JPS58177252A - 旋削制御方式 - Google Patents

旋削制御方式

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Publication number
JPS58177252A
JPS58177252A JP57057026A JP5702682A JPS58177252A JP S58177252 A JPS58177252 A JP S58177252A JP 57057026 A JP57057026 A JP 57057026A JP 5702682 A JP5702682 A JP 5702682A JP S58177252 A JPS58177252 A JP S58177252A
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JP
Japan
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speed
thread cutting
cutter
rotation
thread
Prior art date
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Pending
Application number
JP57057026A
Other languages
English (en)
Inventor
Ryoichiro Nozawa
野沢 量一郎
Hideaki Kawamura
川村 英昭
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.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
Fujitsu Fanuc Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp, Fujitsu Fanuc Ltd filed Critical Fanuc Corp
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Priority to US06/482,302 priority patent/US4583433A/en
Priority to EP83301936A priority patent/EP0091320A1/en
Publication of JPS58177252A publication Critical patent/JPS58177252A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q15/00Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
    • B23Q15/007Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
    • B23Q15/013Control or regulation of feed movement
    • GPHYSICS
    • 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
    • G05B19/182Numerical 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 characterised by the machine tool function, e.g. thread cutting, cam making, tool direction control
    • G05B19/186Generation of screw- or gearlike surfaces
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/42Servomotor, servo controller kind till VSS
    • G05B2219/42186Master slave, motion proportional to axis
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T82/00Turning
    • Y10T82/10Process of turning

