KR101316333B1 - Method for controlling tool shifting velocity in screw manufacturing using nc machine - Google Patents
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Abstract
수치 제어 장치를 이용한 나사 가공에 있어서 공구(T)의 이송 속도를 제어하는 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 방법은 (a) 공작물(W)의 절대위치(0, 1, 2, ...N-1)를 구하는 단계와, (b) 상기 공작물(W)이 상기 절대 위치(0, 1, 2... N-1)로부터 기준점(0)을 통과했는지 체크하는 단계와, (c) 상기 공작물(W)이 상기 기준점(0)을 통과한 경우, 공작물(W)이 원점으로부터 초과로 회전한 양(E)을 측정하는 단계와, (d) 상기 공작물(W)의 초과 회전양(E)에 대응하는 이송축(Z축) 거리(D2)를 구하는 단계와, (e) 상기 공구의 목표 이송 속도(V)와, 상기 공구(T)의 이송 시점(B)과 절삭 시점(C) 사이의 거리(D1)와, 상기 공작물(W)의 초과 회전양(E)에 대응한 이송축(Z축) 거리(D2)로부터 상기 공구(T)의 이송 가속도(A')를 다음 식에 의해 구하는 단계 A' = V2/2(D1 - D2)를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method of controlling the feed rate of the tool (T) in threading using a numerical control device is disclosed. The method according to the invention comprises the steps of (a) obtaining the absolute positions (0, 1, 2, ... N-1) of the workpiece (W), and (b) the workpiece (W) being the absolute position (0, Checking whether the reference point (0) has passed from 1, 2 ... N-1), and (c) if the workpiece (W) has passed the reference point (0), the workpiece (W) exceeds the origin. Measuring the amount E rotated with (d), (d) obtaining a feed axis (Z-axis) distance D 2 corresponding to the excess amount E of the workpiece W, and (e) To the target feed rate (V) of the tool, the distance (D 1 ) between the feed time (B) and the cutting time (C) of the tool (T), and the excess amount of rotation (E) of the workpiece (W) corresponding feed shaft (Z axis) from the (D 2) transfer acceleration (a ') of the tool (T) comprises: obtaining a from the following equation a' = V 2/2 ( D 1 -D 2 ) characterized in that it comprises a.
수치 제어 장치, 나사 가공, 이송 속도, 제어 Numerical control unit, threading, feedrate, control
Description
본 발명은 수치 제어 장치를 이용한 나사 가공에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수치 제어 장치를 이용한 나사 가공에 있어서 공구의 이송 가속도를 제어하여 공구가 나사를 절삭하는 지점을 동일하게 함으로써 고정밀도의 나사 가공을 가능하게 하는 공구 이송 속도 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a thread processing using a numerical control device, and more particularly, in a thread processing using a numerical control device, by controlling the feed acceleration of the tool to equalize the point where the tool cuts the screw, high precision thread processing A tool feed rate control method is provided.
수치 제어 장치에서 나사 가공은 도 1a에 도시된 것과 같이 공작물(W)을 일정한 회전 속도(S)로 회전시킨 상태에서 공구(T)를 공작물(W)의 회전축과 평행한 방향(Z축)으로 이송 시점(B)에서 절삭 시점(C)까지는 공구의 목표 이송 속도(V)에 이르기까지 가속(A) 이송시킨 다음, 도 1b와 같이 공작물(W)이 절삭 시점(B)에 도달하면 일정한 목표 이송 속도(V)로 공구(T)를 등속 이송시킴으로서 가공물(W)에 대한 절삭이 진행된다.In the numerical control apparatus, as shown in FIG. 1A, the tool T is rotated in a direction (Z-axis) parallel to the rotation axis of the workpiece W while the workpiece W is rotated at a constant rotation speed S as shown in FIG. 1A. From the feed point B to the cutting point C, the tool accelerates the feed to the target feed rate V of the tool. Then, when the workpiece W reaches the cutting point B as shown in FIG. The cutting of the workpiece W proceeds by uniformly feeding the tool T at the feed speed V. FIG.
