NC program, the NC program is changed or the set value f is set separately. It is not necessary, and the cutting process can be performed by the same operation as in the past.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。図1は、プレス金型の成形面などを切削
加工する切削加工装置10の概略構成図で、金型素材な
どの被削材12は位置決めテーブル14上の予め定めら
れた位置に位置決め固定される。位置決めテーブル14
の上方には、フライスやエンドミルなどの回転切削工具
16が下向きとなる姿勢で主軸モータ18の主軸20に
取り付けられているとともに、その主軸モータ18は3
軸移動テーブル22によって3次元的に平行移動させら
れるようになっており、回転切削工具16が主軸モータ
18によって軸心まわりに回転駆動されつつ、その主軸
モータ18と共に3軸移動テーブル22によって3次元
的に移動させられることにより、被削材12に対して所
定の切削加工が行われる。上記主軸モータ18および3
軸移動テーブル22は、NCプログラムメモリ24に予
め記憶されたNCプログラムに従ってNC制御装置26
により制御される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a cutting device 10 for cutting a molding surface of a press die, and a work material 12 such as a die material is positioned and fixed at a predetermined position on a positioning table 14. . Positioning table 14
A rotary cutting tool 16 such as a milling cutter or an end mill is attached to the main shaft 20 of the main shaft motor 18 in a posture in which the rotary cutting tool 16 faces downward.
The rotary cutting tool 16 is parallelly moved three-dimensionally by the shaft moving table 22, and while the rotary cutting tool 16 is driven to rotate about the axis by the main shaft motor 18, the rotary cutting tool 16 is three-dimensionally moved by the three-axis moving table 22 together with the main shaft motor 18. The workpiece 12 is subjected to a predetermined cutting process by being moved. The spindle motors 18 and 3
The axis movement table 22 is an NC controller 26 according to an NC program previously stored in the NC program memory 24.
Controlled by.

【0011】図2は、かかる切削加工装置10の制御系
統を説明するブロック線図で、紙テープや磁気ディスク
などから成る上記NCプログラムメモリ24にはNCプ
ログラムが記憶されている。このNCプログラムは、回
転切削工具16の移動経路に関するプログラムとして3
軸移動テーブル22のX軸位置指令,Y軸位置指令,お
よびZ軸位置指令や、主軸モータ18の回転数に関する
指令回転数So を含んでおり、移動経路プログラムは、
予め設定された指令切込み断面積,指令送り速度Fo で
回転切削工具16を移動させるように、加工前後の形状
データに基づいてCAM装置などにより作成される。指
令切込み断面積や指令送り速度Fo についてもNCプロ
グラムメモリ24に記憶されている。
FIG. 2 is a block diagram for explaining the control system of the cutting apparatus 10. The NC program is stored in the NC program memory 24 including a paper tape or a magnetic disk. This NC program is 3 as a program related to the moving path of the rotary cutting tool 16.
The X-axis position command, the Y-axis position command, and the Z-axis position command of the axis movement table 22 and the command rotation speed So regarding the rotation speed of the spindle motor 18 are included.
It is created by a CAM device or the like based on the shape data before and after machining so that the rotary cutting tool 16 is moved at a preset command cutting cross-sectional area and a command feed speed Fo. The command cut sectional area and the command feed speed Fo are also stored in the NC program memory 24.

