JPH0775803B2 - 数値制御装置における多条ネジ切削制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明は多条ネジの切削を高精度にできるようにした数
値制御装置における多条ネジ切削制御方法に関する。

（発明の技術的背景とその問題点） 数値制御装置を用いてネジを切削する場合を第６図のブ
ロック図を参照して説明すると、数値制御装置の加工プ
ログラム１からネジ切の指令値（リード，始点，条数
等）が加工プログラム読出部２で読出され、プログラム
解析部３で１パルス当りの送り量SAが演算され、ネジ切
演算制御部７に記憶される。

一方、主軸４に取付けられている主軸位置検出器５から
主軸４の回転に伴い発生するパルス数SC及び主軸４の１
回転基準信号SDがパルス読出部で読出され、ネジ切演算
制御部７に入力されると、主軸４の１回転基準信号SDが
ネジ切の演算の起動信号とみなされて送り軸の移動量の
演算が開始される。そして、先の１パルス当りの送り量
SA及び主軸４の回転に伴い発生するパルス数SCからネジ
切演算制御部７で送り軸の移動量の演算が行なわれ、そ
の移動量により送り軸制御部８に取付けられている刃物
台９が制御され、ネジの切削が行なわれる。

また、数値制御装置を用いて多条ネジを切削する場合を
第７図のブロック図を参照して説明する。まず、数値制
御装置の加工プログラム１からネジ切の指令値（リー
ド，始点，条数等）が加工プログラム読出部２で読出さ
れ、プログラム解析部３で１パルス当りの送り量SAが演
算されてネジ切演算制御部７に記憶され、また、多条ネ
ジにおける１条目の動作始点からのシフト量に換算した
パルス数SBが演算されて比較部11に記憶される。このパ
ルス数SBはＡ条ネジのＢ条目の場合、次式で表される。

（主軸の１回転のパルス数/A）×（Ｂ−１）……（１） 一方、主軸４に取付けられている主軸位置検出器５から
主軸４の回転に伴い発生するパルス数SC及び主軸４の１
回転基準信号SDがパルス読出部６で読出され、主軸４の
回転に伴い発生するパルス数SCはパルス変換部10及びネ
ジ切演算制御部７に入力され、主軸４の１回転基準信号
SDはパルス変換部10に入力される。パルス変換部10では
主軸４の１回転基準信号SDが入力された時点でのパルス
を１番目として順次カウントし、このパルス数SEが比較
部11に入力される。そして、パルス数SEが先の多条ネジ
における１条目動作始点からのシフト量から換算したパ
ルス数SBを超えたことが比較部11で検知されると、この
初めて超えたパルス信号が起動信号とみなされ、送り軸
の移動量の演算７でネジ切演算制御部が開始される。ネ
ジ切演算制御部７では１パルス当りの送り量SA及び主軸
４の回転に対するパルス数SCに従って送り軸の移動量の
演算が行なわれ、その移動量により送り軸制御部８に取
付けられている刃物台９が制御され、ネジの切削が行な
われる。

第８図は上述した方法で多条ネジを切削する場合のタイ
ムチャート図を示し、多条ネジの送り軸の動作始点は同
一点とする。１条目のネジは主軸の１回転基準信号をス
タートパルスとしてネジの切削を開始し、２条目以降の
ネジは１条目のネジ切動作開始点からのシフト量、即ち
［ネジのリード／ネジの条数］から求めた距離に比例し
た主軸のパルス数、即ち［主軸の１回転のパルス数／ネ
ジの条数］の数だけ遅らせてネジの切削を開始する。

しかし、この方法は［主軸の１回転のパルス数／ネジの
条数］が割り切れない場合、その端数分だけネジの切り
始めが遅れることになる（第９図参照）。たとえば、主
軸の１回転のパルス数が1000パルスの機械で３条ネジを
切削しようとした場合、主軸１回転内で1000/3＝333・1
/3パルスずつネジ切の開始をずらせば良いが、端数であ
る1/3パルスだけはネジの切り始めが遅れるため、ネジ
のリード×1/3の距離だけ切削誤差が生じることにな
る。この誤差は最大１パルスにもなり、またネジのリー
ドが大きい程、誤差も大きくなるという問題点があっ
た。

