JPS60127908A - ボ−ル盤の切削制御方法 - Google Patents

ボ−ル盤の切削制御方法

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JPS60127908A
JPS60127908A JP23496483A JP23496483A JPS60127908A JP S60127908 A JPS60127908 A JP S60127908A JP 23496483 A JP23496483 A JP 23496483A JP 23496483 A JP23496483 A JP 23496483A JP S60127908 A JPS60127908 A JP S60127908A
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JP
Japan
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drill
signal
rotary speed
rotational speed
rotation
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Pending
Application number
JP23496483A
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English (en)
Inventor
Masayuki Taguchi
田口 正之
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.)
Amada Co Ltd
Original Assignee
Amada Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS60127908A publication Critical patent/JPS60127908A/ja
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    • 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
    • G05B19/416Numerical 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 control of velocity, acceleration or deceleration

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  • Human Computer Interaction (AREA)
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
  • Drilling And Boring (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】 本発明はボール盤における切削制御方法に関するもので
ある。
一般にボール盤によるきりもみなどの各種の穴加工は回
転されているドリルを被削月に対し送り込むことにより
行なわれるが、きりもみなどにおける加工穴などの面粗
度やこの面粗度に影響を及ぼす振動、或はこの振動に起
因する騒音などには、切削運動や送り運動が深く関与し
ている。
即ち、従来、面粗度の向上や振動、騒音の低減は、被削
材の材質やドリルの切刃の材質などを考慮して、ドリル
の回転速度や推力、或は送り速度を最適と考えられる条
件に設定して加工しているからである。
しかし、従来の対応策でも依然として振動問題があり、
特に、重切削番;於ける振動問題は解決できていないの
が現状である。
本発明は上記のドリルによる穴加工の現状に鑑み、ドリ
ルによる穴加工におけるドリルの回転運動をそのドリル
による加工中に適宜の範囲で増減制御するにとにより、
振動、騒音の軽減と共に面粗度の向上を図り、特に、従
来は振動、騒音とも大きかった重切削でのそJしらの軽
減を図ることのできる制御方法を提供することを目的と
してなさJしたもので、その方法の構成は、ボール盤に
おけるドリルの回転速度を、前記ドリルと一体に回転す
るスピンドルなどのようなトリル取附部材に設けた回転
パルス検出器から供給される回転パルス(3号を適宜の
時間パルスに対応させて回転数(角)/ 11.’l“
間、又は、時間/回転数(角)で表わされるパルス信号
による現在回転速度信号で検出するようにしておく一=
・方、削記ドリル取附部材の回転駆動源を、前記1〜リ
ルについて選択された回転数におiする回転速度の増減
を含み任膚、に設定する回転数(角)7時間、又は、時
間/回転数(角)を表わすパルス信号による予定回転速
度信号によって駆動し、前記トリルの回転時、現在回転
速度信号と予定回転速度信号とを比較演算し、この演算
結果によって上記駆動源を制御することにより、1くリ
ルの回転速度を選択された回転数において適宜範囲で増
減させることを特徴とするものである。
次に本発明の実施の一例を図に拠り説明する。
■はボール盤の主軸頭において、スピンドル2の下部に
取附けら4したドリル、3はヘッド、4は前記ドリル1
の回転駆動源としてへラド3の」二部に設けた減速系を
含むモータ、5は前記ヘッドを上下動可能に支持するコ
ラム、6は該コラムに設けた送りネジで、ヘッド3のナ
ラ1〜部材3aか螺合されている。7は送りネジの駆動
源となる送りモータ、8は上記主軸頭の下方にあって被
削月Wを固定セットするテーブルで、該テーブル8はボ
ール盤において被削材Wの位置決めをする部材の一つで
ある。9は前記テーブル8を支持しその移動を案内する
サドル、】0はサドル9を載架したベッドであり、以上
1〜10により立型ボール盤の一例の基本構造をなす。
而して、従来のボール盤では、きりもみなどの加工の際
、被剛材の材質や使用するドリルの材質などによりスピ
ンドル2の回転数を予め機械内に設定されている変速範
囲内から選択し、スピンドルを定速回転させると共に、
送りネジ6に定速のドリル送りを実現する回転を与えて
ドリリングなどを行うようになっている。
しかし、ドリルの定速回転に対する主軸頭の単なる定速
送りによる1−リリングなどにおける切削では、1〜リ
ルの切刃がボデーの周上に等ピッチで形成さ、Itてい
るため、切削時に生じる振動が一定周波数となって共振
し増幅され易く、また、この増幅さJした振動によって
面粗度が低下するという難点がある。この難点は重切削
において特に顕著に表わAしる。
−そこで、本発明では、1zリルの定速回転と定速での
ドリル送りによる切削に生していた難点を解消するため
、切削中のドリルの回11云速度を、被削材の材質など
に応じ、選択されたドリル回転数において適宜のタイミ
ングで増減変更し、切削時に生じる振動の周波数を変え
主として共振現象を防ぐようにしたのである。以下、こ
の点について説明する。
図において、11はスピンドル2に取附け、該スピンド
ル2の単位回転角、例えば1度当り10個並びに1回転
当り3個のパルス信号を発生する回転パルス検出器で、
