JPS6334019A - Tap processing control device - Google Patents

Tap processing control device

Info

Publication number
JPS6334019A
JPS6334019A JP17586986A JP17586986A JPS6334019A JP S6334019 A JPS6334019 A JP S6334019A JP 17586986 A JP17586986 A JP 17586986A JP 17586986 A JP17586986 A JP 17586986A JP S6334019 A JPS6334019 A JP S6334019A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
spindle
circuit
motor
axis
control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP17586986A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideaki Kawamura
川村 英昭
Yoshimoto Fujioka
藤岡 良基
Takao Sasaki
隆夫 佐々木
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Priority to JP17586986A priority Critical patent/JPS6334019A/en
Publication of JPS6334019A publication Critical patent/JPS6334019A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)

Abstract

PURPOSE:To shorten a processing time and to improve screw precision, by a method wherein a time lag correcting circuit is situated to the acceleration deceleration circuit of an axis-Z servo motor, and control is effected so that a ratio of an axis-Z feed speed to the number of revolutions of a spindle is always adjusted to a thread pitch. CONSTITUTION:When, with a shifting device 18 shifted to the side (a), a device is brought into a spindle position control mode, according to a processing program 15, an NC control device 16 outputs a position control command to a spindle position control circuit 17 through an acceleration deceleration circuit 24, and to an axis-Z position control circuit 20 through a correction circuit 26 having index function characteristics responding to and following up the initial legs of an acceelration deceleration circuit 25 and the control circuit 17. The control circuits 17 and 20 receives signal feedback from a position encoder 12 and a pulse encoder 23, and performs synchronous control of rotation of an AC spindle motor 13 and an axis-Z step motor 22 through servo circuits 19 and 21, respectively. This constitution enables a ratio F/S of a feed speed F in the direction of an axis-Z to a spindle rotation speed S to be always held at a thread pitch P, shortening of a processing time, and improvement of screw precision.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、スピンドルモータと、被加工物を蔵こしたテ
ーブルをZ軸(上下)方向に駆動するモータとの制御を
整合させることにより、正確なタップ加工を行なうよう
にした、タップ加工制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention has the following advantages: The present invention relates to a tapping control device that performs accurate tapping.

(従来の技術) 輪郭制御によるフライス削り、各種の固定サイクルによ
る穴開けやタッピングなどができるマシニングセンタが
開発され、多くの工場で使用されるようになった。この
マシニングセンタによるタッピング動作は、スピンドル
にタッパを装着した後、Z軸の送りモータを動作させて
被切削材にあけられた穴の入口にタッパの先端を近づけ
、スピンドルを回転させながら、Z軸の送りモータを引
続いて動作させてタッパを穴の中に切り込ませて穴の内
面にねじを切る。所定長だけねじ切りしたところでスピ
ンドルを逆回転させるとともにZ軸の送りモータを逆回
転させてタッパを抜き去るものである。
(Prior Technology) Machining centers that can perform milling using contour control, drilling and tapping using various fixed cycles have been developed and are now being used in many factories. The tapping operation performed by this machining center involves attaching the tapper to the spindle, operating the Z-axis feed motor to bring the tip of the tapper close to the entrance of the hole drilled in the workpiece, and rotating the spindle to move the Z-axis. The feed motor continues to operate to cut the tapper into the hole and cut a thread on the inner surface of the hole. When the thread has been cut to a predetermined length, the spindle is rotated in the opposite direction, and the Z-axis feed motor is also rotated in the reverse direction to remove the tapper.

ところで、従来のマシニングセンタによるタッピング動
作は、スピンドルモータと2軸の送りモータとを関連付
けて制御しておらず、スピンドルとZ軸とは独立して、
たとえばスピンドルの回転数に応じてZ軸の送りモータ
の回転数を決めるというように各々独立して速度制御し
ていた。
By the way, in conventional machining centers, the tapping operation is not controlled by linking the spindle motor and the two-axis feed motor, and the spindle and Z-axis are controlled independently.
For example, the speed of each Z-axis feed motor was independently controlled by determining the rotation speed of the Z-axis feed motor according to the rotation speed of the spindle.