【0012】NC制御装置26は、RAMの一時記憶機
能を利用しつつROMに予め記憶されたプログラムに従
って信号処理を行うマイクロコンピュータを備えて構成
され、上記NCプログラムメモリ24からNCプログラ
ムを読み込んで前記3軸移動テーブル22および主軸モ
ータ18を制御するようになっており、3軸移動テーブ
ル22の制御に関連するX軸位置制御部28,X軸速度
制御部30や、主軸モータ18の制御に関連する回転数
制御部32を機能的に備えている。X軸位置制御部28
およびX軸速度制御部30は、前記X軸位置指令に従っ
て3軸移動テーブル22のX軸サーボモータ34の回転
数を制御するためのもので、X軸位置制御部28にはX
軸位置検出器36からX軸方向位置を表す信号が供給さ
れるとともに、X軸速度制御部30にはX軸速度検出器
38からX軸方向速度Fx を表す信号SFx が供給さ
れ、フィードバック制御するようになっている。X軸位
置検出器36はロータリエンコーダなどにて構成され、
X軸速度検出器38はX軸サーボモータ34の回転数に
対応するモータ電流や電圧などを検出する検出器にて構
成されるが、X軸方向速度Fx を積分してX軸方向位置
を求めるようにしたり、X軸方向位置の変化を微分して
X軸方向速度Fx を求めるようにしたりすることもでき
る。なお、図示は省略するが、3軸移動テーブル22は
上記X軸サーボモータ34の他にY軸サーボモータおよ
びZ軸サーボモータを備えており、それ等のサーボモー
タもX軸サーボモータ34と同様に、前記Y軸位置指
令,Z軸位置指令に従ってNC制御装置26により制御
される。これにより、回転切削工具16が一定の指令送
り速度Fo で所定の移動経路を移動させられる。本実施
例では、NC制御装置26のうち上記X軸位置制御部2
8,X軸速度制御部30や図示しないY軸位置制御部,
Y軸速度制御部,Z軸位置制御部,Z軸速度制御部、お
よび3軸移動テーブル22によって移動制御手段が構成
されている。
The NC control device 26 comprises a microcomputer for performing signal processing according to a program previously stored in the ROM while utilizing the temporary storage function of the RAM, and reads the NC program from the NC program memory 24 to execute the above-mentioned processing. The three-axis moving table 22 and the spindle motor 18 are controlled, and the X-axis position controller 28, the X-axis speed controller 30 related to the control of the three-axis moving table 22, and the control of the spindle motor 18 are related. The rotational speed control unit 32 is provided functionally. X-axis position controller 28
The X-axis speed control unit 30 controls the number of rotations of the X-axis servo motor 34 of the three-axis moving table 22 according to the X-axis position command, and the X-axis position control unit 28 controls the X-axis position.
A signal representing the X-axis direction position is supplied from the axis position detector 36, and a signal SFx representing the X-axis direction speed Fx is supplied from the X-axis speed detector 38 to the X-axis speed control unit 30 for feedback control. It is like this. The X-axis position detector 36 is composed of a rotary encoder,
The X-axis speed detector 38 is composed of a detector for detecting a motor current or voltage corresponding to the rotation speed of the X-axis servo motor 34, and the X-axis direction speed Fx is integrated to obtain the X-axis direction position. Alternatively, the change in the X-axis direction position may be differentiated to obtain the X-axis direction speed Fx. Although not shown, the 3-axis movement table 22 includes a Y-axis servo motor and a Z-axis servo motor in addition to the X-axis servo motor 34, and these servo motors are the same as the X-axis servo motor 34. Further, the NC controller 26 controls the Y-axis position command and the Z-axis position command. As a result, the rotary cutting tool 16 can be moved along a predetermined moving path at a constant command feed speed Fo. In the present embodiment, the X-axis position controller 2 of the NC controller 26 is used.
8, X-axis speed control unit 30 and Y-axis position control unit (not shown),
The Y-axis speed control unit, the Z-axis position control unit, the Z-axis speed control unit, and the three-axis movement table 22 constitute movement control means.