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  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は旋削制御方式に係り、特に主軸速度を可変にし
てもネジ山をいためたり、ネジの寸法精度を低下させる
ことがない旋削制御方式に関する。
ネジ切り、歯車研削、歯切り等の旋削加工においては、
主軸の回転に同期して刃物又はワーク全移動させる必要
がある。たとえばネジ切りにおいて、主軸の回転と刃物
の2@方向s励との間に同期がとれていないと、ネジの
寸法精度が低下したり、或いは仕上げ加工により二重ネ
ジが形成されたり、ネジ山がいためられたりする。この
ため、主軸の1回転毎に発生する1回転信号に同期して
刃物t−2軸方向に移動開始すると共に主軸の回転と刃
物の送りを同期させ、且つサーボ系の遅れを考慮して主
軸の回転速度を荒加工と仕上げ加工とで同一にしている
。尚、サーボ系の遅れを考慮して荒加工と仕上げ加工と
で主軸の回転速度を一致させて込るのは次の理由による
。即ち、理屈としては仕上げ加工時の負荷は荒加工時に
おける負荷と比らべ軽くなるから、仕上げにおいて切削
速度を大きくできる。このため、主軸回転数及び2軸送
り速度全それぞれ荒加工時における場合のm倍にすると
、Z軸のサーボ遅れ量が荒加工時と異なってくる。尚、
サーボ遅れ量dは送り速度fに比例し、 d=f/k  (kはサーボ系のゲイン)(1)で表現
される。このため、荒加工時と仕上げ加工時におけるサ
ーボ系の遅れに起因するネジ切り誤差が生じ、高精度の
ネジ切りを行なうことができない。以上の理由により、
荒加工時と仕上げ加工時の主軸回転速度を一致させてい
るのである。
しかし、仕上げ加工を荒加工時の低速で行なうものであ
るため加工能率が悪くなる欠点があった。
従って、本発明は荒加工時と仕上げ加工時における主軸
回転速度を可変とすることができる旋削制御方式を提供
することを目的とする。
以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に説明する。
第1図はネジ切り説明図である。
刃物TBの先端を、一定速度で図示しない主軸モータに
より回転せしめられているワークWK に喰込ませ、且
つZ軸方向にPhr定速度で移動させるとワークWt<
の外周にネジ#TDが形成される。
このネジ溝TDのリード長をL(■/ rev )とす
れば刃物TBは1回転当りLm移動するように送り制御
される。従って、送り速度をたとえば2倍にして同一の
リード長(L■/ rev )のネジを加工するには主
軸モータの回転速度も2倍にしなければならない。
第2図は第1図に示す一点鎖線に沿ってワークWKの1
側面を切断展開した場合のネジ#1を説明する説明図で
あり、実線は理想的なネジ溝の展開図、1点鎖線はある
送り速度f8  におけるネジ溝の展開図、1点り線は
別の送り速度fL(>f8)におけるネジ溝の展開図で
ある。サーボ系に遅れが存在しない理想的な場合には送
り速度の如何を問わずネジ溝は常に実線に示すように正
確に形成される。しかしながら、実際には送り速度に依
存する遅れ量が存在する。即ち第5図に示すように、送
り速度fsで送る場合には実速度fはf=fs C1−
、exp (−kt))で表現されd 8 (=、?”
8/k )の遅れが存在し、又送り速度fLで送る場合
には実速度fは f=fLc1−exp(−kt)〕 で表現され、dL(=fL/k)の遅れが存在する。
このため、2軸送りモータを起動すると時定数T(ゲイ
ンの進数1/kに等しい)に相当する時間経過後に実速
度は指令送り速度f8、或はfL K到達する。尚、f
8<fLであるため、主軸回転速度r8+ rL に関
しr8(’rLの関係が成立しf8. fLに到達する
回転角位置θs、 l、の大小関係は08′<tH,と
なる。この結果、指令送り速度f8の場合には点線に示
すように、又指令送り速度fr、の場合には1点鎖線に
示すようにネジ溝が切られる。
以上から、荒加工時においてf8 で加工を行ない、仕
上げ加工時においてfLで仕上げ加工を行うと刃物先端
の通路が一致せず二重ネジが形成され、或いはネジ寸法
精度が低下する。
そこで、Z輸送り速度の如何に関係なく該送り速度が一
定速度に到達してから、且つ同一回転角位置からネジ切
り加工ができるように制御すれば送り速度及び回転速度
を変えても高精度のネジ切り加工が行なえる。
従って、本発明においては第4図(Nに示すように主軸
の回転速度に応じて、ネジ切り開始前の2軸方向の刃物
停止位置B8. BL  を可変制御している。尚、こ
の停止位置の決定はたとえば以下のように行なう。
第2図を参照すると仕上げ時の送り速度fL(仕上げ時
の主軸回転速度はrL)において、送りモータの実速度
がfLに到達する迄の遅れ量はdr、(=fL/k)、
主軸回転角はdLとなる。そこで仕上げ時刃物停止位置
をワークWl(よりdLだけ離すと、1回転信号発生後
回転角θLにおいて一定速度fLに到達し、且つ仕上げ
のネジ切りが行われる。一方、荒加工時においては刃物
停止位置をワークWKよりds’離す。これにより、1
回転信号発生後回転角θ8において一定速度f8 に到
達し、回転角位置θLから正確に送り速度f8でネジ切
りが開始される。即ち、仕上げ時と荒加工時共に一定回
転角位置よりネジ切り加工が開始され、且つネジ切り開
始時共にfL、f8  に到達している。
又、本発明においては、ネジ切り開始前の停止位置を一
定に維持しつ\、1回転信号の発生回転位置を制御して
、等価的にネジ切如開始位置を一定に、且つその時の速
度が一定速度となるようにしている。第5図は、か\る
方法を説明する説明図である。
第2図を参照すると仕上げ時の送り速度fLにおいて、
送りモータの実速度がfLに到達する迄の遅れ量はdL
(−JL/k)、主軸回転角は0L となる。そこで、
仕上げ時刃物停止位置をワークWKよりdLだけ離すと
、1回転信号発生時回転角0Lにおいて一定速度に到達
し、且つ仕上げのネジ切りが行われる。一方、荒加工時
においては刃物の停止位置は変えず、1回転信号発生位
置をθdだけ遅らす。これにより、1回転信号発生後θ
dだけ遅れて荒加工時の補正1回転信号が発生し、送り
モータは回転を開始し刃物を2軸方向に移動させる。そ
して、回転角08′において一定速度f8 に到達し、
回転角位置0Lから正確に送り速度f8 で荒加工のネ
ジ切りが開始される。即ち、仕上げ時と荒加工時共に一
定回転角位置よpネジ切りが開始され、且つネジ切り開
始時共にfs、 fLに到達している。
第6図は主軸回転速度に応じて、ネジ切り開始前の刃物
停止位置全補正する本発明の実施例ブロック図である。
通常、刃物は図示しない数値制御部からの指令によりネ
ジ切り開始前においてワーク先端からdx。
(第4図参照)の位置に停止せしめられている。
さて、ワークを回転させる主軸モータ101のシャフト
にはパルスコータ”102が装着されており、このパル
スコータ102は快主軸モータ101が所定角度回転す
る毎に1個のパルスpsを発生すると共に、主軸モータ
101が1回転する毎に1回転パルスPrを発生する。
速度検出部103は、一定時間の間に発生するパルスP
8の数を数えて主軸モータ101の回転速度全検出し、
この回転速度V8 を刃物停止位置補正部104に出力
する。刃物停止位置補正部104は、メモリ105に予
め記憶されている回転速度−刃i停止位置の関係を用い
て、距離dc を出力する。尚、この距離dcは、仕上
げ時の刃物停止位置BL  (第4図参照)と荒加工時
の刃物停止位置88間の距離(ds’−dL)に等しい
この距[dcはゲート回路106を介してパルス分配器
107に入力され、公知のパルス分配演算を施される。
2軸サ一ボ回路108は分配パルスPg を用いて2軸
モ一タMZを回転し、刃物先端をポイントBLから88
に移動する。この状態で数値制御部よりネジ切りのだめ
の数値指令がゲート回路106を介して入力され、しか
る後1回転パルスPrが発生すれば、パルス分配器10
7はパルス分配を行ない、これにより2軸モ一タMZは
回転制御されて刃物を2軸方向に移動させ、回転角位置
θ8で送り速度は一定速度になり、又回転角位置θLよ
りネジ切りが開始される。
第7図は主軸回転速度に応じて1回転信号発生位置を補
正する本発明の実施例ブロック図である。
通常、刃物は図示しない数値制御部からの指令によりネ
ジ切り開始前においてワーク先端からdr、(第5図参
照)の位置に停止せしめられている。
さて、パルスコータ102は主軸モータ101が所定角
度回転する毎に1個のパルスP8 を発生すると共に、
主軸モータ101が1回転する毎に1回転パルスPr 
を発生する。速度検出部106は一定時間の間に発生す
るパルスpsO数を数えて主軸モータ101の回転速度
を検出し、この回転速度■8 を1回転信号発生位置補
正部201に出力する。1回転信号発生位置補正部20
1は、メモリ202に予め記憶されている回転速度−1
回転信号発生位置の関係を用いて、回転角θdを得る。
尚、この回転角θdはパルスコータ102から発生する
パルスP8の数として表現されている。従って、1回転
信号発生位置補正部201は1回転パルスルr発生後θ
d個のパルスps が発生した時に1回転信号pr/を
出力する。この1回転信号Pr′が発生すればパルス分
配器107は数値制御部から入力されているネジ切りの
丸めの数値指令を用いてパルス分配演算を行なって分配
パルスPz f出力する。これにより、Z輔モータMZ
はザーボ回路108により回転制御されて、刃物をZ軸
方向に移動させ、回転角位置08′で送り速度は一定速
度になり、又回転角位置θLよりネジ切りが行われる。
以上、本発明によれば主軸回転速度を可変にしてもネジ
軌跡を全く同一にできる。このため、仕上げ加工速度を
荒加工速度に比らべて犬きくすることができ加工時間を
短縮することができる。又、本発明によれば高精度のネ
ジ切り加工が行なえる。
【図面の簡単な説明】
第1図はネジ切り説明図、第2図はワークの1側面を切
断展開した場合のネジ溝の展開図、第6図はサーボ系の
遅れ特性説明図、第4図及び第5図は共に本発明の原理
説明図で、第4図はネジ切り加工開始前の刃物停止位置
を主軸回転速度に応じて変える説明図、第5図は主軸の
回転速度に応じて1回転信号発生位置を変える説明図、
第6図及び纂7図はそれぞれ本発明の実施例ブロック図
である。 101・・・主軸モータ、102・・・パルスコータ、
1os・・・速度検出部、104・・・刃物停止位置補
正部、105・・・メモリ、106・・・ゲート回路、
107・・・パルス分配器、108・・・サーボ回路、
201・・・1回転信号発生位置補正部、202・・・
メモリ、MZ・・・2軸モータ。 αυ 寥1図 算2図 時開を−

