JPH1058265A - 工作機械主軸回転数の制御方法および装置 - Google Patents
工作機械主軸回転数の制御方法および装置Info
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- JPH1058265A JPH1058265A JP23576396A JP23576396A JPH1058265A JP H1058265 A JPH1058265 A JP H1058265A JP 23576396 A JP23576396 A JP 23576396A JP 23576396 A JP23576396 A JP 23576396A JP H1058265 A JPH1058265 A JP H1058265A
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- upper limit
- spindle
- rotation
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- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】回転運動に対してアンバランスのある工具を使
用する工作機械において、アンバランス回転による弊害
を減少させつつ加工能率の低下を最小限に抑える工作機
械主軸回転数の制御方法および装置を提供する。 【構成】切削工具を含む可動部が他の部分に対して主軸
の半径方向に可動であって、前記可動部の重心位置と前
記主軸の回転軸線との距離ｒが変化する工具または装置
を前記主軸に装着して加工を行う工作機械において、前
記主軸の回転数の上限値Ｎを、式Ｎ＝ｋ・ｒ-1/2（ただ
しｋは定数）の関係となるように設定し、前記上限値Ｎ
を前記距離ｒに応じて変化させる。
用する工作機械において、アンバランス回転による弊害
を減少させつつ加工能率の低下を最小限に抑える工作機
械主軸回転数の制御方法および装置を提供する。 【構成】切削工具を含む可動部が他の部分に対して主軸
の半径方向に可動であって、前記可動部の重心位置と前
記主軸の回転軸線との距離ｒが変化する工具または装置
を前記主軸に装着して加工を行う工作機械において、前
記主軸の回転数の上限値Ｎを、式Ｎ＝ｋ・ｒ-1/2（ただ
しｋは定数）の関係となるように設定し、前記上限値Ｎ
を前記距離ｒに応じて変化させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転運動に対して
アンバランスのある工具または装置を使用する工作機械
であって、数値制御（以下ＮＣという）装置によって制
御されるＮＣ工作機械における主軸回転数の制御方法お
よび装置に関し、特に主軸回転数の上限値を設定してア
ンバランス回転による弊害を減少させつつ加工能率の低
下を最小限に抑える工作機械主軸回転数の制御方法およ
び装置に関するものである。
アンバランスのある工具または装置を使用する工作機械
であって、数値制御（以下ＮＣという）装置によって制
御されるＮＣ工作機械における主軸回転数の制御方法お
よび装置に関し、特に主軸回転数の上限値を設定してア
ンバランス回転による弊害を減少させつつ加工能率の低
下を最小限に抑える工作機械主軸回転数の制御方法およ
び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１は、フェーシング加工（端面加工）
を行うためのＮＣ工作機械である。ベッド１の上に工作
物３を固定保持するスタンド２が設けられており、さら
にベッド１上には主軸スライダ５がスタンド２に接近離
反する方向に摺動自在に設けられている。主軸スライダ
５には主軸５１が回転可能に設けられており、主軸モー
タ５２によって回転駆動される。主軸５１の先端にはフ
ェーシングドラム４１と刃物スライダ４２とから成るフ
ェーシング装置が設けられており、刃物スライダ４２に
取り付けられた刃物（切削工具）により工作物３をフェ
ーシング加工する。刃物スライダ４２は、加工中に図示
しない駆動機構によりフェーシングドラム４１の半径方
向に移動される。刃物スライダ４２がフェーシングドラ
ム４１の中心から偏心した位置にあるためフェーシング
工具は回転運動に対してアンバランスである。また、そ
のアンバランス量は刃物スライダ４２の位置に応じて変
化する。
を行うためのＮＣ工作機械である。ベッド１の上に工作