しかしながら、タップ加工では、スピンドル1回転当り
のZ軸の送り量は夕、ツバのねじのピッチに等しくしな
ければならず、最も望ましいタップ加工では、常に次;
条件を満足することが要請されている。すなわち、Pを
タッパのねじのピー2チ、FはZ軸の送り速度、Sはス
ピンドルの回転数とすると、 P=F/S            ・・・(1)タッ
プ加工を行なう際には、加工すべきタップのピッチPが
与えられると、機械等の加工条件を考慮しながらスピン
ドルの回転数Sを決め、F=PXSからZ軸の送り速度
を求め、上記(1)式のP= F/Sを満足するように
SとFを指令しているが、スピンドルの制御を行なう制
御回路は与えられたSになるようにスピンドルを回転さ
せているだけであり、またZ軸の送りの制御を行なう制
御回路は、送り速度がFになるように軸移動を行なって
いるだけで、特に相手側回路と連絡をとって制御を行な
っているわけではなく、必ずしも上記(1)式のP=F
/Sの条件を満足しながら加工を行なうものではない。
However, in tapping, the Z-axis feed per revolution of the spindle must be equal to the thread pitch of the collar.
It is required that the conditions be met. In other words, if P is the pitch of the thread of the tapper, F is the feed rate of the Z-axis, and S is the rotation speed of the spindle, then P=F/S... (1) When performing tapping, When the power tap pitch P is given, determine the spindle rotation speed S while considering the processing conditions of the machine, etc., calculate the Z-axis feed rate from F=PXS, and calculate P=F/S in the above equation (1). The control circuit that controls the spindle only rotates the spindle to achieve the given S, and also controls the feed of the Z axis. The control circuit only moves the axis so that the feed rate becomes F, and does not necessarily communicate with the other circuit to perform control.
It is not intended to perform processing while satisfying the conditions of /S.

゛ 特に、穴底の加工においては、スピンドルの回転と
之軸の送りは共に減速して停止し、その後逆方向に加速
しながら動くことになり、それぞれ力加減速が独立に咎
なわれるために、P= F/Sの条件は満足されないこ
とになる。このため、タッパのホルダ内部にスプリング
を取付けてタッパを伸縮自在にして送りを補正する。す
なわち、(1)Z軸の送すモータ停止)−13スピンド
ルモータが減速停止するまでタッパのねじ切りが続けら
れてタッパが伸びる。(2)実際のスピンドルモータの
回転数が設定回転数と誤差分があるために突込み時に伸
び、引上げ時に縮む、(3)スピンドルモータが、減速
または停止中にZ軸の送りモータが逆転してタッパを逆
方向に引張り、タッパが伸びる。(4)スピンドルモー
タが逆転加速中にZ軸の送りモータが逆転していてタッ
パを逆方向に引張ることによりタッパが伸びる。しかし
ながら、このような制御を行なうために、ネジ山をいた
めたりネジの寸法精度を悪くする原因になっている。ま
た、タッパに無理な力が加わるため、高価なタッパを被
損させるような不都°合も生じる。
゛ In particular, when machining the bottom of a hole, the rotation of the spindle and the feed of the shaft both decelerate and stop, and then move in the opposite direction while accelerating, and force acceleration and deceleration are handled independently. , P=F/S will not be satisfied. For this reason, a spring is installed inside the holder of the tapper to make the tapper expandable and retractable to correct the feed. That is, (1) Z-axis feeding motor stops)-13 Thread cutting of the tapper continues until the spindle motor decelerates and stops, and the tapper extends. (2) The actual spindle motor rotation speed has an error from the set rotation speed, so it expands when pushing in and contracts when pulling up. (3) The Z-axis feed motor reverses while the spindle motor is decelerating or stopping. Pull the tapper in the opposite direction to stretch it. (4) While the spindle motor is accelerating in reverse, the Z-axis feed motor is rotating in reverse and the tapper is extended by pulling it in the opposite direction. However, such control causes damage to the threads and impairs the dimensional accuracy of the screws. Further, since an unreasonable force is applied to the tapper, an inconvenience arises in that the expensive tapper may be damaged.

