JPH0740143A - Screw working device - Google Patents

Screw working device

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JPH0740143A
JPH0740143A JP19484593A JP19484593A JPH0740143A JP H0740143 A JPH0740143 A JP H0740143A JP 19484593 A JP19484593 A JP 19484593A JP 19484593 A JP19484593 A JP 19484593A JP H0740143 A JPH0740143 A JP H0740143A
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acceleration
spindle
motor
axis
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Katsunori Tsutsui
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Abstract

PURPOSE:To provide a screw tapping device which can carry out the stable tapping work in a short working time independently of the working speed. CONSTITUTION:A main spindle accelerating speed calculating circuit 24 outputs the max. accelerating speed As of a main spindle which is the value obtained by dividing the max. revolution speed Sm of the main spindle by the min. time St necessary for obtaining the max revolution speed of the main spindle, and a Z-axis accelerating speed calculating circuit 25 outputs the max. Accelerating speed Az of the Z axis which is the value obtained by dividing the max. shift speed Zm of the Z axis by the min. time Zt necessary for obtaining the max. speed of the Z axis. A comparison circuit 26 compares each max. accelerating speed As, Az, and outputs the less value as the accelerating speed A, and an acceleration//deceleration control circuit 27 acceleration/deceleration-controls the distribution pulse Pz according to the accelerating speed A obtained by the comparison circuit 26. Accordingly, even in the case where the tapping working speed is a high speed, the drive over the capacity of a motor is prevented, and overshoot, etc., can be prevented. Further, even in the case where the tapping working speed is a low speed, the necessary time for obtaining the set speed is shortened, and the working time can be reduced.

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、数値制御工作機械にお
けるねじ加工装置に関し、特に、短い加工時間で安定し
たタッピング加工を行うことのできるねじ加工装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a screw machining device for a numerically controlled machine tool, and more particularly to a screw machining device capable of performing stable tapping in a short machining time.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、タッピング加工において、その加
工時間を短縮化することが強く要求されている。特に、
アルミニウム等の金属をタッピング加工する場合には、
単に加工時間の短縮化のみならず、高い加工精度が要求
されるため主軸の回転速度とZ軸の送り速度を精確に同
期させなければならない。そのために、従来のフローテ
ィングタッパを使用したタッピング加工に替え、例え
ば、Z軸移動の指令パルスから主軸回転の指令パルスを
生成することにより主軸とZ軸を同期させるねじ加工装
置が、特開昭63−251121号公報に開示されてい
る。また、主軸回転の指令パルスからZ軸移動の指令パ
ルスを生成することにより主軸とZ軸を同期させるねじ
加工装置が、特開昭64−58425号公報に開示され
ている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in tapping processing, it has been strongly required to shorten the processing time. In particular,
When tapping metal such as aluminum,
Not only the processing time is shortened, but also high processing accuracy is required, so that the rotation speed of the spindle and the feed speed of the Z axis must be accurately synchronized. Therefore, in place of tapping processing using a conventional floating tapper, for example, a screw machining apparatus that synchronizes the spindle with the Z-axis by generating a spindle rotation command pulse from a Z-axis movement command pulse is disclosed in JP-A-63-63. No. 251121. Further, Japanese Patent Laid-Open No. 64-58425 discloses a screw machining device that synchronizes the spindle with the Z-axis by generating a Z-movement command pulse from a spindle rotation command pulse.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
のタッピング加工においては、図5に示すように、主軸
モータ及び送りモータの駆動開始後設定速度に到達する
までに要する時間Tは、設定速度の高低にかかわらず絶
えず一定値を用いていたため、設定速度の高低によって
不都合が生じていた。
However, in these tapping processes, as shown in FIG. 5, the time T required until the set speed is reached after the drive of the spindle motor and the feed motor is started is high or low. Regardless of this, since a constant value was constantly used, inconvenience occurred due to the high or low setting speed.

【0004】例えば、この時間Tが大きい場合(図5
(A)参照)には、タッピング加工を低速Lで行う際加
速度が小さくなるため設定速度Lに到達するまでの時間
が長く必要となり、その結果加工時間が長くなるという
問題があった。一方、この時間Tが小さい場合(図5
(B)参照)には、タッピング加工を低速Lで行う際に
はモータの性能を最大限活用することができるため良好
であるが、高速Hで行う際にはモータの容量を越えた負
荷が課せられることがあり、オーバーシュート等の不具
合が発生するという問題があった。
For example, when this time T is large (see FIG. 5)
In (A), there is a problem in that when tapping is performed at a low speed L, the acceleration is small, so that it takes a long time to reach the set speed L, and as a result, the processing time becomes long. On the other hand, when this time T is small (Fig. 5
(See (B)) is good because the performance of the motor can be utilized to the maximum when tapping is performed at a low speed L, but when performing tapping at a high speed, a load exceeding the capacity of the motor is exhibited. However, there was a problem that problems such as overshoot would occur.