物３を固定保持するスタンド２が設けられており、さら
にベッド１上には主軸スライダ５がスタンド２に接近離
反する方向に摺動自在に設けられている。主軸スライダ
５には主軸５１が回転可能に設けられており、主軸モー
タ５２によって回転駆動される。主軸５１の先端にはフ
ェーシングドラム４１と刃物スライダ４２とから成るフ
ェーシング装置が設けられており、刃物スライダ４２に
取り付けられた刃物（切削工具）により工作物３をフェ
ーシング加工する。刃物スライダ４２は、加工中に図示
しない駆動機構によりフェーシングドラム４１の半径方
向に移動される。刃物スライダ４２がフェーシングドラ
ム４１の中心から偏心した位置にあるためフェーシング
工具は回転運動に対してアンバランスである。また、そ
のアンバランス量は刃物スライダ４２の位置に応じて変
化する。
【０００３】回転運動に対してアンバランスのある工具
の他の例として、図２に、中ぐり面削り工具６を示す。
中ぐり面削り工具６はテーパシャンク６３によりマシニ
ングセンタ等の工作機械の主軸に装着され、中ぐり加
工、面削り加工、ねじ切り加工等の加工に使用される。
本体６１に対して、刃物スライダ６２が半径方向に移動
可能に設けられており、刃物スライダ６２に取り付けら
れた刃物（切削工具）６２ａにより加工を行う。刃物ス
ライダ６２の位置は、駆動伝達部６４を介して工作機械
本体側から駆動制御され、加工中でも変更可能である。
この中ぐり面削り工具６でも、刃物スライダ６２が本体
６１の中心から偏心した位置にあるため回転運動に対し
てアンバランスである。また、そのアンバランス量は刃
物スライダ６２の位置に応じて変化する。
の他の例として、図２に、中ぐり面削り工具６を示す。
中ぐり面削り工具６はテーパシャンク６３によりマシニ
ングセンタ等の工作機械の主軸に装着され、中ぐり加
工、面削り加工、ねじ切り加工等の加工に使用される。
本体６１に対して、刃物スライダ６２が半径方向に移動
可能に設けられており、刃物スライダ６２に取り付けら
れた刃物（切削工具）６２ａにより加工を行う。刃物ス
ライダ６２の位置は、駆動伝達部６４を介して工作機械
本体側から駆動制御され、加工中でも変更可能である。
この中ぐり面削り工具６でも、刃物スライダ６２が本体
６１の中心から偏心した位置にあるため回転運動に対し
てアンバランスである。また、そのアンバランス量は刃
物スライダ６２の位置に応じて変化する。
【０００４】このような回転アンバランスのある工具ま
たは装置（以下、工具と記載）を回転させると、主軸を
支持している軸受等に余分な力が加わり、振動等も発生
して加工精度の低下を招くことになる。そこで、軸受等
に過大な力が加わって軸受の寿命を短縮させたり、所望
の加工精度が得られなくなることを防止するために、主
軸の回転数に上限値を設けることが行われていた。すな
わち、刃物スライダが所定位置より外側に位置する場合
に、主軸の回転数を一定の上限値を超えて回転しないよ
うに制御していた。
たは装置（以下、工具と記載）を回転させると、主軸を
支持している軸受等に余分な力が加わり、振動等も発生
して加工精度の低下を招くことになる。そこで、軸受等
に過大な力が加わって軸受の寿命を短縮させたり、所望
の加工精度が得られなくなることを防止するために、主
軸の回転数に上限値を設けることが行われていた。すな
わち、刃物スライダが所定位置より外側に位置する場合
に、主軸の回転数を一定の上限値を超えて回転しないよ
うに制御していた。
【０００５】また、このように主軸の回転数に制限を設
けるものの他に、工具内にバランスウェイトを設けて、
工具のアンバランスを減少させるように刃物スライダの
移動に対応させてバランスウェイトの位置を移動させる
ものもあった。
けるものの他に、工具内にバランスウェイトを設けて、
工具のアンバランスを減少させるように刃物スライダの
移動に対応させてバランスウェイトの位置を移動させる
ものもあった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の主軸の回転数の
制御は、回転数の上限値が一定値であるため、工具スラ
イダが最も外側の位置で軸受に加わる力が基準値以内と
なるように、上限値が設定されていた。工具スライダの
位置がそれよりも内側では、アンバランス量が小さくな
るため主軸の回転数はその上限値以上にすることも本来
可能であるが、そこまできめ細かい制御は行われていな