また、他の方法として加工プログラム上でネジの条数の
数だけネジ切の動作始点を機械的に［ネジのリード／ネ
ジの条数］の値ずつシフトすることで多条ネジを切削す
ることができるが、ネジ切の動作始点を機械的条件（機
械上のストローク，心押軸との干渉等）や被加工物の形
状により、シフトすることができない場合が生じるとい
う問題点があった。

（発明の目的） 本発明は上述のような事情からなされたものであり、本
発明の目的は、多条ネジを数値制御装置付工作機械を用
いて切削するとき、ネジ切の動作始点を機械的にずらす
必要がなく、また、主軸のパルス数やネジのリードの大
きさで誤差の大きさが左右されないようにした数値制御
装置によるネジ切制御方法を提供することにある。

（発明の概要） 本発明は多条ネジにおけるネジ切の動作始点を機械的に
シフトした切削方法と同様の動きを数値制御装置で実現
するもので、１条目は主軸１回転基準信号を起動信号と
してネジ切動作を行ない、２条目以降はネジ切削工具を
１条目の加工開始点に位置させておき１条目の動作始点
と同じ位置から主軸１回転基準信号を起動信号として送
り軸の移動量を演算し、この移動量を積算した量が１条
目の動作始点より機械的にシフトした量を越えた時、送
り軸の実動作を始めるようにしたものである。そして、
この実動作を開始する時に前記積算移動量から前記シフ
ト量を引いた差分量も補正して送り軸の実動作を行なう
ことにより、精度よいネジ切を実現させることを目的と
する。

（発明の実施例） 第１図は本発明方法を実現する装置のブロック図を第７
図に対応させて示すもので、本発明ではパルス変換部10
の代りにネジ切の送り軸移動量演算部12が設けられてい
る。

次に第２図のフローチャートを参照して、本発明方法の
動作を説明すると、まず、数値制御装置の加工プログラ
ム１からネジ切の指令値（リード，始点，条数等）が加
工プログラム読出部２で読出され（ステップS1）、プロ
グラム解析部３で１パルス当りの送り量SAが演算されて
ネジ切演算制御部７及びネジ切の送り軸移動量演算部12
に記憶される。また、多条ネジにおける各条の動作始点
からのシフト量SFがプログラム解析部３で演算されて比
較部11に記憶される（ステップS2）。この距離SFはＡ条
ネジのＢ条目の場合、次式で表される。

（ネジのリード/A）×（Ｂ−１） ……（２） 一方、主軸４に取付けられている主軸位置検出器５から
主軸４の回転に伴い発生するパルス数SC及び主軸４の１
回転基準信号SDがパルス読出部６で読出され、主軸４の
回転に対するパルス数SCはネジ切の送り軸移動量演算部
12及びネジ切演算制御部７に入力され、主軸４の１回転
基準信号SDはネジ切の送り軸移動量演算部12に入力され
る。ネジ切の送り軸移動量演算部12では主軸４の１回転
基準信号SDを起動信号としてネジ切の送り軸の移動量の
演算を開始し、１パルス当りの送り量SA及び主軸４の回
転に伴い発生するパルス数SCに従って移動量を求め、こ
れを積算して比較部11に入力するSG（ステップS3）。そ
して、先の動作始点からのシフト量SFを積算移動距離SG
が超えたか否かを確認し（ステップS4）、超えない場合
は再度確認を行なう。

一方、判断ステップS4において越えた場合は、越えたこ
とを検知した信号が起動信号となりネジ切の送り軸移動
量演算部12で求めた積算移動量SGから１条目の動作始点
からのシフト量SFを引いた差分量だけ送り軸の実移動を
行ない、以後はネジ切演算制御部７で１パルス当たりの
送り量SA及び主軸４の回転に伴い発生するパルス数SCに
従って送り軸の移動量の演算を行ない（ステップS5），
その移動量により送り軸制御部８に取付けられている刃
物台９を制御して（ステップS6）、ネジの切削が行なわ
れる。