【0005】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、加工速度の高低にかかわらず短
い加工時間で安定したタッピング加工を行うことのでき
るねじ加工装置を提供することにある。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides a screw machining apparatus capable of performing stable tapping in a short machining time regardless of the machining speed. is there.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、図1に例示するように、主軸を回転させ
る主軸モータM1と主軸に沿って主軸を送る送りモータ
M2とを同期させてタッピング加工動作を行うねじ加工
装置において、予め設定された主軸モータM1の最高回
転速度とその速度に達するに要する最小時間とを用いて
主軸モータM1の最大加速度を演算する主軸最大加速度
演算手段M3と、予め設定された送りモータM2の最高
回転速度とその速度に達するに要する最小時間とを用い
て送りモータM2の最大加速度を演算する送り最大加速
度演算手段M4と、上記主軸モータM1の最大加速度と
上記送りモータM2の最大加速度のうち、いずれか小さ
い方を選択する選択手段M5と、上記選択手段M5によ
り選択された最大加速度に基づいて、上記主軸モータM
1の回転速度又は上記送りモータM2の送り速度を制御
する加減速制御手段M6と、を備えたことを要旨とす
る。
In order to achieve this object, the present invention synchronizes a spindle motor M1 for rotating a spindle and a feed motor M2 for feeding a spindle along the spindle, as illustrated in FIG. In the screw machining device that performs the tapping machining operation, the maximum spindle acceleration calculation means that calculates the maximum acceleration of the spindle motor M1 using the preset maximum rotation speed of the spindle motor M1 and the minimum time required to reach that speed. M3, a feed maximum acceleration computing means M4 for computing the maximum acceleration of the feed motor M2 using a preset maximum rotation speed of the feed motor M2 and a minimum time required to reach that speed, and a maximum of the spindle motor M1. The selecting means M5 for selecting the smaller one of the acceleration and the maximum acceleration of the feed motor M2, and the maximum selected by the selecting means M5. Based on the speed, the spindle motor M
The acceleration and deceleration control means M6 for controlling the rotation speed of 1 or the feed speed of the feed motor M2.

【0007】[0007]

【作用】上記の構成を有する本発明のねじ加工装置で
は、主軸最大加速度演算手段M3及び送り最大加速度演
算手段M4がそれぞれの最大加速度を演算し、選択手段
M5が主軸最大加速度と送り最大加速度のうちいずれか
小さい方を選択し、加減速制御手段M6がその選択され
た加速度によって送りの送り速度と主軸の回転速度のい
ずれか又は両方を制御する。例えば、主軸モータM1の
回転速度を制御した場合には、制御された回転速度に送
りモータM2の送り速度を同期させることによりタッピ
ング加工を行う。逆に、送りモータM2の送り速度を制
御した場合には、制御された送り速度に主軸モータM1
の回転速度を同期させることによりタッピング加工を行
う。また、主軸モータM1の回転速度と送りモータM2
の送り速度を同時に制御しつつ、タッピング加工を行っ
てもよい。
In the thread machining apparatus of the present invention having the above-mentioned structure, the spindle maximum acceleration calculating means M3 and the feed maximum acceleration calculating means M4 calculate the respective maximum accelerations, and the selecting means M5 calculates the spindle maximum acceleration and the feed maximum acceleration. The smaller one of them is selected, and the acceleration / deceleration control means M6 controls either or both of the feed speed of the feed and the rotation speed of the spindle according to the selected acceleration. For example, when the rotation speed of the spindle motor M1 is controlled, tapping is performed by synchronizing the feed speed of the feed motor M2 with the controlled rotation speed. Conversely, when the feed speed of the feed motor M2 is controlled, the spindle motor M1 is set to the controlled feed speed.
The tapping process is performed by synchronizing the rotation speeds of. Further, the rotation speed of the spindle motor M1 and the feed motor M2
The tapping process may be performed while simultaneously controlling the feed rate of the.