かった。そのため、工作機械の加工性能が最大限に発揮
できず、加工時間が長くなっていた。
制御は、回転数の上限値が一定値であるため、工具スラ
イダが最も外側の位置で軸受に加わる力が基準値以内と
なるように、上限値が設定されていた。工具スライダの
位置がそれよりも内側では、アンバランス量が小さくな
るため主軸の回転数はその上限値以上にすることも本来
可能であるが、そこまできめ細かい制御は行われていな
かった。そのため、工作機械の加工性能が最大限に発揮
できず、加工時間が長くなっていた。
【０００７】また、バランスウェイトを使用して工具の
アンバランスを減少させるものも、小型の工具にはバラ
ンスウェイトの設置が困難であったり、バランスウェイ
ト機構による工具の内部構造の複雑化によるコストの増
加、バランスウェイトによる重量増加で取り扱いが困難
になる等の種々の問題点があった。、そこで、本発明
は、回転運動に対してアンバランスのある工具を使用す
る工作機械において、工具のアンバランス量に応じて主
軸回転数の上限値を変更して設定するようにし、アンバ
ランス回転による弊害を減少させつつ加工能率の低下を
最小限に抑える工作機械主軸回転数の制御方法および装
置を提供することを目的とする。
アンバランスを減少させるものも、小型の工具にはバラ
ンスウェイトの設置が困難であったり、バランスウェイ
ト機構による工具の内部構造の複雑化によるコストの増
加、バランスウェイトによる重量増加で取り扱いが困難
になる等の種々の問題点があった。、そこで、本発明
は、回転運動に対してアンバランスのある工具を使用す
る工作機械において、工具のアンバランス量に応じて主
軸回転数の上限値を変更して設定するようにし、アンバ
ランス回転による弊害を減少させつつ加工能率の低下を
最小限に抑える工作機械主軸回転数の制御方法および装
置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の工作機械主軸回転数の制御方法は、切削工
具を含む可動部が他の部分に対して主軸の半径方向に可
動であって、前記可動部の重心位置と前記主軸の回転軸
線との距離ｒが変化する工具または装置を前記主軸に装
着して加工を行う工作機械において、前記主軸の回転数
の上限値Ｎを、次式 Ｎ＝ｋ・ｒ-1/2 （ただしｋは定数） の関係となるように設定し、前記上限値Ｎを距離ｒに応
じて変化させることを特徴とする。
に、本発明の工作機械主軸回転数の制御方法は、切削工
具を含む可動部が他の部分に対して主軸の半径方向に可
動であって、前記可動部の重心位置と前記主軸の回転軸
線との距離ｒが変化する工具または装置を前記主軸に装
着して加工を行う工作機械において、前記主軸の回転数
の上限値Ｎを、次式 Ｎ＝ｋ・ｒ-1/2 （ただしｋは定数） の関係となるように設定し、前記上限値Ｎを距離ｒに応
じて変化させることを特徴とする。
【０００９】また、上記の工作機械主軸回転数の制御方
法において、前記工具の可動部の移動軸をＣ軸またはＵ
軸とし、前記可動部の重心位置が前記主軸の回転軸線上
または回転軸線上近傍に来る前記可動部の位置をＣ軸ま
たはＵ軸の原点として、前記可動部のＣ軸またはＵ軸上
の座標値ｃから、前記主軸の回転数の上限値Ｎを、次式 Ｎ＝Ｋ・ｃ-1/2 （ただしＫは定数） の関係となるように設定し、前記上限値Ｎを座標値ｃに
応じて変化させることが好ましい。
法において、前記工具の可動部の移動軸をＣ軸またはＵ
軸とし、前記可動部の重心位置が前記主軸の回転軸線上
または回転軸線上近傍に来る前記可動部の位置をＣ軸ま
たはＵ軸の原点として、前記可動部のＣ軸またはＵ軸上
の座標値ｃから、前記主軸の回転数の上限値Ｎを、次式 Ｎ＝Ｋ・ｃ-1/2 （ただしＫは定数） の関係となるように設定し、前記上限値Ｎを座標値ｃに
応じて変化させることが好ましい。
【００１０】本発明の工作機械主軸回転数の制御装置
は、切削工具を含む可動部が他の部分に対して主軸の半
径方向に可動であって、前記可動部の重心位置と前記主
軸の回転軸線との距離が変化する工具または装置を前記
主軸に装着して加工を行う工作機械における工作機械主
軸回転数の制御装置であって、前記可動部の移動軸をＣ
軸またはＵ軸とし、前記可動部の重心位置が前記主軸の
回転軸線上または回転軸線上近傍に来る前記可動部の位
置をＣ軸またはＵ軸の原点として、前記可動部のＣ軸ま
たはＵ軸上の座標値ｃを検出し出力する可動軸座標検出