ところで、最近では、スピンドルモータおよびスピンド
ルモータの制御回路の性能の向上により、スピンドルモ
ータをスピンドルの旋回用として通常の使い方、すなわ
ち、速度l制御のためにだけ用いるのではなく、サーボ
モータのように位置と速度の両方を制御した使用も可能
となってきた。つまり、従来では、スピンドルを旋回し
て旋削加工を行なう際には、スピンドルモータをスピン
ドルにつなぎ、また、スピンドルをある角度に位置決め
して穴あけ加工を行なう際には、スピンドルモータとス
ピンドルの連結を切り離して、サーボモータをスピンド
ルと連結するように切り換えて使用していたのであるが
、これをスピンドルモータひとりで旋回用として使用し
たり、位置決め用として使用したりすることが可能とな
っている。このような制御を行なう概略のブロック図を
第3図に示す0図において、aは外部制御装置、例えば
、マイコン等で形成される移動量指令信号が入力される
加減速回路、bは、加減速回路aの出力信号とスピンド
ルiの移動位置を検出する位置検出器jのフィードバッ
ク信号とを比較する比較器、Cは位置偏差量゛をカウン
トするエラーカウンタ、dはスピンドルの回転数に相当
する電圧を算出する制御回路、eは位置制御と速度制御
の切換スイッチ、fはD/A変換器、gはD/A変換器
の出力信号とスピンドルモータの速度検出信号とが入力
される増幅器である。
By the way, recently, due to improvements in the performance of spindle motors and spindle motor control circuits, spindle motors are not used normally for turning the spindle, that is, used only for speed l control, but are now being used like servo motors. It has also become possible to use it by controlling both position and speed. In other words, conventionally, when turning the spindle to perform turning, the spindle motor is connected to the spindle, and when positioning the spindle at a certain angle to perform drilling, the spindle motor and spindle are connected. Previously, the servo motor was separated and used by connecting it to the spindle, but now the spindle motor can be used by itself for turning or for positioning. A schematic block diagram for performing such control is shown in FIG. A comparator that compares the output signal of the deceleration circuit a with the feedback signal of the position detector j that detects the moving position of the spindle i, C is an error counter that counts the position deviation amount, and d corresponds to the rotation speed of the spindle. A control circuit that calculates the voltage, e is a switch for position control and speed control, f is a D/A converter, and g is an amplifier into which the output signal of the D/A converter and the speed detection signal of the spindle motor are input. be.

このようなスピンドルモータ制御回路を用いて次のよう
にタッピング動作を行なう制御装置が開発されている。
A control device that uses such a spindle motor control circuit to perform a tapping operation as described below has been developed.

すなわち、タッピング加工を行なう際、第4図に示すよ
うに、テーブルlがタッピング動作時に被切削材2を押
し上げ、また切削が終了したとき被切削材2を引き下す
速度すわなちZ軸方向の送り速度をF [mm/m i
 n] 、スピンドルの回転速度すなわちタップ3の回
転速度をS[rpm]、ねじ4のビー2チをPとすれば
、これらの間に(1)式を変形して、 F=S−P                    
            ・・・  (2)という関係
が常に得られれば、タップ3は伸び縮みせずに穴5の中
にねじを切りながら押し進み、タップ3が逆転したとき
にも同様に伸び縮みせずに引き抜かれるわけである。そ
こで、タッピング動作を行なうにちり、まずタップの深
さdtとピー、チPからタップ3が切削を開始してから
終了dt。
That is, when performing tapping, as shown in FIG. 4, the table l pushes up the workpiece 2 during the tapping operation and lowers the workpiece 2 when cutting is completed, that is, the speed in the Z-axis direction. The feed speed is F [mm/m i
n], the rotational speed of the spindle, that is, the rotational speed of the tap 3, is S [rpm], and the beach 2 of the screw 4 is P, then by transforming equation (1) between these, F=S-P.
... If the relationship (2) is always obtained, the tap 3 will push forward while cutting the thread into the hole 5 without expanding or contracting, and when the tap 3 is reversed, it will also be pulled out without expanding or contracting. That's why. Therefore, when performing a tapping operation, the tap 3 starts cutting from the tap depth dt, P, and P, and then finishes cutting dt.

するまでの回転回数Nを割り出しくN=7−)、かつ全
切削長文を下式により算出する。
Determine the number of rotations N required until the process is completed (N = 7-), and calculate the total cutting length using the following formula.

πXdXN=i (d :タップ直径)・・・(3)一
方、タッピング加工時、タップの回転速度NSはいくら
でも上げられるというものではなく、タップの硬さや被
切削材の材質により切削速度■eというものが決められ
ており、ちなみに通常の止め穴のタッピング時の切削速
度は8m/min以下、軽金属の被切削材でタップが超
硬の場合の切削速度は25m/min以下である。そし
て、この切削速度により切削時間Tを下記(3)式より
得る。
πX d By the way, the cutting speed when tapping a normal stop hole is 8 m/min or less, and the cutting speed when the material to be cut is light metal and the tap is made of carbide is 25 m/min or less. Then, the cutting time T is obtained from the following equation (3) using this cutting speed.

T=文/ V e            ・・・(4
)この(4)式の見に(3)式を代入し、N/T=Ns
のTに(4)式を代入して、下式によりSを得る。
T = sentence / V e ... (4
) Substituting equation (3) into equation (4), N/T=Ns
By substituting equation (4) into T, S is obtained by the following equation.

C 3=7可−・・・(5) このようにして、タップの回転速度Sを得た後、(2)
式よりZ軸方向の送り速度Fを回転速度Sに同期せしめ
てタッピング動作を行なうものである。
C 3=7 possible - (5) After obtaining the rotation speed S of the tap in this way, (2)
According to the formula, the feeding speed F in the Z-axis direction is synchronized with the rotational speed S to perform the tapping operation.