【0008】本発明のねじ加工装置では、選択手段M5
により小さい方の最大加速度を選択しているため、主軸
モータM1及び送りモータM2のいずれに対してもモー
タの容量を越えて負荷を与えるというおそれがない。従
って、タッピング加工の設定速度が高速の場合でもオー
バーシュート等は防止される。また、タッピング加工の
設定速度が低速の場合でも最大加速度を用いているた
め、設定速度に到達するまでの所要時間が従来に比べて
短縮化され、その結果加工時間が短縮化される。
In the screw machining apparatus of the present invention, the selecting means M5
Since the smaller maximum acceleration is selected, there is no fear that a load will be applied to both the spindle motor M1 and the feed motor M2 beyond the capacity of the motor. Therefore, overshooting and the like can be prevented even when the tapping setting speed is high. Further, since the maximum acceleration is used even when the set speed of tapping processing is low, the time required to reach the set speed is shortened as compared with the related art, and as a result, the processing time is shortened.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面に
基づいて具体的に説明する。図2は本発明に係るねじ加
工装置の実施例を示すブロック図である。ねじ加工装置
の機械本体1はたて型のタップ盤をなすものであり、基
台2に直立配置したコラム3にスライダ4を介して主軸
ヘッド5が上下に摺動自在に支持され、主軸ヘッド5は
ボールねじ6に係合されている。ボールねじ6は、AC
サーボモータからなる送りモータ7に連結されて回転駆
動され、主軸ヘッド5を昇降する。送りモータ7には、
回転位置を検出するパルスゼネレータ9が設けられてい
る。このパルスゼネレータ9は、主軸ヘッド5の送り位
置を検出する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the screw machining device according to the present invention. The machine body 1 of the screw machining device forms a vertical tap board, and a spindle head 5 is vertically slidably supported via a slider 4 on a column 3 arranged upright on a base 2, and a spindle head is provided. 5 is engaged with a ball screw 6. Ball screw 6 is AC
The spindle head 5 is moved up and down by being rotationally driven by being connected to the feed motor 7 which is a servo motor. The feed motor 7 has
A pulse generator 9 for detecting the rotational position is provided. The pulse generator 9 detects the feed position of the spindle head 5.

【0010】主軸11は、主軸ヘッド5に回転自在に軸
支され、ACサーボモータからなる主軸モータ12によ
り回転駆動される。主軸モータ12には、回転位置を検
出するパルスゼネレータ14が設けられている。このパ
ルスゼネレータ14は主軸11の回転位置を検出する。
The spindle 11 is rotatably supported by the spindle head 5 and is rotationally driven by a spindle motor 12 which is an AC servomotor. The spindle motor 12 is provided with a pulse generator 14 that detects the rotational position. The pulse generator 14 detects the rotational position of the spindle 11.

【0011】タップ工具15は、タッパを介することな
く直接主軸11の下端に取付けられ、下孔16の開けら
れた被加工物17にねじ加工を施す。次に、主軸ヘッド
5を上下する送り系(Z軸と称する)の制御回路につい
て説明する。
The tap tool 15 is directly attached to the lower end of the main shaft 11 without using a tapper, and threads a workpiece 17 having a prepared hole 16 therein. Next, a control circuit of a feed system (referred to as Z axis) for moving the spindle head 5 up and down will be described.

【0012】数値制御装置20は、図2に示すように、
演算器22、パルス分配回路23、主軸加速度演算回路
24、Z軸加速度演算回路25、比較回路26、加減速
制御回路27、偏差カウンタ28,29、Z軸パルス変
換回路31,32、加算器33を備えている。この数値
制御装置20は、入力装置21から入力されたデータに
基づき各処理を実行し、Z軸サーボアンプ34及び主軸
サーボアンプ35に出力する。
The numerical controller 20, as shown in FIG.
Calculator 22, pulse distribution circuit 23, main axis acceleration calculation circuit 24, Z axis acceleration calculation circuit 25, comparison circuit 26, acceleration / deceleration control circuit 27, deviation counters 28, 29, Z axis pulse conversion circuits 31, 32, adder 33. Is equipped with. The numerical control device 20 executes each process based on the data input from the input device 21, and outputs it to the Z-axis servo amplifier 34 and the main-axis servo amplifier 35.

【0013】演算器22は、入力装置21から入力され
たデータに基づき、Z軸の送り速度F、タッピング加工
すべきねじのピッチP、主軸の最高回転速度Sm、Z軸
の最高移動速度Zm、主軸の最高回転速度に達するに要
する最小時間St、Z軸の最高速度に達するに要する最
小時間Ztをそれぞれ所定の回路に出力する。尚、最小
時間St及びZtは、それぞれ主軸モータ12及び送り
モータ7の容量に依存して決定される値である。また、
主軸の最高回転速度Smは、Z軸の移動速度に同期すべ
く補正され、Z軸の最高移動速度Ztと共にパルス/秒
として出力される。
Based on the data input from the input device 21, the computing unit 22 feeds the Z-axis feed speed F, the pitch P of the screw to be tapped, the maximum rotation speed Sm of the spindle, the maximum movement speed Zm of the Z-axis, The minimum time St required to reach the maximum rotation speed of the main shaft and the minimum time Zt required to reach the maximum rotation speed of the Z axis are output to predetermined circuits. The minimum times St and Zt are values determined depending on the capacities of the spindle motor 12 and the feed motor 7, respectively. Also,
The maximum rotation speed Sm of the main shaft is corrected so as to be synchronized with the moving speed of the Z axis, and is output as a pulse / second together with the maximum moving speed Zt of the Z axis.