手段と、前記主軸の回転数の指定値を出力する回転数指
令手段と、前記主軸の回転数の上限値Ｎを前記可動軸座
標検出手段の出力する座標値ｃから、次式 Ｎ＝Ｋ・ｃ-1/2 （ただしＫは定数） により演算し、前記上限値Ｎを出力する上限値演算手段
と、前記回転数指令手段の出力と前記上限値演算手段の
出力とを比較し、それらの小さい方の値を前記主軸の回
転数として出力する回転数出力手段とを有する。
は、切削工具を含む可動部が他の部分に対して主軸の半
径方向に可動であって、前記可動部の重心位置と前記主
軸の回転軸線との距離が変化する工具または装置を前記
主軸に装着して加工を行う工作機械における工作機械主
軸回転数の制御装置であって、前記可動部の移動軸をＣ
軸またはＵ軸とし、前記可動部の重心位置が前記主軸の
回転軸線上または回転軸線上近傍に来る前記可動部の位
置をＣ軸またはＵ軸の原点として、前記可動部のＣ軸ま
たはＵ軸上の座標値ｃを検出し出力する可動軸座標検出
手段と、前記主軸の回転数の指定値を出力する回転数指
令手段と、前記主軸の回転数の上限値Ｎを前記可動軸座
標検出手段の出力する座標値ｃから、次式 Ｎ＝Ｋ・ｃ-1/2 （ただしＫは定数） により演算し、前記上限値Ｎを出力する上限値演算手段
と、前記回転数指令手段の出力と前記上限値演算手段の
出力とを比較し、それらの小さい方の値を前記主軸の回
転数として出力する回転数出力手段とを有する。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して説明する。本発明は図１、図２に示すような
回転アンバランスのある工具または装置を使用するＮＣ
工作機械に適用するものである。図１、図２のような回
転アンバランスのある工具または装置（以下、工具と記
載）が回転することによって、軸受に加わる力の大きさ
を考える。図１、図２の工具は、刃物スライダ（可動
部）が工具の半径方向に移動可能であり、その移動方向
の座標軸をＣ軸とする。Ｃ軸の原点は、刃物スライダの
重心位置が主軸の回転軸線上に来る刃物スライダの位置
とする。すなわち、刃物スライダが原点にある場合は、
回転アンバランスは０となる。
を参照して説明する。本発明は図１、図２に示すような
回転アンバランスのある工具または装置を使用するＮＣ
工作機械に適用するものである。図１、図２のような回
転アンバランスのある工具または装置（以下、工具と記
載）が回転することによって、軸受に加わる力の大きさ
を考える。図１、図２の工具は、刃物スライダ（可動
部）が工具の半径方向に移動可能であり、その移動方向
の座標軸をＣ軸とする。Ｃ軸の原点は、刃物スライダの
重心位置が主軸の回転軸線上に来る刃物スライダの位置
とする。すなわち、刃物スライダが原点にある場合は、
回転アンバランスは０となる。
【００１２】刃物スライダの位置が原点から移動する
と、工具の重心位置も主軸の回転軸線上から移動する。
刃物スライダの重心位置と主軸の回転軸線との距離をｒ
とすると、主軸を角速度ωで回転させた場合に、主軸か
ら工具に作用する力Ｆは、 Ｆ＝ｍｒω2 となる。ただし、ｍは工具の刃物スライダ質量である。
この力は反作用として工具から主軸に加わり、さらに軸
受に作用することになる。そこで、力Ｆが力の上限値Ｆ
ｍａｘを超えないためには、 ｍｒω2＝Ｆ≦Ｆｍａｘ ω≦（Ｆｍａｘ／ｍｒ）1/2 となり、角速度ωの上限値はｒの平方根に反比例する。
と、工具の重心位置も主軸の回転軸線上から移動する。
刃物スライダの重心位置と主軸の回転軸線との距離をｒ
とすると、主軸を角速度ωで回転させた場合に、主軸か
ら工具に作用する力Ｆは、 Ｆ＝ｍｒω2 となる。ただし、ｍは工具の刃物スライダ質量である。
この力は反作用として工具から主軸に加わり、さらに軸
受に作用することになる。そこで、力Ｆが力の上限値Ｆ
ｍａｘを超えないためには、 ｍｒω2＝Ｆ≦Ｆｍａｘ ω≦（Ｆｍａｘ／ｍｒ）1/2 となり、角速度ωの上限値はｒの平方根に反比例する。
【００１３】主軸の回転数（回転／分）は角速度ωと比
例関係にあるから、主軸の回転数の上限値と距離ｒとの
関係も定数部分だけが異なる同様の式となる。すなわ
ち、主軸の回転数の上限値Ｎは、 Ｎ＝ｋ・ｒ-1/2 （ただしｋは定数） （１） により表される。通常は図１、図２のように刃物スライ
ダが直線上を移動するから、その移動軸をＣ軸とし、バ
ランス点を原点とする刃物スライダの位置を座標値ｃと
する。バランス点が主軸の回転軸線上である場合は、Ｃ