【0013】回転数制御部32は、実際に切削加工が行
われる時の主軸モータ18の回転数を制御するためのも
ので、前記NCプログラムメモリ24から指令送り速度
Foおよび指令回転数So を読み込むとともに、前記X
軸速度検出器38や図示しないY軸速度検出器,Z軸速
度検出器から、X軸方向速度Fx ,Y軸方向速度Fy,
Z軸方向速度Fz を表す信号SFx ,SFy ,SFz を
取り込み、図3に示すフローチャートに従って主軸モー
タ18の回転数を制御する。図3のフローチャートは予
め定められた所定のサイクルタイムで繰り返し行われ、
先ずステップS1で信号SFx ,SFy ,SFz を取り
込み、ステップS2でそれ等の信号SFx ,SFy ,S
Fz が表すX軸方向速度Fx ,Y軸方向速度Fy ,Z軸
方向速度Fz から次式(1)に従って実際の送り速度F
を算出する。ステップS3では、その送り速度Fと指令
送り速度Fo との速度比α(=F/Fo )を求め、ステ
ップS4では速度比αと指令回転数So とを掛け算して
目標回転数Sを算出する。そして、ステップS5では、
主軸モータ18が目標回転数Sで回転するように、その
モータ電流や電圧などを制御する。この目標回転数S
は、結局F・So /Fo であるため、主軸モータ18の
1回転すなわち回転切削工具16の1回転当たりの送り
量は、実際の送り速度Fの大きさに拘らず常に一定値F
o /So となる。上記ステップS1およびS2は速度検
出工程で、ステップS3,S4,S5は回転数制御工程
で、一定値Fo /So は予め定められた設定値fに相当
する。また、NC制御装置26による一連の信号処理の
うちステップS1およびS2を実行する部分は、X軸速
度検出器38や図示しないY軸速度検出器,Z軸速度検
出器と共に速度検出手段を構成しているとともに、ステ
ップS3,S4,S5を実行する部分は回転数制御手段
に相当し、主軸モータ18は工具回転手段に相当する。 F=√(Fx2+Fy2+Fz2) ・・・(1)
The rotation speed control unit 32 is for controlling the rotation speed of the spindle motor 18 when cutting is actually performed, and reads the command feed speed Fo and the command rotation speed So from the NC program memory 24. Together with the X
From the axis speed detector 38, the Y axis speed detector (not shown), and the Z axis speed detector, the X axis direction speed Fx, the Y axis direction speed Fy,
The signals SFx, SFy, SFz representing the Z-axis direction speed Fz are fetched, and the rotation speed of the spindle motor 18 is controlled according to the flowchart shown in FIG. The flowchart of FIG. 3 is repeatedly performed with a predetermined cycle time,
First, in step S1, the signals SFx, SFy, SFz are taken in, and in step S2, those signals SFx, SFy, Sz are fetched.
From the X-axis direction speed Fx, the Y-axis direction speed Fy, and the Z-axis direction speed Fz represented by Fz, the actual feed rate F is calculated according to the following equation (1).
To calculate. In step S3, the speed ratio α (= F / Fo) between the feed speed F and the command feed speed Fo is obtained, and in step S4, the speed ratio α and the command rotation speed So are multiplied to calculate the target rotation speed S. . Then, in step S5,
The motor current and voltage are controlled so that the spindle motor 18 rotates at the target rotation speed S. This target speed S
Is, after all, F · So / Fo, so the feed amount per revolution of the spindle motor 18, that is, per revolution of the rotary cutting tool 16 is always a constant value F regardless of the actual feed speed F.
It becomes o / So. Steps S1 and S2 are speed detection steps, steps S3, S4, and S5 are rotation speed control steps, and the constant value Fo / So corresponds to a preset set value f. Further, of the series of signal processing by the NC control device 26, the part that executes steps S1 and S2 constitutes a speed detecting means together with the X-axis speed detector 38, the Y-axis speed detector (not shown), and the Z-axis speed detector. In addition, the part that executes steps S3, S4 and S5 corresponds to the rotation speed control means, and the spindle motor 18 corresponds to the tool rotation means. F = √ (Fx 2 + Fy 2 + Fz 2 ) (1)