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)主軸の回転に同期して刃物又はワークをZ軸方向
    に移動させて旋削加工を行なう旋削制御方式において、
    旋削開始前に主軸の回転速度を検出し、該回転速度に基
    いて刃物又はワークの加工開始前の2軸方向位置を補正
    することを特徴とする旋削制御方式。
  2. (2)主軸の回転に同期して刃物又はワークを2軸方向
    に移動させて旋削加工を行なう旋削制御方式において、
    旋削開始前に主軸の回転速度を検出し、該回転速度に基
    いて加工開始の起動信号となる主軸の1回転信号発生位
    置を補正することを%徽とする旋削制御方式。
JP57057026A 1982-04-06 1982-04-06 旋削制御方式 Pending JPS58177252A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57057026A JPS58177252A (ja) 1982-04-06 1982-04-06 旋削制御方式
US06/482,302 US4583433A (en) 1982-04-06 1983-04-05 Turning control apparatus and method
EP83301936A EP0091320A1 (en) 1982-04-06 1983-04-06 Turning control apparatus and method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57057026A JPS58177252A (ja) 1982-04-06 1982-04-06 旋削制御方式

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS58177252A true JPS58177252A (ja) 1983-10-17

Family

ID=13043915

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57057026A Pending JPS58177252A (ja) 1982-04-06 1982-04-06 旋削制御方式

Country Status (3)

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US (1) US4583433A (ja)
EP (1) EP0091320A1 (ja)
JP (1) JPS58177252A (ja)

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EP0091320A1 (en) 1983-10-12

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