軸の原点は回転軸線上の点となり、座標値ｃは工具の回
転軸からの距離となる。距離ｒと座標値ｃとは比例する
から、主軸の回転数の上限値Ｎは次式 Ｎ＝Ｋ・ｃ-1/2 （ただしＫは定数） （２） により表される。式（１）、式（２）の定数ｋ，Ｋは、
実験等により適宜の値が設定される。
例関係にあるから、主軸の回転数の上限値と距離ｒとの
関係も定数部分だけが異なる同様の式となる。すなわ
ち、主軸の回転数の上限値Ｎは、 Ｎ＝ｋ・ｒ-1/2 （ただしｋは定数） （１） により表される。通常は図１、図２のように刃物スライ
ダが直線上を移動するから、その移動軸をＣ軸とし、バ
ランス点を原点とする刃物スライダの位置を座標値ｃと
する。バランス点が主軸の回転軸線上である場合は、Ｃ
軸の原点は回転軸線上の点となり、座標値ｃは工具の回
転軸からの距離となる。距離ｒと座標値ｃとは比例する
から、主軸の回転数の上限値Ｎは次式 Ｎ＝Ｋ・ｃ-1/2 （ただしＫは定数） （２） により表される。式（１）、式（２）の定数ｋ，Ｋは、
実験等により適宜の値が設定される。
【００１４】図３は、ＮＣ装置７の構成を示すブロック
図である。ＮＣ装置７はＣＰＵ７０を有しており、ＣＰ
Ｕ７０により種々のデータ処理を行う。ＣＰＵ７０には
バス７１を介して、ＲＯＭ７４、ＲＡＭ７５が接続され
ている。ＣＰＵ７０は、ＲＯＭ７２に記憶されているシ
ステムプログラムおよびデータと、ＲＡＭ７３にロード
されたプログラムおよびデータに従って動作する。ま
た、ＮＣ装置７のバス７１にはインターフェース回路を
介して、表示手段７２、入力手段７３が接続されてお
り、作業者との情報の入出力を行うことができる。表示
手段７２としてはＣＲＴや液晶表示板等が使用でき、入
力手段７３としてはキーボードや回転ダイヤル等が使用
できる。
図である。ＮＣ装置７はＣＰＵ７０を有しており、ＣＰ
Ｕ７０により種々のデータ処理を行う。ＣＰＵ７０には
バス７１を介して、ＲＯＭ７４、ＲＡＭ７５が接続され
ている。ＣＰＵ７０は、ＲＯＭ７２に記憶されているシ
ステムプログラムおよびデータと、ＲＡＭ７３にロード
されたプログラムおよびデータに従って動作する。ま
た、ＮＣ装置７のバス７１にはインターフェース回路を
介して、表示手段７２、入力手段７３が接続されてお
り、作業者との情報の入出力を行うことができる。表示
手段７２としてはＣＲＴや液晶表示板等が使用でき、入
力手段７３としてはキーボードや回転ダイヤル等が使用
できる。
【００１５】ＲＡＭ７５中のメモリ領域にはＮＣ加工プ
ログラム７６が記憶されている。ＮＣ装置７はＮＣ加工
プログラム７６に従って、インターフェース回路８１
３、位置決め装置８２３，８３３，８４３，８５３に指
令パルスを送る。この処理はＣＰＵ７０がＮＣ処理プロ
グラム７７に従って動作することにより行われている。
ＮＣ装置７からの指令パルスにより、主軸モータ８１の
回転数を指定したり、Ｃ，Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の各軸駆動モー
タ８２〜８５を制御して各軸の位置決めや移動制御を行
ったりする。主軸回転数制限プログラム７８は、主軸の
回転数に式（２）によって上限を設定し、主軸の回転数
を制限するためのプログラムである。ＮＣ処理プログラ
ム７７、主軸回転数制限プログラム７８は、ＲＯＭ７４
またはＲＡＭ７５中の領域に記憶されている。ＲＡＭ７
５中のメモリ領域には定数Ｋ７９が記憶されている。す
なわち、事前の実験等で求められた定数Ｋを入力手段７
３より設定入力し、記憶されている。
ログラム７６が記憶されている。ＮＣ装置７はＮＣ加工
プログラム７６に従って、インターフェース回路８１
３、位置決め装置８２３，８３３，８４３，８５３に指
令パルスを送る。この処理はＣＰＵ７０がＮＣ処理プロ
グラム７７に従って動作することにより行われている。
ＮＣ装置７からの指令パルスにより、主軸モータ８１の
回転数を指定したり、Ｃ，Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の各軸駆動モー
タ８２〜８５を制御して各軸の位置決めや移動制御を行
ったりする。主軸回転数制限プログラム７８は、主軸の
回転数に式（２）によって上限を設定し、主軸の回転数
を制限するためのプログラムである。ＮＣ処理プログラ
ム７７、主軸回転数制限プログラム７８は、ＲＯＭ７４
またはＲＡＭ７５中の領域に記憶されている。ＲＡＭ７