【0014】このような本実施例の切削加工装置10に
よれば、データ処理の遅れなどで実際の送り速度Fが指
令送り速度Fo より低下することがあっても、回転切削
工具16の1回転当たりの送り量が一定値Fo /So と
なるように、実際の送り速度Fに応じて主軸モータ18
の回転数が制御されるため、1刃当たりの切削量が略一
定に維持される。これにより、切削量が減少して刃先温
度が上昇することによる摩耗やチッピングが防止され、
所定の工具寿命が得られるようになるとともに、切削抵
抗が安定して工具の倒れ方が略一定に維持され、加工精
度が向上する。また、このように実際の送り速度Fが変
化しても工具寿命や加工精度が低下しないため、指令送
り速度Fo を比較的高速に設定して高能率加工を行うこ
とも可能となる。また、本実施例ではNCプログラムに
予め設定された指令送り速度Foおよび指令回転数So
に基づいて、実際の送り速度Fから目標回転数Sを算出
するようになっているため、NCプログラムを変更した
り特別な操作を行ったりすることが不要で、従来と同じ
操作で切削加工を行うことができる。
According to the cutting apparatus 10 of this embodiment as described above, even if the actual feed speed F becomes lower than the command feed speed Fo due to a delay in data processing or the like, one rotation of the rotary cutting tool 16 is performed. The spindle motor 18 is adjusted according to the actual feed speed F so that the feed amount per hit becomes a constant value Fo / So.
Since the number of rotations is controlled, the cutting amount per blade is maintained substantially constant. This prevents wear and chipping due to a decrease in the cutting amount and an increase in the cutting edge temperature,
A predetermined tool life can be obtained, the cutting resistance is stable, and the tool tilting direction is maintained substantially constant, so that the machining accuracy is improved. Further, even if the actual feed speed F changes in this way, the tool life and the machining accuracy do not decrease, so that it is possible to set the command feed speed Fo to a relatively high speed and perform highly efficient machining. Further, in this embodiment, the command feed speed Fo and the command rotation speed So preset in the NC program are set.
Since the target rotation speed S is calculated from the actual feed speed F based on the above, it is not necessary to change the NC program or perform a special operation. It can be carried out.

【0015】以上、本発明の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明したが、本発明は他の態様で実施することも
できる。
Although one embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the present invention can be implemented in other modes.

【0016】例えば、前記実施例では3軸移動テーブル
22によって回転切削工具16を平行移動させるように
なっているが、多関節型ロボットなどの他の移動手段を
用いて回転切削工具16を移動させることもできるし、
回転切削工具16を位置固定に保持して被削材12を移
動させたり、回転切削工具16および被削材12を共に
移動させたりすることも可能である。
For example, although the rotary cutting tool 16 is moved in parallel by the three-axis moving table 22 in the above embodiment, the rotary cutting tool 16 is moved by using other moving means such as an articulated robot. You can also
It is also possible to hold the rotary cutting tool 16 in a fixed position and move the work material 12, or to move both the rotary cutting tool 16 and the work material 12.

【0017】また、前記実施例ではNCプログラムメモ
リ24に記憶された指令送り速度Fo ,指令回転数So
を用いて目標回転数Sを算出するようになっていたが、
NC制御装置26に設定値fを設定できるようにして、
実際の送り速度Fを設定値fで割り算して目標回転数S
を算出するなど、目標回転数Sの算出方法は適宜変更さ
れ得る。指令回転数So の代わりに設定値fをNCプロ
グラムに設定するようにしても良い。
In the above embodiment, the command feed speed Fo and the command rotation speed So stored in the NC program memory 24 are used.
The target rotation speed S was calculated using
The setting value f can be set in the NC controller 26,
The target feed speed S is calculated by dividing the actual feed speed F by the set value f.
The method of calculating the target rotation speed S may be changed as appropriate, such as calculating The set value f may be set in the NC program instead of the command rotation speed So.

【0018】また、前記実施例では回転切削工具16が
予め定められた一定の指令送り速度Fo で移動させられ
るようになっていたが、回転切削工具16の送り速度が
移動経路の途中で変化するように定められている場合、
切削抵抗の変化などに応じて送り速度が変更される場合
などでも、第1発明の回転数制御方法は同様に適用され
得る。
Further, in the above embodiment, the rotary cutting tool 16 is moved at a predetermined constant command feed speed Fo, but the feed speed of the rotary cutting tool 16 changes in the middle of the movement path. Is defined as
The rotation speed control method according to the first aspect of the invention can be similarly applied even when the feed rate is changed according to a change in cutting resistance or the like.