適宜回転角並びに回転数当りのパルス信号を生じるよう
にしたエンコーダ、或は同等の機能を具えたものを用い
る。尚、31はヘッド3の?1′L位移動量、例えば]
、 +1111当り100個のパルス信号を発生する移
動パルス検出器で、エンコーダ或はそれと同等の機能を
持つ器具を送りネジ6に取附けて用いてもよい。而して
、ヘッド3は送りネジ6にナラ1〜部材3aを介して直
結されているので、ここての送りネジ6の回転検出はヘ
ッド3の移動量検出を意、味する。
12は上記パルス検出器11がら供給されるパルス信号
を115削パルス発生器13がら供給される任、a、の
時間に表わすパルス信号、例えば1秒当り100個のパ
ルスに対応させ、スピンドル2の回転速度を回転数(角
)7時間または時間/回転数(角)を表わす信号に形成
する現在回転速度検出部、J4は前記モータ4の回転出
力の可変範囲を、スピンドル2の回転速度(rev /
 I山1、又は、rev/5ec)を表わす数値で任意
に設定で′きるようにした設定部で、例えば、1−リル
1の回転数が120rpm、その送り速度が0.25’
a+m/rcνに選択されているとき、ドリル、即ちス
ピン1くル2の回転数について次のような設定を行なう
ことができるようにしである。
而して、設定部14では、上記の選択されたスピンドル
2の回転数におけるスピンドル2の予定回転モードを、
選択された回転数における速度Φ例えば約10%前後で
任意に増減させるための信号を形成する。
即ち、選択された回転数が12Orpmのとき、ドリル
1は1秒で2回転し、その回転モードは一定であるが、
本発明では、例えば、上記選択回転数による1へリルに
、1.1秒で2回転、或は0.9秒で2回転の回転をさ
せるといった具合に、その回転モードを任意に変更する
ため、2回転の回転量を表わす7200個のパルスを1
.1秒を表わす110個のパルスに対応させた信号、或
は、0.9秒を表わす90個のパルス(0号に対応させ
た信号によって設定するのである。尚、ここでの選択回
転数を表わす信号は7200個の回転角パルスに100
個の時間パルスが対応されて形成される。
尚、スピンドルについて選択された回転数が高い場合に
は、微小単位時間、例えば0.1秒当りのスピンドル回
転数(角)を表わすパルス数を増減した形で上記設定信
号を形成してもよい。
而して、上記設定部14には、上記のようにして任意に
設定できる予定回転モード信号の供給タイミング、或は
、前記予定回転モー1(信号がドリル」の移動に応じど
こで供給されるかを任意に設定するため、上記パルス検
出器11及び/又は時間パルス発生器13並びに移動パ
ルス検出器31からのパルス信号が供給されるようにし
てあり、この設定部14で形成される予定移動モード信
号は、予定速度記憶部15に、例えば、スピンドル2の
任扁:の回転数又は回転時間、或は、ドリル1の適宜の
単位移動量或は適宜の単位移動時間に対応して記憶され
る。
16は現在回転速度検出部12と予定回転速度記憶部1
5から供給される回転速度信号を予め設定したスピンド
ル2の111位回転数又は回転時間、或は、ヘッド3の
単位移動量又は単位移動時間ごとに逐次比較演p、し、
両者の偏差をal数する演算部、17は前記演算部16
の偏差を制御部18の補正信号に形成する補正部で、始
動時には予定回転速度記憶部15から供給さオした信号
がそのまま制御部18に供給される。
このようにすると、当初ドリル]は予め選択さAしたス
ピンドル回転数で回転し始めるが、ドリル1−の回転開
始と同時に回転角パルス検出器11から0(給されるパ
ルス信号が現在回転速度検出部12に送られ、ここでス
ピンドル2の適宜の!lj、1回転数或は単位回転時間
当りについての上記パルス信号が81数されると共に時
81パルス充生器8からのパルス信号Jに★J応させら
れることによって前記ドリル1の現在回転速度が検出さ
れる。この現在回転速度は演算部16において予定回転
モードと比較演算され、演算結果による偏差信号が補正
部17に供給さ]しる。補正部17はそこで形成した補
正信号を制御部18に供給するので、制御部18ではモ
ータ4の制御信号が補正され、この結果、モータ4はス
ピンドル2について選択された回転数における予定回転
モードで回転するようにモータ4の回転が制御されるの
である。
而して、モータ4の回転をスピンドル2の選択回転数に
おいて増減制御し、ドリル1にその回転速度の増減によ
る不等速な回転運動をさせると、ドリルの切刃の被削材
に対する相対速度が切削中微細に増減変更されることと
なるから、選択された単一モードのスピンドル回転数に
よる切削に生じていた振動の発生を未然に防止できるこ
ととなる。
尚、本発明において、ドリル1の不等速回転は、面粗度
に悪影響を及ぼすことがないように、一般的には、被剛
材の材質などに応じて予め選択されるドリルlの送り速
度の±10〜15%前後の範囲で与えられるが、被剛材
の材質など、切削条件によっては上記範囲を上記実施例
の範囲より大きくしたり、或は逆に小さくしてもよい。
また、速度の増減周期なと送り速度変更のタイミングも
、被削月の材質など切削条件に応じ任意に啄定すること
ができるが、J(振防止の観点から非周期的が好ましい
。更に、送り速度の変更を、その増加側又は減少側のい
ずJしかについて行うようにすることも仕方:に設定す
ることができる。
上述のJ:うに、本発明は切削中のドリルに、選択され
たスピンI・ルの回転数においで、微小範囲で不等速の
回転運動をさ仕るから、従来の定速回転の1−リルどそ
の定速送りによるトリリンクなどのホール盤作業にJ3
いて切削抵抗の周期的変動によって生している強制振動
、或は、この強制振動により励起される自励振動を軽減
ないしはそのような振動を起させない切削を実現し、ま
た、上記振動による騒音を軽減ないしは発生させない切
削を可能とし、更には、従来はその振動ゆえに問題の多
かった重切削を実施できるなどの作用効果がある。特に
、本発明ではスピンドル2の実際の回転速度を常時検出
しているからスピンドルの選択回転数と実際回転数の差
が大きく表われる異常切削の検出ができるのみならず、
微細な回転速度制御を確実になし得る利点がある。
尚、本発明の実施に当っては、スピンドルに不等速回転
を与えるとき、トリルの送り速度を変更してやり、ドリ
ルにおける各月の被削材に刻する相対速度を不等速にす
るのを確保するようにしてもよい。
また、本発明方法が適用できるボール盤は、その機械型
式、制御方式、駆動源の種類などを問わず、いずれのも
のにも適用可能である。
本発明は以上の通りであるから、ボール盤の制御方法と
して4がめて有用である。
【図面の簡単な説明】
図は本発明方法の実施の一例を表わした一制御ブロック
図である。 ■・・・ドリル、2・・・スピンドル、3・ヘッド、3
1・・・移動パルス検出器、4・・・スピンドル2のモ
ータ、5・・コラム、6・・送りネジ、7・・・送りモ
ータ、8・・・テーブル、9・・・サドル、10・・ベ
ッド、10・・・回転パルス検出器、12・・・現在回
転速度検出部、13・・暗唱パルス発生器、I4・・・
設定部、15・予定回転速度記憶部、16 演算部、1
7・・・補正部、J8・・・制御部、W・・・被削月 代理人 小泉良邦