このような、スピンドルモータとZ軸モータとの関連制
御として、次のようなスピンドルとZ軸の2軸で直線補
間を行ない、タップ加工を精密にすることが考えられる
0例えば、第5図に示すように、Z軸の送り速度Fz、
Z軸の移動量Z、スピンドルの回転数のデータSが与え
られたとすれば、Z軸、スピンドルは、第6図に示すよ
うに、それぞれの移動量、送り速度を制御して、直線補
間を行なう、Z軸とスピンドルとを、前記移動量、送り
速度で直線補間するということは、常に前記(1)式の
P=F/Sの関係が保たれるということを意味している
As a related control between the spindle motor and the Z-axis motor, it is possible to perform linear interpolation between the two axes, the spindle and the Z-axis, to improve the precision of tapping.For example, as shown in Figure 5, As shown, the Z-axis feed rate Fz,
Given data S on the Z-axis travel amount Z and spindle rotation speed, the Z-axis and spindle can be linearly interpolated by controlling their respective travel amounts and feed speeds, as shown in Figure 6. Linear interpolation between the Z-axis and the spindle using the above-mentioned movement amount and feed rate means that the relationship of P=F/S in the above-mentioned equation (1) is always maintained.

第7図は、Z軸とスピンドルの2軸の制御関係を示すブ
ロック図である0図において、A1はZ軸のパルス分配
による補間指令F2の発生回路、A2は時定数TzのZ
軸加減速回路、A3はゲインGzの位置制御回路である
。また、Blはスピンドルのパルス分配による補間指令
Fsの発生回路、B2は時定数Tsのスピンドル加減速
回路、B3はゲインGsのスピンドル位21制御回路で
ある。L記のように、(1)式のP=F/Sの関係が保
たれるためには、Z軸とスピンドルのそれぞれの加減速
回路の時定数および位置制御回路の時定数(位置制御ル
ープのゲイン)は同じ値となるようにしなければならな
い、すなわち、Tz=Ts            ・
・・(6)Gz=Gs            ・・・
(7)となるように制御を行なう。
FIG. 7 is a block diagram showing the control relationship between the two axes, the Z-axis and the spindle. In FIG.
The axis acceleration/deceleration circuit A3 is a position control circuit with a gain Gz. Further, Bl is a circuit for generating an interpolation command Fs by distributing pulses of the spindle, B2 is a spindle acceleration/deceleration circuit with a time constant Ts, and B3 is a spindle position 21 control circuit with a gain Gs. As shown in L, in order to maintain the relationship P=F/S in equation (1), the time constants of the acceleration/deceleration circuits of the Z-axis and spindle and the time constants of the position control circuit (position control loop gain) must be the same value, i.e., Tz=Ts ・
... (6) Gz=Gs ...
Control is performed so that (7) is achieved.

通常、Gz=20〜40 (sec=)程度となる場合
が多いが、Gs=5〜20 (see’)程度までしか
上げられないため、スピンドルとZ軸の直線補間を行な
ってタップ加工を行なうときには、Gzを下げて、Gs
に合わせるようにGzの値を切り換えている。スピンド
ルとZ軸のそれぞれの加減速回路の出力は、完全に(1
)式のP=F/Sの関係が保たれることになる。
Normally, Gz=20 to 40 (sec=) in many cases, but it can only be raised to Gs=5 to 20 (see'), so tap processing is performed by linear interpolation between the spindle and the Z axis. Sometimes, by lowering Gz, Gs
The value of Gz is changed to match. The outputs of the spindle and Z-axis acceleration/deceleration circuits are completely (1
) relationship of P=F/S is maintained.

(発明が解決しようとする問題点) Z軸とスピンドルのそれぞれの位置制御回路が、伝達関
数かに/(Ts+1)で表わされる一次遅れ要素である
とすれば、前記のように、Gz=Gsとすることにより
、Z軸サーボモータおよびスピンドルモータの動きは(
1)式のP=F/Sの関係が保たれるように制御される
(Problem to be Solved by the Invention) If each Z-axis and spindle position control circuit is a first-order lag element expressed by the transfer function /(Ts+1), then as mentioned above, Gz=Gs By doing so, the movement of the Z-axis servo motor and spindle motor is (
1) Control is performed so that the relationship of P=F/S in the equation is maintained.