【0014】パルス分配回路23は、演算器22から入
力されたZ軸の送り速度Fに基づき、Z軸の移動を行う
ための分配パルスPzを加減速制御回路27に出力す
る。主軸加速度演算回路24は、本発明の主軸最大加速
度演算手段に相当し、演算器22から入力された主軸の
最高回転速度Smを最小時間Stで除した値である主軸
の最大加速度Asを、比較回路26に出力する。
The pulse distribution circuit 23 outputs a distribution pulse Pz for moving the Z-axis to the acceleration / deceleration control circuit 27 based on the Z-axis feed speed F input from the calculator 22. The spindle acceleration calculation circuit 24 corresponds to the spindle maximum acceleration computing means of the present invention, and compares the spindle maximum acceleration As which is the value obtained by dividing the spindle maximum rotation speed Sm input from the computing unit 22 by the minimum time St. Output to the circuit 26.

【0015】Z軸加速度演算回路25は、本発明の送り
最大加速度演算手段に相当し、演算器22から入力され
たZ軸の最高移動速度Zmを最小時間Ztで除した値で
あるZ軸の最大加速度Azを、比較回路26に出力す
る。比較回路26は、本発明の選択手段に相当し、主軸
の最大加速度AsとZ軸の最大加速度Azとを比較して
いずれか小さい方を加速度Aとして加減速制御回路27
に出力する。ここで、いずれか小さい方を選択するの
は、主軸モータ12と送りモータ7とを同期運転してい
るため、いずれかのモータの容量を越えることのないよ
うに負荷を与える必要があるからである。
The Z-axis acceleration calculation circuit 25 corresponds to the maximum feed acceleration calculation means of the present invention, and is a value of the Z-axis which is a value obtained by dividing the maximum movement speed Zm of the Z-axis input from the calculator 22 by the minimum time Zt. The maximum acceleration Az is output to the comparison circuit 26. The comparison circuit 26 corresponds to the selection means of the present invention, and compares the maximum acceleration As of the main axis and the maximum acceleration Az of the Z axis, and the smaller one is set as the acceleration A, and the acceleration / deceleration control circuit 27.
Output to. Here, the smaller one is selected because the spindle motor 12 and the feed motor 7 are synchronously operated, and it is necessary to apply a load so as not to exceed the capacity of either motor. is there.

【0016】加減速制御回路27は、本発明の加減速制
御手段に相当し、パルス分配回路23から入力された分
配パルスPz、及び、比較回路26から入力された加速
度Aによって、後述する加減速制御を行い、偏差カウン
タ28に出力パルスQzを出力する。
The acceleration / deceleration control circuit 27 corresponds to the acceleration / deceleration control means of the present invention, and the acceleration / deceleration described later is generated by the distribution pulse Pz input from the pulse distribution circuit 23 and the acceleration A input from the comparison circuit 26. Control is performed and the output pulse Qz is output to the deviation counter 28.

【0017】偏差カウンタ28は、加減速制御回路27
から入力された出力パルスQzによってカウントアップ
され、後述の帰還パルスによってカウントダウンされ
る。従って、偏差カウンタ28の内部には出力パルスQ
zと帰還パルスの差分があり、これを図示されていない
DAコンバータでアナログ指令信号に変換し、Z軸サー
ボアンプ34に出力する。Z軸サーボアンプ34は、送
りモータ7を回転制御する。送りモータ7は、ボールね
じ6に結合されており、これによって、主軸11がZ軸
方向に移動する。送りモータ7に結合されたパルスゼネ
レータ9は、送りモータ7の回転に応じて帰還パルスを
発生する。尚、図2においては速度帰還ループは省略し
てある。これらは公知の方法で速度帰還ループを構成し
ている。
The deviation counter 28 includes an acceleration / deceleration control circuit 27.
It is counted up by the output pulse Qz input from and is counted down by the feedback pulse described later. Therefore, inside the deviation counter 28, the output pulse Q
There is a difference between z and the feedback pulse, which is converted into an analog command signal by a DA converter (not shown) and output to the Z-axis servo amplifier 34. The Z-axis servo amplifier 34 controls the rotation of the feed motor 7. The feed motor 7 is connected to the ball screw 6, and thereby the main shaft 11 moves in the Z-axis direction. The pulse generator 9 coupled to the feed motor 7 generates a feedback pulse according to the rotation of the feed motor 7. The velocity feedback loop is omitted in FIG. These form a velocity feedback loop by a known method.