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ボール盤におけるドリルの回転速度を、前記ドリルと一
    体に回転するスピンドルなどのようなドリル取附部材に
    設けた回転パルス検出器から供給される回転パルス信号
    を適宜の時間パルスに対応させて回転数(角)7時間、
    又は、時間/回転数(角)で表わされるパルス信号によ
    る現在回転速度信号で検出するようにしておく一方、前
    記ドリル取1IIJ部材の回転駆動源を、前記ドリルに
    ついて選択された回転数における回転速度の増減を含み
    任意に設定する回転数(角)7時間、又は、時間/回転
    数(角)を表わすパルス信号による予定回転速度信号に
    よって駆動し、前記ドリルの回転時、現在回転速度信号
    と予定回転速度信号とを比較演算し、この演算結果によ
    って上記駆動源を制御することにより、ドリルの回転速
    度を選択された回転数において適宜範囲で増減させるこ
    とを特徴とするボール盤の切削制御方法。
JP23496483A 1983-12-15 1983-12-15 ボ−ル盤の切削制御方法 Pending JPS60127908A (ja)

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JPS60127908A true JPS60127908A (ja) 1985-07-08

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Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60155319A (ja) * 1984-01-24 1985-08-15 Brother Ind Ltd ねじ加工装置
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JPS5166582A (en) * 1974-12-06 1976-06-09 Myano Tekkosho Kk Jidosenban niokeru shujikusokudoseigyosochi
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