KR20170072938A - 수치 제어 장치 - Google Patents

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마사카즈 사가사키
유키 히라타
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다카이치 나카야
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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

가공 대상을 회전시키는 주축과, 절삭 가공에 의해 형성하는 나사의 리드 방향과 수직 방향을 따라서 절삭 공구를 상기 가공 대상에 대해서 상대적으로 이송 이동시키는 제1 구동축과, 상기 절삭 공구를 상기 리드 방향을 따라서 상기 가공 대상에 대해서 상대적으로 이송 이동시키는 제2 구동축을 제어하는 구동부(10)와, 상기 제1 구동축의 이동에 대해서, 상기 주축의 회전 주기와 미리 정한 비를 가지는 주기의 왕복 이송 이동인 진동을 중첩시키는 진동 수단(482, 483)을 구비하고, 상기 절삭 공구와 상기 가공 대상을 상대적으로 이동시켜 상기 가공 대상에 복수 회의 절입 가공을 행함으로써 상기 가공 대상에 나사를 형성하는 나사 깎기 가공을 행하는 수치 제어 장치(1)로서, 복수 회의 상기 깎기 가공에 있어서, 상기 주축의 위상에 대해서 상기 진동의 위상을 매회 미리 정한 진동 위상 시프트량 시프트하여 상기 구동부를 제어하는 나사 깎기 진동 조정부(484)를 구비한다.

Description

수치 제어 장치{NUMERICAL CONTROL DEVICE}
본 발명은 워크(workpiece)와 워크를 가공하는 공구를 상대적으로 이동 제어하는 수치 제어 장치에 관한 것이다.
선삭(旋削) 가공에 있어서, 절삭 공구를 워크에 대해서 이송(feed) 동작시키는 절삭(切削) 공구 이송 기구와, 상기 절삭 공구를 저주파 진동시켜 절삭 공구 이송 구동 모터를 제어하는 제어 기구를 가지는 수치 제어 장치가 제안되어 있다(특허 문헌 1 내지 특허문헌 3 참조). 이 수치 제어 장치에서는 제어 기구는, 각종 설정을 행하는 조작 수단과, 조작 수단에 의해서 설정된 워크의 회전 속도 또는 절삭 공구 1회전당 절삭 공구의 이송량에 따라서, 절삭 공구를 동기시켜 이송 동작시키는 25Hz 이상의 저주파로 동작 가능한 데이터로서, 이송축의 관성(inertia) 또는 모터 특성과 같은 기계 특성에 따른 적어도 절삭 공구 이송 기구의 전진량, 후퇴량, 전진 속도, 후퇴 속도가 미리 표로 되어 격납되어 있는 진동 절삭 정보 격납 수단과, 진동 절삭 정보 격납 수단에 격납되어 있는 당해 데이터에 기초하여 절삭 공구 이송 구동 모터를 제어해서 되는 모터 제어 수단을 가지고 있다. 이것에 의해서, 보간 경로를 따라서 전진, 후퇴 동작을 반복함으로써, 저주파 진동을 생성하고 있다. 또, 윤곽 제어에 대해서 지정된 각도 방향으로 진동을 중첩시키는 기술도 개시되어 있다(특허 문헌 4 참조).
특허 문헌 1: 일본 특허 제5033929호 공보 특허 문헌 2: 일본 특허 제5139591호 공보 특허 문헌 3: 일본 특허 제5139592호 공보 특허 문헌 4: 일본 특허 제4293132호 공보
그렇지만, 상기 종래의 기술에 있어서는, 윤곽 제어와 주축(主軸) 회전 위상을 동기하여 제어하는 저주파 진동 나사 깎기 가공의 나사 리드 방향과 수직 방향의 진동을 중첩시켜 행하는 제어에 있어서, 절입(
Figure pct00001
, cutting) 횟수에 따라 진동의 위상 혹은 진폭을 조정하여 행하는 가공 방법에 대해서는 개시되어 있지 않다.
본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 저주파 진동 나사 깎기 가공에 있어서, 절입마다 진동의 위상을 적절히 조정함으로써, 진동에 의한 칩(chip)의 분단이 가능하게 되는 수치 제어 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하여 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 가공 대상을 회전시키는 주축과, 절삭 가공에 의해 형성하는 나사의 리드 방향과 수직 방향을 따라서 절삭 공구를 상기 가공 대상에 대해서 상대적으로 이송 이동시키는 제1 구동축과, 상기 절삭 공구를 상기 리드 방향을 따라서 상기 가공 대상에 대해서 상대적으로 이송 이동시키는 제2 구동축을 제어하는 구동부와, 상기 제1 구동축의 이동에 대해서, 상기 주축의 회전 주기와 미리 정한 비(比)를 가지는 주기의 왕복 이송 이동인 진동을 중첩시키는 진동 수단을 구비하고, 상기 절삭 공구와 상기 가공 대상을 상대적으로 이동시켜 상기 가공 대상에 복수 회의 절입 가공을 행함으로써 상기 가공 대상에 나사를 형성하는 나사 깎기 가공을 행하는 수치 제어 장치로서, 복수 회의 상기 절입 가공에 있어서, 상기 주축의 위상에 대해서 상기 진동의 위상을 매회 미리 정한 진동 위상 시프트량 시프트시켜 상기 구동부를 제어하는 나사 깎기 진동 조정부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 수치 제어 장치는, 저주파 진동 나사 깎기 가공에 있어서, 절입마다 진동의 위상을 적절히 조정함으로써, 진동에 의한 칩의 분단이 가능하게 된다고 하는 효과를 달성한다.
도 1은 본 발명의 실시 형태 1 내지 4에 따른 수치 제어 장치의 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 2는 실시 형태 1에 있어서 공구만을 Z축 방향 및 X축 방향으로 이동시키는 경우의 상황을 나타내는 도면이다.
도 3은 실시 형태 1에 있어서 가공 대상을 Z축 방향으로 이동시키고, 공구를 X축 방향으로 이동시키는 경우의 상황을 나타내는 도면이다.
도 4는 실시 형태 1에 있어서 나사 깎기 가공을 실행하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 5는 실시 형태 1에 있어서 테이퍼 나사에 나사 깎기 가공을 실행하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 6은 실시 형태 1에 있어서 복수 회 절입을 행하는 나사 깎기 가공의 모습을 나타내는 도면이다.
도 7은 실시 형태 1에 있어서의 「직각 절입(right angle cutting)」의 절입 패턴을 나타내는 도면이다.
도 8은 실시 형태 1에 있어서의 「편인(片刃) 절입(single edge cutting)」의 절입 패턴을 나타내는 도면이다.
도 9는 실시 형태 1에 있어서의 「수정 편인 절입(modified single edge cutting)」의 절입 패턴을 나타내는 도면이다.
도 10은 실시 형태 1에 있어서의 「엇갈림식 절입(staggered cutting)」의 절입 패턴을 나타내는 도면이다.
도 11은 실시 형태 1에 있어서 나사 깎기 시점의 칼끝의 Z축 좌표가 매회 같은 경우에 있어서의 매회의 칼끝점의 궤적을 나타내는 도면이다.
도 12는 실시 형태 1에 있어서 나사 깎기 시점의 칼끝의 Z축 좌표가 매회 상이한 경우에 있어서의 매회의 칼끝점의 궤적을 나타내는 도면이다.
도 13은 실시 형태 1에 있어서의 (방법 1)의 가공 프로그램의 일례를 나타내는 도면이다.
도 14는 실시 형태 1에 있어서 가공 대상의 표면을 원통 전개(展開)면으로 나타낸 경우의 원통면상의 (방법 1)에 의한 공구 궤적을 나타내는 도면이다.
도 15는 는 실시 형태 1에 있어서의 (방법 2)의 가공 프로그램의 일례를 나타내는 도면이다.
도 16은 실시 형태 1에 있어서 가공 대상의 표면을 원통 전개면으로 나타낸 경우의 원통면상의 (방법 2)에 의한 공구 궤적을 나타내는 도면이다.
도 17은 실시 형태 1에 있어서 나사 깎기 가공에 진동을 중첩시키는 모습을 설명하는 도면이다.
도 18은 실시 형태 1에 있어서 주축 1회전당 진동 횟수가 2회의 진동 조건에 있어서의 저주파 진동 나사 깎기 가공의 동작예를 나타내는 도면이다.
도 19는 실시 형태 1에 있어서 도 18과 같이 하여 매회의 위상을 180° 시프트함으로써 1회째와 2회째의 절입의 깊이를 농담(濃淡)으로 나타낸 도면이다.
도 20은 실시 형태 1에 있어서 (방법 1)로 저주파 진동을 중첩시켰을 경우의 공구 궤적을 상부에 나타내고, 리드축 위치인 Z축 위치와 X축 위치의 관계를 중앙부에 나타내고, 그리고 주축 위상과 X축 위치의 관계를 하부에 나타낸 도면이다.
도 21은 실시 형태 1에 있어서 (방법 2)로 저주파 진동을 중첩시켰을 경우의 공구 궤적을 상부에 나타내고, 리드축 위치인 Z축 위치와 X축 위치의 관계를 중앙부에 나타내고, 그리고 주축 위상과 X축 위치의 관계를 하부에 나타낸 도면이다.
도 22는 실시 형태 1에 있어서 (방법 2)로 진동 개시시의 진동 위상을 「나사 깎기 개시 시프트 각도」의 시프트량 상당분 시프트한 다음 저주파 진동을 중첩시켰을 경우의 공구 궤적을 상부에 나타내고, 리드축 위치인 Z축 위치와 X축 위치의 관계를 중앙부에 나타내고, 그리고 주축 위상과 X축 위치의 관계를 하부에 나타낸 도면이다.
도 23은 실시 형태 2에 따른 수치 제어 장치에 의한 저주파 진동 나사 깎기 가공의 동작을 나타내는 순서도이다.
도 24는 실시 형태 2에 있어서의 동작예 1-1의 진동 조건을 나타내는 도면이다.
도 25는 실시 형태 2의 동작예 1-1 및 동작예 1-2에 있어서의 주축 위상과 X축 위치의 관계를 나타낸 도면이다.
도 26은 실시 형태 2의 동작예 1-1에 있어서의 Z축 위치와 X축 위치의 관계를 나타낸 도면이다.
도 27은 실시 형태 2에 있어서의 동작예 1-2의 진동 조건을 나타내는 도면이다.
도 28은 실시 형태 2의 동작예 1-2에 있어서의 Z축 위치와 X축 위치의 관계를 나타낸 도면이다.
도 29는 실시 형태 2에 있어서의 동작예 1-3의 진동 조건을 나타내는 도면이다.
도 30은 실시 형태 2의 동작예 1-3 및 동작예 1-4에 있어서의 주축 위상과 X축 위치의 관계를 나타낸 도면이다.
도 31은 실시 형태 2의 동작예 1-3에 있어서의 Z축 위치와 X축 위치의 관계를 나타낸 도면이다.
도 32는 실시 형태 2에 있어서의 동작예 1-3의 가공 프로그램의 일례를 나타내는 도면이다.
도 33은 실시 형태 2에 있어서의 도 32의 가공 프로그램에 의한 프로그램 지령 경로를 나타내는 도면이다.
도 34는 실시 형태 2에 있어서의 도 32의 가공 프로그램에 의한 가공 이미지를 나타내는 도면이다.
도 35는 실시 형태 2에 있어서의 도 32의 가공 프로그램을 실행했을 때의 주축 위상과 X축 위치의 관계를 나타낸 도면이다.
도 36은 실시 형태 2에 있어서의 도 32의 가공 프로그램을 실행했을 때의 매회의 「나사 깎기 개시 시프트 각도」에 대응하는 진동 위상의 시프트량을 나타내는 도면이다.
도 37은 실시 형태 2에 있어서의 동작예 1-4의 진동 조건을 나타내는 도면이다.
도 38은 실시 형태 2의 동작예 1-4에 있어서의 Z축 위치와 X축 위치의 관계를 나타낸 도면이다.
도 39는 실시 형태 2의 동작예 1-3의 변형예에 있어서의 Z축 위치와 X축 위치의 관계를 나타낸 도면이다.
도 40은 실시 형태 3에 따른 수치 제어 장치에 의한 저주파 진동 나사 깎기 가공의 동작을 나타내는 순서도이다.
도 41은 실시 형태 3에 있어서의 동작예 2-1의 진동 조건을 나타내는 도면이다.
도 42는 실시 형태 3의 동작예 2-1 및 동작예 2-2에 있어서의 주축 위상과 X축 위치의 관계를 나타낸 도면이다.
도 43은 실시 형태 3의 동작예 2-1에 있어서의 Z축 위치와 X축 위치의 관계를 나타낸 도면이다.
도 44는 실시 형태 3에 있어서의 동작예 2-2의 진동 조건을 나타내는 도면이다.
도 45는 실시 형태 3의 동작예 2-2에 있어서의 Z축 위치와 X축 위치의 관계를 나타낸 도면이다.
도 46은 실시 형태 3에 있어서의 동작예 2-3의 진동 조건을 나타내는 도면이다.
도 47은 실시 형태 3의 동작예 2-3 및 동작예 2-4에 있어서의 주축 위상과 X축 위치의 관계를 나타낸 도면이다.
도 48은 실시 형태 3의 동작예 2-3에 있어서의 Z축 위치와 X축 위치의 관계를 나타낸 도면이다.
도 49는 실시 형태 3의 동작예 2-3의 변형예에 있어서의 주축 위상과 X축 위치의 관계를 나타낸 도면이다.