しかしながら、実際の制御系においては、Z軸、スピン
ドルの位置制御回路の伝達関数は一次遅れのように単純
とはならず、複雑な形態となっている。これは、スピン
ドルモータとZ軸サーボモータには、主としてトルク定
数に相違があるために、・Z軸サーボモータとスピンド
ルモータには動きに差が生じる。この差珂は、次のよう
に表わすことができる。すなわち、位置制御回路の伝達
関数を2次遅れに近似して考えると、この伝達関数Gz
は、 Gz=ωn2/ (S2+2ζωnS+ωn2)・・・
(8) 但し、ωn;二次遅れ系の固有振動数 ζ:減衰係数 と表わすことができる。ここで、トルク定数等の特性の
差は、減衰係数の違いとして現われ、第8図に示すよう
に、ランプ入力に対する二次遅れ要素の応答は、ζが大
きい程、応答遅れも大きくなる。
However, in an actual control system, the transfer functions of the Z-axis and spindle position control circuits are not as simple as a first-order delay, but have a complicated form. This is because there is a difference in torque constant between the spindle motor and the Z-axis servo motor, and there is a difference in movement between the Z-axis servo motor and the spindle motor. This difference can be expressed as follows. That is, if the transfer function of the position control circuit is approximated to a second-order lag, then this transfer function Gz
is, Gz=ωn2/ (S2+2ζωnS+ωn2)...
(8) However, ωn: natural frequency of the second-order lag system ζ: can be expressed as a damping coefficient. Here, the difference in characteristics such as torque constant appears as a difference in damping coefficient, and as shown in FIG. 8, the response of the second-order delay element to the ramp input becomes larger as ζ becomes larger.

Z軸サーボモータは、スピンドルモータよりも応答性が
良好であり、このためGs=Gzであったとしても、P
=F/Sの関係が保てなくなるという問題が生じていた
・ そこで、本発明は、応答性の良好なZ軸サーボモータに
ついて、位置制御回路への入力を補正し、その結果、Z
軸のサーボモータの動きをスピンドルモータの動きに合
わせるようにして、常にP=F/Sの関係が保てるよう
にした、タップ加工の制御方式を提供するものである。
The Z-axis servo motor has better responsiveness than the spindle motor, so even if Gs=Gz, P
=F/S relationship could not be maintained. Therefore, the present invention corrects the input to the position control circuit for the Z-axis servo motor with good response, and as a result, the Z-axis servo motor
This invention provides a control system for tapping in which the movement of a shaft servo motor is matched with the movement of a spindle motor so that the relationship P=F/S can always be maintained.

(問題点を解決するための手段) 前述の如き従来の欠点を改善するために、本発明は、ス
ピンドルを駆動する第1のモータと、被加工物をスピン
ドル軸方向に駆動する第2のモータを具備し、第1のモ
ータの加減速回路の時・定数をTz、位置制御回路のゲ
インをGz、第2のモータの加減速回路の時定数をTs
、位置制御回路のゲインをGsとするとき、 Tz=Ts。
(Means for Solving the Problems) In order to improve the conventional drawbacks as described above, the present invention provides a first motor that drives a spindle and a second motor that drives a workpiece in the spindle axial direction. The time constant of the acceleration/deceleration circuit of the first motor is Tz, the gain of the position control circuit is Gz, and the time constant of the acceleration/deceleration circuit of the second motor is Ts.
, when the gain of the position control circuit is Gs, Tz=Ts.

Gz=Gs の条件を満足する直線補間指令発生1回路を第1および
第2のモータの制御回路に設けてスピンドルに設けた夕
7パにより被加工物にタッパ加工を施すタップ加工制御
装置において、 第2のモータの加減速回路には、第1のモータ制御回路
の初期遅れに対応追従する指数関数特性を有する補正回
路を挿入して、 P=F/S ただし、P;タッパのねじピッチ F:Z軸の送り速度 Sニスピンドルの回転数 を満足せしめるタップ加工制御装置を提供するものであ
る。
In a tap machining control device, a linear interpolation command generation circuit satisfying the condition of Gz=Gs is provided in the control circuit of the first and second motors, and a tapper machine provided on the spindle performs tapper machining on a workpiece. A correction circuit having an exponential characteristic that follows the initial delay of the first motor control circuit is inserted into the acceleration/deceleration circuit of the second motor, so that P=F/S, where P: tapper thread pitch F : To provide a tapping control device that satisfies the Z-axis feed rate S and the rotational speed of the varnish spindle.

(作用) 本発明は、Z軸上−9夕制御回路に時間遅れの応答性を
有する補正回路を設け、Z軸モータとスピンドルモータ
との動きが、常にP=F/Sが成立するように制御して
いるので、被加工物に対するタップ、〕ロエが精密に行
なえる。
(Function) The present invention provides a correction circuit having time delay response in the Z-axis top control circuit so that the movement of the Z-axis motor and spindle motor always holds P=F/S. Since it is controlled, tapping and rolling on the workpiece can be performed precisely.