【0018】一方、主軸11の回転速度をZ軸の移動速
度に同期させるために、Z軸パルス変換回路31は、Z
軸の偏差カウンタ28の出力パルスをタッピング加工す
べきねじのピッチPによって主軸パルスに変換し、加算
器33に出力する。また、Z軸パルス変換回路32は、
Z軸のパルスゼネレータ9の帰還パルスをタッピング加
工すべきねじのピッチPによって主軸パルスに変換し、
偏差カウンタ29に送られる。偏差カウンタ29は、Z
軸の帰還パルスによってカウントアップされ、後述の主
軸の帰還パルスによってカウントダウンされる。従っ
て、偏差カウンタ29の内部にはZ軸と主軸の帰還パル
スの差分があり、これを加算器33に出力する。そし
て、加算器33の出力を図示されていないDAコンバー
タでアナログ指令信号に変換し、主軸サーボアンプ35
に出力する。主軸サーボアンプ35は、主軸モータ12
を回転制御する。主軸モータ12は、主軸11に結合さ
れており、これによって、主軸11が回転する。主軸モ
ータ12に結合されているパルスゼネレータ14は、主
軸モータ12の回転に応じて帰還パルスを発生する。
尚、図2においては速度帰還ループは省略してある。こ
れらは公知の方法で速度帰還ループを構成している。
On the other hand, in order to synchronize the rotation speed of the main spindle 11 with the movement speed of the Z axis, the Z axis pulse conversion circuit 31 uses Z
The output pulse of the axis deviation counter 28 is converted into a spindle pulse according to the pitch P of the screw to be tapped, and output to the adder 33. Further, the Z-axis pulse conversion circuit 32 is
The feedback pulse of the Z-axis pulse generator 9 is converted into a spindle pulse by the pitch P of the screw to be tapped,
It is sent to the deviation counter 29. The deviation counter 29 is Z
It is counted up by the feedback pulse of the shaft and counted down by the feedback pulse of the main shaft which will be described later. Therefore, there is a difference between the feedback pulses of the Z axis and the main axis inside the deviation counter 29, and this difference is output to the adder 33. Then, the output of the adder 33 is converted into an analog command signal by a DA converter (not shown), and the spindle servo amplifier 35
Output to. The spindle servo amplifier 35 is used for the spindle motor 12
Control the rotation. The main shaft motor 12 is coupled to the main shaft 11, and thereby the main shaft 11 rotates. The pulse generator 14 coupled to the spindle motor 12 generates a feedback pulse according to the rotation of the spindle motor 12.
The velocity feedback loop is omitted in FIG. These form a velocity feedback loop by a known method.

【0019】尚、主軸加速度演算回路24、Z軸加速度
演算回路25、比較回路26等の各回路や偏差カウンタ
28,29を設ける代わりに、これらをコンピュータの
機能として実現してもよい。次に、加減速制御回路27
について図3及び図4に基づいて詳細に説明する。図3
は加減速制御をコンピュータの機能として実現したフロ
ーチャートである。
Instead of providing each circuit such as the spindle acceleration calculation circuit 24, the Z-axis acceleration calculation circuit 25, the comparison circuit 26 and the deviation counters 28 and 29, these may be realized as a computer function. Next, the acceleration / deceleration control circuit 27
Will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4. Figure 3
Is a flowchart in which acceleration / deceleration control is realized as a function of a computer.

【0020】加減速制御回路27では、所定の周期ごと
にこの処理が繰り返し実行される。第n番目の処理を実
行するときの分配パルスをPz(n)、出力パルスをQ
z(n)、比較回路26から入力される最大加速度をA
(定数)とする。まず、ステップ110では加速、定
速、減速状態のいずれかを判断する。具体的には、Pz
(n)とQz(n−1)の大小比較を行い、Pz(n)
>Qz(n−1)ならば加速、Pz(n)=Qz(n)
ならば定速、Pz(n)<Q(n−1)ならば減速と判
断する。
In the acceleration / deceleration control circuit 27, this processing is repeatedly executed at predetermined intervals. When the n-th processing is executed, the distribution pulse is Pz (n) and the output pulse is Q.
z (n), the maximum acceleration input from the comparison circuit 26 is A
(Constant) First, in step 110, it is determined which of the acceleration, constant speed, and deceleration states. Specifically, Pz
(N) and Qz (n-1) are compared, and Pz (n)
> Qz (n-1) accelerates, Pz (n) = Qz (n)
If so, it is determined to be constant speed, and if Pz (n) <Q (n-1), it is determined to be deceleration.