도 50은 실시 형태 3의 동작예 2-3의 변형예에 있어서의 Z축 위치와 X축 위치의 관계를 나타낸 도면이다.
도 51은 실시 형태 3에 있어서의 동작예 2-4의 진동 조건을 나타내는 도면이다.
도 52는 실시 형태 3에 있어서의 동작예 2-4의 Z축 위치와 X축 위치의 관계를 나타낸 도면이다.
도 53은 실시 형태 4에 따른 가공 프로그램의 일례를 나타내는 도면이다.
도 54는 실시 형태 4에 있어서의 도 53의 가공 프로그램에 의한 프로그램 지령 경로를 나타내는 도면이다.
도 55는 실시 형태 4에 있어서의 도 53의 가공 프로그램에 의한 가공 이미지를 나타내는 도면이다.
도 56은 실시 형태 4에 있어서 예비 이동을 행하고 도 53의 가공 프로그램을 실현했을 경우의 주축 위상과 X축 위치의 관계를 나타내는 도면이다.
도 57은 실시 형태 4에 있어서 진동의 위상 시프트량의 진동에 필요한 시간만큼 진동의 개시를 늦추어 도 53의 가공 프로그램을 실현했을 경우의 주축 위상과 X축 위치의 관계를 나타내는 도면이다.
이하에, 본 발명의 실시 형태에 따른 수치 제어 장치를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시 형태에 의해 이 발명이 한정되는 것은 아니다.
실시 형태 1.
도 1은 실시 형태 1에 따른 수치 제어 장치(1)의 구성의 일례를 나타내는 블록도이다. 수치 제어 장치(1)는 가공 대상 및 공구 중 적어도 일방을 구동하는 구동부(10)와, 입력 수단에 의해서 구성되는 입력 조작부(20)와, 표시 수단에 의해서 구성되는 표시부(30)와, 가공 프로그램을 해석하여 보간(補間) 처리를 실행하는 제어 연산부(40)를 가진다.
구동부(10)는 가공 대상 및 공구의 어느 일방 또는 양방을 적어도 2축 방향으로 구동하는 기구이다. 구동부(10)는 적어도 제1 구동축인 X축 및 제2 구동축인 Y축을 구동 제어한다. 구동부(10)는 수치 제어 장치(1)상에서 규정된 각 축방향으로 가공 대상 또는 공구를 이동시키는 서보 모터(11)와, 서보 모터(11)의 위치 및 속도를 검출하는 검출기(12)와, 검출기(12)에 의해서 검출되는 위치 및 속도에 기초하여, 가공 대상 또는 공구의 위치 및 속도의 각 축방향의 제어를 행하는 X축 서보 제어부(13X) 및 Z축 서보 제어부(13Z)를 가진다. 실시 형태 1에 따른 수치 제어 장치(1)는 공구 또는 가공 대상에 마련된 이러한 구동축에 의해서, 공구와 가공 대상을 상대적으로 진동을 수반하면서 이동 경로를 따라서 이동시켜 가공 대상의 가공을 행한다.
또, 구동부(10)는 가공 대상을 유지하는 주축을 회전시키는 주축 모터(14)와, 주축 모터(14)의 위치 및 회전 속도를 검출하는 검출기(15)와, 검출기(15)에 의해서 검출되는 위치 및 회전 속도에 기초하여, 주축의 회전을 제어하는 주축 제어부(16)를 가진다.
입력 조작부(20)는 키보드, 버튼 또는 마우스와 같은 입력 수단에 의해서 구성되고, 유저에 의한 수치 제어 장치(1)에 대한 커멘드의 입력 또는 가공 프로그램 혹은 파라미터 등의 입력이 행해진다. 표시부(30)는 액정 표시 장치와 같은 표시 수단에 의해서 구성되고, 제어 연산부(40)에 의해서 처리된 정보가 표시된다.
제어 연산부(40)는 입력 제어부(41)와, 데이터 설정부(42)와, 기억부(43)와, 화면 처리부(44)와, 해석 처리부(45)와, 기계 제어 신호 처리부(46)와, PLC(Programmable Logic Controller) 회로부(47)와, 보간 처리부(48)와, 가감속 처리부(49)와, 축데이터 출력부(50)를 가진다.
입력 제어부(41)는 입력 조작부(20)로부터 입력되는 정보를 접수한다. 데이터 설정부(42)는 입력 제어부(41)로 접수된 정보를 기억부(43)에 기억시킨다. 일례로서, 입력 제어부(41)는 입력된 내용이 가공 프로그램(432)의 편집인 경우에는, 기억부(43)에 기억되어 있는 가공 프로그램(432)에 편집된 내용을 반영시키고, 파라미터가 되는 정보가 입력되었을 경우에는 기억부(43)의 파라미터(431)의 기억 영역에 기억시킨다.
기억부(43)는 제어 연산부(40)의 처리에서 사용되는 파라미터(431), 실행되는 가공 프로그램(432) 및 표시부(30)에 표시시키는 화면 표시 데이터(433)와 같은 정보를 기억한다. 또, 기억부(43)에는 파라미터(431) 및 가공 프로그램(432) 이외의 일시적으로 사용되는 데이터를 기억하는 공유 에어리어(434)가 마련되어 있다. 화면 처리부(44)는 기억부(43)의 화면 표시 데이터(433)를 표시부(30)에 표시시키는 제어를 행한다.
해석 처리부(45)는 1 이상의 블록을 포함하는 가공 프로그램(432)을 읽어들이고, 읽어들인 가공 프로그램(432)을 1블록마다 해석하고, 이동 경로와 이송 속도를 읽어내어, 1블록에서 이동하는 이동 지령을 생성하는 이동 지령 생성부(451)와, 가공 프로그램(432)에 진동 지령이 포함되어 있는지를 해석하여, 진동 지령이 포함되어 있는 경우에, 진동 지령에 포함되는 진동 조건을 보간 처리부(48)에 제공하는 진동 지령 해석부(452)를 가진다. 진동 지령 해석부(452)가 생성하는 진동 조건에는, 예를 들면, 저주파 진동의 진폭이 포함된다.
기계 제어 신호 처리부(46)는 해석 처리부(45)에 의해서, 수치 제어축인 구동축을 동작시키는 지령 이외의 기계를 동작시키는 지령인 보조 지령을 읽어들였을 경우에, 보조 지령이 지령된 것을 PLC 회로부(47)에 통지한다. PLC 회로부(47)는 기계 제어 신호 처리부(46)로부터 보조 지령이 지령된 것에 대한 통지를 받으면, 지령된 보조 지령에 대응하는 처리를 실행한다.
보간 처리부(48)는 해석 처리부(45)가 해석한 이동 지령을 이용하여, 수치 제어 장치(1)의 제어의 주기인 처리 주기의 동안에, 지정된 이송 속도로 이동하는 이동량인 지령 이동량을 산출하는 지령 이동량 산출부(481)와, 공구 또는 가공 대상을 진동시키기 위한 처리 주기의 동안의 이동량인 진동 이동량을 산출하는 진동 이동량 산출부(482)와, 처리 주기당 지령 이동량과 진동 이동량을 중첩시킨 중첩 이동량을 산출하는 이동량 중첩부(483)와, 진동 나사 깎기 가공 개시시의 진동의 위상을 조정하는 나사 깎기 진동 조정부(484)를 가진다. 또한, 처리 주기는 보간 주기라고도 불린다.
가감속 처리부(49)는 보간 처리부(48)로부터 출력된 각 구동축의 중첩 이동량을, 미리 지정된 가감속 패턴에 따라서, 가감속을 고려한 처리 주기당 이동 지령으로 변환한다. 축데이터 출력부(50)는 가감속 처리부(49)로 처리된 처리 주기당 이동 지령을, 각 구동축을 제어하는 X축 서보 제어부(13X), Z축 서보 제어부(13Z) 및 주축 제어부(16)에 출력한다.
절삭 공구 또는 가공 대상을 진동시키면서 가공을 행하기 위해서는, 상기한 것처럼, 가공을 행할 때, 가공 대상과 절삭 공구를 상대적으로 이동시키면 된다. 도 2 및 도 3은 선삭 가공을 행하는 실시 형태 1에 의한 수치 제어 장치(1)의 축의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 2 및 도 3에서는, 지면 내에 직교하는 Z축과 X축을 마련하고 있다. 도 2는 가공 대상(61)을 고정하고, 선삭 가공을 행하는 절삭 공구인 공구(62)만을 Z축 방향과 X축 방향으로 이동시키는 경우의 상황을 나타내는 도면이다. 또, 도 3은 가공 대상(61)을 Z축 방향으로 이동시키고, 공구(62)를 X축 방향으로 이동시키는 경우의 상황을 나타내는 도면이다. 도 2 및 도 3의 어느 경우에서도, 이동시키는 대상인 가공 대상(61) 및 공구(62)의 양방 또는 어느 것에 서보 모터(11)를 마련하고, 가공 대상(61)에 주축 모터(14)를 마련함으로써, 이하에 설명하는 저주파 진동 나사 깎기 가공 처리를 행하는 것이 가능해진다.
먼저, 저주파 진동을 수반하지 않는 나사 깎기 가공의 설명을 행한다. 도 4는 나사 깎기 가공을 실행하는 모습을 나타내는 도면이다. 또한, 이후의 설명에 있어서는, 형성하는 나사의 리드 방향을 따라서 이동하는 이송축인 리드축은 Z축, 리드축과 수직 방향을 따라서 이동하는 이송축은 X축으로 하여 설명한다. 또한, 리드 방향은 주축의 회전축의 방향으로 되어 있다.
도 4에 나타내는 것처럼, 가공 대상(61)은 주축의 회전에 의해 회전하고, 공구(62)는 리드 방향인 Z축 방향으로 이동한다. 통상의 나사 깎기 가공은, 나사 홈을 형성하기 위한 절입을 복수 회 반복하므로, Z축 방향의 이송축의 위치와, 주축의 회전 위상을 동기시켜 나사를 가공한다. 주축의 회전 속도와 Z축 방향의 이동 속도가 각각 일정 속도이면, 등간격의 나사 피치의 나사 홈이 형성된다.
도 5는 테이퍼(taper)를 가지는 테이퍼 나사에 나사 깎기 가공을 실행하는 모습을 나타내는 도면이다. 테이퍼 나사의 리드축인 Z축의 방향과 리드축에 수직인 축인 X축의 방향으로 수치 제어 장치(1)가 이동의 보간을 행하는 경우도, 리드축 방향의 이송축의 위치와, 주축의 회전 위상을 동기시켜 나사를 가공한다.
도 4와 같이 나사 깎기 가공을 행하는 경우에는, 1회째의 절입보다 2회째의 절입에서 나사의 홈을 보다 깊게 가공한다고 하는 수법으로, 통상 복수 회 절입을 행하여 가공한다. 복수 회 절입을 행하는 나사 깎기 가공의 모습을 도 6에 나타낸다. 도 6에 나타내는 것처럼, 1회째의 절입량과 2회째의 절입량을 더한 값이 2회째의 절입 후의 홈의 깊이가 된다. 이 경우, 복수 회의 절입 가공에 있어서, 이송축의 이송량과 주축 회전량의 관계를 동일하게 함으로써, 복수 회의 절입 가공에서 절입량을 제외하고 동일 형상의 나사 홈을 형성한다. 그리고 나사 깎기 동작 개시시 즉 리드축의 이동 개시시의 주축의 위상, 즉 각도는 가공 프로그램(432)으로 지정하는 것이 가능하다. 구체적으로는, 위상의 기준점을 검출기(15)의 장착 각도 혹은 파라미터(431)로 설정하고, 위상의 기준점으로부터의 각도인 「나사 깎기 개시 시프트 각도」를 가공 프로그램(432)으로 지정할 수 있다. 예를 들면, 나사 깎기 시프트 각도와 절입 개시시의 Z축 위치를 각 절입회를 동일하게 함으로써, 각 회의 절입에서 동일 지점에 절입을 행할 수 있다.
복수 회 절입을 행하는 경우의, 나사 깎기 가공에 있어서의 대표적인 절입 패턴을 도 7 내지 도 10에 나타낸다. 도 7 내지 도 10은 나사 홈의 임의의 1지점의 단면에 있어서 복수 회의 절입에 의해 절삭하는 부분을 나타낸 것이다. 도 7은 공구(62)의 칼끝의 Z축 좌표가 매회 같게 되는 「직각 절입」의 절입 패턴을 나타낸다. 도 8 내지 도 10은 칼끝의 Z축 좌표가 매회 상이한 절입 패턴을 나타낸다. 도 8은 「편인(片刃) 절입」의 절입 패턴을 나타낸다. 도 9는 「수정 편인 절입」의 절입 패턴을 나타낸다. 도 10은 「엇갈림식 절입」의 절입 패턴을 나타낸다. 도 8 내지 도 10의 매회 Z축 좌표가 상이한 절입 패턴에 의하면 칩의 비산(飛散) 방향을 변화시키는 등의 효과가 얻어진다.
다음에, 절입 개시 후의 공구(62)의 칼끝의 Z축 방향의 움직임을 포함한 동작을, 나사 깎기 시점의 칼끝의 Z축 좌표가 매회 같은 「직각 절입」과 나사 깎기 시점의 칼끝의 Z축 좌표가 매회 상이한 「편인 절입」인 경우로 설명한다.