５中のメモリ領域には定数Ｋ７９が記憶されている。す
なわち、事前の実験等で求められた定数Ｋを入力手段７
３より設定入力し、記憶されている。
【００１６】Ｃ軸モータ８２によって駆動される刃物ス
ライダのＣ軸上の位置は、パルスジェネレータ８２１か
らのパルス信号により位置決め装置８２３により検出さ
れる。ＣＰＵ７０は位置決め装置８２３をアクセスする
ことにより、刃物スライダのＣ軸上の座標値ｃを読み出
す。パルスジェネレータ８２１からのパルス信号はま
た、アンプ８２２にフィードバックされている。この構
成は、他のＸ，Ｙ，Ｚ軸の駆動機構においても同様であ
る。
ライダのＣ軸上の位置は、パルスジェネレータ８２１か
らのパルス信号により位置決め装置８２３により検出さ
れる。ＣＰＵ７０は位置決め装置８２３をアクセスする
ことにより、刃物スライダのＣ軸上の座標値ｃを読み出
す。パルスジェネレータ８２１からのパルス信号はま
た、アンプ８２２にフィードバックされている。この構
成は、他のＸ，Ｙ，Ｚ軸の駆動機構においても同様であ
る。
【００１７】図４は、主軸回転数制限プログラム７８の
処理内容を示すフローチャートである。主軸回転数制限
プログラム７８は、ＮＣ処理プログラム７７から呼ばれ
るサブルーチンとして機能する。ＮＣ処理プログラム７
７は、主軸の回転数を設定するＮＣ指令を処理する場合
は、必ずサブルーチンとして主軸回転数制限プログラム
７８を呼び出し、主軸の回転数を式（２）の上限値によ
り制限する。主軸回転数制限プログラム７８が呼び出さ
れると、最初に処理７０１において、ＮＣ加工プログラ
ムの現在処理中の部分から、ＮＣ指令としての主軸の回
転数の設定値Ｓを読み出す。
処理内容を示すフローチャートである。主軸回転数制限
プログラム７８は、ＮＣ処理プログラム７７から呼ばれ
るサブルーチンとして機能する。ＮＣ処理プログラム７
７は、主軸の回転数を設定するＮＣ指令を処理する場合
は、必ずサブルーチンとして主軸回転数制限プログラム
７８を呼び出し、主軸の回転数を式（２）の上限値によ
り制限する。主軸回転数制限プログラム７８が呼び出さ
れると、最初に処理７０１において、ＮＣ加工プログラ
ムの現在処理中の部分から、ＮＣ指令としての主軸の回
転数の設定値Ｓを読み出す。
【００１８】次に処理７０２において、Ｃ軸の位置決め
装置８２３から現在の刃物スライダのＣ軸座標値ｃを入
力する。次に処理７０３で定数Ｋを読み取り後、式
（２）によって主軸回転数の上限値Ｎの値を演算して求
める。そして、判断７０４において設定値Ｓと上限値Ｎ
とを比較して、比較結果により処理を分岐する。すなわ
ち、設定値Ｓが上限値Ｎ以下であれば、処理７０５にお
いて主軸の回転数としてＳを出力し、そうでなければ、
処理７０６において主軸の回転数としてＮを出力する。
そして、サブルーチンの処理を終え、ＮＣ処理プログラ
ム７７に戻る。以上のような、主軸回転数制限プログラ
ム７８の処理により主軸回転数は式（２）の上限値Ｎに
より制限されることになる。
装置８２３から現在の刃物スライダのＣ軸座標値ｃを入
力する。次に処理７０３で定数Ｋを読み取り後、式
（２）によって主軸回転数の上限値Ｎの値を演算して求
める。そして、判断７０４において設定値Ｓと上限値Ｎ
とを比較して、比較結果により処理を分岐する。すなわ
ち、設定値Ｓが上限値Ｎ以下であれば、処理７０５にお
いて主軸の回転数としてＳを出力し、そうでなければ、
処理７０６において主軸の回転数としてＮを出力する。
そして、サブルーチンの処理を終え、ＮＣ処理プログラ
ム７７に戻る。以上のような、主軸回転数制限プログラ
ム７８の処理により主軸回転数は式（２）の上限値Ｎに
より制限されることになる。
【００１９】主軸回転数の上限値Ｎを、このように刃物
スライダのＣ軸座標値ｃに応じて、許容される最大限の
値となるように設定することにより、主軸の回転数を必
要以上に制限することがなくなり、工作機械の加工性能
を最大限に発揮できるようになる。また、主軸の軸受に
過大な負荷がかかり軸受の寿命が短縮したり、異常な振
動等が発生して工作物の加工精度に悪影響を及ぼすこと
がなくなる。
スライダのＣ軸座標値ｃに応じて、許容される最大限の
値となるように設定することにより、主軸の回転数を必
要以上に制限することがなくなり、工作機械の加工性能
を最大限に発揮できるようになる。また、主軸の軸受に
過大な負荷がかかり軸受の寿命が短縮したり、異常な振