【0021】そして、ステップ110で加速と判断され
ると、Qz(n)←Qz(n−1)+Aを行い(ステッ
プ120)、処理を終える。また、ステップ110で定
速と判断されると、Qz(n)←Pz(n)を行う(ス
テップ130)、処理を終える。
Then, when it is judged to be accelerated in step 110, Qz (n) ← Qz (n-1) + A is performed (step 120), and the process is terminated. If it is determined at step 110 that the speed is constant, Qz (n) ← Pz (n) is performed (step 130), and the process ends.

【0022】更に、ステップ110で減速と判断される
と、Qz(n)←Qz(n−1)−Aを行う(ステップ
140)、処理を終える。図4は、このようにして加減
速制御された速度パターン図である。図4(A)はタッ
ピング加工の設定速度が高速のとき、また、図4(B)
はタッピング加工の設定速度が低速のときの分配パルス
Pz(n)及び出力パルスQz(n)を図示したもので
ある。
Further, when it is determined that the vehicle is decelerating in step 110, Qz (n) ← Qz (n-1) -A is performed (step 140), and the process ends. FIG. 4 is a speed pattern diagram in which the acceleration / deceleration control is performed in this manner. FIG. 4 (A) shows when the tapping processing is set at a high speed, and FIG.
Shows the distribution pulse Pz (n) and the output pulse Qz (n) when the set speed of tapping is low.

【0023】図4(A)は、Pz(n)=H(n=1〜
s、Hは高速の設定速度),Pz(n)=0(n>s)
とし、n=tにてQz(t)=Pz(t)となる場合に
ついて図示したものである。従って、n=1〜tではQ
z(n−1)<Pz(n)であるので、ステップ110
で加速と判断され、ステップ120でQz(n)←Qz
(n−1)+Aが実行される。また、n=(t+1)〜
sではQz(n−1)=Pz(n)であるので、ステッ
プ110で定速と判断され、ステップ130でQz
(n)←Pz(n)が実行される。更に、n=(s+
1)〜(s+t)ではQz(n−1)<Pz(n)であ
るので、ステップ110で減速と判断され、ステップ1
40でQz(n)←Qz(n−1)−Aが実行される。
FIG. 4A shows Pz (n) = H (n = 1 to 1).
s and H are high speed settings), Pz (n) = 0 (n> s)
And the case where Qz (t) = Pz (t) at n = t is shown. Therefore, when n = 1 to t, Q
Since z (n-1) <Pz (n), step 110
Is determined to be acceleration, and in step 120, Qz (n) ← Qz
(N-1) + A is executed. Also, n = (t + 1)-
Since Qz (n-1) = Pz (n) for s, it is determined at step 110 that the speed is constant, and at step 130 Qz
(N) ← Pz (n) is executed. Furthermore, n = (s +
1) to (s + t), Qz (n-1) <Pz (n), so it is determined that the vehicle is decelerating in step 110, and step 1
At 40, Qz (n) ← Qz (n-1) -A is executed.

【0024】このとき、加速度Aは、主軸モータ12と
送りモータ7のいずれか小さい容量の最大加速度である
ため、送りモータ7の容量を越えることはないし、ま
た、送りモータ7と同期させている主軸モータ12の容
量を越えることもない。従って、オーバーシュート等の
不具合が発生するおそれはない。
At this time, the acceleration A does not exceed the capacity of the feed motor 7 because it is the maximum acceleration of the spindle motor 12 or the feed motor 7, whichever is smaller, and is synchronized with the feed motor 7. It does not exceed the capacity of the spindle motor 12. Therefore, there is no risk of problems such as overshoot.

【0025】図4(B)は、Pz(n)=L(n=1〜
u,Lは低速の設定速度(L<H)),Pz(n)=0
(n>u)とし、n=vにてQz(v)=Pz(v)と
なる場合について図示したものであり、図4(A)とほ
ぼ同様であるため、その説明は省略する。但し、Qz
(n)が設定速度Lに到達するまでの時間は、設定速度
Hに到達するまでの時間(図3(A)参照)と比べて短
縮化される。このため、加工時間の短縮化が図られる。
In FIG. 4B, Pz (n) = L (n = 1 to 1)
u and L are low set speeds (L <H), Pz (n) = 0
(N> u), Qz (v) = Pz (v) when n = v is shown. Since this is almost the same as FIG. 4A, its description is omitted. However, Qz
The time required for (n) to reach the set speed L is shortened compared to the time required for it to reach the set speed H (see FIG. 3A). Therefore, the processing time can be shortened.