(実施例) 以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図は、本発明の概略の構成のブロック図である。同
図において、交流スピンドルモータ13の出力軸14は
、連結装置11を介して、タップ3の先端に取り付けら
れたスピンドルlOと連結・されており、タップ3の位
置は、ポジションコーダ12により検出される。また、
テーブルlは、テーブル駆動用交流モータ22と連結さ
れ、送り速度fmで2軸方向に駆動される。16は数値
制御装装置であり、バブルメモリなどの外部、記憶装置
から加ニブログラム15が入力され、この加ニブログラ
ムに従って、加工指令信号を交流スピンドルモータ13
とテーブル駆動用交流モータ22に発する。24は交流
スピンドルモータ13用の加減速回路、17はスピンド
ル位置制御回・路、18    ”は切付・装置で、数
値制御装fi16に、より切り替え制御される。19は
スピンドルサーボ回路、25はテーブル駆動用交流モー
タ22川の加減速回路、26は未発Illに係る一次8
れの補正回路、20はZ軸位置制御回路、21はZ軸サ
ーボ回路、23はテーブル駆動用交流モータ22の回転
位置とスピードを割出すためのパルスコーダである。
FIG. 1 is a block diagram of the general configuration of the present invention. In the figure, an output shaft 14 of an AC spindle motor 13 is connected via a coupling device 11 to a spindle lO attached to the tip of a tap 3, and the position of the tap 3 is detected by a position coder 12. Ru. Also,
The table l is connected to a table driving AC motor 22 and driven in two axial directions at a feed rate fm. Reference numeral 16 denotes a numerical control device, into which a cannibal program 15 is input from an external storage device such as a bubble memory, and according to this cannibal program, machining command signals are sent to the AC spindle motor 13.
is issued to the table driving AC motor 22. 24 is an acceleration/deceleration circuit for the AC spindle motor 13, 17 is a spindle position control circuit, 18'' is a cutting device, which is switched and controlled by the numerical control device fi16, 19 is a spindle servo circuit, and 25 is a cutting device. Table drive AC motor 22 Acceleration/deceleration circuit, 26 is primary 8 related to unfired Ill
These correction circuits include a Z-axis position control circuit 20, a Z-axis servo circuit 21, and a pulse coder 23 for determining the rotational position and speed of the AC motor 22 for driving the table.

次に、この制御装置の作用について説明する。Next, the operation of this control device will be explained.

ν」件装置18の接点をa側に接続してスピンドル位心
制御モードに設定すると、加ニブログラム15により、
NC装置16が動作して位置制御指令を、加減速回路2
4を介してスピンドル位置制御回路17に送出する。ス
ピンドル位置制御回路17には、スピンドル10の位置
を検出するポジションコーダ12の位置信号が入力され
、両者の偏差信号がスピンドルサーボ回路19に4えら
れる。交流スピンドルモータ13には、スピンドルサー
ボ回路19からの出力信号によりデジタル制御される。
When the contact point of the device 18 is connected to the a side and the spindle position control mode is set, the control program 15 will cause
The NC device 16 operates and sends a position control command to the acceleration/deceleration circuit 2.
4 to the spindle position control circuit 17. A position signal from a position coder 12 that detects the position of the spindle 10 is input to the spindle position control circuit 17, and a deviation signal between the two is input to the spindle servo circuit 19. The AC spindle motor 13 is digitally controlled by an output signal from a spindle servo circuit 19.

一方、NC制御装置16からの出力信号は、加減速回路
25と補正回路26を介してZ軸位置制御回路20に入
力され、Z軸位置制御回路20は、テーブル駆動用交流
モータ22の位置を検出するパルスコーダ23からの出
力信号と、NC制御装ご16からの指令信号とを比較し
て、誤差信号をZ軸サーボ回路21に印加する。テーブ
ル駆動用交流モータ22はZ軸サーボ回路21からの出
力信号によりデジタル制御される。このとき、交流スピ
ンドルモータと、テーブル駆動用モータは、NC制御装
置からの指令信号により、同期して駆動される。
On the other hand, the output signal from the NC control device 16 is input to the Z-axis position control circuit 20 via the acceleration/deceleration circuit 25 and the correction circuit 26, and the Z-axis position control circuit 20 controls the position of the table driving AC motor 22. The output signal from the pulse coder 23 to be detected is compared with the command signal from the NC control device 16, and an error signal is applied to the Z-axis servo circuit 21. The table driving AC motor 22 is digitally controlled by an output signal from the Z-axis servo circuit 21. At this time, the AC spindle motor and the table drive motor are driven synchronously by a command signal from the NC control device.