【0019】その他一々例示はしないが、本発明は当業
者の知識に基づいて種々の変更,改良を加えた態様で実
施することができる。
Although not illustrated one by one, the present invention can be implemented in various modified and improved modes based on the knowledge of those skilled in the art.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1発明の回転数制御方法を好適に実施できる
とともに第2発明の一実施例である切削加工装置の概略
構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a cutting apparatus that is an embodiment of a second invention and that can suitably implement the rotation speed control method of the first invention.

【図2】図1の切削加工装置の制御系統を説明するブロ
ック線図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a control system of the cutting apparatus of FIG.

【図3】図2の回転数制御部の機能を説明するフローチ
ャートである。
FIG. 3 is a flowchart illustrating a function of a rotation speed control unit in FIG.

【符号の説明】 10:切削加工装置 12:被削材 16:回転切削工具 18:主軸モータ(工具回転手段) 22:3軸移動テーブル(移動制御手段) 26:NC制御装置 28:X軸位置制御部(移動制御手段) 30:X軸速度制御部(移動制御手段) 32:回転数制御部 38:X軸速度検出器(速度検出手段) ステップS1,S2:速度検出工程,速度検出手段 ステップS3,S4,S5:回転数制御工程,回転数制
御手段
[Explanation of reference symbols] 10: Cutting device 12: Work material 16: Rotary cutting tool 18: Spindle motor (tool rotating means) 22: 3-axis moving table (moving control means) 26: NC control device 28: X-axis position Control unit (movement control unit) 30: X-axis speed control unit (movement control unit) 32: Rotation speed control unit 38: X-axis speed detector (speed detection unit) Steps S1 and S2: Speed detection process, speed detection unit Step S3, S4, S5: Rotational speed control process, rotational speed control means

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転切削工具を軸心まわりに回転駆動し
つつ被削材に対して相対移動させながら切削加工を行う
際に、該回転切削工具の回転数を制御する方法であっ
て、 前記回転切削工具の実際の送り速度Fを検出する速度検
出工程と、 前記回転切削工具の1回転当たりの送り量が予め定めら
れた設定値fとなるように、前記実際の送り速度Fに応
じて該回転切削工具の回転数Sを制御する回転数制御工
程とを有することを特徴とする回転切削工具の回転数制
御方法。
1. A method for controlling the number of revolutions of a rotary cutting tool when performing cutting while rotating the rotary cutting tool around an axis and moving the rotary cutting tool relative to a work material, said method comprising: A speed detection step of detecting an actual feed speed F of the rotary cutting tool, and a step of adjusting the actual feed speed F so that the feed amount per one rotation of the rotary cutting tool becomes a preset set value f. A rotation speed control step of controlling the rotation speed S of the rotary cutting tool.
【請求項2】 回転切削工具を予め定められたNCプロ
グラムに従って一定の指令送り速度Fo で被削材に対し
て相対移動させる移動制御手段と、前記回転切削工具を
軸心まわりに回転駆動する工具回転手段とを備えた切削
加工装置において、 前記移動制御手段によって被削材に対して相対移動させ
られる前記回転切削工具の実際の送り速度Fを検出する
速度検出手段と、 前記回転切削工具の回転数に関して前記NCプログラム
に設定された指令回転数So に対し、次式を満足する目
標回転数Sで該回転切削工具が回転駆動されるように前
記工具回転手段を制御する回転数制御手段と S=F・So /Fo を有することを特徴とする切削加工装置。
2. A movement control means for moving the rotary cutting tool relative to a work material at a constant command feed speed Fo according to a predetermined NC program, and a tool for rotationally driving the rotary cutting tool around an axis. In a cutting device including a rotating means, a speed detecting means for detecting an actual feed speed F of the rotary cutting tool which is relatively moved with respect to a work material by the movement control means, and a rotation of the rotary cutting tool. With respect to the number of rotations, a rotation speed control means for controlling the tool rotation means so that the rotary cutting tool is rotationally driven at a target rotation speed S satisfying the following equation with respect to a command rotation speed So set in the NC program: = F · So / Fo.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021188216A1 (en) * 2020-03-17 2021-09-23 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Closed loop control system for blade sharpening

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