한편, 나사 가공시 매끄러운 표면을 얻기 위하여 상술한 가공 공정(정삭)은 복수회 시행된다. 따라서 절삭 시점(C)에서 공구(T) 가공물(W)에 접촉하는 위치가 절삭 시점 때마다 일정하게 유지될 필요가 있다.On the other hand, in order to obtain a smooth surface at the time of threading, the above-mentioned processing process (finishing) is performed in multiple times. Therefore, the position which contacts the tool T workpiece | work W at the cutting time point C needs to be kept constant every time.
이를 위해 종래에는 도 2a 내지 도 2c에 도시된 것과 같이, 회전하는 공작물(W) 측과 직결되어있는 엔코더(Encoder)를 이용하여 공작물 1 회전당 일정한 개수(N)의 신호를 발생시킴으로써 공작물의 절대위치 값(0 ~ N-1)을 계속 읽고 있다가, 도 2a에서처럼 공작물(W) 기준점(0점)을 지나쳤을 때(즉 엔코더가 제로 크로스(Zero Cross) 했을 때) 공구(T)를 이송 시점(B)부터 절삭 시점(C)까지 소정의 가속도(A)로 가속 이송시킨다.For this purpose, as shown in FIGS. 2A to 2C, the absolute number of workpieces is generated by generating a predetermined number N of signals per revolution of the workpiece by using an encoder directly connected to the rotating workpiece W side. Continue reading the position values (0 to N-1) and feed the tool (T) when it has passed the workpiece (W) reference point (zero point) as shown in Fig. 2a (i.e. when the encoder is zero-crossed). Accelerated transfer is carried out at the predetermined acceleration A from the time point B to the cutting time point C. FIG.
엔코더가 제로 크로스했는지에 대한 판단은 공작물의 현재 절대 위치 값(Pn)에서 이전 절대 위치 값(PN -1)을 뺀 값(D= PN-PN -1)을 체크함으로써 수행된다. 예컨대, 도 2a 내지 도 2c와 같이 공작물(W)이 반시계 방향(S)으로 회전하는 경우 공작물(W)의 절대 위치 값은 0, 1, 2,...N-1 순으로 1 내외씩 순차적으로 증가하게 된다. 이 과정에서는 D 값의 절대값(|D|)은 1 내외의 작은 수가 될 것이다. 그러나, 공작물이 1회전하는 시점인 기준점(0점)을 통과하는 순간, 즉 도 2c(절대 위치=N-1)에서 도 2a(절대 위치=0)로 이동하는 순간에는 D 값의 절대값이 급격히 증가(D = N-0 = N)가 될 것이므로, D 값의 절대값이 기준 값(a) 이상으로 급격히 커진 순간(|D|> a)을 제로 크로스 시점으로 판단하게 된다. The determination of whether the encoder has crossed zero is performed by checking the current absolute position value P n of the workpiece minus the previous absolute position value P N -1 (D = P N -P N -1 ). For example, when the work W rotates in the counterclockwise direction S as shown in FIGS. 2A to 2C, the absolute position values of the work W are about 1, 2, ..., N-1 in order of 0-1. It will increase sequentially. In this process, the absolute value of D value (| D |) will be a small number around one. However, at the moment when the workpiece passes the reference point (point 0), which is the point at which the workpiece rotates once, that is, the moment when the workpiece moves from Fig. 2C (absolute position = N-1) to Fig. 2A (absolute position = 0), the absolute value of the D value Since it will increase rapidly (D = N-0 = N), it is determined that the instant (| D |> a) at which the absolute value of the D value sharply increases above the reference value (a) as the zero crossing point.
일 실시예에 따르면, 제로 크로스 여부 판단을 위한 기준값(a)은 공작물(W) 1회전당 엔코더의 총 펄스 수(N)의 절반으로 설정할 수 있지만(즉, |D|> a=N/2인 경우를 제로 크로스 시점으로 판단함), 기준값(a)은 N/2에 한정되지 않고 적절히 설정가능하다.According to one embodiment, the reference value (a) for determining whether to cross zero can be set to half of the total number of pulses (N) of the encoder per revolution of the workpiece (W) (ie | D |> a = N / 2 Is determined as a zero crossing time point), the reference value a is not limited to N / 2 and can be appropriately set.