動等が発生して工作物の加工精度に悪影響を及ぼすこと
がなくなる。
【００２０】なお、以上の実施の形態では、刃物スライ
ダの重心位置と主軸の回転軸線との距離ｒに代えて、そ
れと等価な刃物スライダのＣ軸座標値を使い、式（２）
により演算を行うようにしたが、刃物スライダの移動軸
がバランス点を通らなかったり、曲線状に移動したりす
る場合は、距離ｒを刃物スライダの位置または移動経路
に応じて求め、式（１）に従って上限値を演算するよう
にすればよい。
ダの重心位置と主軸の回転軸線との距離ｒに代えて、そ
れと等価な刃物スライダのＣ軸座標値を使い、式（２）
により演算を行うようにしたが、刃物スライダの移動軸
がバランス点を通らなかったり、曲線状に移動したりす
る場合は、距離ｒを刃物スライダの位置または移動経路
に応じて求め、式（１）に従って上限値を演算するよう
にすればよい。
【００２１】また、刃物スライダの座標をＣ軸として説
明しているが、Ｕ軸等他の軸名で制御してもよい。さら
に刃物スライダの重心位置が主軸回転軸線上にくる位置
を原点としているが、これに限定されない。主軸回転軸
線の近傍に刃物スライダの重心位置が位置する点を原点
としてもよい。
明しているが、Ｕ軸等他の軸名で制御してもよい。さら
に刃物スライダの重心位置が主軸回転軸線上にくる位置
を原点としているが、これに限定されない。主軸回転軸
線の近傍に刃物スライダの重心位置が位置する点を原点
としてもよい。
【００２２】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下のような効果を奏する。
ているので、以下のような効果を奏する。
【００２３】主軸回転数の上限値を、アンバランス量に
応じて、許容される最大限の値となるように設定するこ
とにより、主軸の回転数を必要以上に制限することがな
くなり、工作機械の加工性能を最大限に発揮できるよう
になる。また、主軸の軸受に過大な負荷がかかり軸受の
寿命が短縮したり、異常な振動等が発生して工作物の加
工精度に悪影響を及ぼすことがなくなる。
応じて、許容される最大限の値となるように設定するこ
とにより、主軸の回転数を必要以上に制限することがな
くなり、工作機械の加工性能を最大限に発揮できるよう
になる。また、主軸の軸受に過大な負荷がかかり軸受の
寿命が短縮したり、異常な振動等が発生して工作物の加
工精度に悪影響を及ぼすことがなくなる。
【００２４】主軸回転数の上限値を刃物スライダのＣ軸
座標値を使用して演算することにより、上限値の演算が
簡単な式により高速に行うことができ、制御のためのプ
ログラムの簡単化、制御の高速化を図ることができる。
座標値を使用して演算することにより、上限値の演算が
簡単な式により高速に行うことができ、制御のためのプ
ログラムの簡単化、制御の高速化を図ることができる。
【図１】図１は、本発明を適用するフェーシング加工用
のＮＣ工作機械である。
のＮＣ工作機械である。
【図２】図２は、本発明を適用するＮＣ工作機械で使用
する工具の他の例である。
する工具の他の例である。
【図３】図３は、ＮＣ装置７の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図４】図４は、主軸回転数制限プログラム７８の処理
内容を示すフローチャートである。
内容を示すフローチャートである。
１…ベッド ２…スタンド ３…工作物 ４…フェーシング工具 ５…主軸スライダ ６…中ぐり面削り工具 ７…ＮＣ装置 ４１…フェーシングドラム ４２…刃物スライダ ５１…主軸 ５２…主軸モータ ６１…本体 ６２…刃物スライダ ６３…テーパシャンク ６４…駆動伝達部 ７０…ＣＰＵ ７１…バス ７２…表示手段 ７３…入力手段 ７４…ＲＯＭ ７５…ＲＡＭ ７６…ＮＣ加工プログラム ７７…ＮＣ処理プログラム ７８…主軸回転数制限プログラム ７９…定数Ｋ
Claims (3)
- 【請求項１】切削工具を含む可動部が他の部分に対して
主軸の半径方向に可動であって、前記可動部の重心位置
と前記主軸の回転軸線との距離ｒが変化する工具または
装置を前記主軸に装着して加工を行う工作機械におい
て、 前記主軸の回転数の上限値Ｎを、次式 Ｎ＝ｋ・ｒ-1/2 （ただしｋは定数） の関係となるように設定し、前記上限値Ｎを前記距離ｒ
に応じて変化させることを特徴とする工作機械主軸回転
数の制御方法。 - 【請求項２】請求項１に記載した工作機械主軸回転数の