【0026】本実施例の効果について以下に述べる。 主軸モータ12又は送りモータ7のいずれか小さい方
の最大加速度Aに基づいてタッピング加工が行われるた
め、タッピング加工の設定速度が高速の場合でもモータ
の容量を越えて駆動されることがなくオーバーシュート
等を防止できる。また、タッピング加工の設定速度が低
速の場合でも設定速度に到達するまでの所要時間が短縮
化されるため加工時間が短縮化される。 特に、ねじのピッチPが大きいときには、主軸モータ
12の回転速度が低速でも送りモータ7の送り速度が高
速となるが、こうした場合でも、本発明のねじ加工装置
によれば、オーバーシュート等の不具合を防止でき、ま
た加工時間を短縮化することができる。 また、最大加速度Aを用いて加減速制御を行っている
ため、処理自体が簡素であり、処理速度を十分速くする
ことができる。
The effects of this embodiment will be described below. Since tapping is performed on the basis of the smaller maximum acceleration A of the spindle motor 12 or the feed motor 7, even if the set speed for tapping is high, the tapping is not driven beyond the capacity of the motor and overshoots. Etc. can be prevented. Further, even when the set speed of tapping processing is low, the time required to reach the set speed is shortened, so that the processing time is shortened. In particular, when the screw pitch P is large, the feed speed of the feed motor 7 is high even if the rotation speed of the spindle motor 12 is low. Can be prevented and the processing time can be shortened. Further, since the acceleration / deceleration control is performed using the maximum acceleration A, the processing itself is simple and the processing speed can be sufficiently increased.

【0027】尚、本発明は、上記実施例に何ら限定され
ることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種
々の態様で実施できることはいうまでもない。例えば、
本実施例では送りモータに主軸モータを追従させること
により同期運転を行ったが、この逆、即ち、主軸モータ
の速度を加減速制御回路で制御しつつ送りモータをこの
主軸モータに追従させることにより同期運転を行っても
よい。また、送りモータと主軸モータの両方を制御して
もよい。
It is needless to say that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments and can be carried out in various modes without departing from the gist of the present invention. For example,
In the present embodiment, the synchronous operation is performed by causing the feed motor to follow the spindle motor, but the reverse, that is, by controlling the speed of the spindle motor by the acceleration / deceleration control circuit, the feed motor is caused to follow the spindle motor. Synchronous operation may be performed. Further, both the feed motor and the spindle motor may be controlled.

【0028】また、本実施例では加速度Aを一定値とし
て取り扱うことにより直線型の加減速制御を行ったが、
加速度Aを外部から入力あるいは内部に記憶された変数
として取り扱うことにより例えば指数関数型あるいは s
in関数型等の任意の関数の加減速制御を行うことも可能
である。この場合、モータの容量特性からみて加速度が
一定の場合よりも瞬間的にならば大きな加速度を設定す
ることができるため、加工時間は一層短縮化されること
になる。
In this embodiment, the linear acceleration / deceleration control is performed by treating the acceleration A as a constant value.
By treating the acceleration A as a variable input from the outside or stored in the inside, for example, an exponential function type or s
It is also possible to perform acceleration / deceleration control of an arbitrary function such as an in-function type. In this case, in view of the capacity characteristics of the motor, a larger acceleration can be set instantaneously than when the acceleration is constant, so that the machining time is further shortened.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明のねじ加工装置によれば、加工速度の高低にかか
わらず短い加工時間で安定したタッピング加工を行うこ
とができる。
As is apparent from the above description,
According to the screw machining device of the present invention, stable tapping can be performed in a short machining time regardless of the machining speed.

【0030】即ち、タッピング加工の設定速度が低速の
場合、その設定速度に到達するに要する時間は、主軸モ
ータ又は送りモータの最大加速度を用いて制御している
ため、短縮化される。また、タッピング加工の設定速度
が高速の場合、モータの容量を越えて駆動するおそれが
ないため、オーバーシュート等の不具合が発生すること
がない。
That is, when the set speed for tapping is low, the time required to reach the set speed is shortened because the maximum acceleration of the spindle motor or the feed motor is used for control. In addition, when the set speed for tapping is high, there is no risk of driving beyond the capacity of the motor, so problems such as overshoot do not occur.

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

【図1】 本発明を例示するブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating the present invention.

【図2】 本実施例のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of the present embodiment.

【図3】 本実施例の加減速制御回路のフローチャート
である。
FIG. 3 is a flowchart of an acceleration / deceleration control circuit of this embodiment.

【図4】 本実施例の速度パターン図であり、(A)は
タッピング加工の設定速度が高速のとき、(B)はタッ
ピング加工の設定速度が低速のときの速度パターン図で
ある。
4A and 4B are speed pattern diagrams of the present embodiment, where FIG. 4A is a speed pattern diagram when the tapping setting speed is high, and FIG. 4B is a speed pattern diagram when the tapping setting speed is low.