도 11은 나사 깎기 시점의 칼끝의 Z축 좌표가 매회 같은 「직각 절입」의 경우에 있어서의 매회의 칼끝점의 궤적을 나타낸다. 이송축인 Z축의 위치와 주축의 위상의 관계는 매회 같다. 즉, 나사 깎기 시점에서 주축의 위상이 미리 정한 나사 깎기 개시 기준점에 도달하는 것을 대기한다. 나사 깎기 개시 기준점은 미리 정한 주축의 위상으로서, 주축의 기준이 되는 위상이다. 그리고 나사 깎기 시점의 Z축 위치는 매회 같다.
주축의 동일 위상에 있어서 나사 깎기 시점의 칼끝의 Z축 좌표를 「편인 절입」과 마찬가지로 매회 다르도록 가공하는 경우는, 그대로 주축의 위상이 매회 동일한 나사 깎기 개시 기준점이 되도록 고정하고 나사 깎기 시점의 Z축 위치를 시프트시키는 방법(방법 1)과, 나사 깎기 시점의 Z축 위치는 매회 동일하게 하고 나사 깎기 개시시의 주축의 위상을 시프트시키는 방법(방법 2)이 있다. 가공 대상에 대한 가공 자체는 양자에서 같게 된다. (방법 1) 및 (방법 2)의 상세를 이하에 설명한다.
(방법 1)
도 12는 「편인 절입」에서 (방법 1)의 경우에 있어서의 매회의 칼끝점의 궤적을 나타낸다. (방법 1)에서는, 이송축 위치의 시점으로부터의 거리와 주축 위상의 관계는 매회 같다. 즉, 나사 깎기 시점에서 주축의 위상이 나사 깎기 개시 기준점에 도달하는 것을 대기한다. 그리고 나사 깎기 시점의 Z축 위치는 매회 상이하다. 이송축 이동량과 주축 회전량의 비율은 매회 같다.
도 13은 (방법 1)의 가공 프로그램(432)의 일례를 나타내는 도면이다. 도 14는 가공 대상(61)의 표면을 원통 전개면으로 나타낸 경우의 원통면상의 (방법 1)에 의한 공구 궤적을 나타내는 도면이다. 도 13의 가공 프로그램(432)의 2행째의 「Z10.0」, 5행째의 「Z9.9」 및 9행째의 「Z9.8」에 나타내지는 것처럼 나사 깎기 시점의 Z축 위치는 매회 상이하다. 나사 깎기 시점의 Z축 위치가 매회 상이한 것은, 도 14의 나사 깎기 개시점의 Z축 위치에도 나타내져 있다. 도 13의 가공 프로그램(432)의 3행째, 7행째 및 11행째의 「Q0.0」, 및 도 14에 나타내지는 것처럼, 1회부터 3회의 나사 깎기 가공의 시점의 주축 위상은 모두 같은 값이다.
(방법 2)
이 수법에 있어서의 나사 깎기 시점의 Z축 위치는 매회 같다. 따라서 칼끝점의 궤적은 도 11과 같게 된다. 그러나 이송축 위치와 주축의 위상의 관계는 매회 상이하다. 구체적으로는, (방법 1)의 도 12에서 시프트시킨 Z축 이동량에 상당하는 주축의 회전량만큼, 나사 깎기 개시시의 주축의 위상을 「나사 깎기 개시 시프트 각도」시프트시킨다. 즉, 「나사 깎기 개시 시프트 각도」는 매회 상이하다. 이송축 이동량과 주축 회전량의 비율은 매회 같다.
도 15는 (방법 2)의 가공 프로그램(432)의 일례를 나타내는 도면이다. 도 16은 가공 대상(61)의 표면을 원통 전개면으로 나타낸 경우의 원통면상의 (방법 2)에 의한 공구 궤적을 나타내는 도면이다. 도 15의 가공 프로그램(432)의 2행째의 「Z10.0」, 5행째의 「Z10.0」 및 9행째의 「Z10.0」에 나타내지는 것처럼 나사 깎기 시점의 Z축 위치는 매회 같게 된다. 나사 깎기 시점의 Z축 위치가 매회 같은 것은, 도 16의 Z축이 나사 깎기 개시 위치에도 나타내져 있다. 그리고 도 15의 가공 프로그램(432)의 3행째의 「Q0.0」, 7행째의 「Q324.0」 및 11행째의 「Q288.0」에 나타내지는 것처럼 1회부터 3회의 나사 깎기 가공의 시점의 주축 위상은, 도 14에서 시프트시킨 Z축 이동량에 상당하는 주축의 회전량, 즉 「나사 깎기 개시 시프트 각도」만큼 시트프하도록 지정된다. 이것에 따라서, 도 16에 나타내지는 것처럼, 1회부터 3회의 나사 깎기 가공의 시점의 주축 위상은, 1회째가 360°(=0°)인데 대하여, 2회째는 324°(=-36°)가 되고, 3회째는 288°(=-72°)이 되어, 도 14에서 시프트시킨 Z축 이동량에 대응하여 등간격으로 시프트되어 있다.
이상 설명한 (방법 1)과 (방법 2)는, 「수정 편인 절입」 및 「엇갈림식 절입」에도 적용 가능하다. 이상으로, 진동을 수반하지 않는 나사 깎기 가공의 설명을 종료한다.
이하에서는, 나사 깎기 가공에 저주파 진동을 중첩시키는 경우에 대해 설명한다. 도 17은 나사 깎기 가공에 X축 방향의 진동을 중첩시키는 모습을 설명하는 도면이다. 도 17에 나타내는 것처럼, 나사 깎기 가공 동작에 있어서, 공구(62)의 리드 방향인 Z축 방향의 동작에 리드 방향과는 수직 방향인 X축 방향의 왕복 이송 이동인 진동을 중첩시킨다. X축 방향의 진동의 중첩은, 진동 이동량 산출부(482) 및 이동량 중첩부(483)와 같은 진동 수단에 의해 실행된다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 등간격의 나사 피치의 나사 홈을 형성하는 경우는, 주축의 회전 속도와 Z축 방향의 이동 속도는 각각 일정 속도로 되어 있다. 즉, 주축의 회전 속도와 Z축 방향의 이동 속도는 미리 정한 속도비를 유지하고 있는 것으로 한다.
도 18은 주축 1회전당 진동 횟수가 2회의 진동 조건에 있어서의 저주파 진동 나사 깎기 가공의 동작예를 나타내는 도면이다. 도 18의 가로축은 주축 회전량이고, 세로축은 X축 위치이다. 도 18에 나타내는 것처럼 프로그램 지령 경로에 대해서 X축 방향의 진동을 중첩시킨다. 즉, 가공 대상(61)으로부터 도피하는 방향으로 진동을 중첩시킨다. 구체적으로는, 진동의 중첩에 의해 프로그램 지령 경로보다 가공 대상(61)을 깊게 절입하지 않도록 제어한다. 도 18에서는, 1회째의 나사 깎기 가공에서부터 3회째의 나사 깎기 가공까지가 저주파 진동 나사 깎기 가공이고, 4회째의 나사 깎기 가공이 진동을 수반하지 않는 마무리 가공이다.
추가로, 각 회의 실제 지령 경로에 있어서는 절입량보다도 진동의 진폭을 크게 한다. 도 18에서는, 1회째의 나사 깎기 가공의 진동의 피크가 워크 지름을 넘어 있고, 1회째의 나사 깎기 가공의 절입량보다도 1회째의 나사 깎기 가공의 진폭이 크게 되어 있는 것이 나타내져 있다. 이에 더하여, 주축의 회전량이 나타내는 위상에 대해서 각 회의 진동의 위상과 그 직전 회의 진동의 위상을 진동 위상 시프트량만큼 시프트시킴으로써 칩을 분단시킬 수 있다. 도 18에서는, 진동 위상 시프트량=180°로 되어 있어, 매회 180° 진동 위상이 시프트되고 있는 상황이 나타내져 있다. 단, 진동 위상 시프트량은 180°로 한정되는 것은 아니다. 진동 위상 시프트량은 파라미터(431)로 지시되어도 되고, 나사 깎기 진동 조정부(484)가 진동 위상 시프트량을 유지해도 된다. 또, 후술하는 것처럼 가공 프로그램(432)이 진동 위상 시프트량을 지정해도 된다.
도 19는 도 18과 같이 하여 매회의 진동의 위상을 180° 시프트함으로써 1회째와 2회째의 절입의 깊이를 농담(濃淡)으로 나타낸 도면이다. 진한 부분이 깊게 절입한 부분을 나타내고, 옅은 부분이 얕게 절입한 부분을 나타낸다. 도 19에 나타내는 것처럼, 1회째에 깊게 절입한 부분을 2회째에는 얕게 절입함으로써, 절입한 영역의 점선의 부분에서 칩을 분단하는 것이 가능해져, 진동 절삭의 이점을 얻을 수 있다. 따라서 저주파 진동 나사 깎기 가공에 있어서, 절입마다 주축의 위상과 진동의 위상을 매회의 진동의 위상을 180° 시프트시킨다고 하는 지정대로의 관계가 되도록 제어함으로써 칩을 분단한다고 하는 진동 절삭의 이점을 얻을 수 있다. 또한, 도 18에 나타낸 4회째의 마무리 가공에 있어서는, 프로그램 지령 경로를 그대로 실제 지령 경로로 하는 진동을 중첩시키지 않는 나사 깎기 동작을 행함으로써, 마무리면을 정밀도 좋게 가공한다.
먼저, (방법 1)의 나사 깎기 가공에 있어서 매회의 진동 개시시의 진동의 위상을 180° 시프트하여 저주파 진동을 중첩시켰을 경우의 구체적인 예에 대해 설명한다. (방법 1)에서 저주파 진동을 중첩시켰을 경우의 가공 프로그램(432)은 도 13과 같지만, 저주파 진동의 조건은, 도 13의 가공 프로그램(432)과는 별개로 지시된다. 이 예에서는, 주축 1회전에서 진동이 정확히 1회, 즉 주축 1회전에 걸리는 시간이 진동의 1주기인 관계에 있다고 한다. 도 20은 (방법 1)에서 저주파 진동을 중첩시켰을 경우에 있어서, 위에서부터 차례로, 가공 대상(61)의 표면을 원통 전개면으로 나타냈을 때의 원통면상의 공구 궤적을 상부에 나타내고, 리드축 위치인 Z축 위치와 X축 위치의 관계를 중앙부에 나타내고, 그리고 주축 위상과 X축 위치의 관계를 하부에 나타낸 도면이다. 원통면상의 공구 궤적은 가로축을 Z축 위치로 하고, 세로축을 주축의 위상으로 하여 나타내고 있다.
도 13의 가공 프로그램(432)의 2행째의 「Z10.0」, 5행째의 「Z9.9」 및 9행째의 「Z9.8」에 나타내지는 것처럼 나사 깎기 시점의 Z축 위치는 매회 상이하다. 나사 깎기 개시점의 Z축 위치가 0.1mm씩 시프트되어 매회 상이한 것은, 도 20의 공구 궤적의 나사 깎기 개시점의 Z축 위치에도 나타내져 있다. 도 13의 가공 프로그램(432)의 3행째, 7행째 및 11행째의 「Q0.0」, 및 도 20에 나타내지는 것처럼, 1회부터 3회의 나사 깎기 가공의 개시점의 주축 위상은 모두 같은 값이다. 이 경우, 매회의 나사 깎기 가공의 개시점에서 진동의 위상을 180°씩 시프트시킨다.
도 20의 중앙부에 나타낸, Z축 위치와 X축 위치의 관계가 나타내는 것처럼, Z축 위상과 X축 위치가 나타내는 진동 위상의 관계는 매회 180° 시프트된 관계는 아니다. 그러나 1회부터 3회의 나사 깎기 가공에 있어서 동일한 주축 위상일 때 매회의 진동 위상이 180° 시프트되고 있는 것은, 도 20의 상부의 공구 궤적에서 주축 위상이 예를 들면 180°일 때의 1회부터 3회의 나사 깎기 가공에 대응하는 도 20의 중앙부에 나타낸 A점, B점 및 C점의 X축 위치가 나타내는 진동 위상으로부터 분명하다. 즉, 도 20의 하부의 주축 위상과 X축 위치의 관계가 나타내는 것처럼, 매회 진동 위상이 180°씩 시트프되는 관계로 되어 있다. 이와 같이 (방법 1)에서는, 매회의 나사 깎기 개시점에서 진동의 위상을 180°씩 시프트시키면, 동일한 주축 위상에 대해서 매회의 진동의 진동 위상이 180°씩 시트프되는 관계가 얻어진다.
다음에, (방법 2)의 나사 깎기 가공에 있어서 상기한 (방법 1)의 경우와 마찬가지로 매회의 진동 개시시의 진동의 위상을 180° 시프트하여 저주파 진동을 중첩시켰을 경우의 구체적인 예에 대해 설명한다. (방법 2)에서 저주파 진동을 중첩시켰을 경우의 가공 프로그램(432)은 도 15와 같지만, 저주파 진동의 조건은, 도 15의 가공 프로그램(432)과는 별개로 지시된다. 이 예에서도, 주축 1회전에서 진동이 정확히 1회, 즉 주축 1회전에 걸리는 시간이 진동의 1주기인 관계에 있다고 한다. 도 21은 (방법 2)에서 저주파 진동을 중첩시켰을 경우에 있어서, 위에서부터 차례로, 가공 대상(61)의 표면을 원통 전개면으로 나타냈을 때의 원통면상의 공구 궤적을 상부에 나타내고, 리드축 위치인 Z축 위치와 X축 위치의 관계를 중앙부에 나타내고, 그리고 주축 위상과 X축 위치의 관계를 하부에 나타낸 도면이다. 원통면상의 공구 궤적은 가로축을 Z축 위치로 하고, 세로축을 주축의 위상으로 하여 나타내고 있다.