上記第1図に示される本発すJの実施例においては、第
8図に示したZ軸モータとスピンドルモータとの応答の
差を補正するために、テーブル駆動用交流モータ22の
加減速回路25の後に、一時遅れ用の補正回路26を設
けたものである。すなわち第7図において説明したよう
に、Z軸モータおよびスピンドルモータの加減速回路A
2.B2の時定数TzとTSを等しく、また、位置制御
回路A3とB3のゲインGzとGsを等しくしているの
で、第8図に示すように、それぞれの波形の傾斜角は等
しくなっている。しかしながら、動作初期々Xて、トル
ク定数などの小さい交流スピンドルモータ13は、テー
ブル駆動用交流モータ22に対して指数関数的な遅れを
生じている。このため、トルク定数等の大きいテーブル
駆動用交流モータ22の加減速回路25に指数関数的な
遅れを生じるような補正回路を挿入して、位置制御回路
20への入力を補正し、その結果、第2図に示すように
、Z軸のサーボモータ側の時定数Tzを、スピンドル側
の時定数Tsと合せ、これの動きをスピンドルモータの
動きに合せるようにして常にP=F/Sの関係を保たせ
るようにするものである。
In the embodiment of J shown in FIG. 1, the acceleration/deceleration circuit 25 of the AC motor 22 for driving the table is used to correct the difference in response between the Z-axis motor and the spindle motor shown in FIG. After that, a correction circuit 26 for temporary delay is provided. That is, as explained in FIG. 7, the acceleration/deceleration circuit A of the Z-axis motor and spindle motor
2. Since the time constants Tz and TS of B2 are made equal, and the gains Gz and Gs of position control circuits A3 and B3 are made equal, as shown in FIG. 8, the slope angles of the respective waveforms are made equal. However, at the beginning of operation, the AC spindle motor 13, which has a small torque constant, has an exponential delay with respect to the AC motor 22 for driving the table. For this reason, a correction circuit that causes an exponential delay is inserted into the acceleration/deceleration circuit 25 of the AC motor 22 for driving the table, which has a large torque constant, etc., to correct the input to the position control circuit 20, and as a result, As shown in Figure 2, the time constant Tz on the Z-axis servo motor side is matched with the time constant Ts on the spindle side, and the movement of this is matched to the movement of the spindle motor, so that the relationship P=F/S is always maintained. This is to ensure that the