이상 설명한 종래의 나사 가공시 공구 이송 과정은 도 3에 도시된다. 즉, 공작물을 일정 속도(S)로 회전시키면서 엔코더를 이용하여 공작물의 절대 위치(P1, P2, PN)를 순차적으로 카운팅하고(S 10), 공작물(W)이 기준점(0점)을 통과하면(S 20), 이송 시점(B)부터 절삭 시점(C)의 거리(D1)에 걸쳐서 공구(T)를 정지 상태로부터 목표 이송 속도(V)에 이르도록 소정 가속도(A= V2/2D1)로 가속 이송하고(S 30), 공구(T)가 절삭 시점(C)에 도달하면 등속도(V)로 공구(T)를 이송하면서 절삭이 시작된다(S 40).The tool transfer process in the conventional thread machining described above is shown in FIG. That is, the absolute position (P 1 , P 2 , P N ) of the workpiece is counted sequentially using the encoder while rotating the workpiece at a constant speed (S) (S 10), the workpiece (W) is a reference point (0 point) When passing through (S20), the predetermined acceleration (A = V) to reach the target feed rate (V) from the stationary state of the tool (T) over the distance (D 1 ) of the feed time (B) to the cutting time (C). 2 / 2D 1 ) is accelerated transfer (S 30), and when the tool T reaches the cutting time (C), the cutting is started while feeding the tool (T) at the constant speed (S 40).
한편, 공작물의 관성 등으로 인해 회전이 과도하게 진행됨으로 인하여 제로 크로스 시점을 판단한 지점이 실제로는 기준점(0점)을 넘어가 버린 경우가 빈번히 발생한다. 즉, 도 2c의 시점(절대 위치=N-1)에서 공작물의 절대 위치 측정을 한 후, 차기 공작물의 절대 위치 측정이 도 2a의 0점 통과 상태를 지난 후인, 도 2b(절대 위치= 1)인 지점에 도달하였을 때 비로소 제로 크로스인지 여부가 판별되는 경우가 발생할 수 있다. 더 나아가, 공작물(W)의 회전이 더욱 과도하게 진행되어 제로 크로스 후 공작물(W)의 절대 위치가 2 이상(2, 3 ...)의 지점에 이르렀을 때에 비로소 제로 크로스 시점을 판단하게 되는 경우도 발생한다. On the other hand, due to excessive rotation of the workpiece due to inertia, etc., the point where the zero cross point is judged is often actually exceeded the reference point (zero point). That is, after the absolute position measurement of the workpiece at the time point of FIG. 2C (absolute position = N-1), the absolute position measurement of the next work piece passes the zero point passing state of FIG. 2A, (absolute position = 1) When the point of arrival is reached, it may occur that it is determined whether or not it is a zero cross. Furthermore, when the rotation of the work W proceeds more excessively, when the absolute position of the work W reaches two or more (2, 3, ...) points after the zero cross, the time of determining the zero cross is determined. It also happens.
그러나 종래에는 공작물(W)의 제로 크로스 후 실제 공작물(W)의 절대 위치가 어디인지 구별 없이 공구(T)의 이송 가속도를 설정하였다. 즉, 제로 크로스 후 공 작물(W)의 절대 위치는 항상 0인 것으로 가정하였다. 그에 따라, 실제 제로 크로스 시점에서의 공작물의 실제 절대 위치는 다양함에도 불구하고, 종래에는 공구(T)를 이송 시점(B)에서 절삭 시점(C)까지의 거리(D1)에 걸쳐서 동일한 가속도(A= V2/2D1)로 이송시키므로, 절삭 시점(C)에서 공구(T)가 공작물(W)과 접촉하는 절대 위치는 상이할 수 밖에 없었으며, 이는 나사 가공의 정밀도를 저하시키는 요인이 되었다.However, in the related art, the feed acceleration of the tool T is set irrespective of the absolute position of the actual work W after zero cross of the work W. That is, it is assumed that the absolute position of the blank W after zero cross is always zero. Thus, although the actual absolute position of the workpiece at the actual zero cross point of view varies, conventionally, the acceleration T is equal over the distance D1 from the feed point B to the cutting point C, even though the tool T is varied. = V 2 / 2D1), the absolute position where the tool T is in contact with the workpiece W at the cutting point C is inevitably different, which causes a decrease in the precision of threading.