도 15의 가공 프로그램(432)의 2행째, 5행째 및 9행째의 「Z10.0」에 나타내지는 것처럼 나사 깎기 시점의 Z축 위치는 매회 같다. 이것은, 도 21의 공구 궤적의 나사 깎기 개시점의 Z축 위치에도 나타내져 있다. 그러나 도 15의 가공 프로그램(432)의 3행째의 「Q0.0」, 7행째의 「Q324.0」 및 11행째의 「Q288.0」 및 도 21에 나타내지는 것처럼, 1회부터 3회의 나사 깎기 가공의 개시점의 주축 위상은(방법 1)에서의 Z축 이동량에 상당하는 주축의 회전량, 즉 「나사 깎기 개시 시프트 각도」만큼 시프트되어 매회 상이하다. 그리고 도 21의 경우는, 매회의 나사 깎기 개시점에서 진동의 위상을 180°씩 시프트시킨다.
도 21의 중앙부에 나타내는 Z축 위치와 X축 위치의 관계에 있어서, 같은 Z축 위치에서의 A점, B점 및 C점의 X축 위치가 나타내는 진동 위상이 나타내는 것처럼, Z축 위치와 X축 위치가 나타내는 진동 위상의 관계는 매회 180°씩 시프트된 관계로 되어 있다. 그러나 도 21의 하부에 나타내는 주축 위상과 X축 위치의 관계에 나타내지는 것처럼 매회 진동 위상이 180°씩 시트프되는 관계로는 되어 있지 않다. 즉, 매회의 나사 깎기 개시점에서 진동의 위상을 180°씩 시프트시키는 것 만으로는, 동일한 주축 위상에 대해서 매회의 진동의 진동 위상이 180°씩 시트프되는 관계가 얻어지지 않는다.
이에, (방법 2)의 나사 깎기 가공에 있어서, 진동 개시시의 진동 위상을 미리 「나사 깎기 개시 시프트 각도」의 시프트량 상당분만큼 시프트시킨 다음, 매회의 진동 개시시의 진동의 위상을 180° 시프트하여 저주파 진동을 중첩시킨다. 저주파 진동을 중첩시켰을 경우의 가공 프로그램(432)은 도 15와 같지만, 저주파 진동의 조건은, 도 15의 가공 프로그램(432)과는 별개로 지시된다.
이 예에서도, 주축 1회전에서 진동이 정확히 1회, 즉 주축 1회전에 걸리는 시간이 진동의 1주기인 관계에 있다고 한다. 주축의 회전과 진동은 이와 같이 미리 정한 관계가 있으므로, 진동 개시시의 진동 위상을 미리 「나사 깎기 개시 시프트 각도」의 시프트량 상당분만큼 시프트시킨다는 것은, 주축의 위상 시프트량인 「나사 깎기 개시 시프트 각도」에 상당하는 진동 위상량만큼 X축 위치를 시프트시키는 것에 상당한다.
구체적으로는, 가공 프로그램(432)으로 지정된 「나사 깎기 개시 시프트 각도」를 진동 지령 해석부(452)가 판독하여, 공유 에어리어(434)에 기억시킨다. 나사 깎기 진동 조정부(484)는 공유 에어리어(434)에 기억되어 있는 「나사 깎기 개시 시프트 각도」에 기초하여, 구동부(10)에 진동 개시시의 진동 위상, 즉 X축 위치를 조정시킨다.
도 22는 (방법 2)에서 진동 개시시의 진동 위상을 「나사 깎기 개시 시프트 각도」의 시프트량 상당분 시프트시킨 다음 저주파 진동을 중첩시켰을 경우에 있어서, 위에서부터 차례로, 가공 대상(61)의 표면을 원통 전개면으로 나타냈을 때의 원통면상의 공구 궤적을 상부에 나타내고, 리드축 위치인 Z축 위치와 X축 위치의 관계를 중앙부에 나타내고, 그리고 주축 위상과 X축 위치의 관계를 하부에 나타낸 도면이다. 원통면상의 공구 궤적은 가로축을 Z축 위치로 하고, 세로축을 주축의 위상으로 하여 나타내고 있다.
이 예에서는, 도 22의 중앙부에 나타낸 것처럼, 매회의 진동 개시시에 「나사 깎기 개시 시프트 각도」에 상당하는 진동 위상량만큼 X축 위치를 시프트하고 있다. 따라서 도 22의 상부의 공구 궤적에서 주축 위상이 예를 들면 180°일 때의 1회부터 3회의 나사 깎기 가공에 대응하는 도 22의 중앙부에 나타낸 A점, B점 및 C점의 X축 위치가 나타내는 진동 위상이 매회 180° 시프트된 관계로 되어 있다. 즉, 도 22의 하부의 주축 위상과 X축 위치의 관계가 나타내는 것처럼, 매회 진동 위상이 180°씩 시트프되는 관계로 되어 있다. 이와 같이 (방법 2)에서는, 「나사 깎기 개시 시프트 각도」에 상당하는 진동 위상량만큼 X축 위치를 시프트시킨 다음, 매회의 나사 깎기 개시점에서 진동의 위상을 180°씩 시프트시키면, 동일한 주축 위상에 대해서 매회의 진동의 진동 위상이 180°씩 시트프되는 관계가 얻어진다.
실시 형태 1에 따른 수치 제어 장치(1)에 의하면, 도 20 및 도 22에서 설명한 것처럼 진동의 위상을 주축의 위상에 대해서 제어함으로써, 저주파 진동 나사 깎기 가공에 있어서, 복수 회의 절입 가공마다 진동의 위상을 적절히 조정하는 것이 가능하게 된다. 이것에 의해, 나사 깎기 가공에 대해서 칩을 분단한다고 하는 효과가 얻어진다.
이하의 실시 형태 2 및 3에서는, 주축의 회전 주기와 미리 정해진 비를 가지는 주기의 진동을 중첩시키는 나사 깎기 가공에 있어서, 나사 리드축 방향으로의 이동을 개시하는 타이밍을 결정하는 「나사 깎기 개시 시프트 각도」 및 나사 깎기 가공의 각 회 마다의 진동 위상의 시프트량인 지정된 위상 시프트량을 고려한 다음, 수치 제어 장치(1)가 상술한 것처럼 진동의 위상 및 진동 개시의 타이밍을 조정하는 것이 가능하게 되는 2개의 방법을 상세하게 설명한다.
실시 형태 2.
도 23은 실시 형태 2에 따른 수치 제어 장치(1)에 의한 저주파 진동 나사 깎기 가공의 동작을 나타내는 순서도이다. 수치 제어 장치(1)의 구성은 실시 형태 1에서 설명한 도 1에 나타내져 있다. 실시 형태 2에서는, 지정된 진동의 위상 시프트량에 대응하는 X축의 예비 이동을 실행한다.
구체적으로는, 도 23의 스텝 S101에서, 구동부(10)는 나사 깎기 개시 위치로 X축 및 Z축을 이동시킨다. 다음에, 나사 깎기 진동 조정부(484)는 진동 개시시의 기준 진동 위상으로부터 지정된 진동 위상 시프트량만큼 시프트한 「보정 위상」에서의 진동 위치로 구동부(10)로 하여금 X축 방향으로 예비 이동시킨다(스텝 S102). 진동의 위상 시프트량은 미리 정해진 값으로서, 여기에서는 180°이다. 또, 진동의 위상 시프트량이 180°인 경우는 「보정 위상」도 180°가 된다. 「보정 위상」은 360°로부터 진동의 위상 시프트량을 뺀 값으로서 구해진다. 이 경우는, 360°-180°=180°로 「보정 위상」이 구해진다.
스텝 S102의 후는, 스텝 S103에 있어서 주축이 나사 깎기 개시 기준점의 위상에 도달했는지 여부가 나사 깎기 진동 조정부(484)에 의해 판단된다. 주축이 나사 깎기 개시 기준점의 위상에 도달할 때까지(스텝 S103:No), 스텝 S103을 반복한다. 주축이 나사 깎기 개시 기준점의 위상에 도달한 시점(스텝 S103:Yes)에서, 나사 깎기 진동 조정부(484)는 X축 방향의 진동을 개시시키도록 구동부(10)를 제어한다(스텝 S104). 스텝 S104에서 X축의 진동을 개시할 때의 진동 위상은, 스텝 S102의 예비 이동에 상당하는 위상, 즉 「보정 위상」으로부터 진동을 개시한다.
그리고 스텝 S104의 후는 스텝 S105에 있어서 주축이 「나사 깎기 개시 기준점+나사 깎기 개시 시프트 각도」의 위상에 도달했는지 여부가 나사 깎기 진동 조정부(484)에 의해 판단된다. 주축이 「나사 깎기 개시 기준점+나사 깎기 개시 시프트 각도」의 위상에 도달할 때까지(스텝 S105:No), 스텝 S105를 반복한다. 주축이 「나사 깎기 개시 기준점+나사 깎기 개시 시프트 각도」의 위상에 도달한 시점(스텝 S105:Yes)에서, 보간 처리부(48)는 Z축의 이동을 개시하도록 구동부(10)를 제어한다(스텝 S106). 나사 깎기 개시 시프트 각도가 0°인 경우는, 스텝 S104와 스텝 S106은 동시에 개시된다.
이하, 구체적인 예를 이용하여, 도 23의 순서도를 설명한다. 또한, 도 23의 순서도는 매회의 나사 깎기 가공에서 실행하는 것이지만, 이하의 설명에서는 이해를 용이하게 하기 위해서 주로 2회째의 나사 깎기 가공을 이용하여 설명한다. 또, 도 23의 순서도는, 주축, X축 및 Z축의 모두가 관련하는 동작이므로, 이하의 각 동작예에 있어서, 「주축 위상과 X축 위치의 관계를 나타낸 도면」 및 「Z축 위치와 X축 위치의 관계를 나타낸 도면」을 이용하여 설명한다.
(동작예 1-1)
도 24는 실시 형태 2에 있어서의 동작예 1-1의 진동 조건을 나타내는 도면이다. 동작예 1-1은 1회째와 2회째의 나사 깎기 가공에서 Z축의 나사 깎기 개시 위치가 같고, 또한 1회째와 2회째의 나사 깎기 가공에서 「나사 깎기 개시 시프트 각도」가 0°로 같은 경우이다.
도 25는 실시 형태 2에 있어서의 동작예 1-1의 주축 위상과 X축 위치의 관계를 나타낸 도면이다. 2회째의 나사 깎기 가공에 있어서, 스텝 S101에서 도시하지 않은 나사 깎기 개시 위치로의 이동 후에, 도 25에는 도시하고 있지 않은 X축의 예비 이동(스텝 S102)을 완료한 상태가 도 25의 (1)이다. 그 후, 주축이 나사 깎기 개시 기준점의 위상에 도달한 시점(스텝 S103:Yes)인 도 25의 (2)에서, 나사 깎기 개시점에서의 진동의 위상을 「보정 위상」=180°만큼 시프트하여 진동을 개시하면(스텝 S104), 동일한 주축 위상에 대해서 X축 위치가 나타내는 진동의 진동 위상이 1회째의 나사 깎기 가공과 2회째의 나사 깎기 가공에서 진동의 위상 시프트량인 180° 시프트되는 관계가 얻어지고 있는 것이 나타내져 있다.
도 26은 실시 형태 2에 있어서의 동작예 1-1의 Z축 위치와 X축 위치의 관계를 나타낸 도면이다. 2회째의 나사 깎기 가공에 있어서, 도 26의 A까지 나사 깎기 개시 위치로 이동하고(스텝 S101), 도 26의 B에서 X축을 예비 이동시킨다(스텝 S102). 그리고 도 26의 C에 있어서 주축이 나사 깎기 개시 기준점에 도달할 때까지 대기하고, 주축이 나사 깎기 개시 기준점에 도달한 시점(스텝 S103:Yes)에서 X축 방향의 진동을 「보정 위상」으로부터 개시시킨다(스텝 S104). 동작예 1-1에서는 2회째의 「나사 깎기 개시 시프트 각도」가 0°이므로, 도 26의 C에서 주축이 나사 깎기 개시 기준점에 도달한 시점(스텝 S103:Yes)에서 스텝 S105도 「Yes」가 되므로, 스텝 S104에서 X축 방향의 진동을 개시하는 것과 동시에 Z축의 이동을 개시한다(스텝 S106).
또한, 도 26에 있어서, 「1회째(2)」에서 나타낸 지점은, 동작예 1-1의 주축 위상과 X축 위치의 관계를 나타낸 도 25에 있어서, 1회째의 나사 깎기 가공에서 주축 위상이 (2)가 되어 있을 때 대응하고 있는 것을 나타내고 있다. 즉, 도 26의 「1회째(2)」에서는 1회째의 나사 깎기 가공에 있어서, X축 방향의 진동의 개시(스텝 S104) 및 Z축 방향의 이동(스텝 S106)이 동시에 개시하는 것을 나타내고 있다. 마찬가지로 도 26의 「2회째(1), (2)」에서 나타낸 지점은, 도 25에 있어서, 2회째의 나사 깎기 가공에서 주축 위상이 (1) 및 (2)가 되어 있을 때 대응하고 있는 것을 나타내고 있다. 즉, 도 26의 C에 있어서는, 2회째의 나사 깎기 가공에 있어서, 스텝 S102의 예비 이동 완료 후, 도 25에서 주축 위상이 (1)에서 (2)로 변화하는 동안, X축 방향의 진동은 개시하지 않고 주축이 나사 깎기 개시 기준점에 도달하는 것을 대기하고 있는 것을 나타내고 있다. 이하에 나타내는 동작예마다의 「주축 위상과 X축 위치의 관계를 나타낸 도면」에 대응하는 「Z축 위치와 X축 위치의 관계를 나타낸 도면」에 있어서도, 마찬가지의 표기로 나사 깎기 가공마다의 주축 위상의 위치와의 대응을 나타낸다.