制御方法であって、 前記工具の可動部の移動軸をＣ軸またはＵ軸とし、前記
可動部の重心位置が前記主軸の回転軸線上または回転軸
線上近傍に来る前記可動部の位置をＣ軸またはＵ軸の原
点として、前記可動部のＣ軸またはＵ軸上の座標値ｃか
ら、前記主軸の回転数の上限値Ｎを、次式 Ｎ＝Ｋ・ｃ-1/2 （ただしＫは定数） の関係となるように設定し、前記上限値Ｎを座標値ｃに
応じて変化させることを特徴とする工作機械主軸回転数
の制御方法。 - 【請求項３】切削工具を含む可動部が他の部分に対して
主軸の半径方向に可動であって、前記可動部の重心位置
と前記主軸の回転軸線との距離が変化する工具または装
置を前記主軸に装着して加工を行う工作機械における工
作機械主軸回転数の制御装置であって、 前記可動部の移動軸をＣ軸またはＵ軸とし、前記可動部
の重心位置が前記主軸の回転軸線上または回転軸線上近
傍に来る前記可動部の位置をＣ軸またはＵ軸の原点とし
て、前記可動部のＣ軸またはＵ軸上の座標値ｃを検出し
出力する可動軸座標検出手段（８２３）と、 前記主軸の回転数の指定値を出力する回転数指令手段
（７０，７８）と、 前記主軸の回転数の上限値Ｎを前記可動軸座標検出手段
の出力する座標値ｃから、次式 Ｎ＝Ｋ・ｃ-1/2 （ただしＫは定数） により演算し、前記上限値Ｎを出力する上限値演算手段
（７０，７８）と、 前記回転数指令手段（７０，７８）の出力と前記上限値
演算手段（７０，７８）の出力とを比較し、それらの小
さい方の値を前記主軸の回転数として出力する回転数出
力手段（７０，７８）とを有する工作機械主軸回転数の
制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23576396A JPH1058265A (ja) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | 工作機械主軸回転数の制御方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23576396A JPH1058265A (ja) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | 工作機械主軸回転数の制御方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1058265A true JPH1058265A (ja) | 1998-03-03 |
Family
ID=16990880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23576396A Pending JPH1058265A (ja) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | 工作機械主軸回転数の制御方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1058265A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017113331A1 (zh) * | 2015-12-31 | 2017-07-06 | 深圳配天智能技术研究院有限公司 | 一种主轴定向方法、数控装置及数控机床 |
| JP2020097068A (ja) * | 2018-12-17 | 2020-06-25 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 切削加工装置及び切削加工方法 |
-
1996
- 1996-08-20 JP JP23576396A patent/JPH1058265A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017113331A1 (zh) * | 2015-12-31 | 2017-07-06 | 深圳配天智能技术研究院有限公司 | 一种主轴定向方法、数控装置及数控机床 |
| JP2020097068A (ja) * | 2018-12-17 | 2020-06-25 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 切削加工装置及び切削加工方法 |
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