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해서 도출된 것으로서, 수치 제어장치에서 나사 가공을 할 경우 공작물이 제로 크로스했을 때로 판단한 시점에 공작물의 절대 위치 값이 매번 다르더라도 절삭 시점에서 공구와 가공물이 절삭되는 지점을 동일하게 유지할 수 있도록 하는 것을 기술적 과제로 한다.The present invention has been derived to solve this problem, the point that the tool and the workpiece is cut at the time of cutting, even if the absolute position value of the workpiece is different every time when the workpiece is determined to be zero cross when the machining in the numerical control device It is a technical subject to make it maintain the same.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 공작물(W)의 원점 통과(제로 크로스) 후 공작물(W)이 원점보다 초과로 회전한 경우에는 공구(T)의 이송 가속도를 보정(A')하여 공구(T)가 공작물(W)과의 절삭 지점에서 만나는 위치가 항상 일정하도록 제어한다. 이를 위해, 공작물(W)의 제로 크로스 이후 초과 회전양(E)을 구하고, 그로부터 Z축 환산 거리(D2)를 계산하여 보정된 가속도(A')를 구한다.In order to solve the above technical problem, the present invention is to compensate (A ') the feed acceleration of the tool (T') when the workpiece (W) is rotated more than the origin after passing through the origin (zero cross) of the workpiece (W) The position where the tool T meets at the cutting point with the workpiece W is always controlled. To this end, the amount of excess rotation E after the zero cross of the workpiece W is obtained, and the Z-axis equivalent distance D2 is calculated therefrom to obtain the corrected acceleration A '.
더 구체적으로, 본 발명은 수치 제어 장치를 이용하여 공작물(W)을 소정 회전축(Z축) 중심으로 회전시키면서 공구(T)를 상기 공작물(W)의 회전축과 나란한 방향으로 이송함으로써 수행되는 나사 가공에 있어서, 상기 공구(T)의 이송 시점(B)에서 절삭 시점(C)까지의 거리(D1)에 대해서 상기 공구(T)를 정지 상태에서 이송 목표 속도(V)까지 도달케하기 위한, 수치 제어 장치를 이용한 나사 가공에 있어서 공구(T)의 이송 속도를 제어하는 방법이다.More specifically, the present invention is a screw processing performed by feeding the tool (T) in the direction parallel to the axis of rotation of the workpiece (W) while rotating the workpiece (W) about a predetermined axis of rotation (Z axis) using a numerical control device In the above, for reaching the tool (T) from the stationary state to the feed target speed (V) with respect to the distance (D 1 ) from the transfer time (B) of the tool (T) to the cutting time (C), It is a method of controlling the feed speed of the tool T in the threading process using a numerical control apparatus.
본 발명에 따른 방법은 (a) 공작물(W)의 절대위치(0, 1, 2, ... N-1)를 구하 는 단계와, (b) 상기 공작물(W)이 상기 절대 위치(0, 1, 2, ... N-1)로부터 기준점(0)을 통과했는지 체크하는 단계와, (c) 상기 공작물(W)이 상기 기준점(0)을 통과한 경우, 공작물(W)이 원점으로부터 초과로 회전한 양(E)을 측정하는 단계와, (d) 상기 공작물(W)의 초과 회전양(E)에 대응하는 이송축(Z축) 거리(D2)를 구하는 단계와, (e) 상기 공구의 목표 이송 속도(V)와, 상기 공구(T)의 이송 시점(B)과 절삭 시점(C) 사이의 거리(D1)와, 상기 공작물(W)의 초과 회전양(E)에 대응한 이송축(Z축) 거리(D2)로부터 상기 공구(T)의 이송 가속도(A')를 다음 식에 의해 구하는 단계 A' = V2/2(D1 - D2)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The method according to the invention comprises the steps of (a) obtaining the absolute positions (0, 1, 2, ... N-1) of the workpiece (W), and (b) the workpiece (W) being the absolute position (0). Checking whether the reference point (0) has passed from 1, 2, ... N-1), and (c) if the workpiece (W) has passed the reference point (0), the workpiece (W) is the origin point. Measuring the amount of excess rotation (E) from (d) obtaining a feed axis (Z-axis) distance (D 2 ) corresponding to the amount of excess rotation (E) of the workpiece (W), ( e) the target feed speed V of the tool, the distance D 1 between the feed time B of the tool T and the cutting time C, and the amount of excess rotation E of the workpiece W; ), a feed shaft (Z axis) distance (D 2), the tool (T) traverse acceleration (a 's) to obtain the equation below step a' = V 2/2 ( D 1 from the corresponding a - D 2), the It is characterized by including.