(동작예 1-2)
도 27은 실시 형태 2에 있어서의 동작예 1-2의 진동 조건을 나타내는 도면이다. 동작예 1-2는 1회째와 2회째의 나사 깎기 가공에서 Z축의 나사 깎기 개시 위치가 상이하고, 또한 1회째와 2회째의 나사 깎기 가공에서 「나사 깎기 개시 시프트 각도」가 0°로 같은 경우이다. 동작예 1-2는 도 20과 같은 동작이다. 동작예 1-2의 주축 위상과 X축 위치의 관계는 도 25와 같다.
도 28은 실시 형태 2의 동작예 1-2에 있어서의 Z축 위치와 X축 위치의 관계를 나타낸 도면이다. 2회째의 나사 깍기에 있어서는 1회째의 나사 깎기 개시점과는 상이한 나사 깎기 개시점인 도 28의 A의 나사 깎기 개시 위치로 이동하고(스텝 S101), 도 28의 B에서 X축을 예비 이동시킨다(스텝 S102). 그리고 도 28의 C에 있어서 주축이 나사 깎기 개시 기준점에 도달할 때까지 대기하고, 주축이 나사 깎기 개시 기준점에 도달한 시점(스텝 S103:Yes)에서 X축 방향의 진동을 「보정 위상」으로부터 개시시킨다(스텝 S104). 동작예 1-2에서도 2회째의 「나사 깎기 개시 시프트 각도」가 0°이므로, 도 28의 C에서 주축이 나사 깎기 개시 기준점에 도달한 시점(스텝 S103:Yes)에서 스텝 S105도 「Yes」가 되므로, 스텝 S104에서 X축 방향의 진동을 개시하는 것과 동시에 Z축의 이동을 개시한다(스텝 S106).
(동작예 1-3)
도 29는 실시 형태 2에 있어서의 동작예 1-3의 진동 조건을 나타내는 도면이다. 동작예 1-3은 1회째와 2회째의 나사 깎기 가공에서 Z축의 나사 깎기 개시 위치가 같고, 또한 1회째와 2회째의 나사 깎기 가공에서 「나사 깎기 개시 시프트 각도」가 상이한 경우이다. 동작예 1-3은 도 22와 같은 동작이다.
도 30은 실시 형태 2의 동작예 1-3에 있어서의 주축 위상과 X축 위치의 관계를 나타낸 도면이다. 2회째의 나사 깎기 가공에 있어서는, 도 30의 (1)에서 X축 방향의 예비 이동을 완료시키고(스텝 S102), 도 30의 (2)에서는, 주축이 나사 깎기 개시 기준점의 위상에 도달(스텝 S103:Yes)하므로 진동의 위상을 「보정 위상」=180° 시프트하여 진동을 개시하고(스텝 S104), 추가로 「나사 깎기 개시 시프트 각도」만큼 주축이 회전하는(스텝 S105:Yes) 것을 대기하여 도 30의 (3)에서부터 Z축의 이동을 개시한다(스텝 S106). 이것에 의해, 동일한 주축 위상에 대해서 X축 위치가 나타내는 진동의 진동 위상이 180° 시프트되는 관계가 얻어지고 있는 것을 나타내고 있다.
도 31은 실시 형태 2의 동작예 1-3에 있어서의 Z축 위치와 X축 위치의 관계를 나타낸 도면이다. 2회째의 나사 깎기 가공에 있어서, 도 31의 A까지, 1회째와 같은 Z축 위치가 되는 나사 깎기 개시 위치로 이동하고(스텝 S101), 도 31의 B에서 X축을 예비 이동시킨다(스텝 S102). 도 31의 C에 있어서, 주축이 나사 깎기 개시 기준점에 도달한 시점(스텝 S103:Yes)에서 X축 방향의 진동을 「보정 위상」으로부터 개시시킨다(스텝 S104). 그리고 도 31의 D에 있어서, 주축이 지정한 나사 깎기 개시 시프트 각도에 도달한 시점(스텝 S105:Yes)에서 Z축의 이동을 개시한다(스텝 S106).
Z축의 나사 깎기 개시 위치가 매회 같고, 또한 매회의 「나사 깎기 개시 시프트 각도」가 상이한 동작예 1-3의 상세한 가공 프로그램(432)의 일례를 도 32에 나타낸다. 도 32의 가공 프로그램(432)에 있어서는, 절입 횟수는 합계 4회이고, 1회째부터 3회째의 절입이 저주파 진동 나사 깎기 가공이고, 4회째가 진동을 수반하지 않는 마무리 가공이다. 도 32의 「N10」, 「N20」, 「N30」 및 「N40」의 각 블록에 「Z100.0」이라고 나타내지는 것처럼, Z축의 나사 깎기 개시 위치는 매회 같다. 그러나 도 32의 「N11」에는 「Q0.0」으로 되어 있고, 「N22」에는 「Q325.584」로 되어 있고, 「N32」에는 「Q299.088」로 되어 있고, 「N42」에는 「Q297.648」로 되어 있는 것처럼 매회의 「나사 깎기 개시 시프트 각도」가 상이하도록 지령되어 있다. 또한, X축의 이동 지령은 직경치 지령으로서, 예를 들면 1mm 지령되면 X축은 절반의 값인 0.5mm 움직이고, Z축의 이동 지령은 반경치 지령으로서, 예를 들면 1mm 지령되면 그대로 Y축은 1mm 움직이게 된다.
도 32의 가공 프로그램(432)을 실행할 때의 가공 조건을 이하에 나타낸다.
「N03」블록의 G165 지령의 X 어드레스에 지정되는 것처럼 워크 직경은 10mm이다. 공구 칼끝 각도는 60°이다. 나사산의 높이, 즉 절입의 깊이는 1.75mm이다.
「N03」블록의 「G165 P3」지령에 의한 진동 나사 깍기 모드 중의 진동 위상 시프트량은 디폴트 설정으로서, 홀수 횟수의 절입시의 진동 위상 시프트량은 0°이고, 짝수 횟수의 절입시의 진동 위상 시프트량은 180°이다. 즉, 1회째 및 3회째의 진동 위상 시프트량은 0°이고, 2회째의 진동 위상 시프트량은 180°이다. 또한, 이 예에서는, 주축 1회전당 진동 횟수는 2회로 하고 있다.
또, 진동의 진폭은, 「N03」블록의 G165 지령의 X 어드레스에 지정한 워크 지름, Q 어드레스에 지정한 「절입량 진폭 비율」 및 매회의 나사 깎기 개시 위치로부터 이하와 같이 해서 정해지는 것으로 한다. 도 32의 가공 프로그램(432)에서는, 「N03」블록에 있어서, 워크 지름은 10mm, 「절입량 진폭 비율」은 1.2로 지령되어 있다.
1회째의 나사 깍기:「N03」블록의 G165 지령의 X 어드레스에 지정된 워크 지름 10mm와, 「N10」블록에서 「X8.0」으로 지정된 나사 깎기 개시 위치 8mm 로부터 「절입량」을 산출하고, 「절입량」×「절입량 진폭 비율」로부터 진폭을 산출한다. 구체적으로는, 「절입량」은 10-8=2로부터 2mm가 된다. 따라서 진동의 진폭은 「절입량」×「절입량 진폭 비율」=2×1.2=2.4로부터 2.4mm로 결정된다.
2회째 및 3회째의 나사 깍기:전회(前回)의 나사 깎기 개시 위치와 이번 나사 깎기 개시 위치로부터 「절입량」을 산출하고, 「절입량」×「절입량 진폭 비율」로부터 진폭을 산출한다. 예를 들면 2회째의 진폭은, 「N10」블록에서 「X8.0」으로 지정된 나사 깎기 개시 위치 8mm와, 「N21」블록에서 「X7.172」로 지정된 나사 깎기 개시 위치 7.172mm로부터 , 8-7.172로 「절입량」을 산출하고, 이것에 「절입량 진폭 비율」인 1.2를 곱하여 진폭을 산출한다.
4회째의 나사 깍기:「N42」블록의 G32 지령의 A 어드레스에 지정되도록 진폭량을 0.0mm로 지정, 즉 4회째의 나사 깍기에서는 진동을 중첩시키지 않는 것을 지정하고 있다.
이상에서는, 진폭을 정하는 값으로서 「절입량」과「절입량 진폭 비율」을 이용했지만, 「절입량과 진폭의 차」또는 진폭을 직접 지정하도록 해도 상관없다. 단, G32 지령의 A 어드레스에 진폭량이 직접 지정되어 있는 경우는 이것을 우선적으로 따른다.
또한, 상술한 것처럼 하여 구한 나사 깎기 가공마다의 진동의 진폭은, 실시 형태 2에 있어서의 저주파 진동 나사 깎기 가공의 동작을 나타내는 순서도의 스텝 S102에서 실행하는 예비 이동의 양의 계산에 이용할 수 있다. 즉, 도 32의 가공 프로그램(432)으로부터 진동 지령 해석부(452)가 진동의 진폭을 구하고, 공유 에어리어(434)를 통해서 나사 깎기 진동 조정부(484)에 제공하는 것이 가능하다.
도 33은 도 32의 가공 프로그램(432)에 의한 진동 중첩 전의 프로그램 지령 경로를 나타내는 도면이다. Z축의 나사 깎기 개시 위치는, 1회째부터 4회째까지 매회 같은 100mm이다. 도 34는 도 32의 가공 프로그램(432)에 의한 진동이 없는 경우의 나사 홈 단면의 가공 이미지를 나타내는 도면이다. 실시 형태 1에서 설명한 (방법 2)와 같이 매회의 「나사 깎기 개시 시프트 각도」가 상이하도록 지령함으로써 「편인 절입」이 되는 것을 상정하고 있다.
도 35는 도 32의 가공 프로그램(432)을 실행했을 때의 주축 위상과 X축 위치의 관계를 나타낸 도면이다. 동일한 주축 위상에 대해서 X축 위치가 나타내는 진동의 진동 위상이 매회 180°시프트되는 관계가 얻어지고 있는 것을 나타내고 있다. 도 36은 도 32의 가공 프로그램(432)을 실행했을 때의 매회의 「나사 깎기 개시 시프트 각도」에 대응하는 진동 위상의 시프트량을 나타내는 도면이다. 1회째의 진동 위상 시프트량은 0°이지만, 주축 1회전당 진동 횟수는 2회, 즉 진동의 위상 시프트량은 주축의 위상 시프트량의 배이므로, 2회째는 「N22」의 「Q325.584」에 대응하여 651.168° 진동 위상을 시프트하고, 3회째는 「N32」의 「Q299.088」에 대응하여 598.176° 진동 위상을 시프트한다. 4회째는, 진동을 중첩시키지 않는 마무리 가공이다.
(동작예 1-4)
도 37은 실시 형태 2에 있어서의 동작예 1-4의 진동 조건을 나타내는 도면이다. 동작예 1-4는 1회째와 2회째의 나사 깎기 가공에서 Z축의 나사 깎기 개시 위치가 상이하고, 또한 1회째와 2회째의 나사 깎기 가공에서 「나사 깎기 개시 시프트 각도」가 상이한 경우이다. 동작예 1-4의 주축 위상과 X축 위치의 관계는 도 30과 같다.
도 38은 실시 형태 2에 있어서의 동작예 1-4의 Z축 위치와 X축 위치의 관계를 나타낸 도면이다. 동작예 1-3의 도 31과는 달리, 동작예 1-4에서는 2회째의 나사 깍기에 있어서 도 38의 A까지 1회째와는 다른 나사 깎기 개시 위치로 이동한다(도 23의 스텝 S101). 그리고 도 38의 B에서 X축을 예비 이동시킨다(스텝 S102). 도 38의 C에 있어서, 주축이 나사 깎기 개시 기준점에 도달한 시점(스텝 S103:Yes)에서 X축 방향의 진동을 「보정 위상」으로부터 개시시킨다(스텝 S104). 그리고 도 38의 D에 있어서, 주축이 지정한 나사 깎기 개시 시프트 각도에 도달한 시점(스텝 S105:Yes)에서 Z축의 이동을 개시한다(스텝 S106).
(동작예 1-3의 변형예)
도 39는 도 31에서 나타낸 동작예 1-3의 변형예에 있어서의 Z축 위치와 X축 위치의 관계를 나타낸 도면이다. 도 39에 있어서는, 도 23의 스텝 S101과 S102를 동시에 실행하여 도 39의 A로 이동한다. 즉, 진동 개시 위치로의 X축 방향의 이동을, 나사 깎기 개시 위치 결정과 동시에 행해도 된다. 구체적으로는, 나사 깎기 개시 위치로의 위치 결정 지령시에, 가공 프로그램(432)의 다음의 블록을 예측하여 위상 시프트량으로부터 구한 「보정 위상」만큼의 X축의 예비 이동량을 미리 산출하고, 나사 깎기 개시 위치로의 위치 결정 경로의 종점을 시프트시켜 위치 결정 동작을 행하여 도 39의 A로 이동한다. 도 39의 A 이후, 즉 스텝 S103 이후의 동작은 도 31의 C 이후의 동작과 같다. 이와 같이, 진동 개시 위치로의 X축의 이동을, 나사 깎기 개시 위치 결정과 동시에 행하는 것은, 동작예 1-1, 1-2 및 1-4에서도 실행 가능하다.