【図5】 従来技術の速度パターン図であり、(A)は
モータの駆動開始後設定速度に到達するまでに要する時
間Tが大きいとき、(B)は時間Tが小さいときの速度
パターン図である。
5A and 5B are speed pattern diagrams of a conventional technique, in which FIG. 5A is a speed pattern diagram when a time T required to reach a set speed after driving of a motor is large, and FIG. 5B is a speed pattern diagram when the time T is small. is there.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・機械本体、 2・・・基
台、3・・・コラム、 4・・
・スライダ、5・・・主軸ヘッド、
7・・・送りモータ、9・・・パルスゼネレータ、
11・・・主軸、12・・・主軸モータ、
14・・・パルスゼネレータ、15
・・・タップ工具、 20・・・数値
制御装置、21・・・入力装置、
22・・・演算器、23・・・パルス分配回路、
24・・・主軸加速度演算回路、25・・・Z
軸加速度演算回路、 26・・・比較回路、2
7・・・加減速制御回路、 28,29・
・・偏差カウンタ、31,32・・・Z軸パルス変換回
路、 33・・・加算器、34・・・Z軸サーボアン
プ、 35・・・主軸サーボアンプ、
1 ... Machine body, 2 ... Base, 3 ... Column, 4 ...
.Slider, 5 ... Spindle head,
7 ... Feed motor, 9 ... Pulse generator,
11 ... Spindle, 12 ... Spindle motor,
14 ... Pulse generator, 15
... Tap tool, 20 ... Numerical control device, 21 ... Input device,
22 ... arithmetic unit, 23 ... pulse distribution circuit,
24 ... Spindle acceleration calculation circuit, 25 ... Z
Axial acceleration calculation circuit, 26 ... Comparison circuit, 2
7 ... Acceleration / deceleration control circuit, 28, 29 ...
..Deviation counter, 31, 32 ... Z-axis pulse conversion circuit, 33 ... Adder, 34 ... Z-axis servo amplifier, 35 ... Spindle servo amplifier,

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成5年8月23日[Submission date] August 23, 1993

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0020[Correction target item name] 0020

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0020】加減速制御回路27では、所定の周期ごと
にこの処理が繰り返し実行される。第n番目の処理を実
行するときの分配パルスをPz(n)、出力パルスをQ
z(n)、比較回路26から入力される最大加速度をA
(定数)とする。まず、ステップ110では加速、定
速、減速状態のいずれかを判断する。具体的には、Pz
(n)とQz(n−1)の大小比較を行い、Pz(n)
>Qz(n−1)ならば加速、Pz(n)=Qz(n−
1)ならば定速、Pz(n)<Qz(n−1)ならば減
速と判断する。
In the acceleration / deceleration control circuit 27, this processing is repeatedly executed at predetermined intervals. When the n-th processing is executed, the distribution pulse is Pz (n) and the output pulse is Q.
z (n), the maximum acceleration input from the comparison circuit 26 is A
(Constant) First, in step 110, it is determined which of the acceleration, constant speed, and deceleration states. Specifically, Pz
(N) and Qz (n-1) are compared, and Pz (n)
> Qz (n-1) accelerates, Pz (n) = Qz (n-
If 1), it is determined as constant speed, and if Pz (n) < Qz (n-1), it is determined as deceleration.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 主軸を回転させる主軸モータと主軸に沿
って主軸を送る送りモータとを同期させてタッピング加
工動作を行うねじ加工装置において、 予め設定された主軸モータの最高回転速度とその速度に
達するに要する最小時間とを用いて主軸モータの最大加
速度を演算する主軸最大加速度演算手段と、 予め設定された送りモータの最高回転速度とその速度に
達するに要する最小時間とを用いて送りモータの最大加
速度を演算する送り最大加速度演算手段と、 上記主軸モータの最大加速度と上記送りモータの最大加
速度のうち、いずれか小さい方を選択する選択手段と、 上記選択手段により選択された最大加速度に基づいて、
上記主軸モータの回転速度又は上記送りモータの送り速
度を制御する加減速制御手段と、 を備えたことを特徴とするねじ加工装置。
1. A screw machining apparatus for performing a tapping machining operation by synchronizing a spindle motor that rotates a spindle and a feed motor that feeds the spindle along the spindle, in a preset maximum rotation speed of the spindle motor and its speed. The maximum spindle acceleration calculation means for calculating the maximum acceleration of the spindle motor using the minimum time required to reach, and the maximum rotation speed of the feed motor set in advance and the minimum time required to reach that speed, Based on the maximum feed rate acceleration calculating means for calculating the maximum acceleration, a selecting means for selecting the smaller one of the maximum acceleration of the spindle motor and the maximum acceleration of the feed motor, and the maximum acceleration selected by the selecting means. hand,
An acceleration / deceleration control means for controlling the rotation speed of the spindle motor or the feed speed of the feed motor.
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