본 발명은 공작물(W)의 원점 통과 이후, 공작물(W)이 원점을 지나 초과로 회전한 양에 따라 공구(T)의 이송 가속도를 조절함으로써, 공작물(W)의 원점 통과 후 실제 위치가 상이하더라도 공구(T)가 공작물(W)과 절삭이 시작되는 지점에서 양자가 접촉하는 위치를 항상 일정하게 제어한다. 그에 따라 나사 가공시 반복적인 정삭 과정에 있어서 항상 동일한 지점에서 절삭이 시작되므로 나사 가공의 정밀도가 높아진다.The present invention adjusts the feed acceleration of the tool (T) according to the amount by which the workpiece (W) has rotated beyond the origin after the workpiece (W) passing through the origin, the actual position after the origin of the workpiece (W) is different Even if the tool T always controls the position at which both the workpiece (W) and the contact point at the beginning of the cutting. This increases the precision of threading since the cutting always starts at the same point in the repeated finishing process during threading.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 구체적으로 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구 체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, if it is determined that a specific description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 1 내지 도 2 및 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 공구 이송 속도 제어 방법을 설명한다. 도 5는 본 발명에 따라 공구의 이송 속도를 제어하는 방법을 나타낸 흐름도이다.1 to 2 and 5 will be described in the tool feed speed control method according to the present invention. 5 is a flow chart illustrating a method for controlling the feed rate of a tool in accordance with the present invention.
공작물(W)의 절대 위치가 기준점(원점)을 통과하는지, 즉 제로 크로스가 발생했는지 판단하는 과정(S 100 내지 S 200)과 제로 크로스 시점에서 공작물의 현재 위치가 0인 경우의 공구 이송 과정(S 300 내지 S 600)은 종래의 방법과 동일하다.The process of determining whether the absolute position of the workpiece W passes the reference point (origin), that is, whether zero cross has occurred (S 100 to S 200) and the tool feed process when the current position of the workpiece at zero cross point is zero ( S 300 to S 600) is the same as the conventional method.
즉, 도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 공작물(W)을 일정 속도(S)로 회전시킨 상태로 엔코더를 이용하여 공작물(W) 1회전당 소정 회수(N)만큼 등분한 후, 공작물의 절대 위치(P1 , ...PN)를 순차적으로 카운팅(0, 1, 2, ...N-1)한다(S 100).That is, as shown in Figs. 1 and 2, the workpiece W is rotated at a constant speed S, and then divided into equal parts by a predetermined number N per one revolution of the workpiece W using the encoder. The absolute positions of P 1 , ... P N are sequentially counted (0, 1, 2, ... N-1) (S 100).
그리고, 공작물의 현재 절대 위치 값(PN)에서 이전 절대 위치 값(PN -1)을 뺀 값(D= PN-PN -1)을 체크하여, D의 절대값이 기준값(a=N/2) 이상인 경우(|PN-PN -1| = |D|> a=N/2), 공작물(W)이 원점을 통과(제로 크로스)하였다고 판단한다(S 200).Then, the present absolute position value (P N ) of the workpiece is subtracted from the previous absolute position value (P N -1 ) (D = P N -P N -1 ), so that the absolute value of D is the reference value (a = N / 2) or more (| P N -P N -1 | = | D |> a = N / 2), it is determined that the workpiece W has passed through the origin (zero cross) (S 200).