이상 설명한 것처럼, 실시 형태 2에 따른 수치 제어 장치(1)에 의하면, 저주파 진동 나사 깎기 가공에 있어서, 복수 회의 절입 가공마다 진동의 위상을 적절히 조정하는 것이 가능해져, 칩을 분단한다고 하는 효과가 얻어진다.
실시 형태 3.
도 40은 실시 형태 3에 따른 수치 제어 장치(1)에 의한 저주파 진동 나사 깎기 가공의 동작을 나타내는 순서도이다. 수치 제어 장치(1)의 구성은 실시 형태 1에서 설명한 도 1에 나타내져 있다. 실시 형태 3에서는, 지정된 위상 시프트량에 대응하는 X축의 이동에 걸리는 시간을 구한다.
구체적으로는, 도 40의 스텝 S201에서, 구동부(10)는 나사 깎기 개시 위치로 X축 및 Z축을 이동시킨다. 다음에, 나사 깎기 진동 조정부(484)는 지정된 진동의 위상 시프트량의 진동에 필요한 시간을 산출한다(스텝 S202). 진동의 위상 시프트량은 미리 정해진 값으로서, 예를 들면 180°이다.
스텝 S202의 후는 스텝 S203에 있어서, Z축이 이동 개시 대기의 상태이고, 또한 주축이 「나사 깎기 개시 기준점+나사 깎기 개시 시프트 각도」의 위상에 도달했는지 여부가 나사 깎기 진동 조정부(484)에 의해 판단된다. Z축이 이동 개시 대기의 상태로, 주축이 「나사 깎기 개시 기준점+나사 깎기 개시 시프트 각도」의 위상에 도달한 시점(스텝 S203:Yes)에서, 나사 깎기 진동 조정부(484)는 Z축의 이동을 개시하도록 구동부(10)를 제어한다(스텝 S204).
스텝 S204의 후는 스텝 S205에 있어서, X축이 진동 개시 대기의 상태이고, 또한 주축이 나사 깎기 개시 기준점에 도달한 시점에서부터 스텝 S202에서 구한 시간이 경과했는지 여부가 나사 깎기 진동 조정부(484)에 의해 판단된다. 스텝 S203에 있어서, Z축이 이미 이동을 개시하고 있는 경우, 혹은 주축이 「나사 깎기 개시 기준점+나사 깎기 개시 시프트 각도」의 위상에 도달하고 있지 않은 경우(스텝 S203:No)도 스텝 S205로 진행한다.
그리고 X축이 진동 개시 대기의 상태로, 주축이 나사 깎기 개시 기준점에 도달한 시점에서부터 스텝 S202에서 구한 시간이 경과한 시점(스텝 S205:Yes)에서, 나사 깎기 진동 조정부(484)는 X축의 진동을 진동 위상 0° 즉 초기 위상에서부터 개시한다(스텝 S206).
스텝 S206의 후는 스텝 S207로 진행한다. 스텝 S205에 있어서, X축이 이미 진동을 개시하고 있는 경우, 혹은 주축이 나사 깎기 개시 기준점에 도달한 시점에서부터 스텝 S202에서 구한 시간이 경과하고 있지 않은 경우(스텝 S205:No)도 스텝 S207로 진행한다. 스텝 S207에 있어서는, Z축이 이동 개시 완료이고, 또한 X축이 진동 개시 완료인지 여부가 나사 깎기 진동 조정부(484)에 의해 판단된다. Z축이 이동 개시 완료이고, 또한 X축이 진동 개시 완료(스텝 S207:Yes)라면 종료되고, Z축이 이동 개시하고 있지 않은 경우 혹은 X축이 진동 개시하고 있지 않은 경우(스텝 S207:No)는, 스텝 S203으로 돌아간다.
도 40의 순서도에 의하면, 스텝 S202에서 구한 시간이, 주축이 나사 깎기 개시 시프트 각도만큼 회전하는데 필요한 시간보다 긴 경우는, Z축의 이동 개시(스텝 S204)의 후에 X축의 진동이 개시된다(스텝 S206). 그러나 스텝 S202에서 구한 시간이, 주축이 나사 깎기 개시 시프트 각도만큼 회전하는데 필요한 시간보다 짧은 경우는, X축의 진동 개시(스텝 S206)의 후에 Z축의 이동이 개시된다(스텝 S204). 스텝 S202에서 구한 시간이, 주축이 나사 깎기 개시 시프트 각도만큼 회전하는데 필요한 시간과 동일한 경우는, Z축의 이동(스텝 S204)과 X축의 진동(스텝 S206)은 동시에 개시된다.
이하, 구체적인 예를 이용하여 도 40의 순서도를 설명한다. 또한, 도 40의 순서도는 매회의 나사 깎기 가공에서 실행하는 것이지만, 이하의 설명에서는 이해를 용이하게 하기 위해서 주로 2회째의 나사 깎기 가공을 이용하여 설명한다. 또, 도 40의 순서도는 주축, X축 및 Z축의 모두가 관련하는 동작이므로, 이하의 각 동작예에 있어서, 「주축 위상과 X축 위치의 관계를 나타낸 도면」 및 「Z축 위치와 X축 위치의 관계를 나타낸 도면」을 이용하여 설명한다.
또한, 이하의 (동작예 2-1), (동작예 2-2), (동작예 2-3) 및 (동작예 2-4)에 있어서는, 스텝 S202에서 구한 시간이, 주축이 나사 깎기 개시 시프트 각도만큼 회전하는데 필요한 시간보다 긴 것으로 하여 설명한다. 이들 동작예에 있어서는, 스텝 S204의 후에 S206이 실행된다. 한편, (동작예 2-3의 변형예)에 있어서는, 스텝 S202에서 구한 시간이, 주축이 나사 깎기 개시 시프트 각도만큼 회전하는데 필요한 시간보다 짧은 경우를 설명한다. (동작예 2-3의 변형예)에 있어서는, 스텝 S206의 후에 S204가 실행된다.
(동작예 2-1)
도 41은 실시 형태 3에 있어서의 동작예 2-1의 진동 조건을 나타내는 도면이다. 동작예 2-1은 1회째와 2회째의 나사 깎기 가공에서 Z축의 나사 깎기 개시 위치가 같고, 또한 1회째와 2회째의 나사 깎기 가공에서 「나사 깎기 개시 시프트 각도」가 0°로 같은 경우이다.
도 42는 실시 형태 3에 있어서의 동작예 2-1의 주축 위상과 X축 위치의 관계를 나타낸 도면이다. 2회째의 나사 깎기 가공에서는, 도 42의 (1)까지 X축이 나사 깎기 개시점으로 이동(스텝 S201)한 후, 「나사 깎기 개시 시프트 각도」가 0°이므로 1회째와 마찬가지로 도 42의 (2)에서 주축이 나사 깎기 개시 기준점에 도달했을 때(스텝 S203:Yes) Z축 방향으로 이동을 개시한다(스텝 S204). 추가로, 주축이 나사 깎기 개시 기준점에 도달한 시점에서부터, 스텝 S202에서 구한 진동의 위상 시프트량의 진동에 필요한 시간만큼 대기하고(스텝 S205:Yes), 도 42의 (3)에서 X축이 진동 위상 0°로 진동을 개시한다(스텝 S206). 이것에 의해, 도 42에 있어서, 동일한 주축 위상에 대해서 X축 위치가 나타내는 진동의 진동 위상이 1회째와 2회째에서 180°시프트되는 관계가 얻어지고 있는 것이 나타내져 있다.
도 43은 실시 형태 3에 있어서의 동작예 2-1의 Z축 위치와 X축 위치의 관계를 나타낸 도면이다. 2회째의 나사 깍기에 있어서, 도 43의 A까지 나사 깎기 개시 위치로 이동하고(도 40의 스텝 S201), 나사 깎기 진동 조정부(484)는 지정된 진동의 위상 시프트량의 진동에 필요한 시간을 산출한다(스텝 S202). 그리고 동작예 2-1에서는 「나사 깎기 개시 시프트 각도」가 0°이므로, 도 43의 A에서, 주축이 나사 깎기 개시 기준점의 위상에 도달한 시점(스텝 S203:Yes)에서, Z축의 이동이 개시된다(스텝 S204). 그 후, Z축을 이동하면서, 주축이 나사 깎기 개시 기준점에 도달한 시점에서부터 스텝 S202에서 구한 시간이 경과한 시점(스텝 S205:Yes), 즉 도 43의 B에서 X축의 진동을 진동 위상 0°로부터 개시한다(스텝 S206). 스텝 S206의 후는 스텝 S207로 진행하고, Z축이 이동 개시 완료이고, 또한 X축이 진동 개시 완료(스텝 S207:Yes)이므로 종료한다.
(동작예 2-2)
도 44는 실시 형태 3에 있어서의 동작예 2-2의 진동 조건을 나타내는 도면이다. 동작예 2-2는 1회째와 2회째의 나사 깎기 가공에서 Z축의 나사 깎기 개시 위치가 상이하고, 또한 1회째와 2회째의 나사 깎기 가공에서 「나사 깎기 개시 시프트 각도」가 0°로 같은 경우이다. 동작예 2-2는 도 20과 같은 동작이다. 동작예 2-2의 주축 위상과 X축 위치의 관계는 도 42와 같다.
도 45는 실시 형태 3의 동작예 2-2에 있어서의 Z축 위치와 X축 위치의 관계를 나타낸 도면이다. 2회째의 나사 깍기에 있어서, 도 45의 A까지 1회째와는 다른 Z축의 위치에서 나사 깎기 개시 위치로 이동하고(도 40의 스텝 S201), 나사 깎기 진동 조정부(484)는, 지정된 진동의 위상 시프트량의 진동에 필요한 시간을 산출한다(스텝 S202). 그리고 동작예 2-2에서는 「나사 깎기 개시 시프트 각도」가 0°이므로, 도 45의 A에서, 주축이, 나사 깎기 개시 기준점의 위상에 도달한 시점(스텝 S203:Yes)에서 Z축의 이동을 개시한다(스텝 S204). 그 후, Z축을 이동하면서, 주축이 나사 깎기 개시 기준점에 도달한 시점에서부터 스텝 S202에서 구한 시간이 경과한 시점(스텝 S205:Yes), 즉 도 45의 B에서 X축의 진동을 진동 위상 0°로부터 개시한다(스텝 S206). 스텝 S206의 후는 스텝 S207로 진행하고, Z축이 이동 개시 완료이고, 또한 X축이 진동 개시 완료(스텝 S207:Yes)이므로 종료한다.
(동작예 2-3)
도 46은 실시 형태 3에 있어서의 동작예 2-3의 진동 조건을 나타내는 도면이다. 동작예 2-3은 1회째와 2회째의 나사 깎기 가공에서 Z축의 나사 깎기 개시 위치가 같고, 또한 1회째와 2회째의 나사 깎기 가공에서 「나사 깎기 개시 시프트 각도」가 상이한 경우이다. 동작예 2-3은 도 22와 같은 동작이다.
도 47은 실시 형태 3에 있어서의 동작예 2-3의 주축 위상과 X축 위치의 관계를 나타낸 도면이다. 2회째의 나사 깍기에 있어서, 도 47의 (1)까지 X축이 나사 깎기 개시점으로 이동(스텝 S201)한 후, 도 47의 (2)에서 주축이 나사 깎기 개시 기준점의 위상에 도달한다. 그리고 나사 깎기 진동 조정부(484)는 지정된 진동의 위상 시프트량의 진동에 필요한 시간을 산출한다(스텝 S202). 그 후, 도 47의 (3)에서 주축이 「나사 깎기 개시 기준점+나사 깎기 개시 시프트 각도」의 위상에 도달하면(스텝 S203:Yes), Z축이 이동을 개시한다(스텝 S204). 그리고 도 47의 (2)에서 나사 깎기 개시 기준점에 도달하고 나서 스텝 S202에서 구한 시간이 경과한 시점(스텝 S205:Yes)의 주축 위상의 위치인 도 47의 (4)에서 X축이 진동을 개시한다(스텝 S206).
도 48은 실시 형태 3의 동작예 2-3에 있어서의 Z축 위치와 X축 위치의 관계를 나타낸 도면이다. 2회째의 나사 깍기에 있어서, 도 48의 A에서, 1회째와 같은 Z축 위치가 되는 나사 깎기 개시 위치로 이동하고(스텝 S201), 나사 깎기 진동 조정부(484)는 지정된 진동의 위상 시프트량의 진동에 필요한 시간을 산출한다(스텝 S202). 그리고 도 48의 A에서, 주축이 「나사 깎기 개시 기준점+나사 깎기 개시 시프트 각도」의 위상에 도달한 시점(스텝 S203:Yes)에서 Z축의 이동을 개시한다(스텝 S204). 그 후, Z축을 이동하면서, 주축이 나사 깎기 개시 기준점에 도달한 시점에서부터 스텝 S202에서 구한 시간이 경과한 시점(스텝 S205:Yes), 즉 도 48의 B에서 X축의 진동을 진동 위상 0°로부터 개시한다(스텝 S206). 스텝 S206의 후는 스텝 S207로 진행하고, Z축이 이동 개시 완료이고, 또한 X축이 진동 개시 완료(스텝 S207:Yes)이므로 종료한다.