第３図は本発明方法で多条ネジを切削する場合のタイム
チャート図を示し、条ネジの送り軸の動作始点は同一点
とする。１条目のネジは従来方法と同様に主軸の１回転
基準信号をスタートパルスとしてネジの切削を開始し、
２条目以降のネジは１条目のネジ切の動作始点からのシ
フト量を予め求めておく。一方、主軸の１回転基準信号
を起動信号としてネジ切のための送り軸の移動量の演算
を開始する。しかし、この時点ではネジ切の実動作は行
なわず、主軸の回転に伴い発生するパルス数に従って送
り軸の移動量の演算のみを進めて行き、この移動量を積
算した積算移動量が先の１条目のネジ切の動作始点から
のシフト量を超えたときその差分量で送り軸の実動作を
開始し、以後は主軸の回転に伴い発生するパルス数から
演算された移動量により送り軸を動作させ、ネジの切削
を行なう（第４図参照）。

第５図の２条ネジの切削軌跡からも明らかな様に本発明
方法は見掛け上、シフト量分を移動させた切削方法とな
る。

（発明の効果） 従来技術では、主軸位置検出器の１回転信号からのパル
ス数だけネジ切の開始を遅らせる方法をとっているた
め、［主軸１回転のパルス数／ネジ条数］が割り切れな
い場合、例えば主軸１回転1000パルスの主軸位置検出器
で３条ネジの場合は端数が発生し、このような条件でネ
ジリードが100mmの時はパルス当たりの送り量が（100/1
000）＝0.1［mm/パルス］＝100［μ／パルス］となり、
多条ネジ切削の誤差が最大100μ発生することになる。

しかし本発明では、見かけ上ネジ切りの開始位置を移動
させた切削方法となるため、多条ネジ切削の誤差は送り
軸の最小制御単位に依存し、最小制御単位が１μ制御の
機械であれば最大でも１μの誤差しか発生しない。

以上のように本発明の多条ネジ切削制御方法によれば、
ネジ切の動作始点を機械的にずらす切削方法と同様の制
御になるため、主軸のパルス数やネジのリードの大きさ
に左右されない高精度なネジを切削することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実現する装置の一例を示すブロッ
ク図、第２図は本発明方法の動作を示すフローチャー
ト、第３図は本発明方法のタイムチャート図、第４図は
本発明方法によるネジの切削タイミングを示す図、第５
図は本発明方法を適用した切削軌跡を示す図、第６図は
従来のネジ切削の装置の一例を示すブロック図、第７図
は従来の多条ネジ切策の装置の一例を示すブロック図、
第８図は従来方法のタイムチャート図、第９図は従来方
法によるネジの切削タイミングを示す図である。 １……加工プログラム、２……加工プログラム読出部、
３……プログラム解析部、４……主軸、５……主軸位置
検出器、６……パルス読出部、７……ネジ切演算制御
部、８……送り軸制御部、９……刃物台、10……パルス
変換部、11……比較部、12……ネジ切の送り軸移動量演
算部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加工プログラムに基づいて送り軸を動作さ
   せる数値制御装置における多条ネジ切削制御方法におい
   て、前記加工プログラムのネジ切の指令値を読取り、指
   令されたネジリードと条数と始点と主軸位置検出器１回
   転当たりのパルス数とから１パルス当たりの送り量及び
   各多条ネジにおける１条目の動作始点からのシフト量を
   求めると共に、主軸の回転に伴い発生するパルス数及び
   主軸の１回転基準信号を主軸位置検出器から読取り、１
   条目は前記主軸の１回転基準信号を起動信号として前記
   １パルス当たりの送り量及び前記主軸の回転に伴い発生
   するパルス数から送り軸の移動量を演算して送り軸の移
   動を行ない、２条目以降はネジ切削工具を１条目の加工
   開始点に位置させておき前記主軸の１回転基準信号を起
   動信号として前記１パルス当たりの送り量及び前記主軸
   の回転に伴い発生するパルス数から送り軸の移動量の演
   算を行なうが、前記移動量の積算だけを行なって送り軸
   の移動は行なわず、前記積算移動量が前記シフト量を越
   えた時、前記演算移動量から前記シフト量を引いた差分
   量だけ送り軸を実動作させ、以後は前記１パルス当たり
   の送り量及び前記主軸の回転に伴い発生するパルス数か
   ら演算した送り軸の移動量により送り軸を実動作させ、
   ネジを切削するようにしたことを特徴とする数値制御装
   置における多条ネジ切削制御方法。