공작물(W)이 원점을 통과한 다음, 공작물의 현재 절대 위치 값(PN)이 0인 경우에는(S 300, 도 2b) 종래와 같이, 보정되지 않은 원 가속도(A)로 이송 시점(B)부터 절삭 시점(C)까지의 거리(D1)에 이르기 까지 공구(T)를 가속 운동시킨다(S 400). 그 다음 공구(T)를 원 가속도(A)로 절삭 시점(C)까지 가속 이송한 후(S 500), 절삭 시점(C)부터 공구를 목표 이송 속도(V)로 이송하면서 절삭이 진행된 다(S 600).If the workpiece W has passed through the origin, and then the current absolute position value P N of the workpiece is zero (S 300, FIG. 2B), as in the prior art, the feed time B with the uncorrected circle acceleration A is ) And the tool T is accelerated to the distance D1 from the cutting point C to the cutting point C (S400). Then, the tool T is accelerated to the cutting point C at the original acceleration A to the cutting point C (S 500), and then cutting is performed while the tool is fed at the target feed rate V from the cutting point C ( S 600).
여기서 V[mm/분] 는 공구(T)의 목표 이송 속도이며, 공작물(W)에 가공되는 나사산의 피치(1회전당 나사산의 이동 거리)가 L[mm/회전수]이고, 가공물(W)의 회전 속도가 S[회전수/분]이라고 가정한다면(도 1 참조), 공구의 목표 이송 속도(V)는 다음식에 의해 구할 수 있다.Where V [mm / min] is the target feed rate of the tool T, the pitch of the thread machined on the workpiece W (moving distance of the thread per revolution) is L [mm / speed], and the workpiece W Assuming that the rotational speed of the tool is S (the number of revolutions / minute) (see Fig. 1), the target feed rate V of the tool can be obtained by the following equation.
또한, 원 가속도(A)는 이송 시점(B)부터 절삭 시점(C)까지의 거리(D1)에 걸쳐서 공구(T)를 정지 상태(속도 0)로부터 목표 이송 속도 V까지 가속하는데에 필요한 가속도를 의미하며 다음식에 의해 구할 수 있다.In addition, the circle acceleration A is an acceleration required for accelerating the tool T from the stop state (speed 0) to the target feed speed V over the distance D 1 from the feed time B to the cutting time C. It can be obtained by the following equation.
본 발명은 공작물(W)의 제로 크로스 후 공작물의 현재 위치가 원점을 지나친 경우, 상기 가속도(A)를 보정한 보정 가속도(A')를 구함으로써 공구(T)가 절삭 시점(C)에 이르렀을 때에 공구(T)와 공작물(W)이 접촉하는 위치를 언제나 동일하게 하는데에 그 특징이 있다.According to the present invention, when the current position of the workpiece after zero cross of the workpiece W has passed the origin, the tool T has reached the cutting point C by obtaining a correction acceleration A 'correcting the acceleration A. The feature is that the position where the tool T and the workpiece W are in contact at the same time is always the same.
다시 말하여, 공작물(W)이 원점을 통과한 후의 공작물 현재 절대 위치 값(PN)이 0이 아닌 경우, 즉 공작물(W)이 원점을 통과하여 초과로 회전한 경우에는 공작물(W)이 원점을 지나 초과로 회전한 양(E)을 알아낸 후, 초과 회전양(E)에 대 응한 Z축(공구 이송 방향) 거리(D2)를 계산한다(S 700, 도 2a). In other words, when the workpiece current absolute position value P N after the workpiece W passes the origin is not zero, that is, when the workpiece W is rotated more than the origin, the workpiece W is After finding the amount E rotated beyond the origin, the Z-axis (tool feed direction) distance D2 corresponding to the amount of excess rotation E is calculated (S 700, FIG. 2A).
여기서 초과 회전양 E는 공작물(W)이 원점을 지나 초과로 이동한 절대 위치의 개수이며 단위는 [펄스수]가 될 것이고, 초과 회전양(E)에 대응한 Z축 거리(D2)는 공작물(W)이 원점으로부터 초과로 회전함으로 인해 발생한 나사산의 Z축 변위를 의미한다.Here, the amount of excess rotation E is the number of absolute positions where the workpiece W has moved beyond the origin, and the unit will be [number of pulses], and the Z axis distance D2 corresponding to the amount of excess rotation E is the workpiece It means the Z-axis displacement of the thread caused by (W) rotating more than the origin.
공작물의 초과 Excess of workpiece 회전양Amount of rotation (E) 계산(E) calculation
공작물(W)이 원점으로부터 초과로 회전한 양(E)은 공작물(W)의 회전 방향에 따라 상이하게 구해야 한다. The amount E by which the work W is rotated more than the origin must be determined differently according to the rotation direction of the work W.