실시 형태 3의 처음에 상술한 것처럼, 스텝 S202에서 구한 시간이, 주축이 나사 깎기 개시 시프트 각도만큼 회전하는데 필요한 시간보다 짧은 경우는, (스텝 S203:Yes)의 판단보다 먼저 (스텝 S205:Yes)의 판단이 이루어진다. 즉, 스텝 S203에서, 주축이 「나사 깎기 개시 기준점+나사 깎기 개시 시프트 각도」의 위상에 도달하고 있지 않은 경우(스텝 S203:No)에 진행된 스텝 S205에서, 주축이 나사 깎기 개시 기준점에 도달한 시점에서부터 스텝 S202에서 구한 시간이 경과하고(스텝 S205:Yes), X축의 진동이 진동 위상 0°즉 초기 위상에서부터 개시된다(스텝 S206). 즉, 스텝 S206이 먼저 실행되고, 그 후에 스텝 S204가 실행된다. 이하의 (동작예 2-3의 변형예)에서는, 이러한 케이스에 대해 설명한다.
(동작예 2-3의 변형예)
동작예 2-3의 변형예의 진동 조건은 도 46과 같다. 즉, 동작예 2-3의 변형예도 1회째와 2회째의 나사 깎기 가공에서 Z축의 나사 깎기 개시 위치가 같고, 또한 1회째와 2회째의 나사 깎기 가공에서 「나사 깎기 개시 시프트 각도」가 상이한 경우이다. 따라서 동작예 2-3의 변형예도, 도 22와 같은 동작이다.
도 49는 실시 형태 3의 동작예 2-3의 변형예에 있어서의 주축 위상과 X축 위치의 관계를 나타낸 도면이다. 2회째의 나사 깍기에 있어서, 도 49의 (1)까지 X축이 나사 깎기 개시점으로 이동(스텝 S201)한 후, 도 49의 (2)에서 주축이 나사 깎기 개시 기준점의 위상에 도달한다. 그리고 나사 깎기 진동 조정부(484)는 지정된 진동의 위상 시프트량의 진동에 필요한 시간을 산출한다(스텝 S202). 그리고 스텝 S203에서, 주축이 「나사 깎기 개시 기준점+나사 깎기 개시 시프트 각도」의 위상에 아직 도달하고 있지 않은 경우(스텝 S203:No)에 진행된 스텝 S205에서, 주축이 나사 깎기 개시 기준점에 도달한 시점에서부터 스텝 S202에서 구한 시간이 경과한 시점(스텝 S205:Yes)인 도 49의 (3)에서, X축이 진동을 개시한다(스텝 S206).
스텝 S206의 후는 스텝 S207로 진행하고, 아직 Z축이 이동을 개시하고 있지 않으므로(스텝 S207:No), 스텝 S203으로 돌아간다. 그리고 도 49의 (4)에서 주축이 「나사 깎기 개시 기준점+나사 깎기 개시 시프트 각도」의 위상에 도달하면(스텝 S203:Yes), Z축이 이동을 개시한다(스텝 S204). 스텝 S204의 후의 스텝 S205에 있어서는, 이미 X축이 진동을 개시하고 있으므로(스텝 S205:No), 스텝 S206을 경유하지 않고 스텝 S207로 진행하고, 이미 Z축이 이동을 개시하고, 또한 X축이 진동을 개시하고 있으므로(스텝 S207:Yes), 종료한다. 이와 같이, 동작예 2-3의 변형예에서는, 스텝 S204 보다도 먼저 스텝 S206이 실행되게 된다.
도 50은 실시 형태 3의 동작예 2-3의 변형예에 있어서의 Z축 위치와 X축 위치의 관계를 나타낸 도면이다. 2회째의 나사 깍기에 있어서, 도 50의 A에서, 1회째와 같은 Z축 위치가 되는 나사 깎기 개시 위치로 이동하고(스텝 S201), 나사 깎기 진동 조정부(484)는 지정된 진동의 위상 시프트량의 진동에 필요한 시간을 산출한다(스텝 S202). 그리고 주축이 나사 깎기 개시 기준점에 도달한 시점에서부터 스텝 S202에서 구한 시간이 경과한 시점(스텝 S205:Yes), 즉 도 50의 A에서 X축의 진동을 진동 위상 0°로부터 개시한다(스텝 S206). 그 후, 도 50의 B에서 주축이 「나사 깎기 개시 기준점+나사 깎기 개시 시프트 각도」의 위상에 도달한 시점(스텝 S203:Yes)에서 Z축의 이동을 개시한다(스텝 S204).
(동작예 2-4)
도 51은 실시 형태 3에 있어서의 동작예 2-4의 진동 조건을 나타내는 도면이다. 동작예 2-4는 1회째와 2회째의 나사 깎기 가공에서 Z축의 나사 깎기 개시 위치가 상이하고, 또한 1회째와 2회째의 나사 깎기 가공에서 「나사 깎기 개시 시프트 각도」가 상이한 경우이다. 동작예 2-4의 주축 위상과 X축 위치의 관계는 도 47과 같다.
도 52는 실시 형태 3에 있어서의 동작예 2-4의 Z축 위치와 X축 위치의 관계를 나타낸 도면이다. 2회째의 나사 깍기에 있어서, 도 52의 A에서, 1회째와 다른 Z축 위치가 되는 나사 깎기 개시 위치로 이동하고(스텝 S201), 나사 깎기 진동 조정부(484)는 지정된 진동의 위상 시프트량의 진동에 필요한 시간을 산출한다(스텝 S202). 그리고 도 52의 A에서, 주축이 「나사 깎기 개시 기준점+나사 깎기 개시 시프트 각도」의 위상에 도달한 시점(스텝 S203:Yes)에서 Z축의 이동을 개시한다(스텝 S204). 그 후, Z축을 이동하면서, 주축이 나사 깎기 개시 기준점에 도달한 시점에서부터 스텝 S202에서 구한 시간이 경과한 시점(스텝 S205:Yes), 즉 도 52의 B에서 X축의 진동을 진동 위상 0°로부터 개시한다(스텝 S206). 스텝 S206의 후는 스텝 S207로 진행하고, Z축이 이동 개시 완료이고, 또한 X축이 진동 개시 완료(스텝 S207:Yes)이므로 종료한다.
이상 설명한 것처럼, 실시 형태 3에 따른 수치 제어 장치(1)에 의하면, 저주파 진동 나사 깎기 가공에 있어서, 복수 회의 절입 가공마다 진동의 위상을 적절히 조정하는 것이 가능해져, 칩을 분단한다고 하는 효과가 얻어진다.
실시 형태 4.
실시 형태 4에 따른 수치 제어 장치(1)의 구성은 도 1과 같다. 도 53은 실시 형태 4에 따른 가공 프로그램(432)의 일례를 나타내는 도면이다. 도 53의 가공 프로그램(432)에 있어서, 1회째의 나사 깍기의 진동의 진폭의 결정은, 실시 형태 2의 (동작예 1-3)에 있어서 1회째의 나사 깍기의 진동의 진폭을 결정했을 때와 같다.
즉, 도 53의 「N03」블록의 G165 지령에서는, X 어드레스에 워크 지름이 10.0mm, Q 어드레스에 「절입량 진폭 비율」이 1.2로 지정되어 있다. 그리고 「N10」블록에는 「X7.0」으로 1회째의 나사 깎기 개시의 X축의 위치가 7.0mm로 지정되어 있다. 따라서 「절입량」은 10-7=3mm가 되므로, 1회째의 나사 깍기에 있어서의 진동의 진폭은, 「절입량」×「절입량 진폭 비율」=3×1.2=3.6이 되어, 3.6mm로 결정된다.
그러나 2회째, 3회째 및 4회째의 나사 깎기 가공을 지령하는 「N22」, 「N32」 및 「N42」블록의 G32 지령에서는 A 어드레스에서 진폭량이 「A3.6」, 「A3.6」 및 「A0.0」으로 직접 지정되어 있다. 이 경우는, 실시 형태 2의 (동작예 1-3)에서도 설명한 것처럼, A 어드레스에서의 지정량이 진폭으로서 이용된다. 따라서 2회째, 3회째 및 4회째의 나사 깎기 가공에 있어서의 진동의 진폭은 각각, 3.6mm, 3.6mm 및 0.0mm로 된다. 즉, 4회째의 가공은 마무리 가공이므로 진동을 중첩시키지 않는다.
추가로, 2회째의 나사 깎기 가공을 지령하는 「N22」블록 및 3회째의 나사 깎기 가공을 지령하는 「N32」블록에서는, 각각의 나사 깎기 가공에 있어서의 진동의 위상 시프트량이, 각각 「R120」 및 「R240」, 즉 120° 및 240°로 지정되어 있다.
도 54는 도 53의 가공 프로그램(432)에 의한 진동 중첩 전의 프로그램 지령 경로를 나타내는 도면이다. Z축의 나사 깎기 개시 위치는, 1회째부터 4회째까지 매회 같은 100mm이다. 도 55는 도 53의 가공 프로그램(432)에 의한 진동이 없는 경우의 나사 홈 단면의 가공 이미지를 나타내는 도면이다. 도 54 및 도 55에 나타내지는 것처럼, 1회째부터 3회째의 진동을 수반하는 나사 깎기 가공의 진동을 제외한 지령 경로는 같다.
도 53에 나타낸 가공 프로그램(432)에 있어서 진동의 진폭 및 진동의 위상 시프트량을 지정함으로써, 진동 지령 해석부(452)는 가공 프로그램(432)으로부터 진동의 진폭 및 진동의 위상 시프트량을 얻는다. 진동 지령 해석부(452)는 공유 에어리어(434)를 통해서 나사 깎기 진동 조정부(484)에 이 진폭 및 위상 시프트량을 제공한다. 나사 깎기 진동 조정부(484)는 이들 진동 조건에 기초하여, 실시 형태 1 내지 3에서 설명한 동작을 구동부(10)에 실행시키는 것이 가능해진다.
도 56은 실시 형태 2에서 설명한 도 23의 스텝 S102의 예비 이동을 행하고 도 53의 가공 프로그램(432)을 실현했을 경우의 주축 위상과 X축 위치의 관계를 나타내는 도면이다. 도 56에 있어서, 주축 위상은 진동 위상에 비례하고 있다.
도 56에 있어서의 1회째의 나사 깎기 가공은, 진동의 위상 시프트량이 0°이므로 「보정 위상」은 0°이다. 「보정 위상」=0°인 위상에 상당하는 X축 방향의 예비 이동은 0이므로 예비 이동은 행하지 않는다. 1회째의 나사 깍기에 있어서는, 주축이 나사 깎기 개시 기준점의 위상인 주축 위상 0°로 되는 도 56의 A에 있어서(스텝 S103:Yes), 초기 위상으로부터 진동을 개시하고 있다.
도 56에 있어서의 2회째의 나사 깎기 가공은, 진동의 위상 시프트량이 120°이므로, 기준 위상 0°로부터 마이너스 방향으로 120°시프트하여 360°로 정규화한 「보정 위상」은 240°이다. 「보정 위상」=240°인 위상에 상당하는 X축 방향의 예비 이동을 거친 위치가 도 56의 B이다. 2회째의 나사 깍기에 있어서는, 주축이 나사 깎기 개시 기준점의 위상인 주축 위상 0°로 되는 도 56의 B에 있어서(스텝 S103:Yes), 「보정 위상」=240°에서부터 진동을 개시하고 있다(스텝 S104).
도 56에 있어서의 3회째의 나사 깎기 가공은, 진동의 위상 시프트량이 240°이므로, 「보정 위상」은 120°이다. 「보정 위상」=120°인 위상에 상당하는 X축 방향의 예비 이동을 거친 위치가 도 56의 B이다. 3회째의 나사 깍기에 있어서는, 주축이 나사 깎기 개시 기준점의 위상인 주축 위상 0°로 되는 도 56의 B에 있어서(스텝 S103:Yes), 「보정 위상」=120°에서부터 진동을 개시하고 있다(스텝 S104). 도 56에 있어서의 4회째의 나사 깎기 가공은 진동을 중첩시키지 않는 마무리 가공이다.
도 57은 실시 형태 3에서 설명한 도 40의 스텝 S202에서 구한 위상 시프트량의 진동에 필요한 시간만큼 진동의 개시를 늦추고 도 53의 가공 프로그램(432)을 실현했을 경우의 주축 위상과 X축 위치의 관계를 나타내는 도면이다. 도 57에 있어서, 주축 위상은 진동 위상에 비례하고 있다.
도 57의 1회째와 4회째의 나사 깎기 가공은, 도 56과 같다. 도 57의 2회째의 나사 깎기 가공은 진동의 위상 시프트량이 120°이므로 120°의 위상의 진동에 필요한 시간을 구하고(스텝 S202), 주축이 나사 깎기 개시 기준점의 위상인 주축 위상 0°로부터 당해 진동에 필요한 시간을 거친 도 57의 A에 있어서(스텝 S205:Yes), 초기 위상으로부터 진동을 개시하고 있다(스텝 S206).
도 57의 3회째의 나사 깎기 가공은, 진동의 위상 시프트량이 240°이므로 240°의 위상의 진동에 필요한 시간을 구하고(스텝 S202), 주축이 나사 깎기 개시 기준점의 위상인 주축 위상 0°로부터 당해 진동에 필요한 시간을 거친 도 57의 B에 있어서(스텝 S205:Yes), 초기 위상으로부터 진동을 개시하고 있다(스텝 S206).