(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、Z軸サーボモー
タとスピンドルモータとの動きを、常にP=F/S(但
し、Pはねじピッチ、FはZ軸方向の送り速度、Sはス
ピンドルの回転速度とする)の関係を保つように制御で
き、加工時間の短縮、ねし精度の向−ヒなどの効果が得
られる。
(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, the movement of the Z-axis servo motor and spindle motor is always controlled by P=F/S (where P is the screw pitch and F is the feed in the Z-axis direction. The speed can be controlled so as to maintain the relationship between the rotational speed of the spindle (S is the rotational speed of the spindle), and effects such as shortening of machining time and improvement of welding accuracy can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の概略ブロー2り図、第2図は本発明の
実施例各部における入力信号の変化状態を示すブロック
図、第3図は従来例を示すブロック図、第4図はねじ切
り動作を説明するための説明図、第5図および第6図は
動作説明図、第7図は別の従来例の説明図、第8図はス
ピンドルモータとZ軸モータの位置制得の応答差を説明
する説明図である。 lO・・スピンドル、13・令交流スピンドルモータ、
16・・数値制御装置、17・拳スピンドル位置制御回
路、19Φ・スピンドルサーボ回路、20−ΦZ軸位置
制御回路、21・・Z軸サーボ回路、22・・テーブル
駆動用交流モータ、24および25・・加減速回路、2
6・争補正回路。 特許出願人  ファナック株式会社 代  理  人   弁理士  辻     實\トへ
へ<豪 手続補正書(刀剣 昭和61年lO月 6日 昭和61年 特許願 第175869号、発明の名称 タップ加工制御装置 、補正をする者 事件との関係  特許出願人 名称 ファナー2り株式会社 代表者 稲 葉 清右衛門 、代理人 住所 〒IO1東京都千代田区神田小川町3−14願占
に最初に添付した図面第1図の浄書・別紙のとおり(内
容に変更なし)
Fig. 1 is a schematic blow diagram of the present invention, Fig. 2 is a block diagram showing changes in input signals in various parts of the embodiment of the present invention, Fig. 3 is a block diagram showing a conventional example, and Fig. 4 is a thread cutting diagram. An explanatory diagram for explaining the operation, Figures 5 and 6 are explanatory diagrams of the operation, Figure 7 is an explanatory diagram of another conventional example, and Figure 8 is the response difference in position control between the spindle motor and the Z-axis motor. FIG. lO・・Spindle, 13・AC spindle motor,
16...Numerical control device, 17.Fist spindle position control circuit, 19Φ.Spindle servo circuit, 20-ΦZ-axis position control circuit, 21..Z-axis servo circuit, 22..Table drive AC motor, 24 and 25.・Acceleration/deceleration circuit, 2
6. Dispute correction circuit. Patent Applicant Fanuc Co., Ltd. Agent Patent Attorney Minoru Tsuji\to <Australian Procedural Amendment (Touken October 6, 1985 Patent Application No. 175869, Title of Invention: Tapping Processing Control Device, Amendment) Relationship with the case involving the person who filed the patent application Patent applicant name: Faner 2 Ri Co., Ltd. Representative: Seiemon Inaba, agent address: IO1 3-14 Kanda Ogawa-cho, Chiyoda-ku, Tokyo, Japan Figure 1 of the drawing originally attached to the petition As shown in the engraving and attached sheet (no changes to the content)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 スピンドルを駆動する第1のモータと、被加工物をスピ
ンドル軸方向に駆動する第2のモータを具備し、第1の
モータの加減速回路の時定数をTz、位置制御回路のゲ
インをGz、第2のモータの加減速回路の時定数をTs
、位置制御回路のゲインをGsとするとき、 Tz=Ts、 Gz=Gs の条件を満足する直線補間指令発生回路を第1および第
2のモータの制御回路に設けてスピンドルに設けたタッ
パにより被加工物にタッパ加工を施すタップ加工制御装
置において、 第2のモータの加減速回路には、第1のモータ制御回路
の初期遅れに対応追従する指数関数特性を有する補正回
路を挿入して、 P=F/S ただし、P:タッパのねじピッチ F:Z軸の送り速度 S:スピンドルの回転数 を満足せしめることを特徴とするタップ加工制御装置。
[Claims] A first motor that drives a spindle and a second motor that drives a workpiece in the spindle axial direction, the time constant of the acceleration/deceleration circuit of the first motor being Tz, and position control. The gain of the circuit is Gz, and the time constant of the acceleration/deceleration circuit of the second motor is Ts.
, when the gain of the position control circuit is Gs, linear interpolation command generation circuits satisfying the conditions Tz=Ts, Gz=Gs are provided in the control circuits of the first and second motors, and the control circuits are connected to the tapper provided on the spindle. In a tapping control device that performs tapper processing on a workpiece, a correction circuit having an exponential characteristic that follows the initial delay of the first motor control circuit is inserted into the acceleration/deceleration circuit of the second motor, and P =F/S where P: tapper thread pitch F: Z-axis feed speed S: spindle rotation speed.
JP17586986A 1986-07-26 1986-07-26 Tap processing control device Pending JPS6334019A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17586986A JPS6334019A (en) 1986-07-26 1986-07-26 Tap processing control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17586986A JPS6334019A (en) 1986-07-26 1986-07-26 Tap processing control device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6334019A true JPS6334019A (en) 1988-02-13

Family

ID=16003626

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17586986A Pending JPS6334019A (en) 1986-07-26 1986-07-26 Tap processing control device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6334019A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4353018A (en) Control system for synchronized operation of machine tool motors
JP2661422B2 (en) Processing device and processing method
EP0267964B1 (en) System for controlling the tapping operation
EP1566713A2 (en) Threading/tapping control apparatus
KR920007639B1 (en) Position control system
US5054340A (en) Apparatus for machining a non-circular workpiece
US5010286A (en) Method of synchronous control of spindle motor and feed motor
EP0034927B1 (en) Spindle orientation control apparatus
US4386407A (en) Lathe control system
US6111382A (en) Device for controlling tapping device provided with composite tool having boring and tapping sections
US5062744A (en) Apparatus for confirming movement of tap when rigid tapping
JPS6334019A (en) Tap processing control device
JPS6334018A (en) Tap processing control device
JPH0453649A (en) Irregular revolution speed cutting method
US5121039A (en) Index control apparatus for tool rest of nc lathe
JPH048423A (en) Tapping method
JP2588610B2 (en) Synchronous tapping control method
JP3136851B2 (en) Screw processing equipment
JP2712881B2 (en) Numerical control unit
KR830000820B1 (en) Synchronous operation control method of motor for machine tool
JPS62228323A (en) Spindle control device
JP2553384B2 (en) Method and device for constant peripheral speed synchronous control of compound machine tool
JPH07112322A (en) Tapping machining control device
JPS62224520A (en) Tap machining control system
JP3097181B2 (en) Screw processing equipment