도 2의 실시예와 같이 공작물이 반시계 방향으로 회전한 경우는 공작물(W)이 원점을 통과한 직후의 절대 위치가 1, 2...이 될 것이므로 초과 회전양(E)은 원점 통과 직후의 절대 위치 값(PN)와 동일하게 된다(수학식 3). 예컨대, 도 4a에서는 초과 회전양(E)은 절대 위치 값(PN = 1)과 동일한 값인 1이 된다.When the workpiece is rotated counterclockwise as shown in the embodiment of Fig. 2, since the absolute position immediately after the workpiece W passes the origin will be 1, 2, the excess rotation amount E is immediately after the origin passage. It is equal to the absolute position value P N of (Equation 3). For example, in FIG. 4A, the excess rotation amount E is an absolute position value P N. = 1), equal to 1).
반면, 공작물(W)이 시계 방향으로 회전한 경우에는 공작물(W)이 원점을 통과한 직후의 절대 위치(PN)가 N-1, N-2, ...이 될 것이므로, 초과 회전량(E)은 총 절대 위치 개수(N) - 원점 통과 직후의 절대 위치 값(PN)이 된다(수학식 4). 예컨대, 도 4b의 경우에는 초과로 회전한 양(E)은 총 절대 위치 개수(N)에서 절대 위치 값(PN = N-1)을 뺀 값인 1이 된다.On the other hand, if the workpiece W is rotated in the clockwise direction, the absolute position P N immediately after the workpiece W passes the origin will be N-1, N-2, ..., so that the excess rotation amount (E) is the total number of absolute positions (N)-an absolute position value P N immediately after the origin pass (Equation 4). For example, in the case of FIG. 4B, the amount E rotated in excess is the absolute position value P N in the total number of absolute positions N. FIG. = 1 minus N-1).
초과 Excess 회전양(E)에Rotation amount (E) 대응한 Z축 거리( Corresponding Z-axis distance ( D2D2 ) 계산) Calculation
그 다음으로는 공작물(W)의 초과 회전양(E)에 대응한 Z축 거리(D2)를 환산하여 계산하여야 한다.Next, the Z axis distance D2 corresponding to the excess rotation amount E of the workpiece W should be calculated.
공작물(W)에 가공되는 나사산의 피치(1회전당 나사산의 이동 거리)가 L[mm/회전수]이고, 가공물(W)의 초과 회전양이 E[펄스수]이며, 공작물(W) 1회전당 절대 위치 개수를 N[펄스수/회전수]라고 가정한다면(도 1 참조), 공작물(W)의 초과 회전양(E)에 대응하는 공작물(W)의 Z축(공구 이송 방향) 이송 거리(D2)는 다음식과 같이 구할 수 있다.The pitch of the thread processed on the work W (the moving distance of the thread per revolution) is L [mm / speed], and the excess amount of rotation of the work W is E [the number of pulses], and the
보정된 공구 이송 가속도(Compensated tool feed acceleration ( A'A ' ) 계산) Calculation
공작물(W)의 초과 회전양(E)에 대응한 Z축 거리(D2)를 계산한 다음에는 공구(T)를 이송 시점(B)으로부터 절삭 시점(C)에 이르기까지 이송시에 필요한 보정 가속도(A')를 다음 식에 의해 구한다(S 900).After calculating the Z-axis distance D2 corresponding to the excess rotation amount E of the workpiece W, the correction acceleration necessary for the transfer of the tool T from the feed point B to the cutting point C is shown. (A ') is obtained by the following equation (S 900).
보정 가속도(A')를 상기 수학식 2에 의한 보정전 원 가속도(A = V2/2D1)와 비교하면 보정 가속도(A')는 원 가속도(A)의 값보다 더 커졌음을 알 수 있다. Comparing the correction acceleration (A ') with the correction power acceleration (A = V 2 / 2D 1 ) according to the
가속도 보정의 의미를 도 6a 및 도 6b를 참조하여 설명한다. 도 6b는 이해의 편의를 위해서 거리 D2를 다소 과장되게 도식적으로 표현한 것임을 이해하여야 한다.The meaning of the acceleration correction will be described with reference to FIGS. 6A and 6B. It is to be understood that FIG. 6B is a rather exaggerated graphical representation of distance D 2 for ease of understanding.