이상 설명한 것처럼, 실시 형태 4에 따른 수치 제어 장치(1)에 의하면, 저주파 진동 나사 깎기 가공에 있어서, 가공 프로그램(432)이 지정한 진동의 진폭 및 진동의 위상 시프트량에 기초하여, 복수 회의 절입 가공마다 진동의 위상을 적절히 조정하는 것이 가능해져, 칩을 분단한다고 하는 효과가 얻어진다.
이상의 실시 형태에 나타낸 구성은, 본 발명의 내용의 일례를 나타내는 것이며, 다른 공지의 기술과 조합하는 것도 가능하고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 구성의 일부를 생략, 변경하는 것도 가능하다.
1: 수치 제어 장치 10: 구동부
11: 서보 모터 12, 15: 검출기
13X: X축 서보 제어부 13Z: Z축 서보 제어부
14: 주축 모터 16: 주축 제어부
20: 입력 조작부 30: 표시부
40: 제어 연산부 41: 입력 제어부
42: 데이터 설정부 43: 기억부
44: 화면 처리부 45: 해석 처리부
46: 기계 제어 신호 처리부 47: PLC 회로부
48: 보간 처리부 49: 가감속 처리부
50: 축데이터 출력부 61: 가공 대상
62: 공구 431: 파라미터
432: 가공 프로그램 433: 화면 표시 데이터
434: 공유 에어리어 451: 이동 지령 생성부
452: 진동 지령 해석부 481: 지령 이동량 산출부
482: 진동 이동량 산출부 483: 이동량 중첩부
484: 나사 깎기 진동 조정부

Claims (6)

  1. 가공 대상을 회전시키는 주축과, 절삭(切削) 가공에 의해 형성하는 나사의 리드 방향과 수직 방향을 따라서 절삭 공구를 상기 가공 대상에 대해서 상대적으로 이송 이동시키는 제1 구동축과, 상기 절삭 공구를 상기 리드 방향을 따라서 상기 가공 대상에 대해서 상대적으로 이송 이동시키는 제2 구동축을 제어하는 구동부와,
    상기 제1 구동축의 이동에 대해서, 상기 주축의 회전 주기와 미리 정한 비를 가지는 주기의 왕복 이송 이동인 진동을 중첩시키는 진동 수단을 구비하고,
    상기 절삭 공구와 상기 가공 대상을 상대적으로 이동시켜 상기 가공 대상에 복수 회의 절입(
    Figure pct00002
    , cutting) 가공을 행함으로써 상기 가공 대상에 나사를 형성하는 나사 깎기 가공을 행하는 수치 제어 장치로서,
    복수 회의 상기 절입 가공에 있어서, 상기 주축의 위상에 대해서 상기 진동의 위상을 매회 미리 정한 진동 위상 시프트량 시프트하여 상기 구동부를 제어하는 나사 깎기 진동 조정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 수치 제어 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 나사 깎기 진동 조정부는, 상기 제1 구동축에, 상기 진동 위상 시프트량 및 상기 주축의 기준이 되는 위상인 나사 깎기 개시 기준점에 기초한 위상 및 타이밍에서 상기 진동을 개시시키는 것을 특징으로 하는 수치 제어 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 나사 깎기 진동 조정부는, 상기 제1 구동축을 진동 개시 기준 위치로부터 상기 진동 위상 시프트량만큼 진동 위상을 천이(遷移)한 보정 위상에서의 진동 위치로 예비 이동시키고, 상기 예비 이동 후, 상기 주축이 상기 나사 깎기 개시 기준점의 위상이 된 시점에서 상기 진동을 상기 보정 위상에서부터 개시시키는 것을 특징으로 하는 수치 제어 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 나사 깎기 진동 조정부는, 상기 진동 위상 시프트량의 상기 진동에 필요한 시간을 구하고, 상기 제1 구동축에, 상기 주축이 상기 나사 깎기 개시 기준점의 위상이 된 시점에 상기 진동에 필요한 시간을 가산한 시점에서 상기 진동을 초기 위상에서부터 개시시키는 것을 특징으로 하는 수치 제어 장치.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 나사 깎기 진동 조정부는, 가공 프로그램에 있어서 상기 절입 가공을 지령한 나사 깍기 지령에 대해서 상기 진동 위상 시프트량이 지정되었을 경우, 상기 나사 깍기 지령에 의한 절입에 있어서는, 상기 주축의 위상에 대해서 상기 진동의 위상을 상기 나사 깍기 지령으로 지정된 상기 진동 위상 시프트량 시프트하도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 수치 제어 장치.
  6. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 나사 깎기 진동 조정부는, 가공 프로그램에 있어서 상기 절입 가공을 지령하는 나사 깍기 지령에 대해서 상기 진동의 진폭이 지정되었을 경우, 상기 나사 깍기 지령에 의한 절입에 있어서 상기 제1 구동축의 이동에 중첩하는 상기 진동이, 상기 나사 깍기 지령으로 지정된 상기 진폭이 되도록, 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 수치 제어 장치.
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Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3241637B1 (en) * 2016-05-03 2021-12-22 Danobat, S. Coop. Threading method and machine
JP6457432B2 (ja) 2016-05-16 2019-01-23 ファナック株式会社 揺動切削を行う工作機械のサーボ制御装置、制御方法及びコンピュータプログラム
GB2551728B (en) * 2016-06-28 2020-11-18 Jaguar Land Rover Ltd Method for configuring a machine for production of a thread
JP6530780B2 (ja) 2017-05-16 2019-06-12 ファナック株式会社 揺動切削のための表示装置および加工システム
KR102470584B1 (ko) * 2017-07-13 2022-11-24 시티즌 도케이 가부시키가이샤 나사 절삭 가공장치 및 나사 절삭 가공방법
JP6564432B2 (ja) 2017-08-29 2019-08-21 ファナック株式会社 機械学習装置、制御システム、制御装置、及び機械学習方法
JP6702931B2 (ja) * 2017-12-26 2020-06-03 ファナック株式会社 数値制御装置
JP2019149047A (ja) * 2018-02-27 2019-09-05 ファナック株式会社 制御装置
JP6683749B2 (ja) * 2018-03-14 2020-04-22 ファナック株式会社 補正量取得装置、送り機構制御装置、補正量取得方法および送り機構の制御方法
JP6748141B2 (ja) * 2018-04-06 2020-08-26 ファナック株式会社 工作機械の制御装置
CN110347113A (zh) * 2018-04-06 2019-10-18 发那科株式会社 机床的控制装置
JP6784717B2 (ja) 2018-04-09 2020-11-11 ファナック株式会社 工作機械の制御装置
ES2963526T3 (es) * 2018-06-15 2024-03-27 Emuge Werk Richard Glimpel Gmbh & Co Kg Fabrik Fuer Praez Procedimiento para la generación de un filete
DE102018115986A1 (de) * 2018-07-02 2020-01-02 EMUGE-Werk Richard Glimpel GmbH & Co. KG Fabrik für Präzisionswerkzeuge Werkzeug zum Erzeugen eines Gewindes
JP6885910B2 (ja) * 2018-10-15 2021-06-16 ファナック株式会社 数値制御装置
JP7195110B2 (ja) * 2018-10-26 2022-12-23 シチズン時計株式会社 工作機械及び制御装置
WO2020084772A1 (ja) * 2018-10-26 2020-04-30 三菱電機株式会社 数値制御装置および数値制御方法
DE102019218367A1 (de) * 2018-11-29 2020-07-16 Fanuc Corporation Numerische steuervorrichtung, programm und steuerverfahren
DE112018008169B4 (de) * 2018-12-28 2023-02-23 Mitsubishi Electric Corporation Numerische Steuerung und Maschinenlernvorrichtung
JP7232656B2 (ja) * 2019-02-06 2023-03-03 株式会社ツガミ 工作機械
JP6912506B2 (ja) * 2019-03-06 2021-08-04 ファナック株式会社 工作機械の制御装置
CN110153510A (zh) * 2019-03-26 2019-08-23 宁夏天地奔牛实业集团有限公司 一种数控式交错进刀螺纹加工方法
JP7214568B2 (ja) * 2019-05-29 2023-01-30 シチズン時計株式会社 工作機械及びこの工作機械の制御装置
CN110588202B (zh) * 2019-09-10 2021-02-02 深圳泰软软件科技有限公司 激光打标方法、装置及计算机可读存储介质
JP2021056930A (ja) * 2019-10-01 2021-04-08 ファナック株式会社 数値制御装置、工作機械システム及び数値制御方法
JP7391594B2 (ja) 2019-10-03 2023-12-05 ファナック株式会社 工作機械の制御装置
JP2021092936A (ja) * 2019-12-10 2021-06-17 シチズン時計株式会社 加工装置、加工方法および切削工具
JP2021096839A (ja) * 2019-12-16 2021-06-24 ファナック株式会社 工作機械の制御装置及び工作機械制御方法
US20230133532A1 (en) * 2020-03-26 2023-05-04 Fanuc Corporation Control device for machine tool
EP3892405A1 (en) * 2020-04-08 2021-10-13 AB Sandvik Coromant A method for cutting metallic threads
CN112965436B (zh) * 2021-01-27 2022-01-21 深圳精智达技术股份有限公司 一种单线程多轴控制方法及相关装置
US11921489B2 (en) * 2021-06-02 2024-03-05 Mitsubishi Electric Corporation Numerical control device, learning apparatus, inference apparatus, and numerical control method
US20230311224A1 (en) 2022-03-30 2023-10-05 Iscar, Ltd. Method for cutting a thread on a rotating workpiece

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5033929A (ko) 1973-07-24 1975-04-02
JPS5139592A (ja) 1974-10-01 1976-04-02 Asahi Carbon Co Ltd Haadokeikaabonburatsukuno seizoho
JPS5139591A (en) 1974-10-01 1976-04-02 Sumitomo Shipbuild Machinery Suiso oyobi sansono seizoho
US4693146A (en) * 1985-04-09 1987-09-15 Wilhelm Hegenscheidt Gesellschaft Mbh Method and apparatus for achieving chip separation while machining work pieces
JP4293132B2 (ja) 2003-05-14 2009-07-08 三菱電機株式会社 数値制御装置

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5715626A (en) * 1980-06-24 1982-01-27 Pilot Pen Co Ltd:The Accurate thread vibration cutting lathe
JPS58143901A (ja) 1982-02-18 1983-08-26 Junichiro Kumabe 精密高速振動旋削方法
JPS6016301A (ja) * 1983-07-08 1985-01-28 Junichiro Kumabe 重畳振動切削方法
JPH0669645B2 (ja) * 1984-06-12 1994-09-07 三菱電機株式会社 数値制御式ねじ切り装置
JP3451800B2 (ja) * 1995-07-20 2003-09-29 三菱自動車工業株式会社 振動切削方法
KR970061411A (ko) 1996-02-21 1997-09-12 모리시타 요이찌 칩-파쇄 선반절삭방법 및 장치
JPH1043901A (ja) 1996-08-06 1998-02-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 切屑分断化旋削方法とその旋削装置
JPH1043906A (ja) 1996-08-07 1998-02-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 凹溝の旋削方法および旋削装置
JPH10124127A (ja) * 1996-10-16 1998-05-15 Mori Seiki Co Ltd Nc旋盤を用いたねじ切り装置及びその方法
JPH11259114A (ja) * 1998-03-11 1999-09-24 Fanuc Ltd 数値制御装置
JP3754881B2 (ja) * 1999-09-27 2006-03-15 キヤノン株式会社 切削加工方法及び切削加工装置及び工具保持装置
WO2001075537A1 (fr) * 2000-03-31 2001-10-11 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Dispositif de commande numerique
JP2002301601A (ja) 2001-04-05 2002-10-15 Canon Inc 加工装置および加工方法
JP3926739B2 (ja) * 2002-12-27 2007-06-06 オークマ株式会社 ねじ切り加工制御方法及びその装置
JP2006176365A (ja) * 2004-12-22 2006-07-06 Mitsubishi Material Cmi Kk 成形金型の加工方法およびその成形金型
JP5033929B1 (ja) 2011-11-10 2012-09-26 ハリキ精工株式会社 工作機械
JP5908342B2 (ja) * 2012-05-17 2016-04-26 オークマ株式会社 工作機械の加工振動抑制方法及び加工振動抑制装置
JP5139591B1 (ja) 2012-09-12 2013-02-06 ハリキ精工株式会社 工作機械
JP5139592B1 (ja) 2012-09-12 2013-02-06 ハリキ精工株式会社 工作機械
JP5624163B2 (ja) * 2013-01-17 2014-11-12 ファナック株式会社 ねじ切りサイクルの再加工を行う機能を有する数値制御装置
JP2014172110A (ja) * 2013-03-07 2014-09-22 Citizen Holdings Co Ltd 工作機械
KR102183277B1 (ko) * 2014-10-08 2020-11-26 시티즌 도케이 가부시키가이샤 공작기계 및 이 공작기계의 제어장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5033929A (ko) 1973-07-24 1975-04-02
JPS5139592A (ja) 1974-10-01 1976-04-02 Asahi Carbon Co Ltd Haadokeikaabonburatsukuno seizoho
JPS5139591A (en) 1974-10-01 1976-04-02 Sumitomo Shipbuild Machinery Suiso oyobi sansono seizoho
US4693146A (en) * 1985-04-09 1987-09-15 Wilhelm Hegenscheidt Gesellschaft Mbh Method and apparatus for achieving chip separation while machining work pieces
JP4293132B2 (ja) 2003-05-14 2009-07-08 三菱電機株式会社 数値制御装置

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