즉, 공작물(W)이 제로 크로스 후 원점에 위치한 경우에 공구(T)가 이송 시점(B)부터 절삭 시점(C)에 이르기까지 목표 이송 속도(V)까지 가속하는 데에 요구되는 가속도(A)에 비하여(도 6a 참조), 공작물(W)이 원점을 지나 초과로 회전한 양(E)이 존재하는 경우에는 공구(T)는 이송 시점(B)부터 절삭 시점(C)까지 더 빠른 가속도로 공구(T)를 가속하여야 함을 의미한다(도 6b 참조). 이러한 초과 회전양(E)을 Z축 거리로 환산한 거리가 D2이며, 보정된 가속도(A')는 D2 를 이용하여 보정전 원 가속도(A)를 변경한 것이다.That is, when the workpiece W is positioned at the origin after zero cross, the acceleration A required for accelerating the tool T to the target feed rate V from the feed time B to the cutting time C 6A), when there is an amount E in which the workpiece W is rotated beyond the origin, the tool T is accelerated faster from the feed point B to the cutting point C. Means that the tool T should be accelerated (see FIG. 6B). The distance obtained by converting the excess rotation amount E into the Z-axis distance is D 2 , and the corrected acceleration A ′ is changed from the correction power acceleration A using D 2 .
이러한 구성에 의해 본 발명은 공작물(W)의 원점 통과 이후, 공작물(W)이 원점을 지나 초과로 회전한 양에 따라 공구(T)의 이송 가속도를 조절함으로써, 공작물(W)의 원점 통과 후 실제 위치가 상이하더라도 공구(T)가 공작물(W)과 절삭이 시 작되는 지점에서 양자가 접촉하는 위치를 항상 일정하게 제어한다.According to this configuration, the present invention adjusts the feed acceleration of the tool T according to the amount by which the workpiece W is rotated beyond the origin after the workpiece W passes through the origin, and then after the workpiece W passes the origin. Even if the actual position is different, the tool T always controls the position at which the workpiece W contacts the workpiece W at the point where the cutting starts.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였지만, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다. Although specific embodiments of the present invention have been described above, it should be understood that the spirit and scope of the present invention is not limited to these specific embodiments, but various modifications and variations may be made without departing from the scope of the present invention. It will be understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are provided so that those skilled in the art can fully understand the scope of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, The invention is only defined by the scope of the claims.
도 1 은 나사 가공 과정을 나타낸 도식도.1 is a schematic view showing a threading process.
도 2는 공작물의 절대 위치 측정의 과정을 나타낸 개략도.2 is a schematic view showing a process of absolute position measurement of a workpiece.
도 3은 종래 기술에 따른 나사 가공시 공구 이송 과정을 나타낸 흐름도.3 is a flow chart showing a tool transfer process during threading according to the prior art.
도 4는 공작물의 초과 회전양을 설명하기 위한 개략도.4 is a schematic view for explaining the amount of excess rotation of the workpiece.
도 5는 본 발명에 따른 나사 가공시 공구 이송 과정을 나타낸 흐름도.5 is a flow chart showing a tool transfer process during threading according to the present invention.
도 6은 본 발명의 공구 이송 가속도 보정의 의미를 설명하기 위한 도면. 6 is a view for explaining the meaning of the tool feed acceleration correction of the present invention.
<도면의 주요 참조 부호에 대한 설명> DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS OF THE DRAWINGS
T: 공구 W: 공작물T: Tool W: Workpiece
S: 공작물의 회전 속도 V: 공구의 목표 이송 속도S: Rotational speed of the workpiece V: Target feedrate of the tool
A: 공구의 원 가속도 A': 공구의 보정 가속도A: circle acceleration of the tool A ': compensation acceleration of the tool
L: 나사 피치 E: 공작물의 초과 회전양L: Thread pitch E: Excess rotation of the workpiece
D1: 이송 시점에서 절삭 시점까지의 공구의 이송 거리D 1 : Traversing distance of the tool from the feed point to the cutting point
D2: 공작물의 초과 회전양으로부터 환산된 Z축 거리D 2 : Z-axis distance converted from the amount of excess rotation of the workpiece
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